CN109617815A - Lte核心网的数据采集***、方法、装置及终端设备 - Google Patents

Lte核心网的数据采集***、方法、装置及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了LTE核心网的数据采集***、方法、装置及终端设备，所述***包括业务数据采集设备、信令数据采集设备、规则服务器以及数据分析设备，通过将LTE核心网接口上所有的数据都采集到业务数据采集设备上，再由业务数据采集设备对业务数据和信令数据分别进行转发，从而实现了在不能明确得知某一接口所对应的物理线路的情况下，也能够采集和转发信令数据和业务数据；并且业务数据采集设备根据接收到的业务数据输出规则，将业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，以使得将上行数据端口和下行数据端口的业务数据可分别转发至不同的数据分析设备进行处理，从而提高了LTE核心网的数据采集和数据处理效率。

Description

LTE核心网的数据采集***、方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种LTE核心网的数据采集***、方法、装置及终端设备。
背景技术
现有的LTE(Long Term Evolution)核心网的数据一般包括信令数据及业务数据，由于这两类数据逻辑上是需要有联系的，例如来自同一个用户的信令数据和业务数据之间是对应的，但是实际上这两类数据在传输时是分离的，因此在LTE核心网的数据采集和分析时需要将同一用户的信令数据和业务数据进行关联。
在现有技术中，如图1所示，图1为现有的LTE核心网的数据采集***，其包括了业务数据采集设备、信令数据采集设备和数据分析设备。图1所示的数据采集***是通过使用信令数据采集设备采集信令数据、业务数据采集设备采集业务数据，再根据用户IP地址信息，将同一个用户的信令和数据转发到同一台数据分析设备上的，这种方法的所需前提条件是已知各个接口所对应的物理线路，也就是能够明确地区分出该接口具体是哪个接口，该接口上所传输的数据到底是业务数据还是信令数据。然而实际在LTE核心网的数据采集中，不能得知各个接口所对应的具体的物理线路，也就无法知道该接口传输的是信令数据还是业务数据，这就使得按照原先的方法，不能保证将同一个用户的信令和数据转发到同一台数据分析设备上。并且，由于业务数据实际上是分为上行和下行的，上行业务数据是指用户向服务器发送的数据，下行业务数据是指服务器向用户发送的数据，而图1中的数据分析设备接收到的业务数据包括了上行和下行的，这就使得数据分析设备需要同时处理上行和下行的业务数据，导致数据分析设备的数据处理效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种LTE核心网的数据采集***、方法、装置及终端设备，以解决现有技术中在不知道各个接口所对应的物理线路的情况下，不能保证同一个用户的信令数据和业务数据的完整性的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种LTE核心网的数据采集***，所述数据采集***包括业务数据采集设备、信令数据采集设备、规则服务器以及数据分析设备，其中：
所述业务数据采集设备接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，将所述信令数据广播至所述信令数据采集设备，并按照所述规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，再根据用户IP地址将所述上行数据端口或下行数据端口的业务数据转发至所述数据分析设备；
所述信令数据采集设备接收所述信令数据，并根据用户IP地址将所述信令数据转发至所述数据分析设备，以及通过对会话Session和承载Bearer信令数据的解析，得到传输业务数据的接口的两端节点的IP地址信息，再将所述IP地址信息发送至所述规则服务器；
所述规则服务器接收所述IP地址信息，并根据所述IP地址信息生成业务数据输出规则，再将所述业务数据输出规则发送至所述业务数据采集设备；
所述数据分析设备将所述业务数据和所述信令数据进行关联及分析。
本发明实施例的第二方面提供了一种LTE核心网的数据采集方法，所述数据采集方法应用于业务数据采集设备，包括：
接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，并将所述信令数据广播至信令数据采集设备；
根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口；
对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备。
本发明实施例的第三方面提供了一种LTE核心网的数据采集装置，包括：
广播模块，用于接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，并将所述信令数据广播至信令数据采集设备；
输出模块，用于根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口；
