核心网容灾方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种核心网容灾方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology，5g)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术。自2018年3gpp r15协议标准冻结，5g端到端产业链日趋成熟。从增强现实(augmented reality，ar)、虚拟现实(virtual reality，vr)、混合现实(mixed reality，mr)到超高清视频，从远程控制到车用无线通信技术(vehicle to x，v2x)自动驾驶，视频需求已渗透到“5g”社会的方方面面。4g网络几十兆的带宽已经远远不能满足高清视频对带宽的需求，5g大带宽(即增强移动宽带(enhanced mobile broadband，embb))特性完美契合当下的应用。而5g所对应的六大垂直行业(即远程控制、智能电力、智能制造、家居娱乐、超高清视频、智能网联汽车)，对时延的要求基本都小于20ms，4g网络50ms的时延已成为行业发展的瓶颈，5g网络超高速低时延(即低时延高可靠通信(ultra-reliable low-latency communications，urllc))特性则可以完美解决时延需求的问题。
3.现有阶段，当5g网络中的主备统一数据管理功能(unified data management，udm)/鉴权服务功能(authentication server function，ausf)同时故障，或者因为传输故障导致主备udm/ausf全断后，用户业务会受到以下影响：在数据业务(上网)方面：原本在线的用户在未移动或不跨amf移动的情况下，用户业务可惯性运行，但是当用户位置移动(包括跨制式移动和跨amf移动)需要进行业务切换时，则用户业务不可用，并且新开机的用户数据业务不可用；在语音业务(通话)方面：原本在线的用户主叫部分的用户业务可用，被叫部分的用户业务不可用，且新开机的用户主被叫的用户业务均不可用。因此当前5g核心网的容灾效果较差、用户使用体验较差。


技术实现要素：

4.本技术提供一种核心网容灾方法、装置、设备及存储介质，用于提高核心网的容灾效果和用户使用体验。
5.为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
6.第一方面，提供了一种核心网容灾方法，该方法包括：在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，触发核心网架构进入旁路状态，目标udm网元包括：主用udm网元和备用udm网元，目标ausf网元包括：主用ausf网元和备用ausf网元，旁路状态用于控制业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元；当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，目标amf网元无需向目标ausf网元发起执行鉴权过程，通过本地保存的终端设备的上下文信息实现本地鉴权，目标amf网元无需向目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务；当检测到主用udm网元和备用udm网元中的任一udm网元恢复
正常的情况下，触发核心网架构退出旁路状态，并向任一udm网元获取签约数据，通过任一udm网元实现业务流程。
7.在一种可能的实现方式中，方法还包括：当确定链路探测故障，以及发送给主用udm网元和备用udm网元的消息均失败的情况下，确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障，链路探测故障包括：网络存储功能nrf通知故障、近距离无线通信nf间探测链路故障。
8.在一种可能的实现方式中，在终端设备未切换amf网元的情况下，目标amf网元为初始amf网元；或者，在终端设备从初始amf网元切换至新amf网元的情况下，目标amf网元为新amf网元。
9.在一种可能的实现方式中，方法还包括：在终端设备跨制式移动的情况下，当mme网元从目标amf网元中获取终端设备的上下文信息之后，无需向目标udm网元和归属签约用户服务器hss网元进行鉴权；当mme网元接收到服务网关sgw-c返回的包括接口信息的信令之后，无需执行mme网元与目标udm网元、hss网元之间的交互流程，直接执行mme网元与终端设备之间的交互流程。
10.在一种可能的实现方式中，方法还包括：在pdu会话流程中，在目标amf网元配置smf网元的最小签约数据，以使得终端设备通过最小签约数据完成pdu会话流程的建立；当smf网元接收到目标amf网元发送的包括请求创建sm上下文的信令之后，smf网元无需向目标udm网元获取会话管理订阅数据，直接向目标amf网元返回包括确认接受创建pdu会话流程的信令。
11.第二方面，提供了一种核心网容灾装置，该核心网容灾装置包括：处理单元和获取单元；处理单元，用于在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，触发核心网架构进入旁路状态，目标udm网元包括：主用udm网元和备用udm网元，目标ausf网元包括：主用ausf网元和备用ausf网元，旁路状态用于控制业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元；处理单元，用于当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，目标amf网元无需向目标ausf网元发起执行鉴权过程，通过本地保存的终端设备的上下文信息实现本地鉴权，目标amf网元无需向目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务；处理单元，用于当检测到主用udm网元和备用udm网元中的任一udm网元恢复正常的情况下，触发核心网架构退出旁路状态；获取单元，用于向任一udm网元获取签约数据，通过任一udm网元实现业务流程。
