CN110351202A - 5g核心网流量分组方法、装置、设备和计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种5G核心网流量分组方法、装置、设备和计算机存储介质，一种5G核心网流量分组方法包括：获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据；解析接口数据，提取接口数据中的QFI参数信息并识别接口数据的业务类型；根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组；将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据。本发明公开的5G核心网流量分组方法、装置、设备和计算机存储介质，为5G核心网数据流量提供了更加精细的分组方式。

Description

5G核心网流量分组方法、装置、设备和计算机存储介质

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种5G核心网流量分组方法、装置、设备和计算机存储介质。

背景技术

第五代移动通信(5th Generation，5G)技术，是多种新型无线接入技术和现有第二代移动通信(2nd Generation，2G)技术、第三代移动通信(3rd Generation，3G)技术、第四代移动通信(4th Generation，4G)技术演进集成后的统一的移动通信解决方案。

5G通信网络具备连续广域覆盖、热点容量高、低功耗大连接和低时延高可靠性的等特点，这些特点能够满足不同用户、不同行业对于通信的复杂需求。对于不同的通信需求，服务质量(Quality of Service，QoS)的要求不尽相同，5G核心网对于4G核心网以承载为粒度的QoS机制进行了改进，支持基于网络协议(Internet Protocol，IP)流的QoS控制，从而能够实现更灵活、更精细的控制。

目前5G网络中的QoS模型基于QoS流，一个QoS流标识(QoS Flow Identification，QFI)用于标识一条QoS流，QFI在一个协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)会话内唯一，一个PDU会话可以有多条QoS流，每条QoS流的QFI都是不同的。PDU会话中具有相同QFI的用户平面流量拥有相同的调度优先级、包时延预算、误包率、平均窗口、最大数据突发限制等。但是由于5G网络制成万物互联，数据庞大，业务繁杂，仅根据QFI对数据流量进行区分，对数据流量的处理粒度不够精细。

发明内容

本发明提供一种5G核心网流量分组方法、装置、设备和计算机存储介质，为5G核心网的数据流量提供了更加精细的分组。

第一方面，本发明实施例提供一种5G核心网流量分组方法，包括：

获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据；

解析接口数据，提取接口数据中的QFI参数信息并识别接口数据的业务类型；

根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组；

将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据。

在第一方面一种可能的实现方式中，解析接口数据，提取接口数据中的QFI参数信息并识别接口数据的业务类型，包括：

解析接口数据的通用GTP，提取接口数据中的QFI参数信息；

解析接口数据的IP五元组和协议特征码，将接口数据的IP五元组和协议特征码与预设业务规则库进行匹配，识别接口数据的业务类型。

在第一方面一种可能的实现方式中，将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据，包括：

将接口数据的分组结果填充至接口数据的MAC层，得到打标后的接口数据。

在第一方面一种可能的实现方式中，将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据之后，还包括：

将分组后的接口数据通过不同的输出端口组下放给不同的业务系统。

在第一方面一种可能的实现方式中，获取5G核心网中无线接入网和用户面功能之间的接口数据，包括：

以镜像方式接入5G核心网的N3接口，获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据。

第二方面，本发明实施例还提供了一种5G核心网流量分组装置，包括：

数据获取模块，用于获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据；

数据解析模块，用于解析接口数据，提取接口数据中的QFI参数信息并识别接口数据的业务类型；

流量分组模块，用于根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组；

数据输出模块，用于将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据。

在第二方面一种可能的实现方式中，数据解析模块，具体用于解析接口数据的GTP，提取接口数据中的QFI参数信息；解析接口数据的IP五元组和协议特征码，将接口数据的IP五元组和协议特征码与预设业务规则库进行匹配，识别接口数据的业务类型。

在第二方面一种可能的实现方式中，数据输出模块，具体用于将接口数据的分组结果填充至接口数据的MAC层，得到打标后的接口数据。

第三方面，本发明实施例还提供了一种5G核心网流量分组设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本申请任一种实现方式所述的5G核心网流量分组方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请任一种实现方式所述的5G核心网流量分组方法。

