TWI739237B

TWI739237B - 用於行動邊緣運算設備之訊務繞送系統與方法

Info

Publication number: TWI739237B
Application number: TW108145763A
Authority: TW
Inventors: 朱峻佑; 李岳峰; 羅康豪; 吳思賢
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-09-11
Also published as: TW202123733A

Abstract

本發明揭露一種用於行動邊緣運算(Mobile Edge Computing,MEC)設備之訊務繞送系統，係於MEC設備與應用伺服器之間設置轉址模組，透過轉址控制模組維護轉址規則，並且考慮使用者終端的移動性以隨時更新轉址規則。因此，使用者終端透過MEC設備與應用伺服器互相傳送封包時，封包無論在有無發生基地台服務範圍交遞下，皆能找到正確之傳送路徑而維持服務不中斷，故能提升使用者的上網品質與效率。本發明復提供一種用於行動邊緣運算設備之訊務繞送方法。

Description

用於行動邊緣運算設備之訊務繞送系統與方法

本發明係關於行動網路技術，特別是關於使用者終端於行動邊緣運算設備之服務範圍間交遞之訊務繞送系統與方法。

隨著行動裝置的快速增加及網路串流服務的多樣性趨勢，使得現有行動網路(例如，4G通訊網路之分組核心演進(Evolved Packet Core,EPC)核心網路提供的行動網路)的負載越來越重。行動邊緣運算(Mobile Edge Computing,MEC)設備即是解決此問題的一種方式。藉由在MEC基地台服務範圍內透過EPC提供的行動網路使用應用伺服器(APP伺服器，例如，應用程式“line”的伺服器)的服務，使用者終端(User Equipment,UE)可在本地(localhost)卸載的情況下享用更快的服務及超低延遲的應用體驗，並且同時減輕EPC行動網路的負擔。

在傳統之EPC行動網路下，當使用者移動而造成UE在不同EPC基地台間交遞(handover)時，EPC之間會互相溝通更動IP信令，使得封包下行至UE時可以正確找到使用者交遞後的EPC基地台以進行封包傳送。然而，現行MEC設備並無上述之IP資訊之溝通的機制。

因此，當使用者之UE在使用應用服務時自原本本地端之MEC基地台範圍交遞至鄰端MEC基地台(或自鄰端MEC基地台範圍交遞至本地端MEC基地台範圍)時，應用伺服器(APP伺服器)之封包將無法傳送至正確之MEC基地台，造成使用者終端與應用伺服器之連線中斷而無法繼續使用應用服務。

舉例來說，第1圖係揭示習知使用MEC設備之行動網路系統之系統架構圖。在此配置下，應用伺服器(APP伺服器)120係於本地端101與MEC1 111連接、或是透過IP網路與鄰端102之MEC2 112、MEC3 113連接以提供應用服務。假設使用者終端(UE)原先在本地端101的MEC1 111之基地台(eNB1)的服務範圍內與應用伺服器120連線並使用應用服務，此時應用伺服器120將紀錄UE之來源IP(Source IP，亦可記為SrcIP)並依照UE連線至應用伺服器120之原始連線路徑以將封包下行。然而，當UE被移動至鄰端102 MEC設備之基地台服務範圍內(例如，鄰端102之MEC2 112或MEC3 113之基地台(eNB2或eNB3)的服務範圍)時，由於應用伺服器120不知道應將封包透過哪個路徑回傳，造成UE與應用伺服器120之連線中斷，直到UE透過新的基地台再次連上應用伺服器120才能繼續使用應用服務。

因此，如何建立本地端MEC設備、鄰端MEC設備與應用伺服器之間互相繞送封包之機制，以在使用者移動而造成UE在本地端MEC及鄰端MEC之基地台範圍間相互交遞下，仍然保持應用服務不中斷，係為本領域之重要議題之一。

為解決前述問題及其他問題，本發明提供一種用於行動邊緣運算設備之訊務繞送系統，包括：轉址控制模組，係用於執行轉址控制機制；位於本地端之第一轉址模組，係與該轉址控制模組通訊連接，以用於根據該轉址控制機制執行應用服務之第一轉址機制；以及位於本地端之應用伺服器，係與該第一轉址模組連接，以用於提供該應用服務。

在上述之訊務繞送系統中，復包括：位於本地端之第一行動邊緣運算設備，係與該第一轉址模組連接，以用於提供使用者終端存取該應用服務，其中，該應用服務包括：由該應用伺服器接收該第一行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包；以及由該應用伺服器端傳送下行封包至該第一行動邊緣運算設備，進而傳送給該使用者終端。

在上述之訊務繞送系統中，該轉址控制機制包括：當該使用者終端在該第一行動邊緣運算設備之服務範圍內上線期間維持該第一轉址模組的第一轉址規則表中之轉址規則，其中，該轉址規則為不對含有該使用者終端之用戶IP之封包進行轉址；以及當該使用者終端離開該第一行動邊緣運算設備之該服務範圍時，將該第一轉址規則表中之該轉址規則刪除。