12.在一种可能的实现方式中，处理单元，用于当确定链路探测故障，以及发送给主用udm网元和备用udm网元的消息均失败的情况下，确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障，链路探测故障包括：网络存储功能nrf通知故障、近距离无线通信nf间探测链路故障。
13.在一种可能的实现方式中，在终端设备未切换amf网元的情况下，目标amf网元为初始amf网元；或者，在终端设备从初始amf网元切换至新amf网元的情况下，目标amf网元为新amf网元。
14.在一种可能的实现方式中，处理单元，用于在终端设备跨制式移动的情况下，当mme网元从目标amf网元中获取终端设备的上下文信息之后，无需向目标udm网元和归属签约用户服务器hss网元进行鉴权；处理单元，用于当mme网元接收到服务网关sgw-c返回的包
括接口信息的信令之后，无需执行mme网元与目标udm网元、hss网元之间的交互流程，直接执行mme网元与终端设备之间的交互流程。
15.在一种可能的实现方式中，处理单元，用于在pdu会话流程中，在目标amf网元配置smf网元的最小签约数据，以使得终端设备通过最小签约数据完成pdu会话流程的建立；处理单元，用于当smf网元接收到目标amf网元发送的包括请求创建sm上下文的信令之后，smf网元无需向目标udm网元获取会话管理订阅数据，直接向目标amf网元返回包括确认接受创建pdu会话流程的信令。
16.第三方面，一种电子设备，包括：处理器以及存储器；其中，存储器用于存储一个或多个程序，一个或多个程序包括计算机执行指令，当电子设备运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使电子设备执行如第一方面的一种核心网容灾方法。
17.第四方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，该一个或多个程序包括指令，上述指令当被计算机执行时使计算机执行如第一方面的一种核心网容灾方法。
18.本技术提供了一种核心网容灾方法、装置、设备及存储介质，应用于核心网容灾的场景中。在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，可以触发核心网架构进入旁路状态，以控制业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元继续执行。从而当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，目标amf网元无需向目标ausf网元发起执行鉴权过程，可以通过本地保存的终端设备的上下文信息实现本地鉴权，并且目标amf网元无需向目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务。最终当检测到主用udm网元和备用udm网元中的任一udm网元恢复正常的情况下，可以触发核心网架构退出旁路状态，并向任一udm网元获取签约数据，通过任一udm网元实现业务流程。因此在核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，可以通过核心网架构进入旁路状态，实现业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元继续执行，从而可以提高核心网的容灾效果和用户使用体验。
附图说明
19.图1为本技术的实施例提供的一种5g-guti主要组成部分示意图；
20.图2为本技术的实施例提供的一种核心网架构示意图；
21.图3为本技术的实施例提供的一种ue初始注册流程示意图一；
22.图4为本技术的实施例提供的一种pdu会话流程(上网)示意图一；
23.图5为本技术的实施例提供的一种amf上保存的ue的移动性管理上下文信息示意图一；
24.图6为本技术的实施例提供的一种amf上保存的ue的移动性管理上下文信息示意图二；
25.图7为本技术的实施例提供的一种核心网容灾系统结构示意图；
26.图8为本技术的实施例提供的一种核心网容灾方法流程示意图一；
27.图9为本技术的实施例提供的一种核心网容灾方法流程示意图二；
28.图10为本技术的实施例提供的一种查询amf已进入旁路状态信息的示意图；
29.图11为本技术的实施例提供的一种ue初始注册流程示意图二；
30.图12为本技术的实施例提供的一种核心网容灾方法流程示意图三；
31.图13为本技术的实施例提供的一种ue跨制式移动注册流程示意图；
32.图14为本技术的实施例提供的一种核心网容灾方法流程示意图四；
33.图15为本技术的实施例提供的一种pdu会话流程(上网)示意图二；
34.图16为本技术的实施例提供的一种退出旁路状态并对ue发起去注册示意图；
35.图17为本技术的实施例提供的一种核心网容灾装置结构示意图；
36.图18为本技术的实施例提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
38.在本技术的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，a/b可以表示a或b。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。此外，“至少一个”“多个”是指两个或两个以上。“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
39.首先，对本技术实施例中所涉及到的专用名词进行说明：
40.终端设备(user equipment，ue)，在传统的蜂窝移动通信网络里面，终端设备主要是手机，所以ue也通常理解为手机。
41.接入和移动性管理功能(access and mobility management function，amf)，5g核心网的网元之一,和基站进行逻辑互联。它直接管理5g用户通过基站接入的请求，进行注册管理，连接管理，可达性管理，移动性管理等功能。
42.会话管理功能(session management function，smf)，主要负责用户的会话管理、路由选择、用户面管理、策略控制、计费等功能。
43.鉴权服务器功能(authentication server function，ausf)，作为5g核心网的鉴权中心，主要负责为用户提供鉴权。实际部署中，ausf一般与udm合设。其中，nausf接口为ausf暴露给其他nf(例如amf)的服务化接口。
