CN112671581A - 边缘upf系统和基于边缘upf系统的以太网组网方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种边缘UPF系统和基于边缘UPF系统的以太网组网方法。所述边缘UPF系统包括本地DHCP单元；所述本地DHCP单元，用于接收终端发送的上行数据，并判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；所述本地DHCP单元，还用于若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址，并发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。采用本方法能够提高以太网接入的灵活性，为用户提供灵活的自组织网络接入服务。
Description
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种边缘UPF系统、基于边缘UPF系统的以太网组网方法、计算机设备和存储介质。
背景技术
与传统的4G网络不同，5G核心网(5GC，5G Core Network)采用基于服务的网络构架，包括AMF(Access and Mobility Management Function，接入和移动管理功能)、SMF(Session Management Function，会话管理功能)和UPF(User Plane Function，用户面管理功能)等网络功能，其中，AMF和SMF为控制面功能，UPF为用户面功能。对于用户的以太网组网需求，5GC基于控制面和用户面相分离的网络架构，通过控制面进行IP(InternetProtocol，互联网协议)地址的分配与管理，通过用户面传输业务数据。
随着移动通信技术的发展，出现了边缘UPF，相比于传统5GC中的UPF，边缘UPF更接近客户端，能够满足局域网用户多样化和个性化的网络需求。然而，目前的边缘UPF无法直接响应以太网会话业务，仅能够转发相应业务报文，对以太网业务的支持多建立在代理与配合的角度，而非直接、独立地支持。采用传统5GC中控制面进行IP地址分配与管理的方式，一方面由于AMF和SMF距离边缘UPF较远，另一方面由于控制面采用集中式控制方式，难以满足用户对于以太网组网灵活性的要求。
因此，目前应用于边缘UPF的以太网组网技术存在灵活性不满足要求的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种灵活性较高的边缘UPF系统、基于边缘UPF系统的以太网组网方法、计算机设备和存储介质。
一种边缘UPF系统，所述边缘UPF系统包括本地DHCP单元；
所述本地DHCP单元，用于接收终端发送的上行数据，并判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
所述本地DHCP单元，还用于若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址，并发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
在其中一个实施例中，所述本地DHCP单元，还用于检测所述上行数据中是否包含MAC头，若所述上行数据中包含所述MAC头，则检测所述上行数据中是否包含DHCP发现报文；
所述本地DHCP单元，还用于若所述上行数据中包含所述DHCP发现报文，则确定所述上行数据为所述DHCP业务流数据。
在其中一个实施例中，所述本地DHCP单元，还用于获取上行数据的帧头和上行数据的GTP实体，并记录所述帧头与所述GTP实体之间的对应关系。
在其中一个实施例中，所述本地DHCP单元，还用于生成包含所述IP地址的下行数据，确定所述下行数据对应的GTP实体，根据所述GTP实体中的隧道端点标识确定目标终端，并发送所述下行数据至所述目标终端，以供所述目标终端根据所述下行数据中的所述IP地址接入所述以太网。
在其中一个实施例中，所述边缘UPF系统还包括本地NAT单元；所述本地NAT单元，用于接收终端发送的上行数据，并识别所述上行数据中的源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；
所述本地NAT单元，还用于若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
在其中一个实施例中，所述本地NAT单元，还用于当通过以太网接口接收到外网数据时，通过所述网络地址转换，将所述公共IP地址转换为所述源IP地址；
所述本地NAT单元，还用于生成包含所述源IP地址和所述外网数据的下行数据，确定所述下行数据对应的GTP实体，根据所述GTP实体中的隧道端点标识确定目标终端，并发送所述下行数据至所述目标终端，以供所述目标终端根据所述下行数据中的所述外网数据与所述外网相通信。
一种基于边缘UPF系统的以太网组网方法，所述方法包括：
接收终端发送的上行数据；
判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；
发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
接收终端发送的上行数据；所述上行数据中包含源IP地址；
识别所述上行数据中的所述源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；
若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
接收终端发送的上行数据；
判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；
发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
接收终端发送的上行数据；
