确定网络功能网元的资源使用率的方法和装置与流程

1.本公开涉及无线通信领域，特别涉及一种确定网络功能网元的资源使用率的方法和装置。


背景技术：

2.第五代无线通信网络原本定义的能量效率(简称“能效”)的计算方法是：将数据吞吐量与能量消耗的比值作为能量效率。
3.随着网络功能虚拟化(network functions virtualization，nfv)在第五代无线通信网络的广泛使用，一些网络功能(network functions，nf)网元基于虚拟网络功能(virtual network function，vnf)实现其网络功能，因此这些网元也称为“虚拟化网元”。
4.不同虚拟化网元可能共享相同的物理资源，共享的物理资源包括运算、存储、内部输入/输出带宽、外部输入/输出带宽等，因此，无法直接区分出各个虚拟化网元的能量消耗；同时，对于控制面的虚拟化网元来说，其很多工作是各种信令处理，因此数据吞吐量并不适合衡量其实际的工作量。鉴于这些原因，上述基于物理实体网元提出的能量效率计算方法并不适合虚拟化网元。


技术实现要素：

5.在对虚拟化网元进行实例化和资源分配时，虚拟化网元的能量效率是重要的参考依据。本公开提出一种适合衡量虚拟化网元的能量效率的方法。
6.在本公开实施例中，由于资源使用率与能量效率正相关，因此，根据某种网络功能网元的某个实例的负载、容量和占用的资源，计算该网络功能网元的该实例的该资源的使用率，用以评估该网络功能网元的该实例的能量效率。
7.本公开一些实施例提出一种确定网络功能网元的资源使用率的方法，所述网络功能nf网元基于虚拟化网络功能vnf实现，所述方法包括：
8.获取第i种nf网元的第j实例的负载load
i,j
；
9.获取第i种nf网元的第j实例的容量capacity
i,j
；
10.获取第i种nf网元的第j实例占用的第k种资源r
i,j,k
；
11.根据load
i,j
、capacity
i,j
和r
i,j,k
计算第i种nf网元的第j实例的第k种资源的使用率nfre
i,j,k
。
12.在一些实施例中，获取第i种nf网元的第j实例的负载load
i,j
包括：通过读取网络仓库功能nrf网元保存的nf配置文件中的负载属性获得load
i,j
，其中，负载属性的取值load
i,j
由第i种nf网元的第j实例实时更新。
13.在一些实施例中，获取第i种nf网元的第j实例的负载load
i,j
包括：通过访问网络数据分析功能nwdaf网元的nf性能分析服务获得load
i,j
，load
i,j
是所述nf性能分析服务基于统计或预测所确定的。
14.在一些实施例中，获取第i种nf网元的第j实例的容量capacity
i,j
包括：通过读取
网络仓库功能nrf网元保存的nf配置文件中的容量属性获得capacity
i,j
，其中，容量属性的取值是预先配置的。
15.在一些实施例中，根据load
i,j
、capacity
i,j
和r
i,j,k
计算nfre
i,j,k
包括：
16.或者，
[0017][0018]
其中，wi表示第i种nf网元的容量属性的单位转换因子，wi是可配置的。
[0019]
在一些实施例中，针对同种nf网元的不同实例进行计算时，wi被配置为1，且无量纲；针对不同种nf网元的不同实例进行计算时，根据各个nf网元的功能分别设置wi的取值和量纲。
[0020]
在一些实施例中，根据各个nf网元的功能分别设置wi的取值和量纲包括：
[0021]
针对控制面nf网元，wi被配置为：服务用户数/容量；
[0022]
对于用户面nf网元，wi被配置为：吞吐量/容量。
[0023]
在一些实施例中，还包括：利用第i种nf网元的第j实例的第k种资源的使用率nfre
i,j,k
，评估第i种nf网元的第j实例的能量效率。
[0024]
在一些实施例中，还包括：
[0025]
根据同种nf网元的不同实例的资源使用率，比较同种nf网元的不同实例的能量效率；或者，
[0026]
根据不同种nf网元的不同实例的资源使用率，比较不同种nf网元的不同实例的能量效率。
[0027]
在一些实施例中，还包括：根据系统中不同实例的资源使用率或能量效率，进行任务分配，以优化系统整体的资源使用率或能量效率。
[0028]
在一些实施例中，还包括：当且wi被配置为预设类型的有效输出/容量时，根据系统中各种nf网元的nfre
i,j,k
，评估系统在所述有效输出方面的能量效率。
[0029]
本公开一些实施例提出一种确定网络功能网元的资源使用率的装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行确定网络功能网元的资源使用率的方法。
[0030]
本公开一些实施例提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现确定网络功能网元的资源使用率的方法的步骤。
附图说明
[0031]
