Система и способ виртуализации функции мобильной сети

Система и способ виртуализации функции мобильной сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе и способу беспроводной передачи данных и, в частности, к системе и способу виртуализации функции мобильной сети.

Уровень техники

Сетями можно управлять, используя программное обеспечение на основе средств автоматизации с программными интерфейсами приложения (API).

Объем данных в операторах мобильной сети (MNO) увеличивается. Виртуализация функции мобильной сети (MNFV) устанавливает связи между областями формирования сетей, их взаимодействия и приложениями в мобильных сетях. MNFV поддерживает различные типы инфраструктуры, включая в себя традиционные мобильные инфраструктуры, виртуализированные функции сети (CloudEPC) и мобильные платформы, как услугу (MPaaS). MNFV может работать при установке децентрализованной функции, при установке централизованной функции и интеллектуально распределенных функциях мобильных сетей. Кроме того, MNFV можно использовать для отсоединения аппаратных средств и физических ресурсов, таких как компоновки, включающие в себя лицензированный и нелицензированный спектр, операторы мобильной виртуальной сети (MVNO) и предоставление других мобильных услуг и моделей реализации возможностей. Кроме того, MNFV может обеспечивать возможность каталогизации, установки и объединения сетевых функций с услугами сетевого уровня (связывание услуги) для предоставляемых богатых услуг, и чтобы способствовать гранулярным и стандартным механизмам мобильных сетей, уровнем услуг и приложений, для динамического обмена состояниями, договоренностями на уровне услуги (SLA), ресурсами и другой информацией.

Сущность изобретения

Способ в варианте осуществления для виртуализации функции мобильной сети (MNFV) включает в себя формирование кластера ядра развернутого пакета (EPC) и ассоциирования подсети с кластером EPC. Способ также включает в себя загрузку виртуальной машины (VM) и прикрепление VM к EPC.

Способ в варианте осуществления для виртуализации функции мобильной сети (MNFV) включает в себя передачу, с помощью контроллера, в систему администрирования элемента (EMS) вызова EMS и передачу, с помощью контроллера, в систему администрирования облаком (CMS), вызова CMS после передачи вызова EMS. Способ также включает в себя прием, с помощью контроллера из EMS, отклика EMS, в соответствии с вызовом EMS и приема, с помощью контроллера из CMS, отклика CMS, в соответствии с вызовом CMS.

Компьютер, в соответствии с вариантом осуществления, включает в себя процессор и постоянный считываемый компьютером носитель информации, содержащий программные средства для выполнения процессором. Программные средства включают в себя инструкции для формирования кластера улучшенного ядра пакетной передачи (EPC) и ассоциирование подсети с кластером EPC. Программное средство также включает в себя инструкции для загрузки виртуальной машины (VM) и прикрепления VM к EPC.

Выше, в общем, был представлен общий обзор вариантов осуществления настоящего изобретения, для лучшего понимания следующего подробного описания изобретения. Ниже будут описаны дополнительные признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения, которые формируют предмет формулы изобретения. Для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что описанные концепция и конкретные варианты осуществления могут легко использоваться, как основа для модификации или реконструкции других структур или обработки для выполнения того же назначения настоящего изобретения. Также специалистам в данной области техники должно быть понятно, что такие эквивалентные конструкции не выходят за пределы сущности и объема изобретения, как представлено в приложенной формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ, делается ссылка на следующие описания, которые следует рассматривать совместно с приложенными чертежами, на которых:

на фиг. 1 показана схема беспроводной сети для передачи данных;

на фиг. 2 показана система виртуализации функции мобильной сети (MNFV) по варианту осуществления;

на фиг. 3 показан другой вариант осуществления системы MNFV;

на фиг. 4 показана дополнительная система MNFV;

на фиг. 5 показана система варианта осуществления для администрирования приложений;

на фиг. 6 показана система варианта осуществления для программного интерфейса приложения (API);

на фиг. 7 показан оператор мобильной сети (MNO) по варианту осуществления;

на фиг. 8 показан функциональный вид улучшенного ядра пакетной передачи (EPC) по варианту осуществления;

на фиг. 9 показана архитектура варианта осуществления открытого мобильного контроллера (ОМС);

на фиг. 10 показана схема объекта ОМС по варианту осуществления;

на фиг. 11 показана схема потока сообщений для способа программного интерфейса приложения (API);

на фиг. 12 показан другой вариант осуществления системы MNFV;

на фиг. 13 показана блок-схема последовательности операций для варианта осуществления способа формирования кластера EPC;

на фиг. 14 показана блок-схема последовательности операций для варианта осуществления способа определения географических зон;

на фиг. 15 показана блок-схема последовательности операций для варианта осуществления способа моделирования и взаимодействия мобильной сети;

на фиг. 16 показана топология варианта осуществления узла;

на фиг. 17 показан вариант осуществления конечного автомата для формирования EPC;

на фиг. 18 показана другая система для MNFV;

на фиг. 19 показана дополнительная система для MNFV; и

на фиг. 20 показана блок-схема варианта осуществления система компьютера общего назначения.