在上述之訊務繞送系統中，該第一轉址機制包括：令該第一轉址模組將該上行封包根據該第一轉址規則在不進行轉址下傳送至該應用伺服器；以及令該第一轉址模組將該下行封包根據該轉址規則在不進行轉址下傳送至該第一行動邊緣運算設備。

在上述之訊務繞送系統中，復包括：位於鄰端之第二轉址模組，係與該轉址控制模組及該第一轉址模組通訊連接，以用於根據該轉址控制機制執行該應用服務之第二轉址機制；以及位於鄰端之第二行動邊緣運算設備，係與該第二轉址模組連接，以用於提供使用者終端存取該應用服務，其中，該應用服務包括：由該應用伺服器接收該第二行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包；以及由該應用伺服器端傳送下行封包至該第二行動邊緣運算設備，進而將該下行封包傳送給該使用者終端。

在上述之訊務繞送系統中，該轉址控制機制包括：令該轉址控制模組在該使用者終端於該第二行動邊緣運算設備之服務範圍內上線期間維持該第一轉址模組之第一轉址規則表中的第一轉址規則及該第二轉址模組之第二轉址規則表中的第二轉址規則；以及令該轉址控制模組在該使用者終端離開該第二行動邊緣運算設備之該服務範圍時刪除該第一轉址規則表之該第一轉址規則及該第二轉址規則表之該第二轉址規則。

在上述之訊務繞送系統中，該由該應用伺服器接收該第二行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包之方式係包括下列步驟：令該第二轉址模組接收來自該第二行動邊緣運算設備之該上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該使用者終端之用戶IP；令該第二轉址模組執行該第二轉址機制，將該上行封包之來源IP根據該第二轉址規則轉址為轉址IP後傳送至該第一轉址模組；以及令該第一轉址模組執行該第一轉址機制，將來自該第二轉址模組的該上行封包之來源IP根據該第一轉址規則轉址回該用戶IP後傳送至該應用伺服器。

在上述之訊務繞送系統中，該由該應用伺服器端傳送下行封包至該第二行動邊緣運算設備，進而傳送給該使用者終端之方式係包括下列步驟：令該第一轉址模組接收來自該應用伺服器端之該下行封包，其中，該下行封包之目的IP為該使用者終端之用戶IP；令該第一轉址模組執行該第一轉址機制，將該下行封包之目的IP根據該第一轉址規則轉址為轉址IP後傳送至該第二轉址模組；以及令該第二轉址模組執行該第二轉址機制，將來自該第一轉址模組的該下行封包之目的IP根據該第二轉址規則轉址回該用戶IP後傳送至該第二行動邊緣運算設備，進而將該下行封包傳送至該使用者終端。

本發明復提供一種用於行動邊緣運算設備之訊務繞送方法，包括：令轉址控制模組根據使用者終端連線至本地端之應用伺服器之訊息執行轉址控制機制；令該應用伺服器提供應用服務；令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制。

在上述之訊務繞送方法中，該令轉址控制模組根據使用者終端連線至本地端之應用伺服器之訊息執行轉址控制機制之步驟係包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端於本地端之第一行動邊緣運算設備之服務範圍內上線之訊息；以及令該轉址控制模組於該第一轉址模組的第一轉址規則表中新增關於該使用者終端之用戶IP的轉址規則，其中，該轉址規則為不進行轉址。

在上述之訊務繞送方法中，該轉址控制機制復包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端離開該第一行動邊緣運算設備之該服務範圍之訊息；令該轉址控制模組將該第一轉址規則表之該轉址規則刪除。

在上述之訊務繞送方法中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收該第一行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該用戶IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該轉址規則在不進行轉址下將該上行封包傳送至該應用伺服器。

在上述之訊務繞送方法中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收該應用伺服器端欲下行至該使用者終端的下行封包，其中，該下行封包之目的IP為該用戶IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該轉址規則在不進行轉址下將該下行封包傳送至該第一行動邊緣運算設備，進而將該下行封包傳送給該使用者終端。

在上述之訊務繞送方法中，該令轉址控制模組根據使用者終端連線至應用伺服器之訊息執行轉址控制機制之步驟係包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端於鄰端之第二行動邊緣運算設備之服務範圍內上線之訊息；令該轉址控制模組於鄰端之第二轉址模組之第二轉址規則表中新增關於該使用者終端之用戶IP的第二轉址規則；以及令該轉址控制模組於本地端之該第一轉址模組之第一轉址規則表中新增關於該使用者終端之用戶IP的第一轉址規則。

