CN104378250A - 数据链路的检测方法、装置、系统、控制器及网关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据链路的检测方法、装置、系统、控制器及网关,该方法包括UGW接收SDN控制器发送的GTP用户面的上下文信息;该UGW根据该GTP用户面的上下文信息检测网关之间的数据链路。本发明解决了相关技术中GTP端点之间数据链路检测存在的用户面的逻辑和控制面的逻辑不清楚的问题,具有提高用户面的逻辑和控制面的逻辑的清晰度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种数据链路的检测方法、装置、系统、控制器及网关。
背景技术
OPENFLOW(简称OF)协议是美国斯坦福大学于2008年提出的一种转发/控制分离协议,外置控制面实体采用OF协议控制转发面设备实现各种转发逻辑,而转发面设备主要功能就是根据OF控制器下发的流表执行受控转发。OF协议进一步演进,成为软件定义网络(SoftwareDefined Network,简称为SDN)技术,即可以在控制面采用软件编程实现各种复杂的网络应用,例如用SDN实现演进的分组系统(Evolved Packet System,简称为EPS)/通用分组无线服务(General Packet Radio Service,简称为GPRS)网络。其中,EPS网络是第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,简称为3GPP)定义的第四代移动通信网络,GPRS网络是3GPP定义的第三代移动通信网络。
图1是根据相关技术的用SDN实现EPS/GPRS网络的架构图,该架构中主要包括用户终端(User Equipment,简称为UE)、(演进的)通用移动通信系统陆地无线接入网((Evolved)Universal Terrestrial Radio Access Network,简称为(E)UTRAN)、核心网、控制器(controller)、因特网(internet),其中,UE为通信终端;(E)UTRAN为无线接入网部分,该(E)UTRAN内部由演进的基站(eNodeB)或基站(NodeB)组成;核心网,即软件定义的演进的分组核心网(Evolved Packet Core,简称为EPC),是EPS的核心网部分,核心网中的所有的统一网关(unified Gateway,简称为UGW)都是通用的网关设备,其角色受控于SDN控制器(SDNController)的控制信令。举例来说,对于某个UE的IP连接,统一网关UGW-1扮演服务网关(Serving Gateway,简称为SGW)或者是GPRS服务支持节点(Serving GPRS Support Node,简称为SGSN)的角色,UGW2扮演分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway,简称为P-GW)或者是网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node,简称为GGSN)的角色,UGW3扮演非3GPP接入网关或者是演进的分组数据网关(Evolved Packet Data Gateway,简称为ePDG)的角色。这样(E)UTRAN与UGW-1之间,UGW-1与UGW-2之间,UGW-2与UGW-3之间都是基于GPRS隧道协议-用户面(GPRS Tunnel Protocol-User Plane,简称为GTP-U)协议的接口。换句话说,UGW与(e)NB之间,UGW和UGW之间,或者UGW和传统的GTP网元之间必须支持GTP-U协议。
GPRS隧道协议(GPRS Tunnel Protocol,简称GTP)协议是3GPP定义的一组协议,分为GPRS隧道协议-控制面协议(GPRS Tunnel Protocol-Controller Plane,简称为GTP-C)和用户面协议GTP-U。其中GTP-U是用于网关之间数据封装和转发的协议,除此之外,GTP-U还有一套自身会话检测机制:通过向对端发送GTP-U的回声请求(Echo Request)消息和回声响应(Echo Response)消息来探测路径,检测链路(Path)状态,具体流程如图2所示,包括以下步骤:
步骤S202,UGW1向UGW2发送回声请求消息。
其中一个UGW比如UGW1作为GTP端点1发送回声请求消息给作为GTP端点2的UGW比如UGW2,UGW1发出消息后启动定时器t1。
回声请求消息的目标地址为GTP端点2的地址,用户数据包协议(User Datagram Protocol,简称为UDP)目的端口号设置为2152,隧道终点标识(Tunnel Endpoint Identifier,简称为TEID)为全零,源地址为UGW1自身地址,源端口号为配置的任意端口。序列号(Sequence Number,简称为SN)为初始值,比如为0或者在上一次回声请求消息的Sequence Number之上增1。
