核心蜂窝网络堆栈在云基础设施上的实现制造技术

描述了用于在云计算环境(例如，公共云基础设施)上操作核心蜂窝网络堆栈的技术。例如，虚拟化分组网关可以在云计算环境的虚拟机上运行，并且标准负载均衡器可以在虚拟化分组网关之间分配蜂窝网络的网络业务。可以利用包含蜂窝网络的承载的外部键值存储的本地高速缓存来建立虚拟化分组网关，并使用本地高速缓存来处理接收到的数据平面网络分组。可以使用外部键值存储在蜂窝网络内更新承载，并且虚拟化分组网关可以获取和使用更新的承载详细信息。分组网关可以获取和使用更新的承载详细信息。分组网关可以获取和使用更新的承载详细信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】核心蜂窝网络堆栈在云基础设施上的实现

技术介绍

[0001]蜂窝网络传统上已经通过电信供应商使用定制的硬件和软件解决方案来操作。虽然可以在云基础设施内(例如，使用公共云供应商)操作蜂窝网络的某些组件，但是某些组件和技术不能直接或有效地转换为云。例如，在LTE蜂窝网络中，控制平面网络和用户平面网络被认为是分开的网络。控制平面负责在用户平面中建立、配置和拆除连接。用户平面直接携带用户数据(来自用户设备的网络分组(network packet))。服务网关/分组网关(serving gateway/packet gatewany，缩写SPGW)是用户分组所流经的组件。为了处理大量流量，可能需要许多SPGW实例。在云实现方案中，每个SPGW实例可以在其自己的虚拟机上运行。这些SPGW实例需要接收控制平面消息，从而SPGW实例可以正确处理用户平面分组。
[0002]云环境内的负载均衡器被设计为跨(例如，平均地跨)多个虚拟机分布分组。通常，除了尝试将具有相同源地址和目标地址的分组引导到同一虚拟机之外，负载均衡器几乎无法控制哪些分组到达哪个虚拟机。由于在云环境中在负载均衡器后面运行SPGW实例，因此可以将给定用户的控制平面和用户平面数据发送到不同的SPGW实例。在这种情况下，可能很难或不可能将控制平面信息发送到需要它的SPGW实例或由需要它的SPGW实例读取。
[0003]因此，存在大量的机会来改进与在云环境内实施蜂窝网络组件有关的技术。