本发明实施例提供的5G核心网流量分组方法、装置、设备和计算机存储介质，在获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据后，解析接口数据，提取接口数据中的服务质量流标识QFI参数信息并识别接口数据的业务类型，然后根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组，在将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据，由于对5G核心网中流量数据进行了两级分组，实现了更细粒度的流量数据分组，可以采用不同的处理方式和网络参数对不同分组的数据流量进行处理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的5G核心网流量分组方法的流程图；

图2为本发明实施例中流量数据分组的逻辑关系示意图；

图3为将接口数据的分组结果填充至接口数据的MAC层的格式示意图；

图4为本发明实施例提供的5G核心网流量分组装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的5G核心网流量分组设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的5G核心网流量分组方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的5G核心网流量分组方法包括：

步骤S101，获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据。

在5G网络中，由5G基站组成的无线接入网，通过下一代(Next Generation，NG)接口连接到5G核心网。5G网络中的无线接入网也称为下一代无线接入网(Next GenerationRadio Access Network，NG-RAN)，NG-RAN实现用户的无线接入控制和数据转发。用户面功能(User Plane Function，UPF)主要实现5G核心网流量的转发处理。NG-RAN和UPF之间通过N3接口连接，N3接口为逻辑接口，用于传输核心网数据，采用通用分组无线服务隧道(GPRSTunnel Protocol，GTP)-U隧道协议。也就是说，在5G核心网中，NG-RAN和UPF之间通过N3接口将数据流量从无线接入网传输至用户面。

为了实现对5G核心网流量的精细分组，首先就需要在5G核心网的数据流量发送至数据面之前，获取该数据流量，因此在本实施例中，首先获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据，也就是获取NG-RAN和UPF之间的接口数据。由于NG-RAN与UPF之间目前采用N3接口进行数据流量的传输，因此可以通过N3接口获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据。例如，可以采用镜像方式接入5G核心网N3接口数据，获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据。

步骤S102，解析接口数据，提取接口数据中的QFI参数信息并识别接口数据的业务类型。

由于目前的5G网络中，采用QoS流的方式对流量进行分组，因此对于5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据，根据现有的QoS控制机制，其中包含有QFI参数信息。通过对接口数据的解析就能够提取出接口数据中的QFI参数信息。传统的5G核心网流量就是根据不同的QFI参数信息实现流量的分组和控制。但是QFI的数量数有限的，目前的5G QoS模型中一个PDU会话最多可以有64条QoS流，QFI的取值范围为0～63，也就是仅支持64种不同的流量分组方式。但是在5G网络中，对于数据流量的控制参数众多，例如调度优先级、包延时预算、误包率、平均窗口、最大数据突发量限制等，仅采用QFI对数据流量进行分组，仅能将数据流量的需求大致相同或相似的数据流量分为一组，并不能对数据流量进行更加精细的控制。而QoS流是5G PDU会话中最精细的QoS区分粒度，因此针对QoS流的分组已经无法做到更加精细的数据流量分组。

因此，在本实施例中，在解析接口数据时，除了提取接口数据中的QFI参数信息，还针对接口数据继续进行解析，从而识别出接口数据的业务类型。接口数据的业务类型可以通过对接口数据进行解析的结果得出，不同业务类型的数据在数据包的头部标志位会有业务类型的指示字节，或者不同业务类型的数据的数据包结构具有不同特征，或者不同业务类型的数据中包括有各种形式的特征码等。接口数据的业务类型表示接口数据所属的业务种类，这里的业务类型是相对较细的业务类型，这是由于分类较粗的业务类型，实际已经可以通过不同QFI的值进行了区分。例如对于互联网服务和音视频通话业务，对QoS的要求是不同的，互联网服务更加关注的是带宽等服务质量参数，而音视频通话业务更加关注的是时延、误包率等服务质量参数，那么针对互联网服务和音视频通话业务的数据包，对应的QFI必然不同。而对于相对较细的业务类型，例如互联网服务中的网络视频点播和网络视频直播两种业务，所需的服务质量参数是相同的，因此对应相同的QFI，那么将无法通过QFI区分这两种业务对应的数据包。因此可以通过对网络视频点播和网络视频直播两种类型的数据包进行解析后，通过分析数据包中的相关指示字节或者其他各种特征，可以将两种业务的数据包区分开。

