CN101969654A - 一种gprs网络中流量同用户信息关联的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种GPRS网络中流量同用户信息关联的方法及系统。本发明首先接收控制类型数据包，并对该数据包进行解析；然后将解析到的隧道号、状态、手机IP地址、用户信息中的一个或多个添加至所述状态HASH表的节点中；然后再将所述状态HASH表中该节点的手机IP地址、用户信息添加至所述用户HASH表的节点中；再接收数据类型的数据包，并对该数据包进行解封装，以得到该数据包所属用户的手机IP地址；最后以该手机IP地址为关键字查找所述用户HASH表，以获得该数据包所属用户信息，从而使流量与用户信息得以关联。本发明能够应用于需要获取网络流量和用户关联的系统中。

Description

一种GPRS网络中流量同用户信息关联的方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机网络，尤其涉及GPRS网络。

背景技术

国内移动用户数量巨大，运营商竞争激烈，这就需要及时了解用户需求和喜好，提升自己的竞争优势。移动互联网分析设备解决了这个问题，它能够快速地为运营商提供第一时间的市场响应，然而，由于电信核心网布局复杂，服务支持网关(GSN)没有相应的用户信息接口，因此无法直接通过服务支持网关(GSN)获取流量与用户信息之间的关联。

GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，其能够提供端到端的广域无线IP连接。

GPRS中的GN接口主要用于传输GTP报文，GTP报文承载了网络流量信息，由于GTP协议用的是同样传输协议和端口号，因此为了区分每个用户的网络流量，GTP协议规定了TEID(隧道号)以区分不同用户的流量，并通过两个TEID(隧道号)与唯一一个用户流量相对应，且该两个隧道号(TEID)分别为从SGSN(GPRS服务支持节点)到GGSN(GPRS网关支持节点)的隧道号及从GGSN到SGSN的隧道号。因此，对于通过GN接口的每个报文，仅仅通过一个TEID(隧道号)无法直接获得用户相关信息。

发明内容

本发明提供了一种在GPRS网络中获取流量与用户信息关联的方法及系统。

在第一方面，本发明提供了一种将流量与用户信息关联的方法。该方法首先接收控制类型数据包，并对该数据包进行解析。然后将解析到的隧道号、状态、手机IP地址、用户信息中的一个或多个内容，添加至所述状态HASH表的节点中；其中，该状态HASH表以隧道号为关键字。然后将所述状态HASH表中该节点的手机IP地址、用户信息添加至该用户HASH表的节点中；其中，该用户HASH表以手机IP地址为关键字。然后再接收数据类型的数据包，并对该数据包进行解封装，以得到该数据包所属用户的手机IP地址。最后以该手机IP地址为关键字查找所述用户HASH表，以获得该数据包所属用户信息，从而使流量与用户信息得以关联。

在第二方面，本发明提供了一种在将流量与用户信息关联的设备。该设备包括：

接收控制类型数据包，并对该数据包进行解析的模块；

将解析到的隧道号、状态、手机IP地址、用户信息中的一个或多个内容，添加至所述状态HASH表的节点中的模块；其中，该状态HASH表以隧道号为关键字；

将所述状态HASH表中该节点的手机IP地址、用户信息添加至该用户HASH表相应节点中的模块；其中，该用户HASH表以手机IP地址为关键字；

接收数据类型的数据包，并对该数据包进行解封装，以得到该数据包所属用户手机IP地址的模块；

以该手机IP地址为关键字查找所述用户HASH表，以获得该数据包所属用户信息，从而使流量与用户信息得以关联的模块。

本发明利用GPRS网络中的GN接口的固有属性，通过两张HASH(哈希)表来实现每个数据包与用户信息之间的关联，进而获得了网络流量与用户信息之间的关联，从而解决了仅通过一个TEI D(隧道号)无法直接获得用户相关信息的问题。本发明方法具有自学习功能，能够准确便捷获取网络流量与用户信息的关联关系，且随着时间推移所获得该关联关系越来越精确。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：

