CN109672549A - 管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质 - Google Patents

管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质 Download PDF

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CN109672549A CN201710970233.8A CN201710970233A CN109672549A CN 109672549 A CN109672549 A CN 109672549A CN 201710970233 A CN201710970233 A CN 201710970233A CN 109672549 A CN109672549 A CN 109672549A
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Abstract

本发明实施例提供一种管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质，网关控制面网元在接收用户请求业务的业务报文后，获取业务报文的业务能力需求，然后根据网关用户面网元的业务能力，为业务报文分配网关用户面网元；在该方法中，网关控制面网元在为业务报文分配网关用户面网元时，需要根据业务报文的业务能力需求和网关用户面网元的业务能力进行分配，这样为业务报文分配的网关用户面网元都可以实现业务报文对应的业务，解决了现有技术中网关控制面单元根据动态均衡规则为业务报文分配网关用户面单元导致的分配错误的问题，提高了用户的使用体验。

Description

管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质。
背景技术
通信网络包括为用户提供接入服务的分组网络以及为用户提供业务服务的共用数据网，分组网络与共用数据网通过网关进行连接。
随着用户业务的需求增长，用户数据流的处理集中在共用数据网的网关，造成网关设备功能繁杂，可扩展性差。同时，网关的控制面与用户面高度耦合，不利于核心网平滑演进，这是因为用户面扩容需求频度高于控制面，紧耦合导致控制面用户面同步扩容，设备更新周期短导致复合成本增加。
为了解决网关的控制面与用户面高度耦合的问题，现有技术将网关拆分网关控制面网元和网关用户面网元，网关控制面网元负责网关的控制面功能，包括负荷分担、网关用户面网元的选择、IP地址和隧道标识的分配、策略和计费控制等功能，网关用户面网元负责网关用户面的相关功能，包括数据流识别和深度包检测、下行寻呼数据的缓存等功能。
网关控制面网元和网关用户面网元之后，也存在一些技术问题：因为每一个网关用户面网元作为独立的功能实体，所具备的能力有可能是不一样的，例如有的网关用户面网元支持深度报文检测，而有的则不支持；但是，当前网关控制面网元在选择网关用户面网元时，仅根据网关用户面网元的负载进行选择，会出现选择错误，例如为需要深度报文检测处理的用户业务报文分配了不支持深度报文检测的网关用户面网元等。
发明内容
本发明实施例提供的一种管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质，以解决现有技术中网关控制面单元根据动态均衡规则为业务报文分配网关用户面单元导致的分配错误的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种业务报文管理方法，包括：
网关控制面网元接收用户请求业务的业务报文；
获取所述业务报文的业务能力需求；
根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元；
触发为所述业务报文分配的网关用户面网元，处理所述业务报文。
本发明实施例还提供一种业务报文管理装置，设置于网关控制面网元，包括：
接收模块，用于接收用户请求业务的业务报文；
处理模块，用于获取所述业务报文的业务能力需求，根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元；
管理模块，用于触发为所述业务报文分配的网关用户面网元，处理所述业务报文。
本发明实施例还提供一种网关控制面网元，所述网关控制面网元包括处理器、存储器及通信总线；
所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；
所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现本发明提供的业务报文管理方法的步骤。
本发明实施例还提供一种通信***，包括：分组网络和共用数据网，所述分组网络与所述共用数据网通过网关连接，所述网关包括网关控制面网元和网关用户面网元，其中，所述网关控制面网元为本发明提供的网关控制面网元。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的业务报文管理的步骤。