在上述之訊務繞送方法中，該轉址控制機制復包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端離開該第二行動邊緣運算設備之該服務範圍之訊息；令該轉址控制模組將該第二轉址規則表之該第二轉址規則刪除；以及令該轉址控制模組將該第一轉址規則表之該第一轉址規則刪除。

在上述之訊務繞送方法中，復包括：令鄰端之該第二轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第二轉址機制，係包括下列子步驟：令該第二轉址模組接收該第二行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該用戶IP；令該第二轉址模組查詢該第二轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該第二轉址規則；以及令該第二轉址模組根據該第二轉址規則將該上行封包之來源IP轉址為轉址IP後傳送至本地端之該第一轉址模組。

在上述之訊務繞送方法中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收鄰端之該第二轉址模組上行之該上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該轉址IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該第一轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該第一轉址規則將該上行封包之來源IP由該轉址IP轉址回該用戶IP後傳送至該應用伺服器。

在上述之訊務繞送方法中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收本地端之該應用伺服器端欲下行至該使用者終端的下行封包，其中該下行封包之目的IP為該用戶IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表之關於該使用者終端之用戶IP之該第一轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該第一轉址規則將該封包之目的IP轉址為該轉址IP並傳送至鄰端之該第二轉址模組。

在上述之訊務繞送方法中，復包括：令鄰端之該第二轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第二轉址機制，係包括下列子步驟：令該第二轉址模組接收本地端之該第一轉址模組下行之該下行封包，其中，該下行封包之目的IP為該轉址IP；令該第二轉址模組查詢該第二轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該第二轉址規則；以及令該第二轉址模組根據該第二轉址規則將該下行封包之目的IP由該轉址IP轉址回該用戶IP後傳送至該第二行動邊緣運算裝置，進而將該下行封包傳送給該使用者終端。

綜上所述，本發明之用於行動邊緣運算設備之訊務繞送系統及方法係建立本地端及鄰端之MEC設備與應用伺服器之間的完整封包繞送機制，於MEC設備與應用伺服器之間設置轉址模組，並透過轉址控制模組維護轉址規則，使得本地端MEC設備與應用伺服器互相傳送的封包時可依轉址規則直接路由至目的，而鄰端MEC設備與應用伺服器互相傳送的封包係經轉址後再傳送，並且考慮使用者終端的移動性隨時更新轉址規則。因此使用者終端透過MEC設備與應用伺服器互相傳送封包時，封包無論在何種狀況下皆能找到正確之傳送路徑而維持服務不中斷，故能提升使用者的上網品質與效率。

100‧‧‧使用者終端、UE

101‧‧‧本地端

102‧‧‧鄰端

111‧‧‧MEC1

112‧‧‧MEC2

113‧‧‧MEC3

120‧‧‧應用伺服器、APP伺服器

200‧‧‧轉址控制模組、SDN控制器

201~203‧‧‧轉址模組、SDN交換器

211‧‧‧MEC1

212‧‧‧MEC2

213‧‧‧MEC3

220‧‧‧應用伺服器、APP伺服器

S301~S305‧‧‧步驟

S401~S405‧‧‧步驟

S501~S508‧‧‧步驟

S601~S605‧‧‧步驟

S701~S704‧‧‧步驟

S801~S804‧‧‧步驟

S1~S15‧‧‧步驟

第1圖係揭示習知使用MEC設備之行動網路系統之系統架構圖；

第2圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送系統之系統架構圖；

第3圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送方法之局部步驟流程圖；

第4圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送方法之局部步驟流程圖；

第5圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送方法之局部步驟流程圖；

第6圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送方法之局部步驟流程圖；

第7圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送方法之局部步驟流程圖；

第8圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送方法之局部步驟流程圖；

第9圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送系統及方法之實施態樣圖；以及

第10圖係揭示本發明之用於MEC設備之訊務繞送系統及方法之實施態樣圖。

以下藉由特定的實施例說明本案之實施方式，熟習此項技藝之人士可由本文所揭示之內容輕易地瞭解本案之其他優點及功效。本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等均僅用於配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，非用於限定本案可實施之限定條件，故任何修飾、改變或調整，在不影響本案所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本案所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

本發明之使用行動邊緣運算(MEC)設備之訊務繞送系統係如第2圖所示，其中，本地端101之MEC設備(即，MEC1 211)係與應用伺服器220共用一轉址模組201、且鄰端102的複數個MEC設備(亦即，MEC2 212及MEC3 213)後方皆設有轉址模組(例如，轉址模組202及203)，並由位於遠端或雲端之轉址控制模組200管理各轉址模組。在此配置下，藉由轉址控制模組200執行關於一使用者終端(UE)之轉址控制機制及各轉址模組(轉址模組201、202及203)執行對應之轉址機制，使得UE在使用應用伺服器220(APP伺服器，此時係透過轉址模組201與MEC1 211連接)之應用服務時，即便因使用者移動而造成UE需在本地端101及鄰端102之MEC設備的基地台(eNB1、eNB2、eNB3)服務範圍間交遞(handover)，封包仍可以正確之路徑在UE及應用伺服器間上下行，達到應用服務不中斷的效果。