图1是本发明一个实施例的流量与用户信息关联设备所处网络位置的示意图；

图2是本发明一个实施例的流量与用户信息关联的流程图；

图3是基于TEID的状态HASH表及基于IP地址的用户HASH表的示意图；

图4是本发明一个实施例的连接请求数据包执行过程流程图；

图5是本发明一个实施例的连接应答数据包执行过程流程图；

图6是本发明一个实施例的更新请求流程图；

图7是本发明一个实施例的更新应答流程图；

图8是本发明一个实施例的数据包与用户信息关联流程图；

图9是本发明一个实施例的断开连接请求数据包执行过程流程图。

具体实施方式

图1是本发明一个实施例的流量与用户信息关联设备所处网络位置的示意图。

图1中，SGSN设备110即GPRS服务支持节点，其用于管理移动用户数据，如用户身份识别，加密等；GGSN设备130即GPRS网关支持节点，其具有分配终端的IP地址及到外部网络的网关功能。该SGSN设备110通过交换机120与GGSN设备130进行信息交互，即通过交换机120相互传输数据包。

SGSN设备110与GGSN设备130之间通过交换机120相连，该交换机120可以是任意一种普通交换机，其为SGSN设备110与GGSN设备130提供共享的电信号通路，以便SGCN设备110与GGSN设备130能够完成信息交换。

流量与用户信息关联设备140用于映射交换机120中的数据信息，以便获得SGSN设备110与GGSN设备130之间相互传输的数据包，并通过解析该数据包以及通过两张HASH表，以得到每个数据包与用户信息之间的关联关系。其中，所述用户信息包括用户手机号、手机IP地址、接入类型(2G、3G等类型)、服务质量(如最大上传速率、最小上传速率等)、IMEI(International Mobile Equipment Identity，国际移动设备身份码)、IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number，国际移动用户识别码)等与用户有关的信息。

用户信息分析设备150可以是任意一种用于分析用户信息的模块或设备，其接收来自流量与用户信息关联设备140的每一数据包及其相应用户信息，并对各用户信息做统计分析，以便获得网络流量与用户信息之间的关联关系。

图2是本发明一个实施例的流量与用户信息关联的流程图。

在步骤210，流量与用户信息关联设备140接收来自交换机120的数据包，并根据该数据包的包头信息判定该数据包是否为GTP数据包，若该数据包为GTP数据包，则执行步骤220，否则，直接将该数据包发送至用户信息分析模块150。

在步骤220，判定GTP数据包所属类型，若该GTP数据包为GTP-C数据包，即控制类型的GTP数据包，则执行步骤230；若该GTP数据包为GTP-U数据包，即用户数据类型的GTP数据包，则执行步骤260。其中，所述GTP-C数据包包括用户建立连接、断开连接等控制类型的数据包。

在步骤230，对GTP-C数据包进行解析，从而解析出用户信息、TEID(隧道号)等，其中用户信息包括手机号、手机IP地址、接入类型、服务质量等信息；TEID包括TEID_SG和TEID_GS，且TEID_SG为从SGSN到GGSN方向的TEID，TEID_GS为从GGSN到SGSN方向的TEID。此外，该解析方法可以是任意一种数据包解析方法。

在步骤240，根据步骤230解析出来的信息(用户信息、TEID等)，建立、更新或删除基于TEID的状态HASH表(简称状态HASH表)中的相应节点。其中，该状态HASH表以TEID(隧道号)为关键字，且包含Status(状态)、User_info(用户信息)、IP_Address(手机IP地址)等信息，参见图3中的左图。其中，该状态HASH表中各节点所处位置，通过对TEID(隧道号)采用HASH算法计算而得到。

在步骤250，根据该状态HASH表，建立、更新或删除基于IP地址的用户HASH表(简称用户HASH表)中的相应节点。其中，该用户HASH表以IP_Address(手机IP地址)为关键字，且包含User_info(用户信息)，如图3中的右图所示。其中，该用户HASH表中各节点所处位置，通过对IP地址采用任意一种HASH算法计算而得到。