转发模块，用于对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备。
本发明实施例的第四方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例通过将LTE核心网接口上所有的数据都采集到业务数据采集设备上，再由业务数据采集设备对业务数据和信令数据分别进行转发，从而实现了在不能明确得知某一接口所对应的物理线路的情况下，也能够采集和转发信令数据和业务数据；并且业务数据采集设备根据接收到的业务数据输出规则，将业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，以使得将上行数据端口和下行数据端口的业务数据可分别转发至不同的数据分析设备进行处理，从而提高了LTE核心网的数据采集和数据处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
图1是本发明实施例提供的现有的核心网的数据采集***的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种LTE核心网的数据采集***的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种LTE核心网的数据采集方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种LTE核心网的数据采集装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一：
图2示出了本发明实施例提供的一种LTE核心网的数据采集***的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例的LTE核心网的数据采集***包括业务数据采集设备21、信令数据采集设备22、规则服务器23以及数据分析设备24。
所述业务数据采集设备接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，将所述信令数据广播至所述信令数据采集设备，并按照所述规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据分别输出至上行数据端口或下行数据端口，再根据用户IP地址将所述上行数据端口或下行数据端口的业务数据转发至所述数据分析设备。
一个或多个业务数据采集设备接收LTE核心网所有接口上的业务数据和信令数据，例如接收LTE核心网中的S1-U接口、S5接口和S8接口上的业务数据，以及S1-MME接口、S6a接口、S11接口、S5接口、S8接口上的信令数据。其中，S1-U接口是LTE核心网中的基站(eNodeB，eNB)和服务网关(Serving Gateway，SGW)之间的数据传输接口，用于在eNB和SGW之间建立隧道，传输用户面数据即业务数据。S1-MME接口是LTE核心网中的eNB与移动性管理实体(Mobile Management Entity，MME)之间的数据传输接口，用于传输会话管理和移动性管理信息等控制面信息，即专门传送eNB与MME之间的信令数据。S6a接口为LTE核心网中MME与归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)之间的数据传输接口，用于传输用户位置信息管理、用户签约信息管理等信令数据。S11接口为LTE核心网中MME与SGW之间的数据传输接口，用于在MME和SGW间建立隧道，传送信令数据。S5接口为LTE核心网中本地SGW与本地PDN网关(PDN Gateway，PGW)之间的数据传输接口，用于在本地SGW和本地PGW之间建立隧道，传送用户面数据和控制面数据，即传送业务数据及信令数据。S8接口为本地PGW和外地SGW之间的数据传输接口，传送控制面和用户面数据，即传送业务数据及信令数据。
业务数据采集设备将LTE核心网上的所有数据即所有业务数据和所有信令数据都采集到本设备上，再对业务数据和信令数据分别进行转发。由于业务数据采集设备本身只能够采集和转发数据，以及对业务数据进行解析，不能对信令数据进行解析，并且，对于一个信令数据，由于并不知道其是由哪一个接口所采集到的，因此需要将全部的信令数据进行广播，让LTE核心网中的每一个信令数据采集设备都能接收到所有的信令数据，再由信令数据采集设备对信令数据进行解析。而对于从LTE核心网上所采集到的业务数据，例如LTE核心网中的S1-U接口、S5接口和S8接口上的业务数据。在S1-U接口、S5接口和S8接口上传送的数据为用户面的GPRS隧道协议(GPRS Tunnelling Protocol for User Plane，GTP-U)数据。GTP-U数据中，包括外层IP数据和内层IP数据。其中，外层IP数据包含了隧道两端节点的IP地址信息，即源IP地址(Source Protocol Address，SIP)和目的IP地址(DestinationProtocol Address，DIP)；内层IP数据包含了用户IP地址信息。业务数据采集设备通过对GTP-U报文进行解析，能够得到外层IP数据。利用所得到的外层IP数据，再根据规则服务器生成的输出规则，将业务数据分别输出至不同的端口，即上行数据端口和下行数据端口。其中，端口用于对即将要转发至数据分析设备的业务数据进行缓存，上行数据端口所缓存的是上行业务数据，上行业务数据是指用户向服务器发送的业务数据，而下行数据端口所缓存的是下行业务数据，下行业务数据是指服务器向用户发送的业务数据。