44.归属签约用户服务器(home subscriber server，hss)，是4g网络中用于存储用户签约信息的服务器，主要负责管理用户的签约数据及移动用户的位置信息。
45.统一数据管理功能(unified data management，udm)，与4g网元hss功能类似，udm负责5g用户标识、签约数据、鉴权数据的管理、用户的服务网元注册管理等。现网的udm同时也兼容了4g hss网元的功能，因此，本技术对于5g移动网络和4g移动网络同样适用，以下以5g移动网络为例进行介绍。
46.策略控制功能(policy control function，pcf)是5g策略和计费控制架构的核心网元，功能类似于4g策略和计费控制架构中的pcrf，能够基于从其他nf(network function，网络功能)获取的各种信息完成指令的制定和下发，下发给其他nf网元去执行。在5g网络架构中，pcf可与pcrf合设或者分设。
47.鉴权服务功能(authentication server function，ausf),支持统一鉴权服务功能，支持ue的接入认证，是5g网络中的网络实体，现网中udm与ausf物理层通常合设在一起。
48.5g用户永久身份标识(subscription permanent identifier，supi)。
49.订阅隐藏标识符(subscription concealed identifier，suci)，包含隐藏supi的隐私保护标识符，为了保证5g用户supi安全，supi永远不会出现的空口上，出现在空口上的都是suci。
50.5g全球唯一临时标识(5g globally unique temporary identifier，5g-guti)，是5g系统中全局唯一的临时ue标识，目的是提供在5g系统(5gs)中不泄露ue或用户永久身份的ue明确标识，提升安全性。它被用于接入amf和网络识别中，可以使用它在5g网络和ue之间的信令期间建立ue的身份。5g-guti由amf进行分配，并且amf可以在指定条件下为ue重新分配5g-guti。
51.5g-guti主要由两部分组成，如图1所示：第一部分，全球唯一的amf标识符(globally unique amf identifier，guami)是由哪个amf分配的5g-guti，第二部分，临时移动用户身份(temporary mobile subscriber identity，5g-tmsi)标识ue在amf内唯一的id。guami由移动国家号码(mobile country code，mcc)、移动网号(mobile network code，mnc)和amf标识符(amf identifier)构成。amf通过5g-tmsi来识别终端，tmsi在amf内唯一。5g-s-tmsi是5g-guti的缩短形式，用于实现更有效的无线信令过程(例如寻呼和服务请求)。
52.移动国家号码(mobile country code，mcc)，由3个数字组成，唯一地识别移动用户所属的国家。
53.移动网号(mobile network code，mnc)，识别移动用户所归属的移动网，例如中国联通的移动网号有01、06、09和10。
54.5g核心网的5g基于服务化的网络架构如图2所示，包括nef、nrf、pcf、udm、af、ausf、amf、smf、ue、(r)an-du、(r)an-cu、upf、dn。其中，udm/ausf在ue初始注册流程和pdu会话流程(上网)中的作用包括两部分。
55.第一部分如图3所示，ue的初始注册流程(5g用户登录注册网络)中udm/ausf的作用为：
56.1-3、ue通过ran(无线接入网，即基站)发送registration request(注册请求)消息给amf，消息中会携带5g-guti或suci作为标识。
57.4、amf收到注册请求消息可根据5g-guti判断出ue之前注册的amf。如果amf发生改变，新侧amf会向老侧amf发送namf_communication_uecontexttransfer request消息获取用户上下文信息。
58.5、旧amf回复namf_communication_uecontexttransfer response消息，携带用户的上下文信息。
59.6、如果ue没有提供suci，并且新侧amf从老侧amf也没有获取到用户上下文，新侧amf会发起identity request给ue，向ue获取suci。
60.7、ue向新侧amf返回identity response。
61.8、amf根据supi或者suci选择一个ausf为ue进行鉴权。
62.9、执行鉴权过程(可选流程)。
63.10、从老侧amf获取信息。
64.11、从ue获取udm。
65.12、获取响应消息。
container消息转发至ue，请求ue建立pdu会话，消息中包含pdu session establishment accept、allocated ipv4 address。
85.14、(r)an向amf发送pdu session resource setup response，建立an隧道信息，响应消息中包含an tunnel info、list of accepted/rejected qfi等。
86.15、amf向smf发送nsmf_pdusession_updatesmcontext request(nsmf_update_smcontext request)，将从(r)an接收到的n2 sm information转发给smf。
87.16、smf向upf发送pfcp session modification request，将an隧道信息和相应的转发规则发送给upf。
88.17、smf向amf发送nsmf_pdusession_updatesmcontext response(nsmf_update_smcontext response)。
89.进一步的，如图5所示，当ue在5g网络注册成功后，amf上会保存ue的移动性管理上下文信息，包含鉴权、加密算法等。如图6所示，当ue去注册(关机)以后，amf在一定的时间范围内(amf可以进行配置，根据集团规范现网配置为24小时)，仍保存有ue的移动性管理上下文信息。
