CN110430136B - 一种基于gtp协议的接口与路由分发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例中提供了一种基于GTP协议的接口与路由分发方法和装置。该方法包括：提供支持GTP数据报文的接口；经由所述接口与GTP节点连接，以从所述GTP节点接收GTP数据报文；提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合；以及基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发。通过本公开的处理方案，增加了路由转发的灵活性和实用性，并且对于运营商之间的网络间互联，对外由统一的GTP协议数据报文互通，简化了运营商之间的GTP数据报文互联互通，保护了营运商自身内部的安全。

Description

一种基于GTP协议的接口与路由分发方法和装置

技术领域

本公开涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种基于GTP协议的接口与路由分发方法和装置。

背景技术

在当前的无线通信系统中，对于基于GTP协议的网元之间的通讯，通常采用简单的静态路由或者DNS的域名解析方式来进行，这涉及到复杂的接口连接与路由分发，并且仅能支持网络IP第三层的路由分发。当前的各个网元直接采用DNS的方式来进行域名与IP层次的解析，已经无法满足当前运营商在GTP数据报文网元对接口与路由分发的要求。

此外，对于运营商之间的核心网的数据连接，即GTP数据报文网元的连接，各个运营商的GTP数据报文网元之间具有复杂的网状连接与路由分发，这给运营商之间的IPX/GRX连接与分发造成了巨大的扩展困难，带来了昂贵的维护成本。此外，因为连接复杂，也暴露了营运商自己的内部网络结构，带来了很大的网络安全风险。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种基于GTP协议的接口与路由分发方法和装置，以至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种基于GTP协议的接口与路由分发方法，所述方法包括：

提供支持GTP数据报文的接口；

经由所述接口与GTP节点连接，以从所述GTP节点接收GTP数据报文；

提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合；以及

基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述提供支持GTP数据报文的接口，包括：

提供支持GTP数据报文的物理接口和/或虚拟接口。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述GTP节点包括：

3G无线网络的IuPS/Gn接口；

4G无线网络的S1/S11/S5/S8/Sb2接口；以及

5G无线网络的N3/N4/N9接口。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述GTP数据报文的属性参数包括选自以下组中的一个或者多个：IP、TEID、IMSI、APN、TIMER、ULI、LDC、 eCHO。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发，包括：

根据所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合计算下一跳路由；

提取与所述下一跳路由对应的下一跳路由地址；以及

将所述GTP数据报文发送到所述与所述下一跳路由地址对应的下一GTP节点。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合计算下一跳路由，包括根据下式计算所述下一跳路由：

NXT_{R_ip}＝HASH_GTP{属性参数集合}

其中，NXT_{R_ip}表示所述下一跳路由，并且HASH_GTP{属性参数集合}表示根据所述GTP数据报文的属性参数集合的组合构成的路由哈希算法。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，

HASH_GTP＝P_{(属性参数1)}+P_{(属性参数2)}+P_{(属性参数i)}+...P_{(属性参数n)}

其中，P_{(属性参数i)}表示所述属性参数集合中第i个属性参数的权值，n为所述属性参数集合中属性参数的个数，并且所述权值根据网络环境被预设且能够根据网络的运行被调整。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述将所述GTP数据报文发送到所述与所述下一跳路由地址对应的下一GTP节点，包括：

预设与所述下一跳路由对应的下一跳路由地址；

定期更新所述下一跳路由地址的优先级；以及

根据所述下一跳路由地址的优先级来将所述GTP数据报文发送到对应的 GTP节点。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，根据下式计算所述下一跳路由地址的优先级：

P_{GTP_P}＝{时间T,带宽D，{IMSI,APN,ULI}，...}，

其中，P_{GTP_P}是所述下一跳路由地址的优先级，时间T和带宽D分别是所述GTP节点的参数时间和带宽。

第二方面，本公开实施例提供了一种基于GTP协议的接口与路由分发装置，所述装置包括：

接口模块，所述接口支持GTP数据报文，并且与GTP节点连接以从所述 GTP节点接收GTP数据报文；

路由分发模块，所述路由分发模块提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合，并基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发。