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开。
[0032]
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]
图1示出本公开一些实施例的确定网络功能网元的资源使用率的方法的流程示意
图。
[0034]
图2示出本公开一些实施例的确定网络功能网元的资源使用率的装置的结构示意图。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0036]
除非特别说明，否则，本公开实施例中的nf网元是指基于vnf实现的网元，也称“虚拟化网元”。一个nf网元可由一个或多个vnf构成。
[0037]
图1示出本公开一些实施例的确定网络功能网元的资源使用率的方法的流程示意图。
[0038]
如图1所示，该实施例的确定nf网元的资源使用率的方法包括：
[0039]
在步骤110，获取第i种nf网元的第j实例的负载load
i,j
。
[0040]
在一些实施例中，通过读取nrf(network repository function，网络仓库功能)网元保存的nf配置文件中的负载(load)属性获得load
i,j
，其中，负载属性的取值load
i,j
由第i种nf网元的第j实例实时更新。从而，可以据此计算nf网元实时的资源使用率。
[0041]
在另一些实施例中，通过访问nwdaf(network data analytics function，网络数据分析功能)网元的nf性能分析服务获得load
i,j
，load
i,j
是所述nf性能分析服务基于统计或预测所确定的。从而，可以据此计算nf网元基于统计或基于预测的资源使用率。
[0042]
load
i,j
无量纲，取值范围例如为0-100。
[0043]
nf网元例如包括upf((user plane function,用户面功能)，amf((access and mobility management function，接入与移动性管理网元)，nwdaf等网元，但不限于所举示例。
[0044]
在步骤120，获取第i种nf网元的第j实例的容量capacity
i,j
。
[0045]
在一些实施例中，通过读取nrf网元保存的nf配置文件中的容量(capacity)属性获得capacity
i,j
，其中，容量属性的取值是预先配置的。
[0046]
capacity
i,j
无量纲，取值范围例如为0-65535。
[0047]
在步骤130，获取第i种nf网元的第j实例占用的第k种资源r
i,j,k
。
[0048]
占用的资源例如可以通过性能监视来获取，性能监视可以是外部监视工具或nfv基础设施提供的监视功能。
[0049]
资源例如包括cpu(central processing unit，中央处理单元)、内存、存储、网络等，但限于所举示例。
[0050]
cpu资源rcpu的计算方法例如为：平均cpu利用率乘以cpu的时钟速度(兆赫)和核心数。cpu资源的单位例如为mhz。
[0051]
内存资源rmemery是vnf使用的总内存，例如可以从内存度量中得出。内存资源的单位例如为mb。
[0052]
存储资源rstorage是主机上vnf占用的磁盘量。存储资源的单位例如为mb。
[0053]
网络资源rnetwork是vnf外部连接点每秒发送和接收字节的平均网络吞吐量。网络资源的单位例如为bps(bits per second，每秒的比特)。
[0054]
针对某种nf网元nfi，可以选择一种或几种资源进行计算，例如，计算第i种nf网元的第j实例占用的虚拟机(virtual machine，vm)的cpu资源和内存资源。
[0055]
对于控制面nf网元，例如至少选择cpu资源；对于用户面nf网元，例如至少选择吞吐量资源(如网络资源)。
[0056]
在步骤140，根据load
i,j
、capacity
i,j
和r
i,j,k
计算第i种nf网元的第j实例的第k种资源的使用率nfre
i,j,k
。
[0057]
在一些实施例中，
[0058]
在另一些实施例中，其中，wi表示第i种nf网元的容量属性的单位转换因子，wi是可配置的，例如可以由运营商配置。
[0059]
针对同种nf网元的不同实例进行计算时，wi被配置为1，且无量纲。
[0060]
针对不同种nf网元的不同实例进行计算时，根据各个nf网元的功能分别设置wi的取值和量纲。例如，针对控制面nf网元，wi被配置为：服务用户数/容量；对于用户面nf网元，wi被配置为：吞吐量/容量，例如，pps(packet per second，每秒的数据包)/capacity。从而，通过该单位转换因子，可以将capacity属性的取值，映射为有具体量纲的值。
[0061]
