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报文传输方法、用户面功能、SMF及通信设备与流程

2022-07-10 12:16:44 来源:中国专利 TAG:

报文传输方法、用户面功能、smf及通信设备
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域,尤其涉及报文传输方法、用户面功能、smf及通信设备。


背景技术:

2.在基于第六版互联网协议数据平面的分段路由(segment routing over ipv6 data plane,srv6)研究中,引入n9(用户面功能与用户面功能之间)支持srv6机制。
3.相关技术中,为了最小化对现有用户面功能的能力影响,srv6机制的设计遵从通用分组无线服务隧道协议-用户面(general packet radio service tunneling protocol-user plane,gtp-u)的隧道机制,即隧道是逐跳配置的。因此,目前两个用户面功能之间都是独立的一跳,导致报文传输的复杂度较高。


技术实现要素:

4.本发明实施例提供报文传输方法、用户面功能、smf及通信设备,以解决现有报文传输复杂度较高的问题。
5.为解决上述技术问题,本发明是这样实现的:
6.第一方面,本发明实施例提供了一种报文传输方法,由第一用户面功能执行,所述第一用户面功能为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数;所述方法包括:
7.接收会话管理功能smf发送的互联网协议ip头增强报文构建规则;
8.根据所述ip头增强报文构建规则,生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址;
9.发送所述第一ip头增强报文。
10.第二方面,本发明实施例提供了一种报文传输方法,由第二用户面功能执行,所述第二用户面功能为核心网用户面转发路径中的报文到达的第i个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数,i为大于1,且小于n的整数;所述方法包括:
11.接收所述核心网用户面转发路径中的第i-1个用户面功能发送的第二ip头增强报文,所述第二ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径中位于所述第i-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
12.根据所述第二ip头增强报文,生成第三ip头增强报文,所述第三ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径位于所述第i个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
13.发送所述第三ip头增强报文。
14.第三方面,本发明实施例提供了一种报文传输方法,由第三用户面功能执行,所述第三用户面功能为核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数;所述方法包括:
15.接收所述核心网用户面转发路径中的第n-1个用户面功能发送的第四ip头增强报文,所述第四ip头增强报文的分段地址列表包括所述用户面功能转发路径中位于所述第n-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
16.根据所述第四ip头增强报文,生成目标报文;
17.向目标网络发送所述目标报文;
18.其中,在所述目标报文为ip报文的情况下,所述目标网络为数据网络,在所述目标报文为gtp-u报文的情况下,所述目标网络为无线接入网络。
19.第四方面,本发明实施例提供了一种报文传输方法,由smf执行,所述方法包括:
20.根据终端的位置信息、网络策略、网络切片标识和数据网络名中的至少一项,确定与所述第一终端相关的核心网用户面转发路径,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数;
21.向第一用户面功能发送ip头增强报文构建规则,所述ip头增强报文构建规则用于生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,所述第一用户面功能为所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能。
22.第五方面,本发明实施例提供了一种所述用户面功能为第一用户面功能,所述第一用户面功能为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数;所述用户面功能包括:
23.第一收发器,用于接收会话管理功能smf发送的互联网协议ip头增强报文构建规则;
24.第一处理器,用于根据所述ip头增强报文构建规则,生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址;
25.所述第一收发器,还用于发送所述第一ip头增强报文。
26.第六方面,本发明实施例提供了一种所述用户面功能为第二用户面功能,所述第二用户面功能为核心网用户面转发路径中的报文到达的第i个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数,i为大于1,且小于n的整数;所述用户面功能包括:
27.第二收发器,用于接收所述核心网用户面转发路径中的第i-1个用户面功能发送的第二ip头增强报文,所述第二ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径中位于所述第i-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
28.第二处理器,用于根据所述第二ip头增强报文,生成第三ip头增强报文,所述第三ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径位于所述第i个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
29.所述第二收发器,用于发送所述第三ip头增强报文。
30.第七方面,本发明实施例提供了一种所述用户面功能为第三用户面功能,所述第三用户面功能为核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数;所述用户面功能包括:
31.第三收发器,用于接收所述核心网用户面转发路径中的第n-1个用户面功能发送
的第四ip头增强报文,所述第四ip头增强报文的分段地址列表包括所述用户面功能转发路径中位于所述第n-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
32.第三处理器,用于根据所述第四ip头增强报文,生成目标报文;
33.所述第三收发器,用于向目标网络发送所述目标报文;
34.其中,在所述目标报文为ip报文的情况下,所述目标网络为数据网络,在所述目标报文为gtp-u报文的情况下,所述目标网络为无线接入网络。
35.第八方面,本发明实施例提供了一种smf,所述smf包括:
36.第四处理器,用于根据终端的位置信息、网络策略、网络切片标识和数据网络名中的至少一项,确定与所述第一终端相关的核心网用户面转发路径,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数;
37.第四收发器,用于向第一用户面功能发送ip头增强报文构建规则,所述ip头增强报文构建规则用于生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,所述第一用户面功能为所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能。
38.第九方面,本发明实施例提供了一种通信设备,包括处理器,存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面、第二方面、第三方面或第四方面所述的方法的步骤。
39.第十方面,本发明实施例提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面、第二方面、第三方面或第四方面所述的方法的步骤。
