CN112105056A - 一种基于5gsa网络的码流传输方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于5GSA网络的码流传输方法和系统,该方法包括:基于大区中心采集控制面原始码流;回传原始码流;采集数据面原始码流;从所述各个省公司传输所述控制面原始码流和所述数据面原始码流至所述各个省公司下属的相关系统。核心网NVF集中化后,核心网网元均以虚拟机方式部署在云平台上,本发明采用TOR镜像结合分光采集的方式解决传统3/4G基于物理端口分光方式不适用的问题,还采取对大区原始码流进行分发回传给省公司方式,解决了5G控制面数据采取大区制集中部署,控制面数据不在本地机房问题,最后,采用SDTP协议针对原始码流进行封装,根据省份标识将不同省份的原始码流通过IP网络回传至省公司,保证了数据流能够在网络中安全稳定传输。

Description

一种基于5GSA网络的码流传输方法和装置
技术领域
本说明书涉及数据传输技术领域,特别是一种基于5GSA网络的码流传输方法和系统。
背景技术
在现有5GSA(5G Standaline)网络环境中,还没有稳定可靠的针于5GSA组网下原始码流(码流(Data Rate)是指在1秒钟内,通信端口在传输数据时高低电平变化的次数,也叫码率)的数据采集分发系统的总体方案。
5G采取网络虚拟化、软件定义网络及基于服务的架构,传统的核心网网元均以虚拟机的方式部署在统一电信云上,传统的3/4G基于设备物理端口分光的数据获取方式将不适用于5G网络环境。5G控制面采取SBA(Service Based Architecture)服务化架构,并在部署上采取大区制,几个大省形成一个大区集中部署,而数据面UPF(User Plane Function)采取下沉的机制,下沉到地市甚至区县,原始码流的采集与分发方案将与4G等传统核心网采集具有很大的区别,因此现有的采集方案并不能适用与现在5GSA网络环境。
发明内容
本说明书实施例的目的在于,提供了一种基于5GSA网络的码流传输方法和系统,不需要改动组网环境中网络设置、也不增加VNF(Network Virtualization Platform)之间的转发延时。分光和镜像端口比较少,对采集设备的部署和维护更方便。
为达到上述目的,一方面,本说明书实施例提供了一种基于5GSA网络的码流传输方法,包括:
基于大区中心采集控制面原始码流,具体为,基于机柜顶交换机和虚拟交换机对从VNF流入的流量进行镜像,基于GRE封装镜像的流量并传输至大区中心的数据中心网关,基于分光设备对在机柜列交换机和大区中心的数据中心网关之间传输的东西向流量和南北向流量进行分光采集;
回传原始码流,具体为,基于SDTP协议对大区中心采集的控制面原始码流进行封装,回传控制面原始码流至各个省公司;
采集数据面原始码流,具体为,基于分光设备对在机柜列交换机和各个省公司的数据中心网关之间传输的数据面原始码流进行采集;
从各个省公司传输控制面原始码流和数据面原始码流至各个省公司下属的相关系统。
另一方面,本说明书实施例还提供了一种基于5GSA网络的码流传输系统,包括:
控制面原始码流采集装置,用于基于机柜顶交换机和虚拟交换机对从VNF流入的流量进行镜像,基于GRE封装镜像的流量并传输至大区中心的数据中心网关,基于分光设备对在机柜列交换机和大区中心的数据中心网关之间传输的东西向流量和南北向流量进行分光采集;
原始码流回传装置,用于基于SDTP协议对大区中心采集的控制面原始码流进行封装,回传控制面原始码流至各个省公司;
数据面原始码流采集装置,用于基于分光设备对在机柜列交换机和省公司的数据中心网关之间传输的数据面原始码流进行采集;
第二汇聚分流设备,第二汇聚分流设备设置于省公司,用于接收控制面原始码流和数据面原始码流,将接收后的控制面原始码流和数据面原始码流传输至相关的系统。
由以上本说明书实施例提供的技术方案可见,本发明采用TOR(Top of Rack)镜像结合分光采集的方式解决传统3/4G基于物理端口分光方式不适用的问题,此外,还采取对大区原始码流进行分发回传给省公司方式,解决了5G控制面数据采取大区制集中部署,控制面数据不在本地机房问题,最后,采用SDTP协议针对原始码流进行封装,根据省份标识将不同省份的原始码流通过IP网络回传至省公司,保证了数据流能够在网络中安全稳定传输。