技术实现思路

[0004]提供本
技术实现思路
以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本
技术实现思路
既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0005]描述了用于在云计算环境(例如，公共云基础设施)上操作核心蜂窝网络堆栈的技术。例如，虚拟化分组网关可以在云计算环境的虚拟机上运行，并且标准负载均衡器可以在虚拟化分组网关之间分配蜂窝网络的网络业务。虚拟化分组网关的数量可以按比例扩展(添加新的虚拟化分组网关)或按比例缩减(删除虚拟化分组网关)，并且负载均衡器相应地分配网络业务。可以使用包含蜂窝网络的承载(bearer)的外部键值存储(key
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value store，缩写KVS)的本地高速缓存来设置虚拟化的分组网关，并使用本地高速缓存来处理接收到的数据平面网络分组。可以使用外部键值存储在蜂窝网络内更新承载，并且虚拟化分组网关可以获取和使用更新的承载详细信息。
[0006]例如，云计算环境内的虚拟化分组网关可以执行操作以处理用于蜂窝网络的数据平面网络分组。虚拟化分组网关可以接收外部键值存储的完整副本，其中外部键值存储包括蜂窝网络的所有当前承载的承载详细信息，其中承载详细信息使用蜂窝网络限定与用户设备相关联的网络流。虚拟化分组网关可以将外部键值存储的完整副本保存在本地高速缓存中。虚拟化分组网关可以从负载均衡器接收数据平面网络分组。虚拟化分组网关可以处理数据平面网络分组，其中所述处理包括识别与本地高速缓存中的数据平面网络分组相关联的承载。
[0007]作为另一示例，在云计算环境内操作的虚拟化分组网关可以接收与第一承载相关
联的第一数据平面网络分组。在确定第一承载不在本地高速缓存中时，虚拟化分组网关可以从外部键值存储中取回针对第一承载的承载详细信息，并将针对第一承载的所取回的承载详细信息存储在本地高速缓存中。虚拟化分组网关可以至少部分地基于本地高速缓存中存储的针对第一承载的承载详细信息来处理第一数据平面网络分组。虚拟化分组网关可以接收指示第一承载已经被更新的网络通信。响应于接收网络通信，虚拟化分组网关可以从外部键值存储中取回第一承载的更新的承载详细信息，并将所取回的更新的承载详细信息存储在本地高速缓存中。虚拟化分组网关可以接收与第一承载相关联的第二数据平面网络分组，并且至少部分地基于存储在本地高速缓存中的第一承载的更新的承载详细信息来处理第二数据平面网络分组。
[0008]如本文中所述的，可以根据需要将多种其他特征和优点并入技术中。
附图说明
[0009]图1是描绘示例云计算环境的图，其中在所述示例云计算环境内，实施蜂窝网络的包括虚拟化分组网关的组件。
[0010]图2是描绘示例云计算环境的图，其中在所述示例云计算环境内，实施蜂窝网络的包括SPGW
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U的组件。
[0011]图3是说明数据平面网络分组流和承载状态的示例状态机。
[0012]图4是用于在云计算环境中操作虚拟化分组网关以处理用于蜂窝网络的数据平面网络分组的示例方法的流程图。
[0013]图5是用于在云计算环境中操作虚拟化分组网关以处理用于蜂窝网络的数据平面网络分组的示例方法的流程图。
[0014]图6是其中可以实施一些所描述的实施例的示例计算系统的图。
[0015]图7是可以与本文中描述的技术结合使用的示例移动装置。
[0016]图8是可以与本文中描述的技术结合使用的示例云支持环境。
具体实施方式
[0017]概述
[0018]如本文中所述，可以将各种技术和解决方案应用于在云计算环境(例如，公共云基础设施)内操作核心蜂窝网络堆栈。例如，虚拟化分组网关可以在云计算环境的虚拟机上运行，并且标准负载均衡器可以在虚拟化分组网关之间分配蜂窝网络的网络业务。虚拟化分组网关的数量可以按比例扩展(添加新的虚拟化分组网关)或按比例缩减(删除虚拟化分组网关)，并且负载均衡器相应地分配网络业务。
[0019]为了在云计算环境内提供蜂窝网络服务，对键值存储(例如，数据库、平面文件或另一类型的数据存储)进行维护。键值存储存储了蜂窝网络的当前承载的承载详细信息。承载详细信息限定与使用蜂窝网络的用户设备(例如，具有蜂窝网络连接性的移动电话或其他计算设备)相关联的网络流。键值存储是与蜂窝网络的诸如虚拟化分组网关的其他组件分离的数据存储。换句话说，键值存储在虚拟化分组网关的外部(也称为外部键值存储)。在一些实现方案中，键值存储保持蜂窝网络的所有当前承载的承载详细信息(例如，表示在云计算环境内运行的蜂窝网络内活动的所有当前网络流)。
[0020]在本文中描述的技术中，数据平面网络分组通过虚拟化分组网关处理。例如，多个虚拟化分组网关可以在云计算环境的虚拟机上被实例化并且运行，以处理与用户设备通信和从用户设备通信的数据平面网络分组。在一些实现方案(例如，操作LTE蜂窝网络的实现方案)中，虚拟化分组网关是服务网关(SGW)、分组网关(PGW)或服务网关/分组网关(SPGW)。处理数据平面(也称为用户平面)网络分组的服务网关/分组网关也称为SPGW
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U。处理控制平面网络分组的服务网关/分组网关也称为SPGW
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C。
[0021]在传统的蜂窝网络中，电信供应商操作系统的组件。这些组件可以包括以下内容。
[0022]‑
用户设备(UE)。连接到蜂窝网络的装置。例如，用户设备可以包括具有蜂窝通信能力的移动电话或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一个或多个计算设备，包括：处理器；和存储器；所述一个或多个计算设备，经由计算机可执行指令被配置为执行用于在云计算环境中操作虚拟化分组网关以处理针对蜂窝网络的数据平面网络分组的操作，所述操作包括：接收外部键值存储的完整副本，其中所述外部键值存储包括针对所述蜂窝网络的所有当前承载的承载详细信息，其中所述承载详细信息限定与使用所述蜂窝网络的用户设备相关联的网络流；将所述外部键值存储的所述完整副本保存在本地高速缓存中；从负载均衡器接收数据平面网络分组；以及由所述虚拟化分组网关处理所述数据平面网络分组，其中所述处理包括标识与所述本地高速缓存中的所述数据平面网络分组相关联的承载。2.根据权利要求1所述的一个或多个计算设备，其中所述操作在扩展事件期间被执行，在所述扩展事件中，所述虚拟化分组网关在所述云计算环境内被实例化。3.根据权利要求1所述的一个或多个计算设备，其中所述虚拟化分组网关是用于数据平面网络分组的服务网关/分组网关(SPGW
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U)，所述SPGW
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U在运行于所述云计算环境中的虚拟机上进行操作。4.根据权利要求3所述的一个或多个计算设备，其中所述SPGW
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U作为电信供应商的长期演进(LTE)蜂窝网络的一部分进行操作。5.根据权利要求1所述的一个或多个计算设备，所述操作还包括：从所述负载均衡器接收新的数据平面网络分组，所述新的数据平面网络分组与不存在于所述本地高速缓存中的新的承载相关联；响应于接收到所述新的数据平面网络分组：从所述外部键值存储中获取针对所述新的承载的承载详细信息；将针对所述新的承载的所述承载详细信息存储在所述本地高速缓存中；以及至少部分地基于针对所述新的承载的所述承载详细信息来处理所述新的数据平面网络分组。6.根据权利要求5所述的一个或多个计算设备，所述操作还包括：响应于接收到所述新的数据平面网络分组：在所述外部键值存储中将所述虚拟化分组网关注册为所述新的承载的所有者。7.根据权利要求1所述的一个或多个计算设备，其中所述负载均衡器基于因特网协议(IP)报头和用户数据报协议(UDP)或传输控制协议(TCP)端口编号来引导网络分组，而不是基于封装的分组信息来引导网络分组。8.根据权利要求1所述的一个或多个计算设备，针对所述本地高速缓存中的一个或多个承载中的每个承载，所述操作还包括：在所述本地高速缓存中为所述承载标记针对所述承载数据平面网络分组被最后处理的时间的指示。9.根据权利要求8所述的一个或多个计算设备，所述操作还包括：基于数据平面网络分组被最后处理的时间的所述指示从所述本地高速缓存中清除承
载。10.一种由计算设备实现的用于在云计算环境中操作虚拟化分组网关以处理针对蜂窝网络的数据平面网络分...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：