40.本发明实施例中,smf在确定核心网用户面转发路径之后,向所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能发送基于所述核心网用户面转发路径确定的ip头增强报文构建规则。这样,第一个用户面功能可以生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,并将生成的ip头增强报文传递给下一个用户面功能。下一个用户面功能在接收到ip头增强报文后,可以确定其是否为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能,若否,则可以根据接收到的ip头增强报文,生成新的ip头增强报文,并将生成的新的ip头增强报文传递给下一个用户面功能;若是,则可以将ip头增强报文重构为目标报文,发送给目标网络。可见,本发明实施例打破了逐跳隧道机制,核心网用户面转发路径中的每个用户面功能均可以基于获取到的ip头增强报文明确报文的下一个接收方,从而可以降低报文传输的复杂度。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本发明实施例可应用的一种网络系统的结构图;
43.图2是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之一;
44.图3是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之二;
45.图4是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之三;
46.图5是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之四;
47.图6是本发明实施例提供的报文传输的示意图之一;
48.图7是本发明实施例提供的报文传输的示意图之二;
49.图8是本发明实施例提供的用户面功能的结构图之一;
50.图9是本发明实施例提供的用户面功能的结构图之二;
51.图10是本发明实施例提供的用户面功能的结构图之三;
52.图11是本发明实施例提供的smf的结构图;
53.图12是本发明实施例提供的通信设备的结构图。
具体实施方式
54.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
55.请参见图1,图1是本发明实施例可应用的一种网络系统的结构图。如图1所示,包括无线接入网络(radio access network,ran)、核心网用户面转发路径、数据网络(data network,dn)和会话管理功能(session management function,smf)。
56.核心网用户面转发路径包括不少于两个用户面功能,核心网用户面转发路径中的用户面功能之间可以进行通信,传输互联网协议(internet protocol,ip)头增强报文。在本发明实施例中,可以基于用户面功能接收报文的先后顺序,,即基于报文到达用户面功能的顺序,确定核心网用户面转发路径中用户面功能的先后顺序。如:对于核心网用户面转发路径中第一个接收到报文的用户面功能,即核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,可以称为核心网用户面转发路径中的第一个用户面功能;对于核心网用户面转发路径中最后一个接收到报文的用户面功能,即核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能,可以称为核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能;核心网用户面转发路径中的其他用户面功能可以称为中间用户面功能。可以理解的是,在核心网用户面转发路径中仅包括两个用户面功能的情况下,核心网用户面转发路径中不存在中间用户面功能。
57.在实际应用中,核心网用户面转发路径可以为:上行核心网用户面转发路径,用于完成上行数据包的传输;或,下行核心网用户面转发路径,用于完成下行数据包的传输,具体说明如下:
58.对于上行核心网用户面转发路径,核心网用户面转发路径中报文到达的第一个upf可以与ran通信,接收ran发送的gtp-u报文,ran发送的上行报文gtp-u报文基于终端发送的上行数据包生成;在接收到gtp-u报文后,可以通过根据gtp-u报文,生成ip头增强报文,发送ip头增强报文。中间upf可以用于根据接收到的ip头增强报文,生成新的ip头增强报文,并发送新的ip头增强报文。最后一个upf可以与dn通信,用于根据接收到的ip头增强报文,生成ip报文,并将ip报文发送至dn,完成上行数据包的传输。
59.对于下行核心网用户面转发路径,核心网用户面转发路径中报文到达的第一个upf可以与dn通信,接收dn发送的ip报文,在接收到ip报文后,可以通过根据ip报文,生成ip头增强报文,并发送ip头增强报文。中间upf可以用于根据接收到的ip头增强报文,生成新的ip头增强报文,并发送新的ip头增强报文。最后一个upf可以与ran通信,用于根据接收到的ip头增强报文,生成gtp-u报文,并将gtp-u报文发送至ran,进而通过ran基于gtp-u报文向终端发送下行数据包,完成下行数据包的传输。
60.smf可以用于确定核心网用户面转发路径、ip头增强报文构建规则和gtp-u报文构建规则。smf可以但不仅限于与核心网用户面转发路径中报文到达的第一个upf和最后一个upf通信,用于向第一个upf发送ip头增强报文构建规则,向下行核心网用户面转发路径中的最后一个upf发送gtp-u报文构建规则。
61.在本发明实施例中,smf也可称作控制面功能。ip头增强报文,也可以称为分段路由(segment routing,sr)报文。终端也可称作用户设备(user equipment,ue)。upf与ran通信可理解为:upf与ran中的网络设备通信;upf与dn通信可以理解为:upf与dn中的网络设备通信。
62.在第五代(5
th generation,5g)通信制式中,用户面功能可以称为upf,在其他通信制式中,用户面功能可以称为其他,具体可基于通信协议约定,本发明实施例对此不做限定。为方便描述,以下将用户面功能简称为upf进行示例说明,但并不因此限制用户面功能的称呼。upf也可称作upf模块、数据面处理节点、sr节点、upf功能单元或upf节点。
63.upf可以包括但不限于以下至少一项功能:
64.分组过滤(packet filter)功能,用于将不同报文分配到对应的flow(流)里面并打上服务质量流标识(qos flow id,qfi)值;
65.服务质量(quality of service,qos)控制模块,用于处理不同qfi的业务流,进行不同qos控制;
66.协议数据单元会话锚点(pdu session anchor psa)upf,用于计费和层指示(layer indicator,li);
67.网络地址转换(network address translation,nat)功能;
68.深度包检测(deep packet inspection,dpi)功能;
69.域名系统(domain name system,dns)解析器(resolver)功能。
70.以下对本发明实施例的报文传输方法进行说明。
71.参见图2,图2是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之一。图2所示的报文传输方法由第一用户面功能执行,所述第一用户面功能为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数。
72.如图2所示,由核心网用户面转发路径中报文到达的第一个upf执行的报文传输方法可以包括以下步骤:
73.步骤201、接收会话管理功能smf发送的ip头增强报文构建规则。
74.具体实现时,smf可以在会话建立过程中向所述第一用户面功能发送所述ip头增强报文构建规则,也可以基于请求所述第一用户面功能的请求向所述第一用户面功能发送所述ip头增强报文构建规则,具体可根据实际情况决定,本发明实施例对此不做限定。
75.步骤202、根据所述ip头增强报文构建规则,生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址。
76.具体实现时,所述ip头增强报文构建规则可以包括所述核心网用户面转发路径,且可以用于指示第一用户面功能在生成的ip头增强报文时,在ip头增强报文的分段地址列表(segment list)中包括所述n个用户面功能中位于所述第一用户面功能之后的所有用户面功能的地址。
77.进一步地,所述ip头增强报文构建规则可以用于指示分段地址列表中的用户面功能地址按照用户面功能接收报文的先后顺序依次排序,如:所述核心网用户面转发路径中的第二个用户面功能的地址可以为分段地址列表中的第一个用户面功能地址,或,最后一个用户面功能地址。
78.这样,所述第一用户面功能在获取到所述ip头增强报文构建规则后,可以根据所述ip头增强报文构建规则,生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址。
79.为方便理解,示例说明如下:
80.假设所述ip头增强报文构建规则包括的核心网用户面转发路径为用户面功能1