本公开实施例中的基于GTP协议的接口与路由分发方法提供支持GTP数据报文的接口；经由所述接口与GTP节点连接，以从所述GTP节点接收GTP数据报文；提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合；以及基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发。通过本公开的处理方案，增加了路由转发的灵活性和实用性，并且对于运营商之间的网络间互联，对外由统一的GTP 协议数据报文互通，简化了运营商之间的GTP数据报文互联互通，保护了营运商自身内部的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本公开实施例提供的一种基于GTP协议的接口与路由分发方法的流程示意图；

图2为本公开实施例提供的GTP协议的架构；

图3为本公开实施例提供的GTP数据报文接收与路由分发的原理示意图；

图4为本公开实施例提供的GTP虚拟接口与路由分发架构示意图；

图5为本公开实施例提供的GTP虚拟接口与路由分发架构；

图6为本公开实施例提供的3G网络GTP数据报文接口与路由分发框图；

图7为本公开实施例提供的4G网络GTP数据报文接口与路由分发框图；

图8为本公开实施例提供的5G网络GTP数据报文接口与路由分发框图；并且

图9为本公开实施例提供的一种基于GTP协议的接口与路由分发装置的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引述指示，所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特点，但是不是每个实施例都必需地包括该特定特征、结构或特点。而且，此类短语不一定指相同的实施例。再者，当结合实施例描述特定特征、结构或特点时，理解为结合其他实施例来实现此类特征、结构或特点属于本领域技术人员的知识范围，无论是否明确地进行了描述。在下文描述和权利要求中，可能使用到术语“耦合”和“连接”以及它们的派生。应该理解为这些术语不应视为彼此同义的。“耦合”用于指示可能彼此直接物理或电接触或可能彼此未直接物理或电接触的两个或两个以上单元彼此协作或交互。“连接”用于指示彼此耦合的两个或两个以上单元之间通信的建立。

通常而言，网络设备通常被分成控制面和数据面(例如，有时称为转发面或媒体面)。在网络设备是路由器(或正在实现路由选择功能)的情况中，控制面典型地确定要如何路由数据(例如，分组)(例如，数据的下一跳和该数据该外发端口)，并且数据面负责转发该数据。例如，控制面典型地包括与其他网络设备通信以交换路由和基于一个或多个路由选择度量来选择这些路由的一个或多个路由选择协议(例如，如BGP(RFC 4271)的外部网关协议、内部网关协议(IGP)(例如，开放最短路径优先(OSPF)(RFC 2328和5340)、中间系统至中间系统(IS-IS)(RFC 1142)、路由选择信息协议(RIP)(版本1RFC 1058、版本2RFC 2453和下一代RFC 2080))、标签分发协议(LDP)(RFC 5036)、资源保留协议(RSVP)(RFC 2205、2210、2211、2212以及RSVP-业务工程(TE)：用于LSP隧道的RSVP的扩充RFC 3209、通用多协议标签交换(GMPLS)信令 RSVP-TE RFC 3473、RFC 3936、4495和4558))。

路由和邻接被存储在控制面上的一个或多个路由选择结构(例如，路由选择信息库(RIB)、标签信息库(LIB)、一个或多个邻接结构)中。控制面基于路由选择结构以信息(例如，邻接和路由信息)对数据面编程。例如，控制面将相邻节点和路由信息编程为数据面上的一个或多个转发结构(例如，转发信息库(FIB)、标记转发信息库(LFIB)和一个或多个邻接结构)。在转发业务时，数据面使用这些转发和邻接结构。

每个路由选择协议基于某些路由度量(度量对于不同路由选择协议可能是不同的)将路由项下载到主路RIB。每个路由选择协议可以将路由项存储在本地 RIB(例如，OSPF本地RIB)中，其包括未下载到的主RIB的路由项。管理主RIB 的RIB模块从路由选择协议(基于一组度量)下载的路由中选择路由，并将这些选定的路由(有时称为活动路由项)下载到数据面。RIB模块还可以使路由在路由选择协议之间重新分发。

