[发明专利]基于切片的网络中的拥塞避免

说明书

系统可减少基于切片的网络(诸如虚拟服务网络(“VSN”))中的拥塞。该系统可以包括与交换机(例如路由器或服务器)上的代理进行通信的监控模块。交换机将远程信息处理数据报告给监控模块，监控模块确定切片特定的性能属性，例如，切片延迟和切片吞吐量。将这些切片特定的性能属性与软件许可协议(“SLA”)要求进行比较。当不满足SLA时，监控模块可以为该切片实现新的切片路径以减少拥塞。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月14日提交的名称为“基于切片的网络中的拥塞避免”的待决美国非临时专利申请No.16/411,888的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

今天的3G、4G和LTE网络使用可以跨云分布的多个数据中心(“DC”)来操作。这些网络仅由几个操作支持系统(“OSS”)和网络操作中心(“NOC”)集中管理。5G技术将显著地增加将需要连接到电信(Telco)网络并共享物理网络资源的所有种类的设备的网络连接。当前的网络架构无法扩展以满足这些需求。

网络切片是一种允许多个逻辑网络在共享物理网络基础设施的顶部上运行的虚拟化形式。分布式云网络可与各个切片共享网络资源，以允许不同的用户(称为租户)在单个物理基础设施上复用。例如，物联网(“IoT”)设备、移动宽带设备以及低延迟车载设备将都需要共享5G网络。这些不同的使用情况将具有不同的传输特性和要求。例如，IoT通常将具有大量设备，但是具有非常低的吞吐量。移动宽带将是相反的，其中每个设备发送和接收高带宽内容。网络切片可以允许物理网络在端到端级别被分区，以将流量分组、隔离租户流量和在宏级别配置网络资源。

然而，服务质量(“QoS”)和避免拥塞的传统方法不容易扩展以跟上由基于切片的网络以其他方式提供的网络使用量的急剧增加。例如，如果网络中存在拥塞，现有的解决方案对拥塞的源进行节流，从而有效地减慢数据传输以释放带宽。例如，现有的流控制机制，像优先级流控制(“PFC”)，通知上游交换机(例如，路由器)关于拥塞并且通过节流源处的流量来减少拥塞，所述源诸如是通过交换机发送流量的主机。但是在基于切片的网络中，节流可不利地影响其他切片，并且低效地使切片比在软件许可协议(“SLA”)下允许的执行得更差。需要不违反SLA要求的新的基于切片的解决方案。

重要的性能度量(如延迟和吞吐量)在基于切片的网络中准确地监控是特别具有挑战性的。在传统的网络中，可以通过在任何两个端点之间发送探测分组(诸如ping)来在软件中计算延迟。然而，基于软件的监控探测在具有数千万用户的大型电信网络中不扩展。通常，检测虚拟层中的拥塞(例如，利用切片的虚拟网络功能(“VNF”))是不可扩展的，并且将很快击垮底层物理硬件。

在没有额外的方式来缓解拥塞的情况下，当网络基础设施变得负担过重时，重要切片可能会受到负面影响。SLA通常要求重要流量的可靠传输，诸如911呼叫和对自动驾驶车辆的通信等。

因此，存在对缓解基于切片的网络中的拥塞的系统的需要。

发明内容

本文所描述的示例包括用于缓解基于切片的网络中的拥塞的系统和方法。该系统可包括与物理设备(诸如路由器或服务器)上的代理通信的监控模块。网络可被划分成多个切片以适应一个或更多个租户的不同使用情况。每个切片可具有所需的SLA性能属性，诸如延迟、带宽、往返时间的阈值水平等。

虚拟服务网络(“VSN”)中的每个网络切片可以运载来自多个终端设备(如电话、汽车以及IoT设备)的数据。例如，911切片可以一次运载来自数千个移动设备的呼叫。相同的情况可以存在于YOUTUBE切片，其中成千上万的移动用户可以同时观看YOUTUBE视频。每个切片可以具有针对切片内的不同专门功能的不同VNF。然而，用VNF监控一些性能度量是不可扩展的。