负载资源管理方法、装置、OMC及虚拟化的EPC架构与流程

本发明涉及核心网技术领域，特别涉及一种负载资源管理方法、装置、OMC及虚拟化的EPC架构。

背景技术：

现有技术中资源共享架构的介绍如下：

为了实现EPC核心网网元之间的负载均衡，3GPP在EPC网络之初即引入了资源共享网络架构，以实现资源共享和负载均衡。以MME POOL(移动管理实体池区)为例，POOL内的无线设备eNodeB使用节点选择算法能够按照相应的负载比例因子将用户均衡分配到相应的移动管理实体MME，实现负荷分担。MME和eNodeB之间可以实时交互负载比例因子。MME POOL内用户一旦选择了MME，在POOL内移动时，为其服务的MME将不会改变，扩大了MME的管理范围，减少了用户移动带来的信令负荷。

如图1所示为MME POOL组网架构示意图。其中MME(Mobility Management Entity)为LTE网络接入下移动管理实体，支持NAS信令及其安全、跟踪区域(Tracking Area)列表的管理、P-GW(PDN网关)和S-GW(服务网关)的选择、跨MME切换时MME的选择、在向2G/3G接入系统切换过程中SGSN(服务GPRS支持节点)的选择、用户的鉴权、漫游控制以及承载管理、3GPP不同接入网络的核心网络节点之间的移动性管理，以及用户设备UE在ECM-IDLE状态(网络接入服务器的连接状态)下可达性管理等。MME在S1setup流程中将Served GUMMEI及权重信息下发给eNodeB。

eNodeB为实际的负载均衡算法执行者，负责为用户选择合适的MME，将用户接入EPC核心网。

OMC(设备的管理平台)为MME POOL的网管单元，负责监控并确定MME之间的负荷比例。

现有技术中vEPC架构简介如下：

vEPC是基于网络虚拟化NFV(Network Function Virtualization)的EPC网络架构。NFV旨在通过研究发展标准IT虚拟化技术，使得许多网络设备类型能够融入到符合行业标准的大容量服务器、交换机和存储设备中。如图2所示为NFV架构。在NFV架构(如图2所示)中，MME的功能是基于虚拟机VM(Virtual Machine)实现的。其中VNFM是虚拟网元功能管理器，根据OMC的请求，向VIM申请/释放虚拟机资源，并在虚拟机上加载/卸载虚拟功能网元软件。VNFO负责虚拟资源管理和调度，负责跨VIM的虚拟资源申请、授权、调度，并负责虚拟资源池的状态监控。vEPC架构即是MME和GW均基于NFV架构的网元实体组成的EPC网络。

现有资源共享的管理方式如下：

如图1所示，现有MME POOL的负载均衡方式由OMC(设备的管理平台)统一管理。OMC负责统一监控MME POOL内的各MME负荷状态，并确定MME的负荷因子。比如OMC发现MME1：MME2：MME3当前的剩余容量为50w：50w：100w，则相应的会为MME设置比例因子为1:1:2。MME将比例因子通过S1Setup流程将权重信息下发给eNodeB，eNodeB会按照这个因子适当将用户较多的分配给容量较高的MME，实现负载均衡。

现有网络未实现网络资源的异厂家管理。OMC都是基于厂家各自平台进行开发，异厂家之间较难实现统一管理和共平台分配负载因子，从而导致管理分散，不利于运营商的统一管理。虚拟化之后，虚拟化网元的容量会达到现有物理实体网元容量的10倍甚至几十倍，共享网络池内的网元数量会大幅减少，完全依赖同一厂家的网管平台分配比例因子势必带来管理限制。

如果使用异厂家网管平台，存在如下缺点：

1、不利于异厂家资源共享。每个厂家的OMC都是针对各自设备的功能特点进行研制，较难实现对其它平台的管理兼容，因此造成资源共享池的实际管理规模受限，只能同厂家组网；

2、不利于运营商网络的统一管理。结合运营商网络的厂家分布特点，一般来说一个运营商网络内不会采用单一设备商提供的设备，对统一网管平台的诉求一直存在。统一网管平台能够使运营商拥有更多的主动权和管理权。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种负载资源管理方法、装置、OMC及虚拟化的EPC架构，解决了现网因OMC不同无法进行异厂资源共享的问题，打破了异厂家资源差异限制，简化网络管理，统一了网络运维。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种负载资源管理方法，应用于基于网络虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含基于不同应用平台开发的两个不同的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，应用于所述负载资源管理装置侧的所述负载资源管理方法包括：