典型地，网络设备包括一组一个或多个线路卡、一组一个或多个控制卡和可选地一组一个或多个服务卡(有时称为资源卡)。这些卡经由一种或多种互连机构耦合在一起(例如，第一完整网格耦合这些线路卡以及第二完整网格耦合所有这些卡)。该组线路卡构成数据面，而该组控制卡提供控制面，并经由线路卡与外部网络设备交换分组。该组服务卡能够提供专门的处理(例如，第4层至第7层服务(例如，防火墙、因特网协议安全性(Ipsec)(RFC 4301和4309)、入侵检测系统(IDS)、对等(P2P)、基于语音的IP(VoIP)会话边界控制器、移动无线网关(网关通用分组无线电服务(GPRS)支持节点(GGSN)、演进的分组系统(EPS)网关))。通过举例，可以使用服务卡来端接IPsec隧道并执行相应的认证和加密算法。

节点在网络设备中来实现。物理节点直接在网络设备上实现，而虚拟节点是软件。由此，多个虚拟节点可以在单个网络设备上实现。

网络接口可以是物理的或虚拟的，并且接口地址是指定给网络接口的I P地址，无论是物理网络接口还是虚拟网络接口。物理网络接口是网络设备中用于 (例如，经由无线网络接口控制器(WNIC)以无线方式或经由连接到/耦合到网络接口控制器(NIC)的端口电缆中的插件)实施网络连接的硬件。典型地，网络设备具有多个物理网络接口。虚拟网络接口可以与物理网络接口关联，与另一个虚拟接口关联或独立存在(例如，环回接口、点到点协议接口)。指定给网络设备的网络接口的IP地址称为该网络设备的IP地址；在更细粒度级别上，指定给网络设备上实现的节点的网络接口的IP地址可以称为该节点的IP地址。

本公开的实施例在支持GTP数据报文的网元之间建立统一的支持GTP数据报文的虚拟接口与路由分发装置，来简化现有无线网络中支持GTP数据报文的网元之间连接的复杂度。对于所接收到的GTP数据报文，提取GTP数据报文中的诸如IP,TEID,IMSI,APN,TIMER,ULI,LDC(load capacity),eCHO之类的属性参数，并根据属性参数集合中的一种或者多种参数的组合，采用HASH_GTP算法来计算出下一跳路由NXTR_ip,提取对应的下一跳路由地址nxtGTP_IP，从而完成GTP 数据报文的路由分发。

本发明的实施例提供多种优点，包括GTP数据报文发送端无需再考虑GTP 数据报文接收网元，极大简化发送GTP数据报文的下一跳路由查询，能有效地减轻GTP数据报文网元之间连接的复杂度，在对GTP数据报文的路由策略方面，增加了路由转发的灵活性和实用性。

此外，针对运营商之间的IPX/GRX(网络间互联)，支持GTP数据报文的网元采用本公开实施例的方法来进行GTP数据报文的连接与路由，对外由统一的 GTP数据报文互通，简化了运营商之间的GTP数据报文互联互通，保护了营运商自身内部的安全。

在本公开实施例中，网元例如是指网络管理中可以监视和管理的最小单位，其例如可以是3G网络中的RNC、SGSN、GGSN,4G网络中的eNB、MME、SGW、PGW、 ePDG，以及5G网络中的SMF、UPF(VPLMN/HPLMN，归属地/漫游地)。

本公开实施例提供了一种基于GTP协议的接口与路由分发方法。本实施例提供的基于GTP协议的接口与路由分发方法可以由一计算装置来执行，该计算装置可以实现为软件，或者实现为软件和硬件的组合，该计算装置可以集成设置在服务器、终端设备等中。此外，应当理解，这里所使用的术语“接口”可以是名词形式的物理或虚拟的接口，并且也可以是建立接口连接的动词形式。