本发明的有益效果是：
根据本发明实施例提供的管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质，网关控制面网元在接收用户请求业务的业务报文后，获取业务报文的业务能力需求，然后根据网关用户面网元的业务能力，为业务报文分配网关用户面网元；在该方法中，网关控制面网元在为业务报文分配网关用户面网元时，需要根据业务报文的业务能力需求和网关用户面网元的业务能力进行分配，这样为业务报文分配的网关用户面网元都可以实现业务报文对应的业务，解决了现有技术中网关控制面单元根据动态均衡规则为业务报文分配网关用户面单元导致的分配错误的问题，提高了用户的使用体验。
本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的业务报文管理方法的流程图；
图2为本发明实施例一提供的业务报文管理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的网关控制面网元的结构示意图；
图4为本发明实施例二涉及的通信***的一种组网示意图；
图5为本发明实施例二涉及的通信***的另一种组网示意图；
图6为本发明实施例二提供的管理方法的流程图；
图7为本发明实施例二提供的获取业务能力的第一种流程图；
图8为本发明实施例二提供的获取业务能力的第二种流程图；
图9为本发明实施例二提供的分配网关用户面网元的第一种流程图；
图10为本发明实施例二提供的分配网关用户面网元的第二种流程图；
图11为本发明实施例二提供的分配网关用户面网元的第三种流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及的业务能力是指网关用户面网元的设备能力，包括是否支持深度报文检测、所支持的通信协议版本(IPv4和IPv6)等。
实施例一：
为了解决现有技术中网关控制面单元根据动态均衡规则为业务报文分配网关用户面单元导致的分配错误的问题，请参见图1，本发明实施例提供的业务报文管理方法包括：
S101：网关控制面网元接收用户请求业务的业务报文；
在实际应用中，网关控制面网元是通过分组网络中的设备接收业务报文的，而业务报文是终端在请求任务时生成的，携带业务参数，如需要获取什么数据等，还携带业务能力需求参数，如是否需要进行深度报文处理等，需要的通信协议版本是什么等。
S102：获取所述业务报文的业务能力需求；
S103：根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元；
S104：触发为所述业务报文分配的网关用户面网元，处理所述业务报文。
在本发明一些实施例中，步骤S103包括：
在所述业务报文的业务能力需求为需要支持第一业务能力时，根据网关用户面网元的业务能力，查找支持所述第一业务能力的网关用户面网元；
根据选择规则，从支持第一业务能力的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
在本发明一些实施例中，步骤S103包括：
在所述业务报文的业务能力需求为不需要支持第二业务能力时，根据网关用户面网元的业务能力，查找不支持所述第二业务能力的网关用户面网元；
根据选择规则，从不支持第二业务能力的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
在本发明一些实施例中，步骤S103包括：
在所述业务报文的业务能力需求为不需要支持第三业务能力时，获取网关用户面网元的负载；
根据选择规则，所有的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
在本发明一些实施例中，选择规则为负载均衡规则。
在本发明一些实施例中，图1所示的业务报文管理方法还包括：通过预设方式，获取所述网关用户面网元的业务能力。
在本发明一些实施例中，所述预设方式包括以下方式中的一种：
方式一、网关控制面网元在向网关用户面网元发起建立连接后，获取并记录网关用户面网元的业务能力；
方式二、网关用户面网元在向网关控制面网元发起建立连接后，发送网关用户面网元的业务能力，网关控制面网元接收并记录网关用户面网元的业务能力。
如图2所示，本实施例提供的设置在网关控制面网元中的业务报文管理装置2，包括：
接收模块21，用于接收用户请求业务的业务报文；
处理模块22，用于获取所述业务报文的业务能力需求，根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元；
管理模块23，用于触发为所述业务报文分配的网关用户面网元，处理所述业务报文。
在本发明一些实施例中，处理模块22具体用于：
在所述业务报文的业务能力需求为需要支持第一业务能力时，根据网关用户面网元的业务能力，查找支持所述第一业务能力的网关用户面网元；
根据选择规则，从支持第一业务能力的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