接收每个OMC发送的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

根据所述虚拟网元设备的负载状况，确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

将所述虚拟网元设备之间的负载因子返回至每个OMC，使得所述OMC能够将所述负载因子转发至其自身管理范围内的对应虚拟网元设备，由所述虚拟网元设备将所述负载因子发送至基站，并由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

其中，接收每个OMC发送的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况，具体为：

接收每个OMC发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器转发的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况。

其中，将所述虚拟网元设备之间的负载因子返回至每个OMC，具体为：

将所述虚拟网元设备之间的负载因子发送至所述虚拟网元功能管理器，并由所述虚拟网元功能管理器将所述负载因子转发至每个OMC。

本发明实施例还提供一种负载资源管理方法，应用于基于网络虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含基于不同应用平台开发的两个不同的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，应用于OMC侧的所述负载资源管理方法包括：

检测自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至负载资源管理装置，由所述负 载资源管理装置根据虚拟网元设备的负载状况确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

接收所述负载资源管理装置返回的虚拟网元设备之间的负载因子，并将所述负载因子转发至对应的虚拟网元设备，使得所述虚拟网元设备能够将所述负载因子发送至基站，由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

其中，所述将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至负载资源管理装置，具体为：

将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器将所述负载状况转发至负载资源管理装置。

其中，所述接收所述负载资源管理装置返回的虚拟网元设备之间的负载因子，具体为：

接收所述负载资源管理装置返回至所述虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器转发的虚拟网元设备之间的负载因子。

本发明实施例还提供一种负载资源管理装置，设置于基于网络虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含基于不同应用平台开发的两个不同的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，所述负载资源管理装置包括：

接收模块，用于接收每个OMC发送的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

确定模块，用于根据所述虚拟网元设备的负载状况，确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

返回模块，用于将所述虚拟网元设备之间的负载因子返回至每个OMC，使得所述OMC能够将所述负载因子转发至其自身管理范围内的对应虚拟网元设备，由所述虚拟网元设备将所述负载因子发送至基站，并由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

其中，所述接收模块包括：

接收子模块，用于接收每个OMC发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟 网元功能管理器转发的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况。

其中，所述返回模块包括：

返回子模块，用于将所述虚拟网元设备之间的负载因子发送至所述虚拟网元功能管理器，并由所述虚拟网元功能管理器将所述负载因子转发至每个OMC。

本发明实施例还提供一种设备管理平台OMC，应用于基于网络虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含基于不同应用平台开发的两个不同的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，所述OMC包括：

检测模块，用于检测自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

发送模块，用于将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至负载资源管理装置，由所述负载资源管理装置根据虚拟网元设备的负载状况确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

接收转发模块，用于接收所述负载资源管理装置返回的虚拟网元设备之间的负载因子，并将所述负载因子转发至对应的虚拟网元设备，使得所述虚拟网元设备能够将所述负载因子发送至基站，由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

其中，所述检测模块包括：

检测子模块，用于将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器将所述负载状况转发至负载资源管理装置。

其中，所述接收转发模块包括：

接收转发子模块，用于接收所述负载资源管理装置返回至所述虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器转发的虚拟网元设备之间的负载因子。

本发明实施例还提供一种基于网络虚拟化的核心网EPC架构，包括如上所述的负载资源管理装置以及至少基于不同应用平台开发的如上所述的设备管理平台OMC。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的负载资源管理方法、装置、OMC及虚拟化的EPC架构中， 通过一个负载资源管理装置统一管理来自不同厂家(不同厂家基于不同应用平台开发得到不同的OMC)的虚拟网元设备的负载状况，确定各个虚拟网元设备之间的负载因子，使得用户发起附着请求时基站能够根据负载因子为用户选择合适的虚拟网元设备(vMME)，打破了异厂家资源差异限制，简化网络管理，统一了网络运维；且该负载资源管理方法对网络改造影响较小，易于实施。

附图说明

图1表示现有技术中MME POOL组网架构示意图；

图2表示现有技术中NFV架构示意图；

图3表示本发明实施例的负载资源管理装置侧的负载资源管理方法的基本步骤流程图；

图4表示本发明实施例的设备管理平台OMC侧的负载资源管理方法的基本步骤流程图；

图5表示本发明实施例的负载资源管理装置的组成结构示意图；

图6表示本发明实施例的设备管理平台OMC的组成结构示意图；

图7表示本发明实施例的基于网络虚拟化的核心网EPC架构的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中因OMC不同无法进行异厂家资源共享的问题，提供一种负载资源管理方法、装置、OMC及虚拟化的EPC架构，通过一个负载资源管理装置统一管理来自不同厂家的虚拟网元设备的负载状况，确定各个虚拟网元设备之间的负载因子，使得用户发起附着请求时基站能够根据负载因子为用户选择合适的虚拟网元设备(vMME)，打破了异厂家资源差异限制，简化网络管理，统一了网络运维；且该负载资源管理方法对网络改造影响较小，易于实施。