图3是基于TEID的状态HASH表及基于IP地址的用户HASH表的示意图，其中，左图为基于TEID的状态HASH表，右图为基于IP地址的用户HASH表。

由图3中的左图可以看出，该状态HASH表中每个节点的关键字为TEID，且该关键字或者为TEID_SG或者为TEID_GS，并且每个节点还包括Status、User_Info、IP_Address；其中，TEID_SG表示从SGSN设备到GGSN设备的TEID，TEID_GS表示从GGSN设备到SGSN设备的TEID。

由图3中的右图可以看出，该用户HASH表中每个节点的关键字为IP_Address，且每个节点还包括User_Info。

需要说明的是，流量与用户信息关联设备110接收到的数据包不同，解析出的信息也不同；如对连接请求数据包进行解析，仅能解析出TEID_GS、User_Info，且User_Info仅包含部分用户信息；而对连接应答数据包进行解析，则能够解析出TEID_GS、IP_Address、User_Info，且User_Info为全部用户信息；因此，对于不同数据包，所得到的HASH表中每个节点信息不同。

在步骤260，在流量与用户信息关联设备140接收到的数据包为GTP-U数据包时，对该GTP-U数据包进行解封装，以得到该数据包所属用户的IP_Address(手机IP地址)。

在步骤270，根据该GTP-U数据包所属用户的IP_Address，查询该用户HASH表，从而得到该GTP-U数据包及其所属用户信息。

需要说明的是，由于网络流量仅与GTP-U数据包有关，因此根据GTP-U数据包及其所属用户信息，就能够得到网络流量与用户信息之间的关联关系。

在步骤280，用户信息分析设备150接收来自流量与用户信息关联设备140的每个GTP-U数据包及其所属用户信息，并对该信息做统计和分析，从而得到流量与用户信息之间的关联关系。

下面分别以建立连接、更新用户信息、断开连接、发送数据、查找用户信息为例，详细阐述如何根据GTP-C数据包得到状态HASH表和用户HASH表中节点内容，以及如何获得各GTP-U数据包与用户信息之间的关联关系。

需要说明的是，建立连接、更新用户信息、断开连接中所发送的数据包为GTP-C类型数据包；虽然有多种GTP-C类型数据包，本实施例仅对建立连接、更新用户信息、断开连接类型的GTP-C数据包做解析操作，其他控制类型数据包则不予关注，即不对其他控制类型数据包做任何操作。

(1)建立连接

在传输数据之前首先需要建立连接，建立连接首先需要发送连接请求数据包。图4是本发明一个实施例的连接请求数据包执行过程流程图。

在步骤410，接收连接请求数据包，通过该连接请求数据包的包头判定出该连接请求数据包为GTP数据包。

在步骤420，根据该连接请求数据包中的内容，判定出该连接请求数据包为GTP-C数据包。

在步骤430，对该连接请求数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_GS及该数据包所属用户信息(User_Info)，其中，该用户信息是用户的部分信息(部分用户信息)。

在步骤440，在该状态HASH表中建立一个以TEID_GS为关键字的节点1，并标记该节点1的Status(状态)为连接请求状态，同时将步骤430解析出的部分用户信息添加至该节点1中。在此称，以TEID_GS为关键字的节点为节点1，以TEID_SG为关键字的节点为节点2，以IP_Address为关键字的节点为节点3。

连接请求数据包之后为连接应答数据包，图5是本发明一个实施例的连接应答数据包执行过程流程图。

在步骤510，接收连接应答数据包，通过该连接应答数据包的包头判定出该连接应答数据包为GTP数据包。

在步骤520，根据该连接应答数据包的内容，判定出该连接应答数据包类型为GTP-C类型。

在步骤530，对该连接应答数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_SG、TEID_GS、User_Info(用户信息)、IP_Address(手机IP地址)，其中，此次解析出的User_Info也为部分用户信息。

在步骤540，在该状态HASH表中，建立一个以TEID_SG为关键字的节点2，并标记该节点2的Status(状态)为连接应答状态，同时将步骤530解析出的TEID_GS、IP_Address添加至该节点2中。

