CN104427598B - 长时间在线业务免心跳的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了长时间在线业务免心跳的方法和装置：防火墙/NAT设备确定终端发起与服务器的TCP连接，记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址＋端口的映射关系；防火墙/NAT设备确定所述TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务，将所述映射关系标记为长时间保持的状态；防火墙/NAT设备接收终端在业务状态发生迁移时发送来的状态迁移请求，并发送给服务器。应用本发明所述方案，能够减少终端的电量消耗，并减少对无线信道资源的占用以及对设备处理资源的消耗等。

Description

长时间在线业务免心跳的方法和装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及长时间在线业务免心跳的方法和装置。
背景技术
现有技术中，对于即时通信等长时间在线业务，终端和服务器之间采用周期性的心跳消息，以实现以下两个目的：
1）用于服务器感知用户在线状态，提供优化服务；
2）刷新防火墙/网络地址转换（NAT，Network Address Translation）设备的隧道定时器，保持传输层的连通性等。
但是，上述方式在实际应用中会存在一定的问题，如：
1）周期性心跳将导致休眠的终端周期性唤醒，从而增加终端的电量消耗；
2）终端为发送心跳信息每次与网络侧建立无线连接后，网络侧会设置空闲定时器，定时器超时（数秒至数十秒）后将拆除所建立的无线连接，而心跳周期一般为数分钟，空闲状态下每次心跳均会导致无线连接的建立和拆除，从而造成大量的无线信道资源被占用，并消耗大量的设备处理资源等。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了长时间在线业务免心跳的方法和装置，能够减少终端的电量消耗，并减少对无线信道资源的占用以及对设备处理资源的消耗等。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种长时间在线业务免心跳的方法，包括：
防火墙/网络地址转换NAT设备确定终端发起与服务器的传输控制协议TCP连接，记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址＋端口的映射关系；
所述防火墙/NAT设备确定所述TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务，将所述映射关系标记为长时间保持的状态；
所述防火墙/NAT设备接收所述终端在业务状态发生迁移时发送来的状态迁移请求，并发送给所述服务器。
一种长时间在线业务免心跳的装置，包括：
第一处理模块，用于当确定终端发起与服务器的传输控制协议TCP连接时，记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址＋端口的映射关系；并在当确定出所述TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务时，将所述映射关系标记为长时间保持的状态；
第二处理模块，用于接收所述终端在业务状态发生迁移时发送来的状态迁移请求，并发送给所述服务器。
一种终端，包括：
第三处理模块，用于针对任一长时间在线业务，建立所在终端与服务器之间的传输控制协议TCP连接；
第四处理模块，用于当确定所述长时间在线业务的业务状态发生迁移时，将迁移后的状态通知给所述服务器。
可见，采用本发明所述方案，对于免心跳的长时间在线业务，防火墙/NAT设备可将其对应的映射关系标记为长时间保持的状态，从而保证了传输层的连通性，而且，当业务状态发生迁移时，终端会主动将迁移后的状态通知给服务器，从而保证了服务器能够及时获知最新的业务状态，即用户在线状态；由于终端不用周期性地发送心跳消息，仅在业务状态发生迁移时才需要主动发送状态迁移请求，因此避免了现有技术中存在的问题，进而减少了终端的电量消耗，并减少了对无线信道资源的占用，提高了信道资源利用率，而且，减少了对设备处理资源等的消耗，降低了网络运营成本。
附图说明
图1为本发明长时间在线业务免心跳的方法实施例的流程图。
图2为现有终端、防火墙/NAT设备以及服务器等之间的关系示意图。
图3为本发明长时间在线业务免心跳的方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种长时间在线业务免心跳的方案，能够减少终端的电量消耗，并减少对无线信道资源的占用以及对设备处理资源的消耗等。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步的详细说明。
图1为本发明长时间在线业务免心跳的方法实施例的流程图。如图1所示，包括以下步骤：
步骤11：防火墙/NAT设备确定终端发起与服务器的传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）连接，记录该TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址＋端口的映射关系。
图2为现有终端、防火墙/NAT设备以及服务器等之间的关系示意图。其中，防火墙和NAT设备的功能通常集成到一起。
针对任一长时间在线业务，当业务登录时，终端会发起与服务器的TCP连接，并交互鉴权和状态更新等消息，所述TCP连接通常为TCP长连接，具体实现为现有技术。
防火墙/NAT设备会将终端的内网IP地址＋端口转换为公网IP地址＋端口，并记录该TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址＋端口的映射关系，使得服务器下行报文可转发给终端。
其中，该TCP连接的源IP地址+端口可包括：终端的内网IP地址＋端口以及公网IP地址＋端口；该TCP连接的目的IP地址＋端口可包括：服务器的公网IP地址＋端口。
