CN109152096A - Eps架构的报文传输方法及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种EPS架构的报文传输方法及计算机可读存储介质,方法包括:在EPS承载上创建数据隧道;LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文;通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元;PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验;若校验通过,则从所述第一数据隧道报文中解析得到下位机报文,并根据所述下位机报文的目的IP地址,对所述下位机报文进行路由转发。本发明可在不影响LTE网络架构的情况下,使得单LTE终端下多个下位机能够以独立IP方式实现网络通信与数据传输。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域,尤其涉及一种EPS架构的报文传输方法及计算机可读存储介质。
背景技术
随着LTE无线技术的应用成熟,各行各业都开始投入建设LTE无线网络。 LTE网络架构为一种演进分组系统,简称为EPS,EPS承载业务架构如图1所示。
EPS承载架构下,LTE终端及其下位机数据,都使用LTE终端的IP地址通过EPS承载到达LTE核心网,后经SGI接口与Internet网络连接。
在目前的LTE网络系统中,一般情况下,LTE核心网为单个LTE终端分配一个IP地址,LTE终端下方若存在多个下位机,多个下位机只能通过NAT (Network AddressTranslation,网络地址转换)的方式共同使用LTE终端的IP 地址与网络侧通信。但在实际网络部署中,很多组网应用需要LTE终端下方的多个下位机,能够以下位机自身IP地址与网络侧的应用服务器通信,应用服务器需要通过IP地址来确认及区分下位机业务信息。因此,如何使LTE终端下面的多个下位机能够以独立IP的方式实现与网络侧应用服务器的通信成为待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种EPS架构的报文传输方法及计算机可读存储介质,在不影响LTE网络架构的情况下,使得单LTE终端下多个下位机能够以独立IP方式实现网络通信与数据传输。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种EPS架构的报文传输方法,包括:
在EPS承载上创建数据隧道;
LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文;
通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元;
PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验;
若校验通过,则从所述第一数据隧道报文中解析得到下位机报文,并根据所述下位机报文的目的IP地址,对所述下位机报文进行路由转发。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现如上所述的步骤。
本发明的有益效果在于:LTE网络为LTE终端下位机报文的传输开辟一个数据隧道,下位机的数据报文在隧道内以独立的原始IP地址与网络侧服务器进行报文传输,实现LTE终端下位机报文的透明传输。本发明中,LTE终端下面的下位机共享一个数据隧道,任何下位机都可以使用该隧道实现与网络侧服务器的通信,最终实现可以在不影响现有EPS业务架构的情况下实现单LTE终端下多个下位机以原始IP地址的方式与网络侧服务器的通信,极大提高了LTE专网建设的灵活性,扩大LTE专网的应用范围及场景。
附图说明
图1为EPS承载业务架构示意图;
图2为本发明的一种EPS架构的报文传输方法的流程图;
图3为本发明实施例一的数据隧道传输配置流程的方法流程图;
图4为本发明实施例一的数据隧道的架构示意图;
图5为本发明实施例一的上行传输流程的方法流程图;
图6为本发明实施例一的第一数据隧道报文的结构示意图;
图7为本发明实施例一的步骤S209的校验方法的方法流程图;
图8为本发明实施例一的下行传输流程的方法流程图;
图9为本发明实施例一的第二数据隧道报文的结构示意图;
图10为本发明实施例一的步骤S313的校验方法的方法流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于:在原有EPS业务承载上创建一个数据隧道,下位机报文和下行报文在数据隧道内传输,由LTE终端和LTE核心网的PGW网元实现隧道报文的封装和解封装。
请参阅图2,一种EPS架构的报文传输方法,包括:
在EPS承载上创建数据隧道;
LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文;
通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元;
PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验;
若校验通过,则从所述第一数据隧道报文中解析得到下位机报文,并根据所述下位机报文的目的IP地址,对所述下位机报文进行路由转发。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:极大提高了LTE专网建设的灵活性,扩大LTE专网的应用范围及场景。
进一步地,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文具体为:
在所述下位机报文之前添加第一隧道头,得到第一数据隧道报文,所述第一隧道头包括第一隧道IP头和第一隧道UDP头,所述第一隧道IP头的源IP地址为所述LTE终端的IP地址,所述第一隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,所述第一隧道UDP头的源端口号为预设的第一值,所述第一隧道UDP头的目的端口号为预设的第二值。