在步骤550，将步骤530解析出来的部分用户信息与步骤430解析出来的部分用户信息结合起来构成用户的全部信息(即全部用户信息)，然后在该用户HASH表中，建立一个以IP_Address(由步骤540得到)为关键字，且包含该全部用户信息的节点3。

在步骤551，删除该状态HASH表中节点1的用户信息。

(2)更新用户信息

用户信息有时会发生变化，如移动用户位置发生变化，则该用户信息中的用户位置信息发生了变化，因此需要对变化的用户信息做更新。图6是本发明一个实施例的更新请求流程图。

在步骤610，接收更新请求数据包，通过对该更新请求数据包的包头判定出该更新请求数据包为GTP数据包。

在步骤620，根据该更新请求数据包中的内容，判定出该更新请求数据包为GTP-C数据包。

在步骤630，对该更新请求数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_GS及该数据包所属用户的最新用户信息(User_Info)。

在步骤640，在状态HASH表中建立一个以TEID_GS为关键字且包含该最新User_Info的节点。一个例子中，该最新用户信息是具有最新位置的用户信息。

更新请求数据包之后为更新应答数据包，图7是本发明一个实施例的更新应答流程图。

在步骤710，接收更新应答数据包，通过该更新应答数据包的包头判定出该更新应答数据包为GTP数据包。

在步骤720，根据该更新应答数据包的内容，判定出该更新应答数据包类型为GTP-C类型。

在步骤730，对该更新应答数据包进行解析。

在步骤740，若解析出该更新应答数据包为同意更新，则删除以该TEID_GS为关键字的且具有更新前用户信息的节点。

在步骤750，若解析出该更新应答数据包为不同意更新，则删除以该TEID_GS为关键字的该新建立节点。

(3)查找用户信息

若在发送控制命令过程中查找用户信息，即在GTP数据包为GTP-C数据包时，需要通过TEID查找用户信息。具体方法为，首先对该GTP-C数据包进行解析，解析出该数据包的TEID；然后以该TEID为关键字查找该状态HASH表，从而得到该TEID所处节点的IP_Address(手机IP地址)；最后以该IP_Address为关键字，查找该用户HASH表，从而得到该IP_Address所处节点的User_Info(用户信息)。

若在发送数据过程中查找用户信息，即在GTP数据包为GTP-U数据包时，则需要通过手机IP地址(IP_Address)查找用户信息。具体方法为，首先对数据类型的数据包进行解封装，以得到该GTP-U数据包的IP_Address(手机IP地址)，该解封装方法可以是任意一种常用解封装方法；然后再以该IP_Address为关键字，查找该用户HASH表，从而得到该IP_Address所处节点的User_Info(用户信息)。

(4)发送数据

在建立连接之后断开连接之前的发送数据过程中，可以通过对数据类型的数据包(即GTP-U数据包)进行解封装，再通过用户HASH表得到GTP-U数据包所属用户信息，由于网络流量仅与数据类型的数据包有关，因此通过每个GTP-U数据包及其所属用户信息，就能够得到流量与用户信息之间的关联关系。图8是本发明一个实施例的数据包与用户信息关联流程图。