再对上行输出端口或下行输出端口的业务数据进行报文解析，即对GTP-U报文进行解析，得到内层IP数据，即用户IP地址。业务数据采集设备根据用户IP地址进行负载均衡，将端口上的业务数据转发至数据分析设备。
所述信令数据采集设备接收所述信令数据，并根据用户IP地址将所述信令数据转发至所述数据分析设备，以及通过对会话Session和承载Bearer信令数据的解析，得到传输业务数据的接口的两端节点的IP地址信息，再将所述IP地址信息发送至所述规则服务器。
一个或多个信令数据采集设备接收业务数据采集设备广播的所有信令数据，如LTE核心网中的S1-MME接口、S6a接口、S11接口、S5接口、S8接口上的信令数据。在每一个接口上，有某些信令数据携带着国际移动用户识别码(International Mobile SubscriptionIdentity，IMSI)的信息，例如在S1-MME接口上的Attach信令便携带着IMSI的信息，IMSI是用于区分不同用户的用户标识。
所述信令数据包括S1应用协议(S1Application Protocol，S1-AP)数据、GPRS隧道控制协议(GPRS Tunneling Protocol for Control Plane，GTP-C)数据以及Diameter协议数据。其中，S1-AP数据为S1-MME接口上传输的数据，GTP-C数据为S11接口、S5接口、S8接口这三个接口上传输的数据，Diameter协议数据为S6a接口上传输的数据。信令数据采集设备将分别建立这些信令数据与IMSI的联系。
对于S1-AP数据，S1-AP数据中的S1-APID(MME S1Application Protocol UE ID)为用户设备(User Equipment，UE)在MME侧S1-MME接口上的唯一标识。因此可以通过S1-APID确定哪些S1-AP数据是属于同一用户的，并根据同一用户的S1-AP数据中某一些携带IMSI信息的信令数据，为该用户其它未携带该IMSI的S1-AP数据确定其对应的该用户标识。每一个用户的S1-AP数据依次确定对应的用户标识，最终确定每一个S1-AP数据对应的用户标识。
对于GTP-C数据，可根据GTP-C数据的唯一标识三元组：隧道两端IP地址(即源IP地址和目的IP地址)以及隧道端点标识(Tunnel Endpoint Identifier，TEID)，确定哪些GTP-C数据是属于同一用户的，并根据同一用户的GTP-C数据中某一些携带IMSI信息的信令数据，为该用户其它未携带该IMSI的GTP-C数据确定对应的该用户标识。每一个用户的GTP-C数据依次确定对应的用户标识，最终确定每一个GTP-C数据对应的用户标识。
对于Diameter协议数据，其为连接MME与HSS的S6a接口上传送的信令数据。S6a接口上属于同一用户的Diameter协议数据具有相同的唯一标识--逐跳选项头Hop-by-Hop，因此根据唯一标识Hop-by-Hop可以确定哪些Diameter协议数据是属于同一用户的，并根据同一用户的Diameter协议数据中某一些携带IMSI信息的信令数据，为该用户其它未携带用户标识的Diameter协议数据确定对应的该用户标识。每一个用户的Diameter协议数据依次确定对应的用户标识，最终确定每一个Diameter协议数据对应的用户标识。
但是，由于信令数据采集设备能够接收到业务数据采集设备广播的所有信令数据，如果每一台信令数据采集设备都对这些信令数据进行解析处理，必将造成信令数据采集设备的处理速度和处理性能下降，因此将所有的IMSI进行分段，每一个分段的IMSI对应着一台信令数据采集设备，每台信令数据采集设备只处理与自己对应的IMSI分段的信令数据，而丢弃与自己所对应的IMSI分段不相关的信令数据。假设LTE核心网中共有N台信令数据采集设备，则将IMSI分为N个分段。为了以便说明，假设信令采集设备有3台，将IMSI进行分段，IMSI为0-100的分段由信令数据采集设备1进行处理，IMSI为101-200的分段由信令数据采集设备2进行处理，IMSI为201-300的分段由信令数据采集设备3进行处理。需要说明的是，上述为了以便说明，将IMSI假设为3位数字，而实际中的IMSI为15位数字，由移动国家码MCC(Mobile Country Code)、移动网络码MNC(Mobile Network Code)和移动用户识别码MSIN(Mobile Subscriber Identification Number)这三部分组成。通过在信令数据采集设备中增加IMSI分段机制，使得每一台信令数据采集设备只需要处理与自己对应的IMSI分段的信令数据，而无需对接收到的所有的信令数据都进行处理，从而提升了信令数据采集设备的数据处理效率。
