CN110602802B - 数据传输方法、系统、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种数据传输方法、系统、装置及计算机可读存储介质,涉及移动通信技术领域。其中的数据传输方法包括:用户平面功能利用下行数据中用户的命名地址确定用户对应的会话管理功能;用户平面功能向用户对应的会话管理功能发送用户的命名地址;会话管理功能利用用户的命名地址查询分区信息表确定用户对应的接入和移动性管理功能;会话管理功能向用户对应的接入和移动性管理功能发送下行寻呼消息,以便建立下行数据传输通道。本公开采用内容命名机制为5G网络的用户分配地址,实现了采用内容命名机制进行路由和寻址,简便、灵活、扩展性强,解决了IP地址紧缺的问题。同时,本公开有助于提高5G网络的数据传输效率。
Description
技术领域
本公开涉及移动通信技术领域,特别涉及一种数据传输方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
移动用户在接入网络的时,网络(通常是网关设备)会给用户分配一个IP地址,用于在IP网络中用户上下行数据的传送和路由标识。3G/4G用户附着过程中,PGW(PDNGateway,PDN网关)给用户分配IPv4或IPv6地址。5G用户会话创建及地址分配过程中,由SMF(session management facility,会话管理功能)给用户分配一个IPv4或IPv6地址。
IPv4是互联网协议的第四版,是一种4个用小数点分开的十进制数,每一个数字对应于8个二进制的比特串,称为一个位组。IPv6是互联网协议的第六版,IPv6采用128位地址长度,其地址数量总数可达2的128次方个。IPv6地址和IPv4地址格式上有所不同,IPv6有8个字段,每个字段用":"分隔,完整的IPv6地址如2400:A480:aaaa:400:a1:b2:c3:d4。IPv6被认为是用来解决IPv4地址空间不够而产生的新IP协议。
发明内容
本公开解决的一个技术问题是,提供了一种新的用户地址分配、路由和寻址的方案。
根据本公开实施例的一个方面,提供了一种数据传输方法,包括:用户平面功能利用下行数据中用户的命名地址确定用户对应的会话管理功能,用户的命名地址包含会话管理功能标识;用户平面功能向用户对应的会话管理功能发送用户的命名地址,以通知会话管理功能有用户的下行数据到达;会话管理功能利用用户的命名地址查询分区信息表确定用户对应的接入和移动性管理功能,分区信息表中包含用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系;会话管理功能向用户对应的接入和移动性管理功能发送下行寻呼消息,以便建立下行数据传输通道。
在一些实施例中,数据传输方法还包括:会话管理功能响应于用户发起的会话请求,为用户分配用户的命名地址;会话管理功能将用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系写入分区信息表。
在一些实施例中,用户的命名地址由用户的国际移动用户识别码和用户对应的会话管理功能标识组成。
在一些实施例中,数据传输方法还包括:用户平面功能缓存下行数据,并在下行数据传输通道建立完成后传输下行数据。
在一些实施例中,数据传输方法还包括:用户平面功能从无线接入网络接收上行数据;用户平面功能利用用户的命名地址与用户的IP地址之间的映射关系,将上行数据中用户的命名地址转换为用户的IP地址;用户平面功能从数据网络接收下行数据;用户平面功能利用用户的IP地址与用户的命名地址之间的映射关系,将下行数据中用户的IP地址转换为用户的命名地址。
在一些实施例中,数据传输方法还包括:用户平面功能从无线接入网络接收上行数据;用户平面功能利用数据内容的命名地址与数据内容的IP地址之间的映射关系,将上行数据中数据内容的命名地址转换为数据内容的IP地址,数据内容的命名地址为数据内容的统一资源定位符。
根据本公开实施例的另一个方面,提供了一种数据传输系统,包括:用户平面功能,被配置为利用下行数据中用户的命名地址确定用户对应的会话管理功能,用户的命名地址包含会话管理功能标识;并被配置为向用户对应的会话管理功能发送用户的命名地址,以通知会话管理功能有用户的下行数据到达;会话管理功能,被配置为利用用户的命名地址查询分区信息表确定用户对应的接入和移动性管理功能,分区信息表中包含用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系;并被配置为向用户对应的接入和移动性管理功能发送下行寻呼消息,以便建立下行数据传输通道。