Соответствующие номера ссылочных позиций и символы на разных фигурах, в общем, относятся к соответствующим частям, если только не обозначено другое. Фигуры представлены для ясной иллюстрации соответствующих аспектов вариантов осуществления и не обязательно показаны в масштабе.

Подробное описание вариантов осуществления

Прежде всего, следует понимать, что, хотя ниже представлено иллюстративное воплощение одного или больше вариантов осуществления, раскрытые системы и/или способы могут быть воплощены, используя любое количество технологий, как известных, так или существующих в настоящее время. Раскрытие никоим образом не должно быть ограничено иллюстративными вариантами осуществления, чертежами и технологиями, представленными ниже, включая в себя примерные конструкции и варианты воплощения, представленные и описанные здесь, но могут быть модифицированы в пределах объема приложенной формулы изобретения с полным объемом ее эквивалентов.

Вариант осуществления модуля QuantumLeap (QL) используется при виртуализации функции мобильной сети (MNFV). В одном варианте осуществления модуль QL установлен, как часть контроллера. Контроллер может работать совместно с вычислительным модулем и сетевым модулем. База данных используется для интерфейса программирования приложений (API) северного интерфейса (NB), в то время как API южного интерфейса (SB) могут составлять часть открытого протокола администрирования базой данных vSwitch (OVSDB) или базой данных системы администрирования элементом (EMSDB). API северного интерфейса представляет собой API, который позволяет, в частности, для сетевого компонента, связываться с компонентами более высокого уровня. И, наоборот, южный интерфейс связывается с компонентами более низкого уровня. Южный интерфейс может представлять собой протокол OpenFlow™, который способствует передаче данных между контроллером сети с программным определением (SDN) и физическими, и виртуальными сетевыми узлами, таким образом, маршрутизатор раскрывает сетевую топологию, определяет потоки в сети и воплощает запросы, передаваемые через API северного интерфейса. Северный интерфейс может представлять собой область передачи данных с поддержкой протокола между контроллером и приложениями или программами управления более высокого уровня. QL может подавать стандартный API для инструментов взаимодействия информационной технологии (IT), для осуществления северо-западных мобильных функций. QuantumLeap может поддерживать различные режимы работы, включая в себя CloudEdge, по запросу и упругие режимы.

В варианте осуществления существуют пять функций в наборе для операций улучшенного ядра пакетной передачи (EPC). Функции включают в себя объект мобильного администрирования (MME), обслуживающий шлюз (SGW), пакетный шлюз (PGW), услугу абонента базовой сети (HSS) и функцию правил начисления счетов за пакет (PCRF).

В некоторых ситуациях сеть и IT или области приложения определяются расплывчато, ввиду виртуализации и дислокации логических и физических ресурсов. Кроме того, могут существовать функциональные диапазоны в массивно масштабируемых и взаимносоединенных кластеров. Приложения, услуги, сетевые функции и виртуализированные топологии могут быть размещены в инфраструктурах одного и того же типа, например, в кластере, в котором работает OpenStack™.

OpenStack™ представляет собой бесплатную "облачную" вычислительную платформу из открытого источника. OpenStack™ может быть развернута, как инфраструктура, как решение услуги (IaaS). Технология, используемая в OpenStack™, включает в себя взаимосвязанные проекты, которые управляют наборами ресурсов обработки, сохранения и формирования сетей через центр данных для администрирования или предоставления через инструментальную панель на сетевой основе, инструменты командной строки или через API передачи состояния представления (REST)ful.

OpenStack™ имеет модульную архитектуру с кодовыми наименованиями для ее компонентов. Модуль Compute, известный как Nova, представляет собой контроллер структуры для "облачных" вычислений, разработанный для администрирования и автоматизации наборов компьютерных ресурсов. Модуль Compute может работать с различным технологиями виртуализации, с компьютерными средствами без программного обеспечения и компьютерными конфигурациями с высокими характеристиками (НРС). Гипервизор или монитор виртуальной машины (VMM) работает на виртуальных машинах. Кроме того, модуль Compute работает с внешними библиотеками, с архитектурой, которая масштабируется горизонтально.