在一實施例中，例如本發明之訊務繞送系統的應用伺服器220係為用於直播演唱會現場的伺服器，則UE可在本地端101的MEC1 211服務範圍內享用低延遲(例如，零秒延遲)的直播服務。然而，當使用者在演唱會直播期間需移動至鄰端102時(例如，移動到MEC2 212或MEC3 213服務範圍內)，為使演唱會之直播服務不中斷，可透過本地端101之轉址模組201及鄰端102之轉址模組202或203將在應用伺服器220 及UE之間傳遞的封包進行轉址後找到正確之路徑傳送，使得UE在交遞至鄰端102 MEC設備之服務範圍時不須重新與應用伺服器220建立連線且能不中斷地享用演唱會直播的服務。

以下係以第3至8圖之步驟流程圖說明本發明之轉址控制模組200及各轉址模組201、202及203間的轉址控制機制及封包之轉址機制之執行方式。

第3至4圖係分別揭示本發明之轉址控制模組200之用戶上線及用戶下線之轉址控制機制。

請先參考第3圖，當UE透過基地台連線至MEC設備(例如，MEC1 211、MEC2 212或MEC3 213之任一者)時，MEC設備會取得UE之用戶IP並通知轉址控制模組200 UE上線之訊息以開始用戶上線之轉址控制機制。

此時，轉址控制模組200會於步驟S301及S303處判斷UE是在本地端101還是鄰端102上線。當步驟S301判定UE是在本地端101上線(即，UE在MEC1 211之基地台eNB1之服務範圍內連線)的情況下，轉址控制模組200會將關於UE之用戶IP之轉址規則新增至本地端101的轉址模組201的轉址規則表中。此時，轉址控制模組200分配至轉址模組201的關於用戶IP的轉址規則不會規定對來自MEC1 211或應用伺服器220的封包進行轉址，故在MEC1 211及應用伺服器220之間上下行的封包可直接藉由轉址模組201路由至目的。

另一方面，當步驟S303判斷UE是在鄰端102上線(即，UE在MEC2 212或MEC3 213之基地台eNB2或eNB3之服務範圍內連線)的情況下，轉址控制模組200係執行步驟S304分配一組包括用戶IP(亦可記為UE IP)及對應於用戶IP之轉址IP的轉址規則於鄰端之轉址模組202或203的轉址規則表中，其係規定封包在上行時須將其來源IP(SrcIP)由原本之用戶IP轉為轉址IP，並且當封包下行時須將其目的IP(DstIP)由轉址IP轉回用戶IP。接著執行步驟S305，將對應前述S304建立之轉址規則的相應轉址規則新增至本地端101之轉址模組201的轉址規則表中，其係規定當封包上行時須將其來源IP由轉址IP轉回用戶IP，並且當封包下行時將其目的IP由原本之用戶IP轉為轉址IP。藉由上述建立之轉址規則，當UE在鄰端102透過MEC設備(例如，MEC2 212或MEC3 213)使用應用伺服器220之應用服務時，係可先於鄰端102 MEC設備對應之轉址模組202或203及本地端101之轉址模組201處藉由執行封包之轉址機制以確認存在封包之正確傳送路徑後再進行傳送。

請接續參考第4圖，當UE離開MEC設備(例如，MEC1 211、MEC2 212或MEC3 213之任一者)之基地台服務範圍時，MEC設備即判定UE已交遞至其他基地台服務範圍或停止使用應用服務，並傳送用戶下線之通知給轉址控制模組200以開始用戶下線之轉址控制機制。

在步驟S401及S403處，轉址控制模組200係分別判斷UE是在本地端101還是鄰端102下線。當步驟S401判定UE是在本地端101下線時(即，UE已離開MEC1 211之基地台eNB1之服務範圍)，轉址控制模組200係執行步驟S402將關於用戶IP之轉址規則自本地端101之轉址模組201的轉址規則表中刪除。

另一方面，當步驟S403判定UE是在鄰端102下線時(即，UE已離開MEC2 212或MEC3 213之基地台eNB1或eNB2之服務範圍)，轉址控制模組200係執行步驟S404將鄰端102之轉址模組202或203之關於用戶IP之轉址規則自轉址規則表中刪除，接著執行步驟S405將相應之轉址規則自本地端101之轉址模組201的轉址規則表中刪除。

第5至6圖係分別揭示本地端101之轉址模組201執行封包之上行(即，將封包傳送至應用伺服器220)與下行(即，接收來自應用伺服器220之封包)之轉址機制的步驟流程圖。