在一些实施例中,会话管理功能还被配置为:响应于用户发起的会话请求,为用户分配用户的命名地址;将用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系写入分区信息表。
在一些实施例中,用户的命名地址由用户的国际移动用户识别码和用户对应的会话管理功能标识组成。
在一些实施例中,用户平面功能还被配置为:缓存下行数据,并在下行数据传输通道建立完成后传输下行数据。
在一些实施例中,用户平面功能还被配置为:从无线接入网络接收上行数据;利用用户的命名地址与用户的IP地址之间的映射关系,将上行数据中用户的命名地址转换为用户的IP地址;从数据网络接收下行数据;利用用户的IP地址与用户的命名地址之间的映射关系,将下行数据中用户的IP地址转换为用户的命名地址。
在一些实施例中,用户平面功能还被配置为:从无线接入网络接收上行数据;利用数据内容的命名地址与数据内容的IP地址之间的映射关系,将上行数据中数据内容的命名地址转换为数据内容的IP地址,数据内容的命名地址为数据内容的统一资源定位符。
根据本公开实施例的又一个方面,提供了一种数据传输装置,包括:存储器;以及耦接至存储器的处理器,处理器被配置为基于存储在存储器中的指令,执行前述的数据传输方法。
根据本公开实施例的再一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,其中,计算机可读存储介质存储有计算机指令,指令被处理器执行时实现前述的数据传输方法。
本公开采用内容命名机制为5G网络的用户分配地址,实现了采用内容命名机制进行路由和寻址,简便、灵活、扩展性强,解决了IP地址紧缺的问题。同时,本公开有助于提高5G网络的数据传输效率。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本公开一个实施例的数据传输方法的流程示意图。
图2示出了本公开另一个实施例的数据传输方法的流程示意图。
图3示出了本公开一个实施例的数据传输系统的结构示意图。
图4示出了本公开一个实施例的数据传输系统与网络中其它网元的连接关系示意图。
图5示出了本公开一个实施例的数据传输装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。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它实施例,都属于本公开保护的范围。
发明人对相关数据传输方法进行了分析。基于IPv4和IPv6上述格式标准为终端用户分配IP地址,对传递的内容不感知,具有安全性差,与业务联系不紧密等特点。随着移动互联网的迅猛发展以及物联网多种新型应用的涌现,新一代移动通信网络面临诸多的挑战,具体体现在:
1)网络流量海量激增,对网络设备的转发和处理能力提出了很高的要求;
2)物联网应用场景的引入,移动网络中终端的数量激增,终端用户和数据源的移动性,给高性能网络提出了更高的要求;
3)移动网络中的安全性问题。
有鉴于此,面向5G及未来业务需求并结合未来互联网的发展趋势,本公开提出将信息中心网络技术与5G移动通信技术相结合,将信息中心网络的思想应用到5G的编址方案中,提出一种更适合于内容快速查找和分发的地址分配方案。
下面结合图1描述本公开一个实施例的数据传输方法。
图1示出了本公开一个实施例的数据传输方法的流程示意图。如图1所示,该实施例中的数据传输方法包括步骤S102~步骤S114。
在步骤S102中,会话管理功能SMF响应于用户发起的会话请求,为用户分配用户的命名地址。
在为用户分配用户的命名地址时,采用ICN(Information-Centric Networking,信息中心网络)的思想。ICN的命名全局唯一,与位置无关,具体采用的是分层结构命名机制,给因特网上的每个主机(或路由器)的每个接口分配一个在全世界范围内唯一的标识符。在命名数据网络中,任何数据都有命名,包括二进制数据。数据的命名是有层级的,命名的每一级用单斜杠分隔。为了实现全局唯一性,并增加移动用户的熟悉度,针对5G移动用户的ICN地址命名,可以参考IMSI的层级和方法。
用户的命名地址具体可以由用户的国际移动用户识别码和用户对应的会话管理功能标识组成,格式例如/MCC/MNC/MSIN/SMFID。
MCC(Mobile Country Code,移动国家码):MCC的资源由国际电信联盟在全世界范围内统一分配和管理,唯一识别移动用户所属的国家,共3位,中国为460。
