一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法及系统，通过第一PGW获取第一LTE终端上线信息，分配第一IP地址给第一LTE终端，将第一IP地址存入第一哈希表，并发送包括第一IP地址的第一免费ARP消息至网络侧设备，网络侧设备接收第一免费ARP消息，更新网络侧ARP表项；本发明专利技术通过将带有终端IP地址的免费ARP消息发送至网络侧设备，使得网络侧设备能学习到终端的ARP表项，实现了对网络侧ARP表项的更新和维护，以使得LTE终端和网络侧设备由原来的三层组网变为同一IP网段的二层组网，从而可以相互知道对方的IP地址和MAC地址，网络侧设备可以据此找到IP地址和MAC地址的对应关系，从而进行报文的封装和转发，以保证LTE终端数据上下行路由的畅通。

【技术实现步骤摘要】
一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法及系统
本专利技术涉及LTE无线
，特别涉及一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法及系统。
技术介绍
随着LTE无线技术的应用成熟，各行各业都开始投入建设LTE无线网络。在LTE网络的建设应用中发现，许多行业客户在LTE网络的应用上有一个特点是LTE终端IP地址必须固定且唯一，LTE终端数据到达LTE核心网后侧的应用服务器时，终端IP地址不能做改变，应用服务器需要根据LTE终端IP地址来区分终端业务。LTE数据面结构具体如下：LTE终端IP地址由LTE核心网网元PGW分配，可以理解为LTE网络内部IP，LTE网络与外部网络通过PGW的SGI口对接，SGI口IP地址与LTE终端IP地址不在同一网段，LTE终端通过SGI口与网络侧通信属于三层通信，若LTE终端直接以自身IP地址出去，需要网络侧跟SGI口连接的交换机、路由器或者应用服务器配置LTE终端的回程路由，网关指向PGW的SGI口，这样才能保证网络畅通。为了保证LTE核心网的稳定可靠，核心网通常采用池的方式组网，包含MME池、SGW池及PGW池，在核心网以池的方式组网应用下，LTE终端根据均衡规则随机选择核心网，LTE终端数据随机使用PGW池中的不同PGW转发数据，由于每个PGW都是独立的网元拥有独立的SGI接口及IP，对于跟PGWSGI口对接的网络设备来说，在不同PGW分配给LTE终端相同IP地址的情况下，LTE终端数据可以通过任何一个PGW发送过来，无法固定配置回程路由，导致LTE终端跟网络侧服务器通信异常。该问题对LTE无线网络在行业中的大规模组网应用带来诸多不便。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法及系统，以保证LTE终端数据上下行路由的畅通。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，包括步骤：S11、第一PGW获取第一LTE终端上线信息，分配第一IP地址给所述第一LTE终端，将所述第一IP地址存入第一哈希表，并发送包括所述第一IP地址的第一免费ARP消息至网络侧设备；S12、网络侧设备接收所述第一免费ARP消息，更新网络侧ARP表项。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：一种PGW池组网下LTE终端数据路由系统，包括网络侧设备以及采用池的方式组网的LTE核心网，所述LTE核心网包括PGW，所述PGW包括PGW信令模块以及PGW数据模块，所述PGW数据模块包括LTE终端IP地址维护模块、ARP处理模块以及数据转发通道，所述PGW信令模块用于获取LTE终端上线信息，分配终端IP地址给LTE终端；所述LTE终端IP地址维护模块用于将所述终端IP地址存入哈希表；所述ARP处理模块用于获取所述终端IP地址，构建包括所述终端IP地址的免费ARP消息；所述数据转发通道用于将所述免费ARP消息发送至网络侧设备；所述网络侧设备用于接收所述免费ARP消息，更新网络侧ARP表项。本专利技术的有益效果在于：通过将带有终端IP地址的免费ARP消息发送至网络侧设备，使得网络侧设备能学习到终端的ARP表项，实现了对网络侧ARP表项的更新和维护，以使得在网络侧设备的接口路由下，LTE终端和网络侧设备由原来的三层组网变为同一IP网段的二层组网，从而可以相互知道对方的IP地址和MAC地址，网络侧设备可以据此找到IP地址和MAC地址的对应关系，从而进行报文的封装和转发，以保证LTE终端数据上下行路由的畅通；同时，LTE终端以固定IP地址跟网络侧服务器交互。在LTE专网的部署上简化了组网，特别是在网络切割上，可以实现网络最小改动下将网络切割到LTE专网，提高LTE专网建网效率。附图说明图1为本专利技术实施例的一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例涉及的系统初始化的流程示意图；图3为本专利技术实施例的一种PGW池组网下LTE终端数据路由系统的框架示意图；图4为本专利技术实施例的一种PGW池组网下LTE终端数据路由系统在实际应用中的框架示意图；图5为本专利技术实施例涉及的LTE终端IP地址维护模块的流程示意图；图6为本专利技术实施例涉及的ARP处理模块的流程示意图。标号说明：1、一种PGW池组网下LTE终端数据路由系统；2、网络侧设备；3、LTE核心网；4、PGW；5、PGW信令模块；6、PGW数据模块；7、LTE终端IP地址维护模块；8、数据转发通道；9、ARP处理模块。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：通过PGW代理LTE终端实现网络侧ARP表项的更新和维护，从而让网络侧设备学习到终端的ARP表项，以保证LTE终端数据上下行路由的畅通。