信令数据采集设备再对携带用户IP地址信息的信令数据进行解析，例如S11接口上的Create Session Response信令便携带着用户IP地址信息，通过解析Create SessionResponse信令便可得到用户IP地址。
上述过程中，已经确定了每个信令数据的用户标识，此时根据确定的用户标识及用户IP地址，生成IP地址对照表，该IP地址对照表包括了接收的信令数据中对应各个用户的用户标识及用户IP地址。每个信令数据根据所确定的用户标识，查询IP地址对照表，从而确定各自对应的用户IP地址，再根据用户IP地址将所有的信令数据进行负载均衡，发送至数据分析设备。
此外，信令数据采集设备通过解析与Session(会话)和Bearer(承载)相关的信令，得到传输业务数据的接口的两端节点的IP地址信息，在LTE核心网中，传输业务数据的接口一般为S1-U接口、S5接口以及S8接口。而与Session和Bearer相关的信令为在S11、S5以及S8接口上所采集的信令数据，得到S1-U接口、S5接口以及S8接口的上行或下行两端节点的IP地址信息，并将S1-U接口、S5接口以及S8接口的上行或下行两端节点的IP地址信息发送至规则服务器(Rule Server，RS)。
所述规则服务器接收所述IP地址信息，并根据所述IP地址信息生成业务数据输出规则，再将所述业务数据输出规则发送至所述业务数据采集设备。
规则服务器接收信令数据采集设备发送的S1-U接口、S5接口以及S8接口的上行或下行两端节点的IP地址信息，并根据这些IP地址信息，生成业务数据输出规则，并将该业务数据输出规则发送至业务数据采集设备，以使业务数据采集设备根据该业务数据输出规则进行业务数据的输出。
所述数据分析设备将所述业务数据和所述信令数据进行关联及分析。
由于信令数据及业务数据都按照用户IP地址发送到相同的数据分析设备中，因此属于一个用户的信令数据及业务数据会到达同一数据分析设备中，一个数据分析设备可以包含来自不同用户的数据。数据分析设备将接收到的各种来自不同用户的信令数据及业务数据进行解析，将属于同一用户的信令数据及业务数据进行关联，进行分析处理获得所需的数据信息。例如将数据进行过滤提取需要的数据，如提取指定国际移动用户识别码IMSI、国际移动设备识别码(International Mobile Equipment Identity，IMEI)、MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number)、E-UTRAN小区全局标识符(E-UTRAN Cell Global Identifier，ECGI)的用户数据。
本发明实施例通过将LTE核心网接口上所有的数据都采集到业务数据采集设备上，再由业务数据采集设备对业务数据和信令数据分别进行转发，从而实现了在不能明确得知某一接口所对应的物理线路的情况下，也能够采集和转发信令数据和业务数据；并且业务数据采集设备根据接收到的业务数据输出规则，将业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，以使得将上行数据端口和下行数据端口的业务数据可分别转发至不同的数据分析设备进行处理，从而提高了数据分析设备的数据处理效率；另外，由于在信令数据采集设备的信令数据处理过程中加入了IMSI分段机制，使得每一台信令数据采集设备只需处理与自己对应的IMSI的信令数据，使得信令数据采集设备的处理性能和速率得以提升，因此使得整个LTE核心网的数据采集和数据处理效率得以提升。
实施例二：
图3示出了本发明实施例提供的一种LTE核心网的数据采集方法，所述数据采集方法应用于业务数据采集设备，详述如下：
S301：接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，并将所述信令数据广播至信令数据采集设备。
其中，所述业务数据为S1-U接口、S5接口和S8接口上传输的数据，所述信令数据为S1-MME接口、S11接口、S6a接口、S5接口以及S8接口上传输的数据。
S302：根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口。
具体地，所述业务数据包括上行业务数据和下行业务数据。其中，上行业务数据是指用户向服务器发送的数据，下行业务数据是指服务器向用户发送的数据。
进一步地，所述业务数据输出规则包括：将上行业务数据输出至上行数据端口；将下行业务数据输出至下行数据端口。
其中，上行数据端口和下行数据端口是位于同一台业务数据采集设备上的不同数据端口，起到缓存业务数据的作用。而上行数据端口缓存的是上行业务数据，下行数据端口缓存的是下行业务数据。
更进一步地，所述根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，具体包括以下步骤：
A1.对所述业务数据进行报文解析，得到源IP地址以及目的IP地址；
S1-U接口、S5接口和S8接口上所传输的业务数据，都遵循用户面的GPRS隧道协议(GPRS Tunneling Protocol for User Plane，GTP-U)，其传输的形式是通过GTP-U报文进行传输。通过对GTP-U报文进行解析，可得到GPT-U报文的外层IP地址，其包括S1-U接口或S5接口或S8接口所连接的两端节点的IP地址，即源IP地址(Source Protocol Address，SIP)和目的IP地址(Destination Protocol Address，DIP)。通过SIP和DIP，可得知该业务数据从哪里发往哪里。对于S1-U接口所传输的业务数据，其GTP-U报文解析出来的SIP为基站eNB或服务网关SGW的IP地址，DIP为服务网关SGW或基站eNB的IP地址。