Модуль накопителя объекта OpenStack™, известный как Swift, представляет собой масштабируемую избыточную систему накопления. Объекты и файлы записывают на множество дисковых приводов, распределенных по серверам в центре обработки данных, используя программное обеспечение OpenStack™, ответственное за репликацию и целостность данных в пределах кластера. Кластеры накопления масштабируются горизонтально путем добавления новых серверов. Когда происходит отказ сервера или привода жесткого диска, OpenStack™ формирует реплику его содержания из других активных узлов в новых местах положений в кластере.

Кроме того, модуль формирования сети OpenStack™, известный как Neutron, ранее известный как Quantum, представляет собой систему для администрирования сетями и адресами протокола Интернета (IP). Формирование сетей OpenStack™ уменьшает бутылочное горлышко сети, чтобы способствовать предоставлению собственных услуг для пользователей. Формирование сетей OpenStack™ обеспечивает модели формирования сетей для различных приложений или групп пользователей. Используемые модели включают в себя однотипные сети или виртуальные локальные вычислительные сети (VLAN) для услуг разделения и трафика. Формирование сетей OpenStack™ администрирует IP-адресами, способствует специализированным статическим IP-адресам или динамическому протоколу конфигурирования хост-устройств (DHCP). Плавающие IP-адреса способствуют динамическому перенаправлению трафика к вычислительным ресурсам, и уменьшению объема трафика во время технического обслуживания или в случае отказа. Пользователи могут формировать свои собственные сети, управлять трафиком и соединить серверы и устройства с одной или больше сетями. Администраторы могут использовать формирование сетей, определенное программным обеспечением (SDN), таким как OpenFlow, для высоких уровней с масштабе многоарендной архитектуры и в массивном масштабе. Формирование сетей OpenStack™ имеет рамки расширения для дополнительных сетевых служб, таких как системы детектирования проникновения (IDS), балансирование нагрузки, брандмауэров и виртуальных частных сетей (VPN).

Кроме того, идентичность OpenStack™, известная как Keystone, обеспечивает отображение центрального директора пользователей, на услуги OpenStack™, доступные для доступа. Идентичность действует, как общая система аутентификации, в облачной операционной системе и может быть интегрирована с другими услугами серверной директории, такими как облегченный протокол доступа к директориям (LDAP). Кроме того, Идентичность поддерживает множество форм аутентификации, включая в себя стандартное имя пользователя и удостоверение на основе пароля, системы на основе маркера и логины сетевых услуг Amazon (AWS)®. Кроме того, каталог предоставляет список с возможностью формирования очереди услуг, развернутых в облаке OpenStack™ в одном реестре.

Модуль Телеметрии, известный как Ceilometer, обеспечивает точку контакта для систем начисления счетов, предоставляя счетчики для установления счетов клиентов среди компонентов OpenStack™. Доставка счетчиков может отслеживаться и пригодна для аудита. Счетчики являются достаточно широкими и поддерживают новые проекты, и агенты, собирающие данные, независимы от всей системы.

Дополнительные модули OpenStack™ включают в себя Dashboard (Horizon), Image Service (Glance), Orchestration (Heat), Database (Trove) и Elastic Map Reduce (Sahara). OpenStack™ Dashboard предусматривает для администраторов и пользователей графический интерфейс для доступа, предоставления и автоматизации ресурсов на основе облака. Кроме того, Orchestration организует множество композитных "облачных" приложений, используя шаблоны как через собственный OpenStack™ REST API, используя API Heat Orchestration Template (HOT), так и через CloudFormation® AWS®, совместимый с Query API. База данных представляет собой базу данных, используемую как механизмы предоставления реляционной и нереляционной базы данных. Elastic Map Reduce представляет собой услугу, которая способствует обработке данных ресурсов, администрируемых OpenStack™, включая в себя обработку.

Модель варианта осуществления включает в себя определение стандартной IT или модели сетевого (NW) взаимодействия и способ для мобильных сетей. Например, определены наименование точки доступа (APN), оператор мобильной виртуальный сети (MVNO), абонент и реализация политики. Принадлежащий сети, находящийся на IT уровень используется для интеграции с платформами, такими как OpenStack™ и CloudStack™, и приложениями, и находится в пределах репозиториев API. В варианте осуществления MNFV предоставляет мобильные функции северного и южного интерфейсов, способы реализации и интерактивные способы, и ассоциированные дескрипторы, которые способствуют интеграции мобильных функций NW с гибридными веб-приложениями услуги IT, такими как OpenStack™, для формирования и координации услуги.

Агент плагин QuantumLeap на OS или гипервизоре может воплощать основные классы, для поддержки функции виртуальной сети (VNF) для кластеров ЕРС, таких как ММЕ, SGW и PGW, для южного интерфейса, через Neutron. Доступ к некоторым функциям северного интерфейса и южного интерфейса осуществляется через epc.xml или pgw.xml, или соответствующие файлы формата обозначения объекта JavaScript (JSON). Ассоциированная OVSDB может использоваться для воплощения О VS. Кроме того, также может использоваться плагин ML2.