步骤S204,UGW2向UGW1发送Echo response消息。
GTP端点2即UGW2接收到回声请求消息后,向对端发送Echo Response消息,其中EchoResponse消息的目标地址为GTP端点1的地址,UDP目的端口号设置为步骤S202的回声请求消息的源端口号,TEID为全零,源地址为UGW2的自身地址,源端口号为步骤S202的回声请求消息的目的端口号,SN为回声请求消息的SN。
GTP端点1即UGW1收到Echo Response消息后,结束定时器t1,并启动定时器t2。
如果定时器t1超时却没有收到Echo Response消息,GTP端点1会重发回声请求消息,消息格式和内容同第一次发送的回声请求消息,并再次启动定时器t1,如果在t1超时后,还没有收到回声响应消息,则重复以上操作,经过N1次操作后,如果仍然没有收到回声响应消息,则认为该链路不通,GTP端点1本地进行相关操作,比如删除GTP上下文等。
t2定时器到时后,GTP端点1会发送另外一条回声请求消息,该消息的SN在上一次回声请求消息的SN基础上增1,并启动定时器t1,后续操作重复上述步骤S202,S204。
步骤S206,UGW2向UGW1发送回声请求消息。
GTP端点2即UGW2向GTP端点2即UGW1发送回声请求消息。
步骤S208,UGW1向UGW2发送回声响应消息。
GTP端点1即UGW1接收到回声请求消息并回应回声响应消息。具体操作同步骤S202和步骤S204,不同点在于GTP端点1和GTP端点2互换角色。
GTP端点1和GTP端点2各自检测各自的回声请求和回声响应消息对,步骤S202、S204检测的消息对和步骤S204、S206检测的消息对没有依赖关系。
上述介绍的GTP原理是适用于3GPP现有网关/基站上的,所述的GTP端点泛指3GPP网络的eNB,NB,SGW,P-GW,ePDG、授信接入网网关,SGSN,或GGSN等任意网元。当由SDN来实现EPC的时候,有关控制面的逻辑都在SDN控制器之上实现,UGW作为转发设备,只具备转发功能和非常简单的逻辑控制功能,因此如何实现GTP会话(这里特指GTP-U)的检测,即:如何使用回声请求消息和回声响应消息,是需要待解决的问题。
针对相关技术中GTP端点之间数据链路检测存在的用户面的逻辑和控制面的逻辑不清楚的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种数据链路的检测方法、装置、系统、控制器、网关,以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种数据链路的检测方法,包括:UGW接收SDN控制器发送的GTP用户面的上下文信息;所述UGW根据所述GTP用户面的上下文信息检测所述UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述GTP用户面的上下文信息承载在OPENFLOW协议消息上,所述OPENFLOW协议消息包括流表修改请求消息和/或问候消息上。
优选地,所述GTP用户面的上下文信息包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。
优选地,所述UGW根据所述GTP用户面的上下文信息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路包括:所述UGW根据所述GTP用户面的上下文信息生成数据链路检测消息;所述UGW根据所述数据链路检测消息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述GTP端点是第二UGW或传统GTP端点。
优选地,在所述数据链路检测消息是回声请求消息和/或回声响应消息的情况下,根据所述数据链路检测消息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路包括:接收所述GTP端点发送的与所述回声请求消息相对应的所述回声响应消息,和/或根据触发事件向所述GTP端点发送所述回声请求消息;根据所述回声请求消息和/或相对应的所述回声响应消息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述触发事件包括以下至少之一:根据所述GTP用户面的上下文信息中携带的定时器信息设置的定时器超时;接收到所述SDN控制器的OPENFLOW协议的回声请求消息。
优选地,在所述UGW检测到所述数据链路断链的情况下,向所述SDN控制器发送断链通知消息。
优选地,所述断链通知消息承载在OPENFLOW协议的报错消息,OPENFlOW协议的端口状态消息,或所述UGW向所述SDN控制器发送的OPENFLOW协议的回声响应消息上。