具体地，对接口数据进行解析的方法可以包括两部分。首先解析接口数据的GTP，提取接口数据中的QFI参数信息。然后解析接口数据的IP五元组和协议特征码，将接口数据的IP五元组和协议特征码与预设业务规则库进行匹配，识别接口数据的业务类型。对接口数据进行解析的两个步骤还可以是同时进行的。业务规则库包括业务规则、业务名称等。业务包括视频会议、广告推送、视频电话等。

步骤S103，根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组。

在通过解析接口数据提取出接口数据的QFI参数信息，以及识别出接口数据的业务类型后，即可对接口数据进行分组。在本实施例中，对接口数据的分组采用两级分组的分组方式，首先根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，然后再根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组。其中根据QFI参数信息进行的一级分组相当于对接口数据进行较粗粒度的分组，根据业务类型进行的二级分组相当于对接口数据进行较细粒度的分组。分组后的接口数据是一个树状的结构，如图2所示，图2为本发明实施例中流量数据分组的逻辑关系示意图，其中包括多个根据QFI值区分的一级分组，每个一级分组又包括多个根据业务类型区分的二级分组。其中，一级分组和Qos流一一映射，包括互联网服务、实时语音、实时视频、车辆网服务等等，分类代码可以采用QFI值；二级分组为一级分组的扩展和细化，是业务分类，比如互联网服务下的网络视频类、网络游戏类、搜索引擎类服务，分类代码可以自定义。

两级流量分组，首先基于Qos流进行一级分组，然后在一级分组下，按照业务分类进行二级分组。一级分组和Qos流一一映射，可直接使用QFI值作为一级分组的代码。二级分组在Qos流的基础上进行业务分类，分类代码可以自定义。

步骤S104，将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据。

在完成了对接口数据的一级分组和二级分组后，即可将对接口数据的分组结果添加到接口数据中，得到分组后的接口数据。分组后的接口数据中除了QFI值，还包括根据QFI值和业务类型进行分组得到的一级分组和二级分组的分组值。这样在后续的处理过程中，就可以通过对分组后的接口数据的解析，得到对分组后的接口数据的两级分组结果，那么就可以采用不同的处理方式对分组后的接口数据进行处理，并为分组后的接口数据分配不同的网络参数。

具体地，将接口数据的分组结果添加至接口数据中，包括：将接口数据的分组结果填充至接口数据的介质访问控制(Media Access Control Address，MAC)层，得到打标后的接口数据。对数据包打标，就是修改数据包的MAC层信息，打标内容为一级分组代码和二级分组代码。图3为将接口数据的分组结果填充至接口数据的MAC层的格式示意图，如图3所示，打标位置占用目的MAC(Destination MAC，DMAC)的前三个字节，其中第一个字节中为一级分组代码值，第二个和第三个字节为二级分组代码值。

进一步地，在得到分组后的接口数据后，还可以将分组后的接口数据通过不同的输出端口组下放给不同的业务系统，不同的输出端口组与不同的业务系统连接，不同的业务系统分别用于针对不同业务类型的数据进行处理。由于分组后的接口数据中包括根据业务分类的二级分组，因此可以将分组后的接口数据通过不同的输出端口组下放给不同的业务系统。若分组后的接口数据并没有对应的输出端口组，或者分组后的接口数据并没有后续处理需求，泽还可以直接将分组后的接口数据丢弃。

本实施例提供的5G核心网流量分组方法，在获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据后，解析接口数据，提取接口数据中的服务质量流标识QFI参数信息并识别接口数据的业务类型，然后根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组，在将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据，由于对5G核心网中流量数据进行了两级分组，实现了更细粒度的流量数据分组，可以采用不同的处理方式和网络参数对不同分组的数据流量进行处理。

图4为本发明实施例提供的5G核心网流量分组装置的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的5G核心网流量分组装置包括：

数据获取模块41，用于获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据。

数据解析模块42，用于解析接口数据，提取接口数据中的QFI参数信息并识别接口数据的业务类型。

流量分组模块43，用于根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组。

数据输出模块44，用于将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据。

本实施例提供的5G核心网流量分组装置用于实现图1所示的5G核心网流量分组方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

