一种数据处理方法、用户面功能及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数据处理方法、用户面功能及装置。数据处理方法包括：与接入网AN通信的第一UPF接收GPRS隧道协议GTP数据报文，并对所述GTP报文进行处理，得到IP数据报文；所述第一UPF传输所述IP数据报文。本发明专利技术的方案可以解决核心网内部的链路上传送的报文是IP数据报文，降低数据处理传输的复杂度。降低数据处理传输的复杂度。降低数据处理传输的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种数据处理方法、用户面功能及装置


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种数据处理方法、用户面功能及装置。

技术介绍

[0002]软件定义网络(SDN)的主要思想是控制平面和转发平面的分离；网络资源集中控制和调度；开放的可编程能力，允许应用对网络资源的编程调度，实现应用和网络资源的无缝结合。
[0003]如图1所示，为SDN网络的架构示意图，SDN网络中的网络设备通常为Openflow交换机，更广义上，网络设备可以包括所有转发规则受SDN控制器控制的转发设备。
[0004]如图2所示，SDN网络中控制平面与转发平面分离。控制平面节点为SDN Controller(SDN控制器)，负责网络拓扑计算，网络状态监测，路径计算，路径规则生成等。转发平面节点称为SDN交换机，负责根据流表中的表项进行数据转发，目前的SDN交换机均支持Openflow协议。控制器和交换机之间的通信依赖于Openflow协议，主要进行未知分组的上报，网络状态和流量统计的上报，流规则的下发等。
[0005]SDN网络中数据转发机制与传统IP网络中的分组转发机制大不相同，SDN交换机在进行分组转发时，首先根据分组的包头信息进行流表匹配，包头信息主要有11个字段组成。
[0006]如果SDN交换机找到该分组的匹配项，则SDN交换机会根据匹配项中的action(动作域)表项进行下一步动作，如drop，output，set queue等。当数据分组被转发时，SDN交换机仅仅将该分组从相应的端口发送出去即完成转发。
[0007]如果SDN交换机未找到分组的匹配表项，则SDN交换机需要将该分组，或者该分组的包头信息通过packet in消息发送给SDN控制器，由SDN控制器根据包头信息计算转发路径和相应规则。
[0008]SDN控制器根据解析出的分组的MAC地址，IP地址等信息，搜索保存的网络拓扑，获取最短路径信息，路径信息主要包括交换机标识，数据接收端口和转发端口等。然后SDN控制器根据路径信息计算出每个交换机对应的转发规则，并通过FLOW_MOD消息发送给SDN交换机。SDN交换机收到流转发规则后，进行流表更新，随后可以根据流表进行转发。
[0009]支持Openflow协议的SDN交换机后续还能支持多流表转发，即在进行流表查询时需要进行多级流表匹配。
[0010]在5G系统中，核心用户面采用GTP-U协议进行数据转发，也就是RAN收到数据报文之后，为数据报文添加GTP-U数据报文头部成为GTP数据报文，GTP数据报文头部携带UPF(若存在中间的UPF)分配的GTP隧道标识TEID。UPF收到数据报文后，根据PSA分配的IP地址和TEID重新封装成GTP数据报文。GTP数据报文到达PSA后，PSA将GTP数据报文头部剥离得到IP数据报文，而后将IP数据报文通过N6接口转发到DN中。如果在SDN网络中仍然采用GTP-U协议，将带来以下不足：
[0011]1.需要所有的交换机来处理GTP协议报文；
[0012]2.进行隧道封装，增加包头，降低传输效率，增加处理时延。
[0013]3.对于需要基于IP数据报文的头部信息进行数据处理的场景，需要把IP数据报文从GTP数据报文提取出，而后再进行处理，这样增加处理时延，降低传输效率。
[0014]4.当与RAN相连的UPF更换时，SMF还需要向RAN更新核心网的隧道信息，增加信令开销。
[0015]5.对于流检测类似场景，先剥离GTP报文获得IP数据报文，而后根据IP报文头不信息判断是否上报。若上报，则重新封装成GTP报文，且SMF也需要对数据报文进行解封装和封装多次处理。这样在基于SDN的5G网络中，增加交换机和控制器的处理复杂度以完成对IP数据报文再次封装，以及SMF的处理复杂度。