在步骤810，接收发送数据的数据包，通过其包头判定该数据包为GTP数据包。

在步骤820，根据该发送数据数据包中的内容，判定出该数据包为GTP-U数据包。

在步骤830，对该GTP-U数据包进行解封装，从而得到该GTP-U数据包所属用户的IP_Address(手机IP地址)。

在步骤840，以该IP_Address为关键字，查询用户HASH表，得到该GTP-U数据包所属用户信息。

在步骤850，对接收到的所有GTP-U数据包及其所属用户信息做统计分析，从而得到流量与用户信息之间的关联关系。

(5)断开连接

在数据传输完成后，用户需要下线时，首先需要发送断开连接数据包。图9是本发明一个实施例的断开连接数据包执行过程流程图。

在步骤910，接收该断开连接数据包，并判定该断开连接数据包为GTP数据包。

在步骤920，根据该断开连接数据包中的内容，判定出该数据包为GTP-C类型数据包。

在步骤930，对该GTP-C类型数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_SG。

在步骤940，以TEID_SG为关键字，查找该状态HASH表中的相应节点2，同时得到该节点2所包含的TEID_GS、IP_Address，然后再删除该节点2。

在步骤950，以TEID_GS为关键字，查找该状态HASH表中的相应节点1，然后删除该节点1。

在步骤960，以IP_Address为关键字，查找该用户HASH表中的相应节点3，然后删除该节点3。

显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。

Claims (11)

1.一种将流量与用户信息关联的方法，其特征在于，包括：

步骤a，接收控制类型数据包(GTP-C数据包)，并对该数据包进行解析；

步骤b，将解析到的隧道号、状态、手机IP地址、用户信息中的一个或多个添加至所述状态HASH表的节点中；其中，该状态HASH表以隧道号(TEID)为关键字；

步骤c，将所述状态HASH表中该节点的手机IP地址、用户信息添加至所述用户HASH表的节点中；其中，该用户HASH表以手机IP地址为关键字；

步骤d，接收数据类型的数据包(GTP-U数据包)，并对该数据包进行解封装，以得到该数据包所属用户的手机IP地址；

步骤e，以该手机IP地址为关键字查找所述用户HASH表，以获得该数据包所属用户信息，从而使流量与用户信息得以关联。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a之前包括接收数据包，并判定该数据包是否为GTP数据包的步骤。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收到的数据包为连接请求数据包；则步骤a对该连接请求数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_GS、该数据包所属用户信息；其中，所述TEID_GS为从GGSN到SGSN的隧道号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收到的数据包为连接应答数据包；则步骤a对该连接应答数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_SG、TEID_GS、该数据包所属用户信息、手机I P地址；其中，所述TEID_GS为从GGSN到SGSN的隧道号，TEID_SG为从SGSN到GGSN的隧道号。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收到的数据包为更新请求数据包，则步骤a对该更新请求数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_GS及该数据包所属用户的最新用户信息(User_Info)。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收到的数据包为更新应答数据包，则步骤a对该更新应答数据包进行解析，若解析出该更新应答数据包为同意更新，则删除具有旧用户信息的节点，否则删除该具有新用户信息的节点。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收到的数据包为断开连接数据包；则步骤a对该断开连接数据包进行解析，解析出该数据包的TEID_SG；其中，该TEID_SG为从SGSN到GGSN的隧道号；

然后以该TEID_SG为关键字，查找所述状态HASH表中的节点，从而得到该节点所包含的TEID_GS、手机IP地址，然后再删除该节点；其中，该TEID_GS为从GGSN到SGSN的隧道号；

再以该TEID_GS为关键字，查找所述状态HASH表中的节点，然后删除该节点；

然后再以该手机IP地址为关键字，查找所述用户HASH表中的节点，再删除该节点。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态HASH表中节点所处位置，通过对所述隧道号采用哈希算法而得到。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户HASH表中节点所处位置，通过对所述手机IP地址采用哈希算法而得到。

10.一种在将流量与用户信息关联的设备，其特征在于，包括：

接收控制类型数据包(GTP-C数据包)，并对该数据包进行解析的模块；

将解析到的隧道号、状态、手机IP地址、用户信息中的一个或多个添加至所述状态HASH表节点中的模块；其中，该状态HASH表以隧道号(TEID)为关键字；

将所述状态HASH表中该节点的手机IP地址、用户信息添加至所述用户HASH表节点中的模块；其中，该用户HASH表以手机IP地址为关键字；

接收数据类型的数据包(GTP-U数据包)，并对该数据包进行解封装，以得到该数据包所属用户手机IP地址的模块；

以该手机IP地址为关键字查找所述用户HASH表，以获得该数据包所属用户信息，从而使流量与用户信息得以关联的模块。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备还包括判定其接收到的数据包是否为GTP数据包的模块。

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