90.本技术实施例中，当5g网络中的主备udm/ausf同时故障或者因为传输故障导致主备udm/ausf全断后，网络进入旁路状态(即bypass udm的状态)，将用户的业务各种流程略过udm/ausf，优先保证用户业务可用。从而在数据业务(上网)方面：原本在线的用户在未移动或不跨amf移动的情况下，用户业务可惯性运行，当用户位置移动(包括跨制式移动和跨amf移动)需要进行业务切换时，用户业务依然可用，并且新开机的用户数据业务可用(新入网或关机超24小时的用户除外)；在语音业务(通话)方面：原本在线的用户主叫部分的用户业务可用，被叫部分的用户业务也可用，且新开机的用户主被叫的用户业务均可用(新入网或关机超24小时的用户除外)。
91.并且，当amf、smf检测到任意一个对接的udm恢复正常时，标识用户或会话退出旁路状态，并重新向udm获取用户签约数据进行正常的业务流程交互。
92.采用本发明的方法和系统，有利于进一步提升5g移动网络的健壮性和用户感知。
93.本技术实施例提供的一种核心网容灾方法，可以适用于核心网容灾系统。图7示出了该核心网容灾系统的一种结构示意图。如图7所示，核心网容灾系统20包括：终端设备21和核心网22，核心网22包括：主用udm网元、备用udm网元、amf网元、smf网元、ats网元、i-cscf网元、s-cscf网元、sbc网元等。
94.其中，电子设备21用于与核心网22进行数据信息的交互，实现业务流程。
95.核心网22用于实现电子设备21的数据业务流程和语音业务流程，并在确定核心网中的udm网元和ausf网元同时故障的情况下，触发核心网进入旁路状态，以控制业务流程跳过udm网元和ausf网元继续执行，核心网22还可以包括：主用ausf网元、备用ausf网元、。
96.下面结合附图对本技术实施例提供的一种核心网容灾方法进行描述。如图8所示，本技术实施例提供的一种核心网容灾方法，包括s201-s203：
97.s201、在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，触发核心网架构进入旁路状态。
98.其中，目标udm网元包括：主用udm网元和备用udm网元，目标ausf网元包括：主用ausf网元和备用ausf网元，旁路状态用于控制业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元。
99.需要说明的是，旁路状态即为bypass udm的状态。
100.在一种设计中，如图9所示，在本技术实施例提供的一种核心网容灾方法中，具体还可以包括步骤s301：
101.s301、当确定链路探测故障，以及发送给主用udm网元和备用udm网元的消息均失败的情况下，确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障。
102.其中，链路探测故障包括：网络存储功能nrf通知故障、近距离无线通信nf间探测链路故障。
103.可选的，如图10所示，在测试网络的过程中，需要人工构造udm/ausf外联口故障，然后查询amf和smf是否均已进入旁路状态。
104.s202、当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，目标amf网元无需向目标ausf网元发起执行鉴权过程，通过本地保存的终端设备的上下文信息实现本地鉴权。
105.其中，目标amf网元无需向目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务。
106.可选的，在ue注册的过程中，存在多种场景，第一种场景为ue从同一个amf下去注册(关机)后重新注册，在这种情况下，如果ue关机不超过24小时，则amf根据ue关机前保存的ue上下文信息实现本地鉴权。
107.可选的，第二种场景为ue从旧amf(即初始amf)下移动到新amf下，在新amf下发起注册流程(跨amf移动)，结合图3所示，新amf会向旧amf发起请求ue上下文流程，旧amf会将保存的ue上下文信息发送给新amf，新amf根据从旧amf获取的ue上下文信息实现本地鉴权。
108.可选的，如果amf中仍保存ue的上下文信息，当ue开机发起注册流程，amf如果判断udm/ausf不可用，则amf与udm/ausf交互流程省略，如图11所示，在ue注册的过程中，无需执行第五步中amf与ausf之间的流程，以及无需执行步骤7a、7b、7c中，amf与udm之间的流程。
109.可选的，在终端设备未切换amf网元的情况下，目标amf网元为初始amf网元；
110.或者，在终端设备从初始amf网元切换至新amf网元的情况下，目标amf网元为新amf网元。
111.s203、当检测到主用udm网元和备用udm网元中的任一udm网元恢复正常的情况下，触发核心网架构退出旁路状态，并向任一udm网元获取签约数据，通过任一udm网元实现业务流程。
112.本技术实施例中，使用amf、smf中本地保存的安全上下文进行完整性校验，实现本地鉴权；使用本地保存的签约数据或本地配置的最小签约数据处理业务流程；不再向udm订阅注册数据、签约数据变更，待udm恢复正常后重新订阅注册数据、签约数据变更，或者在ue处于空闲态(idle态)时去注册ue，使ue重新发起注册。当amf、smf检测到任意一个对接的udm恢复正常时，标识用户或会话退出旁路状态，并重新向udm获取用户签约数据进行正常的业务流程交互。
113.在一种设计中，如图12所示，本技术实施例提供的一种核心网容灾方法，具体还可以包括s401-s402：
114.s401、在终端设备跨制式移动的情况下，当mme网元从目标amf网元中获取终端设备的上下文信息之后，无需向目标udm网元和归属签约用户服务器hss网元进行鉴权。
115.s402、当mme网元接收到服务网关sgw-c返回的包括接口信息的信令之后，无需执
行mme网元与目标udm网元、hss网元之间的交互流程，直接执行mme网元与终端设备之间的交互流程。
116.可选的，在ue注册的过程中，第三种场景为ue跨制式移动(5g移动到4g或4g移动到5g)，如图13所示，以5g移动到4g为例，具体包括如下流程：
117.1、ue从5gs覆盖区移动到eps覆盖区，触发tau流程。