参见图1，本公开实施例提供的一种基于GTP协议的接口与路由分发方法，包括：

S100：提供支持GTP数据报文的接口。

GTP协议(GPRS Tunnel Protocol)是基于IP的用于在GSM和UMTS网络中支持通用分组无线服务(GPRS)的通讯协议。GTP协议在GSM的基础上增加了PS 域构建的数据传输通道。GTP协议承载在TCP或UDP协议之上，目前在无线网络中，基本都采用UDP为承载，分为信令平面和传输平面，其信令平面定义多种消息，涉及到GPRS许多重要方面，而传输平面则提供了GSN之间数据包传送的隧道。图2示出了GTP协议的架构。

报文(message)是网络中交换与传输的数据单元(即，站点)一次性要发送的数据块，报文包含了将要发送的完整的数据信息。

GTP数据报文是基于GTP协议进行交换与传输的数据消息。

在本公开实施例中，提供至少一个接口，并且该接口支持GTP协议，能够接收和发送报文。如上所述，接口例如可以是物理网络接口。可替代地，接口也可以是虚拟网络接口。

S200：经由所述接口与GTP节点连接，以从所述GTP节点接收GTP数据报文。

术语“节点”例如可以表示通讯网络中的连接点、再分发点(redistributionpoint)或通信端点(一些终端设备)。

在本公开实施例中，GTP节点例如包括3G网络中的RNC、SGSN、GGSN网元的IuPS/Gn接口，4G网络中的eNB、MME、SGW、PGW、ePDG网元的S1/S11/S5/S8/Sb2 接口，以及5G网络中的SMF、UPF(VPLMN/HPLMN，归属地/漫游地)网元的N4/N3/N9 接口。

应当理解，网元和节点的含义不限于此，还可以以其他的维度对网元和节点进行划分。

这些支持GTP协议的GTP节点与所提供的支持GTP数据报文的接口通讯连接/藕接，以从这些支持GTP协议的GTP节点接收GTP数据报文。GTP数据报文包括报头，报头携带有普通参数以及路由与分发特性参数，这里统称为属性参数。

S300：提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合。

从GTP节点接收到的GTP数据报文中包含有各种参数，在本公开实施例中，提取其中的诸如IP,TEID,IMSI,APN,TIMER,ULI,LDC(load capacity),eCHO之类的属性参数。

其中，IP(互联网协议地址)是分配给用户上网使用的网际协议的设备的数字标签。常见的IP地址分为IPv4与IPv6两大类。

TEID是传输隧道的隧道端点标识。

IMSI(国际移动用户识别码)是区别移动用户的标志，储存在SIM卡中，可用于区别移动用户的有效信息。

APN是网络接入技术，其决定了客户端通过哪种接入方式来访问网络，用来标识GPRS的业务种类。

Timer(定时器)，其功能是在指定的时间间隔内反复触发指定窗口的定时器事件。

ULI是指用户位置信息。

LDC是负载的容量。

eCHO为计算机命令，可以通过发送echo包知道当前的连接节点有那些路径，并且通过往返时间能得出路径长度。

虽然在本示例性实施例中，以上述特定的属性参数进行了描述，但是本发明不限于此，而是还可以包括其他的属性参数。

S400：基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发。

在本公开实施例中，通过所获得的属性参数集合中的一种或者多种参数的组合来确定从GTP节点接收的GTP数据报文的路由分发策略。

具体地，根据属性参数集合中的一种或者多种参数的组合计算出下一跳路由NXTR_ip,并提取对应的下一跳路由地址nxtGTP_IP，并将GTP数据报文发送到与下一跳路由地址nxtGTP_IP对应的下一GTP节点以完成GTP数据报文的路由分发。

根据本公开实施例的基于GTP协议的接口与路由分发方法能有效地减轻GTP 数据报文网元之间连接的复杂度，在对GTP数据报文的路由策略方面，增加了路由转发的灵活性和实用性。此外，针对运营商之间的IPX/GRX(网络间互联)，支持GTP数据报文网元采用本公开实施例的方法来进行GTP数据报文的连接与路由，对外由统一的GTP数据报文互通，简化了运营商之间的GTP数据报文互联互通，保护了营运商自身内部的安全。