根据本发明的一个方面,提供了一种数据链路的检测方法,包括:SDN控制器获取GTP用户面的上下文信息;所述SDN控制器向至少一个GTP端点发送所述GTP用户面的上下文信息,其中,所述GTP用户面的上下文信息用于检测所述至少一个UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述方法还包括:所述SDN控制器接收所述至少一个UGW发送的断链通知消息;所述SDN控制器根据所述断链通知消息删除所述GTP用户面的上下文信息或通知用户设备UE发起重附着。
根据本发明的另一方面,提供了一种数据链路的检测装置,包括:接收模块,用于接收软件定义网络SDN控制器发送的GTP用户面的上下文信息;链路检测模块,用于根据所述GTP用户面的上下文信息检测所述装置与GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述GTP用户面的上下文信息承载在OPENFLOW协议消息上,所述OPENFLOW协议消息包括流表修改请求消息和/或问候消息上。
优选地,所述GTP用户面的上下文信息包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。
优选地,所述链路检测模块还用于根据所述GTP用户面的上下文信息生成数据链路检测消息;根据所述数据链路检测消息检测所述装置与所述GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述装置还包括:上报模块,用于在检测到所述数据链路断链的情况下,向所述SDN控制器发送断链通知消息。
根据本发明的另一方面,提供了一种数据链路的检测装置,包括:获取模块:用于获取GTP用户面的上下文信息;发送模块,用于向至少一个UGW发送所述GTP用户面的上下文信息,其中,所述GTP用户面的上下文信息用于检测所述UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述装置还包括:处理模块,用于接收所述至少一个UGW发送的断链通知消息,并根据所述断链通知消息删除所述GTP用户面的上下文信息或通知用户设备UE发起重附着。
根据本发明的又一方面,提供了一种网关,包括:上述第十二至第十六项中任一项方案所述的装置,所述网关是UGW。
根据本发明的又一方面,提供了一种控制器,包括:上述第十七或第十八项方案所述的装置,所述控制器是SDN控制器。
根据本发明的又一方面,提供了一种数据链路的检测系统,包括上述控制器和至少一个上述网关。
通过本发明实施例,采用UGW接收SDN控制器发送的GTP用户面的上下文信息,并根据所述GTP用户面的上下文信息检测GTP端点之间的所述数据链路,解决了相关技术中GTP端点之间数据链路检测存在的问题,进而达到了提高GTP端点之间数据链路检测质量的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据相关技术的用SDN实现EPS/GPRS网络的架构图;
图2是根据相关技术的GTP-U会话保活流程图;
图3是根据本发明实施例一的数据链路检测方法的流程图;
图4是根据本发明实施例二的数据链路检测方法的流程图;
图5是根据本发明实施例三的数据链路检测装置一的结构示意图;
图6是根据本发明实施例四的数据链路检测装置二的结构示意图;
图7是根据本发明实施例五的数据链路检测系统的结构示意图;
图8是根据本发明优选实施例一的数据链路检测系统的结构示意图;
图9是根据本发明优选实施例二的数据链路检测系统的结构示意图;
图10是根据本发明优选实施例三的数据链路检测方法的流程图;
图11是根据本发明优选实施例四的数据链路检测方法的流程图;
图12是根据本发明优选实施例五的数据链路检测方法的流程图;
图13是根据本发明优选实施例六的数据链路检测方法的流程图;以及
图14是根据本发明优选实施例七的数据链路检测方法的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种数据链路的检测方法,图3是根据本发明实施例一的数据链路检测方法的流程图,如图3所示,该流程包括以下步骤:
步骤S302,UGW接收SDN控制器发送的GTP用户面的上下文信息;
步骤S304,所述UGW根据所述GTP用户面的上下文信息检测所述UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
通过上述步骤,解决了相关技术中GTP端点之间数据链路检测存在的控制面的逻辑和用户面的逻辑不清的问题,具有提高控制面的逻辑和用户面的逻辑的清晰度的效果。
其中,GTP用户面的上下文信息可以承载在SDN控制器与UGW之间的很多消息上,但优选地,可以承载在OF协议的流表修改请求消息和/或问候消息上。当然,流表修改请求消息和/或问候消息仅用于解释GTP保活机制即GTP端点之间的数据链路检测,而不排除用其他的扩展消息或者新定义消息由SDN控制器向UGW下发GTP用户面的上下文信息的可能。通过将GTP用户面的上下文信息承载在流表修改请求消息和/或问候消息上,可以节省资源,减轻SDN控制器侧的负担。