由上述描述可知,本发明的数据隧道是一种IP数据隧道,是在原有数据上增加新的IP头和UDP头,形成隧道的封装;且LTE终端可直接根据自身IP地址信息对下位机报文进行隧道封装,无需依赖其它服务器,且封装、解封装一次完成,无需二次操作。
进一步地,所述对所述第一数据隧道报文进行校验具体为:
获取所述第一数据隧道报文中的第一隧道头;
获取所述第一隧道头中的第一隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;
若所述源IP地址为所述LTE终端的IP地址且所述目的IP地址为所述LTE 终端的IP地址的网关地址,则根据所述第一隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文;
若是,则获取所述第一隧道头中的第一隧道UDP头的源端口号和目的端口号;
若所述源端口号为预设的第一值且所述目的端口号为预设的第二值,则判定校验通过。
由上述描述可知,通过进行校验,保证后续可获取到正确的下位机报文。
进一步地,所述对所述第一数据隧道报文进行校验之后,进一步地包括:
若校验不通过,则对所述第一数据隧道报文进行路由转发。
由上述描述可知,若校验不通过,则不对报文做进一步解析,直接进行转发。
进一步地,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文之前,进一步包括:
配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态。
由上述描述可知,根据需求配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态,开启的用户使用隧道传输机制传输报文,没开启的用户使用现有非隧道机制传输报文,二者互不影响,提高了通用性。
进一步地,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文之前,进一步包括:
LTE终端接收下位机发送的下位机报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若开启,则执行所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文的步骤;
若未开启,则对所述下位机报文进行网络地址转换,得到转换报文。
进一步地,所述通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元具体为:
对所述第一数据隧道报文或所述转换报文进行EPS承载的封装,并通过所述LTE终端对应的EPS承载发送至LTE核心网的PGW网元。
进一步地,所述PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验具体为:
PGW网元解析EPS承载信息,获取到上行报文,所述上行报文为第一数据隧道报文或转换报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若未开启,则所述上行报文为转换报文,PGW网元根据所述转换报文的目的IP地址,对所述转换报文进行路由转发;
若开启,则所述上行报文为第一数据隧道报文,PGW网元对所述第一数据隧道报文进行校验。
由上述描述可知,根据LTE终端的隧道传输机制的启闭状态的不同,传输报文的方式也不同,开启隧道传输机制的LTE终端使用隧道传输机制传输报文,没开启隧道传输机制的LTE终端使用现有非隧道机制传输报文。
进一步地,所述配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态之后,进一步包括:
为开启隧道传输机制的LTE终端配置下位机IP地址池,得到第一关联关系;
将所述第一关联关系发送至PGW网元进行保存;
当LTE终端上线后,PGW网元为所述LTE终端分配IP地址;
若所述LTE终端开启隧道传输机制,则根据所述第一关联关系,获取对应的下位机IP地址池,并将所述LTE终端的IP地址与所述对应的下位机IP地址池进行关联,得到第二关联关系;
当所述LTE终端下线后,删除所述第二关联关系。
由上述描述可知,LTE核心网的PGW网元为开启隧道传输机制的LTE终端配置下位机IP地址池,并且为每个上线的LTE终端分配IP地址,当上线的 LTE终端开启了隧道传输机制,则将该LTE终端的IP地址与其对应的下位机IP 地址池进行绑定,当该LTE终端下线后再解除该绑定关系,因此,LTE终端每次上线时,IP地址可以是不固定的,下位机IP地址池会自动跟其IP地址进行关联。
进一步地,还包括:
PGW网元接收到下行报文后,根据所述下行报文的目的IP地址以及所述第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;
根据所述对应的LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;
通过所述数据隧道将所述第二数据隧道报文发送至对应的LTE终端;
所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验;
若校验通过,则从所述第二数据隧道报文中解析得到下行报文,并根据所述下行报文的目的IP地址,发送至对应的下位机。
由上述描述可知,在下行数据传输的过程中,由PGW网元对下行报文进行数据隧道的封装,并发送给对应的LTE终端,由LTE终端进行数据隧道的解封装。
进一步地,所述根据所述LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文具体为:
在所述下行报文之前添加第二隧道头,得到第二数据隧道报文,所述第二隧道头包括第二隧道IP头和第二隧道UDP头,所述第二隧道IP头的源IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,所述第二隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP地址,所述第二隧道UDP头的源端口号为预设第二值,所述第二隧道UDP头的目的端口号为预设的第一值。