在本发明一些实施例中，处理模块22具体用于：
在所述业务报文的业务能力需求为不需要支持第二业务能力时，根据网关用户面网元的业务能力，查找不支持所述第二业务能力的网关用户面网元；
根据选择规则，从不支持第二业务能力的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
在本发明一些实施例中，处理模块22具体用于：
在所述业务报文的业务能力需求为不需要支持第三业务能力时，获取网关用户面网元的负载；
根据选择规则，所有的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
在本发明一些实施例中，如图2所示，业务报文管理装置还包括：获取模块24，用于通过预设方式，获取所述网关用户面网元的业务能力。
优选的，所述预设方式包括以下方式中的一种：
方式一、网关控制面网元在向网关用户面网元发起建立连接后，获取并记录网关用户面网元的业务能力；
方式二、网关用户面网元在向网关控制面网元发起建立连接后，发送网关用户面网元的业务能力，网关控制面网元接收并记录网关用户面网元的业务能力。
为了对本发明进行更充分的描述，如图3所示，本发明实施例提供的网关控制面网元包括：处理器31、存储器32及通信总线33，其中：
通信总线33用于实现处理器31和存储器32之间的连接通信；
处理器31用于执行存储器32中存储的一个或者多个程序，以实现本发明所有实施例中的业务报文管理方法的步骤。
在其他实施例中，本发明还提供了一种通信***，其包括：分组网络和共用数据网，所述分组网络与所述共用数据网通过网关连接，所述网关包括网关控制面网元和网关用户面网元，其中，所述网关控制面网元为如图3所示的网关控制面网元。
本实施例提供的管理方法及装置、网关控制面网元、通信***，通过网关控制面网元在接收用户请求业务的业务报文后，获取业务报文的业务能力需求，然后根据网关用户面网元的业务能力，为业务报文分配网关用户面网元；在该方法中，网关控制面网元在为业务报文分配网关用户面网元时，需要根据业务报文的业务能力需求和网关用户面网元的业务能力进行分配，这样为业务报文分配的网关用户面网元都可以实现业务报文对应的业务，解决了现有技术中网关控制面单元根据动态均衡规则为业务报文分配网关用户面单元导致的分配错误的问题，提高了用户的使用体验。
实施例二：
为了对本发明进行更充分的描述，现结合具体运用实例，对本发明做进一步的诠释说明。
图4为3GPP(the 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴项目)的EPS(Evolved Packet System，演进的分组***，分组网络的一种)的结构示意图，如图4所示，EPS包括E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用移动通信***陆地无线接入网)、MME(Mobility Management Entity，移动管理单元)、S-GW(Serving Gateway，服务网关)、P-GW(Packet Data Network Gateway，分组数据网络网关)、HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)、PCRF(Policy and ChargingRules Function，策略和计费规则功能实体)及其它支撑节点组成。其中，MME用于移动性管理、非接入层信令的处理和用户移动管理上下文的管理等控制面相关工作；S-GW在E-UTRAN与P-GW之间转发数据，并且用于对寻呼等待数据进行缓存；P-GW则是EPS与PDN(PacketData Network Gateway，分组数据网)的边界网关，用于PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能。PCRF负责策略决策和计费规则的制定，与运营商的IP服务实体交互，提供基于业务数据流的门控、服务质量控制及计费规则给网关，在承载面执行PCRF所制定的策略和计费规则。
在图4所示的网络中，网关的控制面功能与用户面功能高度耦合，不利于核心网平滑演进，因此，提供了控制面功能与用户面功能分离的组网模型，如图5所示。
图5所示的架构将图4中的网关(S-GW/P-GW)拆分成了CPF(Controller PlaneFunction，控制面功能，记为网关控制面网元)和UPF(User Plane Function，用户面功能，记为网关用户面网元)两类功能网元，CPF负责S/P-GW的控制面功能，包括负荷分担、UPF的选择、IP地址和隧道标识的分配、策略和计费控制等功能。UPF包括SUPF(Serving GatewayUser Plane Function，服务网关用户面网元)和PUPF(Packet Data Network GatewayUser Plane Function，分组数据网络网关用户面网元)，分别对应S-GW和P-GW的用户面功能，负责S/P-GW的用户面的相关功能，包括数据流识别和深度包检测、QoS处理和承载绑定，下行寻呼数据的缓存等功能。