用户面功能2

用户面功能3,即用户面功能1为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,用户面功能2为核心网用户面转发路径中报文到达的第二个用户面功能,用户面功能3为核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能。
81.那么,所述第一用户面功能基于该ip头增强报文构建规则生成的ip头增强报文可以包括:用户面功能2的地址,以及用户面功能3的地址。
82.步骤203、发送所述第一ip头增强报文。
83.具体实现时,所述第一用户面功能可以向所述核心网用户面转发路径中的第二个用户面功能发送所述第一ip头增强报文,也可以向所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能发送所述第一ip头增强报文,具体可根据实际情况决定,本发明实施例对此不做限定。
84.在本发明实施例中,所述核心网用户面转发路径中报文到达的第二个用户面功能接收到所述第一ip头增强报文之后,可以根据所述第一ip头增强报文中包括的用户面功能地址,确定其是否为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能。
85.若是,则在所述核心网用户面转发路径中的第二个用户面功能在所述核心网用户面转发路径为上行核心网用户面转发路径的情况下,可以根据所述第一ip头增强报文,生成ip报文,并将ip报文发送至dn;在所述核心网用户面转发路径为下行核心网用户面转发路径的情况下,可以根据所述第一ip头增强报文,生成gtp-u报文,并将gtp-u报文发送至ran。
86.若否,则所述核心网用户面转发路径中的第二个用户面功能可根据所述所述第一ip头增强报文,生成新的ip头增强报文,并将新的ip头增强报文发送至下一个用户面功能,以此类推,直至完成上行数据包或下行数据包的传输。
87.本发明实施例中,smf在确定核心网用户面转发路径之后,向所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能发送基于所述核心网用户面转发路径确定的ip头
增强报文构建规则。这样,第一个用户面功能可以生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,并将生成的ip头增强报文传递给下一个用户面功能。下一个用户面功能在接收到ip头增强报文后,可以确定其是否为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能,若否,则可以根据接收到的ip头增强报文,生成新的ip头增强报文,并将生成的新的ip头增强报文传递给下一个用户面功能;若是,则可以将ip头增强报文重构为目标报文,发送给目标网络。可见,本发明实施例打破了逐跳隧道机制,核心网用户面转发路径中的每个用户面功能均可以基于获取到的ip头增强报文明确报文的下一个接收方,从而可以降低报文传输的复杂度。另外,可以减少核心网用户面转发路径中的用户面功能与smf的交互,从而可以降低信令开销。
88.在本发明实施例中,所述ip头增强报文构建规则还可以用于指示:
89.将ip头增强报文的ip头中的源地址(source address,sa)设置为所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能的地址,目的地址(destination address,da)设置为所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址;
90.在ip头增强报文的分段地址列表中至少所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址,填充所述核心网用户面转发路径对应的业务链的隧道端点标识(tunnel endpoint identification,teid)。
91.具体实现时,第一实现方式中,teid可以仅填充在分段地址列表包括的所述核心网用户面转发路径中报文到达最后一个用户面功能的地址中。第二实现方式中,teid可以填充在分段地址列表包括的每个地址中。进一步地,所述ip头增强报文构建规则还可以用于指示:
92.在ip头增强报文的源地址和/或目的地址,填充所述核心网用户面转发路径对应的teid。
93.在实际应用中,teid可以填充在地址的后64位中,但不仅限于此。
94.由前述内容可知,对于上行核心网用户面转发路径,第一个用户面功能交互的是ran;而对于下行核心网用户面转发路径,第一个用户面功能交互的是dn。由于上行核心网用户面转发路径和下行核心网用户面转发路径的第一个用户面功能交互的网络不同,可能会导致上行核心网用户面转发路径和下行核心网用户面转发路径第一个用户面功能执行的动作不同,具体说明如下:
95.一、对于上行核心网用户面转发路径。
96.可选的,所述根据所述ip头增强报文构建规则,生成第一ip头增强报文,包括:
97.接收无线接入网ran发送的通用分组无线服务隧道协议-用户面gtp-u报文;
98.根据所述ip头增强报文构建规则和所述gtp-u报文,执行第一操作,得到第一ip头增强报文,所述第一操作包括:
99.生成ip头增强报文头,所述ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述第一用户面功能的地址,所述目的地址为所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址,所述分段地址列表包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址;
100.删除所述gtp-u报文中的gtp-u层。
101.在本可选实施方式中,所述第一用户面功能与ran交互,接收ran发送的gtp-u报文。因此,本可选实施方式中的所述第一ip头增强报文可以根据所述ip头增强报文构建规则和所述gtp-u报文得到。
102.所述第一ip头增强报文可以依次包括:
103.ip头增强报文头,该ip头增强报文头包括sa、da和分段地址列表,sa为所述第一用户面功能的地址,da为所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址,分段地址列表包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址;
104.承载内容(payload),也可以称作协议数据单元(protocol data unit,pdu),为终端发送的上行数据包。
105.为方便理解,示例说明如下:
106.假设所述ip头增强报文构建规则包括的上行核心网用户面转发路径为用户面功能1

用户面功能2

用户面功能3,即用户面功能1为上行核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,用户面功能2为上行核心网用户面转发路径中报文到达的第二个用户面功能,用户面功能3为上行核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能。
107.那么,所述第一ip头增强报文包括可以依次包括:
108.ip头增强报文头,ip头增强报文头包括的sa为用户面功能1的地址,da为用户面功能3的地址,分段地址列表包括用户面功能2的地址及用户面功能3的地址;
109.payload。
110.这样,所述第一用户面功能的下一个用户面功能在接收到所述第一ip头增强报文之后,可以直接基于ip头确定其是否为所述核心网用户面转发路径的最后一个用户面功能,从而可以提高确定速率。另外,可以确定业务链对应的隧道,采用隧道机制传输报文,从而可以提高报文传输的可靠性。
111.二、对于下行核心网用户面转发路径。
112.可选的,所述根据所述ip头增强报文构建规则,生成第一ip头增强报文,包括:
113.接收数据网络发送的ip报文;
114.确定所述ip报文对应的隧道端点标识teid;
115.根据所述ip头增强报文构建规则和所述ip报文,执行第二操作,得到第一ip头增强报文,所述第二操作,包括:
116.生成ip头增强报文头,所述ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述第一用户面功能的地址,所述目的地址为所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址,所述分段地址列表包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,所述分段地址列表中至少所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址填充有所述teid。
117.在本可选实施方式中,所述第一用户面功能与dn交互,接收dn发送的ip报文,以及所述ip报文对应的第二teid。因此,本可选实施方式中的所述第一ip头增强报文可以根据所述ip头增强报文构建规则和所述ip报文得到。
118.所述第一ip头增强报文可以依次包括:
119.ip头增强报文头,该ip头增强报文头包括sa、da和分段地址列表,sa为所述第一用户面功能的地址,da为所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址,分段地址列表包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,分段地址列表中至少所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址填充有所述teid;
120.payload,为dn发送的下行数据包。
121.为方便理解,示例说明如下:
122.假设所述ip头增强报文构建规则包括的下行核心网用户面转发路径为用户面功能3

