通用分组无线业务隧道协议报文传输方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种通用分组无线业务（ＧＰＲＳ）隧道协议（ＧＴＰ）报文传输方法，包括：第一网元将一个以上的ＧＴＰ协议报文，通过多路复用方式封装在同一个ＩＰ数据报中；所述第一网元将所述封装后的ＩＰ数据报发送给第二网元。本发明专利技术实施例同时公开了一种ＧＴＰ协议报文传输系统及设备。应用本发明专利技术实施例所述的方法、系统及设备，能够在ＧＴＰ协议报文传输过程中，提高有效负载数据在ＩＰ数据报中所占的比例。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信技术，特别涉及一种通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)隧道协议(GTP，GPRS Tunneling Protocol)报文传输方法、系统及设备。
技术介绍
当前，GPRS技术已经在无线通信网络中得到了广泛应用。GRPS网络通过在原有的全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile communication)中引入分组数据技术，实现了端到端的分组数据传输，为用户提供更为丰富的服务类型，如网页浏览、文件下载以及在线游戏等。图1为现有GPRS网络架构示意图。如图1所示，现有GPRS网络架构主要包括：GPRS服务支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)、GPRS网关支持节点(GGSN，Gateway GPRS Support Node)以及归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)。其中：SGSN，用于实现分组交换中的信令传输，并用于数据包的处理和传送，提供对用户的移动性管理、安全管理、接入控制以及路由选择等能力。GGSN，负责GPRS网络与多种外部数据网的连接，如，互联网(Internet)、企业网以及X.25网络等；GGSN是位于GPRS骨干网和外部数据网的网关，为GPRS网络与外部数据网之间的传输通路。HLR，用于存储用户的GPRS签约信息和路由信息；GGSN和SGSN分别与HLR相连，从HLR中获取用户的签约数据；当用户发生漫游时，SGSN与HLR可能位于不同的网络。SGSN与GGSN之间通过Gn接口进行信息交互。Gn接口采用基于IP的-->GTP协议进行通信，提供分组数据包在GPRS支持节点(GSN)之间通过GTP隧道协议传送的机制，一般支持域内的静态或动态路由协议。GGSN与位于不同的公共陆地移动网络(PLMN，Public Land MobileNetwork)中的GSN，如图1中所示的通用移动通讯系统(UMTS，UniversalMobile Telecommunications System)陆地无线接入网(UTRAN，UMTS TerrestrialRadio Access Network)中的SGSN之间通过Gp接口进行信息交互。Gp接口除能提供Gn接口的功能外，还增加了PLMN互联所需的安全功能，以及对域间路由协议的支持，如边界网关协议(BGP，Border Gateway Protocol)等。图1所示其它网元以及接口主要用于提供无线接入和业务控制能力，此处不作介绍。在实际应用中，两个网络节点之间进行数据传输时可以使用多种协议，这些协议按照层次顺序组合在一起，构成协议栈。待传输信息通过协议栈进行多次封装和解封装，以实现低层传输方式对高层的透明。如图2所示，图2为现有GSN之间的Gn或Gp接口协议栈示意图。该协议栈中的各层协议的功能如下：L1协议：物理层传输协议，与传输所采用的具体物理技术相关。L2协议：数据链路层协议，提供数据链路的建立以及拆除等功能，实现对数据的检错和纠错；可用的协议类型包括以太网以及异步传输模式(ATM，Asynchronous Transfer Mode)等；以广泛应用的以太网为例，互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)制定的标准草案(RFC，Request ForComments)894中定义了以太网帧的封装格式，如表一所示：表一以太网帧封装格式从表一可以看出，每个以太网帧中的附加信息长度为18字节，包括目的地址的6字节、源地址的6字节、类型的2字节以及校验数的4字节；此外，每-->帧中还需要至少12字节的传输时隙以及8字节的同步位。IP协议，网络互联协议，主要完成路由功能，用于用户数据和信令的路由；IP协议的开放性使得上层的应用和下层的承载网络之间没有必然的联系，应用服务和承载网络技术可以按照各自独立的方向发展；目前的IP协议主要包括IPv4和IPv6两个版本；如表二所示，表二为现有IPv4报文格式：表二IPv4报文格式表二所示IPv4报文中的选项部分一般情况下不会使用。对于不包括选项部分的普通IPv4数据报，其头部长度共为20字节。IPv6数据报的头部长度通常为40字节。用户数据报协议(UDP，User Datagram Protocol)，提供非面向连接的、不可靠的数据传输链路；UDP协议在数据传输之前不需要建立连接，传输数据的可靠性通过上层应用来保证；如表三所示，表三为现有UDP报文格式：表三UDP报文格式由表三可见，UDP报文头部的长度为8字节。GTP协议，主要用于在GSN之间传输用户分组数据以及隧道管理信息，如隧道建立、释放以及维护等，承载在UDP协议之上。现有GTP协议可主要可分为三种类型：用于传输控制信令的控制面GTP-->协议GTP-C，用于传输用户数据报文的用户面GTP协议GTP-U，以及在计费系统的计费数据功能实体(CDF，Charging Date Function)和计费网关功能实体(CGF，Charging Gateway Function)之间使用的GTP’协议。GTP协议允许多种协议包，如IP、X.25数据包等在GSN之间通过隧道方式进行传输。此外，GTP协议也可以应用于其它网络实体间的通信，如UTRAN与SGSN、第三代移动通信标准化伙伴项目(3GPP，3rd Generation Partnership Project)系统架构演进(SAE，System Architecture Evolution)中的家庭节点(eNodeB)与服务网关(S-GW，Serving Gateway)，以及S-GW与公共数据网网关(P-GW，public-data networks Gateway)之间等。