由上述描述可知,第二数据隧道报文的第二隧道头与第一数据隧道报文的第一隧道头是相互对应的。
进一步地,所述对所述第二数据隧道报文进行校验具体为:
获取所述第二数据隧道报文中的第二隧道头;
获取所述第二隧道头中的第二隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;
若所述源IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址且所述目的IP地址为所述LTE终端的IP地址,则根据所述第二隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文;
若是,则获取所述第二隧道头中的第二隧道UDP头的源端口号和目的端口号;
若所述源端口号为预设的第二值且所述目的端口号为预设的第一值,则判定校验通过。
由上述描述可知,通过对第二数据隧道报文进行校验,保证后续可获取到正确的下行报文,且可准确地发送到相应的下位机。
进一步地,所述对所述第二数据隧道报文进行校验之后,进一步包括:
若校验不通过,则由LTE终端对所述第二数据隧道报文进行处理。
由上述描述可知,若校验不通过,则将报文在LTE终端侧进行处理。
进一步地,所述PGW网元接收到下行报文后,根据所述下行报文的目的IP 地址以及所述第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;根据所述对应的LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;通过所述数据隧道将所述第二数据隧道报文发送至对应的 LTE终端具体为:
LTE核心网的PGW网元接收到下行报文后,解析得到所述下行报文的目的 IP地址,并根据所述目的IP地址,查找对应的EPS承载信息;
若查找到EPS承载信息,则对所述下行报文进行EPS承载信息的封装并通过对应的EPS承载发送至对应的LTE终端;
若未查找到EPS承载信息,则将所述目的IP地址与第二关联关系中的下位机IP地址池进行匹配,判断是否存在匹配的下位机IP地址池;
若不存在,则丢弃所述下行报文;
若存在,则根据第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;
根据所述LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;
根据所述对应的LTE终端的IP地址,获取对应的EPS承载信息;
对所述第二数据隧道报文进行EPS承载信息的封装,并通过对应的EPS承载发送至对应的LTE终端。
进一步地,所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验之前,进一步包括:
LTE终端解析EPS承载信息,获取到下行报文或第二数据隧道报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若未开启,则获取到的是下行报文,对所述下行报文进行网络地址转换后,发送至对应的下位机;
若开启,则执行所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验的步骤。
由上述描述可知,根据LTE终端的隧道传输机制的启闭状态的不同,传输报文的方式也不同,开启隧道传输机制的LTE终端使用隧道传输机制传输报文,没开启隧道传输机制的LTE终端使用现有非隧道机制传输报文。
本发明还提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现如上所述的步骤。
实施例一
请参照图3-10,本发明的实施例一为:一种EPS架构的报文传输方法,本方法主要包括三个部分,第一部分包括数据隧道传输配置流程,该流程中包括了PGW网元对LTE终端的IP地址及下位机IP地址池绑定关系的维护处理流程;第二部分为上行传输流程,即下位机到网络侧(应用服务器)的报文传输流程,第三部分为下行传输流程,即网络侧(应用服务器)到下位机的报文传输流程。
如图3所示,所述第一部分包括如下步骤:
S101:在EPS承载上创建数据隧道,即在LTE终端和LTE核心网的PGW 网元之间创建数据隧道,如图4所示,LTE终端下的下位机即通过该数据隧道实现网络通信。
S102:配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态,即各LTE终端根据需要,配置是否开启隧道传输机制,若一LTE终端开启隧道传输机制,则该LTE终端下的下位机采用隧道传输机制传输报文,否则使用现有的非隧道机制传输报文。
S103:为开启隧道传输机制的LTE终端配置下位机IP地址池,得到第一关联关系,即分别将各开启隧道传输机制的LTE终端的唯一标识符(如用户号) 与预设的下位机IP地址池进行关联,得到第一关联关系。其中,下位机IP地址池中的IP地址可以是同一网段的,也可以是不同网段的。
S104:将配置信息发送至PGW网元进行保存,即将开启隧道传输机制的 LTE终端的唯一标识符以及所述第一关联关系发送至PGW网元;PGW网元接收并进行保存。
S105:PGW网元根据MME网元发送的信令,判断LTE终端是否上线,若是,则执行步骤S106,若否,则表示LTE终端下线,执行步骤S109。用户的上线和下线是LTE终端的标准信令流程,在核心网侧由MME网元通过信令告知 PGW网元。
S106:PGW网元为所述上线的LTE终端分配IP地址;进一步地,同一LTE 终端每次上线时被分配的IP地址可以不固定。
S107:判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制,若是,则执行步骤S108,若否,则结束该部分流程。
S108:将所述LTE终端的IP地址与所述LTE终端对应的下位机IP地址池进行关联,得到第二关联关系;即根据第一关联关系,获取所述LTE终端对应的下位机IP地址池,然后将该下位机IP地址池与PGW网元分配的IP地址进行关联,得到第二关联关系。