用户面功能2

用户面功能1,即用户面功能3为上行核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,用户面功能2为上行核心网用户面转发路径中报文到达的第二个用户面功能,用户面功能1为上行核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能。
123.那么,所述第一sr包括可以依次包括:
124.ip头增强报文头,ip头增强报文头包括的sa为用户面功能3的地址,da为用户面功能1的地址,分段地址列表包括用户面功能2的地址及用户面功能1的地址,可选的,分段地址列表中的用户面功能1的地址填充有teid;
125.payload。
126.这样,一方面,所述第一用户面功能的下一个用户面功能在接收到所述第一ip头增强报文之后,可以直接基于ip头确定其是否为所述核心网用户面转发路径的最后一个用户面功能,从而可以提高确定速率。另一方面,填充在分段地址列表中的teid可以帮助ran确定业务链对应的隧道,采用隧道机制传输报文,从而可以提高报文传输的可靠性。另外,可以确定业务链对应的隧道,采用隧道机制传输报文,从而可以提高报文传输的可靠性。
127.参见图3,图3是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之二。图2所示的报文传输方法由第二用户面功能执行,所述第二用户面功能为核心网用户面转发路径中的第i个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数,i为大于1,且小于n的整数。可以理解的是,所述第二用户面功能为核心网用户面转发路径中的任一中间用户面功能。
128.如图3所示,由核心网用户面转发路径中的中间用户面功能执行的报文传输方法可以包括以下步骤:
129.步骤301、接收所述核心网用户面转发路径中的第i-1个用户面功能发送的第二ip头增强报文,所述第二ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径中位于所述第i-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址。
130.可以理解的是,在所述第二用户面功能为核心网用户面转发路径中的第一个中间用户面功能,即核心网用户面转发路径中报文到达的第二个用户面功能的情况下,所述第i-1个用户面功能即为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,即图2方法实施例中的第一用户面功能。在此情况下,所述第二ip头增强报文即为图2方法实施例中的第一ip头增强报文,即所述第i-1个用户面功能可以采用图2方法实施例的方式生成ip头增强报文。
131.在所述第二用户面功能为核心网用户面转发路径中的其他中间用户面功能的情
况下,所述第i-1个用户面功能也为核心网用户面转发路径中的中间用户面功能。在此情况下,所述第i-1个用户面功能可以采用图3方法实施例的方式生成ip头增强报文。
132.为方便理解,示例说明如下:
133.假设所述ip头增强报文构建规则包括的核心网用户面转发路径为用户面功能1

