虚拟网络组通信方法、SMF网元、设备及存储介质与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种虚拟网络组通信方法、smf网元、设备及存储介质。

背景技术：

1、5g局域网lan(local area network)利用5g技术将终端分组，根据需求将特定的终端用户划分为一个虚拟网络vn(virtual network)组，组成一个lan网络。用户之间互相通信的时候不需要经过应用服务器的转发就可以直接互通，支持本地转发、基于n6接口的转发和基于n19接口的转发三种模式。5g lan除了支持5g网络基于ip pdu会话的三层转发外，还支持基于以太网pdu会话的二层转发，可以满足很多运行在二层协议的需求，无需通过ar路由器建立隧道，是5g赋能ot/it融合的关键技术，被广泛应用于工厂自动控制、企业专网等场景。

2、目前的5g vn组通信中，一个5g vn组只能被一个指定的会话管理功能smf网元管理，无法满足vn组成员跨大区域分布、由多个smf网元提供服务的场景。基于此，现有的解决方案中，3gpp r18提出的候选方案除了需要对smf网元间的接口进行增强外，还需要引入新的网元作为5g vn组的共同锚点，或者通过增强nrf(network repository function，网络存储功能)网元功能，每个服务5g vn组的smf网元向nrf注册，由nrf提供smf发现功能。现有方案对现有5g网络的网络架构和网元功能影响较大，并且对于upf间的n19隧道只提供oam的(operation administration and maintenance，操作维护管理)静态配置，灵活性不够。

技术实现思路

1、本发明提供一种虚拟网络组通信方法、smf网元、设备及存储介质，用以解决现有的vn组通信方式对lan网络的网络架构和网元功能影响较大，且upf间的n19隧道配置不灵活的缺陷。

2、本发明提供一种虚拟网络组通信方法，应用于多个会话管理功能smf网元中的目标smf网元，包括：

3、响应于第一目标用户平面功能upf网元下的用户设备ue的5g lan类型协议数据单元pdu会话请求，获取所述用户设备ue用于会话管理的签约数据；所述签约数据包括所述用户设备ue所属的虚拟网络vn组的vn组数据，所述第一目标upf网元为所述目标smf网元下的新增upf网元；

4、若所述vn组数据中不包含组管理锚点smf标识，创建组锚点管理上下文，并将所述目标smf网元的标识作为组管理锚点smf标识写入所述vn组数据中；所述组锚点管理上下文包括所述组管理锚点smf标识和服务smf网元列表；

5、若所述vn组数据中包含组管理锚点smf标识，向所述组管理锚点smf标识对应的组管理锚点smf查询服务smf网元列表；

6、与所述服务smf网元列表中的各组成员smf网元交换upf网元侧的n19全量隧道地址，以建立所述第一目标upf网元与各所述组成员smf网元下的各第二目标upf网元之间的n19隧道；所述第一目标upf网元与各所述第二目标upf网元基于所述n19隧道进行通信。

7、根据本发明提供的虚拟网络组通信方法，所述与所述服务smf网元列表中的各组成员smf网元交换upf网元侧的n19全量隧道地址，以建立所述第一目标upf网元与各所述组成员smf网元下的各第二目标upf网元之间的n19隧道，包括：

8、与所述服务smf网元列表中的各组成员smf网元交互，建立或更新与各所述组成员smf网元的vn组会话；

9、基于所述vn组会话，与各所述组成员smf网元交换upf网元侧的n19全量隧道地址；

10、所述第一目标upf网元根据各所述组成员smf网元的upf网元侧的n19全量隧道地址，建立到各所述组成员smf网元下的各第二目标upf网元的n19隧道；

11、控制所述第一目标upf网元与各所述第三目标upf网元之间n19隧道的建立；所述第三目标upf网元是所述目标smf网元下除所述第一目标upf网元之外的upf网元；

12、所述组成员smf网元下的各所述第二目标upf网元根据所述第一目标upf网元的n19全量隧道地址，建立到所述第一目标upf网元的n19隧道。

13、根据本发明提供的虚拟网络组通信方法，所述基于所述vn组会话，与各所述组成员smf网元交换upf网元侧的n19全量隧道地址，包括：

14、基于所述vn组会话，将所述第一目标upf网元的n19全量隧道地址发送给各所述组成员smf网元；所述组成员smf网元更新和各所述第二目标upf网元的n4会话，以将所述第一目标upf网元的n19全量隧道地址发送给各所述第二目标upf网元；

15、接收各所述组成员smf网元的n19隧道地址列表，并向所述第一目标upf网元发起n4会话更新请求，以将所述n19隧道地址列表中的各所述第二目标upf网元的n19全量隧道地址发送给所述第一目标upf网元，完成与各所述组成员smf网元的upf网元侧的n19全量隧道地址的交换。