請參考第5圖，本地端101之轉址模組201在進行封包之上行時，係分別執行步驟S501及S504判斷封包是來自本地端101之MEC設備(例如，MEC1 211)還是IP網路(亦及，封包可能來自鄰端102之MEC設備MEC2 212或MEC3 213)。若封包是來自本地端101之MEC1 211，則轉址模組201係於步驟S502判斷關於封包之來源IP(此時可能為UE之用戶IP)的轉址規則(例如，第3圖步驟S302建立之不執行轉址機制的轉址規則)是否存在於轉址模組201的轉址規則表中。是的情況下，轉址模組201係執行步驟S503及S508，依照轉址規則在不進行轉址下將封包直接路由至應用伺服器220。

當步驟S504判斷轉址模組201收到之封包是來自IP網路時，轉址模組201係於步驟S505判斷關於封包之來源IP(此時可能為一轉址IP)的轉址規則(例如，第3圖步驟S305建立之轉址規則)是否存在於轉址模組201之轉址規則表中。否的情況下係執行步驟S507將此封包丟棄。是的情況下，則執行步驟S506，依照轉址規則將封包之來源IP由轉址IP轉回用戶IP，並進一步執行步驟S508將封包傳至應用伺服器220。

請接續參考第6圖，本地端101之轉址模組201在進行封包下行時，轉址模組201係先於步驟S601確認收到之封包是來自應用伺服器220之封包，接著執行步驟S602查詢關於封包之目的IP(此時可能為用戶IP)的轉址規則是否存在於轉址模組201的轉址規則表中。是的情況下，轉址模組201係執行步驟S603，根據轉址規則以將封包之目的IP由原本的用戶IP轉為轉址IP、或是不進行目的IP之轉址(亦及，轉址規則係指示封包將下行至鄰端之MEC設備或是至本地端之MEC設備)，並執行步驟S604將封包傳送至目的IP指示的位址。

第7至8圖係揭示鄰端102之MEC設備(MEC2 212或MEC3 213)之轉址模組202或203執行封包之上行(即，將封包傳送至IP網路)與下行(即，接收來自IP網路之封包)之轉址機制的步驟流程圖。

請參考第7圖，鄰端102之轉址模組202或203在執行封包上行之轉址機制時，係先於步驟S701確認是否收到來自MEC設備的封包(即，由轉址模組202或203對應之MEC2 212或MEC3 213發送之封包)。接著執行步驟S702，判斷關於封包的來源IP(此時可能為UE之用戶IP)的轉址規則是否存在於轉址模組202或203的轉址規則表中。是的情況下，係執行步驟S703，根據轉址規則將封包的來源IP由原本的用戶IP轉為轉址IP，並在步驟S704將封包傳送至IP網路。

請接續參考第8圖，鄰端102之轉址模組202或203在執行封包下行之轉址機制時，係先於步驟S801處確認是否收到來自IP網路的封包。接著於步驟S802判斷關於封包之目的IP(此時可能為一轉址IP)的轉址規則是否存在於轉址模組202或203的轉址規則表中。是的情況下，則執行步驟S803將封包之目的IP由轉址IP轉回用戶IP，並執行步驟S804根據目的IP將封包傳送至對應之MEC設備(即，MEC2 212或MEC3 213)。

由上述可知，藉由第3圖及第4圖之轉址控制機制，轉址控制模組200分配之關於UE之用戶IP的轉址規則僅適用於UE於某一MEC設備服務範圍內連線期間。另外，藉由第5至8圖的轉址機制，封包僅會在轉址模組201、202或203確定存在其IP資訊對應之轉址規則時才進行封包之轉址或不轉址與傳送，故能達到封包在UE上線期間皆能找到正確路徑於UE及應用伺服器220間上下行，而不會中斷應用服務的效果。

第9至10圖係揭示本發明之使用行動邊緣運算(MEC)設備之訊務繞送系統的實施態樣圖。其中，本發明之實施例係將轉址模組201、202及203以軟體定義網路(software-defined networking,SDN)交換器實現(例如，第9至10圖所示SDN交換器1 201、SDN交換器2 202及SDN交換器3 203)，並且轉址控制模組200係以SDN控制器實現。其中，第9圖係揭示使用者終端(UE)100在本地端101使用應用伺服器220之應用服務後交遞至鄰端102的轉址控制機制與轉址機制的實作態樣，而第10圖係揭示UE 100完成交遞至鄰端102後之轉址控制機制及轉址機制的實作態樣。並且其中，步驟S1至S15係用於說明封包在傳送及轉址期間IP資訊的變化。