技术实现思路

[0016]本专利技术实施例提供了一种数据处理方法、用户面功能及装置。可以解决核心网内部的链路上传送的报文是IP数据报文，降低数据处理传输的复杂度。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供如下技术方案：
[0018]一种数据处理方法，应用于用户面功能UPF，所述方法包括：
[0019]与接入网AN通信的第一UPF接收GPRS隧道协议GTP数据报文，并对所述GTP报文进行处理，得到IP数据报文；
[0020]所述第一UPF传输所述IP数据报文。
[0021]可选的，与接入网AN通信的第一UPF接收GTP数据报文之前还包括：
[0022]所述第一UPF以及至少一个第二UPF接收会话管理功能SMF发送的会话建立请求，所述会话建立请求携带：路径信息、流转发规则、流检测规则和请求隧道信息分配中的至少一项；所述第二UPF为分组数据协议PDU会话锚点PSA；
[0023]所述第二UPF接收到会话建立请求后，分配GTP隧道信息和配置流转发规则和/或流检测规则，并通过会话建立响应发送给所述SMF，由所述SMF将所述GTP隧道信息发送给接入网；
[0024]所述第一UPF接收到会话建立请求后，配置流转发规则和/或流检测规则，并通过会话建立响应发送给SMF。
[0025]可选的，与接入网AN通信的第一UPF接收GTP数据报文，并对所述GTP报文进行处理，得到IP数据报文，包括：
[0026]所述第一UPF接收接入网发送的GTP数据报文，并将所述GTP数据报文进行解封装，得到IP数据报文；
[0027]将所述IP数据报文转发给至少一个第二UPF，并由所述第二UPF根据IP数据报文的IP头部信息，转发所述IP数据报文；所述第二UPF为PDU会话锚点PSA。
[0028]可选的，若所述第一UPF不是上行链路分流或者分支ULCL/BP节点，所述第一UPF接收GTP数据报文，并将所述GTP数据报文进行解封装，得到IP数据报文；包括：
[0029]所述第一UPF接收GTP数据报，并根据所述GTP数据报文的头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为删除GTP数据报文头部，得到IP数据报文，并转发所述IP数据报文。
[0030]可选的，若所述第一UPF是上行链路分流或者分支ULCL/BP节点，所述第一UPF接收GTP数据报文，并将所述GTP数据报文进行解封装，得到IP数据报文，包括：
[0031]所述第一UPF接收GTP数据报文，根据所述GTP数据报文的头部信息，进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为删除GTP数据报文头部并转到下一级流表项；
[0032]所述第一UPF根据删除所述GTP数据报文后得到的IP数据报文的头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为转发。
[0033]可选的，所述第二UPF根据IP数据报文的IP头部信息，转发所述IP数据报文，包括：
[0034]所述第二UPF接收到IP数据报文后，根据所述IP数据报文的头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据处理方法，其特征在于，应用于用户面功能UPF，所述方法包括：与接入网AN通信的第一UPF接收GPRS隧道协议GTP数据报文，并对所述GTP报文进行处理，得到IP数据报文；所述第一UPF传输所述IP数据报文。2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，与接入网AN通信的第一UPF接收GTP数据报文之前还包括：所述第一UPF以及至少一个第二UPF接收会话管理功能SMF发送的会话建立请求，所述会话建立请求携带：路径信息、流转发规则、流检测规则和请求隧道信息分配中的至少一项；所述第二UPF为分组数据协议PDU会话锚点PSA；所述第二UPF接收到会话建立请求后，分配GTP隧道信息和配置流转发规则和/或流检测规则，并通过会话建立响应发送给所述SMF，由所述SMF将所述GTP隧道信息发送给接入网；所述第一UPF接收到会话建立请求后，配置流转发规则和/或流检测规则，并通过会话建立响应发送给SMF。3.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，与接入网AN通信的第一UPF接收GTP数据报文，并对所述GTP报文进行处理，得到IP数据报文，包括：所述第一UPF接收接入网发送的GTP数据报文，并将所述GTP数据报文进行解封装，得到IP数据报文；将所述IP数据报文转发给至少一个第二UPF，并由所述第二UPF根据IP数据报文的IP头部信息，转发所述IP数据报文；所述第二UPF为PDU会话锚点PSA。