用户面功能2

用户面功能4

用户面功能3,即用户面功能1为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,用户面功能2为核心网用户面转发路径中报文到达的第二个用户面功能,用户面功能4为核心网用户面转发路径中报文到达的第三个用户面功能,用户面功能4为核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能。
134.同时假设所述第二用户面功能为用户面功能4,那么,所述第i-1个用户面功能为用户面功能2。在此情况下,所述第二ip头增强报文的分段地址列表包括:用户面功能4的地址,以及用户面功能3的地址。
135.步骤302、根据所述第二ip头增强报文,生成第三ip头增强报文,所述第三ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径位于所述第i个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址。
136.具体实现时,可以通过删除所述第二ip头增强报文的分段地址列表的所述第二用户面功能的地址得到。如:在上述示例中,所述第二ip头增强报文的分段地址列表包括:用户面功能4的地址,以及用户面功能3的地址,那么,所述第三ip头增强报文的分段地址列表包括:用户面功能3的地址。
137.步骤303、发送所述第三ip头增强报文。
138.具体实现时,可以向所述核心网用户面转发路径中的第i 1个用户面功能发送所述第三ip头增强报文,也可以向所述核心网用户面转发路径中的其他所有用户面功能发送所述第三ip头增强报文,具体可根据实际情况决定,本发明实施例对此不做限定。
139.在本发明实施例中,所述核心网用户面转发路径中的第i 1个用户面功能接收到所述第三ip头增强报文之后,可以根据所述第三ip头增强报文中包括的分段地址列表,确定其是否为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能。
140.若是,则在所述核心网用户面转发路径中的第i 1个用户面功能在所述核心网用户面转发路径为上行核心网用户面转发路径的情况下,可以根据所述第三ip头增强报文,生成到ip报文,并将ip报文发送至dn;在所述核心网用户面转发路径为下行核心网用户面转发路径的情况下,可以根据所述第三ip头增强报文,生成gtp-u报文,并将gtp-u报文发送至ran。
141.若否,所述核心网用户面转发路径中的第i 1个用户面功能可以根据所述第三ip头增强报文,得到新的ip头增强报文,并将新的ip头增强报文发送至下一个用户面功能,以此类推,直至完成上行数据包或下行数据包的传输。
142.本发明实施例中,核心网用户面转发路径中的中间用户面功能在接收到ip头增强报文后,可以基于ip头增强报文中的分段地址列表确定其是否为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能,若否,则可以根据接收到的ip头增强报文,生成新的ip头增强报文,并发送生成的新的ip头增强报文,若是,则可以根据ip头增强报文,生成目标报文,发送给目标网络。可见,本发明实施例打破了逐跳隧道机制,核心网用户面转发路径中的中间用户面功能均可以基于获取到的ip头增强报文明确报文的下一个接收方,无需与smf交互,
从而可降低报文传输的复杂度,并降低信令开销。
143.可选的,所述第二ip头增强报文和所述第三ip头增强报文满足:ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述用户面功能转发路径中报文到达的第一个用户面功能的地址,所述目的地址为所述用户面功能转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址。
144.进一步地,所述分段地址列表中至少所述最后一个用户面功能的地址填充有ip报文对应的teid。
145.在本可选实施方式中,核心网用户面转发路径中的中间用户面功能接收到的ip头增强报文,以及生成的ip头增强报文,其均满足:ip头增强报文头的sa均为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能的地址,da均为核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址。这样,核心网用户面转发路径中的除第一个用户面功能之外的每个用户面功能在接收到ip头增强报文之后,可以直接基于ip头确定其是否为所述核心网用户面转发路径的最后一个用户面功能,从而可以提高确定速率。
146.另外,teid至少可以填充在分段列表包括的所述核心网用户面转发路径的最后一个用户面功能的地址中。这样,可以确定业务链对应的隧道,采用隧道机制传输报文,从而可以提高报文传输的可靠性。
147.参见图4,图4是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之三。图4所示的报文传输方法由第三用户面功能执行,所述第三用户面功能为核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数。
148.如图4所示,由核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能执行的报文传输方法可以包括以下步骤:
149.步骤401、接收所述核心网用户面转发路径中的第n-1个用户面功能发送的第四ip头增强报文,所述第四ip头增强报文的分段地址列表包括所述用户面功能转发路径中位于所述第n-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址。
150.可以理解的是,在n等于2的情况下,所述第n-1个udf即为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,即图2方法实施例中的第一用户面功能。在此情况下,所述第四ip头增强报文即为图2方法实施例中的第一ip头增强报文,即所述第n-1个用户面功能可以采用图2方法实施例的方式生成ip头增强报文。
151.在n大于2的情况下,所述第n-1个用户面功能为核心网用户面转发路径中的中间用户面功能。在此情况下,所述第n-1个用户面功能可采用图3方法实施例的方式生成ip头增强报文。
152.步骤402根据所述第四ip头增强报文,生成目标报文。
153.具体实现时,所述目标报文可以为ip报文或gtp-u报文,具体可根据核心网用户面转发路径的表现形式决定。
154.在核心网用户面转发路径为上行核心网用户面转发路径的情况下,所述目标报文为ip报文;在核心网用户面转发路径为下行核心网用户面转发路径的情况下,所述目标报文为gtp-u报文。
155.步骤403、向目标网络发送所述目标报文。
156.具体实现时,所述目标网络可以为dn或ran,具体可根据核心网用户面转发路径的
表现形式决定。其中,在所述目标报文为ip报文的情况下,所述目标网络为dn,在所述目标报文为gtp-u报文的情况下,所述目标网络为ran。
157.在本发明实施例中,最后一个用户面功能在接收到ip头增强报文后,可以将ip头增强报文重构为目标报文,发送给目标网络。可见,本发明实施例打破了逐跳隧道机制,从而可以降低报文传输的复杂度,以及降低信令开销。
158.可选的,所述第四ip头增强报文满足:
159.所述第四ip头增强报文满足:ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能的地址,所述目的地址为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能的地址。
160.进一步地,所述分段地址列表中至少所述最后一个用户面功能的地址填充有ip报文对应的teid。
161.在本可选实施方式中,第三用户面功能接收到的ip头增强报文满足:ip头增强报文头的sa为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能的地址,da为核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能的地址。这样,核心网用户面转发路径中的除第一个用户面功能之外的每个用户面功能在接收到ip头增强报文之后,可以直接基于ip头确定其是否为所述核心网用户面转发路径的最后一个用户面功能,从而可以提高确定速率。
162.另外,teid至少可以填充在分段列表包括的所述核心网用户面转发路径的最后一个用户面功能的地址中。这样,可以确定业务链对应的隧道,采用隧道机制传输报文,从而可以提高报文传输的可靠性。
163.由前述内容可知,对于上行核心网用户面转发路径,最后一个用户面功能交互的是dn;而对于下行核心网用户面转发路径,最后一个用户面功能交互的是ran。由于上行核心网用户面转发路径和下行核心网用户面转发路径的最后一个用户面功能交互的网络不同,可能会导致上行核心网用户面转发路径和下行核心网用户面转发路径最后一个用户面功能执行的动作不同,具体说明如下:
164.一、对于上行核心网用户面转发路径。
165.所述第三用户面功能可以将接收到的ip头增强报文转换为纯ip报文,并向dn发送ip报文。具体实现时,可以删除接收到的ip头增强报文中的ip头增强报文头,ip报文可以仅包括payload。当然,在其他实施方式中,ip报文还可以包括除payload之外的其他信息,具体可根据实际需求决定,本发明实施例对此不做限定。
166.二、对于下行核心网用户面转发路径。
167.可选的,所述根据所述第四ip头增强报文,生成目标报文,包括:
168.接收smf发送的gtp-u报文构建规则;
169.根据所述gtp-u报文构建规则和所述第四ip头增强报文,执行第三操作,得到目标报文,所述第三操作包括:
170.生成gtp-u报文头,所述gtp-u报文头包括源地址和目的地址,所述源地址为所述第三用户面功能的地址,所述目的地址为所述ran的地址;
171.添加gtp-u层,所述gtp-u层包括从所述第四ip头增强报文的ip头增强报文头的地址中提取出来的teid;
172.删除所述ip头增强报文头。
173.具体实现时,smf可以在会话建立过程中向所述第三用户面功能发送所述ip头增强报文构建规则,也可以基于请求所述第三用户面功能的请求向所述第三用户面功能发送所述ip头增强报文构建规则,具体可根据实际情况决定,本发明实施例对此不做限定。
174.在本发明实施例中,所述gtp-u报文构建规则可以用于指示:
175.将gtp-u报文头中的sa设置为核心网用户面转发路径中的最后一个udf的地址,da设置为ran的地址;
176.在gtp-u层中携带teid。
177.这样,所述第三用户面功能在接收到所述gtp-u报文构建规则后,可以根据所述gtp-u报文构建规则和所述第四ip头增强报文,得到gtp-u报文。
178.gtp-u报文可以依次包括:
179.gtp-u报文头,gtp-u报文头包括的sa为核心网用户面转发路径中的最后一个udf的地址,da为ran的地址;
180.gtp-u层,gtp-u层包括teid;
181.payload,为dn发送的下行数据包。
182.为方便理解,示例说明如下:
183.假设所述ip头增强报文构建规则包括的下行核心网用户面转发路径为用户面功能3