現請參考第9圖，假設UE 100(其用戶IP例如為140.1.1.1)原先在本地端101透過MEC1 211使用應用伺服器220(其IP例如為1.1.1.2)的應用服務。在這個情況下，當UE 100於基地台(eNB1)服務範圍內上線時，UE 100係於步驟S1透過基地台(eNB1)傳送一封包給MEC1 211，此時封包的IP資訊例如為“SrcIP：140.1.1.1；DstIP：1.1.1.2”。MEC1 211係於步驟S2將UE 100上線之訊息通知SDN控制器200並將封包送至SDN交換器1 201，SDN控制器200係透過如第3圖所示之用戶上線的轉址控制機制判斷UE 100是否在本地端101上線，以分配一關於用戶IP的不執行轉址的轉址規則至SDN交換器1 201(如第9圖之SDN交換器1規則表新增之規則)。SDN交換器1 201在步驟S3確認其轉址規則表中存在關於來源IP(即用戶IP)的轉址規則後，依據轉址規則不執行轉址而將封包直接路由至應用伺服器220。

接續於步驟S4，當應用伺服器220欲將封包下行至UE 100時，應用伺服器220係傳送一IP資訊為“SrcIP：1.1.1.2；DstIP：140.1.1.1”的封包至SDN交換器1 201，SDN交換器1 201係於步驟S5確認其轉址規則表中關於DstIP(即用戶IP)的轉址規則為不進行轉址，以將封包在不進行轉址下直接路由至MEC1 211，MEC1 211係於步驟S6傳送封包至其基地台(eNB1)，並進而發送給UE 100。此外，在上述步驟S1至S6期間，若使用者移動而造成UE 100移動至其他MEC服務範圍(例如，步驟S7所示UE 100移動至鄰端102之MEC2 212的基地台(eNB2)服務範圍內)時，MEC1 211會通知SDN控制器200 UE 100下線之訊息， SDN控制器200係通知SDN交換器1 201將關於UE 100之用戶IP的轉址規則刪除，以利後續UE 100透過MEC2 212上線時建立新的轉址規則。

請接續參考第10圖，當UE 100交遞至鄰端102之MEC2 212後，MEC2 212係於步驟S8接收UE 100透過基地台(eNB2)傳送之封包(其IP資訊例如為“SrcIP：140.1.1.1；DstIP：1.1.1.2”)後，於步驟S9通知SDN控制器200 UE 100上線之訊息，此時，SDN控制器200係執行如第3圖所示之用戶上線的轉址控制機制以判斷UE 100是否在鄰端102上線，以分配關於UE 100之用戶IP及轉址IP(例如，20.2.2.2)的轉址規則至SDN交換器2 202及SDN交換器1 201的轉址規則表中(如第10圖所示之SDN交換器1規則表及SDN交換器2規則表新增之規則)。SDN交換器2 202係於步驟S10查詢其轉址規則表中關於用戶IP的轉址規則，依據轉址規則(例如，SDN交換器2規則表之第一條規則所述之動作)將來自MEC2 212之封包的來源IP由原本之用戶IP轉址為轉址IP(此時第一次轉址後封包之IP資訊例如為“SrcIP：20.2.2.2；DstIP：1.1.1.2”)，並透過IP網路送往SDN交換器1 201。SDN交換器1 201接收到封包後係於步驟S11查詢其轉址規則表之轉址規則(例如，SDN交換器1規則表之第一條規則所述之動作)以將封包之來源IP由轉址IP轉回用戶IP(此時第二次轉址後封包之IP資訊例如為“SrcIP：140.1.1.1；DstIP：1.1.1.2”)並傳送給應用伺服器220。

相似地，當應用伺服器220於欲將封包下行至UE 100時，係於步驟S12傳送一IP資訊為“SrcIP：1.1.1.2；DstIP：140.1.1.1”的封包至SDN交換器1 201。SDN交換器1 201係於步驟S13查找其轉址規則表中關於目的IP的轉址規則(例如，SDN交換器1規則表之第二條規則所述之動作)，以將封包之目的IP由原本之用戶IP轉址為轉址IP(此時第一次轉址後封包之IP資訊例如為“SrcIP：1.1.1.2；DstIP：20.2.2.2”)，並透過IP網路送往SDN交換器2 202。SDN交換器2 202接收封包後係於步驟S14查找其轉址規則表中關於目的IP的轉址規則(例如，SDN交換器2規則表之第二條規則所述之動作)，以將封包之目的IP由轉址IP轉回用戶IP(此時第二次轉址後封包之IP資訊例如為“SrcIP：1.1.1.2；DstIP：140.1.1.1”)並傳送給MEC2 212。MEC2 212係於步驟S15將封包透過基地台(eNB2)發送給UE 100。

