CN102065028A - 一种网关设备以及报文处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种网关设备以及报文处理方法。所述网关设备包括操作系统平台与简单协议处理平台，所述简单协议处理平台包括：网络设备接口模块、网络协议模块、控制报文协议透传模块以及业务数据转发模块。本发明的优点在于，通过设置了简单协议处理平台，将接收到的报文包括用户业务数据在内的简单报文进行转发处理，而不再经由操作系统平台，从而降低了操作系统平台的业务量，提高了网关转发和处理数据的效率。

Description

一种网关设备以及报文处理方法
技术领域
本发明涉及通讯与计算机技术领域，尤其涉及一种网关设备以及报文处理方法。
背景技术
为了实现不同运营商之间的网络的通信，通常需要在网络之间设置网关设备来实现数据的转发。在IP网络组网设计中，网关设备除了完成基本网络协议要求外，主要完成用户面的数据重组和转发，而控制面的数据上报可以归纳入用户面的工作模式。这种工作模式为IP网关的数据处理平台带来的很大的工作负荷，不利于提高不同网络间数据的交换效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种网关设备以及报文处理方法，能够提高网关处理和转发报文的效率。
为了解决上述问题，本发明提供了一种网关设备，包括操作系统平台与简单协议处理平台，所述简单协议处理平台包括：网络设备接口模块，用于接收传送至网关设备的报文；网络协议模块，与网络设备接口模块连接，用于区分网络设备接口模块接受到的报文是网络协议报文还是用户面数据报文，并分别转发至不同的模块进行处理；控制报文协议透传模块，用于接收网络协议模块转发的网络协议报文，并转送至操作系统平台进行处理；业务数据转发模块，用于接收网络协议模块转发的用户面数据报文，并进行转发处理。
作为可选的技术方案，所述业务数据转发模块进一步包括用户数据协议单元、通用路由封装协议单元以及隧道单元，其中网络协议模块分别与用户数据协议单元和通用路由封装协议单元连接，所述用户数据协议单元和通用路由封装协议单元进一步连接至隧道单元。
作为可选的技术方案，所述操作系统平台采用LINUX操作系统。
作为可选的技术方案，所述网络协议模块进一步包括IPv4协议单元与IPv6协议单元。
本发明进一步提供了一种采用上述网关设备的报文处理方法，包括如下步骤：(a)简单协议处理平台的网络设备接口模块接收报文；(b)网络设备接口模块将报文转发至网络协议模块；(c)网络协议模块判断此报文是网络协议报文还是用户面数据报文，如是网络协议报文，则执行步骤(d1)～(d3)，如是用户面数据报文，则执行步骤(e1)与(e2)；(d1)网络协议模块将网络协议报文转发至控制报文协议透传模块；(d2)控制报文协议透传模块将网络协议报文转发至操作系统平台进行处理；(d3)操作系统平台将处理完毕后的报文通过网络设备接口模块发送至目标设备；(e1)网络协议模块将用户面数据报文转发至业务数据转发模块；(e2)业务数据转发模块将用户面数据报文通过网络设备接口模块发送至目标设备。
作为可选的技术方案，所述业务数据转发模块进一步包括用户数据协议单元、通用路由封装协议单元以及隧道单元，所述方法的步骤(e2)进一步包括：业务数据转发模块根据报文类型，选择将报文发送至报文用户数据协议单元或者通用路由封装协议单元；报文用户数据协议单元或者通用路由封装协议单元进一步将报文转发至隧道单元；隧道单元将此用户面数据报文通过网络设备接口模块发送至目标设备。
本发明的优点在于，通过设置了简单协议处理平台，将接收到的报文包括用户业务数据在内的简单报文进行转发处理，而不再经由操作系统平台，从而降低了操作系统平台的业务量，提高了网关转发和处理数据的效率。
在硬件方面，网关设备可以将多核的MIPS架构的CPU进行划分，拆分少量的核运行操作系统，大部分的核运行简单协议处理，分别完成上述功能，提高处理效率。
并且通过设置简单协议处理平台的网络设备接口模块与现有技术规范中操作系统平台的网络设备接口模块结构相同，保证了网关设备对外呈现唯一且较完备的协议栈，保证了网关的其他组件接口无需作出改动。
附图说明
附图1所示是本发明具体实施方式所述网关设备的架构示意图
附图2A所示是本发明的具体实施方式中采用网关设备处理网络协议报文的流程图。
附图2B所示是本发明的具体实施方式中采用网关设备处理用户面数据报文的流程图。