用户面功能2

用户面功能1,即用户面功能3为上行核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,用户面功能2为上行核心网用户面转发路径中报文到达的第二个用户面功能,用户面功能1为上行核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能。
184.那么,gtp-u报文包括可以依次包括:
185.gtp-u报文头,gtp-u报文头包括的sa为用户面功能1的地址,da为ran的地址;
186.gtp-u层,gtp-u层包括teid;
187.payload。
188.参见图5,图5是本发明实施例提供的报文传输方法的流程图之四。图5所示的报文传输方法由smf执行。
189.如图5所示,由smf执行的报文传输方法可以包括以下步骤:
190.步骤501、根据终端的位置信息、网络策略、网络切片标识和数据网络名中的至少一项,确定与所述第一终端相关的核心网用户面转发路径,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数。
191.具体实现时,smf获取上述各项信息的方式可以不同。如:终端的网络切片标识和数据网络名(data network name,dnn)可以由终端发送,进一步地,网络切片标识和dnn可以承载于终端发送的会话建立请求中;终端的位置信息可以由移动管理功能(access and mobility management function,amf)或终端提供;网络策略可以由策略控制功能(policy control function,pcf)提供。
192.终端的网络切片标识和数据网络名dnn可以用于确定核心网用户面转发路径中与dn交互的用户面功能,即上行核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能,或,下行核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能。
193.终端的位置信息可以用于确定定核心网用户面转发路径中与ran交互的用户面功
能,即上行核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,或,下行核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能。
194.网络策略可以用于确定核心网用户面转发路径中的中间用户面功能。
195.在实际应用中,网络切片标识可以表现为单一网络切片选择辅助信息(single network slice selection assistance information,s-nssai);网络策略可以表现为策略与计费控制(policy and charging control,pcc)策略,但不仅限于此。
196.步骤502、向第一用户面功能发送ip头增强报文构建规则,所述ip头增强报文构建规则用于生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,所述第一用户面功能为所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能。
197.需要说明的是,所述ip头增强报文构建规则和所述第一ip头增强报文的相关描述可参见前述描述,此处不再赘述。
198.可选的,在所述核心网用户面转发路径为下行核心网用户面转发路径的情况下,所述方法还包括:
199.向第三用户面功能发送gtp-u报文构建规则,所述gtp-u报文构建规则用于生成gtp-u报文,所述第三用户面功能为核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能。
200.需要说明的是,所述gtp-u报文构建规则和所述gtp-u报文的相关描述可参见前述描述,此处不再赘述。
201.可选的,所述核心网用户面转发路径中的目标用户面功能为距离所述第一终端最近的用户面功能;
202.其中,在所述核心网用户面转发路径为上行核心网用户面转发路径的情况下,所述目标用户面功能为所述核心网用户面转发路径中的第一个用户面功能;
203.在所述核心网用户面转发路径为下行核心网用户面转发路径的情况下,所述目标用户面功能为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能。
204.在本可选实施方式中,可以将距离终端最近的用户面功能确定为核心网用户面转发路径中与ran交互的用户面功能。这样,可以缩短报文传输路径,提高报文传输效率。
205.可选的,所述网络策略由策略控制功能基于以下至少一项生成:应用功能发送的应用标识;应用标识对应的用户面处理需求。
206.具体实现时,应用标识(applicaition identification)可以由应用功能(application function,af)提供,但不仅限于此。
207.进一步地,所述用户面处理需求包括:是否要求报文经过目标功能处理,所述目标功能包括以下至少一项:网络地址转换nat、域名系统dns、服务质量qos、深度包检测dpi。
208.可以理解的是,不同应用标识对应的用户面处理需求可以相同,也可以不同。对于用户面处理需求不同的应用标识,其对应的核心网用户面转发路径的中间用户面功能可不同。
209.在本发明实施例中,终端可以是支持ip头增强报文机制的终端。具体实现时,smf可以根据终端的指示信息或终端的签约信息,确定终端是否支持ip头增强报文机制。也就是说,终端可以指示其支持ip头增强报文机制机制;或,终端的签约信息中可以明确指示其支持ip头增强报文机制机制。
210.需要说明的是,本技术实施例中介绍的多种可选的实施方式,彼此可以相互结合实现,也可以单独实现,对此本技术实施例不作限定。
211.为方便理解,示例说明如下:
212.需要说明的是,在下述示例中,ip机制表现为第六版ip(ipv6)机制;ip头增强报文机制表现为第六版sr(srv6)机制;用户面功能表现为upf;ip头增强报文表现为sr报文。但应理解的是,本发明实施例并不对ip机制和ip头增强报文机制的具体版本进行限制。
213.在本示例中,可以基于通用的ip网络的srv6机制,重构设计移动网络的转发机制。本示例的核心思想是:打破逐跳隧道机制,在第一个upf处,smf负责下发整个的传输路径,即明确路径中的每一跳upf地址。
214.一、smf的功能:
215.1)选择路径:根据ue提供的s-nssai和dnn,明确与dn交互的psaupf模块,即移动网络向互联网的出口;根据ue位置,选择与ran交互的upf模块。
216.2)制定转发规则:smf根据pcc策略,明确应用标识对应的转发路径,制定转发规则,下发给第一个upf模块。应用标识也可以称为数据包流描述(packet flow description,pfd)。
217.3)下发转发规则:smf将控制信令传递给选择的第一个upf,此控制信令包括:针对上行数据和下行数据,给第一个upf发送一个如表1所示的转发路径列表,包括指示后续upf的sr头(sr header)规则。针对下行数据,给最后一个upf发送重构gtp-u报文的规则。
218.表1:应用标识与核心网用户面转发路径
219.应用标识核心网用户面转发路径应用(application)1upf1

upf2

upf3应用2upf1

upf4

upf3
…………
220.二、upf的功能:
221.1)针对上行业务流,第一个upf节点负责去除gtp-u隧道,并构建srv6报文。该srv6报文中包含:报文的目的地址(最后一个upf节点地址),报文的源地址(第一个upf节点地址),srv6 header的长度值sl,srv6 header的一系列后续目的地址信息。在该目的地址和srv6 header的一系列后续目的地址信息中的后64位可用来填充n3隧道的teid值,用来标识该业务链属于哪个隧道。最后一个upf节点负责去掉srv6头和ip头,变为纯ipv6报文。
222.2)针对下行业务流,第一个upf节点负责构建srv6报文,内容同上。最后一个upf节点负责恢复gtp-u报文用来与ran互通,即提取出报文目的地址中的teid信息,构建gtp-u报文。
223.3)upf的数据面处理节点功能可以包括但不限于:packet filter功能-将不同报文分配到对应的flow流里面并打上qfi值;qos控制模块-处理不同qfi的业务流,进行不同qos控制;psaupf-计费和li;nat功能;dpi功能;dns resolver功能;
224.三、转发路径的选择,需要考虑pcf的数据处理策略。即pcf结合af提供的第三方业务信息(例如application id)或签约信息、ue的签约信息等明确转发处理规则,并将该pcc策略(pcc rule)传递给smf。
225.四、业务链架构:smf确定业务需要经过的upf功能单元,并组成相应的业务链。在
报文经过的upf单元中,进行相应的srv6报文头添加和修改操作,遵循srv6技术要求。
226.为方便理解,结合图6说明如下:
227.图6中的上行核心网用户面转发路径包括upf1