MNC(Mobile Network Code,移动网络号码):用于识别移动用户所归属的移动通信网,2~3位。在同一个国家内,如果有多个PLMN(Public Land Mobile Network,公共陆地移动网),可以通过MNC来进行区别,即每一个PLMN都要分配排他的MNC。中国移动系统使用00、02、04、07,中国联通GSM系统使用01、06、09,中国电信CDMA系统使用03、05、电信4G使用11,中国铁通系统使用20。
MSIN(Mobile Subscriber Identification Number,移动用户识别号码):用以识别某一移动通信网中的移动用户。共有10位,其结构如下:EF+M0M1M2M3+ABCD。其中,EF由运营商分配;M0M1M2M3可以和MDN(Mobile Directory Number,移动用户号码簿号码)中的H0H1H2H3对应,H0H1H2H3是3G或4G网络里本地用户位置寄存器的识别码,可以由运营商统一分配;ABCD四位可以由SMF根据预设的规则分配。
SMFID:用户所在及注册的SMF的标识。
用户在发起注册的时候,会携带IMSI信息。因此会话管理功能可以基于IMSI信息以及SMFID为用户分配用户的命名地址。通过这种路由编址方式,可以直接查询到用户所在的归属网络及用户当前注册的SMF的地址,便于下行数据寻址。
在步骤S104中,会话管理功能将用户的命名地址与用户对应的AMF(Access andMobility Management Function,接入和移动性管理功能)之间的映射关系写入分区信息表。
其中,分区信息表存储在会话管理功能节点中。分区信息表创建成功后,会话管理功能向用户返回会话创建成功消息。
在步骤S106中,用户平面功能UPF利用下行数据中用户的命名地址确定用户对应的会话管理功能,用户的命名地址包含会话管理功能标识。
在步骤S108中,用户平面功能向用户对应的会话管理功能发送用户的命名地址,以通知会话管理功能有用户的下行数据到达,同时用户平面功能缓存下行数据。
例如,UPF可以通过N4接口通知对应的SMF有用户的下行数据到达。
在步骤S110中,会话管理功能SMF利用用户的命名地址查询分区信息表确定用户对应的接入和移动性管理功能,分区信息表中包含用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系。
在步骤S112中,会话管理功能SMF向用户对应的接入和移动性管理功能发送下行寻呼消息,以便建立下行数据传输通道。
例如,SMF发送下行寻呼消息到对应的休眠AMF,AMF通过N2接口将下行寻呼消息转发给对应的基站。基站在空口发送寻呼消息,唤醒处于idle态的用户,用户发送寻呼响应,从而建立对应的数据链路。
在步骤S114中,用户平面功能UPF在下行数据传输通道建立完成后传输下行数据。
在下行数据传输通道建立完成后,用户平面功能可以向用户传输在步骤S108中缓存的下行数据。
上述实施例将信息中心网络的思想应用至5G网络中,采用内容命名机制为5G网络的用户分配地址,实现了采用内容命名机制进行路由和寻址,不仅简便、灵活、扩展性强,还解决了IP地址紧缺的问题。
同时,上述实施例与采用内容命名机制的数据内容路由和寻址方案共同协作,可以实现5G网络中数据和位置分离,使得5G网络灵活化、定制化。从而可以通过缓存提供就近的数据服务,进而提高5G网络的数据传输效率,减少服务时延。且当多个用户请求同一内容时可以组播传输,极大提高内容分发效率,减少网络压力。
下面结合图2描述本公开另一个实施例的数据传输方法。该实施例适用于数据网络中未完成ICN网络架构部署的情形。此时,全网中还不能使用用户的命名地址完全替代用户的IP地址,也不能使用数据内容的命名地址完全替代数据内容的IP地址。同时,对于这种特殊情形的数据传输方案要考虑孤岛和边界的情况。
图2示出了本公开另一个实施例的数据传输方法的流程示意图。如图2所示,在图1所示实施例的基础上,该实施例中的数据传输方法还包括步骤S200、步骤S201、步骤S205。
在步骤S200中,用户平面功能从无线接入网络接收上行数据,利用用户的命名地址与用户的IP地址之间的映射关系,将上行数据中用户的命名地址转换为用户的IP地址。
在步骤S201中,用户平面功能从无线接入网络接收上行数据,利用数据内容的命名地址与数据内容的IP地址之间的映射关系,将上行数据中数据内容的命名地址转换为数据内容的IP地址。
可选的,可以直接采用数据内容的HTTP地址作为数据内容的命名地址,数据内容的命名地址为数据内容的统一资源定位符。这样一来,在数据内容的上行寻址过程中,不再需要进行数据内容的HTTP地址与IP地址的DNS查询与映射,因此可以减少数据处理流程,降低业务时延。