4.根据权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，若所述第一UPF不是上行链路分流或者分支ULCL/BP节点，所述第一UPF接收GTP数据报文，并将所述GTP数据报文进行解封装，得到IP数据报文；包括：所述第一UPF接收GTP数据报，并根据所述GTP数据报文的头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为删除GTP数据报文头部，得到IP数据报文，并转发所述IP数据报文。5.根据权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，若所述第一UPF是上行链路分流或者分支ULCL/BP节点，所述第一UPF接收GTP数据报文，并将所述GTP数据报文进行解封装，得到IP数据报文，包括：所述第一UPF接收GTP数据报文，根据所述GTP数据报文的头部信息，进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为删除GTP数据报文头部并转到下一级流表项；所述第一UPF根据删除所述GTP数据报文后得到的IP数据报文的头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为转发。6.根据权利要求4或5所述的数据处理方法，其特征在于，所述第二UPF根据IP数据报文的IP头部信息，转发所述IP数据报文，包括：所述第二UPF接收到IP数据报文后，根据所述IP数据报文的头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为转发。7.根据权利要求1或2所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：对于下行数据，所述至少一个第二UPF基于IP数据报文的IP头部信息将接收的IP数据
报文封装成GTP数据报文，并转发给接入网。8.根据权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，若所述第一UPF是下行链路分流或者分支ULCL/BP节点，所述第一UPF将接收的IP数据报文封装成GTP数据报文，并转发给接入网，包括：所述至少一个第二UPF基于IP数据报文的IP头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为转发；所述第一UPF接收到IP数据报文后，根据收到的IP数据报文的头部信息进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为封装成GTP数据报文并转发。9.根据权利要求1或2所述的数据处理方法，其特征在于，所述第一UPF进行流检测时，与接入网AN通信的第一UPF接收GPRS隧道协议GTP数据报文，并对所述GTP报文进行处理，得到IP数据报文，包括：所述第一UPF的SDN交换机接收GTP数据报文，将接收到的GTP数据报文解封装，得到IP数据报文。10.根据权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，所述第一UPF的SDN交换机接收GTP数据报文，将接收到的GTP数据报文解封装，得到IP数据报文，包括：所述SDN交换机接收要发送到数据网络DN的GTP数据报文；所述SDN交换机根据收到的GTP数据报文头信息，进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为删除GTP数据报文头部并转到下一级流表项；所述SDN交换机根据删除GTP数据报文头部得到的IP数据报文的头部信息中的目的端口号进行流表匹配，如果能找到匹配项，则匹配项的动作域为Packet in。11.根据权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，所述第一UPF传输所述IP数据报文，包括：所述SDN交换机通过Packet in消息把所述IP数据报文上报到所述第一UPF的SDN控制器，由所述SDN控制器调用北向接口把所述IP数据报文发送给SMF，再由SMF根据所述IP数据报文的头部信息进行流处理规则的确定。12.一种用户面功能UPF，其特征在于，包括：收发机，处理器，存储器，所述存储器上存有所述处理器可执行的程序；所述处理器执行所述程序时实现：与接入网AN通信的第一UPF接收GPRS隧道协议GTP数据报文，并对所述GTP报文进行处理，得到IP...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志密，胡渭琦，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：