CN107787017A - 一种自学习方式实现本地分流的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于自学习方式实现数据本地分流的方法，包括：智能边缘网络中，在业务面通过数据包学习来配置本地UE ip转发表，基于所述UE ip转发表进行数据本地分流；如存在用户承载删除或用户去附着，通过业务面老化方式删除所述UE ip转发表。本申请针对基站与核心网中间部署智能边缘网络设备来实现本地业务分流，在智能边缘网络设备故障重启、未部署两套智能边缘网络设备的情况下，能够做到在不影响用户接入情况下快速完成本地数据分流。该方案对组网的结构成本要求较低，在保证了网络可靠安全性的前提下，很大程度降低了网络建设成本，对智能网络设备的大规模部署起到了积极的推动作用。

Description

一种自学习方式实现本地分流的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种自学习方式实现本地分流的方法。

背景技术

目前移动数据流量的激增以及移动用户对业务体验要求的不断提升，使得移动运营商传统网络的承载能力遭受冲击。运营商盈利方式单一，运营商网络需要与移动互联网业务深度融合，进而提升网络的增值价值。智能边缘网络设备的提出，可以有效解决这类问题。智能边缘网络设备增加了无线侧的计算、存储和处理等功能，对TD-LTE无线网络与业务进行融合，面向行业提供定制化、差异化服务，进而提升TD-LTE网络利用效率和增值价值。

在不影响现有网络的基础上，智能边缘网络设备怎样识别数据包并对数据包进行本地分流是目前需要解决的问题。

目前，在智能边缘网络中，移动边缘计算设备MEC的部署如图1所示，MEC设备部署在基站和EPC之间，用于实现本地业务卸载功能。以前，业务服务器部署在Internet公网中，UE访问服务器需要经过基站、传输网和EPC等设备。部署MEC设备后，服务器可以在本地部署，UE访问服务器只需要通过基站和MEC。

在这种场景下，将UE访问本地业务服务器的数据进行本地卸载，一方面减轻传输网和核心网的负荷，另一方面提高用户感知。服务器的本地部署可以近距离提供差异化服务，进一步提高用户的满意度。

MEC设备实现本地数据卸载功能，目前的实现原理如下。MEC抓取eNB与MME间的s1ap信令消息来完成本地用户数据的存储，并给MEC设备的业务面配置数据包转发规则。MEC收到基站发送的数据包后，先匹配数据包转发规则，匹配后把数据包发给本地服务器；匹配不符合的数据包透传给核心网。本地服务器发给MEC的数据包，匹配转发表后发给对应的基站。

MEC检测INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST/RESPONSE消息获取用户上下文，信令面维护偶联上下文，并给业务面发送创建消息，配置对应用户承载转发表。

MEC检测到E-RAB SETUP REQUEST/RESPONSE；E-RAB RELEASE COMMAND/RESPONSE消息，信令面保存用户的承载信息，并给业务面发送更新消息，更新对应用户的承载转发表。

MEC检测到UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息，信令面释放用户上下文信息，并给业务面发送删除消息，删除对应用户的承载转发表。

除了上面几条消息，MEC还要检测UE CONTEXT RELEASE REQUEST、PATH SWITCHREQUEST\HANDOVER COMMAND\HANDOVER REQUEST等消息完成对业务面承载转发表的配置、更新、删除操作。

在现有的本地分流实现方案中，对基站与MME的sctp数据包进行抓取分析，MEC信令面保存用户的承载信息，同时给业务面配置用户承载转发表，业务面根据信令配置的转发表完成本地分流。在MEC故障重启、MEC设备内部丢包等场景下，MEC信令面抓取不到基站与MME的偶联信息，导致MEC识别不了用户，无法给业务面配置用户承载转发表，这些场景下MEC无法实现本地分流。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的自学习方式实现本地分流的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种基于自学习方式实现数据本地分流的方法，所述方法包括：