在步骤S205中,用户平面功能从数据网络接收下行数据,利用用户的IP地址与用户的命名地址之间的映射关系,将下行数据中用户的IP地址转换为用户的命名地址。
上述实施例中,对网络中的数据内容也采用命名编址的方法,并采用新的数据内容寻址方法,可以提高数据内容查找的效率,减少网络带宽压力。同时,该实施例适用于数据网络中未完成ICN网络架构部署的情形,有助于实现现有网络架构向ICN网络架构的迁移部署。
下面结合图3描述本公开一个实施例的数据传输系统的结构。
图3示出了本公开一个实施例的数据传输系统的结构示意图。如图3所示,该实施例的数据传输系统30包括:
用户平面功能302,被配置为利用下行数据中用户的命名地址确定用户对应的会话管理功能,用户的命名地址包含会话管理功能标识;并被配置为向用户对应的会话管理功能发送用户的命名地址,以通知会话管理功能有用户的下行数据到达;
会话管理功能304,被配置为利用用户的命名地址查询分区信息表确定用户对应的接入和移动性管理功能,分区信息表中包含用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系;并被配置为向用户对应的接入和移动性管理功能发送下行寻呼消息,以便建立下行数据传输通道。
在一些实施例中,会话管理功能304还被配置为:响应于用户发起的会话请求,为用户分配用户的命名地址;将用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系写入分区信息表。
在一些实施例中,用户的命名地址由用户的国际移动用户识别码和用户对应的会话管理功能标识组成。
在一些实施例中,用户平面功能302还被配置为:缓存下行数据,并在下行数据传输通道建立完成后传输下行数据。
上述实施例将信息中心网络的思想应用至5G网络中,采用内容命名机制为5G网络的用户分配地址,实现了采用内容命名机制进行路由和寻址,不仅简便、灵活、扩展性强,还解决了IP地址紧缺的问题。
同时,上述实施例与采用内容命名机制的数据内容路由和寻址方案共同协作,可以实现5G网络中数据和位置分离,使得5G网络灵活化、定制化。从而可以通过缓存提供就近的数据服务,进而提高5G网络的数据传输效率,减少服务时延。且当多个用户请求同一内容时可以组播传输,极大提高内容分发效率,减少网络压力。
在一些实施例中,用户平面功能302还被配置为:从无线接入网络接收上行数据;利用用户的命名地址与用户的IP地址之间的映射关系,将上行数据中用户的命名地址转换为用户的IP地址;从数据网络接收下行数据;利用用户的IP地址与用户的命名地址之间的映射关系,将下行数据中用户的IP地址转换为用户的命名地址。
在一些实施例中,用户平面功能302还被配置为:从无线接入网络接收上行数据;利用数据内容的命名地址与数据内容的IP地址之间的映射关系,将上行数据中数据内容的命名地址转换为数据内容的IP地址,数据内容的命名地址为数据内容的统一资源定位符。
其中,可以在用户平面功能302中可以配置协议转换器,实现上述地址转换功能。图4示出了本公开一个实施例的数据传输系统与网络中其它网元的连接关系示意图。
上述实施例中,对网络中的数据内容也采用命名编址的方法,并采用新的数据内容寻址方法,可以提高数据内容查找的效率,减少网络带宽压力。同时,该实施例适用于数据网络中未完成ICN网络架构部署的情形,有助于实现现有网络架构向ICN网络架构的迁移部署。
图5示出了本公开一个实施例的数据传输装置的结构示意图。如图5所示,该实施例的数据传输装置50包括:存储器510以及耦接至该存储器510的处理器520,处理器520被配置为基于存储在存储器510中的指令,执行前述任意一个实施例中的数据传输方法。
其中,存储器510例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
数据传输装置50还可以包括输入输出接口530、网络接口540、存储接口550等。这些接口530,540,550以及存储器410和处理器520之间例如可以通过总线560连接。其中,输入输出接口530为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口540为各种联网设备提供连接接口。存储接口550为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开还包括一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,该指令被处理器执行时实现前述任意一个实施例中的数据传输方法。