在此之前，为了便于理解本专利技术的技术方案，对于本专利技术中涉及的英文缩写、设备等进行说明如下：(1)、LTE：在本专利技术中为LongTermEvolution的缩写，其中文解释为通用移动通信技术的长期演进，它的当前目标是借助新技术和调制方法提升无线网络的数据传输能力和数据传输速度，其LTE系统主要包括LTE终端、LTE基站和LTE核心网。其中，LTE核心网的英文缩写为EPC，MME为MobileManagenmentEntity的缩写，意为移动管理实体，它是属于EPC的控制面；PGW为PacketDataNetworkGateWay的缩写，意为公用数据网网关，它主要通过SGI接口来和外部数据网络进行通信，包括为接入的用户分配IP地址，SGI为ShortGuardInterval的缩写，意为无线数据块短间隔，IP为InternetProtocol的缩写，意为网络之间互连的协议；SGW为ServingGateWay的缩写，意为服务网关，它主要负责数据包的路由和转发等功能，PGW和SGW均属于EPC的用户面；HSS为HomeSubscriberServe的缩写，意为归属用户服务器，它主要负责存储用户签约信息。其中，LTE终端会用UE表示、LTE基站会用eNB来表示。其中，LTE核心网以及内部的PGW均以池的方式组网，则整个LTE组网上包含多个LTE核心网以及内部的PGW，为了更好的说明本专利技术，本专利技术在文中采用第一PGW以及对应的第一LTE终端、第一IP地址等等并不因为“第一”而有所限定，只是为了区分各个组件、各个地址或者是各个消息而制定的一种命名方式。(2)、ARP：在本专利技术中为AddressResolutionProtocol的缩写，其中文解释为地址解析协议，它是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。(3)、HASH表：其外文名为Hashtable，中文名又可为哈希表、散列表，它是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。(4)、MAC地址：其外文名为MediaAccessControlAddress，它的中文名又可称为硬件地址，它是用来定义网络设备的位置。请参照图1以及图2，一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，包括步骤：S11、第一PGW获取第一LTE终端上线信息，分配第一IP地址给所述第一LTE终端，将所述第一IP地址存入第一哈希表，并发送包括所述第一IP地址的第一免费ARP消息至网络侧设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，其特征在于，包括步骤：S11、第一PGW获取第一LTE终端上线信息，分配第一IP地址给所述第一LTE终端，将所述第一IP地址存入第一哈希表，并发送包括所述第一IP地址的第一免费ARP消息至网络侧设备；S12、网络侧设备接收所述第一免费ARP消息，更新网络侧ARP表项。

【技术特征摘要】
1.一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，其特征在于，包括步骤：S11、第一PGW获取第一LTE终端上线信息，分配第一IP地址给所述第一LTE终端，将所述第一IP地址存入第一哈希表，并发送包括所述第一IP地址的第一免费ARP消息至网络侧设备；S12、网络侧设备接收所述第一免费ARP消息，更新网络侧ARP表项。2.根据权利要求1所述的一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，其特征在于，还包括步骤：S21、第一PGW获取第一LTE终端下线信息，释放所述第一IP地址，并将所述第一IP地址从所述第一哈希表中删除。3.根据权利要求1所述的一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，其特征在于，还包括步骤：S31、网络侧设备查询是否存在目标LTE终端的ARP表项，若存在，则根据所述网络侧ARP表项发送至与目标LTE终端连接的目标PGW上，以进行数据转发，否则发送包括所述目标IP地址的ARP请求消息至LTE核心网中的PGW；S32、第一PGW接收所述ARP请求消息，判断所述目标IP地址是否存在于所述第一哈希表，若是，则发出ARP回应信息至所述网络侧设备，否则丢弃所述ARP请求消息；S33、网络侧设备接收所述ARP回应信息，更新网络侧ARP表项，并根据更新后的网络侧ARP表项与所述目标LTE终端进行数据的转发。4.根据权利要求1所述的一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，其特征在于，还包括步骤：S41、第一PGW接收其它PGW发送的第二免费ARP消息，解析出所述第二免费ARP消息内的第二IP地址，判断所述第一哈希表中是否存在所述第二IP地址，若存在，则删除所述第一哈希表中的所述IP地址，否则忽略所述第二免费ARP消息。5.根据权利要求1所述的一种PGW池组网下LTE终端数据路由方法，其特征在于，所述步骤S11之前还包括步骤：PGW判断是否开启LTE终端代理，若是，则初始化整个PGW数据模块，否则只初始化数据转发通道。6.一种PGW池组网下LTE终端数据路由系统，包括网络侧设备以及采用池的方式组网的LTE核心网，所述LTE核心网包括PGW，所述PGW包括PGW信令模块以及PGW数据模块，所述PGW数据模块包括LTE终端IP地址维护模块、ARP处理模块以及数据转发通道，其特征在于：所述PGW信令模块用于获取LTE终端上线信息，分配终端IP地址给LTE终端；所述LTE终...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永磊，
申请(专利权)人：福建三元达网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35