接着，参见图3，其进一步示出了本公开实施例的GTP数据报文接收与路由分发的原理。

根据本公开实施例的GTP数据报文接收与路由分发首先经由统一的接口接收来自无线通信网络中的GTP协议数据，接着将所接收的GTP协议数据根据其参数属性进行路由分发。

具体地，例如在3G/4G/5G多制式网络并存的无线通信系统中，可以在各个 GTP数据报文网元之间增加一个GTP数据报文虚拟接口和路由分发装置。GTP数据报文虚拟接口接收来自对端网元的GTP数据报文，也就是说，该无线通信网络中的所有对端网元的GTP数据报文可以被统一发送到该GTP数据报文虚拟接口。之后，根据GTP数据报文本身所带有的属性参数，提取相关的参数的组合，选取适合GTP数据报文的路由节点的IP，进行GTP数据报文的路由分发。

参见图3，其示出了GTP数据报文接收与路由分发逻辑结构。其中，GTP接口例如可以是虚拟接口也可以是物理接口，并且该接口接收无线网络中各GTP 数据报文网元的GTP数据报文。应当注意，在以下的描述中，以虚拟接口为例进行描述，但是物理接口也是可以的。

参见图4，示出了本公开实施例的GTP虚拟接口与路由分发架构。根据本公开实施例的GTP数据报文的接口接收来自3G网络的RNC/SGSN/GGSN网元IuPS/Gn 接口的GTP数据报文，接收来自4G的eNB/MME/SGW/PGW/ePDG网元 S1/S11/S5/S8/Sb2接口的GTP数据报文,并且接收来自5G网络SMF/UPF(本地与漫游地)的N4/N3/N9接口的GTP数据报文。图5示出了GTP虚拟接口与路由分发架构。

另外，本公开实施例的GTP数据报文虚拟接口包括3G无线网络的IuPS/Gn 接口，4G无线网络的S1/S11/S5/S8/Sb2接口，5G无线网络的N3/N4/N9接口。该虚拟接口统一接收来自本营运商或者其他营运商的GTP数据报文。

如此，在一个营运商内部，在3G/4G/5G多制式网络并存的情况下，该方法通过设置统一的GTP数据报文的虚拟接口，极大简化了GTP数据报文接收的接口复杂度，优化了网络的接口架构。

此外，在多家营运商之间，在3G/4G/5G多制式网络并存的情况下，GTP数据报文的接收与路由分发更加复杂。根据本公开实施例的方法通过统一的虚拟接口与对方营运商的GTP数据报文网元接口连接，从而降低了与多家营运商直接的GTP数据报文连接复杂度，优化了网络的接口架构，网络更加的扁平化。

另外，根据本公开实施例的方法有效的屏蔽了营运商内部网元的架构，以统一的虚拟接口与营运商内部网元、外部其他营运商直接通信，提升了营运商自身的网络安全性。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，通过如下的方法来进行GTP数据报文的路由分发。

将NXT_{R_ip}定义为GTP数据报文要路由分发的下一跳路由。

此外，GTP数据报文的属性参数集合被表示为：

{IP,TEID,IMSI,APN,TIMER,LDC,eCHO}

根据GTP数据报文的属性参数，构建路由分发hash算法HASH_GTP，该算法是根据GTP数据报文的一个或者多个属性参数的组合构成的路由哈希算法。

在本公开实施例中，下一跳路由可以被表示为：

NXT_{R_ip}＝HASH_GTP{IP,TEID,IMSI,APN,TIMER,ULI,LDC,Echo，…}

其中，HASH_GTP根据IP,TEID,IMSI,APN,TIMER,ULI,LDC,eCHO属性参数选取一个或者多个的组合，并且当有多个参数组合的时候，计算每个参数的权值P_(参数), 权值P_(参数)根据营运商网络环境进行预设，也可以根据后期的运行状况进行调整。

HASH_GTP＝P_(IP)+P_(TEID)+P_(IMSI)+P_(APN)+P_(TIMER)+P_(ULI)+P_(LDC)+...