綜上所述，本發明係建立本地端及鄰端之MEC設備與應用伺服器之間的完整封包繞送機制，於MEC設備與應用伺服器之間設置轉址模組，並透過轉址控制模組維護轉址規則，使得本地端MEC設備與應用伺服器互相傳送的封包時可依轉址規則直接路由至目的，而鄰端MEC設備與應用伺服器互相傳送的封包係經轉址後再傳送，並且考慮使用者終端的移動性隨時更新轉址規則。因此，使用者終端透過MEC設備與應用伺服器互相傳送封包時，封包無論在何種狀況下皆能找到正確之傳送路徑而維持服務不中斷，故能提升使用者的上網品質與效率。

上述實施例僅例示性說明本案之功效，而非用於限制本案，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本案之精神及範疇下對上述該些實施態樣進行修飾與改變。因此本案之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

101‧‧‧本地端

102‧‧‧鄰端

200‧‧‧轉址控制模組

201~203‧‧‧轉址模組

211‧‧‧MEC1

212‧‧‧MEC2

213‧‧‧MEC3

220‧‧‧應用伺服器、APP伺服器

Claims

一種用於行動邊緣運算設備之訊務繞送系統，包括：轉址控制模組，係用於執行轉址控制機制；位於本地端之第一轉址模組，係與該轉址控制模組通訊連接，以用於根據該轉址控制機制執行應用服務之第一轉址機制；以及位於本地端之應用伺服器，係與該第一轉址模組連接，以用於透過該第一轉址模組或IP網路提供該應用服務。
如申請專利範圍第1項所述之訊務繞送系統，復包括：位於本地端之第一行動邊緣運算設備，係與該第一轉址模組連接，以用於透過該第一轉址模組提供使用者終端存取該應用服務，其中，該應用服務包括：由該應用伺服器接收該第一行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包；以及由該應用伺服器端傳送下行封包至該第一行動邊緣運算設備，進而傳送給該使用者終端。
如申請專利範圍第2項所述之訊務繞送系統，其中，該轉址控制機制包括：當該使用者終端在該第一行動邊緣運算設備之服務範圍內上線期間維持該第一轉址模組的第一轉址規則表中之轉址規則，其中，該轉址規則為不對含有該使用者終端之用戶IP之封包進行轉址；以及當該使用者終端離開該第一行動邊緣運算設備之該服務範圍時，將該第一轉址規則表中之該轉址規則刪除。
如申請專利範圍第3項所述之訊務繞送系統，其中，該第一轉址機制包括：令該第一轉址模組將該上行封包根據該第一轉址規則在不進行轉址下傳送至該應用伺服器；以及令該第一轉址模組將該下行封包根據該轉址規則在不進行轉址下傳送至該第一行動邊緣運算設備。
如申請專利範圍第1項所述之訊務繞送系統，復包括：位於鄰端之第二轉址模組，係與該轉址控制模組及該第一轉址模組通訊連接，以用於根據該轉址控制機制執行該應用服務之第二轉址機制；以及位於鄰端之第二行動邊緣運算設備，係與該第二轉址模組連接，以用於提供使用者終端透過該IP網路存取該應用服務，其中，該應用服務包括：由該應用伺服器透過該IP網路接收該第二行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包；以及由該應用伺服器端透過該IP網路傳送下行封包至該第二行動邊緣運算設備，進而將該下行封包傳送給該使用者終端。
如申請專利範圍第5項所述之訊務繞送系統，其中，該轉址控制機制包括：令該轉址控制模組在該使用者終端於該第二行動邊緣運算設備之服務範圍內上線期間維持該第一轉址模組之第一轉址規則表中的第一轉址規則及該第二轉址模組之第二轉址規則表中的第二轉址規則；以及令該轉址控制模組在該使用者終端離開該第二行動邊緣運算設備之該服務範圍時刪除該第一轉址規則表之該第一轉址規則及該第二轉址規則表之該第二轉址規則。
如申請專利範圍第6項所述之訊務繞送系統，其中，該由該應用伺服器透過該IP網路接收該第二行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包之方式係包括下列步驟：令該第二轉址模組接收來自該第二行動邊緣運算設備之該上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該使用者終端之用戶IP；令該第二轉址模組執行該第二轉址機制，將該上行封包之來源IP根據該第二轉址規則轉址為轉址IP後透過該IP網路傳送至該第一轉址模組；以及令該第一轉址模組執行該第一轉址機制，將來自該第二轉址模組的該上行封包之來源IP根據該第一轉址規則轉址回該用戶IP後傳送至該應用伺服器。
如申請專利範圍第6項所述之訊務繞送系統，其中，該由該應用伺服器端透過該IP網路傳送下行封包至該第二行動邊緣運算設備，進而傳送給該使用者終端之方式係包括下列步驟：令該第一轉址模組接收來自該應用伺服器端之該下行封包，其中，該下行封包之目的IP為該使用者終端之用戶IP；令該第一轉址模組執行該第一轉址機制，將該下行封包之目的IP根據該第一轉址規則轉址為轉址IP後透過該IP網路傳送至該第二轉址模組；以及令該第二轉址模組執行該第二轉址機制，將來自該第一轉址模組的該下行封包之目的IP根據該第二轉址規則轉址回該用戶IP後傳送至該第二行動邊緣運算設備，進而將該下行封包傳送至該使用者終端。
一種用於行動邊緣運算設備之訊務繞送方法，包括：令轉址控制模組根據使用者終端連線至本地端之應用伺服器之訊息執行轉址控制機制；令該應用伺服器透過IP網路或本地端之第一轉址模組提供應用服務；令本地端之該第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制。