S109:判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制,若是,则执行步骤S110,若否,则结束该部分流程。
S110:删除所述下线的LTE终端的第二关联关系,即解除所述下线的LTE 终端的IP地址与其下位机IP地址池的绑定。
也就是说,LTE终端每次上线时,IP地址可以是不固定、随时变化的,下位机IP地址池会自动跟新的LTE终端IP地址进行对应。
LTE终端上线后,即可进行报文传输。进一步地,LTE终端上线后,还会为所述上线的LTE终端分配一个一一对应的EPS承载,该LTE终端即通过该 EPS承载传输信息给PGW网元。
如图5所示,第二部分为上行传输流程包括如下步骤:
S201:LTE终端接收下位机发送的下位机报文,下位机报文包括下位机IP 头和下位机数据,下位机IP头中包含了源IP地址和目的IP地址。
S202:判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制,若是,则执行步骤S203,若否,则执行步骤S204。
S203:LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文。具体地,如图6所示,在所述下位机报文之前添加第一隧道头,得到第一数据隧道报文,所述第一隧道头包括第一隧道IP头和第一隧道UDP头;其中,所述第一隧道IP头的源IP地址为所述LTE 终端的IP的地址,所述第一隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,即LTE终端的IP地址按照24位掩码计算出的这个网段内最小的 IP地址;所述第一隧道UDP头的源端口号为预设的第一值,所述第一隧道UDP 头的目的端口号为预设的第二值。进一步地,所述第一值和第二值可以一致(如都为60001),也可以不一致。
S204:对所述下位机报文进行NAT(Network Address Translation,网络地址转换),得到转换报文,即将下位机报文的源IP地址改为所述LTE终端的IP 地址。
S205:对上行报文进行EPS承载的封装,并通过所述LTE终端对应的EPS 承载发送至LTE核心网的PGW网元。所述上行报文为步骤S203得到的第一数据隧道报文或步骤S204得到的转换报文。
S206:PGW网元解析EPS承载信息,获取到上行报文。
S207:判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制,若是,则所述上行报文为第一数据隧道报文,执行步骤S209,若否,则所述上行报文为转换报文,执行步骤S208。
S208:PGW网元根据所述转换报文的目的IP地址,对所述转换报文进行路由转发。由于转换报文只改变了下位机报文的源IP地址,未改变目的IP地址,因此,本步骤也即根据下位机报文的目的IP地址进行路由转发。
S209:对所述第一数据隧道报文进行校验,判断是否校验通过,若是,则执行步骤S210,若否,则执行步骤S211。
S210:从所述第一数据隧道报文中解析得到下位机报文,并根据所述下位机报文的目的IP地址,对所述下位机报文进行路由转发。具体地,去掉第一数据隧道报文中的第一隧道头,即可得到下位机报文。
S211:直接对所述第一数据隧道报文进行路由转发。
其中,步骤S201-S205为LTE终端对下位机报文的隧道封装流程,步骤 S206-S211为PGW网元对下位机报文的隧道解封装流程。
进一步地,如图7所示,对于步骤S209的校验方法具体包括如下步骤:
S2091:获取所述第一数据隧道报文中的第一隧道头。
S2092:获取所述第一隧道头中的第一隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;具体地,根据第一隧道IP头的数据结构定义,进行数据字节偏移,即可获取源 IP地址和目的IP地址。
S2093:判断所述源IP地址和目的IP地址是否正确,即所述源IP地址是否为所述LTE终端的IP的地址且所述目的IP地址是否为所述LTE终端的IP的地址的网关地址,若是,则执行步骤S2094,若否,则执行步骤S2098。
S2094:根据所述第一隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文,若是,则执行步骤S2095,若否,则执行步骤S2098。
S2095:获取所述第一隧道头中的第一隧道UDP头的源端口号和目的端口号;具体地,根据第一UDP头的数据结构定义,再一次进行数据字节偏移,即可获取源端口号和目的端口号。
S2096:判断所述源端口号和目的端口号是否正确,即所述源端口号是否为预设的第一值且所述目的端口号是否为预设的第二值,若是,则执行步骤S2097,若否,则执行步骤S2098。
S2097:判定校验通过。
S2098:判定校验不通过。
如图8所示,第三部分为下行传输流程包括如下步骤:
S301:LTE核心网的PGW网元接收到网络侧发送的下行报文后,解析得到所述下行报文的目的IP地址。下行报文包括下行IP头和下行数据,下行IP头中包含了源IP地址和目的IP地址。
S302:根据所述目的IP地址,判断是否可查找到对应的EPS承载信息,即所述目的IP地址是否与某一上线的LTE终端的IP地址匹配,若是,则表示该下行报文是发往LTE终端的报文,执行步骤S303,若否,则表示该下行报文是发往LTE终端下的下位机的报文,执行步骤S304。
S303:对所述下行报文进行EPS承载信息的封装,并通过对应的EPS承载发送至对应的LTE终端。执行步骤S310。
S304:将所述目的IP地址与第二关联关系中的下位机IP地址池进行匹配,判断是否存在匹配的下位机IP地址池,即所述目的IP地址是否与第二关联关系中的一下位机IP地址池中的一IP地址匹配,若是,则执行步骤S306,若否,则执行步骤S305。
S305:丢弃所述下行报文。
S306:根据第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址,即获取与所述目的IP地址匹配的下位机IP地址池对应的LTE终端的IP地址。