由于资源使用率与能量效率正相关，因此，根据某种网络功能网元的某个实例的负载、容量和占用的资源，计算该网络功能网元的该实例的该资源的使用率，用以间接地评估该网络功能网元的该实例的能量效率。并且，该方法适用于控制面nf网元和数据面nf网元，通用性好。此外，可以计算nf网元实时的、统计的或预测的资源使用率，满足多种业务需求。
[0062]
下面列举一些nfre
i,j,k
的应用。
[0063]
在一些实施例中，由于资源使用率与能量效率正相关，利用第i种nf网元的第j实例的第k种资源的使用率nfre
i,j,k
，评估第i种nf网元的第j实例的能量效率。从而间接地衡量nf网元的能量效率。
[0064]
在一些实施例中，根据同种nf网元的不同实例的资源使用率，比较同种nf网元的不同实例的能量效率。由于资源使用率与能量效率正相关，如果nf网元的实例1的资源使用率大于nf网元的实例2的资源使用率，那么nf网元的实例1的能量效率大于nf网元的实例2的能量效率，如果nf网元的实例1的资源使用率小于nf网元的实例2的资源使用率，那么nf网元的实例1的能量效率小于nf网元的实例2的能量效率。
[0065]
如前所述，针对不同种nf网元的不同实例进行计算时，根据各个nf网元的功能分别设置wi的取值和量纲，然后计算的取值和量纲，然后计算因此，根据不同种nf网元的不同实例的资源使用率，比较不同种nf网元的不同实例的能量效率。由于资源使用率与能量效率正相关，如果nf网元1的实例1的资源使用率大于nf网元2的实例2的资源使用率，那么nf网元1的实例1的能量效率大于nf网元2的实例2的能量效率，如果nf网元1的实例1的资源使用率小于nf网元2的实例2的资源使用率，那么nf网元1的实例1的能量效率小于nf网元2的实例2的能量效率。
[0066]
在一些实施例中，根据系统中不同实例的资源使用率或能量效率，进行任务分配，以优化系统整体的资源使用率或能量效率。
[0067]
例如，针对某控制面网元，在提供同样的服务输出的情况下，实例nf1的cpu资源使用率小于实例nf2的cpu资源使用率，那么，实例nf1的能量效率小于实例nf2的能量效率，在部署任务时，可以多部署实例nf2，少部署实例nf1，从而提高整体的能量效率。
[0068]
在一些实施例中，当且wi被配置为预设类型的有效输出/容量时，根据系统中各种nf网元的nfre
i,j,k
，评估系统在该有效输出方面的能量效率。有效输出方面例如包括用户数量、会话数量、吞吐量等。从而，为业务管理的调整提供参考。
[0069]
图2为本公开一些实施例的确定网络功能网元的资源使用率的装置的结构示意图。
[0070]
如图2所示，该实施例的装置200包括：存储器210以及耦接至该存储器210的处理器220，处理器220被配置为基于存储在存储器210中的指令，执行前述任意一些实施例中的确定网络功能网元的资源使用率的方法。
[0071]
例如，获取第i种nf网元的第j实例的负载load
i,j
；获取第i种nf网元的第j实例的容量capacity
i,j
；获取第i种nf网元的第j实例占用的第k种资源r
i,j,k
；根据load
i,j
、capacity
i,j
和r
i,j,k
计算第i种nf网元的第j实例的第k种资源的使用率nfre
i,j,k
。
[0072]
其中，存储器210例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(boot loader)以及其他程序等。
[0073]
装置200还可以包括输入输出接口230、网络接口240、存储接口250等。这些接口230，240，250以及存储器210和处理器220之间例如可以通过总线260连接。其中，输入输出接口230为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口240为各种联网设备提供连接接口。存储接口250为sd卡、u盘等外置存储设备提供连接接口。
[0074]
本公开一些实施例提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一个实施例的确定网络功能网元的资源使用率的方法的步骤。
[0075]
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机程序代码的非瞬时性计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0076]
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0077]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0078]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0079]
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。