如申請專利範圍第9項所述之訊務繞送方法，其中，該令轉址控制模組根據使用者終端連線至本地端之應用伺服器之訊息執行轉址控制機制之步驟係包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端於本地端之第一行動邊緣運算設備之服務範圍內上線之訊息；以及令該轉址控制模組於該第一轉址模組的第一轉址規則表中新增關於該使用者終端之用戶IP的轉址規則，其中，該轉址規則為不進行轉址。
如申請專利範圍第10項所述之訊務繞送方法，其中，該轉址控制機制復包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端離開該第一行動邊緣運算設備之該服務範圍之訊息；令該轉址控制模組將該第一轉址規則表之該轉址規則刪除。
如申請專利範圍第10項所述之訊務繞送方法，其中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收該第一行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該用戶IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該轉址規則在不進行轉址下將該上行封包傳送至該應用伺服器。
如申請專利範圍第10項所述之訊務繞送方法，其中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收該應用伺服器端欲下行至該使用者終端的下行封包，其中，該下行封包之目的IP為該用戶IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該轉址規則在不進行轉址下將該下行封包傳送至該第一行動邊緣運算設備，進而將該下行封包傳送給該使用者終端。
如申請專利範圍第9項所述之訊務繞送方法，其中，該令轉址控制模組根據使用者終端連線至應用伺服器之訊息執行轉址控制機制之步驟係包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端於鄰端之第二行動邊緣運算設備之服務範圍內上線之訊息；令該轉址控制模組於鄰端之第二轉址模組之第二轉址規則表中新增關於該使用者終端之用戶IP的第二轉址規則；以及令該轉址控制模組於本地端之該第一轉址模組之第一轉址規則表中新增關於該使用者終端之用戶IP的第一轉址規則。
如申請專利範圍第14項所述之訊務繞送方法，其中，該轉址控制機制復包括下列子步驟：令該轉址控制模組接收該使用者終端離開該第二行動邊緣運算設備之該服務範圍之訊息；令該轉址控制模組將該第二轉址規則表之該第二轉址規則刪除；以及令該轉址控制模組將該第一轉址規則表之該第一轉址規則刪除。
如申請專利範圍第14項所述之訊務繞送方法，復包括：令鄰端之該第二轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第二轉址機制，係包括下列子步驟：令該第二轉址模組接收該第二行動邊緣運算設備上行之來自該使用者終端的上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該用戶IP；令該第二轉址模組查詢該第二轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該第二轉址規則；以及令該第二轉址模組根據該第二轉址規則將該上行封包之來源IP轉址為轉址IP後透過該IP網路傳送至本地端之該第一轉址模組。
如申請專利範圍第16項所述之訊務繞送方法，其中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收鄰端之該第二轉址模組透過該IP網路上行之該上行封包，其中，該上行封包之來源IP為該轉址IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該第一轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該第一轉址規則將該上行封包之來源IP由該轉址IP轉址回該用戶IP後傳送至該應用伺服器。
如申請專利範圍第14項所述之訊務繞送方法，其中，該令本地端之第一轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第一轉址機制之步驟係包括下列子步驟：令該第一轉址模組接收本地端之該應用伺服器端欲下行至該使用者終端的下行封包，其中該下行封包之目的IP為該用戶IP；令該第一轉址模組查詢該第一轉址規則表之關於該使用者終端之用戶IP之該第一轉址規則；以及令該第一轉址模組根據該第一轉址規則將該封包之目的IP轉址為該轉址IP並透過該IP網路傳送至鄰端之該第二轉址模組。
如申請專利範圍第18項所述之訊務繞送方法，復包括：令鄰端之該第二轉址模組根據該轉址控制機制執行該應用服務於該應用伺服器及該使用者終端之間之第二轉址機制，係包括下列子步驟：令該第二轉址模組透過該IP網路接收本地端之該第一轉址模組下行之該下行封包，其中，該下行封包之目的IP為該轉址IP；令該第二轉址模組查詢該第二轉址規則表中關於該使用者終端之用戶IP之該第二轉址規則；以及令該第二轉址模組根據該第二轉址規則將該下行封包之目的IP由該轉址IP轉址回該用戶IP後傳送至該第二行動邊緣運算裝置，進而將該下行封包傳送給該使用者終端。