【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法。
技术介绍
1、5g系统的会话类型分为三大类：ip类型、以太网类型、非结构化类型。ip类型会话在移动通信网和互联网中具有广泛应用，ip类型会话分为三个子类：ipv4、ipv6、ipv4v6，本专利技术涉及的用户地址池管理方法建立在ip类型会话的基础上。5gc支持pdu连接业务，pdu连接业务通过在ue与网络侧建立pdu会话实现，pdu连接建立后ue和dn通过5gs交换pdu分组数据。ue ip的分配是ip类型pdu会话创建的一个子功能，ue ip的释放是ip类型pdu会话释放的一个子功能，ue ip的分配和释放操作在本专利技术中统称为用户地址池管理。
2、5g核心网管理的ue会话数量越多，单位时间内处理的用户地址分配、释放等操作越频繁，对性能带来的影响也就越大。大型组网中，提升5gc性能是开发研究的重点之一，5gc系统每一个环节的方案设计均要充分考虑性能因素。在用户地址池管理的方案设计上，需要考虑利用数据结构和算法的有效结合运用，尽量降低cpu性能开销。
3、5g通信系统中，不外联dhcp服务器或者dn-aaa服务器的情况下，5g核心网本地管理ue ip地址主要有以下两种方式：
4、静态方式：静态的ue会话ip地址配置在会话签约数据中，会话创建时smf从udm获取ue会话静态地址；
5、动态地址池方式：地址池信息可配置在smf侧或upf侧，由smf或upf负责ue ip的管理。
6、本专利技术提供一种基于
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法的技术方案。
2、所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于包括：
3、1)构建ip资源管理结构
4、smf启动，开始ip资源管理结构的构建，从本地配置表中读取ip网段表，提取每一张ip网段表中ip地址段标识对应的ip网段所包含的所有有效ip地址，为每一个有效ip地址动态申请一个ip地址节点，针对ip地址节点赋值；
5、2)业务过程对ip资源管理结构的操作
6、无会话业务的情况下，ip资源管理结构保持不变，涉及到ip资源管理结构操作的业务主要是会话创建和会话释放；
7、3)ip资源管理结构使用
8、对ip资源管理结构的使用主要包括ip地址节点查找、ip地址节点插入和删除。所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述本地配置表由网管数据库统一管理，或者由smf网元本地配置文件管理，包括ue ip地址段表和ip网段表。
9、所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ue ip地址段表以切片名称、数据网络名称、upf标识为关键字，索引ue ip地址段信息，根据组网需求，针对切片名称、数据网络名称、upf标识的不同组合，配置相应的ip地址段标识，地址段标识通过ip网段表来索引到相应的网段信息，ip地址段标识配一个或者多个。
10、所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ip网段表以ip地址段标识为关键字，索引ip网段信息，ip地址段标识通过取值范围来划分ipv4地址段与ipv6地址段，0～127用于ipv4地址段，128～255用于ipv6地址段；配置ipv4地址段时，ipmask携带ipv4首地址和子网掩码，配置ipv6地址段时，ipmask携带ipv6首地址和前缀长度；不同的地址段标识划分的ip网段不可重叠。
11、所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ip资源管理结构是smf管理用户地址池的总数据结构，以结构体形式存储，结构体参数如下：
12、ipv4root[256][256]，管理所有ipv4地址，二维数组共有256*256个元素，每个元素均为红黑树根节点，以ipv4地址整型数值的后两个字节为数组下标，不同的ip地址节点按照坐标规则插入到相应的红黑树中，并根据ip地址整型数值大小按红黑树规则排序；
13、ipv6root[256][256]，管理所有ipv6地址，与ipv4root[256][256]使用方式相同，以ipv6地址整型数值的后两个字节为数组下标；
14、iplist[256]，ip地址节点组成的链表数组，管理未分配的ip地址，数组每个元素均为链表头，数组索引为地址段标识，取值0～255，地址段标识相同的ip地址插入同一条链表，iplist[0]～iplist[127]为ipv4地址链表，iplist[128]～iplist[255]为ipv6地址链表；
15、ipuselist[256]，ip地址节点组成的链表数组，管理已分配的ip地址，使用方式与iplist[256]相同；
16、ip资源管理结构管理所有的ip地址节点。
17、所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ip地址节点以结构体形式存储，结构体参数如下：
18、rbnode，红黑树节点，根据ip类型为ipv4或ipv6，来关联ip资源管理结构中根节点为ipv4root[x][y]或ipv6root[x][y]的红黑树，其中x、y分别为ip地址整型数值的后两个字节数值；
19、lstnode，链表节点，根据分配状态为未分配或已分配，来关联ip资源管理结构中空闲地址链表iplist[rangeid]或已分配地址链表ipuselist[rangeid]，其中rangeid为地址段标识；
20、keyip，ip地址信息，包括ip类型、ipv4地址或ipv6地址，ip类型指ipv4或ipv6；
21、rangeid，地址段标识，用于链表数组的索引，取值0～255，0～127用于ipv4地址段，128～255用于ipv6地址段，和ip网段配置表保持一致；
22、useflag，指代该ip地址是否被分配，0代表未分配，1代表已分配；
23、每个ip地址节点都被ip资源管理结构所管理。
24、所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ip资源管理结构的构建如下：
25、keyip保存ip地址类型和ip地址，根据ip网段表的ip地址段标识值所处的范围可以获知ip类型；
