[发明专利]基于流表的UPF扩容下的负荷分担方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于流表的UPF扩容下的负荷分担方法及系统，属于UPF扩容领域，本发明要解决的技术问题为如何实现UPF扩容后流量负载均衡，达到流量分流的目的，采用的技术方案为该方法具体如下：S1、在核心网数据面UPF网元处理多用户大流量的业务时，UPF自动扩容；S2、UPF扩容后，利用OpenvSwitch的流表规则将流量平衡分担在多个UPF网元上；S3、设定根据目的MAC地址和网卡的对应关系流表规则，来达到流量的分流的目的，实现UPF的流量负载均衡。该系统包括扩容单元、平衡单元及设定单元。

技术领域

本发明涉及UPF扩容领域，具体地说是一种基于流表的UPF扩容下的负荷分担方法及系统。

背景技术

UPF在处理数据量或用户数达到一定数值时，UPF设备对硬件资源的消耗，如CPU、内存会造成性能的下降，从而导致丢包、时延过大等情况出现，故UPF需要具备扩容的能力。当UPF扩容后，如果数据不经过负荷分担的机制处理，很容易造成多个UPF对相同网卡的流量抢占，即数据仍然向原节点发送，其扩容效果就没有体现。当多个UPF负荷的流量不均衡情况下，可能会造成单个UPF性能下降，无法处理大流量的用户数据，对用户使用5G网络的质量造成影响。

故如何实现UPF扩容后流量负载均衡，达到流量分流的目的是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种基于流表的UPF扩容下的负荷分担方法及系统，来解决如何实现UPF扩容后流量负载均衡，达到流量分流的目的的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种基于流表的UPF扩容下的负荷分担方法，该方法具体如下：

S1、在核心网数据面UPF网元处理多用户大流量的业务时，UPF自动扩容；

S2、UPF扩容后，利用OpenvSwitch的流表规则将流量平衡分担在多个UPF网元上；

S3、设定根据目的MAC地址和网卡的对应关系流表规则，来达到流量的分流的目的，实现UPF的流量负载均衡。

作为优选，步骤S2中UPF扩容后，根据流表的分流规则均衡处理N3和N6的业务流量，达到多个UPF网元组网下的负载均衡。

更优地，根据流表的分流规则均衡处理N3和N6的业务流量具体如下：

(1)、UE用户上线，UPF同步会话信息到Redis数据库；

(2)、UE数据流量增大到阈值时，触发UPF自动扩容；

(3)、UPF扩容后，新UPF获取Redis数据库会话信息并同步到自己内部，和原UPF共享同一份用户会话信息；

(4)、设置OVS的N3和N6接口流表；

(5)、N3和N6流量遵循预先设定的流表规则均衡分配到了不同的UPF上。

更优地，步骤(5)中设置OVS的N3和N6接口流表具体包括如下两种情况：

①、上行时，N3流量根据源IP(基站IP)哈希分配到不同的UPF N3网卡的MAC地址上，用来选择不同的UPF；

②、下行时，N6流量根据目的IP(UE IP)哈希分配到不同的UPF N6网卡的MAC地址上，用来选择不同的UPF。

一种基于流表的UPF扩容下的负荷分担系统，该系统包括，

扩容单元，用于在核心网数据面UPF网元处理多用户大流量的业务时，UPF自动扩容；

平衡单元，用于UPF扩容后，利用OpenvSwitch的流表规则将流量平衡分担在多个UPF网元上；