При трансляции южного интерфейса для прохода через подключаемые запросы и отклики, виртуальная машина или операционная система использует их трансляцию через подключаемые агенты и драйверы. Драйвер может представлять собой устройство переключателя или маршрутизатора (L2/L3) (обработка на уровне ядра), в то время как агент может работать поверх операционной системы (OS), для того, чтобы способствовать трансляции для программного выполнения, как обработка на уровне пользователя.

На фиг. 1 иллюстрируется сеть 100, для передачи данных. Сеть 100 включает в себя контроллер 102 передачи данных, имеющий область 106 охвата, множество оборудования пользователя (UE), включающее в себя UE 104 и UE 105, и сеть 108 обратной передачи. Представлены два UE, но может присутствовать гораздо большее их количество. Контроллер 102 передачи данных может представлять собой любой компонент, выполненный с возможностью предоставления беспроводного доступа, помимо прочего, установление восходящего канала передачи (штриховая линия) и/или нисходящего канала передачи (пунктирная линия) соединений с UE 104 и UE 105, такими как базовая станция, расширенная базовая станция (eNB), точка доступа, пикосота, фемтосота и другие устройства беспроводного доступа. UE 104 и UE 105 могут представлять собой любой компонент, выполненный с возможностью установления беспроводного соединения с контроллером 102 передачи данных, таким как сотовые телефоны, смартфоны, планшетные компьютеры, датчики и т.д. Сеть 108 обратной передачи может представлять

собой любой компонент или набор компонентов, которые позволяют выполнять обмен данными между контроллером 102 передачи данных и удаленным концом. В некоторых вариантах осуществления сеть 100 может включать в себя различные другие беспроводные устройства, такие как релейные станции, фемтосоты и т.д. Варианты осуществления могут быть воплощены в UE или в контроллерах передачи данных. Варианты осуществления могут использоваться в беспроводных сетях, таких как сеть 100.

Представление улучшенной системной архитектуры (SAE) представляет собой архитектуру базовой сети для беспроводной передачи данных Системы долгосрочного развития (LTE) Проекта партнерства 3-го поколения (3GPP). SAE представляет собой развитие базовой сети общей услуги пакетной радиопередачи данных (GPRS) с упрощенной архитектурой, сеть, полностью построенную на IP (AIPN), сети радиодоступа с поддержкой для более высокой пропускной способности и более низкой задержкой (RAN), и поддержкой мобильности между множеством гетерогенных сетей доступа, включая в себя не-3GPP системы. SAE включает в себя ММЕ, SGW, PGW, HSS, раскрытие сети доступа и функцию выбора (ANDSF), и развернутый шлюз пакетных данных (ePDG).

ММЕ представляет собой узел управления для сетей доступа, ответственных за пейджинговую передачу в UE в режиме ожидания и процедуры маркировки, включая в себя повторную передачу. ММЕ вовлечен в обработку активации и деактивации носителя, и для выбора SGW, для UE при исходном подключении и во время передачи мобильного терминала, при которой происходит смена узла базовой сети (CN). Кроме того, ММЕ выполняет аутентификацию для пользователей путем взаимодействия с HSS.

SGW направляет и перенаправляет пакеты данных пользователя, и действует, как якорь мобильности, для уровня пользователя во время передачи мобильного терминала между eNB. Кроме того, SGW действует, как якорь, для обеспечения мобильности между LTE и другими технологиями 3GPP. Для UE в состоянии ожидания SGW прекращает работу нисходящего канала передачи данных и инициирует пейджинговую передачу, когда данные нисходящего канала передачи поступают для UE. Кроме того, SGW администрирует записями использования ресурсов для принудительного выполнения политики и начисления счетов.

PGW обеспечивает возможность подключения от UE к внешним сетям пакетной передачи данных во время выхода и входа трафика для UE. UE может одновременно обладать возможностью подключения к одной и больше, чем PGW, для доступа к множеству открытых сетей передачи данных (PDN). PGW выполняет принудительное выполнение политики, фильтрацию пакета для пользователей, изменения начисления

счетов, перехват и отсеивание пакетов.

HSS представляет собой центральную базу данных, которая содержит информацию, относящуюся к пользователю и абонированию. HSS обладает функциями, такими как администрирование мобильностью, поддержка установления вызова и сеанса, аутентификация пользователя и авторизация доступа.

ANDSF предоставляет информацию в UE о возможности подключения к сетям доступа 3GPP и He-3GPP, таким как Wi-Fi. ANDSF помогает UE при обнаружении сетей доступа в непосредственной близости и обеспечивает политики для приоритезации и администрирования соединениями с этими сетями.

ePDG обеспечивает передачу данных с UE, подключенному к EPC через не защищенный He-3GPP доступ.