S307:根据所述对应的LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文。具体地,如图9所示,在所述下行报文之前添加第二隧道头,得到第二数据隧道报文,所述第二隧道头包括第二隧道IP头和第二隧道UDP头,所述第二隧道IP头的源IP地址为所述LTE 终端的IP地址的网关地址,即LTE终端的IP地址按照24位掩码计算出的这个网段内最小的IP地址,所述第二隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP 地址,所述第二隧道UDP头的源端口号为预设第二值,所述第二隧道UDP头的目的端口号为预设的第一值。
S308:根据所述对应的LTE终端的IP地址,获取对应的EPS承载信息,即获取与所述LTE终端对应的EPS承载。
S309:对所述第二数据隧道报文进行EPS承载信息的封装,并通过所述EPS 承载发送至对应的LTE终端。
S310:LTE终端解析EPS承载信息,获取到下行报文或第二数据隧道报文。
S311:判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制,若是,则表示获取到的是第二数据隧道报,执行步骤S313,若否,则表示获取到的是下行报文,执行步骤S312。
S312:对所述下行报文进行NAT转换(网络地址转换),即将下行报文的目的IP改为所述LTE终端的下位机IP地址池中的一IP地址后,发送至对应的下位机。
S313:对所述第二数据隧道报文进行校验,判断是否校验通过,若是,则执行步骤S314,若否,则执行步骤S315。
S314:从所述第二数据隧道报文中解析得到下行报文,并根据所述下行报文的目的IP地址,将所述下行报文转发到对应的下位机;具体地,去掉第二数据隧道报文中的第二隧道头,即可得到下行报文。
S315:由LTE终端对所述第二数据隧道报文进行处理,即将所述下行报文在所述LTE终端侧进行处理。
其中,步骤S301-S309为PGW网元对下行报文的隧道封装流程,步骤 S310-S315为LTE终端对下行报文的隧道解封装流程。
进一步地,如图10所示,对于步骤S313的校验方法具体包括如下步骤:
S3131:获取所述第二数据隧道报文中的第二隧道头。
S3132:获取所述第二隧道头中的第二隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;具体地,根据第二隧道IP头的数据结构定义,进行数据字节偏移,即可获取源 IP地址和目的IP地址。
S3133:判断所述源IP地址和目的IP地址是否正确,即所述源IP地址是否为所述LTE终端的IP的地址的网关地址且所述目的IP地址是否为所述LTE终端的IP的地址,若是,则执行步骤S3134,若否,则执行步骤S3138。
S3134:根据所述第二隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文,若是,则执行步骤S3135,若否,则执行步骤S3138。
S3135:获取所述第二隧道头中的第二隧道UDP头的源端口号和目的端口号;具体地,根据第二UDP头的数据结构定义,再一次进行数据字节偏移,即可获取源端口号和目的端口号。
S3136:判断所述源端口号和目的端口号是否正确,即所述源端口号是否为预设的第二值且所述目的端口号是否为预设的第一值,若是,则执行步骤S3137,若否,则执行步骤S3138。
S3137:判定校验通过。
S3138:判定校验不通过。
本实施例中,LTE终端下面的下位机共享一个数据隧道,任何下位机都可以使用该隧道实现与网络侧服务器的通信,最终实现可以在不影响现有EPS业务架构的情况下实现单LTE终端下多个下位机以原始IP地址的方式与网络侧服务器的通信,极大提高了LTE专网建设的灵活性,扩大LTE专网的应用范围及场景。
实施例二
本实施例是与上述实施例的对应的一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如下步骤:
在EPS承载上创建数据隧道;
LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文;
通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元;
PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验;
若校验通过,则从所述第一数据隧道报文中解析得到下位机报文,并根据所述下位机报文的目的IP地址,对所述下位机报文进行路由转发。
进一步地,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文具体为:
在所述下位机报文之前添加第一隧道头,得到第一数据隧道报文,所述第一隧道头包括第一隧道IP头和第一隧道UDP头,所述第一隧道IP头的源IP地址为所述LTE终端的IP地址,所述第一隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,所述第一隧道UDP头的源端口号为预设的第一值,所述第一隧道UDP头的目的端口号为预设的第二值。
进一步地,所述对所述第一数据隧道报文进行校验具体为:
获取所述第一数据隧道报文中的第一隧道头;
获取所述第一隧道头中的第一隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;
若所述源IP地址为所述LTE终端的IP地址且所述目的IP地址为所述LTE 终端的IP地址的网关地址,则根据所述第一隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文;
若是,则获取所述第一隧道头中的第一隧道UDP头的源端口号和目的端口号;
若所述源端口号为预设的第一值且所述目的端口号为预设的第二值,则判定校验通过。
进一步地,所述对所述第一数据隧道报文进行校验之后,进一步地包括:
若校验不通过,则对所述第一数据隧道报文进行路由转发。