附图说明
图1为本说明书一些实施例的基于5GSA网络的码流传输方法的流程图。
图2为本说明书一些实施例的基于5GSA网络的码流传输系统的示意图。
图3为本说明书一些实施例的大区中心基于TOR镜像直接分光的码流采集方案的示意图。
图4为本说明书一些实施例的数据面原始码流采集方案的示意图。
图5为本说明书一些实施例的基于5GSA网络的原始码流分发回传方案的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书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说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,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,都应当属于本说明书保护的范围。
如图1所示,本说明书一些实施例中提供了一种基于5GSA网络的码流传输方法,该方法包括以下步骤:
S102、基于大区中心采集控制面原始码流,具体为,基于机柜顶交换机和虚拟交换机对从VNF流入的流量进行镜像,基于GRE封装镜像的流量并传输至大区中心的数据中心网关,基于分光设备对在机柜列交换机和大区中心的数据中心网关之间传输的东西向流量和南北向流量进行分光采集;需要指出的是,网元虚拟化部署后同一主机内的VNF间的流量定义为东西向流量,不同主机间流量定义为南北向流量。
S104、回传原始码流,具体为,基于SDTP协议对大区中心采集的控制面原始码流进行封装,回传控制面原始码流至各个省公司;
S106、采集数据面原始码流,具体为,基于分光设备对在机柜列交换机和各个省公司的数据中心网关之间传输的数据面原始码流进行采集;
S108、从各个省公司传输控制面原始码流和数据面原始码流至各个省公司下属的相关系统。
具体而言,以大区为单位进行5G数据采集系统设计,并在省公司完成各省的数据汇聚,并分发给相关系统,具体为:在大区中心完成控制面原始码流采集,并将大区中心下辖各省的原始码流回传至各省公司;各省完成本省范围内的数据面原始码流采集,并汇聚到省公司所在地;省公司将控制面原始码流和数据面原始码流发送至省内相关系统。
在本说明书一些实施例中,新建第一汇聚分流设备并传输控制面原始码流至第一汇聚分流设备,第一汇聚分流设备设于大区中心,并基于省份识别信息在控制面原始码流中添加省份标识;新建转发网关,转发网关将控制面原始码流基于SDTP协议进行封装,并基于省份标识,将封装后的不同省的控制面原始码流通过IP网络传输至与省份标识相对应的省公司。
在本说明书一些实施例中,新建防火墙及IP网络接入路由器,封装后的不同省的控制面原始码流通过防火墙和IP网络接入路由器接入IP网络,并通过IP网络回传至与省份标识相对应的省公司。
在本说明书一些实施例中,新建接收网关,接收网关设置于省公司,并接收经SDTP封装后的具有该省份标识的原始码流,而后进行SDTP协议解封装还原原始码流;
新建第二汇聚分流设备,第二汇聚分流设备设置于省公司,用于接收还原后的原始码流和数据面原始码流,将还原后的原始码流和数据面原始码流传输至相关的系统。
结合图2至图5具体说明如下,图2中,5GSA网络数据采集总体方案将分为三部分,分别为原始码流采集方案、原始码流分发回传方案以及地市等下沉节点的用户面数据采集方案。在控制面原始码流采集方案中,控制面信令主要从大区中心各个网元间进行采集,主要解决的问题是网元虚拟化部署后同一主机内的VNF间流量采集问题,也就是东西向流量采集。根据设备商设备现状及5G网络规划情况,制定以下采集方案:东西向流量采用TOR镜像并输出到DC-GW(Data Center–Gateway)数据中心网关,与南北向流量一起从EOR(End ofRow)和DC-GW之间分光采集。