如图3所示，本发明实施例提供一种负载资源管理方法，应用于基于网络 虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含基于不同应用平台开发的两个不同的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，应用于所述负载资源管理装置侧的所述负载资源管理方法包括：

步骤31，接收每个OMC发送的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

步骤32，根据所述虚拟网元设备的负载状况，确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

步骤33，将所述虚拟网元设备之间的负载因子返回至每个OMC，使得所述OMC能够将所述负载因子转发至其自身管理范围内的对应虚拟网元设备，由所述虚拟网元设备将所述负载因子发送至基站，并由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

本发明的上述实施例中，设备管理平台OMC是基于厂家各自平台进行开发的，不同厂家的OMC之间不能实现统一的管理，为了最小程度的减小对现有网络的大规模改动，降低整改成本，不同厂家的OMC仍然管理自身管理范围内的虚拟网元设备，无需重新设置OMC，节约了成本。本发明实施例提供的负载资源管理装置与多个OMC连接，OMC按照现有规则获取自身管理范围内的所有虚拟网元设备的负载状况，再转发至负载资源管理装置；负载资源管理装置根据接收的信息确定所有虚拟网元设备之间的负载因子。该负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态，也可称为比例因子，例如vMME1：vMME2：vMME3当前的剩余容量为50w：50w：100w，则相应的比例因子为1:1:2。负载资源管理装置确定其负载因子后，再将其负载因子返回至每个OMC，则后续步骤与现有技术相同，即OMC将所述负载因子转发给对应的虚拟网元设备，虚拟网元设备再将负载因子转发至基站(eNodeB)，当基站收到用户发起的附着请求或者从POOL(资源池)外区域运行到POOL内区域发起的TAU请求时，按照上述负载因子为用户选择合适的vMME，并把该vMME分配给用户为其提供POOL内的服务。

具体的，本发明的上述实施例中，步骤31具体为：

步骤311，接收每个OMC发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器转发的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况。

且步骤33具体为：

步骤331，将所述虚拟网元设备之间的负载因子发送至所述虚拟网元功能管理器，并由所述虚拟网元功能管理器将所述负载因子转发至每个OMC。

需要说明的是，现网中包括一虚拟网元功能管理器VNFM，其主要功能为根据OMC的请求向虚拟机申请/释放虚拟机资源，并在虚拟机上加载/卸载虚拟功能网元软件。在本发明的具体实施例中，其VNFM主要起到连接所述OMC和负载资源管理装置的作用，是OMC和负载资源管理装置之间进行信息交互的桥梁，OMC和负载资源管理装置之间的信息传递均需经过VNFM的转发。

更进一步的，相对于现有技术而言，本发明实施例中提供的OMC不再确定资源池内网元的负载因子，只负责将负载资源管理装置确定的负载因子转发至对应的虚拟网元设备。即本发明实施例还提供一种负载资源管理方法，应用于基于网络虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含基于不同应用平台开发的两个不同的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，且如图4所示，应用于OMC侧的所述负载资源管理方法包括：

步骤41，检测自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

步骤42，将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至负载资源管理装置，由所述负载资源管理装置根据虚拟网元设备的负载状况确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

步骤43，接收所述负载资源管理装置返回的虚拟网元设备之间的负载因子，并将所述负载因子转发至对应的虚拟网元设备，使得所述虚拟网元设备能够将所述负载因子发送至基站，由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

具体的，本发明的上述实施例中，步骤42具体为：

步骤421，将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器将所述负载状况转发至负载资源管理装置。

具体的，本发明的上述实施例中，步骤43具体为：

步骤431，接收所述负载资源管理装置返回至所述虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器转发的虚拟网元设备之间的负载因子。

需要说明的是，现网中包括一虚拟网元功能管理器VNFM，其主要功能为 根据OMC的请求向虚拟机申请/释放虚拟机资源，并在虚拟机上加载/卸载虚拟功能网元软件。在本发明的具体实施例中，其VNFM主要起到连接所述OMC和负载资源管理装置的作用，是OMC和负载资源管理装置之间进行信息交互的桥梁，OMC和负载资源管理装置之间的信息传递均需经过VNFM的转发。

