CN108712761B - 移动终端跨区保持mec边缘tcp业务服务方法及系统 - Google Patents

移动终端跨区保持mec边缘tcp业务服务方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法，包括以下步骤：对边缘TCP业务连接状态进行采集，并据此建立/维护边缘TCP业务连接状态表；收集时限超时的边缘TCP业务连接状态，并据此建立/维护中心TCP业务连接状态表；依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选；对于筛选出的TCP报文，查询中心TCP业务连接状态表中是否存在该TCP报文对应的TCP连接状态，并生成查询结果；依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证；依据验证结果，对属于边缘TCP业务切换的TCP报文，恢复在MEC边缘TCP业务服务端的TCP连接状态。同时提供实现上述方法的系统。

Description

移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法及系统
技术领域
本发明属于通信技术和移动互联网领域，具体而言，本发明涉及一种移动终端在通信小区间切换时保持MEC边缘TCP业务持续服务的方法及系统。
背景技术
伴随着通信技术的发展与变革，移动终端的普及和互联网技术与传统业务的深度融合，移动互联网业务出现了井喷式的发展，移动用户对业务的质量要求和服务体验都提出了更高的期待，越来越多的行业及业务也需要高速率、低时延的网络质量保障。
为此，移动通信行业已开始在无线接入网侧(例如，在基站中)部署移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)平台，通过MEC平台可提供一个高性能、低时延和高带宽的具有电信级的边缘服务环境，为无线接入用户在最近一跳实现了低时延的业务访问和高速率的内容传输，同时也节省了到核心网的回程链路资源。
由于MEC平台部署在无线接入网侧，移动用户对MEC的业务访问则被限制在当前接入的通信小区，当移动用户从当前的接入通信小区移动到下一个通信小区而发生小区切换时，移动用户对源通信小区MEC的TCP业务访问将被中断，后续的TCP业务请求数据会被分流到新接入通信小区MEC的同类TCP业务，而新接入通信小区MEC的同类TCP业务服务端并没有与移动用户终端对应的TCP连接状态信息，将导致移动用户的TCP业务访问被中断。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，本发明针对MEC平台在无线接入网侧(例如，在基站中)的边缘化部署，以及MEC平台和MEC各业务服务实例的具体配置，提出一种移动终端在通信小区间切换时保持MEC边缘TCP业务持续服务的方法和系统，基于MEC平台，通过透明网桥模式接入基站与核心网之间，全域MEC的同种业务实例均采用clone方法实现，同一种MEC业务实例具有相同的物理地址和网络地址。从而解决移动终端在通信小区切换后无法连续访问MEC的TCP业务问题。
本发明采取的技术方案是：
移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法，包括以下步骤：
对边缘TCP业务连接状态进行采集，并据此建立/维护边缘TCP业务连接状态表；
收集时限超时的边缘TCP业务连接状态，并据此建立/维护中心TCP业务连接状态表；
依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选；
对于筛选出的TCP报文，查询中心TCP业务连接状态表中是否存在该TCP报文对应的TCP连接状态，并生成查询结果；
依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证；
依据验证结果，对属于边缘TCP业务切换的TCP报文，恢复在MEC边缘TCP业务服务端的TCP连接状态。
进一步地，通过监测、过滤移动用户的上行数据包对边缘TCP业务连接状态进行采集；所述边缘TCP业务连接状态表中每一个TCP连接状态均维护一个超时计时器timer。
进一步地，所述TCP业务连接状态表包含的数据信息为：MEC标识、UE标识、TCP业务连接标识ID、TCP业务连接初始化数据、TCP业务连接状态、TCP业务连接时间戳及TCP业务连接超时计时器。
进一步地，依据移动用户的TCP业务上行数据包实时更新对应TCP连接状态的超时计时器timer，当某一边缘TCP业务连接状态的timer到达后，则视为时限超时。
进一步地，所述依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选包括：
依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文做状态判定；
筛选出不是建立TCP连接的SYN报文、不是断开TCP连接的FIN报文，也不是边缘TCP业务连接状态表中已有连接状态信息的报文作为筛选结果。
进一步地，依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证包括：
依据查询结果中的源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port对当前的TCP报文进行匹配验证；
若源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文；
若源MAC、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，源IP不匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文，并且该移动终端获取了新的IP地址；
若源MAC、目的IP和目的port数据信息匹配，源port不匹配，则判定为非边缘TCP业务切换报文。
移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务系统，包括：
MEC边缘控制器及MEC中心控制器；
所述MEC边缘控制器用以对边缘TCP业务连接状态进行采集，并据此建立/维护边缘TCP业务连接状态表；
所述MEC中心控制器用以收集时限超时的边缘TCP业务连接状态，并据此建立/维护中心TCP业务连接状态表；