16、根据本发明提供的虚拟网络组通信方法，所述与所述服务smf网元列表中的各组成员smf网元交互，建立或更新与各所述组成员smf网元的vn组会话之前，还包括：

17、将所述目标smf网元写入到所述服务smf网元列表中；

18、向所述第一目标upf网元发起n4会话建立请求；所述第一目标upf网元根据所述n4会话建立请求，分配本侧的n19全量隧道地址并通知所述目标smf网元，所述第一目标upf网元本侧的n19全量隧道地址用于转发所述第一目标upf网元对应的数据包；

19、接收所述第一目标upf网元分配的n19全量隧道地址，并将所述第一目标upf网元的n19全量隧道地址写入到目标隧道地址列表中进行维护；所述目标隧道地址列表中包含所述目标smf网元下的各upf网元的n19全量隧道地址，所述目标smf网元下的任意一个upf网元的n19全量隧道地址是唯一的。

20、根据本发明提供的虚拟网络组通信方法，所述与所述服务smf网元列表中的各组成员smf网元交换upf网元侧的n19全量隧道地址，以建立第一目标upf网元与各所述组成员smf网元下的各第二目标upf网元之间的n19隧道之后，还包括：

21、接收所述用户设备ue的会话释放请求，并确定所述第一目标upf网元下是否还存在目标组成员建立的5g lan类型pdu会话；所述目标组成员是所述vn组中除所述用户设备ue之外的任一用户设备ue；

22、若不存在，通知所述第一目标upf网元释放n19隧道，并在所述目标隧道地址列表中删除所述第一目标upf网元的n19全量隧道地址；

23、和所述组管理锚点smf交互，查询所述服务smf网元列表，并确定所述第一目标upf网元是否为所述目标smf网元下的最后一个upf网元；

24、若是，则将所述目标smf网元从所述服务smf网元列表中删除；

25、与所述服务smf网元列表中的各所述组成员smf网元交互，以释放所述第一目标upf网元与所述组成员smf网元下的各所述第二目标upf网元之间的n19隧道；

26、通知各第三目标upf网元释放与所述第一目标upf网元之间的n19隧道；所述第三目标upf网元是所述目标smf网元下除所述第一目标upf网元之外的upf网元。

27、根据本发明提供的虚拟网络组通信方法，所述与所述服务smf网元列表中的各所述组成员smf网元交互，以释放所述第一目标upf网元与所述组成员smf网元下的各所述第二目标upf网元之间的n19隧道，包括：

28、与所述服务smf网元列表中的各所述组成员smf网元交互，更新与各所述组成员smf网元的vn组会话，以使各所述组成员smf网元下的各所述第二目标upf网元释放与所述第一目标upf网元之间的n19隧道；

29、所述组成员smf网元向各所述第二目标upf网元发起n4会话更新请求，以使各所述第二目标upf网元释放与所述第一目标upf网元之间的n19隧道。

30、根据本发明提供的虚拟网络组通信方法，所述组管理锚点smf在确定所述服务smf网元列表为空时，从所述vn组数据中删除所述组管理锚点smf标识。

31、本发明还提供一种smf网元，包括：

32、数据获取模块，用于响应于第一目标用户平面功能upf网元下的用户设备ue的5glan类型协议数据单元pdu会话请求，获取所述用户设备ue用于会话管理的签约数据；所述签约数据包括所述用户设备ue所属的虚拟网络vn组的vn组数据，所述第一目标upf网元为所述目标smf网元下的新增upf网元；

33、锚点创建模块，用于若所述vn组数据中不包含组管理锚点smf标识，创建组锚点管理上下文，并将所述目标smf网元的标识作为组管理锚点smf标识写入所述vn组数据中；所述组管理会话上下文包括所述组管理锚点smf标识和服务smf网元列表；

34、网元查询模块，用于若所述vn组数据中包含组管理锚点smf标识，向所述组管理锚点标识对应的组管理锚点smf查询服务smf网元列表；

35、vn组会话维护模块，用于与所述服务smf网元列表中的各组成员smf网元交换upf网元侧的n19全量隧道地址，以建立所述第一目标upf网元与各所述组成员smf网元下的各第二目标upf网元之间的n19隧道；所述第一目标upf网元与各所述第二目标upf网元基于所述n19隧道进行通信。

36、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述虚拟网络组通信方法。

37、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述虚拟网络组通信方法。

38、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述虚拟网络组通信方法。

39、本发明提供的虚拟网络组通信方法、smf网元、设备及存储介质，通过选取为vn组成员服务的第一个smf网元充当组管理锚点，管理组内所有服务smf网元的信息，并写入数据库中的vn组数据；其他服务smf网元维护本smf下各服务upf的n19隧道地址列表，通过与组管理锚点对应的smf网元之间的vn组会话交换各自相关upf网元的n19全量隧道地址，建立跨smf网元的upf网元间的完整n19隧道，实现vn组成员的跨smf网元通信。不仅可以实现对n19隧道的灵活配置，对vn组的网络架构和网元功能的影响也较小。