举例说明如下：OMC1和OMC2分属不同厂家，且OMC1下有3个vMME，OMC2下有2个vMME。

现有机制下，OMC1和OMC2分属不同厂家，负载均衡只能在相同厂家内实现。比如OMC1下有3个vMME，OMC会实时获取3个MME当前的负载状态，并适当调整比例因子，达到各vMME的负载平衡。

采用本发明实施例的方案之后，负载均衡可在多个厂家之间进行。OMC和vMME的所属关系不变。假如OMC1下有3个vMME，OMC2下有2个vMME。当前的比例因子分别为1:2:1(OMC1)，1:1(OMC2)，OMC1和OMC2会分别把该比例因子和实际服务用户数量报给VNFO中的“负载资源管理装置”，负载资源管理装置能通过当前用户数量和各自的比例因子，获取每个vMME在这5台设备中的比例，比如OMC1的可服务是100万，OMC2的可服务数为200万，则负载管理模块能获得5台vMME的服务数量分别为25万，50万，25万，100万，100万；则这5台MME的负载因子应为1:2:1:4:4，从而打消OMC1和OMC2的异构性，实现全局的负载统一分配。

为了更好的实现上述目的，如图5所示，本发明实施例还提供一种负载资源管理装置，设置于基于网络虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含两个不同厂家的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，所述负载资源管理装置包括：

接收模块51，用于接收每个OMC发送的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

确定模块52，用于根据所述虚拟网元设备的负载状况，确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

返回模块53，用于将所述虚拟网元设备之间的负载因子返回至每个OMC，使得所述OMC能够将所述负载因子转发至其自身管理范围内的对应虚拟网元 设备，由所述虚拟网元设备将所述负载因子发送至基站，并由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

具体的，本发明的上述实施例中，所述接收模块51包括：

接收子模块，用于接收每个OMC发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器转发的该OMC自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况。

具体的，本发明的上述实施例中，所述返回模块53包括：

返回子模块，用于将所述虚拟网元设备之间的负载因子发送至所述虚拟网元功能管理器，并由所述虚拟网元功能管理器将所述负载因子转发至每个OMC。

需要说明的是，本发明实施例提供的负载资源管理装置是应用上述负载资源管理方法的装置，则上述负载资源管理方法的所有实施例均适用于该负载资源管理装置，且均能达到相同或相似的有益效果。

为了更好的实现上述目的，如图6所示，本发明实施例还提供一种设备管理平台OMC，应用于基于网络虚拟化的核心网EPC架构中，所述基于网络虚拟化的EPC架构中至少包含基于不同应用平台开发的两个不同的设备管理平台OMC和一个负载资源管理装置，所述OMC包括：

检测模块61，用于检测自身管理范围内的虚拟网元设备的负载状况；

发送模块62，用于将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至负载资源管理装置，由所述负载资源管理装置根据虚拟网元设备的负载状况确定所有虚拟网元设备之间的负载因子；其中，所述负载因子用于标识所述虚拟网元设备的负荷状态；

接收转发模块63，用于接收所述负载资源管理装置返回的虚拟网元设备之间的负载因子，并将所述负载因子转发至对应的虚拟网元设备，使得所述虚拟网元设备能够将所述负载因子发送至基站，由所述基站根据所述负载因子为用户设备确定需附着的虚拟网元设备。

具体的，本发明的上述实施例中，所述检测模块62包括：

检测子模块，用于将检测到的虚拟网元设备的负载状况发送至虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器将所述负载状况转发至负载资源管理装置。

具体的，本发明的上述实施例中，所述接收转发模块63包括：

接收转发子模块，用于接收所述负载资源管理装置返回至所述虚拟网元功能管理器、由所述虚拟网元功能管理器转发的虚拟网元设备之间的负载因子。

需要说明的是，本发明实施例提供的设备管理平台OMC是应用上述OMC侧的负载资源管理方法的装置，则上述负载资源管理方法的所有实施例均适用于该设备管理平台OMC，且均能达到相同或相似的有益效果。

为了更好的实现上述目的，如图7所示，本发明实施例还提供一种基于网络虚拟化的核心网EPC架构，其特征在于，包括如上所述的负载资源管理装置以及至少两个基于不同应用平台开发的如上所述的设备管理平台OMC。

需要说明的是，本发明实施例提供的EPC架构是包含上述负载资源管理装置和上述OMC的架构，则上述负载资源管理装置和上述OMC的所有实施例及其有益效果均适用于该EPC架构。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。