进一步地,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文之前,进一步包括:
配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态。
进一步地,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文之前,进一步包括:
LTE终端接收下位机发送的下位机报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若开启,则执行所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文的步骤;
若未开启,则对所述下位机报文进行网络地址转换,得到转换报文。
进一步地,所述通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元具体为:
对所述第一数据隧道报文或所述转换报文进行EPS承载的封装,并通过所述LTE终端对应的EPS承载发送至LTE核心网的PGW网元。
进一步地,所述PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验具体为:
PGW网元解析EPS承载信息,获取到上行报文,所述上行报文为第一数据隧道报文或转换报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若未开启,则所述上行报文为转换报文,PGW网元根据所述转换报文的目的IP地址,对所述转换报文进行路由转发;
若开启,则所述上行报文为第一数据隧道报文,PGW网元对所述第一数据隧道报文进行校验。
进一步地,所述配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态之后,进一步包括:
为开启隧道传输机制的LTE终端配置下位机IP地址池,得到第一关联关系;
将所述第一关联关系发送至PGW网元进行保存;
当LTE终端上线后,PGW网元为所述LTE终端分配IP地址;
若所述LTE终端开启隧道传输机制,则根据所述第一关联关系,获取对应的下位机IP地址池,并将所述LTE终端的IP地址与所述对应的下位机IP地址池进行关联,得到第二关联关系;
当所述LTE终端下线后,删除所述第二关联关系。
进一步地,还包括:
PGW网元接收到下行报文后,根据所述下行报文的目的IP地址以及所述第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;
根据所述对应的LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;
通过所述数据隧道将所述第二数据隧道报文发送至对应的LTE终端;
所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验;
若校验通过,则从所述第二数据隧道报文中解析得到下行报文,并根据所述下行报文的目的IP地址,发送至对应的下位机。
进一步地,所述根据所述LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文具体为:
在所述下行报文之前添加第二隧道头,得到第二数据隧道报文,所述第二隧道头包括第二隧道IP头和第二隧道UDP头,所述第二隧道IP头的源IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,所述第二隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP地址,所述第二隧道UDP头的源端口号为预设第二值,所述第二隧道UDP头的目的端口号为预设的第一值。
进一步地,所述对所述第二数据隧道报文进行校验具体为:
获取所述第二数据隧道报文中的第二隧道头;
获取所述第二隧道头中的第二隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;
若所述源IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址且所述目的IP地址为所述LTE终端的IP地址,则根据所述第二隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文;
若是,则获取所述第二隧道头中的第二隧道UDP头的源端口号和目的端口号;
若所述源端口号为预设的第二值且所述目的端口号为预设的第一值,则判定校验通过。
进一步地,所述对所述第二数据隧道报文进行校验之后,进一步包括:
若校验不通过,则由LTE终端对所述第二数据隧道报文进行处理。
进一步地,所述PGW网元接收到下行报文后,根据所述下行报文的目的IP 地址以及所述第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;根据所述对应的 LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;通过所述数据隧道将所述第二数据隧道报文发送至对应的 LTE终端具体为:
LTE核心网的PGW网元接收到下行报文后,解析得到所述下行报文的目的 IP地址,并根据所述目的IP地址,查找对应的EPS承载信息;
若查找到EPS承载信息,则对所述下行报文进行EPS承载信息的封装并通过对应的EPS承载发送至对应的LTE终端;
若未查找到EPS承载信息,则将所述目的IP地址与第二关联关系中的下位机IP地址池进行匹配,判断是否存在匹配的下位机IP地址池;
若不存在,则丢弃所述下行报文;
若存在,则根据第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;
根据所述LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;
根据所述对应的LTE终端的IP地址,获取对应的EPS承载信息;
对所述第二数据隧道报文进行EPS承载信息的封装,并通过对应的EPS承载发送至对应的LTE终端。