其中,GTP用户面的上下文信息可以包括很多参数信息,优选地,可以包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。GTP用户面的上下文信息可以是全部上下文信息,比如,GTP保活相关的定时器信息,计数器信息,头信息,也可以是部分上下文信息,比如,以上一项或几项的组合。通过携带上述参数信息,可以使得GTP端点获取到上述参数信息,并进一步根据上述参数信息进行GTP端点之间的数据链路检测。
在接收到SDN控制器发送的所述GTP用户面的上下文信息之后,UGW可以根据所述GTP用户面的上下文信息生成数据链路检测消息,并根据所述数据链路检测消息检测所述UGW与对端GTP端点之间的所述数据链路。通过上述步骤,UGW可以使用数据链路检测消息进行检测,而该数据链路检测消息是根据所述GTP用户面的上下文信息生成的,因此在GTP端点之间进行数据链路检测时可以实现GTP会话的维护。
其中,所述GTP端点可以是很多传统的支持GTP的网元即传统GTP端点,比如,3GPP网络的eNB,NB,SGW,P-GW,ePDG、授信接入网网关,SGSN,或GGSN等,但优选地,也可以是统一网关UGW。这样便可以实现UGW之间或者UGW与传统的GTP端点之间的数据链路的检测。
其中,所述数据链路检测消息可以有很多种,优选地,可以是GTP的回声请求消息和/或回声响应消息。在所述数据链路检测消息是GTP的回声请求消息和/或回声响应消息的情况下,可以根据触发事件向对端GTP端点发送所述GTP的回声请求消息和/或接收所述对端GTP端点发送的所述GTP的回声响应消息,并根据所述GTP的回声请求消息和/或所述GTP的回声响应消息检测与所述对端GTP端点之间的所述数据链路。其中,所述触发事件可以包括以下至少之一:根据所述GTP用户面的上下文信息中携带的定时器信息设置的定时器超时;接收到所述SDN控制器的OF协议的回声请求消息和/或回声响应消息。通过上述步骤,可以使用GTP端点之间的GTP的回声请求消息和/或回声响应消息进行数据链路的检测。
在检测到所述数据链路断链的情况下,所述UGW可以向所述SDN控制器发送断链通知消息,所述断链通知消息可以承载在OPENFLOW协议的报错消息,OPENFlOW协议的端口状态消息,或所述UGW向所述SDN控制器发送的OPENFLOW协议的回声响应消息上。通过上述步骤,可以使得SDN控制器及时获知GTP端点之间的数据链路的状态,进而进行相应的处理。
本发明实施例还提供了一种数据链路的检测方法,图4是根据本发明实施例二的数据链路检测方法的流程图,如图4所示,该流程包括以下步骤:
步骤S402,SDN控制器获取GTP用户面的上下文信息;
步骤S404,所述SDN控制器向至少一个UGW发送所述GTP用户面的上下文信息,其中,所述GTP用户面的上下文信息用于检测所述至少一个UGWE与GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述方法还包括,所述SDN控制器接收所述至少一个UGW发送的断链通知消息;所述SDN控制器根据所述断链通知消息删除所述GTP用户面的上下文信息或通知用户设备UE发起重附着。
本发明实施例还提供了一种数据链路的检测装置一,图5是根据本发明实施例三的数据链路检测装置一的结构示意图,如图5所示,该装置包括:
接收模块502,用于接收SDN控制器发送的GTP用户面的上下文信息;
链路检测模块504,用于根据所述GTP用户面的上下文信息检测该装置一与GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述GTP用户面的上下文信息承载在OPENFLOW协议消息上,所述OPENFLOW协议消息包括流表修改请求消息和/或问候消息上。
优选地,所述GTP用户面的上下文信息包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。
优选地,所述链路检测模块还用于根据所述GTP用户面的上下文信息生成数据链路检测消息;根据所述数据链路检测消息检测所述装置一与所述GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述装置还包括:上报模块,用于在检测到所述数据链路断链的情况下,向所述SDN控制器发送断链通知消息。
本发明实施例还提供了一种数据链路的检测装置二,图6是根据本发明实施例四的数据链路检测装置二的结构示意图,如图6所示,该装置包括:
获取模块602:用于获取GTP用户面的上下文信息;
发送模块604,用于向至少一个UGW发送所述GTP用户面的上下文信息,其中,所述GTP用户面的上下文信息用于检测所述至少一个UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
优选地,所述装置还包括处理模块602,用于接收所述至少一个UGW发送的断链通知消息,并根据所述断链通知消息删除所述GTP用户面的上下文信息或通知用户设备UE发起重附着。
本发明实施例还提供了一种网关,该网关包括所述数据链路检测装置一,该网关是UGW。