На фиг. 2 иллюстрируется MNFV 190, который может использоваться в мобильной системе. MNFV 190 содержит уровень прокладки, установку мобильной функции и соединитель IT/NW. Уровень 194 приложения может использовать OpenStack™ и/или язык разметки гипертекста (HTML). Уровень 194 приложений выбирает функции 196, такие как AWS®, облачные службы Joyent®, VMware® и Eucalyptus®. Функции 196 выполняют раскрытие значения сети, конструкцию воплощения, публикацию и инкубацию API.

Комплект 204 раскрытия SAE и приложения 208 используются механизмами электронной оплаты, механизмами вставки рекламы, механизмами аналитики в режиме реального времени и распределением и кэшированием содержания.

Набор 212 SAE включает в себя PCRF 214, ММЕ 216, HSS 218, PGW 220 и SGW 222. Виртуальные машины (VM) 226 соединяют эти модули с доступными ресурсами.

Блок 228 администрирования ресурсами беспроводной передачи данных и механизм 230 дохода используются в структуре 192 EPC, объединенной структуре EPC, которая используется для оценки технологии, получения сравнительных характеристик и формирования прототипов.

Вычислительные ресурсы включают в себя кластер с балансированием нагрузки, ускорителями, виртуализированными узлами или кластерами, которые являются автоматизированными или управляемыми. Сетевые ресурсы могут представлять собой скорости 24-100 Тбс, отсутствие блокирования при соединении любого-с-любым и механизм перенаправления оптимизированного пакета (PFE) Ethernet 100 Гигабит (GE). Также присутствуют модули 232 и 234 безопасности и уровень 236 носителя. Уровень носителя 236 содержит модуль 238 администрирования виртуальным узлом, модуль 240 иерархического качества услуги (H-QoS), модуль 242 переключения метки множества протоколов (MPLS), функцию 244 принудительного выполнения политики и начисления счетов (PCEF), S1-U 246, PFE/базу информации перенаправления (FIB)/протокол туннелирования GPRS (GTPyeGTP/протокол безопасности 248 Internet (Ipsec) и принудительное выполнение 250 политики, которые могут быть распределены.

Мобильные функции могут быть виртуализированы и реализованы, используя API. Функции предоставления включают в себя, формирование, конфигурирование и тестирование виртуальной сети EPC, формирование, конфигурирование и тестирование MVNO и формирование, конфигурирование и тестирование сети из машины в машину (М2М). Функции оптимизации и технического обслуживания включают в себя конфигурирование параметров масштабирования EPC, масштабирование сети, настройку рабочих характеристику, оптимизацию топологии, выполнение динамического предоставления, выполнение повторного предоставления, администрирование отказами и администрирование программным обеспечением. Операционные функции включают в себя APN, абонента, политику, безопасность, планирование отчетов, соглашения на уровне технического обслуживания (SLA) и М2М. Функции синтеза и анализа, и интеллектуальные функции включают в себя интеллектуальное средство сети (N1), интеллектуальное средство абонента (SI), интеллектуальное средство приложения (AI), интеллектуальное средство устройства (DI), отчетность, предупреждения по сети, и предупреждения услуги. Кроме того, функции услуги включают в себя соединения услуги, голосовые функции, систему администрирования абонентом (SMS), систему администрирования модулем (MMS), организацию видеоконференций, определение местоположения, способности устройства, профиль абонента для оплаты, профиль качества услуги (QoS), М2М и интеллектуальные функции.

Вариант осуществления включает в себя интегрированную платформу с OpenStack™ для взаимодействия услуг для MVNO и облака несущих. Существует разделение уровней услуги и администрирования. Вариант осуществления включает в себя новые способы для MVNO, управления политикой и CloudEPC в отношении шаблонов и атрибутов в соответствии с физическими и виртуальными сетями носителями. Динамическое определение размеров на основе структур времени и трафика поддерживается, включая в себя случай использования для M2M/IOT.

В таблице 1 иллюстрируются примеры конфигурации и потока. GTP-v1U использует протокол датаграмм пользователя (UDP), как протокол и порт 2152, для GPR, систему универсальной мобильной передачи данных (UMTS) и LTE. GTP-v1C использует UDP и порт 2123 для GPRS и UMTS. Кроме того, GTP-v2C использует UDP и порт 2123 для LTE. Кроме того, GTP' использует UDP для CDR с неизвестным портом. GTP-v2Cx использует UDP и порт 2123 для VxLAN через интерфейс SxV.