具体地，当GTP数据报文的虚拟接口收到了GTP数据报文后，提取GTP数据报文中的属性参数，并采用如上所述的HASH_GTP算法，计算得出下一跳路由 NXTR_ip，再根据NXTR_ip查询对应的下一跳路由地址nxtGTP_IP。

在下一跳路由NXTR_ip中可能存在一个或者多个下一跳路由地址nxtGTP_IP，如表1所示。在本公开实施例中，取得优先级最高的下一跳路由地址nxtGTP_IP 后，将该GTP数据报文发到该优先级最高的下一跳路由地址nxtGTP_IP所对应的下一个GTP节点。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，预设和学习收敛下一跳路由 NXTR_ip的下一跳路由地址nxtGTP_IP，其表构成如表1所述。在实际的网络中， GTP节点个数有限，前期可以预设下一跳路由地址nxtGTP_IP，并且可以通过后期的学习收敛来逐步完善。

对于下一跳路由地址nxtGTP_IP，在后期的学习收敛过程中，一方面根据 GTP数据报文中的报头参数来提取。并且当有多个下一跳路由地址nxtGTP_IP的情况下，定期更新下一跳路由地址nxtGTP_IP的优先级。在本公开实施例中，令优先级为P_{GTP_P},则优先级P_{GTP_P}与连接通信的GTP节点的参数时间T,带宽D，IMSI,APN,ULI等参数相关联，具体地：

P_{GTP_P}＝{时间T,带宽D，{IMSI,APN,ULI}，...}，

根据更新的P_{GTP_P}优先级，来定期更新下一跳路由NXTR_ip的下一跳路由地址nxtGTP_IP。

表1下一跳GTP节点路由表

如上，已经参考附图描述了根据本公开实施例的基于GTP协议的接口与路由分发方法。接下来，具体描述该方法在3G、4G和5G网络中的应用。

实例1：3G网络下的GTP数据报文接口与路由分发

参见图6，其示出了本公开实施例的3G网络GTP数据报文接口与路由分发。在本实例中，虚拟接口为虚拟IuPS接口，其接收来自无线基站控制器RNC/SGSN 接口IuPS的GTP数据报文。在实际的网络中，RNC不再直接连接SGSN的IuPS 接口。在虚拟IuPS接口接收到来自所有RNC的GTP数据报文后，根据GTP报文的属性参数，计算下一跳路由NXTR_ip的下一跳路由地址nxtGTP_IP，且将该 GTP数据报文发送到对应的下一跳GTP节点(SGSN)。

此外，还设置虚拟Gn接口，该虚拟Gn接口接收来自SGSN/GGSN两个GTP 节点的GTP数据报文，再提取GTP报文的属性参数，依据这些属性参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(SGSN)的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的分发，将该GTP数据报文，送到下一个GTP节点(SGSN/GGSN)。

在整个3G网络中，大量的RNC/SGSN/GGSN采用虚拟IuPS和Gn接口，简化了3G无线网络架构，解除了各个网元之间的复杂连接，在与其他营运商网络GTP 节点通信连接时，极大简化了GTP数据报文接口连接，隐蔽了自身网络的内部架构，给外网营运商呈现一个简洁的GTP数据报文接口。同时在路由分发策略上，根据GTP数据报文的属性参数，引入HASH_GTP算法，计算出更加智能的优选路由分发GTP节点IP地址，摒弃了传统DNS仅仅依据IP地址来进行路由与分发，弥补了DNS在域名与IP方面解析的单一与不足。

实例2：4G网络下的GTP数据报文接口与路由分发

参见图7，其示出了本公开实施例的4G网络GTP数据报文接口与路由分发。从3G无线网络演进到4G无线网络，传统的CS域语音电路通信逐步过渡到PS 域数据通信，也彻底取消语音CS域，GTP数据报文的在无线通信的地位越来越重要。