本发明实施例还提供了一种控制器,该控制器包括上述数据链路检测装置二,该控制器是SDN控制器。
本发明实施例还提供了一种数据链路的检测系统,图7是根据本发明实施例五的数据链路检测系统的结构示意图,如图7所示,该系统包括本实施例中的SDN控制器702和至少一个本实施例中的网关704。
优选实施例一
图8是根据本发明优选实施例一的数据链路检测系统的结构示意图,如图8所示,该系统包括SDN控制器702和UGW1以及UGW2,其中,UGW1和UGW2分别相当于图7中的网关704。在有一对UGW的情况下,UGW1相当于网关704,UGW2相当于GTP端点,同时,UGW2也相当于网关704,UGW1相当于GTP端点。
SDN控制器702和UGW1、UGW2建立OF连接之后,SDN控制器702向UGW1、UGW2下发GTP用户面的上下文信息,该上下文信息中包括GTP-U保活相关的参数信息,该参数信息可以包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。
其中,定时器信息可以包括以下至少之一的参数:定时器t1及对应最大时间间隔T1;定时器t2及对应最大时间间隔T2。计数器信息可以包括以下参数:计数器n1及对应的最大次数N1。头信息可以包括以下至少之一参数:GTP头中的版本(version),协议类型(protocoltype,简称为PT),网络协议数据包单元(Network Protocol Data Unit,简称为N-PDU),扩展头的指示位(Extension Header Flag,简称为E),序列号的指示位(Sequence Number Flag,简称为S),N-PDU号的指示位(N-PDU Number flag,简称为PN),消息类型(Message Type),长度(length),TEID,SN,扩展头等信息;GTP消息目的地址,源地址,目的端口号,源端口号,协议类型。
其中,定时器t1最大值T1是SDN控制器发送回声请求消息之后,等待回声响应消息到达的最大时间值。定时器t1最大值在标准中定义为T3-RESPONSE,本实施例中用T1表示。
其中,计数器n1的最大值N1是SDN控制器重发回声请求消息的最大次数。计数器n1的最大值在标准中定义为N3-REQUESTS,本实施例中用N1表示。
其中,定时器t2的最大值T2是回声请求消息的发送间隔时间定时器。
本实施例中,GTP用户面的上下文信息可以承载在OF协议的流表修改请求(OFP_Table_mod_request)消息或问候(Hello)消息上。该上下文信息以多个或者一个信元的格式填写在OF协议的流表修改请求消息或问候消息的对应域中。
以上SDN控制器702下发GTP用户面的上下文信息给UGW1和UGW2的次序没有必然的先后关系,可以先发给UGW1,也可以先发给UGW2,或者同时发送。
UGW1和UGW2接收到GTP用户面的上下文信息后,根据GTP用户面的上下文信息生成回声请求消息,并分别向对端即UGW2和UGW1发送该回声请求消息。在接收到对端的回声请求消息后,向对端返回回声响应消息,执行周期性的UGW1与UGW2之间的数据链路检测操作。其中,UGW2相当于第二UGW。
优选实施例二
图9是根据本发明优选实施例二的数据链路检测系统的示意图,如图9所示,该系统包括SDN控制器702和UGW1以及传统的GTP端点902,其中,UGW1相当于图7中的网关704。
SDN控制器702和UGW1建立OF连接之后,向UGW1下发GTP用户面的上下文信息,该上下文信息中包括GTP-U保活相关的参数,具体的参数同优选实施例一,此处不再赘述。
GTP用户面的上下文信息可以承载在OF协议的流表修改请求(OFP_Table_mod_request)消息或问候(Hello)消息上。该上下文信息以多个或者一个信元的格式填写在OF协议的流表修改请求消息或问候消息的对应域中。
UGW1接收到GTP用户面的上下文信息后,根据GTP用户面的上下文信息,向传统GTP端点902发送回声请求消息,并在接收到传统GTP端点902的回声请求消息后,向对端即传统GTP端点902返回回声响应消息,执行周期性的UGW1与创痛GTP端点902之间的数据链路检测操作。
优选实施例三
图10是根据本发明优选实施例三的数据链路检测方法的流程图,在图10中,GTP的其中一端是由SDN控制器控制的UGW1,另一端是传统的GTP端点,比如传统的S-GW,P-GW,ePDG,或eNB等。如图10所示,该流程包括以下步骤:
步骤S1002,SDN控制器向UGW1发送GTP用户面的上下文信息。
SDN控制器和UGW1建立OF连接之后,SDN控制器向UGW1下发GTP用户面的上下文信息,该上下文信息中包括GTP-U保活相关的参数,该参数可以包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。