upf2

upf3。ran向upf1发送gtp-u报文。upf1生成的srv6报文的sa为upf1的地址,da为upf3的地址;sl=2,分段地址列表依次包括upf3的地址及upf2的地址;payload。upf1向upf2发送其生成的srv6报文。upf2修改接收到的upf1发送的srv6报文,修改后的srv6报文的sa为upf1的地址,da为upf3的地址;sl=1,分段地址列表包括upf3的地址;payload。upf2向upf3发送其生成的srv6报文。upf3接收到upf1发送的srv6报文后,可以仅提取srv6报文中的payload发送给dn。
228.另外,ran可以与接入和移动管理功能(access and mobility management function,amf)交互,upf可以与smf交互。
229.五、会话建立流程。
230.为方便理解,结合图7说明如下:
231.步骤1、af向pcf预配置业务处理策略。
232.业务处理策略可以包括application id和对应的用户面处理要求,例如是否要求数据报文经过nat、dns、qos、dpi等功能处理。pcf收到需求后制定相应的策略控制规则,即pcc策略。
233.步骤2、ue发起会话建立请求。
234.起会话建立请求中可以携带切片id和dnn信息。另外,ue可以指示自己支持srv6传输,或者smf在ue签约中明确ue支持srv6机制传输。
235.步骤3、smf向pcf获取该ue相关的pcc策略。
236.步骤4、smf选择支持srv6机制的upf功能单元,并产生相应的上下行转发规则。
237.针对上行转发,smf根据s-nssai和dnn确定最后一个upf功能单元,根据ue位置确定第一个upf功能单元;下行转发与上行路径一致。
238.步骤5、smf向upf功能下发相应的上下行转发规则。
239.对于上行转发,smf向第一个upf功能单元下发报文重构规则和srv6业务链转发规则。该报文重构规则包括:提取gtp-u隧道中的teid值,删掉gtp-u层。该srv6业务链转发规则包括:ipv6报文的目的地址为最后一个upf功能单元的地址,在srv6 header的segment list里面填充业务链经过的一系列upf功能单元地址;其中报文的目的地址和srv6的segment list中的地址后64位修改为teid值,用于upf功能单元识别所属的隧道。仍然采用隧道机制来进行业务流传输,主要是为了方便移动状态下的下行报文能够正确传输。
240.对于下行转发,smf向第一个upf功能单元即upf2下发srv6报文构建规则,包括把n3下行隧道的teid值发给upf2。smf向最后一个upf功能单元即upf1下发报文报文重构规则,重构gtp-u报文内容。
241.步骤6、smf向ue发送会话建立成功响应。
242.步骤7.1、ue向ran发送上行数据包。
243.步骤7.2、ran根据上行数据包,生成gtp-u报文。
244.步骤7.3、ran向upf功能1发送gtp-u报文。
245.步骤7.4、upf功能1根据gtp-u报文,生成srv6报文。
246.具体实现时,上行报文到达upf1,upf1去掉gtp-u层,提取teid值,构建srv6报文格
式,将提取的teid值填充到srv6目的地址的后64位和sr segment list地址中的后64位。该srv6报文表示了该业务对应业务链的传输路径。
247.步骤8.1、upf功能1向upf功能2发送生成的srv6报文。
248.步骤8.2、upf功能2去掉srv6头,生成ipv6报文。
249.步骤8.3、upf功能3向dn发送ipv6报文。
250.步骤9.1、dn发送ipv6报文。
251.步骤9.2、upf功能2生成srv6报文。
252.具体实现时,upf功能2增加srv6报文头,并填充n3隧道的teid值在目的地址和sr segment list地址的后64位。
253.步骤9.3、upf功能2向upf功能1发送srv6报文。
254.步骤9.4、upf功能1重构srv6报文,得到gtp-u报文。
255.步骤9.5、upf功能1向ran发送gtp-u报文。
256.步骤9.6、ran根据gtp-u报文,得到下行数据包。
257.步骤9.7、ran向ue发送下行数据包。
258.在本发明实施例中,移动网络完全具备srv6转发机制,采用源地址路由方式,可灵活构建转发业务链,最小化upf的功能配置,减少与smf的功能交互,节省信令传输。另外,未来基于srv6的转发机制,smf还可以与传输层软件定义网络(software defined network,sdn)控制器(controller)融合,进行跨域跨层的无缝互通,这样,移动网络不再是构建在承载网上的一层网络,而是与承载网进行融合,简化管理控制机制。
259.参见图8,图8是本实施例提供的用户面功能的结构图之一。图8所示的用户面功能为第一用户面功能,所述第一用户面功能为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数。用户面功能800可以包括:
260.第一收发器801,用于接收会话管理功能smf发送的互联网协议ip头增强报文构建规则;
261.第一处理器802,用于根据所述ip头增强报文构建规则,生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址;
262.所述第一收发器801,还用于发送所述第一ip头增强报文。
263.可选的,所述第一收发器801,还用于接收无线接入网ran发送的通用分组无线服务隧道协议-用户面gtp-u报文;
264.所述第一处理器802,用于根据所述ip头增强报文构建规则和所述gtp-u报文,执行第一操作,得到第一ip头增强报文,所述第一操作包括:
265.生成ip头增强报文头,所述ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述第一用户面功能的地址,所述目的地址为所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址,所述分段地址列表包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址;
266.删除所述gtp-u报文中的gtp-u层。
267.可选的,所述第一收发器801,还用于接收数据网络发送的ip报文;
268.所述第一处理器802,用于:
269.确定所述ip报文对应的隧道端点标识teid;
270.根据所述ip头增强报文构建规则和所述ip报文,执行第二操作,得到第一ip头增强报文,所述第二操作,包括:
271.生成ip头增强报文头,所述ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述第一用户面功能的地址,所述目的地址为所述核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址,所述分段地址列表包括所述n个用户面功能中除所述第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,所述分段地址列表中至少所述最后一个用户面功能的地址填充有所述teid。
272.用户面功能800能够实现本发明方法实施例中核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能能够实现的各个过程,以及达到相同的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
273.参见图9,图9是本实施例提供的用户面功能的结构图之二。图9所示的用户面功能为第二用户面功能,所述第二用户面功能为核心网用户面转发路径中的报文到达的第i个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数,i为大于1,且小于n的整数。用户面功能900可以包括:
274.第二收发器901,用于接收所述核心网用户面转发路径中的第i-1个用户面功能发送的第二ip头增强报文,所述第二ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径中位于所述第i-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