118.2、ue发送tau request消息，消息中eps mobile identity ie携带5g-guti映射出的4g-guti，接入层信令中还包含由5g-guti映射出gummei。tau request消息使用5g的安全上下文进行完整性保护。消息中还携带ue status信元，向网络提供与eps交互的当前ue注册状态的相关信息，取值为ue is in 5gmm-registered state。
119.3、mme使用消息中eps mobile identity ie信息，判断guti不属于mme自己分配，再根据mme fqdn(mapped gummei)通过dns进行对端amf查询。
120.4、mme向对端amf发送context request消息，获取用户上下文。
121.5a-5c、amf向smf+pgw-c发送nsmf_pdusession_retrieve smcontext request请求sm上下文。smf+pgw-c发送n4 session modification给upf+pgw-u，为每个eps承载建立cn隧道，并且提供eps承载上下文给amf。
122.6、amf向mme返回context response消息，携带映射的mm上下文(包含映射的安全上下文)，sm eps ue上下文(缺省承载和专有gbr承载)。
123.7、mme根据本地策略等决策是否进行鉴权过程，过程与4g中tau流程中鉴权过程一致。
124.8、mme向amf发送context acknowledge消息，消息中包含cause和sgw change indication。
125.9、mme根据context response消息中各pdn connection的pgw-cnode name信息，优选与其中某一个pgw-c合建的sgw-c，向选中的sgw-c发送create session request消息。sgw-c根据tai、dnn等因素为每个pdn connection选择作为sgw-u的upf，并向该upf发送pfcp session establishment request消息。该消息中为pdn connection中的每个eps bearer建立uplink和downlink方向的pdr，并分配不同的sgw-u s1-u接口f-teid用于上行数据转发，sgw-u s5/s8-u接口的f-teid用于下行数据转发。
126.10、sgw-c向pgw-c发送modify bearer request消息，通知sgw-c的s5/s8-c接口f-teid，以及sgw-u s5/s8-u接口的f-teid。smf+pgw-c根据pcf+pcrf之前下发的policy control request trigger，向pcf+pcrf上报rat变化、ue位置变化等事件。pcf+pcrf下发更新后的策略。更新后的策略如果需要触发eps bearer操作，如承载激活、修改、删除等，在step 19中执行。
127.11、pgw-c通知作为upf+pgw-u将downlink数据隧道切换到sgw-u。
128.12、pgw-c向sgw-c返回modify bearer response消息，该消息中主要包含各eps bearer的charging id信息。
129.13、sgw-c向mme返回create session reponse消息，其中包含了每个eps bearer的sgw-u s1-u接口f-teid信息。
130.14、mme向udm+hss发送update location reqeust消息，该消息中双注册标识被置0或不携带。
131.15、udm+hss调用nudm_uecm_deregistrationnotification service operation，其中的deregistrationdata的deregistrationreason为“5gs_to_eps_mobility”。
132.16、udm+hss向mme返回update location ack消息。
133.17、mme向ue发送tau accept消息，如果tau request消息中的active flag置位，则tau accept消息被携带在s1ap-mme接口的initial context setup request消息中发送给enodeb。initial context setup request消息中包含了待建立的e-rab信息。
134.18、如果新分配了4g-guti，ue向mme返回tau complete消息。
135.19、可选：pcf+pcrf可能因为rat变化发起专有承载建立/修改/删除流程，通过发起这些流程将相关修改同步给ue。
136.可选的，在图13中的第4-6步中，mme从amf中获取ue上下文信息之后，可以省略第7步mme向udm+hss进行鉴权的过程，以及省略第14-16步中mme、amf与udm+hss之间的交互流程。
137.可选的，在测试网络中，需要实现跟踪消息截图，以确定ue携带5g-guti注册，发送registration request(注册请求)消息给amf，amf、smf不与udm/ausf进行交互，当ue注册成功后，ue业务正常交互。
138.在一种设计中，如图14所示，在本技术实施例提供的一种核心网容灾方法中，具体还可以包括步骤s501-s502：
139.s501、在pdu会话流程中，在目标amf网元配置smf网元的最小签约数据，以使得终端设备通过最小签约数据完成pdu会话流程的建立。
140.可选的，可以在amf进行数据配置，增加bypass udm后的最小签约数据。udm全故障后，amf无法从udm侧获取smf选择签约数据(smfseldata)用以建立pdu会话，因此必须在amf侧配置bypass udm状态下的smf选择签约数据。
141.可选的，smf选择签约数据格式：切片1名称：dnn1名称|dnn2名称|...|dnns名称&切片2名称:dnn1名称|dnn2名称|...。
142.可选的，在smf侧进行数据配置，增加bypass udm后的用户签约qos属性和指定apn的qos属性。udm全故障后，smf无法从amf或udm获取pdu会话签约信息，ue使用本地通用签约数据即可完成pdu会话建立。smf配置的用户签约qos属性包括标准5qi、下行session ambr、上行session ambr、arp的优先级别等信息。