如表四所示，表四为现有GTP报文格式：表四GTP报文格式表四所示为通常情况下不包括扩展头的GTP协议报文格式，由表四可见，不包括扩展头的GTP报文头部长度为8字节；如果包括扩展头，其头部长度将会视具体情况进行增加。基于上述介绍，图3为现有采用GTP协议报文传输数据时，数据进入协议栈的封装过程示意图。假设图3中的IP协议为IPv4，L2协议为以太网协议。如图3所示，在发送端，根据协议栈中使用的协议，按照由高到低的顺序进行多次封装处理，最终将封装好的以太网帧在物理层经由物理设备进行发送；在接收端，按照由低到高的顺序进行对应的解封装过程，最终得到所发送的应用数据，从而实现设备间的通信。当传输的GTP协议类型为GTP-C时，UDP头中封装的目的端口号为2123；当传输的GTP协议类型为GTP-U时，UDP头中封装的目的端口号为2152；当传输的GTP协议类型为GTP’时，UDP头中封装的目的端口号为3386。通过图3可以看出，在现有的GTP报文传输机制中，一个UDP报文中只-->能封装一个GTP协议报文，同样，一个IP报文也只能封装一个UDP报文。如图3所示，由于在封装过程中，每一层都要添加一定长度的协议控制信息，如UDP头、IP头等，因此，对于单个GTP报文长度较小的业务应用，其有效负载数据在封装后的报文中所占的比例会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用分组无线业务隧道协议ＧＴＰ报文传输方法，其特征在于，该方法包括：　第一网元将一个以上的ＧＴＰ协议报文，通过多路复用方式封装在同一个ＩＰ数据报中；　所述第一网元将所述封装后的ＩＰ数据报发送给第二网元。

【技术特征摘要】
1、一种通用分组无线业务隧道协议GTP报文传输方法，其特征在于，该方法包括：第一网元将一个以上的GTP协议报文，通过多路复用方式封装在同一个IP数据报中；所述第一网元将所述封装后的IP数据报发送给第二网元。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网元将一个以上的GTP协议报文，通过多路复用方式封装在同一个IP数据报中之前，进一步包括：所述第一网元获取所述第二网元的多路复用控制信息；所述第一网元根据获取到的第二网元多路复用控制信息确定所述第二网元是否支持多路复用传输，如果支持，则将一个以上的GTP协议报文，通过多路复用方式封装在同一个IP数据报中，发送给所述第二网元。3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多路复用控制信息包括：对多路复用传输的支持能力。4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多路复用控制信息中进一步包括：采用多路复用传输的GTP协议类型、接收多路复用报文的用户数据报协议UDP目的端口号、最大封装延迟时间，以及适用多路复用封装的最大报文长度信息中的一种或任意组合。5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对多路复用传输的支持能力包括发送能力和接收能力中的一种或两种。6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述GTP协议类型包括：控制面GTP协议GTP-C，用户面GTP协议GTP-U以及GTP’。7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述多路复用控制信息中包括最大封装延迟时间时，所述第一网元将一个以上的GTP协议报文，通过多路复用方式封装在同一个IP数据报中的过程需要在所述最大封装延迟时间内完成；当所述多路复用控制信息中包括适用多路复用封装的最大报文长度时，所述通过多路复用方式封装在同一个IP数据报中的每一个GTP协议报文的长度需要小于或等于所述适用多路复用封装的最大报文长度。8、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，不同GTP协议类型或网络中不同承载对应不同的多路复用控制信息。9、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一网元获取所述第二网元的多路复用控制信息包括以下方式中的一种或任意组合：通过预配置的方式获取；在每次用户的连接或承载建立或修改时，通过协商方式获取；在所述第一网元和第二网元之间首次建立连接时，通过协商方式获取。10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过协商方式获取包括：所述第二网元在发送的GTP-C消息中携带自身的多路复用控制信息，发送给所述第一网元。11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将一个以上的GTP协议报文，通过多路复用方式封装在同一个IP数据报中的方法包括：如果不同的GTP协议报文对应不同的服务质量QoS要求，则仅将具有相同QoS要求的一个以上GTP协议报文通过多路复用方式封装在同一个IP数据报中。12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多路复用方式包括：将同一类型的GTP协议报文封装在同一IP数据报中的方式，以及将不同类型的GTP协议报文封装在同一IP数据报中的方式中的一种或两种。13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对于将同一类型的GTP协议报文封装在同一IP数据报中的方式，所述封装在同一IP数据报中的每个GTP协议报文前分别设置一个多路复用头；所述多路复用头包括：采用普通方式发送与自身对应的GTP协议报文时应使用的UDP源端口号，以及与自身对应的GTP协议报文的长度信息中的一种或两种。14、根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，对于将不同类型的GTP协议报文封装在同一IP数据报中的方式，所述封装在同一IP数据报中的每个GTP协议报文前分别设置一个多路复用头；所述多路复用头包括：采用普通方式发送与自身对应的GTP协议报文时应使用的UDP目的端口号，或者，与自身对应的GTP协议报文的协议类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭仕勇，倪慧，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]