A2.若所述源IP地址为基站eNB的IP、且目的IP地址为服务网关SGW的IP，则将所述业务数据输出至所述上行数据端口；
当SIP为eNB的IP地址、且DIP为SGW的IP地址时，说明该业务数据为上行业务数据，根据规则服务器生成的业务数据转发规则，应将其输出至上行数据端口。
A3.若所述源IP地址为服务网关SGW的IP、且目的IP地址为基站eNB的IP，则将所述业务数据输出至所述下行数据端口。
当SIP为SGW的IP地址、且DIP为eNB的IP地址时，说明该业务数据为下行业务数据，根据规则服务器生成的业务数据转发规则，应将其输出至下行数据端口。
在执行了上述步骤A1即对所述业务数据进行报文解析，得到源IP地址以及目的IP地址之后，还包括以下步骤：
A4.若所述源IP地址为服务网关SGW的IP、且目的IP地址为PDN网关PGW的IP，则将所述业务数据输出至所述上行数据端口；
上述步骤A2-A3考虑的是从S1-U接口上采集到的业务数据，而对于从S5接口以及S8接口上采集到的业务数据，其GTP-U报文解析出来的SIP为服务网关SGW或PDN网关PGW的IP地址，DIP为PDN网关PGW或服务网关SGW的IP地址。
当SIP为SGW的IP地址、且DIP为PGW的IP地址时，说明该业务数据为上行业务数据，根据规则服务器生成的业务数据转发规则，应将其输出至上行数据端口。
A5.若所述源IP地址为PDN网关PGW的IP、且目的IP地址为服务网关SGW的IP，则将所述业务数据输出至所述下行数据端口。
当SIP为PGW的IP地址、且DIP为SGW的IP地址时，说明该业务数据为下行业务数据，根据规则服务器生成的业务数据转发规则，应将其输出至下行数据端口。
需要说明的是，在实际的数据采集和转发的过程中，一台业务数据采集设备具有多个端口，因此可建立SIP哈希表，用于在将上行业务数据输出至上行数据端口时，查找SIP哈希表中该上行业务数据所对应的输出端口，并将该上行业务数据输出至其对应的上行数据端口。同样地，也可建立DIP哈希表，用于在将下行业务数据输出至下行数据端口时，查找DIP哈希表中该下行业务数据所对应的输出端口，并将该下行业务数据输出至其对应的下行数据端口。例如，假设业务数据采集设备A的端口有4个，即端口a、b、c和d，其中端口a和b为上行数据端口，端口c和d为下行数据端口。在所建立的SIP哈希表中，SIP为eNB的IP、且DIP为SGW的IP的业务数据，其对应的输出端口为端口a；而SIP为SGW的IP、且DIP为PGW的IP的业务数据，其对应的输出端口为端口b。在所建立的DIP哈希表中，SIP为SGW的IP、且DIP为eNB的IP的业务数据，其对应的输出端口为端口c；而SIP为PGW的IP、且DIP为SGW的IP的业务数据，其对应的输出端口为端口d。
通过对从LTE核心网中采集到的所有业务数据进行分类，分为上行业务数据和下行业务数据，并分别将二者输出至不同的端口，从而实现了将上行业务数据和下行业务数据输出的分离，以便将上行业务数据和下行业务数据分别转发至不同的数据分析设备上进行处理，以提高数据分析设备的数据处理速率。
S303：对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备。
可选地，所述对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备，包括：
B1.对所述上行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址；
读取上行数据端口中的一个上行业务数据即第一业务数据，再对其GPT-U报文进行解析，可得到GPT-U报文的内层IP地址，即用户IP地址。对于上行业务数据而言，其GTP-U报文解析出来的用户IP地址即为源IP地址，意味着这个业务数据是由用户向服务器发送的。
B2.在第一哈希表中查找所述用户IP地址对应的数据分析设备，并将所述第一业务数据转发至所述对应的数据分析设备。
其中，所述第一哈希表包含了用户IP地址及其所对应的数据分析设备的映射关系。由于步骤B1中所解析的第一业务数据为上行业务数据，因此这里所说的用户IP地址指的是源IP地址SIP。从第一哈希表中可查找到所述SIP所对应的数据分析设备，即该第一业务数据是要转发至哪一台数据分析设备的。
可选地，所述对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备，包括：
C1.对所述下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址；
读取下行数据端口中的一个上行业务数据即第一业务数据，再对其GPT-U报文进行解析，可得到GPT-U报文的内层IP地址，即用户IP地址。对于下行业务数据而言，其GTP-U报文解析出来的用户IP地址即为目的IP地址，意味着这条业务数据是由服务器向用户发送的。