143.s502、当smf网元接收到目标amf网元发送的包括请求创建sm上下文的信令之后，smf网元无需向目标udm网元获取会话管理订阅数据，直接向目标amf网元返回包括确认接受创建pdu会话流程的信令。
144.可选的，当smf判断主用udm和备用udm均不可用时，参考图4，如图15所示，省略第4步骤中的smf与udm交互流程。
145.可选的，当主用udm和备用udm中的任一udm恢复正常之后，如图16所示，在amf执行以下命令手工退出旁路状态，并强制对ue发起去注册流程(重新向udm获取用户签约数据进行正常的业务流程交互)，用户重新注册，amf与udm/ausf正常交互，注册成功。
146.本技术实施例中，当与amf、smf对接的所有udm/ausf全部故障时，amf、smf使用本地保存的安全上下文进行完整性校验实现本地鉴权，或者使用本地保存的签约数据或本地配置的最小签约数据完成移动性管理和会话管理流程，最大程度保证用户数据业务(上网)
惯性可用，提升了网络的健壮性，保证了用户感知；当amf、smf检测到任意一个对接的udm恢复正常时，标识用户或会话退出旁路状态，并重新向udm获取用户签约数据进行正常的业务流程交互。
147.本技术提供了一种核心网容灾方法，在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，可以触发核心网架构进入旁路状态，以控制业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元继续执行。从而当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，目标amf网元无需向目标ausf网元发起执行鉴权过程，可以通过本地保存的终端设备的上下文信息实现本地鉴权，并且目标amf网元无需向目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务。最终当检测到主用udm网元和备用udm网元中的任一udm网元恢复正常的情况下，可以触发核心网架构退出旁路状态，并向任一udm网元获取签约数据，通过任一udm网元实现业务流程。因此在核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，可以通过核心网架构进入旁路状态，实现业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元继续执行，从而可以提高核心网的容灾效果和用户使用体验。
148.上述主要从方法的角度对本技术实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本技术实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
149.本技术实施例可以根据上述方法示例对一种核心网容灾装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。可选的，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
150.图17为本技术实施例提供的一种核心网容灾装置的结构示意图，如图17所示，一种核心网容灾装置100用于提高核心网的容灾效果和用户使用体验，例如用于执行图8所示的一种核心网容灾方法。该核心网容灾装置100包括：处理单元1001和获取单元1002；
151.处理单元1001，用于在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，触发核心网架构进入旁路状态，目标udm网元包括：主用udm网元和备用udm网元，目标ausf网元包括：主用ausf网元和备用ausf网元，旁路状态用于控制业务流程跳过目标udm网元和目标ausf网元；
152.处理单元1001，用于当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，目标amf网元无需向目标ausf网元发起执行鉴权过程，通过本地保存的终端设备的上下文信息实现本地鉴权，目标amf网元无需向目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务；
153.处理单元1001，用于当检测到主用udm网元和备用udm网元中的任一udm网元恢复正常的情况下，触发核心网架构退出旁路状态；
154.获取单元1002，用于向任一udm网元获取签约数据，通过任一udm网元实现业务流程。
155.在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的一种核心网容灾装置100中，处理单元1001，用于当确定链路探测故障，以及发送给主用udm网元和备用udm网元的消息均失败的情况下，确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障，链路探测故障包括：网络存储功能nrf通知故障、近距离无线通信nf间探测链路故障。
156.在一种可能的实现方式中，在终端设备未切换amf网元的情况下，目标amf网元为初始amf网元；或者，在终端设备从初始amf网元切换至新amf网元的情况下，目标amf网元为新amf网元。
157.在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的一种核心网容灾装置100中，处理单元1001，用于在终端设备跨制式移动的情况下，当mme网元从目标amf网元中获取终端设备的上下文信息之后，无需向目标udm网元和归属签约用户服务器hss网元进行鉴权；处理单元1001，用于当mme网元接收到服务网关sgw-c返回的包括接口信息的信令之后，无需执行mme网元与目标udm网元、hss网元之间的交互流程，直接执行mme网元与终端设备之间的交互流程。
158.在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的一种核心网容灾装置100中，处理单元1001，用于在pdu会话流程中，在目标amf网元配置smf网元的最小签约数据，以使得终端设备通过最小签约数据完成pdu会话流程的建立；