在4G无线网络，接收来自4G各个网元的GTP数据报文，同时4G无线网络中，新增加了对非3GPP协议网络设备ePDG的接入，ePGD网元满足支持wifi无线接入，ePDG通过采用GTP协议Sb2接口与4G无线网络的PGW进行连接。

在本实例中，提供4G网络的虚拟S1接口，该虚拟S1接口接收来自本网络所有eNB基站/SGW的GTP数据报文，再提取GTP数据报文的属性参数，依据这些参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(eNB基站/SGW)的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的分发。

此外，还提供4G网络的虚拟S11接口，该虚拟S11接口接收来自本网络所有MME/SGW的GTP数据报文，再提取GTP数据报文的属性参数，依据这些参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(SGW/MME)的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的路由与分发。

另外，还提供4G网络的虚拟S5接口，该虚拟S5接口接收来自本网络所有 SGW/PGW的GTP数据报文，再提取GTP数据报文的属性参数，依据这些参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(SGW/PGW)的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的分发。该虚拟S5接口接收来自其他营运商的SGW的GTP数据报文，接收并路由分发该GTP数据报文。

另外，还提供4G网络的虚拟Sb2接口，该虚拟Sb2接口接收来自本网络所有ePDG/PGW的GTP数据报文，再提取GTP数据报文的属性参数，依据这些参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(ePDG/PGW)的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的路由与分发。

本实例采用虚拟接口，简化了4G无线网络架构中各个网元之间的复杂连接，在与其他营运商网络GTP节点通信连接时，极大简化了GTP数据报文接口连接，隐蔽了自身网络的内部架构，给外网营运商呈现一个简洁的数据接口。同时在路由分发策略上，根据GTP数据报文的专有属性参数，引入新的HASH_GTP算法，计算出更加智能的优选路由分发GTP节点的下一跳路由地址nxtGTP_IP，摒弃了传统DNS在IP地址解析翻译方面的不足。

实例3：5G网络下的GTP数据报文接口与路由分发

参见图8，其示出了本公开实施例的5G网络GTP数据报文接口与路由分发。无线网络升级到5G网络的时候，在4G的基础上，全面提升网络数据容量，按照eMBB,URLLC,mMTC特性，在网络方面，对GTP数据的性能有大幅度的提升。

在本实例中，提供5G网络的虚拟N3接口，该虚拟N3接口接收来自本网络所有RAN/UPF的GTP数据报文，再提取GTP数据报文的属性参数，依据这些参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(RAN/UPF) 的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的路由与分发。

此外，还提供5G网络的虚拟N4接口，该虚拟N4接口接收来自本网络所有 SMF/UPF的GTP数据报文，再提取GTP数据报文的属性参数，依据这些参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(SMF/UPF)的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的路由与分发

另外，还提供5G网络的虚拟N9接口，该虚拟N9接口接收来其他营运商网络所有UPF的GTP数据报文，再提取GTP数据报文的属性参数，依据这些参数，计算下一跳路由NXTR_ip，并查询路由分发的下一跳GTP节点(其他营运商的 UPF)的下一跳路由地址nxtGTP_IP，完成GTP数据报文的路由与分发。

采用虚拟接口，简化了5G无线网络架构中，各个网元之间的复杂连接，在与其他营运商网络GTP节点通信连接时，极大简化了GTP数据报文接口连接，隐蔽了自身网络的内部架构，给外网营运商呈现一个简洁的数据接口。同时在路由分发策略上，根据GTP数据报文的专有属性参数，引入新的HASHGTP算法，计算出更加智能的优选路由分发GTP节点IP地址，摒弃了传统DNS在IP地址解析翻译方面的单一与不足。

图9所示装置900可以对应的执行上述方法实施例中的内容，该装置包括：

接口模块901，所述接口支持GTP数据报文，并且与GTP节点连接以从所述 GTP节点接收GTP数据报文；

路由分发模块902，所述路由分发模块提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合，并基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发。