Различные шаблоны могут использоваться для функций виртуальной сети. Политики принудительно выполняются владельцем и являются специфичными для группы пользователей. Некоторые примеры шаблонов включают в себя Template_MVNO(Tenant, SP), Template_EPC(Tenanat, ITDelegate, Capacity, Delay, ММЕ, PGW, SGW), Template_Service(ServiceName, Tenanat, SP, ServiceID, EpcID, PolicylD, ApnID), Template_APN(ApnName, ApnID, Tenanat, SP), Template_Policy(PolicyNarne, PolicylD, Tenant, SP), Template_Subscriber(SubscriberProfHeID, Tenant, SP), Template_Tunnel(Type, Endpoints(n), Capacity, TEID), and Template_DNS(ReolverID, PrivateFlag, IP адрес, порт, протокол, ForwardingID).

В случае использования RESTful API (формирование, считывание, обновление и удаление (CRUD)) используется для формирования видеочата. Видеочат представляет собой композит из двух функций, видеоуслуги и услуги чата. CRUD применим для передачи данных из "точки-в-точку" или из точки-в-множество точек. Для передачи данных из "точки-в-точку" существуют два формирования услуги, с поддержкой таких услуг через взаимодействие услуг. API QL поддерживает взаимодействие услуги через шаблоны. Конечный автомат открытого мобильного контроллера поддерживает взаимодействие, уникальное для QL, для интегрирования с OpenStack™. Таким образом, OpenStack™ IaaS разрешено для взаимодействия шаблона, для поддержки уникально разработанных шаблонов.

Операторы мобильной сети (MNO) представляют собой обобщенные термины для операторов, которые оперируют мобильными сетями. MVNO предоставляет услуги, передаваемые из конца в конец (E2E), без необходимости владения всеми ресурсами, но могут распределять или оперировать поднаборами RAN или функциями EPC, в то время как ресурс принадлежит владельцу физического ресурса (PAO). Примеры ресурсов включают в себя серверы, накопитель, физические ресурсы сети (NW), спектр и ресурсы программного обеспечения (SW) или код. Например, Spectrum, Compute, Storage, Network Cluster, IP Address и адрес виртуальной локальной сети (vLAN) представляют собой ресурсы. Оператор мобильного ресурса (MAO) оперирует физическими узлами или виртуальными мобильными функциями в пределах определенных административных доменов. Владелец физического мобильного ресурса (Р-МАО) представляет собой оператора физического мобильного ресурса. Владелец виртуального мобильного ресурса (V-MAO) работает и выделяет виртуальный контекст MVNO. Мобильная платформа, как услуга (MpaaS) или оператор виртуальной мобильной сети (VMNO), аналогична локальному доступу, как услуга (laaS) для оперируемых облаком и предоставляемых облаком сетевых функций мобильной сети.

На фиг. 3 иллюстрируется система 130, для работы с физическими и виртуальными мобильными сетями. Система поддержки операции (OSS)/блок 132 услуг поддержки бизнеса (BSS) содержит агент 134. API северного интерфейса проходит через блок OSS/BSS 132 в MNFV 136, оркестратор.

MNFV 136 содержит плагин 138, который может представлять собой плагин QuantumLeap. API южного интерфейса проходит в систему 140 администрирования облаком (CMS), которая имеет агент 142. Примеры CMS включают в себя OpenStack™, CloudStack®, Eucalyptus®, CloudFoundry® и частные облака, такие как Vcloud Director® и AWS®.

Кроме того, из MNFV 136 проходит соединение до агента 148 в системе 144 администрирования элементом (EMS). EMS 144 связывается с сетью 152, традиционными узлами EPC и сетью. Сеть 152 представляет собой традиционный физический кластер EPC или сеть. Драйвер 146 в EM 144 связывается с сетью 150, географически распределенными кластерами CloudEPC. Администрирование сетью 150 может выполняться CMS 140 и/или EMS 144. Сеть 150 представляет собой виртуальную облачную EPC с маршрутизатором между взаимным соединением между уровнями L2/L3 в стеках сети. Здесь могут присутствовать мостовые соединения, такие как vLAN, или виртуальные расширенные локальные вычислительные сети (VxLAN) через Ethernet, протокол Интернета версии 4 (IPv4), протокол Интернета версии 6 (IPv6), или IP или MPLS на уровне 2.5.

Адаптер обходного пути выполняет обход CMS 140 и выбирает ЕМ 144 из MNFV 136 для ЕМ 144 либо для сети 152, или для сети 150.