进一步地,所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验之前,进一步包括:
LTE终端解析EPS承载信息,获取到下行报文或第二数据隧道报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若未开启,则获取到的是下行报文,对所述下行报文进行网络地址转换后,发送至对应的下位机;
若开启,则执行所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验的步骤。
综上所述,本发明提供的一种EPS架构的报文传输方法及计算机可读存储介质,LTE网络为LTE终端下位机报文的传输开辟一个数据隧道,下位机的数据报文在隧道内以独立的原始IP地址与网络侧服务器进行报文传输,实现LTE 终端下位机报文的透明传输。本发明中,LTE终端下面的下位机共享一个数据隧道,任何下位机都可以使用该隧道实现与网络侧服务器的通信,最终实现可以在不影响现有EPS业务架构的情况下实现单LTE终端下多个下位机以原始IP 地址的方式与网络侧服务器的通信,极大提高了LTE专网建设的灵活性,扩大 LTE专网的应用范围及场景。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (16)
1.一种EPS架构的报文传输方法,其特征在于,包括:
在EPS承载上创建数据隧道;
LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文;
通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元;
PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验;
若校验通过,则从所述第一数据隧道报文中解析得到下位机报文,并根据所述下位机报文的目的IP地址,对所述下位机报文进行路由转发。
2.根据权利要求1所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文具体为:
在所述下位机报文之前添加第一隧道头,得到第一数据隧道报文,所述第一隧道头包括第一隧道IP头和第一隧道UDP头,所述第一隧道IP头的源IP地址为所述LTE终端的IP地址,所述第一隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,所述第一隧道UDP头的源端口号为预设的第一值,所述第一隧道UDP头的目的端口号为预设的第二值。
3.根据权利要求2所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述对所述第一数据隧道报文进行校验具体为:
获取所述第一数据隧道报文中的第一隧道头;
获取所述第一隧道头中的第一隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;
若所述源IP地址为所述LTE终端的IP地址且所述目的IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,则根据所述第一隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文;
若是,则获取所述第一隧道头中的第一隧道UDP头的源端口号和目的端口号;
若所述源端口号为预设的第一值且所述目的端口号为预设的第二值,则判定校验通过。
4.根据权利要求1或3所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述对所述第一数据隧道报文进行校验之后,进一步地包括:
若校验不通过,则对所述第一数据隧道报文进行路由转发。
5.根据权利要求1所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文之前,进一步包括:
配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态。
6.根据权利要求5所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文之前,进一步包括:
LTE终端接收下位机发送的下位机报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若开启,则执行所述LTE终端根据自身的IP地址,按照预设的格式对下位机报文进行数据隧道封装,得到第一数据隧道报文的步骤;
若未开启,则对所述下位机报文进行网络地址转换,得到转换报文。
7.根据权利要求6所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述通过所述数据隧道将所述第一数据隧道报文发送至LTE核心网的PGW网元具体为:
对所述第一数据隧道报文或所述转换报文进行EPS承载的封装,并通过所述LTE终端对应的EPS承载发送至LTE核心网的PGW网元。
8.根据权利要求7所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述PGW网元获取所述第一数据隧道报文,并对所述第一数据隧道报文进行校验具体为:
PGW网元解析EPS承载信息,获取到上行报文,所述上行报文为第一数据隧道报文或转换报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若未开启,则所述上行报文为转换报文,PGW网元根据所述转换报文的目的IP地址,对所述转换报文进行路由转发;
若开启,则所述上行报文为第一数据隧道报文,PGW网元对所述第一数据隧道报文进行校验。
9.根据权利要求5所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述配置LTE终端的隧道传输机制的启闭状态之后,进一步包括:
为开启隧道传输机制的LTE终端配置下位机IP地址池,得到第一关联关系;
将所述第一关联关系发送至PGW网元进行保存;