C2.在第二哈希表中查找所述用户IP地址对应的数据分析设备，并将所述第一业务数据转发至所述对应的数据分析设备。
其中，所述第二哈希表包含了用户IP地址及其所对应的数据分析设备的映射关系。由于步骤C1中所解析的第一业务数据为下行业务数据，因此这里所说的用户IP地址指的是目的IP地址DIP。从第一哈希表中可查找到所述DIP所对应的数据分析设备，即该第一业务数据是要转发至哪一台数据分析设备的。
本发明实施例通过将LTE核心网接口上所有的数据都采集到业务数据采集设备上，再由业务数据采集设备对业务数据和信令数据分别进行转发，从而实现了在不能明确得知某一接口所对应的物理线路的情况下，也能够正确地采集和转发信令数据和业务数据；并且业务数据采集设备根据接收到的业务数据输出规则，将业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，以使得将上行数据端口和下行数据端口的业务数据可分别转发至不同的数据分析设备进行处理，使得每一台数据分析设备只需要处理上行业务数据或下行业务数据，而不需要同时对上行业务数据和下行业务数据进行处理，从而提高了数据分析设备的数据处理效率。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
实施例三：
图4示出了本发明实施例提供的一种LTE核心网的数据采集装置的结构示意图，该数据采集装置包括：广播模块41、输出模块42以及转发模块43。其中：
广播模块41，用于接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，并将所述信令数据广播至信令数据采集设备。
输出模块42，用于根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口。
进一步地，所述输出模块42包括：
报文解析单元421，用于对所述业务数据进行报文解析，得到源IP地址以及目的IP地址；
第一输出单元422，用于若所述源IP地址为基站eNB的IP、且目的IP地址为服务网关SGW的IP，则将所述业务数据输出至所述上行数据端口；
第二输出单元423，用于若所述源IP地址为服务网关SGW的IP、且目的IP地址为基站eNB的IP，则将所述业务数据输出至所述下行数据端口。
更进一步地，所述输出模块42还包括：
第三输出单元424，用于若所述源IP地址为服务网关SGW的IP、且目的IP地址为PDN网关PGW的IP，则将所述业务数据输出至所述上行数据端口；
第四输出单元425，用于若所述源IP地址为PDN网关PGW的IP、且目的IP地址为服务网关SGW的IP，则将所述业务数据输出至所述下行数据端口。
转发模块43，用于对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备。
可选地，所述转发模块43包括：
第一解析单元431，用于对所述上行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址；
第一转发单元432，用于在第一哈希表中查找所述用户IP地址对应的数据分析设备，并将所述第一业务数据转发至所述对应的数据分析设备。
可选地，所述转发模块43还包括：
第二解析单元433，用于对所述下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址；
第二转发单元434，用于在第二哈希表中查找所述用户IP地址对应的数据分析设备，并将所述第一业务数据转发至所述对应的数据分析设备。
实施例四：
图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如LTE核心网的数据采集程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个LTE核心网的数据采集方法实施例中的步骤，例如图3所示的步骤S301至S303。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块41至43的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成广播模块、输出模块和转发模块，各模块具体功能如下：
广播模块，用于接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，并将所述信令数据广播至信令数据采集设备；
输出模块，用于根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口；
转发模块，用于对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备。
所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LTE核心网的数据采集***，其特征在于，所述数据采集***包括业务数据采集设备、信令数据采集设备、规则服务器以及数据分析设备，其中：