其中,定时器信息可以包括以下至少之一的参数:定时器t1及对应最大时间间隔T1;定时器t2及对应最大时间间隔T2。计数器可以包括以下参数:计数器n1及对应的最大次数N1。头信息可以包括以下至少之一参数:GTP头中的版本(version),PT,E,S,PN,消息类型(Message Type),长度(length),TEID,SN,N-PDU,扩展头等信息;GTP消息目的地址,源地址,目的端口号,源端口号,协议类型。
其中,定时器t1最大值T1是SDN控制器发送回声请求消息之后,等待回声响应消息到达的最大时间值。定时器t1最大值在标准中定义为T3-RESPONSE,本实施例中用T1表示。
其中,计数器n1的最大值N1是SDN控制器重发回声请求消息的最大次数。计数器n1的最大值在标准中定义为N3-REQUESTS,本实施例中用N1表示。
其中,定时器t2的最大值T2是回声请求消息的发送间隔时间定时器。
本实施例中,GTP用户面的上下文信息可以承载在OF协议的流表修改请求(OFP_Table_mod_request)消息或问候(Hello)消息上。该上下文信息以多个或者一个信元的格式填写在OF协议的流表修改请求消息或问候消息的对应域中。
步骤S1004~S1010,UGW1接收到GTP用户面的上下文信息后,根据GTP用户面的上下文信息生成回声请求消息,并向传统GTP端点发送回声请求消息,并在接收到传统GTP端点的回声请求消息后,向对端返回回声响应消息,执行周期性的UGW1与GTP传统端点之间的链路检测操作。传统GTP端点按照现有机制执行操作。
优选实施例四
图11是根据本发明优选实施例四的数据链路检测方法的流程图,本实施例中,SDN控制器下发GTP用户面的上下文信息到UGW1、UGW2,该GTP用户面的上下文信息不包括定时器信息和计数器信息。定时器自身维护部分GTP用户面的上下文信息,比如定时器信息和计数器信息,并且,定时器协调GTP的回声请求/回声响应消息的定时器/计数器跟OF的回声请求/回声响应消息的定时器/计数器的关系,并由SDN控制器向UGW发送OF协议的回声请求消息来触发UGW根据SDN控制器已经下发的部分GTP用户面的上下文信息来生成GTP的回声请求消息。具体步骤如下:
步骤S1102,SDN控制器向UGW1发送GTP用户面的上下文信息。
UGW1与SDN控制器建立OF连接后,SDN控制器向UGW1下发GTP用户面的上下文信息,该GTP用户面的上下文信息不包括时钟和消息计数器。其中承载该GTP用户面的上下文信息的消息是OF协议的流表修改请求消息或者是问候消息。该GTP用户面的上下文信息以多个或者一个信元的格式填写在OF协议的流表修改请求消息或者是问候消息的对应域中。
步骤S1104,SDN控制器向UGW2发送GTP用户面的上下文信息。
UGW2与SDN控制器建立OF连接后,SDN控制器向UGW2下发GTP用户面的上下文信息,该GTP用户面的上下文信息不包括时钟和消息计数器。其中承载该GTP用户面的上下文信息的消息是OF协议的流表修改请求消息或者是问候消息。该GTP用户面的上下文信息以多个或者一个信元的格式填写在OF协议的流表修改请求消息或者是问候消息的对应域中。
如果GTP的两个端点中有一个是传统的GTP端点而非UGW,那么上述步骤S1102和S1104中对应的一步则可以省略。
步骤S1106,SDN控制器向UGW1发送回声请求消息,并接收回声响应消息。
SDN控制器周期地向UGW1发送OF协议的回声请求消息,并接收由UGW1回应的回声响应消息。
需要注意的是,该处的OF的回声请求和响应消息和GTP协议的回声请求和响应消息是不同的消息,OF的回声请求和响应消息的发送和接受是相关技术。
步骤S1108,UGW1向UGW2发送回声响应消息。
接收到SDN控制器的OF协议的回声请求消息后,借此触发,UGW1生成GTP的回声请求消息,并发送GTP的回声请求消息给UGW2。
其中UGW1生成的GTP的回声请求消息和SDN控制器发送的OF的回声请求消息,可以是一对一的关系,也可以是一对多的关系。也就是说,每一条OF的回声请求消息可以触发一条GTP的回声请求消息,或者每隔N(N为正整数)条OF的回声请求消息,UGW生成一条GTP的回声请求消息。
步骤S1110,UGW2根据现有的机制回应回声响应消息。
步骤S1112,SDN控制器向UGW2发送回声请求消息,并接收回声响应消息
SDN控制器根据现有的机制会周期的向UGW2发送OF协议的回声请求消息,并接收由UGW2回应的回声响应消息。
步骤S1114,UGW2向UGW1发送回声请求消息。
收到定时器的OF协议的回声请求消息后,借此触发,UGW2生成GTP的回声请求消息,并发送给UGW1。
步骤S1116,UGW1根据回应回声响应消息。
其中,UGW2生成的GTP的回声请求消息,和OF的回声请求消息,可以是一对一的关系,也可以是一对多的关系。也就是说,每一条OF的回声请求消息可以触发一条GTP的回声请求消息,或者每隔N(N为正整数)条OF的回声请求消息,UGW生成一条GTP的回声请求消息。
优选实施例五
图12是根据本发明优选实施例五的数据链路检测方法的流程图,如图12所示,该流程包括以下步骤:
步骤S1202-S1208,周期性的检测GTP端点之间的数据链路。