Запрос плагина высокого уровня из MNFV 136 может быть пропущен через ЕМ 144 в сеть 150 или сеть 152. В качестве альтернативы, запрос плагина непосредственно передают в сеть 150 или сеть 152. Время работы агента может быть воплощено через марионеточное ведущее устройство MNFV 136 для удаленного исполнения. Удаленный исполнитель взаимодействия может быть выполнен агентом или драйвером, в зависимости от того, является ли он OS, гипервизором или OVS, представляет собой переключатель L2, переключатель L3 или маршрутизатор для адаптера. Адаптер представляет собой плагин, не являющийся OpenStack™, такой как EMS или модуль Puppet. Воплощение адаптера QuantumLeap может регулироваться для услуг MNFV для согласования атрибутов с расширением API для Neutron. Другие несогласующиеся атрибуты, такие как задержка сети EPC и бюджеты задержки, могут иметь другие пределы для мобильных сетей.

Объекты северного и южного интерфейсов формируют через вызовы REST, такие как post, get, put и delete, соответствующие create (С), return (R), update (U) и delete (D) вызова структурированного языка запрос (SQL). C используется при операциях формирования, R используется для возврата атрибута в ответ на представление или список операций, U обновляет значение атрибута, и D удаляет значение атрибута.

Поток задачи высокого уровня вовлекает формирование кластера EPC.Затем подсети ассоциируют с кластером EPC и выполняют загрузку VM или VNF, прикрепленных к кластеру EPC. Clean-up включает в себя удаление VM или VNF, удаление портов, ассоциированных с кластером EPC, и удаление кластера EPC. Подсети, ассоциированные с кластером EPC, удаляют.

На фиг. 4 иллюстрируется операция MNFV в контексте OpenStack, используя QuantumLeap. Модуль 358 QuantumLeap представляет собой механизм QuantumLeap с QuantumLeap API. QuantumLeap API имеет различные функции, такие, как формирование EPC, формирование APN и политику формирования. Модуль 358 QuantumLeap связывается с OSS/BSS/системой администрирования сетью (NMS) 352 идущей через северный интерфейс, взаимодействуя с приложениями 354 3^-ей стороны и интерфейсом 356 графического пользователя (GUI) OpenStack™. Уровень адаптации CMS работает с множеством систем администрирования облаком, для связи с виртуальным EPC-Ds 372.

Кроме того, QuantumLeap взаимодействует с различными модулями OpenStack™. Некоторые примеры модулей OpenStack™, которые могут использоваться, включают в себя NOVA API 360 (вычисления), Glance API 362 (изображение), Cinder API 364 (сохранение), Quantum API 366 с Create-net и Create-port, расширения 368 API и Quantum плагин 370. Quantum плагин 370 содержит операции Create-net и Create-port.

Плагин QuantumLeap работает в инфраструктуре мобильной сети, содержащей мобильный контроллер 370, который работает с продуктами уровня данных от множества поставщиков. Мобильный контроллер 370 связывается с виртуальным EPC-Ds 372.

На фиг. 5 иллюстрируется система 620 для администрирования приложениями с VM агентом, используя QuantumLeap. Система 620 включает в себя узел 621 контроллера, который предоставляет услугу MNFV, и вычислительный узел 623. Узел 621 контроллера содержит сервер 622 QL, который представляет собой прокси-сервер через северный интерфейс. Соединение EPC ассоциирует узлы виртуального EPC (vEPC), для формирования кластера vEPC. Сети администрирования и управления OS проходят через сервер 622 QL, и агент 628 QL в вычислительном узле 623. Сообщения в узле контроллера включают в себя протокол вызова удаленной процедуры (RPC), QuantumLeap API, Hello Messages, восходящее и нисходящее соединение, ширину полосы пропускания и задержку для удовлетворения SLA для MNO.

Вычислительный узел 623 содержит агент 628 QL, узел 634 и узел 642. Узел 634 содержит виртуальный ММЕ (vMME) 636, блок 640 виртуального администрирования QL и плагин 642 приложения, в то время как узел 642 содержит виртуальный SGW (vSGW) 644, виртуальный менеджмент 646 QuantumLeap и плагин 648 приложения. Существуют команды, специфичные для приложения в вычислительных узлах. Вычислительные узлы имеют агенты. Агент 648 QL преобразует связи, которые должны быть сконфигурированы. Другие команды между узлами и агентом QL включают в себя порт эмулятора очереди (QEMU), перенаправление, запуск, остановки, конфигурирование и контрольный сигнал. Выполняется уведомление о состоянии vEPC. NOVA обрабатывает виртуальный интерфейс (VIF) для перенаправления порта. Перенаправление порта QEMU выполняется путем отображения порта. VM или хост-устройство выполняет доступ, используя политику группы конечной точки (EGP).