所述业务数据采集设备接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，将所述信令数据广播至所述信令数据采集设备，并按照所述规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，再根据用户IP地址将所述上行数据端口或下行数据端口的业务数据转发至所述数据分析设备；
所述信令数据采集设备接收所述信令数据，并根据用户IP地址将所述信令数据转发至所述数据分析设备，以及通过对会话Session和承载Bearer信令数据的解析，得到传输业务数据的接口的两端节点的IP地址信息，再将所述IP地址信息发送至所述规则服务器；
所述规则服务器接收所述IP地址信息，并根据所述IP地址信息生成业务数据输出规则，再将所述业务数据输出规则发送至所述业务数据采集设备；
所述数据分析设备将所述业务数据和所述信令数据进行关联及分析。
2.一种LTE核心网的数据采集方法，所述数据采集方法应用于业务数据采集设备，其特征在于，包括：
接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，并将所述信令数据广播至信令数据采集设备；
根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口；
对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备。
3.如权利要求2所述的数据采集方法，其特征在于，所述业务数据包括上行业务数据和下行业务数据，所述业务数据输出规则包括：
将上行业务数据输出至上行数据端口；
将下行业务数据输出至下行数据端口。
4.如权利要求3所述的数据采集方法，其特征在于，所述根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口，具体包括：
对所述业务数据进行报文解析，得到源IP地址以及目的IP地址；
若所述源IP地址为基站eNB的IP、且目的IP地址为服务网关SGW的IP，则将所述业务数据输出至所述上行数据端口；
若所述源IP地址为服务网关SGW的IP、且目的IP地址为基站eNB的IP，则将所述业务数据输出至所述下行数据端口。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述业务数据进行报文解析，得到源IP地址以及目的IP地址之后，还包括：
若所述源IP地址为服务网关SGW的IP、且目的IP地址为PDN网关PGW的IP，则将所述业务数据输出至所述上行数据端口；
若所述源IP地址为PDN网关PGW的IP、且目的IP地址为服务网关SGW的IP，则将所述业务数据输出至所述下行数据端口。
6.如权利要求5所述的数据采集方法，其特征在于，所述对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备，包括：
对所述上行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址；
在第一哈希表中查找所述用户IP地址对应的数据分析设备，并将所述第一业务数据转发至所述对应的数据分析设备。
7.如权利要求5所述的数据采集方法，其特征在于，所述对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备，包括：
对所述下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址；
在第二哈希表中查找所述用户IP地址对应的数据分析设备，并将所述第一业务数据转发至所述对应的数据分析设备。
8.一种LTE核心网的数据采集装置，其特征在于，包括：
广播模块，用于接收LTE核心网接口上的业务数据和信令数据，并将所述信令数据广播至信令数据采集设备；
输出模块，用于根据规则服务器生成的业务数据输出规则，将所述业务数据输出至上行数据端口或下行数据端口；
转发模块，用于对所述上行数据端口或下行数据端口的第一业务数据进行报文解析，得到所述第一业务数据的用户IP地址，并根据所述用户IP地址将所述第一业务数据转发至数据分析设备。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求2至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求2至7任一项所述方法的步骤。
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Denomination of invention: Data acquisition system, method, device and terminal equipment of LTE core network

Effective date of registration: 20220701

Granted publication date: 20210316

Pledgee: Bank of Communications Limited Shenzhen Branch

Pledgor: Shenzhen Hengyang Data Co.,Ltd.

Registration number: Y2022340000011