具体实施方式
接下来结合附图对本发明所述的一种网关设备以及报文处理方法的具体实施方式做出详细说明。
附图1所示是本发明具体实施方式所述网关设备的架构示意图，包括操作系统平台10与简单协议处理平台20。简单协议处理平台20包括网络协议模块24、控制报文协议(ICMP)透传模块23、业务数据转发模块22以及网络设备接口模块21。
简单协议处理平台20的网络设备接口模块21用于接收传送至网关设备的报文。网络协议模块24与网络设备接口模块21连接，用于区分网络设备接口模块21接受到的报文是网络协议报文还是用户面数据报文，并分别转发至不同的模块进行处理。控制报文协议透传模块23用于接收网络协议模块24转发的网络协议报文，并转送至操作系统平台10进行处理。业务数据转发模块22用于接收网络协议模块24转发的用户面数据报文，并进行转发处理。
作为一种实施方式，所述业务数据转发模块22进一步包括用户数据协议(UDP)单元221、通用路由封装协议(GRE)单元222以及隧道单元223，其中网络协议模块24分别与用户数据协议单元221和通用路由封装协议单元222连接，所述用户数据协议单元221和通用路由封装协议单元222进一步连接至隧道单元224。
所述网络协议模块24进一步包括IPv4协议单元241与IPv6协议单元242，相应的控制报文协议透传模块23也对应包括ICMPv4协议单元231与ICMPv6协议单元232，用于分别处理IPv4协议报文和IPv6协议报文。如果网关需要兼容其他协议
接下来给出采用上述网关设备处理报文的方法的具体实施方式。附图2A所示是本具体实施方式中处理网络协议报文的流程图。简单协议处理平台20并不具备处理这类基本报文的能力，因此只需要将这类型的数据进行透传，送交至操作系统平台10进行处理。
参考步骤S200，简单协议处理平台20的网络设备接口模块21接收报文，此报文来自与网关设备所连接的某一通信网络。
参考步骤S210，网络设备接口模块21将报文转发至网络协议模块24。对于IP协议报文而言，网络协议模块24至少对应设置有IPv4协议单元241与IPv6协议单元242，网络设备接口模块21应当根据报文类型发送至不同的模块。
参考步骤S220，网络协议模块24判断此报文是网络协议报文还是用户面数据报文。本实施方式以网络协议报文为例进行说明，故此步骤中网络协议模块24判断此报文为网络协议报文。如报文为用户面数据报文，请参考下一个具体实施方式。
参考步骤S231，网络协议模块24将网络协议报文转发至控制报文协议透传模块23。
参考步骤S232，控制报文协议透传模块23将网络协议报文转发至操作系统平台10进行处理。对于IP协议报文而言，与网络协议模块24相对应地，控制报文协议透传模块23至少应当包括ICMPPv4协议单元231与ICMPv6协议单元232，用于分别处理IPv4协议报文和IPv6协议报文。控制报文协议透传模块23的并不对此报文做任何技术处理，而只是将其传送至操作系统平台10。现有技术中的操作系统平台10同样设置有网络接口，如果本发明的操作系统平台10仍然保持着现有技术的规范，则可以通过简单协议处理平台20的网络设备接口模块21将报文透传至操作系统平台10的网络接口，并进一步进入系统处理。也可以对现有技术的操作系统平台10进行改进，使操作系统平台10和简单协议处理平台20之间的接口私有化，相互之间的通信不再依赖于网络设备接口模块21，从而降低网络设备接口模块21的通信压力，提高系统的通信效率。
操作系统平台10对网络协议报文的处理遵从现有技术的规范，调用相应的模块和函数进行解码和运算，此处不再赘述。
参考步骤S233，操作系统平台10将处理完毕后的报文通过网络设备接口模块21发送至目标设备。所述目标设备是指与网关设备连接的一通信网络。
附图2B所示是本具体实施方式中处理用户面数据报文的流程图。简单协议处理平台20将直接处理用户面数据报文，不再送交至操作系统平台10进行处理。
步骤S200至步骤S220的工作原理与附图2A相同，此处不再赘述。其中步骤S220应当判断此报文为用户面数据报文，进而实施步骤S241与步骤S242。