智能边缘网络中，在业务面通过数据包学习来配置本地UE ip转发表，基于所述UEip转发表进行数据本地分流；

如存在用户承载删除或用户去附着，通过业务面老化方式删除所述UE ip转发表。

其中，所述业务面老化方式包括：

所述UE ip转发表存在时，收到数据包后更新对应承载上的收包时间戳字段；启动一个循环定时器，循环扫描UE ip转发表；

如果当前时间戳与转发表中对应承载的收包时间戳的差值大于定时器时长，删除UE ip转发表。

本申请针对基站与核心网中间部署智能边缘网络设备来实现本地业务分流，提出了一种新的自学习方法来实现本地数据的分流。在智能边缘网络设备故障重启、未部署两套智能边缘网络设备的情况下，能够做到在不影响用户接入情况下快速完成本地数据分流。该方案的提出对组网的结构成本要求较低，不需要部署两套智能网络设备，在保证了网络可靠安全性的前提下，很大程度降低了网络建设成本，对智能网络设备的大规模部署起到了积极的推动作用。

附图说明

图1为现有技术中智能边缘网络的部署示意图；

图2为根据本发明实施例的移动边缘计算设备的数据流示意图；

图3为根据本发明实施例的基于自学习方式的本地分流方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

基于以上原因，本申请提出了一种通过业务面数据包自学习的方式来实现本地数据分流的方法，下面先介绍MEC的工作原理以及业务面数据流向。

图2示出网络系统中MEC设备的具体数据流向示意图，如图2所示，MEC设备部署在系统中后，MEC收到基站发送过来的数据包，判断目的ip是否为本地服务器的地址，如果是本地服务器的地址，数据包直接发给本地业务服务器；如果不是本地服务器的地址，数据包透传给公网EPC。

公网EPC下发的数据包直接透传给eNB，不经过MEC设备转发或者本地业务服务器转发。本地服务器下发给UE终端的数据报文，在MEC设备上匹配如表1所示的UE ip转发表配置规则，转发表匹配封装ip、udp、gtpu头，并把数据转发给eNB，没有匹配的数据包直接丢弃。

表1 UE ip转发表配置规则

MEC可以实现对业务面数据包的学习，对于每个UE终端，最多可完成11条承载的自学习。本地服务器下发的数据报文，MEC按照一定的分发策略选择隧道，封装ip、udp和gtpu后把数据包转发给eNB。

从而，在智能边缘网络设备正常工作、故障重启、未部署两套智能边缘网络设备的情况下，都能不影响用户接入并且能快速完成本地数据分流。

为了实现业务面数据包自学习方式来完成本地分流功能，需要完成业务面数据包学习生成UE ip转发表以及业务面UE ip转发表老化，下面对这两个方面进行介绍。

业务面数据包自学习

图3示出根据本发明实施例的业务面数据包自学习方法的流程图，如图3所示，MEC设备从三个网络端口轮询收取的数据包，根据获取的端口类型，分别对来自基站、公网EPC和本地服务器的数据报文进行处理，以实现UE ip转发表的建立或者更新，同时实现本地数据的分流。

其中，智能边缘网络设备MEC收到eNB基站的数据包后，首先获得目的ip地址，判断目的ip是否为本地服务器ip；

如果是的话，对数据包解封装ip、udp、gtpu，之后将解封装的数据转发给本地服务器；

如果目的ip不是本地服务器ip时，获取UE ip，查找UE ip转发表；如果存在UE ip转发表，则更新转发表中的收包时间戳字段，将数据包透传给公网EPC；如果不存在UE ip转发表，直接将数据包透传给公网EPC。

其中，智能边缘网络设备MEC收到公网EPC的数据包，获取基站的ip以及隧道号；

然后，获取UE ip，查询UE ip转发表是否存在；

如果UE ip转发表不存在，创建UE ip转发表，统计数据包个数加一，更新收包时间戳字段，将数据透传给基站；

如果UE ip转发表存在，判断数据包中eNB的ip地址是否与UEip转发表中的地址一致，一致的话在UE ip转发表中添加一条记录，将数据包透传给基站；如果不一致的话，删除转发表中原有信息，再把数据包中的eNB ip、eNB的隧道信息存放到UE ip转发表中，更新收包时间戳字段，将数据包透传给基站eNB。