步骤12：防火墙/NAT设备确定该TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务，将该映射关系标记为长时间保持的状态。
防火墙/NAT设备可根据用户签约信息、业务准入策略等，通过预制或学习的业务识别规则，分析业务特征，确定该TCP连接对应的业务是否为免心跳的长时间在线业务，如果否，则可按照现有方式进行处理，如果是，则可将该映射关系标记为长时间保持的状态，即不受现有隧道定时器超时释放的限制。
现有技术中，对于所记录的一映射关系，当防火墙/NAT设备每次接收到与该映射关系对应的心跳消息时，则会将该映射关系对应的隧道定时器进行刷新，即重新开始计时，一旦在隧道定时器超时前未接收到心跳消息，则会释放该映射关系，这也就是之前所提到的终端和服务器之间采用周期性的心跳消息的目的2），通过这种方式，可保证传输层的连通性；而本发明所述方案中，对于免心跳的长时间在线业务，可将其对应的映射关系设置为长时间保持的状态，不受现有隧道定时器超时释放的限制，从而无需心跳消息，也可保证传输层的连通性。
步骤13：防火墙/NAT设备接收终端在业务状态发生迁移时发送来的状态迁移请求，并发送给服务器。
当确定该长时间在线业务的业务状态发生迁移时，即发生改变时，终端可主动通过防火墙/NAT设备向服务器发送状态迁移请求，将迁移后的状态通知给服务器；相应地，服务器即可及时获知迁移后的状态，针对迁移后的不同状态，服务器分别如何进行处理为现有技术。
另外，防火墙/NAT设备在接收到终端发送来的状态迁移请求之后，还可进一步进行以下处理：根据状态迁移请求确定出迁移后的状态，并根据迁移后的状态确定是否需要释放该映射关系，如果是，则释放该映射关系，并清空为该TCP连接预留的资源。
所述迁移后的状态可为休眠、注销、前后台切换等。
防火墙/NAT设备接收到终端发送来的状态迁移请求后，对该长时间在线业务的状态迁移进行模式识别，即可根据状态迁移请求中携带的IP五元组和有效载荷（payload）特征码等，解析出迁移后的状态，并根据迁移后的状态确定是否需要释放该映射关系，比如，如果迁移后的状态为注销，则确定需要释放该映射关系；相应地，如果需要，则释放该映射关系，并清空为该TCP连接预留的资源，如果不需要，则可维持该映射关系的原有状态不变。
当迁移后的状态为何种状态时需要释放该映射关系可预先设定。
另外，针对在实际应用中可能出现的两种异常情况，本发明所述方案中也给出了相应的解决方式：
1）客户端软件异常
当终端中的客户端软件出现异常时，将导致无法显示地发出状态迁移请求，防火墙/NAT设备可触发长时间不活动定时器，将该映射关系释放，并清空为该TCP连接预留的资源。
即，针对该长时间在线业务，如果防火墙/NAT设备确定终端和服务器之间超过预定时长未进行任何信息交互（长时间不活动定时器超时），则可释放该映射关系，并清空为该TCP连接预留的资源。
长时间不活动定时器不同于隧道定时器，是一个为实现本发明所述方案专门设置的定时器，其定时时长通常较长，如一天或两天等。
2）终端异常
当终端出现脱网或掉电等异常情况时，将导致无法显示地发出状态迁移请求，核心网网元可通过现有方式检测终端是否出现了上述异常情况，如果是，则可主动通知防火墙/NAT设备；相应地，防火墙/NAT设备释放该映射关系，并清空为该TCP连接预留的资源。
即，当防火墙/NAT设备接收到核心网网元发送来的终端异常的通知时，则释放该映射关系，并清空为该TCP连接预留的资源。
通过采用上述1）和2）中的处理方式，可确保当出现异常情况时，能够及时释放相应的映射关系并及时清空预留的资源，以避免资源被无效占用等。
基于上述介绍，图3为本发明长时间在线业务免心跳的方法较佳实施例的流程图。如图3所示，包括以下步骤：
步骤31：防火墙/NAT设备确定终端发起与服务器的TCP连接，将终端的内网IP地址＋端口转换为公网IP地址＋端口，并记录终端的内网IP地址＋端口以及公网IP地址＋端口与服务器的公网IP地址＋端口之间的映射关系。
步骤32：防火墙/NAT设备根据用户签约信息、业务准入策略等，通过预制或学习的业务识别规则，确定该TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务，将该映射关系标记为长时间保持的状态。
终端和服务器之间如何利用该TCP连接进行信息交互为现有技术。
步骤33：当该长时间在线业务的业务状态发生迁移时，防火墙/NAT设备接收终端发送来的状态迁移请求，并发送给服务器。
步骤34：防火墙/NAT设备根据接收到的状态迁移请求确定出迁移后的状态，并根据迁移后的状态确定是否需要释放该映射关系，如果是，则释放该映射关系，并清空为该TCP连接预留的资源，否则，维持该映射关系的原有状态不变。
步骤35：在维持该映射关系的原有状态不变的情况下，后续，当接收到核心网网元发送来的终端异常的通知时，防火墙/NAT设备释放该映射关系，并清空为该TCP连接预留的资源。
至此，即完成了关于本发明方法实施例的介绍。
本发明同时公开了一种长时间在线业务免心跳的装置以及一种终端。
其中，所述长时间在线业务免心跳的装置中可包括：
第一处理模块，用于当确定终端发起与服务器的TCP连接时，记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址＋端口的映射关系；并在当确定出所述TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务时，将所述映射关系标记为长时间保持的状态；
第二处理模块，用于接收所述终端在业务状态发生迁移时发送来的状态迁移请求，并发送给所述服务器。
其中，
第一处理模块可进一步用于，在记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址＋端口的映射关系之前，将所述终端的内网IP地址＋端口转换为公网IP地址＋端口；
所述TCP连接的源IP地址+端口包括：所述终端的内网IP地址＋端口以及公网IP地址＋端口；
所述TCP连接的目的IP地址＋端口包括：所述服务器的公网IP地址＋端口。
另外，
第二处理模块可进一步用于，在接收到所述终端发送来的状态迁移请求之后，根据所述状态迁移请求确定出所述迁移后的状态，并根据所述迁移后的状态确定是否需要释放所述映射关系，如果是，则释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