159.处理单元1001，用于当smf网元接收到目标amf网元发送的包括请求创建sm上下文的信令之后，smf网元无需向目标udm网元获取会话管理订阅数据，直接向目标amf网元返回包括确认接受创建pdu会话流程的信令。
160.在采用硬件的形式实现上述集成的模块的功能的情况下，本技术实施例提供了上述实施例中所涉及的电子设备的另外一种可能的结构示意图。如图18所示，一种电子设备90，用于提高核心网的容灾效果和用户使用体验，例如用于执行图8所示的一种核心网容灾方法。该电子设备90包括处理器901，存储器902以及总线903。处理器901与存储器902之间可以通过总线903连接。
161.处理器901是通信装置的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器901可以是一个通用中央处理单元(central processing unit，cpu)，也可以是其他通用处理器等。其中，通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。
162.作为一种实施例，处理器901可以包括一个或多个cpu，例如图18中所示的cpu 0和cpu 1。
163.存储器902可以是只读存储器(read-only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
164.作为一种可能的实现方式，存储器902可以独立于处理器901存在，存储器902可以通过总线903与处理器901相连接，用于存储指令或者程序代码。处理器901调用并执行存储器902中存储的指令或程序代码时，能够实现本技术实施例提供的一种核心网容灾方法。
165.另一种可能的实现方式中，存储器902也可以和处理器901集成在一起。
166.总线903，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，isa)总线、外围设备互连(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图18中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
167.需要指出的是，图18示出的结构并不构成对该电子设备90的限定。除图18所示部件之外，该电子设备90可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
168.作为一个示例，结合图17，核心网容灾装置100中的处理单元1001和获取单元1002实现的功能与图18中的处理器901的功能相同。
169.可选的，如图18所示，本技术实施例提供的电子设备90还可以包括通信接口904。
170.通信接口904，用于与其他设备通过通信网络连接。该通信网络可以是以太网，无线接入网，无线局域网(wireless local area networks，wlan)等。通信接口904可以包括用于接收数据的接收单元，以及用于发送数据的发送单元。
171.在一种设计中，本技术实施例提供的电子设备中，通信接口还可以集成在处理器中。
172.通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明。在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
173.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当计算机执行该指令时，该计算机执行上述方法实施例所示的方法流程中的各个步骤。
174.本技术的实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例中的一种核心网容灾方法。
175.其中，计算机可读存储介质，例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘。随机存取存储器(random access memory，ram)、只读存储器(read-only memory，rom)、可擦式可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、寄存器、硬盘、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的人以合适的组合、或者本领域数值的任何其他形式的计算机可读存储介质。
176.一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于特定用途集成电路(application specific integrated circuit，asic)中。
177.在本技术实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
178.由于本技术的实施例中的电子设备、计算机可读存储介质、计算机程序产品可以
应用于上述方法，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述方法实施例，本技术实施例在此不再赘述。
179.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种核心网容灾方法，其特征在于，所述方法包括：在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，触发所述核心网架构进入旁路状态，所述目标udm网元包括：主用udm网元和备用udm网元，所述目标ausf网元包括：主用ausf网元和备用ausf网元，所述旁路状态用于控制业务流程跳过所述目标udm网元和所述目标ausf网元；当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，所述目标amf网元无需向所述目标ausf网元发起执行鉴权过程，通过本地保存的所述终端设备的上下文信息实现本地鉴权，所述目标amf网元无需向所述目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务；当检测到所述主用udm网元和所述备用udm网元中的任一udm网元恢复正常的情况下，触发所述核心网架构退出旁路状态，并向所述任一udm网元获取签约数据，通过所述任一udm网元实现业务流程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当确定链路探测故障，以及发送给所述主用udm网元和备用udm网元的消息均失败的情况下，确定所述核心网架构中的所述目标udm网元和所述目标ausf网元同时故障，所述链路探测故障包括：网络存储功能nrf通知故障、近距离无线通信nf间探测链路故障。