本领域内的技术人员应明白,本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种数据传输方法,包括:
用户平面功能利用下行数据中用户的命名地址确定用户对应的会话管理功能,所述用户的命名地址包含会话管理功能标识;
用户平面功能向用户对应的会话管理功能发送用户的命名地址,以通知会话管理功能有用户的下行数据到达;
会话管理功能利用用户的命名地址查询分区信息表确定用户对应的接入和移动性管理功能,所述分区信息表中包含用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系;
会话管理功能向用户对应的接入和移动性管理功能发送下行寻呼消息,以便建立下行数据传输通道。
2.如权利要求1所述的数据传输方法,所述数据传输方法还包括:
会话管理功能响应于用户发起的会话请求,为用户分配用户的命名地址;
会话管理功能将用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系写入分区信息表。
3.如权利要求1或2所述的数据传输方法,其中,所述用户的命名地址由用户的国际移动用户识别码和用户对应的会话管理功能标识组成。
4.如权利要求1所述的数据传输方法,所述数据传输方法还包括:
用户平面功能缓存下行数据,并在下行数据传输通道建立完成后传输下行数据。
5.如权利要求1所述的数据传输方法,所述数据传输方法还包括:
用户平面功能从无线接入网络接收上行数据;
用户平面功能利用用户的命名地址与用户的IP地址之间的映射关系,将上行数据中用户的命名地址转换为用户的IP地址;
用户平面功能从数据网络接收下行数据;
用户平面功能利用用户的IP地址与用户的命名地址之间的映射关系,将下行数据中用户的IP地址转换为用户的命名地址。
6.如权利要求1所述的数据传输方法,所述数据传输方法还包括:
用户平面功能从无线接入网络接收上行数据;
用户平面功能利用数据内容的命名地址与数据内容的IP地址之间的映射关系,将上行数据中数据内容的命名地址转换为数据内容的IP地址,所述数据内容的命名地址为数据内容的统一资源定位符。
7.一种数据传输系统,包括:
用户平面功能,被配置为利用下行数据中用户的命名地址确定用户对应的会话管理功能,所述用户的命名地址包含会话管理功能标识;并被配置为向用户对应的会话管理功能发送用户的命名地址,以通知会话管理功能有用户的下行数据到达;
会话管理功能,被配置为利用用户的命名地址查询分区信息表确定用户对应的接入和移动性管理功能,所述分区信息表中包含用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系;并被配置为向用户对应的接入和移动性管理功能发送下行寻呼消息,以便建立下行数据传输通道。
8.如权利要求7所述的数据传输系统,所述会话管理功能还被配置为:
响应于用户发起的会话请求,为用户分配用户的命名地址;
将用户的命名地址与用户对应的接入和移动性管理功能之间的映射关系写入分区信息表。
9.如权利要求7或8所述的数据传输系统,其中,所述用户的命名地址由用户的国际移动用户识别码和用户对应的会话管理功能标识组成。
10.如权利要求7所述的数据传输系统,所述用户平面功能还被配置为:
缓存下行数据,并在下行数据传输通道建立完成后传输下行数据。
11.如权利要求7所述的数据传输系统,所述用户平面功能还被配置为:
从无线接入网络接收上行数据;
利用用户的命名地址与用户的IP地址之间的映射关系,将上行数据中用户的命名地址转换为用户的IP地址;
从数据网络接收下行数据;
利用用户的IP地址与用户的命名地址之间的映射关系,将下行数据中用户的IP地址转换为用户的命名地址。
12.如权利要求7所述的数据传输系统,所述用户平面功能还被配置为:
从无线接入网络接收上行数据;
利用数据内容的命名地址与数据内容的IP地址之间的映射关系,将上行数据中数据内容的命名地址转换为数据内容的IP地址,所述数据内容的命名地址为数据内容的统一资源定位符。
13.一种数据传输装置,包括:
存储器;以及
耦接至所述存储器的处理器,所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令,执行如权利要求1至6中任一项所述的数据传输方法。
14.一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的数据传输方法。
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