26、rangeid保存ip网段表对应的地址段标识值；
27、useflag赋值为0，代表未分配；
28、rbnode以ip地址整型数值比较大小，根据红黑树规则加入到ip资源管理结构的以ipv4root[x][y]或ipv6root[x][y]为根节点的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述本地配置表由网管数据库统一管理，或者由SMF网元本地配置文件管理，包括UE IP地址段表和IP网段表。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述UE IP地址段表以切片名称、数据网络名称、UPF标识为关键字，索引UE IP地址段信息，根据组网需求，针对切片名称、数据网络名称、UPF标识的不同组合，配置相应的IP地址段标识，地址段标识通过IP网段表来索引到相应的网段信息，IP地址段标识配一个或者多个。
4.根据权利要求2所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述IP网段表以IP地址段标识为关键字，索引IP网段信息，IP地址段标识通过取值范围来划分IPv4地址段与IPv6地址段，0～127用于IPv4地址段，128～255用于IPv6地址段；配置IPv4地址段时，IPMASK携带IPv4首地址和子网掩码，配置
5.根据权利要求1所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述IP资源管理结构是SMF管理用户地址池的总数据结构，以结构体形式存储，结构体参数如下：
6.根据权利要求1或5所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述IP地址节点以结构体形式存储，结构体参数如下：RbNode，红黑树节点，根据IP类型为IPv4或IPv6，来关联IP资源管理结构中根节点为IPv4Root[x][y]或IPv6Root[x][y]的红黑树，其中x、y分别为IP地址整型数值的后两个字节数值；
7.根据权利要求1所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述IP资源管理结构的构建如下：
8.根据权利要求1所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述会话创建过程如下：
9.根据权利要求1所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述会话释放过程如下：
10.根据权利要求1所述的一种基于5G核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述IP地址节点查找利用红黑树来完成，树的根节点管理区分IPv4和IPv6地址，并分别扩展为256*256棵树，取IP地址整型数值的后两个字节数值作为数组索引；同一网段的IP，如果规划的IPv4子网掩码长度大于16或者IPv6前缀长度大于112的情况下，形成的IP地址均分布在不同的树下；所述IP地址节点插入和删除利用链表来完成，两个链表数组分别管理未分配的IP地址和已分配的IP地址，数组索引为地址段标识RangeId；会话创建时选定地址段后，直接取IPList[RangeId]的第一个IP地址节点，将该IP地址节点的LstNode从IPList[RangeId]中删除，插入到IPUseList[RangeId]链表尾；会话释放时以会话上下文中的IP地址值为索引，通过相应红黑树查找到IP地址节点后，根据IP地址节点的地址段标识即可获知需要操作的链表，将IP地址节点的LstNode从IPUseList[RangeId]中删除，插入到IPList[RangeId]链表尾，下一轮动态UE IP分配从IPList[RangeId]链表中取第一个IP地址节点，确保IP地址的充分循环利用，避免5G网络环境或无线环境较差时会话释放相关的信令传输丢失带来的UE IP地址冲突。
...【技术特征摘要】
1.一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述本地配置表由网管数据库统一管理，或者由smf网元本地配置文件管理，包括ue ip地址段表和ip网段表。
3.根据权利要求2所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ue ip地址段表以切片名称、数据网络名称、upf标识为关键字，索引ue ip地址段信息，根据组网需求，针对切片名称、数据网络名称、upf标识的不同组合，配置相应的ip地址段标识，地址段标识通过ip网段表来索引到相应的网段信息，ip地址段标识配一个或者多个。
4.根据权利要求2所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ip网段表以ip地址段标识为关键字，索引ip网段信息，ip地址段标识通过取值范围来划分ipv4地址段与ipv6地址段，0～127用于ipv4地址段，128～255用于ipv6地址段；配置ipv4地址段时，ipmask携带ipv4首地址和子网掩码，配置ipv6地址段时，ipmask携带ipv6首地址和前缀长度；不同的地址段标识划分的ip网段不可重叠。
5.根据权利要求1所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ip资源管理结构是smf管理用户地址池的总数据结构，以结构体形式存储，结构体参数如下：
6.根据权利要求1或5所述的一种基于5g核心网本地配置的用户地址池资源管理方法，其特征在于所述ip地址节点以结构体形式存储，结构体参数如下：rbnode，红黑树节点，根据ip类型为ipv4或ipv6，来关联ip资源管理结构中根节点为ipv4root[x][y]或ipv6root[x][y]的红黑树，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小琴，朱达宇，徐蕾，赵耀华，
申请(专利权)人：东方通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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