该检测步骤与优选实施例四中的检测步骤相同,此处不再赘述。
步骤S1210,检测到数据链路断链。
其中的一个GTP端点比如UGW1,或者两个GTP端点比如UGW1和UGW2检测到GTP端点之间的数据链路断链。
步骤S1212,向SDN控制器发送断链通知消息。
假设UGW2检测到数据链路断链,则UGW2可以进行以下处理:在OF的报错消息(ErrorMessage)消息(即OFPT_ERROR_MSG消息)携带值为GTP断链(GTP path detection failed)的错误类型(ofp_error_type),向SDN控制器通报该事件。也就是说断链通知消息承载在OF的报错消息上。
SDN控制器接收到断链通知消息后,采取对应的操作,例如,删除GTP的用户面上下文或者承载等。
优选实施例六
图13是根据本发明优选实施例六的数据链路检测方法的流程图,如图13所示,步骤S1302~1310同优选实施例五中的步骤S1202~S1210。不同之处在于,步骤S1312,假设UGW2检测到数据链路断链,则UGW2可以进行以下处理:在OF的端口状态(Port status)消息(即ofp_port_status消息)中携带值为GTP断链(GTP path port failed)的端口原因(ofp_port_reason)向SDN控制器通报该事件,也就是说断链通知消息承载在OF的端口状态消息上。
优选实施例七
图14是根据本发明优选实施例七的数据链路检测方法的流程图,如图14所示,步骤S1402~1410同优选实施例五中的步骤S1202~S1210。不同之处在于,步骤S1412,假设UGW1检测到数据链路断链,则UGW1可以进行以下处理:在从UGW发往SDN控制器的回声响应消息中携带GTP断链(GTP path failed)的原因值向SDN控制器通报该事件,也就是说回声请求和/或回声响应消息承载着断链通知消息。
步骤S1412中的OF的回声请求消息图中显示为虚线,代表的含义是,该消息与步骤S1410没有触发关系。因为OF的回声请求发送比较频繁(百毫秒–秒级),而GTP链路的维护周期大于60s,因此当UGW检测出UGW之间的数据链路断链之后,UGW可以等待下一条OF的回声响应消息携带该事件给SDN控制器。
或者,也可以通过S1414步,UG W主动向Controller发送回声请求消息,通报该事件给控制器。
以上实施例中的SDN控制器功能可以在任何有计算能力的服务器或者SDN控制器等一切网络设备上实现,比如X86服务器,UGW的功能可以在任何有路由功能的服务器或者路由器或者交换机等一切网络设备上实现,比如X86服务器,增强的普通交换机等。
以上实施例只是介绍最典型的实施方式,实际上,除了上述介绍的OF协议的流表修改请求(OFP_Table_mod_request)/问候(Hello)消息可以承载GTP的上下文信息外,现有的OF的其他消息,或者新增的消息,或者其他的非OF协议的消息,例如南向绑定(southbound,简称SB)协议,OVSDB(OVS数据库)协议,OF配置(OF-config)协议,路径计算单元通信协议(Path Computation Element Communication Protocol,简称为PCEP),边界网关协议(border Gateway protocol,简称为BGP)等,都可以对该GTP的上下文消息进行扩展支持,而这些方法都是在本发明的覆盖范围内的。具体的实现步骤,与上述实施例介绍类似,不同点仅仅体现在消息的构造上。
从以上的描述中,可以看出,本发明实现了如下技术效果:具有提高GTP端点之间数据链路检测质量的效果。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明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,可以将它们存储在存储装置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。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种数据链路的检测方法,其特征在于,包括:
统一网关UGW接收软件定义网络SDN控制器发送的通用分组无线服务隧道协议GTP用户面的上下文信息;
所述UGW根据所述GTP用户面的上下文信息检测所述UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述GTP用户面的上下文信息承载在OPENFLOW协议消息上,所述OPENFLOW协议消息包括流表修改请求消息和/或问候消息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述GTP用户面的上下文信息包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述UGW根据所述GTP用户面的上下文信息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路包括:
所述UGW根据所述GTP用户面的上下文信息生成数据链路检测消息;
所述UGW根据所述数据链路检测消息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述GTP端点是第二UGW或传统GTP端点。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述数据链路检测消息是回声请求消息和/或回声响应消息的情况下,根据所述数据链路检测消息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路包括:
接收所述GTP端点发送的与所述回声请求消息相对应的所述回声响应消息,和/或根据触发事件向所述GTP端点发送所述回声请求消息;
根据所述回声请求消息和/或相对应的所述回声响应消息检测所述UGW与所述GTP端点之间的所述数据链路。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述触发事件包括以下至少之一:根据所述GTP用户面的上下文信息中携带的定时器信息设置的定时器超时;接收到所述SDN控制器的OPENFLOW协议的回声请求消息。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述UGW在检测到所述数据链路断链的情况下,向所述SDN控制器发送断链通知消息。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述断链通知消息承载在OPENFLOW协议的报错消息,OPENFLOW协议的端口状态消息,或所述UGW向所述SDN控制器发送的OPENFLOW协议的回声响应消息上。
10.一种数据链路的检测方法,其特征在于,包括:
软件定义网络SDN控制器获取通用分组无线服务隧道协议GTP用户面的上下文信息;
所述SDN控制器向至少一个统一网关UGW发送所述GTP用户面的上下文信息,其中,所述GTP用户面的上下文信息用于检测所述UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
11.根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述SDN控制器接收所述至少一个UGW发送的断链通知消息;
所述SDN控制器根据所述断链通知消息删除所述GTP用户面的上下文信息或通知用户设备UE发起重附着。
12.一种数据链路的检测装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收软件定义网络SDN控制器发送的通用分组无线服务隧道协议GTP用户面的上下文信息;
链路检测模块,用于根据所述GTP用户面的上下文信息检测所述装置与GTP端点之间的所述数据链路。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述GTP用户面的上下文信息承载在OPENFLOW协议消息上,所述OPENFLOW协议消息包括流表修改请求消息和/或问候消息。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述GTP用户面的上下文信息包括以下至少之一:定时器信息,计数器信息,头信息。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置,其特征在于,所述链路检测模块还用于根据所述GTP用户面的上下文信息生成数据链路检测消息;根据所述数据链路检测消息检测所述装置与所述GTP端点之间的所述数据链路。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:上报模块,用于在检测到所述数据链路断链的情况下,向所述SDN控制器发送断链通知消息。
17.一种数据链路的检测装置,其特征在于,包括:
获取模块:用于获取通用分组无线服务隧道协议GTP用户面的上下文信息;
发送模块,用于向至少一个统一网关UGW发送所述GTP用户面的上下文信息,其中,所述GTP用户面的上下文信息用于检测所述至少一个UGW与GTP端点之间的所述数据链路。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:处理模块,用于接收所述至少一个UGW发送的断链通知消息,并根据所述断链通知消息删除所述GTP用户面的上下文信息或通知用户设备UE发起重附着。
19.一种网关,其特征在于,包括权利要求12至16中任一项所述的装置,所述网关是统一网关UGW。
20.一种控制器,其特征在于,包括权利要求17或18中任一项所述的装置,所述控制器是软件定义网络SDN控制器。
21.一种数据链路的检测系统,其特征在于,包括权利要求20所述的控制器和至少一个权利要求19所述的网关。
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