第二处理模块还可进一步用于，当确定所述终端和所述服务器之间超过预定时长未进行任何信息交互时，释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
第二处理模块还可进一步用于，当接收到核心网网元发送来的所述终端异常的通知时，释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
在实际应用中，上述长时间在线业务免心跳的装置即可为图2中所示的防火墙/NAT设备。
所述终端中可包括：
第三处理模块，用于针对任一长时间在线业务，建立所在终端与服务器之间的TCP连接；
第四处理模块，用于当确定所述长时间在线业务的业务状态发生迁移时，将迁移后的状态通知给所述服务器。
上述各装置实施例的具体工作流程请参照前述方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。
总之，采用本发明所述方案，对于免心跳的长时间在线业务，防火墙/NAT设备可将其对应的映射关系标记为长时间保持的状态，从而保证了传输层的连通性，而且，当业务状态发生迁移时，终端会主动将迁移后的状态通知给服务器，从而保证了服务器能够及时获知最新的业务状态；由于终端不用周期性地发送心跳消息，仅在业务状态发生迁移时才需要主动发送状态迁移请求，因此避免了现有技术中存在的问题，进而减少了终端的电量消耗，并减少了对无线信道资源的占用，提高了信道资源利用率，而且，减少了对设备处理资源等的消耗，降低了网络运营成本；另外，采用本发明所述方案后，可实现基于用户签约信息以及业务准入策略等的网络管控。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种长时间在线业务免心跳的方法，其特征在于，包括：
防火墙/网络地址转换NAT设备确定终端发起与服务器的传输控制协议TCP连接，记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址+端口的映射关系；
所述防火墙/NAT设备通过分析业务特征确定所述TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务，将所述映射关系标记为长时间保持的状态；
所述防火墙/NAT设备接收所述终端在业务状态发生迁移时发送来的状态迁移请求，并发送给所述服务器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述防火墙/NAT设备记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址+端口的映射关系之前，进一步包括：所述防火墙/NAT设备将所述终端的内网IP地址+端口转换为公网IP地址+端口；
所述TCP连接的源IP地址+端口包括：所述终端的内网IP地址+端口以及公网IP地址+端口；
所述TCP连接的目的IP地址+端口包括：所述服务器的公网IP地址+端口。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述防火墙/NAT设备接收到所述状态迁移请求之后，进一步包括：所述防火墙/NAT设备根据所述状态迁移请求确定出所述迁移后的状态，并根据所述迁移后的状态确定是否需要释放所述映射关系，如果是，则释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
该方法进一步包括：所述防火墙/NAT设备确定所述终端和所述服务器之间超过预定时长未进行任何信息交互，释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
该方法进一步包括：所述防火墙/NAT设备接收到核心网网元发送来的所述终端异常的通知，释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
6.一种长时间在线业务免心跳的装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于当确定终端发起与服务器的传输控制协议TCP连接时，记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址+端口的映射关系；并在当通过分析业务特征确定出所述TCP连接对应的业务为免心跳的长时间在线业务时，将所述映射关系标记为长时间保持的状态；
第二处理模块，用于接收所述终端在业务状态发生迁移时发送来的状态迁移请求，并发送给所述服务器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述第一处理模块进一步用于，在记录所述TCP连接的源IP地址+端口与目的IP地址+端口的映射关系之前，将所述终端的内网IP地址+端口转换为公网IP地址+端口；
所述TCP连接的源IP地址+端口包括：所述终端的内网IP地址+端口以及公网IP地址+端口；
所述TCP连接的目的IP地址+端口包括：所述服务器的公网IP地址+端口。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，
所述第二处理模块进一步用于，在接收到所述终端发送来的状态迁移请求之后，根据所述状态迁移请求确定出所述迁移后的状态，并根据所述迁移后的状态确定是否需要释放所述映射关系，如果是，则释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，
所述第二处理模块进一步用于，当确定所述终端和所述服务器之间超过预定时长未进行任何信息交互时，释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，
所述第二处理模块进一步用于，当接收到核心网网元发送来的所述终端异常的通知时，释放所述映射关系，并清空为所述TCP连接预留的资源。
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