进一步地，在图4所示实施例的基础上，数据解析模块32，具体用于解析接口数据的GTP，提取接口数据中的QFI参数信息；解析接口数据的IP五元组和协议特征码，将接口数据的IP五元组和协议特征码与预设业务规则库进行匹配，识别接口数据的业务类型。

进一步地，在图4所示实施例的基础上，数据输出模块44，具体用于将接口数据的分组结果填充至接口数据的MAC层，得到打标后的接口数据。

进一步地，在图4所示实施例的基础上，数据输出模块44，还用于将分组后的接口数据通过不同的输出端口组下放给不同的业务系统。

图5为本发明实施例提供的5G核心网流量分组设备的结构示意图，如图5所示，该5G核心网流量分组设备包括处理器51和存储器52；5G核心网流量分组设备中处理器51的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器51为例；5G核心网流量分组设备中的处理器51和存储器52可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器52作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请图1实施例中的5G核心网流量分组方法对应的程序指令/模块(例如，5G核心网流量分组装置中的数据获取模块41、数据解析模块42、流量分组模块43、数据输出模块44)。处理器51通过运行存储在存储器52中的软件程序、指令以及模块，从而5G核心网流量分组设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的5G核心网流量分组方法。

存储器52可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据5G核心网流量分组设备的使用所创建的数据等。此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。

本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种5G核心网流量分组方法，该方法包括：

获取5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据；

解析接口数据，提取接口数据中的QFI参数信息并识别接口数据的业务类型；

根据接口数据的QFI参数信息对接口数据进行一级分组，并根据接口数据的业务类型对接口数据进行二级流量分组；

将接口数据的分组结果添加至接口数据中，得到分组后的接口数据。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述数据对象映射装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种5G核心网流量分组方法，其特征在于，包括：

获取5G核心网中无线接入网和用户面功能UPF之间的接口数据；

解析所述接口数据，提取所述接口数据中的服务质量流标识QFI参数信息并识别所述接口数据的业务类型；

根据所述接口数据的QFI参数信息对所述接口数据进行一级分组，并根据所述接口数据的业务类型对所述接口数据进行二级流量分组；

将所述接口数据的分组结果添加至所述接口数据中，得到分组后的接口数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解析所述接口数据，提取所述接口数据中的QFI参数信息并识别所述接口数据的业务类型，包括：

解析所述接口数据的通用分组无线服务隧道协议GTP，提取所述接口数据中的QFI参数信息；

解析所述接口数据的网络协议IP五元组和协议特征码，将所述接口数据的IP五元组和协议特征码与预设业务规则库进行匹配，识别所述接口数据的业务类型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述接口数据的分组结果添加至所述接口数据中，得到分组后的接口数据，包括：

将所述接口数据的分组结果填充至所述接口数据的介质访问控制MAC层，得到打标后的接口数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述接口数据的分组结果添加至所述接口数据中，得到分组后的接口数据之后，还包括：

将所述分组后的接口数据通过不同的输出端口组下放给不同的业务系统。

5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取5G核心网中无线接入网和用户面功能之间的接口数据，包括：

以镜像方式接入所述5G核心网的N3接口，获取所述5G核心网中无线接入网和UPF之间的接口数据。

6.一种5G核心网流量分组装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取5G核心网中无线接入网和用户面功能UPF之间的接口数据；

数据解析模块，用于解析所述接口数据，提取所述接口数据中的服务质量流标识QFI参数信息并识别所述接口数据的业务类型；

流量分组模块，用于根据所述接口数据的QFI参数信息对所述接口数据进行一级分组，并根据所述接口数据的业务类型对所述接口数据进行二级流量分组；

数据输出模块，用于将所述接口数据的分组结果添加至所述接口数据中，得到分组后的接口数据。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据解析模块，具体用于解析所述接口数据的通用分组无线服务隧道协议GTP，提取所述接口数据中的QFI参数信息；解析所述接口数据的网络协议IP五元组和协议特征码，将所述接口数据的IP五元组和协议特征码与预设业务规则库进行匹配，识别所述接口数据的业务类型。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据输出模块，具体用于将所述接口数据的分组结果填充至所述接口数据的介质访问控制MAC层，得到打标后的接口数据。

9.一种5G核心网流量分组设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1～5中任一所述的5G核心网流量分组方法。

10.一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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～5中任一所述的5G核心网流量分组方法。