所述MEC边缘控制器还用以依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选；
对于筛选出的TCP报文，所述MEC边缘控制器向MEC中心控制器查询是否存在该TCP报文对应的TCP连接状态，MEC中心控制器向MEC边缘控制器返回查询结果；
所述MEC边缘控制器依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证；
所述MEC边缘控制器依据验证结果，对属于边缘TCP业务切换的TCP报文，恢复在MEC边缘TCP业务服务端的TCP连接状态。
进一步地，所述MEC边缘控制器通过监测、过滤移动用户的上行数据包对边缘TCP业务连接状态进行采集。
进一步地，所述边缘TCP业务连接状态表中每一个TCP连接状态均维护一个超时计时器timer。
进一步地，所述MEC边缘控制器依据移动用户的TCP业务上行数据包实时更新对应TCP连接状态的超时计时器timer，当某一边缘TCP业务连接状态的timer到达后，则视为时限超时。
通过采取上述技术方案，本发明为MEC边缘TCP业务在小区切换后的业务连续性服务提供了解决的方案，MEC边缘控制器和MEC中心控制器通过维护边缘TCP业务连接状态表和中心TCP业务连接状态表来判断、分析移动用户的上行TCP数据包是否属于小区切换后的MEC边缘TCP业务交互数据，然后依据MEC中心TCP状态信息表中的状态信息恢复对应边缘TCP业务服务端的TCP连接状态，从而保证MEC边缘TCP业务的持续服务。
附图说明
图1为本发明一实施例中提供的移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法的流程逻辑示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
概括地说，本发明提供了一种移动终端在通信小区间切换时保持MEC边缘TCP业务持续服务的方法，并基于部署相应的MEC控制器提供对应实现该方法的系统。
其中方法包括：MEC控制器在边缘(如基站)和中心(如核心网)两级部署，实现TCP业务连接状态信息的采集、上报、查询和验证；MEC边缘控制器维护边缘TCP业务连接状态表；MEC中心控制器维护中心TCP业务连接状态表。
具体而言，MEC边缘控制器依据边缘TCP业务连接状态表过滤、分析当前的TCP上行数据包；对疑似边缘TCP业务切换后的交互数据，MEC边缘控制器向MEC中心控制器进行查询验证；MEC边缘控制器对验证为边缘TCP业务切换后的交互数据，恢复边缘TCP业务的连接状态，从而实现移动终端在通信小区切换后的MEC边缘TCP业务的持续服务。
系统包括：MEC边缘控制器维护边缘TCP业务连接状态表；MEC中心控制器维护中心TCP业务连接状态表。MEC控制器在边缘(如基站)和中心(如核心网)两级部署，实现TCP业务连接状态信息的采集、上报、查询和验证；边缘控制器在无线接入网侧，负责具体的信息采集/维护、上报与查询，对应的是边缘状态表；
中心控制器在更高一级部署(如核心网EPC)，负责所有边缘控制器的信息上报、维护等，对应的是中心状态表。
参考图1，在一个具体的实施例中，本发明实现的方式如下：
移动终端在通信小区间切换时保持MEC边缘TCP业务持续服务的方法大致可通过TCP连接状态采集、上报、查询、验证和TCP连接状态恢复五个步骤实现，具体如下：
A.TCP连接状态采集阶段
1)MEC边缘控制器监测、过滤移动用户的上行数据包，并建立/维护边缘TCP业务连接状态表,如表1所示意；
表1：TCP业务连接状态表主要数据信息
Figure BDA0001602206860000041
Figure BDA0001602206860000051
2)从表1中可知，边缘TCP业务连接状态表中每一个TCP连接状态(该连接状态是由边缘控制器采集获得)均维护一个超时计时器timer，timer每过一个时间刻度就减1，如果为0，则表示计时器时间到达，其默认值为tcp_fin_timeout(linux系统的MSL值，不同的系统取值会有不同，如Centos7_x86_64的tcp_fin_timeout为60s)，根据具体无线接入环境可调整。
B.TCP连接状态上报阶段
1)MEC边缘控制器依据移动用户的TCP业务上行数据包实时更新对应TCP连接状态的超时计时器timer，当某一边缘TCP业务连接状态的timer到达后，即触发向MEC中心控制器上报该边缘TCP业务连接状态；
2)MEC中心控制器建立/维护中心TCP业务连接状态表，负责全域的边缘TCP业务连接状态维护。
C.TCP连接状态查询阶段
1)MEC边缘控制器依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文做状态判定；
2)若既非建立TCP连接的SYN报文或者断开TCP连接的FIN报文，亦非边缘TCP业务连接状态表中已有连接状态信息，则MEC边缘控制器向MEC中心控制器查询是否存在该TCP报文对应的TCP连接状态(就是1)，2)提到的TCP报文是否有对应的TCP连接状态依据源MAC、目的IP、目的port信息进行查询)；如果属于三种情况任何一种，则无需向MEC中心控制器查询，只要进行本地正常流程就可以。
3)MEC中心控制器依据中心TCP业务连接状态表对MEC边缘控制器的查询请求进行快速检索并返回查询结果；查询结果的主要信息就是表1中所列出的相关信息。
D.TCP连接状态验证阶段
1)MEC边缘控制器依据查询结果中的源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port对当前的TCP报文进行匹配验证；
2)若源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文；
3)若源MAC、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，源IP不匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文，并且该移动终端获取了新的IP地址；
4)若源MAC、目的IP和目的port数据信息匹配，源port不匹配，则判定为非边缘TCP业务切换报文；
E.TCP连接状态恢复阶段
1)MEC边缘控制器依据验证结果，对属于边缘TCP业务切换的TCP报文，恢复在MEC边缘TCP业务服务端的TCP连接状态，实现边缘TCP业务持续服务；
2)MEC边缘控制器依据验证结果，对其他报文(如非边缘TCP业务切换报文)，可选择不做任何操作。