其中，智能边缘网络设备MEC收到本地服务器的数据包，获取UE ip，查询UE ip转发表是否存在；

如果UE ip转发表不存在，将数据包重定向给EPC的sgi接口，然后公网EPC数据发给MEC；

如果UE ip转发表存在，首先更新收包时间戳字段，获取UE ip转发表中基站的ip、隧道、基站mac地址和vlan；根据获取的信息，查看现有的承载，按照策略选择对应的承载，给数据包封装ip、udp、gtp后，发送给基站。

业务面老化

在业务面通过数据包学习完成本地UE ip转发表配置，后续的业务数据包就能够完成本地分流功能。但是在用户承载删除或用户去附着的时候，需要删除对应的UE ip转发表。

本申请通过业务面老化的方式来完成UE ip转发表的删除，在UE ip转发表存在的情况下，收到数据包时需要更新对应承载上的收包时间戳字段；启动一个循环定时器，循环扫描UE ip转发表。如果当前时间戳与转发表中对应承载的收包时间戳的差值大于定时器时长，则删除UE ip转发表，否则不对UE ip转发表做任何修改。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，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)

1.一种基于自学习方式实现数据本地分流的方法，其特征在于，所述方法包括：

智能边缘网络中，在业务面通过数据包学习来配置本地UE ip转发表，基于所述UE ip转发表进行数据本地分流；

如存在用户承载删除或用户去附着，通过业务面老化方式删除所述UE ip转发表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务面老化方式包括：

所述UE ip转发表存在时，收到数据包后更新对应承载上的收包时间戳字段；启动一个循环定时器，循环扫描UE ip转发表；

如果当前时间戳与转发表中对应承载的收包时间戳的差值大于定时器时长，删除UEip转发表。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：EPC下发的数据包，根据基站ip和隧道号，基于UE ip转发表透传给eNB。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：本地服务器下发给UE的数据报文，在MEC设备上匹配UE ip转发表，封装ip、udp、gtpu头后把数据转发给eNB，丢弃没有匹配的数据包。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：

MEC设备从三个网络端口轮询收取的数据包，根据获取的端口类型，分别对来自基站、公网EPC和本地服务器的数据报文进行处理，实现UE ip转发表的建立或者更新。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：

MEC收到eNB基站的数据包后，获得目的ip地址，确定目的ip为本地服务器ip；

对数据包解封装ip、udp、gtpu，之后将解封装的数据转发给本地服务器。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：

MEC收到eNB基站的数据包后，获得目的ip地址，确定目的ip不是本地服务器ip；

获取UE ip，查找UE ip转发表；如果存在UE ip转发表，则更新转发表中的收包时间戳字段，将数据包透传给公网EPC；如果不存在UE ip转发表，直接将数据包透传给公网EPC。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：

MEC收到公网EPC的数据包，获取基站的ip以及隧道号；获取UE ip，查询确定UE ip转发表不存在；

创建UE ip转发表，更新收包时间戳字段，将数据透传给基站。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：

MEC收到公网EPC的数据包，获取基站的ip以及隧道号；获取UE ip，查询确定UE ip转发表存在；

判断数据包中eNB的ip地址是否与UE ip转发表中的地址一致，一致的话在UE ip转发表中添加一条记录，将数据包透传给基站；不一致的话，删除转发表中原有信息，把数据包中的eNB ip、eNB的隧道信息存放到UE ip转发表中，更新收包时间戳字段，将数据包透传给基站eNB。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述数据本地分流步骤还包括：

MEC收到本地服务器的数据包，获取UE ip，查询确定UE ip转发表存在；

更新收包时间戳字段，获取UE ip转发表中的信息，按照策略选择对应的承载，给数据包封装ip、udp、gtp后，发送给基站。