Некоторый пример выборок взаимодействия командной строки QuantumLeap для EPC включает в себя:

qleap <commands> [options][arguments] Commands: List Template

V-MME v-SGW v-PGW v-PCRF v-HSS v-eNB

Stack(Begin)

getTemplate(v-MME)

get Interface(CIO_S 1 -MME, CIO_S6a, CIO_S11)

getTemplate(v-SGW)

get Interface(DIO_S 1 -U, DIO_S5, DIO_S8)

getTemplate(v-PGW) getlnterface(DIO_S5, DIO_S8, DIO-SGi)

config Switch Huawei 9811 Port 1-6

link v- S GW.PI OS 5 v-PGW.DIO_S5 BW=10Gb P1-P2

link UE-eNB-to-E-LA v-MME CIO S1-MME=1Gb P3-P4

link UE-eNB-to-ELAN v-SGW.DIO_S1_U=10Gb P5-P6

connect QLeap mySQL Openstakc.DB.ODBC

Group (v-MME, v-SGW, v-PGW) name CloudEPC

Stack(Commit), Build stack, Instantiate stack, Monitor stack

На фиг. 6 иллюстрируется система 440 для REST API, который конфигурирует и администрирует сетями и SLA. Контроллер 442 содержит модуль 480 OpenStack™, который выполняет различные функции OpenStack™, включая в себя базу данных 482 NOVA, которая соединена с планировщиком 484 NOVA, проводником 486 NOVA и API 488 NOVA. Планировщик 484 NOVA и проводник 486 соединены с модулем 502 NOVA Compute, в вычислительных узлах 500. Проводник 486 NOVA обеспечивает поддержку для вычислительных узлов 500, которые не обращаются к базе данных 482 NOVA. Планировщик 484 NOVA определяет, как отправлять запросы на вычисления и на объем.

NOVA API 488 взаимодействует с модулем 474 QuantumLeap, который обеспечивает услугу 476 API и содержит модуль 478 OpenStack™. Взаимодействие и управление предусматриваются модулем QuantumLeap, который связывается с NOVA API 488 и neutron 496, который содержит услугу 494 API и плагин 498. Neutron 496 связывается с агентом 504, Neutron и/или хост-агентом QuantumLeap в вычислительных узлах 500. Также модуль 498 neutron обращается к базе данных 490, Neutron и/или базе данных QuantumLeap.

Модуль 462 LMOD, который взаимодействует с модулем 474 QuantumLeap, представляет собой "облачный" провайдер вычислений на основе сети. Модуль 462 IMOD содержит услугу 468 API, мобильную сеть 472 и модули 470 конференций сетевого I/F. В одном примере модуль 462IMOD и модуль 474 QuantumLeap размещены в одном месте. В качестве альтернативы, модуль 462 IMOD и модуль 474 QuantumLeap распределены. I/F 472 мобильной сети обращается к виртуальным и физическим сетям, таким как портфолио 506, CloudEdge администрирование и взаимодействие (MANO) 508 и MPaaS 509.

Менеджер 450 мобильной сети связывается с модулем 462 IMOD и модулем 474 QuantumLeap. Менеджер 450 мобильной сети содержит услугу 452 API открытой мобильной сети, MNFV 458, менеджер 454 высокой доступности (HA), менеджер 456 содержания (CM) и механизм 460 политики.

Доступ к базе данных 444 осуществляет менеджер 450 мобильной сети, модуль 474 QuantumLeap, модуль 462 IMOD и оборудование 446 виртуального мобильного абонента (vMSE). vMSE 446 обращается к имитатору 448 виртуализации сетевой функции (NFV), который используется для имитации сети.

На фиг. 7 иллюстрируется использование MNO с MNFV и QuantumLeap с IT вводом в трубопровод в мобильную область. Владельцы объектов оператора, такие как MNO и MVNO, используют программные интерфейсы 512 для взаимодействия с модулем 514 QuantumLeap и модулями OpenStack™. MVNO 516 обращается к модулю 514 QuantumLeap, который выполняет реализацию 518 vEPC, например, области, зоны и центра обработки данных. В этом примере существуют три области, область Европы, Ближнего Востока и Африки (ЕМЕА) 524, область Азиатско-Тихоокеанского региона (АРАС) 536, и область Западных США 546. Роли оператора определены в блоке 520. Определены владельцы ресурсов и операторы. Кроме того, режимы операций MNO и MVNO определены в блоке 522. Его передают в PGW 560 в MPaaS 558.

Область EMEA 524, в Лондоне, содержит серверы 528, PGW 530 и DC 534. Кроме того, область АР АС 536, расположенная в Шанхае, содержит серверы 538, ММЕ 540 и DC 544. Кроме того, западные области 546 США, расположенные в Сан-Хосе, содержат сервер 548 в DC 552. Область содержит контроллер 562 передачи данных и брандмауэры 564 и 566. Упругая емкость по требованию и реализация функции выполняются в блоке 556.

На фиг. 8 иллю