显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法，包括以下步骤：
对边缘TCP业务连接状态进行采集，并据此建立/维护边缘TCP业务连接状态表；
收集时限超时的边缘TCP业务连接状态，并据此建立/维护中心TCP业务连接状态表；
依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选；
对于筛选出的TCP报文，查询中心TCP业务连接状态表中是否存在该TCP报文对应的TCP连接状态，并生成查询结果；
依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证；
依据验证结果，对属于边缘TCP业务切换的TCP报文，恢复在MEC边缘TCP业务服务端的TCP连接状态；
所述依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选包括：
依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文做状态判定；
筛选出不是建立TCP连接的SYN报文、不是断开TCP连接的FIN报文，也不是边缘TCP业务连接状态表中已有连接状态信息的报文作为筛选结果；
所述依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证包括：
依据查询结果中的源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port对当前的TCP报文进行匹配验证；
若源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文；
若源MAC、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，源IP不匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文，并且该移动终端获取了新的IP地址；
若源MAC、目的IP和目的port数据信息匹配，源port不匹配，则判定为非边缘TCP业务切换报文。
2.如权利要求1所述的移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法，其特征在于，通过监测、过滤移动用户的上行数据包对边缘TCP业务连接状态进行采集；所述边缘TCP业务连接状态表中每一个TCP连接状态均维护一个超时计时器timer。
3.如权利要求1所述的移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法，其特征在于，所述TCP业务连接状态表包含的数据信息为：MEC标识、UE标识、TCP业务连接标识ID、TCP业务连接初始化数据、TCP业务连接状态、TCP业务连接时间戳及TCP业务连接超时计时器。
4.如权利要求2或3所述的移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务方法，其特征在于，依据移动用户的TCP业务上行数据包实时更新对应TCP连接状态的超时计时器timer，当某一边缘TCP业务连接状态的timer到达后，则视为时限超时。
5.移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务系统，包括：
MEC边缘控制器及MEC中心控制器；
所述MEC边缘控制器用以对边缘TCP业务连接状态进行采集，并据此建立/维护边缘TCP业务连接状态表；
所述MEC中心控制器用以收集时限超时的边缘TCP业务连接状态，并据此建立/维护中心TCP业务连接状态表；
所述MEC边缘控制器还用以依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选；
对于筛选出的TCP报文，所述MEC边缘控制器向MEC中心控制器查询是否存在该TCP报文对应的TCP连接状态，MEC中心控制器向MEC边缘控制器返回查询结果；
所述MEC边缘控制器依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证；
所述MEC边缘控制器依据验证结果，对属于边缘TCP业务切换的TCP报文，恢复在MEC边缘TCP业务服务端的TCP连接状态；
所述依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文进行筛选包括：
依据边缘TCP业务连接状态表对移动用户上行数据包中TCP报文做状态判定；
筛选出不是建立TCP连接的SYN报文、不是断开TCP连接的FIN报文，也不是边缘TCP业务连接状态表中已有连接状态信息的报文作为筛选结果；
所述依据查询结果对当前的TCP报文进行匹配验证包括：
依据查询结果中的源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port对当前的TCP报文进行匹配验证；
若源MAC、源IP、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文；
若源MAC、源port、目的IP和目的port数据信息匹配，源IP不匹配，则判定当前的TCP报文为该移动终端的边缘TCP业务切换报文，并且该移动终端获取了新的IP地址；
若源MAC、目的IP和目的port数据信息匹配，源port不匹配，则判定为非边缘TCP业务切换报文。
6.如权利要求5所述的移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务系统，其特征在于，所述MEC边缘控制器通过监测、过滤移动用户的上行数据包对边缘TCP业务连接状态进行采集。
7.如权利要求5所述的移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务系统，其特征在于，所述边缘TCP业务连接状态表中每一个TCP连接状态均维护一个超时计时器timer。
8.如权利要求5所述的移动终端跨区保持MEC边缘TCP业务服务系统，其特征在于，所述MEC边缘控制器依据移动用户的TCP业务上行数据包实时更新对应TCP连接状态的超时计时器timer，当某一边缘TCP业务连接状态的timer到达后，则视为时限超时。
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