[发明专利]一种基于Istio技术的5G核心网系统

权利要求书

1.一种基于Istio技术的5G核心网系统，其特征在于，包括：网络硬件层、Kubernetes层、网络接口层、Istio微服务层、核心网组件层和API层；

所述网络硬件层采用虚拟化的硬件设备与NFV/SDN结合，进行网络资源的虚拟化以及软硬件解耦；

所述Kubernetes层用于将业务按照容器最小范围进行拆分成不同的业务，并将所述不同的业务的容器进行编排、管理和调度；

所述Istio微服务层包括Kubernetes Mixer、Kubernetes Pilot和Kubernetes Envoy，所述Kubernetes Mixer用于与所述核心网组件层的控制面和用户面的功能进行集成，提供注册管理、接入管理以及NAS层的加密和完整性保护；还用于进行流量控制，将网络的策略框架、规则以及遥测收集系统的细节抽象出来；所述Kubernetes Pilot用于将发现的服务以及用户定义的服务间的调用规则进行融合并与底层kube-Proxy的API进行适配后将规则下发；所述Kubernetes Envoy用于注入Envoy Sidecar，并根据所述Envoy Sidecar处理所有传入和传出的网络流量，以监控所有服务间API调用，并记录每次服务调用所需的时间以及是否完成；Kubernetes Envoy代理网络配置有Kubernetes Pilot，所有上行和下行的数据请求都要通过Kubernetes Envoy，核心网的服务的IP通过仅需要用户面的kube-dns的解析并且无需修改，在解析器之后，Envoy拦截并且处理下行流量，决定流量发送的端口；

所述网络接口层用于进行跨网元和跨主机的通信，并转发核心网的信令协议，还用于使用etcd库存储相关的服务配置，其中所述etcd库采用key-value的方式进行存储，并且进行服务注册和服务发现；

所述核心网组件层包括控制面和用户面，所述控制面采用所述Kubernetes层的节点拉远的方式对UPF进行统一管理，并通过Istio控制平面的边车通信机制实现SMF对UPF的下发的数据指令和参数；所述用户面通过所述Kubernetes层Pod部署在Envoy组件，用于实现上行和下行的流量控制、数据报文的缓冲、负载均衡、安全性检查以及分组路由和转发；

所述API层处用于提供给用户进行查询、修改和删除数据的API接口，还用于通过直接操作etcd，提供核心网的网元组件之间的数据交互通信。

2.如权利要求1所述的基于Istio技术的5G核心网系统，其特征在于，所述KubernetesPilot和Kubernetes Mixer为完全无状态的组件，所有状态均保存在应用程序的内存中，并且相关的控制面和用户面的配置指定存储在etcd中的kubernetes Custom Resources，通过Istio-agent获取Pilot地址并打开GRPC流。

3.如权利要求1所述的基于Istio技术的5G核心网系统，其特征在于，所述KubernetesMixer包括istio-telemetry和istio-policy，所述istio-policy用于集成AMF、PCF、SMF组件，提供移动性管理、NAS加密和完整性保护，以及对UPF进行速率和流量控制；所述i stio-telemetry用于数据上报和日志搜集服务，以用于监控告警和日志查询。

4.如权利要求1所述的基于Istio技术的5G核心网系统，其特征在于，所述KubernetesMixer还用于与Kubernetes envoy交互，校验需要上报的数据，确定缓存内容，在每次请求发送前向Mixer Policy发送校验请求检查所发出的请求是否受到策略限制或者配置的流量的额度的限制。