参考步骤S241，网络协议模块24将用户面数据报文转发至业务数据转发模块22。在所述业务数据转发模块22进一步包括用户数据协议单元221、通用路由封装协议单元222以及隧道单元223的情况下，步骤S241进一步包括：业务数据转发模块22根据报文类型，选择将报文发送至报文用户数据协议单元221或者通用路由封装协议单元222；报文用户数据协议单元221或者通用路由封装协议单元222进一步将报文转发至隧道单元223；隧道单元223将此用户面数据报文通过网络设备接口模块21发送至目标设备。
参考步骤S242，业务数据转发模块22将用户面数据报文通过网络设备接口模块21发送至目标设备。
从上面的叙述可以看出，本实施方式中的操作系统平台10负责网络协议的处理，而简单协议处理平台20负责控制面数据接收以及用户面数据的重组转发。网络设备接口模块21用于接收报文数据，对需要进行复杂处理的报文，通过控制报文协议透传模块23转发至操作系统平台10进行处理，而对于仅需简单转发的报文，例如用户业务数据，则传送至业务数据转发模块22直接进行转发，而不再传送至操作系统平台10。上述网关设备通过设置了简单协议处理平台20，将接收到的报文包括用户业务数据在内的简单报文进行转发处理，而不再经由操作系统平台10，从而降低了操作系统平台10的业务量，提高了网关转发和处理数据的效率。并且简单协议处理平台20的网络设备接口模块21与现有技术规范中操作系统平台10的网络设备接口模块结构相同，保证了网关设备对外呈现唯一且较完备的协议栈，保证了网关的其他组件接口无需作出改动。
所述操作系统平台10采用LINUX操作系统，该系统为开源程序，有利于降低开发难度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种网关设备，包括操作系统平台，其特征在于，所述网关设备还包括简单协议处理平台，所述简单协议处理平台包括：
网络设备接口模块，用于接收传送至网关设备的报文；
网络协议模块，与网络设备接口模块连接，用于区分网络设备接口模块接受到的报文是网络协议报文还是用户面数据报文，并分别转发至不同的模块进行处理；
控制报文协议透传模块，用于接收网络协议模块转发的网络协议报文，并转送至操作系统平台进行处理；
业务数据转发模块，用于接收网络协议模块转发的用户面数据报文，并进行转发处理。
2.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述业务数据转发模块进一步包括用户数据协议单元、通用路由封装协议单元以及隧道单元，其中网络协议模块分别与用户数据协议单元和通用路由封装协议单元连接，所述用户数据协议单元和通用路由封装协议单元进一步连接至隧道单元。
3.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述操作系统平台采用LINUX操作系统。
4.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述网络协议模块进一步包括IPv4协议单元与IPv6协议单元。
5.一种采用权利要求1所述网关设备的报文处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)简单协议处理平台的网络设备接口模块接收报文；
(b)网络设备接口模块将报文转发至网络协议模块；
(c)网络协议模块判断此报文是网络协议报文还是用户面数据报文，如是网络协议报文，则执行步骤(d1)～(d3)，如是用户面数据报文，则执行步骤(e1)与(e2)；
(d1)网络协议模块将网络协议报文转发至控制报文协议透传模块；
(d2)控制报文协议透传模块将网络协议报文转发至操作系统平台进行处理；
(d3)操作系统平台将处理完毕后的报文通过网络设备接口模块发送至目标设备；
(e1)网络协议模块将用户面数据报文转发至业务数据转发模块；
(e2)业务数据转发模块将用户面数据报文通过网络设备接口模块发送至目标设备。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述业务数据转发模块进一步包括用户数据协议单元、通用路由封装协议单元以及隧道单元，所述方法的步骤(e2)进一步包括：
业务数据转发模块根据报文类型，选择将报文发送至报文用户数据协议单元或者通用路由封装协议单元；
报文用户数据协议单元或者通用路由封装协议单元进一步将报文转发至隧道单元；
隧道单元将此用户面数据报文通过网络设备接口模块发送至目标设备。
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