在图5所示的组网中，因为每一个网关用户面网元作为独立的功能实体，所具备的能力有可能是不一样的，例如有的网关用户面网元支持DPI(Deep Packet Inspection，深度报文检测)，而有的则不支持；但是，当前网关控制面网元在选择网关用户面网元时，仅根据网关用户面网元的负载进行选择，会出现选择错误，例如为需要深度报文检测处理的用户业务报文分配了不支持深度报文检测的网关用户面网元等。
在本实施例中，CPF为用户的业务报文分配的是PUPF，因此下文涉及的UPF均为PUPF。
为了解决这个问题，如图6所示，本实施例提供的方法包括以下步骤：
S601：CPF获取并存储PPUPF的业务能力。
在本实施例中，以业务能力为是否支持DPI和IP协议版本为例进行说明。
本步骤包括两个方式：PUPF向CPF发起建立连接，PUPF把本PUPF的DPI能力告知给CPF，CPF记录PUPF的DPI能力；CPF向PUPF发起建立连接，PUPF把本PUPF的DPI能力告知给CPF，CPF记录PUPF的DPI能力。
S602：CPF根据PUPF业务能力，为接入用户的业务报文分配PUPF。
CPF在接入用户时，如果用户业务需要某项能力，从所有支持该能力的PUPF中选择出一个PUPF做报文转发。CPF在接入用户时，如果用户业务不需要某项能力，既可以从支持该能力的PUPF中选择出一个PUPF做报文转发，也可以从不支持该能力的PUPF中选择出一个PUPF做报文转发。
针对图6中的步骤S601，其包括两种实现方式，具体如图7及图8所示。
如图7所示，步骤S601可以包括以下步骤：
S701：PUPF向CPF进行注册，注册请求携带PUPF的业务能力。
PUPF在完成部署并上电之后，将向CPF进行注册，其注册请求在携带常规的PUPF标识的同时，还携带PUPF的业务能力。
S702：CPF保存PUPF的业务能力。
CPF根据注册请求完成PUPF的注册，提取注册请求携带的PUPF的业务能力，并进行存储。
如图8所示，步骤S601还可以包括以下步骤：
S801：PUPF向CPF进行注册。
CPF在完成部署并上电之后，将向PUPF进行注册，其注册请求在携带常规的CPF标识。
S802：CPF查询PUPF的业务能力。
CPF在向PUPF注册之后，主动查询PUPF的业务能力。
S803：PUPF上报业务能力。
PUPF在接收到查询请求时，调用其业务能力，并通过查询响应上报其业务能力。
S804：CPF保存PUPF的业务能力。
CPF在接收到查询响应后，提取查询响应携带的PUPF的业务能力，并进行存储。
假定在执行步骤S601之后，CPF内存储的PUPF的业务能力如下表1所示：
PUPF标识 DPI能力 IP协议版本
PUPF1 支持 IPv4
PUPF2 支持 IPv6
PUPF3 不支持 IPv4
PUPF4 不支持 IPv6
—— —— ——
表1
在表1的基础上，CPF在接收到用户的业务报文时，就可以根据业务报文对应的业务能力需求为业务报文分配合适的PUPF，具体如图9至11所示。
如图9所示，步骤S602包括以下步骤：
S901：UE发送业务报文1。
UE需要进行业务1时，向CPF发送业务报文1，该业务报文1的业务能力需求为“支持DPI能力，且支持IPv4”。
S902：CPF查找满足业务能力需求的PUPF。
业务报文1的业务能力需求为“支持DPI能力，且支持IPv4”，由于IPv6兼容IPv4，因此CPF根据表1查找的结果为PUPF1和PUPF2满足条件。
S903：CPF根据负载均衡规则，选择PUPF。
CPF获取步骤S902查找结果中满足条件的PUPF，即PUPF1和PUPF2的负载，然后根据负载均衡规则选择PUPF，假定PUPF2负载较低，则选择PUPF2作为处理业务报文1的PUPF。
S904：CPF建立与对应PUPF的连接。
在CPF建立与PUPF2的连接，完成接入流程，接入完成后，PUPF收到业务报文1后，做DPI处理和转发处理。
如图10所示，步骤S602包括以下步骤：
S1001：UE发送业务报文2。
UE需要进行业务2时，向CPF发送业务报文2，该业务报文2的业务能力需求为“不支持DPI能力，且支持IPv6”。
S1002：CPF查找满足业务能力需求的PUPF。
业务报文2的业务能力需求为“不支持DPI能力，且支持IPv6”，因此CPF根据表1查找的结果为PUPF4等满足条件。
S1003：CPF根据负载均衡规则，选择PUPF。
CPF获取步骤S1002查找结果中满足条件的PUPF，然后根据负载均衡规则选择PUPF，假定PUPF4负载较低，则选择PUPF4作为处理业务报文2的PUPF。
S1004：CPF建立与对应PUPF的连接。
在CPF建立与PUPF4的连接，完成接入流程，接入完成后，PUPF收到业务报文2后，不做DPI处理，直接转发处理。
如图11所示，步骤S602包括以下步骤：
S1101：UE发送业务报文3。