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述终端设备未切换amf网元的情况下，所述目标amf网元为初始amf网元；或者，在所述终端设备从所述初始amf网元切换至新amf网元的情况下，所述目标amf网元为所述新amf网元。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述终端设备跨制式移动的情况下，当mme网元从所述目标amf网元中获取所述终端设备的上下文信息之后，无需向所述目标udm网元和归属签约用户服务器hss网元进行鉴权；当所述mme网元接收到服务网关sgw-c返回的包括接口信息的信令之后，无需执行所述mme网元与所述目标udm网元、所述hss网元之间的交互流程，直接执行所述mme网元与所述终端设备之间的交互流程。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在pdu会话流程中，在所述目标amf网元配置smf网元的最小签约数据，以使得所述终端设备通过所述最小签约数据完成所述pdu会话流程的建立；当所述smf网元接收到所述目标amf网元发送的包括请求创建sm上下文的信令之后，所述smf网元无需向所述目标udm网元获取会话管理订阅数据，直接向所述目标amf网元返回包括确认接受创建pdu会话流程的信令。6.一种核心网容灾装置，其特征在于，所述核心网容灾装置包括：处理单元和获取单元；所述处理单元，用于在确定核心网架构中的目标udm网元和目标ausf网元同时故障的情况下，触发所述核心网架构进入旁路状态，所述目标udm网元包括：主用udm网元和备用udm网元，所述目标ausf网元包括：主用ausf网元和备用ausf网元，所述旁路状态用于控制业务流程跳过所述目标udm网元和所述目标ausf网元；所述处理单元，用于当终端设备在目标amf网元下发起注册流程时，所述目标amf网元
无需向所述目标ausf网元发起执行鉴权过程，通过本地保存的所述终端设备的上下文信息实现本地鉴权，所述目标amf网元无需向所述目标udm网元进行注册，以及无需订阅签约数据变更通知服务；所述处理单元，用于当检测到所述主用udm网元和所述备用udm网元中的任一udm网元恢复正常的情况下，触发所述核心网架构退出旁路状态；所述获取单元，用于向所述任一udm网元获取签约数据，通过所述任一udm网元实现业务流程。7.根据权利要求6所述的核心网容灾装置，其特征在于，所述处理单元，用于当确定链路探测故障，以及发送给所述主用udm网元和备用udm网元的消息均失败的情况下，确定所述核心网架构中的所述目标udm网元和所述目标ausf网元同时故障，所述链路探测故障包括：网络存储功能nrf通知故障、近距离无线通信nf间探测链路故障。8.根据权利要求6或7所述的核心网容灾装置，其特征在于，在所述终端设备未切换amf网元的情况下，所述目标amf网元为初始amf网元；或者，在所述终端设备从所述初始amf网元切换至新amf网元的情况下，所述目标amf网元为所述新amf网元。9.根据权利要求6或7所述的核心网容灾装置，其特征在于，所述处理单元，用于在所述终端设备跨制式移动的情况下，当mme网元从所述目标amf网元中获取所述终端设备的上下文信息之后，无需向所述目标udm网元和归属签约用户服务器hss网元进行鉴权；所述处理单元，用于当所述mme网元接收到服务网关sgw-c返回的包括接口信息的信令之后，无需执行所述mme网元与所述目标udm网元、所述hss网元之间的交互流程，直接执行所述mme网元与所述终端设备之间的交互流程。10.根据权利要求6或7所述的核心网容灾装置，其特征在于，所述处理单元，用于在pdu会话流程中，在所述目标amf网元配置smf网元的最小签约数据，以使得所述终端设备通过所述最小签约数据完成所述pdu会话流程的建立；所述处理单元，用于当所述smf网元接收到所述目标amf网元发送的包括请求创建sm上下文的信令之后，所述smf网元无需向所述目标udm网元获取会话管理订阅数据，直接向所述目标amf网元返回包括确认接受创建pdu会话流程的信令。11.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器以及存储器；其中，所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括计算机执行指令，当所述电子设备运行时，处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述电子设备执行权利要求1-5中任一项所述的一种核心网容灾方法。12.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如权利要求1-5中任一项所述的一种核心网容灾方法。

技术总结
本申请公开了一种核心网容灾方法、装置、设备及存储介质，涉及通信技术领域，用于提高核心网的容灾效果和用户使用体验。包括：在确定核心网架构中的目标UDM网元和目标AUSF网元同时故障的情况下，触发核心网架构进入旁路状态；当终端设备在目标AMF网元下发起注册流程时，目标AMF网元无需向目标AUSF网元发起执行鉴权过程，通过本地保存的终端设备的上下文信息实现本地鉴权；当检测到主用UDM网元和备用UDM网元中的任一UDM网元恢复正常的情况下，触发核心网架构退出旁路状态，并向任一UDM网元获取签约数据，通过任一UDM网元实现业务流程。本申请应用于核心网容灾的场景中。本申请应用于核心网容灾的场景中。本申请应用于核心网容灾的场景中。


技术研发人员：于平苹 杨士军 谢绍富
受保护的技术使用者：中国联合网络通信集团有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/6