本实施例未详细描述的部分，参照上述方法实施例中记载的内容，在此不再赘述。

根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。

需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取至少两个网际协议地址；向节点评价设备发送包括所述至少两个网际协议地址的节点评价请求，其中，所述节点评价设备从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址并返回；接收所述节点评价设备返回的网际协议地址；其中，所获取的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

或者，上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：接收包括至少两个网际协议地址的节点评价请求；从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址；返回选取出的网际协议地址；其中，接收到的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、 Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN) —连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于GTP协议的接口与路由分发方法，其中所述GTP协议为GPRS隧道协议，其特征在于，包括：

提供支持GTP数据报文的接口；

经由所述接口与GTP节点连接，以从所述GTP节点接收GTP数据报文；

提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合；以及

基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发，

其中，在多制式网络并存的情况下，均通过所述接口与内部GTP节点和外部GTP节点直接通信。

2.根据权利要求1所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，所述提供支持GTP数据报文的接口，包括：

提供支持GTP数据报文的物理接口和/或虚拟接口。

3.根据权利要求1所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，所述GTP节点包括：

3G无线网络的IuPS/Gn接口；

4G无线网络的S1/S11/S5/S8/Sb2接口；以及

5G无线网络的N3/N4/N9接口。

4.根据权利要求1所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，所述GTP数据报文的属性参数包括选自以下组中的一个或者多个：互联网协议地址IP、传输隧道的隧道端点标识TEID、国际移动用户识别码IMSI、网络接入技术APN、定时器TIMER、用户位置信息ULI、负载的容量LDC、计算机命令eCHO。

5.根据权利要求1所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，所述基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发，包括：

根据所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合计算下一跳路由；

提取与所述下一跳路由对应的下一跳路由地址；以及

将所述GTP数据报文发送到所述与所述下一跳路由地址对应的下一GTP节点。

6.根据权利要求5所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，所述根据所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合计算下一跳路由，包括根据下式计算所述下一跳路由：

NXT_{R_ip}＝HASH_GTP{属性参数集合}

其中，NXT_{R_ip}表示所述下一跳路由，并且HASH_GTP{属性参数集合}表示根据所述GTP数据报文的属性参数集合的组合构成的路由哈希算法。

7.根据权利要求6所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，

HASH_GTP＝P_{(属性参数1)}+P_{(属性参数2)}+P_{(属性参数i)}+...P_{(属性参数n)}

其中，P_{(属性参数i)}表示所述属性参数集合中第i个属性参数的权值，n为所述属性参数集合中属性参数的个数，并且所述权值根据网络环境被预设且能够根据网络的运行被调整。

8.根据权利要求5所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，所述将所述GTP数据报文发送到所述与所述下一跳路由地址对应的下一GTP节点，包括：

预设与所述下一跳路由对应的下一跳路由地址；

定期更新所述下一跳路由地址的优先级；以及

根据所述下一跳路由地址的优先级来将所述GTP数据报文发送到对应的GTP节点。

9.根据权利要求8所述的基于GTP协议的接口与路由分发方法，其特征在于，根据下式计算所述下一跳路由地址的优先级：

P_{GTP_P}＝{时间T,带宽D，{IMSI,APN,ULI}，...}，

其中，P_{GTP_P}是所述下一跳路由地址的优先级，时间T和带宽D分别是所述GTP节点的参数时间和带宽。

10.一种基于GTP协议的接口与路由分发装置，其中所述GTP协议为GPRS隧道协议，其特征在于，包括：

接口模块，所述接口支持GTP数据报文，并且与GTP节点连接以从所述GTP节点接收GTP数据报文；

路由分发模块，所述路由分发模块提取所述GTP数据报文的属性参数以获得所述GTP数据报文的属性参数集合，并基于所述属性参数集合中的一个属性参数或者多个属性参数的组合来确定所述GTP数据报文的路由分发，

其中，在多制式网络并存的情况下，均通过所述接口与内部GTP节点和外部GTP节点直接通信。

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