275.第二处理器902,用于根据所述第二ip头增强报文,生成第三ip头增强报文,所述第三ip头增强报文的分段地址列表包括所述核心网用户面转发路径位于所述第i个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
276.所述第二收发器901,用于发送所述第三ip头增强报文。
277.可选的,所述第二ip头增强报文和所述第三ip头增强报文满足:ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述用户面功能转发路径中报文到达的第一个用户面功能的地址,所述目的地址为所述用户面功能转发路径中报文到达的最后一个用户面功能的地址。
278.可选的,所述分段地址列表中至少所述最后一个用户面功能的地址填充有ip报文对应的teid。
279.用户面功能900能够实现本发明方法实施例中核心网用户面转发路径中的中间用户面功能能够实现的各个过程,以及达到相同的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
280.参见图10,图10是本实施例提供的用户面功能的结构图之三。图10所示的用户面功能为第三用户面功能,所述第三用户面功能为核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数。用户面功能1000可以包括:
281.第三收发器1001,用于接收所述核心网用户面转发路径中的第n-1个用户面功能发送的第四ip头增强报文,所述第四ip头增强报文的分段地址列表包括所述用户面功能转发路径中位于所述第n-1个用户面功能之后的所有后续用户面功能的地址;
282.第三处理器1002,用于根据所述第四ip头增强报文,生成目标报文;
283.所述第三收发器1001,用于向目标网络发送所述目标报文;
284.其中,在所述目标报文为ip报文的情况下,所述目标网络为数据网络,在所述目标报文为gtp-u报文的情况下,所述目标网络为无线接入网络。
285.可选的,所述第四ip头增强报文满足:ip头增强报文头包括源地址、目的地址及分段地址列表,所述源地址为所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能的地址,所述目的地址为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能的地址。
286.可选的,所述分段地址列表中至少所述最后一个用户面功能的地址填充有ip报文对应的teid。
287.可选的,在所述目标报文为所述gtp-u报文的情况下,所述第三收发器1001,用于接收smf发送的gtp-u报文构建规则;
288.所述第三处理器1002,用于根据所述gtp-u报文构建规则和所述第四ip头增强报文,执行第三操作,得到目标报文,所述第三操作包括:
289.生成gtp-u报文头,所述gtp-u报文头包括源地址和目的地址,所述源地址为所述第三用户面功能的地址,所述目的地址为所述ran的地址;
290.添加gtp-u层,所述gtp-u层包括从所述第四ip头增强报文的ip头增强报文头的地址中提取出来的teid;
291.删除所述ip头增强报文头。
292.用户面功能1000能够实现本发明方法实施例中核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能能够实现的各个过程,以及达到相同的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
293.参见图11,图11是本实施例提供的smf的结构图。smf1100可以包括:
294.第四处理器1101,用于根据终端的位置信息、网络策略、网络切片标识和数据网络名中的至少一项,确定与所述第一终端相关的核心网用户面转发路径,所述核心网用户面转发路径包括n个用户面功能,n为不小于2的整数;
295.第四收发器1102,用于向第一用户面功能发送ip头增强报文构建规则,所述ip头增强报文构建规则用于生成第一ip头增强报文,所述第一ip头增强报文包括所述n个用户面功能中除第一用户面功能之外的其他所有用户面功能的地址,所述第一用户面功能为所述核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能。
296.可选的,在所述核心网用户面转发路径为下行核心网用户面转发路径的情况下,所述第四收发器1102,还用于:
297.向第三用户面功能发送gtp-u报文构建规则,所述gtp-u报文构建规则用于生成gtp-u报文,所述第三用户面功能为核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能。
298.可选的,所述核心网用户面转发路径中的目标用户面功能为距离所述第一终端最近的用户面功能;
299.其中,在所述核心网用户面转发路径为上行核心网用户面转发路径的情况下,所述目标用户面功能为所述核心网用户面转发路径中的第一个用户面功能;
300.在所述核心网用户面转发路径为下行核心网用户面转发路径的情况下,所述目标用户面功能为所述核心网用户面转发路径中的最后一个用户面功能。
301.可选的,所述网络策略由策略控制功能基于以下至少一项生成:应用功能发送的
应用标识;应用标识对应的用户面处理需求。
302.可选的,所述用户面处理需求包括:是否要求报文经过目标功能处理,所述目标功能包括以下至少一项:网络地址转换nat、域名系统dns、服务质量qos、深度包检测dpi。
303.smf1100能够实现本发明方法实施例中smf能够实现的各个过程,以及达到相同的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
304.本发明实施例还提供一种通信设备。请参见图12,通信设备可以包括处理器1201、存储器1202及存储在存储器1202上并可在处理器1201上运行的程序12021。
305.其中,在通信设备为核心网用户面转发路径中报文到达的第一个用户面功能时,程序12021被处理器1201执行时可实现图2对应的方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果,此处不再赘述。
306.在通信设备为核心网用户面转发路径中报文到达的中间用户面功能时,程序12021被处理器1201执行时可实现图3对应的方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果,此处不再赘述。
307.在通信设备为核心网用户面转发路径中报文到达的最后一个用户面功能时,程序12021被处理器1201执行时可实现图4对应的方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果,此处不再赘述。
308.在通信设备为smf时,程序12021被处理器1201执行时可实现图5对应的方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果,此处不再赘述。
309.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于一可读取介质中。本发明实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时可实现上述图2、图3、图4或图5对应的方法实施例中的任意步骤,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
310.所述的存储介质,如只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等。
311.以上所述是本发明实施例的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
再多了解一些

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