图3中,vSwitch(Virtual switch)虚拟交换机、TOR(Top of Rack)机柜顶交换机对从VNF流入的流量进行镜像,并将镜像的流量用GRE(Generic Routing Encapsulation,通用路由封装)打包后发送给DC-GW。GRE协议是对某些网络层协议(如IP和IPX)的数据报文进行封装,使这些被封装的数据报文能够在另一个网络层协议(如IP)中传输。通过在EOR和DC-GW之间进行分光就可以采集到VNF间的所有东西向流量和南北向流量。分光后的报文首先进入一级汇聚分流设备,通过网络工参区分出各省的流量,发送给相应省份的二级汇聚分流设备。二级汇聚分流设备负责将输入流量发送给对应省份。本方案分光点(镜像点)少,且容易实现报文的去重。
结合图4,数据面码流会经过DC-GW和EOR,所以通过在EOR和DC-GW间进行分光采集即可。
结合图5,大区中心需将采集的原始码流回传至各省公司。具体回传方案如下:
从大区中心一侧的设计而言,新建汇聚分流设备,在完成链路分光后,将原始码流送至汇聚分流设备,由汇聚分流设备滤除不需要采集的数据,根据IP地址等信息区分出省份、协议类型,并在报文中添加省份及协议类型进行标识;新建转发网关,负责将原始码流进行SDTP协议封装,并根据省份标识将不同省份的原始码流通过IP网络回传至归属省;新建防火墙及IP网络接入路由器:大区中心原始码流通过防火墙及IP网络接入路由器接入IP网络。
从省公司一侧的设计而言,新建接收网关,支持接收来自大区中心转发网关回传至归属省的数据并进行SDTP协议解封装,还原成原始码流并送至归属省中心汇聚分流设备;新建汇聚分流设备,负责接收大区中心回传的原始码流并进行分流,根据协议类型标识将数据送至对应的采集解析设备,按照国家要求将原始码流送至相关系统。
综上,本发明采用TOR(Top of Rack)镜像结合分光采集的方式解决传统3/4G基于物理端口分光方式不适用的问题,此外,还采取对大区原始码流进行分发回传给省公司方式,解决了5G控制面数据采取大区制集中部署,控制面数据不在本地机房问题,最后,采用SDTP协议针对原始码流进行封装,根据省份标识将不同省份的原始码流通过IP网络回传至省公司,保证了数据流能够在网络中安全稳定传输。本发明本方案不需要改动组网环境中网络设置、也不增加VNF间的转发延时。分光和镜像端口比较少,对采集设备的部署和维护更方便。
本说明书一些实施例中还提供了一种基于5GSA网络的码流传输系统,该系统包括:
控制面原始码流采集装置,用于基于机柜顶交换机和虚拟交换机对从VNF流入的流量进行镜像,基于GRE封装镜像的流量并传输至大区中心的数据中心网关,基于分光设备对在机柜列交换机和大区中心的数据中心网关之间传输的东西向流量和南北向流量进行分光采集;原始码流回传装置,用于基于SDTP协议对大区中心采集的控制面原始码流进行封装,回传控制面原始码流至各个省公司;数据面原始码流采集装置,用于基于分光设备对在机柜列交换机和省公司的数据中心网关之间传输的数据面原始码流进行采集。第一汇聚分流设备,用于接收控制面原始码流,第一汇聚分流设备设于大区中心,并基于省份识别信息在控制面原始码流中添加省份标识;转发网关,用于将控制面原始码流基于SDTP协议进行封装,并基于省份标识,将封装后的不同省的控制面原始码流通过IP网络传输至与省份标识相对应的省公司。防火墙及IP网络接入路由器,封装后的不同省的控制面原始码流通过防火墙和IP网络接入路由器接入IP网络,并通过IP网络回传至与省份标识相对应的省公司。接收网关,接收网关设置于省公司,用于接收经SDTP封装后的具有该省份标识的原始码流,而后进行SDTP协议解封装还原成原始码流;第二汇聚分流设备,第二汇聚分流设备设置于省公司,用于接收控制面原始码流和数据面原始码流,将接收后的控制面原始码流和数据面原始码流传输至相关的系统。
虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作,但是,应当清楚了解,这些过程可以包括更多或更少的操作,这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。本发明是参照根据本发明实施例的方法的流程图和/或方框图来描述的。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于方法实施例而言,由于其基本相似于装置实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见装置实施例的部分说明即可。以上仅为本说明书的实施例而已,并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说,本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种基于5GSA网络的码流传输方法,其特征在于,所述方法包括:
基于大区中心采集控制面原始码流,具体为,基于机柜顶交换机和虚拟交换机对从VNF流入的流量进行镜像,基于GRE封装镜像的流量并传输至所述大区中心的数据中心网关,基于分光设备对在机柜列交换机和所述大区中心的数据中心网关之间传输的东西向流量和南北向流量进行分光采集;
回传原始码流,具体为,基于SDTP协议对所述大区中心采集的所述控制面原始码流进行封装,回传所述控制面原始码流至各个省公司;
采集数据面原始码流,具体为,基于分光设备对在机柜列交换机和所述各个省公司的数据中心网关之间传输的数据面原始码流进行采集;
从所述各个省公司传输所述控制面原始码流和所述数据面原始码流至所述各个省公司下属的相关系统。
2.根据权利要求1所述的基于5GSA网络的码流传输方法,其特征在于,
新建第一汇聚分流设备并传输所述控制面原始码流至第一汇聚分流设备,所述第一汇聚分流设备设于所述大区中心,并基于省份识别信息在所述控制面原始码流中添加省份标识;
新建转发网关,所述转发网关将所述控制面原始码流基于SDTP协议进行封装,并基于所述省份标识,将封装后的不同省的所述控制面原始码流通过IP网络传输至与所述省份标识相对应的省公司。
3.根据权利要求2所述的基于5GSA网络的码流传输方法,其特征在于,
新建防火墙及IP网络接入路由器,所述封装后的不同省的控制面原始码流通过所述防火墙和所述IP网络接入路由器接入所述IP网络,并通过所述IP网络回传至与所述省份标识相对应的省公司。
4.根据权利要求3所述的基于5GSA网络的码流传输方法,其特征在于,
新建接收网关,所述接收网关设置于省公司,并接收经SDTP封装后的具有该省份标识的原始码流,而后进行SDTP协议解封装还原为所述控制面原始码流;
新建第二汇聚分流设备,所述第二汇聚分流设备设置于省公司,用于接收所述控制面原始码流和所述数据面原始码流,将接收后的所述控制面原始码流和所述数据面原始码流传输至相关的系统。
5.一种基于5GSA网络的码流传输系统,其特征在于,包括
控制面原始码流采集装置,用于基于机柜顶交换机和虚拟交换机对从VNF流入的流量进行镜像,基于GRE封装镜像的流量并传输至所述大区中心的数据中心网关,基于分光设备对在所述机柜列交换机和所述大区中心的数据中心网关之间传输的东西向流量和南北向流量进行分光采集;
原始码流回传装置,用于基于SDTP协议对所述大区中心采集的所述控制面原始码流进行封装,回传所述控制面原始码流至各个省公司;
数据面原始码流采集装置,用于基于分光设备对在机柜列交换机和所述省公司的数据中心网关之间传输的数据面原始码流进行采集。
6.根据权利要求5所述的基于5GSA网络的码流传输系统,其特征在于,还包括,
第一汇聚分流设备,用于接收所述控制面原始码流,所述第一汇聚分流设备设于所述大区中心,并基于省份识别信息在所述控制面原始码流中添加省份标识;
转发网关,用于将所述控制面原始码流基于SDTP协议进行封装,并基于所述省份标识,将封装后的不同省的所述控制面原始码流通过IP网络传输至与所述省份标识相对应的省公司。
7.根据权利要求6所述的基于5GSA网络的码流传输系统,其特征在于,
防火墙及IP网络接入路由器,所述封装后的不同省的控制面原始码流通过所述防火墙和所述IP网络接入路由器接入IP网络,并通过所述IP网络回传至与所述省份标识相对应的省公司。
8.根据权利要求7所述的基于5GSA网络的码流传输系统,其特征在于,
接收网关,所述接收网关设置于省公司,用于接收经SDTP封装后的具有该省份标识的原始码流,而后进行SDTP协议解封装还原成所述控制面原始码流;
第二汇聚分流设备,所述第二汇聚分流设备设置于省公司,用于接收所述控制面原始码流和所述数据面原始码流,将接收后的所述控制面原始码流和所述数据面原始码流传输至相关的系统。
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