当LTE终端上线后,PGW网元为所述LTE终端分配IP地址;
若所述LTE终端开启隧道传输机制,则根据所述第一关联关系,获取对应的下位机IP地址池,并将所述LTE终端的IP地址与所述对应的下位机IP地址池进行关联,得到第二关联关系;
当所述LTE终端下线后,删除所述第二关联关系。
10.根据权利要求9所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,还包括:
PGW网元接收到下行报文后,根据所述下行报文的目的IP地址以及所述第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;
根据所述对应的LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;
通过所述数据隧道将所述第二数据隧道报文发送至对应的LTE终端;
所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验;
若校验通过,则从所述第二数据隧道报文中解析得到下行报文,并根据所述下行报文的目的IP地址,发送至对应的下位机。
11.根据权利要求10所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述根据所述LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文具体为:
在所述下行报文之前添加第二隧道头,得到第二数据隧道报文,所述第二隧道头包括第二隧道IP头和第二隧道UDP头,所述第二隧道IP头的源IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址,所述第二隧道IP头的目的IP地址为所述LTE终端的IP地址,所述第二隧道UDP头的源端口号为预设第二值,所述第二隧道UDP头的目的端口号为预设的第一值。
12.根据权利要求11所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述对所述第二数据隧道报文进行校验具体为:
获取所述第二数据隧道报文中的第二隧道头;
获取所述第二隧道头中的第二隧道IP头的源IP地址和目的IP地址;
若所述源IP地址为所述LTE终端的IP地址的网关地址且所述目的IP地址为所述LTE终端的IP地址,则根据所述第二隧道IP头的协议类型字段,判断是否为UDP报文;
若是,则获取所述第二隧道头中的第二隧道UDP头的源端口号和目的端口号;
若所述源端口号为预设的第二值且所述目的端口号为预设的第一值,则判定校验通过。
13.根据权利要求10或12所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述对所述第二数据隧道报文进行校验之后,进一步包括:
若校验不通过,则由LTE终端对所述第二数据隧道报文进行处理。
14.根据权利要求10所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述PGW网元接收到下行报文后,根据所述下行报文的目的IP地址以及所述第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;根据所述对应的LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;通过所述数据隧道将所述第二数据隧道报文发送至对应的LTE终端具体为:
LTE核心网的PGW网元接收到下行报文后,解析得到所述下行报文的目的IP地址,并根据所述目的IP地址,查找对应的EPS承载信息;
若查找到EPS承载信息,则对所述下行报文进行EPS承载信息的封装并通过对应的EPS承载发送至对应的LTE终端;
若未查找到EPS承载信息,则将所述目的IP地址与第二关联关系中的下位机IP地址池进行匹配,判断是否存在匹配的下位机IP地址池;
若不存在,则丢弃所述下行报文;
若存在,则根据第二关联关系,获取对应的LTE终端的IP地址;
根据所述LTE终端的IP地址,按照预设的格式对所述下行报文进行数据隧道封装,得到第二数据隧道报文;
根据所述对应的LTE终端的IP地址,获取对应的EPS承载信息;
对所述第二数据隧道报文进行EPS承载信息的封装,并通过对应的EPS承载发送至对应的LTE终端。
15.根据权利要求14所述的EPS架构的报文传输方法,其特征在于,所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验之前,进一步包括:
LTE终端解析EPS承载信息,获取到下行报文或第二数据隧道报文;
判断所述LTE终端是否开启隧道传输机制;
若未开启,则获取到的是下行报文,对所述下行报文进行网络地址转换后,发送至对应的下位机;
若开启,则执行所述LTE终端获取所述第二数据隧道报文,并对所述第二数据隧道报文进行校验的步骤。
16.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-15任一项所述的步骤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 350000 Building 28, Fuzhou Software Park C, 89 Software Avenue, Gulou District, Fuzhou City, Fujian Province Applicant after: Ankexun (Fujian) Technology Co.,Ltd. Address before: 350400 Tongpan Road Software Avenue, Gulou District, Fuzhou City, Fujian Province, No. 89 Software Park Industrial Base, Area C, 28 Applicant before: FUJIAN SUNNADA NETWORK TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |