网络端到端业务编排系统及方法与流程

本发明涉及互联网领域，尤其涉及一种网络端到端业务编排系统及方法。

背景技术：

目前互联网业务面临复杂的市场环境、新业务的需求和数字化转型的驱动，靠人工已经完全不能应付，业界期望使用业务意愿作为网络和it基础设施生命周期管理的驱动因素。同时，移动互联网业务的多样性决定了移动通信网络不仅要满足移动超大宽带、物联网海量连接、高可靠超低时延连接的需求，还需要提供一个更灵活、更智能、可编程、可拓展的网络以应对新业务和新应用。

当前，可通过自动化的方式，把业务需求及时地转化为网络和it基础设施的执行，实行两者之间的快速适配，实现产品真正的价值。通过多接入边缘计算方法，在靠近人、物或数据源头的网络边缘侧，部署融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求，可实现需要根据业务需求对资源进行灵活编排和弹性化资源管理。

而在实现业务配置自动化、运维自动化可视化和网络大数据分析等方面的过程中，由于移动化、大数据、ict融合造成网络规模越来越庞大，组网越来越复杂，网络管理和维护投入的成本也越来越高。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种网络端到端业务编排系统及方法，通过全国编排器和省级编排器协调合作对全网业务的统一编排，实现了网络资源调度的集约化和自动化。

第一方面，本发明提供一种网络端到端业务编排系统，包括：全国编排器、省级编排器、核心网设备、城域网设备、ipran设备、宽带接入设备、idc机房出口设备和互联网应用平台；

所述全国编排器与所述省级编排器通信连接，所述全国编排器和所述省级编排器均与所述互联网应用平台通信连接；

所述互联网应用平台用于接收端到端业务配置指令；并将端到端业务配置指令发送至所述省级编排器；或者将端到端业务配置指令发送至全国编排器，再通过全国编排器调用所述省级编排器；

所述省级编排器分别与所述核心网设备、所述城域网设备、所述ipran设备、所述宽带接入设备和所述idc机房出口设备通信连接，用于根据接收到的端到端业务配置指令，实现对核心网设备、所述城域网设备、所述ipran设备、所述宽带接入设备和所述idc机房出口设备的端到端业务的编排。

在一种可能的设计中，所述全国编排器包括；

北向接口，所述北向接口包括服务开通系统接口和第三方应用接口；

南向接口，所述南向接口包括省级编排器接口和各设备厂商控制器/网管接口；

东向接口，所述东向接口包括资源管理系统接口；

西向接口，所述西向接口综合网管系统接口。

在一种可能的设计中，所述省级编排器包括；

北向接口，所述北向接口包括全国编排器接口、服务开通系统接口和第三方应用接口；

南向接口，所述南向接口包括各设备厂商控制器/网管接口；

东向接口，所述东向接口包括资源管理系统接口；

西向接口，所述西向接口综合网管系统接口。

在一种可能的设计中，所述城域网设备用于部署固移综合承载网络和转控分离的移动核心网；

所述城域网设备用于部署移网数据业务服务网关u面和多业务汇聚网关u面，所述移网数据业务服务网关u面用于处理移网所有数据业务，所述多业务汇聚网关u面用于处理移网所有数据业务及固网所有数据业务。

在一种可能的设计中，所述全国编排器和所述省级编排器均与所述互联网应用平台通信连接，所述互联网应用平台用于接收端到端业务配置指令；并将端到端业务配置指令发送至所述省级编排器；或者将端到端业务配置指令发送至全国编排器，再通过全国编排器调用所述省级编排器，包括：

所述全国编排器和所述省级编排器为所述互联网应用平台的第三方应用程序提供标准和互联网化的rest/json接口；

所述第三方应用程序根据所述端到端业务配置指令调用所述全国编排器和所述省级编排器进行自助业务配置。

在一种可能的设计中，所述省级编排器通过移动网、城域网、ipran、宽带接入网统一下发配置指令，为边缘云业务提供服务。

在一种可能的设计中，所述各设备厂商控制器/网管接口配置统一编排指令。

在一种可能的设计中，所述各设备厂商控制器/网管接口的接口规范，可根据不同厂商灵活适配。

在一种可能的设计中，所述端到端业务配置指令至少包括以下一种：qos配置指令、vpn配置指令、设备配置指令、流量调优配置指令。

第二方面，本发明实施例提供一种网络端到端业务编排方法，包括第一方面任一项所述的网络端到端业务编排系统。

本发明实施例的目的在于提供一种网络端到端业务编排系统及方法，该系统全国编排器、省级编排器、核心网设备、城域网设备、ipran设备、宽带接入设备、idc机房出口设备和互联网应用平台；全国编排器与省级编排器通信连接，全国编排器和省级编排器均与互联网应用平台通信连接。互联网应用平台用于接收端到端业务配置指令；并将端到端业务配置指令发送至省级编排器，或者将端到端业务配置指令发送至全国编排器，再通过全国编排器调用所述省级编排器。省级编排器分别与核心网设备、城域网设备、ipran设备、宽带接入设备和idc机房出口设备通信连接，用于根据接收到的端到端业务配置指令，实现对核心网设备、城域网设备、ipran设备、宽带接入设备和idc机房出口设备的端到端业务的编排。本发明实施例通过提供一种网络端到端业务编排系统及方法，通过全国编排器和省级编排器协调合作对全网业务的统一编排，实现了网络资源调度的集约化和自动化。

附图说明

图1为本发明实施例提供的网络端到端业务编排系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的全国编排器结构示意图；

图3为本发明实施例提供的省级编排器结构示意图。

附图标记说明：

10：网络端到端业务编排系统；11：全国编排器；12：省级编排器；13：核心网设备；14：城域网设备；15：ipran设备；16：宽带接入设备；17：idc机房出口设备；18：互联网应用平台；110：全国编排器接口；111：全国编排器北向接口；112：全国编排器南向接口；113：全国编排器东向接口；114：全国编排器西向接口；120：省级编排器接口；121：省级编排器北向接口；122：省级编排器南向接口；123：省级编排器东向接口；124：省级编排器西向接口；20：服务开通系统接口；21：第三方应用接口；22：各设备厂商控制器/网管接口；23：资源管理系统接口；24：综合网管系统接口。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

首先对本发明所涉及的名词进行说明：

无线接入网ip化：(internetprotocol-radioaccessnetwork，简称ipran)；

互联网数据中心：(internetdatacenter，简称idc)；

信息和通信技术：(informationandcommunicationtechnology，简称ict)；

应用程序编程接口：(applicationprogramminginterface，简称api)；

策略与计费规则功能单元：(policyandchargingrulesfunction，简称pcrf)；

服务质量：(qualityofservice，简称qos)；

数字音频编码技术：(digitalriseaudio，简称dra)；

标度值：(qosclassidentifier，简称qci)；

策略控制和计费：(policycontrolandcharging，简称pcc)；

公用数据网网关：(publicdatanetworkgateway，简称pgw)；

保证比特速率：(guaranteedbitrate，简称gbr)；

地址解析协议：(addressresolutionprotocol，简称arp)；

移动性管理实体：(mobilitymanagemententity，简称mme)；

差分服务代码点：(differentiatedservicescodepoint，简称dscp)；

虚拟专用网络：(virtualprivatenetwork，简称vpn)；

宽带远程接入服务器：(broadbandremoteaccessserver，简称bras)；

核心路由器：(corerouter，简称cr)；

访问控制列表：(accesscontrollist，简称acl)；

承诺信息率：(committedinformationrate，简称cir)；

客户终端设备：(customerpremiseequipment，简称cpe)；

多协议标签交换：(multi-protocollabelswitching，简称mplsexp)；

光线路终端：(opticallineterminal，简称olt)；

gpon封装方式：(g-ponencapsulationmode，简称gemport)；

基础设施服务：(infrastructureasaservice，iaas)。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的网络端到端业务编排系统结构示意图。该网络端到端业务编排系统10，包括：全国编排器11、省级编排器12、核心网设备13、城域网设备14、ipran设备15、宽带接入设备16、idc机房出口设备17和互联网应用平台18。

全国编排器11与省级编排器12通信连接，全国编排器11和省级编排器12均与互联网应用平台18通信连接；互联网应用平台18用于接收端到端业务配置指令；并将端到端业务配置指令发送至省级编排器12；或者将端到端业务配置指令发送至全国编排器11，再通过全国编排器11调用省级编排器12。

省级编排器12分别与核心网设备13、城域网设备14、ipran设备15、宽带接入设备16和idc机房出口设备17通信连接，用于根据接收到的端到端业务配置指令，实现对核心网设备13、城域网设备14、ipran设备15、宽带接入设备16和idc机房出口设备17的端到端业务的编排。

省级编排器12主要完成如下工作：

(1)省级编排器12与移网核心网设备13的pcrf对接，实现qos质量保障。

移动网最后一公里占端到端时延的70％，无线优化是降低时延的重点。省级编排器12与pcrf对接、或通过dra与pcrf对接，为4g用户提供网络加速和qos保障服务，降低时延。省级编排器12与pcrf之间采用标准rx接口。通过qos时延优化：为手游电竞、证券、移动视频类业务打上高优先级qci标签，通过差异化调度策略对报文数据进行优先调度。pcrf支持根据rx接口相关参数下达qos策略给pgw，包括gbr/mbr/qci/arp等参数的调整。

在核心网侧，核心网元s/pgw根据pcrf下发的qos策略发起qci专载建立流程，并通过mme触发到无线网络侧，并根据无线侧的反馈建立与承载专载网络。同时，核心网元s/pgw需支持qci至dscp映射。

在无线侧，以手游业务为例，根据核心网触发的qci专载建立流程为手游用户建立专载网络并将结果反馈给核心网侧。核心网与无线侧共同组成qci专载网络，与公网手游服务器连接，共同组成手游端到端的服务流。同时，基站需支持qci至dscp映射。

(2)省级编排器12与城域网设备14对接，实现qos、vpn、城域网设备14配置指令的下发、流量调优等功能。qos质量保障的实现过程为：

与城域网核心路由器cr、bras/msg对接，通过省级编排器12实现城域网的端到端qos保障，主要通过对特殊业务进行流分类优先转发，并通过修改网络层各段设备配置来实现保障，最终完成对特殊业务的端到端保障。

上述过程包括以下内容：

省级编排器12与cr交互：在业务流分类上，首先，省级编排器12发送acl配置指令给cr，其次将上行、下行业务流量在cr处基于源ip、目的ip等特征部署流分类，通过acl匹配特定源、目的ip的业务流，将其标记到指定的qos队列，即根据源地址、目的地址为特殊业务流做qos标记。最后根据qos标记进行队列调度，队列调度可采用相应的调度算法，可以给与队列相应的带宽及时延保障，同时将qos标记传递到下一层级设备。

省级编排器12与bras/msg交互：在业务流分类上，首先省级编排器12发送配置指令给bras/msg，上下行流量信任上游设备报文优先级。其次在优先级处理上，对于上行流量，将固网宽带802.1p优先级映射为ip头域dscp值，同时将qos标识传递到上层设备；对于下行流量，将qos标识ip头域dscp值映射为802.1p，并将dscp值传递到固网宽带设备。最后，在流量监管上，配置qos模板，为上下行特殊业务进行cir限速。其中，当msg-u和s/pgw-u互联时，默认在msg-u和s/pgw-u之间传递的ip头域dscp值为可信的。

(3)省级编排器12与ipran设备15对接，实现qos、vpn、ipran设备15配置下发、流量调优等功能。qos质量保障的实现过程为：

汇聚节点距离无线基站、有线cpe约10km左右，光回传网络的传输时延通常在0.1ms以内(7ms/1000km)，光传输时延可以忽略不计。影响用户体验主要因素是拥塞、误码和时延。在接入侧部署qos保障策略为，ipranqos保障可通过调用编排协同器的qos保障能力，在ipran设备15核心设备gtp-u外层配置ip头域dscp值，或信任上游设备传递过来的参数；ipran设备15汇聚设备信任上游设备传递过来的gtp-u外层ip头域dscp值，映射到mplsexp对应比特，基于vpn网络进行qos调度。

(4)省级编排器12与宽带接入设备16对接，实现qos、vpn、宽带设备配置下发、流量调优等功能。qos质量保障的实现过程为：

省级编排器12与olt控制器进行交互。在流分类上，每条业务流基于svlan标签标记为802.1p，或者信任上游设备传递过来的svlan报文优先级；在流量监管上，可为特殊业务建立独立的gemport，将该业务流映射到该gemport，不同svlan业务流通过映射到不同的gemport端口实现区分；在队列调度上，根据802.1pcos字段优先级进行调度。省级编排器12可基于不同svlan进行差异化的qos质量保障。

(5)省级编排器12与idc机房出口设备17对接，实现qos、vpn、设备配置下发、流量调优等功能。qos质量保障的实现过程为：

省级编排器12与省级/地市核心云的idc机房的出口路由交换设备交互，在idc出口设备标记数据流量的qos等级，为符合一定业务规则的业务流提供高qos保障。

本发明实施例通过全国编排器调用省级编排器，以及对核心网设备、城域网设备等下发配置指令，对配置指令执行的设备的事务一致性进行协同管理；省级编排器对接全国编排器，支持对本省无线、核心网、城域网、宽带接入网、传输网、数据中心、核心云设备配置指令下发，对配置指令执行的设备的事务一致性进行协同管理；全国编排器和省级编排器均与互联网应用平台对接，提供api接口实现能力开放。通过全国、省级编排器分工协作，实现全程全网、端到端、跨层跨域业务编排。通过分层级的编排器平台对全网业务的统一编排，实现了网络资源调度的集约化和自动化。

进一步地，端到端业务配置指令至少包括以下一种：qos配置指令、vpn配置指令、设备配置指令、流量调优配置指令。

进一步地，第三方应用程序根据端到端业务配置指令调用全国编排器11和省级编排器12进行自助业务配置。全国编排器11和省级编排器12分别与互联网应用平台18通信连接，实现api能力开放。

全国编排器11和省级编排器12为互联网应用平台18的第三方应用程序提供标准和互联网化的rest/json接口，简化了第三方的集成工作。通过省级编排器12，将pcc保障策略开放给第三方应用，为第三方应用动态申请差异化的pcc保障策略，如：设定qci保障等级、用户接入优先级arp、以及承载带宽等。

本发明实施例通过全国编排器和省级编排器与适配移网和固网网络系统通信连接，对网络能力进行抽象、简化，转化成为传统业务及ott等第三方可以快速、低门槛地调用的接口，满足第三方应用动态调用移网、固网智能管道的需求，为各类应用所服务的用户提供自助业务配置、qos保障、vpn配置等功能。网络业务编排能力向第三方开放，为网络能力变现提供了条件，实现了网络能力的开放化，支持政企客户和互联网应用平台根据业务运行情况进行动态、弹性地业务编排。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的全国编排器结构示意图。其中全国编排器11利用sdn网架构实现网络虚拟化，在全国编排器11中设置了全国编排器北向接口111、全国编排器南向接口112、全国编排器东向接口113和全国编排器西向接口114。

全国编排器北向接口111，包括服务开通系统接口20和第三方应用接口21。服务开通系统接口20用于接收业务查询、开通、变更、删除等指令；第三方应用接口21用于提供api开放、自服务界面，实现网络资源查看、业务运行状态监控、性能监控、自服务配置等功能。

全国编排器南向接口112，包括省级编排器接口120和各设备厂商控制器/网管接口22。其中省级编排器接口120用于全国编排器11向下一级平台发送指令；各设备厂商控制器/网管接口22用于通过rest/xml等接口对接省级编排器12。如对接各厂家的控制器，可调用控制器配置的yang模型。

全国编排器东向接口113，包括资源管理系统接口23，用于申请、释放业务开通所需的资源数据。

全国编排器西向接口114，包括综合网管系统接口24，用于获取网络拓扑、网元状态信息，网络资源信息。

本发明实施例利用sdn网架构实现网络虚拟化，设置北向接口作为应用层和控制层之间的衔接，实现上层应用灵活实时地配置底层网络，同时达到屏蔽复杂的网络配置流程和网络差异性的目的，实现了对底层网络和控制器能力的进一步开放。设置南向接口用于对网络基础设施层进行抽象建模，将网络设备中的控制平面集中抽取到控制层中，实现底层转发设备的“去智能化”和网络资源的虚拟化。同时，控制平面可以通过南向接口实时配置底层网络资源，实现了交换机的可编程化，增强了网络灵活性。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的省级编排器结构示意图。其中省级编排器12利用sdn网架构实现网络虚拟化，在省级编排器12中设置了省级编排器北向接口121、省级编排器南向接口122、省级编排器东向接口123和省级编排器西向接口124。

省级编排器北向接口121，包括全国编排器接口110、服务开通系统接口20和第三方应用接口21。全国编排器接口110用于省级编排器12接收上一级平台发送的指令；服务开通系统接口20用于接收业务查询、开通、变更、删除等指令；第三方应用接口21用于提供api开放、自服务界面，实现网络资源查看、业务运行状态监控、性能监控、自服务配置等功能。

省级编排器南向接口122，包括各设备厂商控制器/网管接口22，各设备厂商控制器/网管接口22用于通过rest/xml等接口对接省级编排器12。如对接各厂家的控制器，可调用控制器配置的yang模型。

省级编排器东向接口123，包括资源管理系统接口23，用于申请、释放业务开通所需的资源数据。

省级编排器西向接口124，包括综合网管系统接口24，用于获取网络拓扑、网元状态信息，网络资源信息。

本发明实施例利用sdn网架构实现网络虚拟化，设置北向接口作为应用层和控制层之间的衔接，实现上层应用灵活实时地配置底层网络，同时达到屏蔽复杂的网络配置流程和网络差异性的目的，实现了对底层网络和控制器能力的进一步开放。设置南向接口用于对网络基础设施层进行抽象建模，将网络设备中的控制平面集中抽取到控制层中，实现底层转发设备的“去智能化”和网络资源的虚拟化。同时，控制平面可以通过南向接口实时配置底层网络资源，实现了交换机的可编程化，增强了网络灵活性。

进一步地，城域网设备14用于部署固移综合承载网络和转控分离的移动核心网；城域网设备14用于部署移网数据业务服务网关u面和多业务汇聚网关u面，所述移网数据业务服务网关u面用于处理移网所有数据业务，多业务汇聚网关u面用于控制移网及固网所有数据业务。

首先，城域网设备14集中部署的网关s/pgw的u面(s/pgw-u)下沉至边缘云，固移业务在边缘云由多业务汇聚网关msg实现接入和转发。

其次，移网数据业务通过本地ipran设备15的接入环、汇聚环收敛后接入s/pgw-u，完成移动业务请求的封装，并通过sgi接口接入多业务汇聚网关msg-u访问互联网。省却本地ipran设备15两个层级、本地承载网及骨干承载网所有层级，以及gi路由器，实现移网数据业务承载的高度扁平化。

再次，固网业务包含宽带业务、iptv业务、专线业务及vpn业务，原来通过bras、sr、pe、bng等设备汇聚接入，现统一由多业务汇聚网关msg-u接入和承载。msg可以有效地实现转发和控制分离。msg-u分布在边缘云，负责移网和固网业务的接入和承载。省级编排器12通过对msg、s/pgw、ipran设备15、宽带接入网、无线等网元的配置，实现对固网和移网业务进行统一编排。

本发明实施例通过在省中心或地市核心机房集中部署s/pgw-c和msg-c，负责区域内s/pgw-u和msg-u管理、控制。实现资源的集中控制及统一配置、业务快捷开通，提升网络效率，增强了资源调度的灵活性。

进一步地，网络端到端业务编排系统10还包括，省级编排器12通过移动网、城域网、ipran设备15、宽带接入网统一下发配置指令，为边缘云业务提供服务。

通过将包含第三方热点应用的内容部署在边缘云，接入msg-u。对于访问已分发至边缘云热点内容的移动和固网业务请求，由边缘云就近提供服务，减少了msg-u以上层次网络的带宽占用。另外，对于某些特定的应用(比如视频监控，安全监控，大数据分析等)，需要将大量的数据存储在网络边缘，边缘云的第三方应用可以先做分析和预处理，将基础数据进行抽象、压缩和缓存，再传送到核心云上去。这样会大大减少送往核心云的数据流量，从而节省了传输网络带宽。

本发明实施例通过运营商充分发挥丰富的移网、固网接入网资源和本地化支撑服务的优势，向第三方提供基于iaas层边缘云资源(计算、存储、网络)和多业务接入网资源的云网一体化产品，实现边缘云和接入网的能力开放和变现。网络运营商可以允许第三方接入边缘云的基础设施进行应用开发，在边缘云部署各类应用，比如云游戏，物联网应用、高清视频等内容，在靠近目标用户的区域进行云网协同，为用户提供低时延、大带宽、稳定的高品质服务。

进一步地，各设备厂商控制器/网管接口22配置统一编排指令。

通过对全网不同厂商，不同设备的维护进行统一管理，统一编排指令，提升运营水平及维护效率。通过业务编排器实现全网各网元的统一配置下发，大大减轻了逐台设备手工配置的工作量，提高了业务响应和产品开发速度，提高了网络自动化运营水平，实现了业务提供的敏捷化，提升了业务支撑能力。

进一步地，各设备厂商控制器/网管接口22的接口规范，可根据不同厂商灵活适配，可提高开发效率，缩短业务响应时间。

另一方面，本发明实施例提供一种网络端到端业务编排方法，基于上述实施例所述的网络端到端业务编排系统10。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。