UE需要进行业务3时，向CPF发送业务报文3，该业务报文3的业务能力需求为“支持IPv6”。
S1102：CPF查找满足业务能力需求的PUPF。
业务报文3的业务能力需求为“支持IPv6”，因此CPF根据表1查找的结果为PUPF2和PUPF4等满足条件。
S1103：CPF根据负载均衡规则，选择PUPF。
CPF获取步骤S1102查找结果中满足条件的PUPF，然后根据负载均衡规则选择PUPF，假定PUPF4负载较低，则选择PUPF4作为处理业务报文3的PUPF。
S1104：CPF建立与对应PUPF的连接。
在CPF建立与PUPF4的连接，完成接入流程，接入完成后，PUPF收到业务报文3后，不做DPI处理，直接转发处理。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序被执行，以实现本发明所提供的所有的业务报文管理方法的步骤。
综上可知，通过本发明实施例的实施，至少存在以下有益效果：
根据本发明实施例提供的管理方法及装置、网关控制面网元、通信***及存储介质，网关控制面网元在接收用户请求业务的业务报文后，获取业务报文的业务能力需求，然后根据网关用户面网元的业务能力，为业务报文分配网关用户面网元；在该方法中，网关控制面网元在为业务报文分配网关用户面网元时，需要根据业务报文的业务能力需求和网关用户面网元的业务能力进行分配，这样为业务报文分配的网关用户面网元都可以实现业务报文对应的业务，解决了现有技术中网关控制面单元根据动态均衡规则为业务报文分配网关用户面单元导致的分配错误的问题，提高了用户的使用体验。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种业务报文管理方法，包括：
网关控制面网元接收用户请求业务的业务报文；
获取所述业务报文的业务能力需求；
根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元；
触发为所述业务报文分配的网关用户面网元，处理所述业务报文。
2.如权利要求1所述的业务报文管理方法，其特征在于，所述根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元包括：
在所述业务报文的业务能力需求为需要支持第一业务能力时，根据网关用户面网元的业务能力，查找支持所述第一业务能力的网关用户面网元；
根据选择规则，从支持第一业务能力的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
3.如权利要求1所述的业务报文管理方法，其特征在于，所述根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元包括：
在所述业务报文的业务能力需求为不需要支持第二业务能力时，根据网关用户面网元的业务能力，查找不支持所述第二业务能力的网关用户面网元；
根据选择规则，从不支持第二业务能力的网关用户面网元中，选择目标网关用户面网元，作为所述业务报文分配的网关用户面网元。
4.如权利要求1所述的业务报文管理方法，其特征在于，所述网关用户面网元的业务能力包括所支持的网络通信协议的版本、是否支持深度报文检测能力。
5.如权利要求1至4任一项所述的业务报文管理方法，其特征在于，还包括：通过预设方式，获取所述网关用户面网元的业务能力。
6.如权利要求5所述的业务报文管理方法，其特征在于，所述预设方式包括以下方式中的一种：
方式一、网关控制面网元在向网关用户面网元发起建立连接后，获取并记录网关用户面网元的业务能力；
方式二、网关用户面网元在向网关控制面网元发起建立连接后，发送网关用户面网元的业务能力，网关控制面网元接收并记录网关用户面网元的业务能力。
7.一种业务报文管理装置，设置于网关控制面网元，包括：
接收模块，用于接收用户请求业务的业务报文；
处理模块，用于获取所述业务报文的业务能力需求，根据网关用户面网元的业务能力，为所述业务报文分配网关用户面网元；
管理模块，用于触发为所述业务报文分配的网关用户面网元，处理所述业务报文。
8.一种网关控制面网元，其特征在于，所述网关控制面网元包括处理器、存储器及通信总线；
所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；
所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现如权利要求1至6任一项所述的业务报文管理方法的步骤。
9.一种通信***，包括：分组网络和共用数据网，所述分组网络与所述共用数据网通过网关连接，所述网关包括网关控制面网元和网关用户面网元，其中，所述网关控制面网元为如权利要求8所述的网关控制面网元。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至6任一项所述的业务报文管理方法的步骤。
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