判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；
发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
上述边缘UPF系统、基于边缘UPF系统的以太网组网方法、计算机设备和存储介质，通过接收终端发送的上行数据，判断上行数据是否为DHCP业务流数据，可以简便快捷地识别出DHCP业务流，若上行数据为DHCP业务流，则通过执行DHCP协议，为终端分配IP地址，可以在识别出DHCP业务流时直接通过边缘UPF分配IP地址，满足用户对于IP地址分配灵活性和个性化的需求，发送IP地址至终端，终端根据IP地址接入以太网，可以提高以太网接入的灵活性，为用户提供灵活的自组织网络接入服务。
附图说明
图1为一个实施例中边缘UPF系统的结构框图；
图2为一个实施例中以太网组网的应用环境示意图；
图3为另一个实施例中边缘UPF系统的结构框图；
图4为一个实施例中边缘UPF系统执行DHCP上行的流程示意图；
图5为一个实施例中边缘UPF系统执行DHCP下行的流程示意图；
图6为一个实施例中边缘UPF系统执行NAT上行的流程示意图；
图7为一个实施例中边缘UPF系统执行NAT下行的流程示意图；
图8为一个实施例中基于边缘UPF系统的以太网组网方法的流程示意图；
图9为一个实施例中基于边缘UPF系统的以太网组网装置的结构框图；
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种边缘UPF系统100，该边缘UPF系统100可以包括本地DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)单元110和本地NAT(Network Address Translation，网络地址转换)单元120。
本地DHCP单元110，用于接收终端发送的上行数据，并判断上行数据是否为DHCP业务流数据；
本地DHCP单元110，还用于若上行数据为DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为终端分配IP地址，并发送IP地址至终端，以供终端根据IP地址接入以太网。
其中，上行数据可以为终端发送的任意上行数据。DHCP业务流数据可以为启动DHCP过程的数据。
具体实现中，终端可以将上行数据发送至gNB(5G基站)，gNB在接收到上行数据后，可以通过NG接口将上行数据转发至边缘UPF，其中，上行数据格式可以为MAC头+IP头。
边缘UPF在接收到终端发送的上行数据后，边缘UPF上的本地DHCP单元可以使用DHCP协议对上行数据进行强制解析，若解析成功，则可以确定上行数据为以太网会话，并得到解析后的上行数据，若解析不成功，则可以确定上行数据不为以太网会话，此时边缘UPF可以将上行数据直接透传转发至5GC核心网，具体可以通过以太网接口eth1进行透传转发。
在确定上行数据为以太网会话，并得到解析后的上行数据后，本地DHCP单元可以进一步检测解析后的上行数据中是否存在DHCP发现报文，若存在DHCP发现报文，则可以确定上行数据为DHCP业务流数据，否则，若不存在DHCP发现报文，则可以确定上行数据不为DHCP业务流数据，此时边缘UPF可以将上行数据直接透传转发至5GC核心网，具体可以通过以太网接口eth1进行透传转发。
若确定上行数据为DHCP业务流数据，则可以通本地DHCP单元执行DHCP协议，为上行数据对应的终端分配IP地址。边缘UPF还可以记录上行数据中MAC头+IP头与GTP(GPRSTunneling Protocol，GPRS隧道协议)实体之间的对应关系，以便在确定IP地址后，将IP地址返回给相应的请求分配IP地址的终端。
本地DHCP单元在为终端分配IP地址后，可以将IP地址写入IP头，并打包成下行数据，其中，下行数据的格式可以为MAC头+IP头+UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)数据包+DHCP数据包。边缘UPF可以根据记录的MAC头+IP头与GTP实体之间的对应关系，确定下行数据对应的GTP实体，并根据GTP实体中的TEID(Tunnel EndpointIdentifier，隧道端点标识)确定目标终端，将下行数据发送给目标终端。目标终端通过解析下行数据的IP头，可以得到本地DHCP单元为其分配的IP地址，使用该IP地址接入以太网。
图2提供了以太网组网的应用环境中。其中，NG-RAN(Next Generation RadioAccess Network，下一代无线接入网)可以包含NG-gNB(5G基站，简称gNB)210和边缘UPF系统100，边缘UPF系统100(简称边缘UPF)可以为部署于核心网边缘的UPF设备，相比于传统核心网，边缘UPF系统100距离客户端较近，可以是为家庭或企业提供服务的UPF设备。gNB210通过NG接口与边缘UPF系统100相通信，边缘UPF系统100通过NG接口与5GC核心网220相通信，其中，NG接口为5G通信中接入网与核心网之间的接口。
图3提供了一个边缘UPF系统100的结构框图，相比于传统的UPF设备，边缘UPF系统100中还可以配置有本地DHCP单元110、本地NAT单元120和以太网接口eth2 130，其中，本地DHCP单元110可以执行DHCP协议，本地NAT单元120可以进行网络地址转换，以太网接口eth2130可以为本地NAT单元120与互联网服务器之间的网络接口。
上述边缘UPF系统，通过接收终端发送的上行数据，判断上行数据是否为DHCP业务流数据，可以简便快捷地识别出DHCP业务流，若上行数据为DHCP业务流，则通过执行DHCP协议，为终端分配IP地址，可以在识别出DHCP业务流时直接通过边缘UPF分配IP地址，满足用户对于IP地址分配灵活性和个性化的需求，发送IP地址至终端，终端根据IP地址接入以太网，可以提高以太网接入的灵活性，为用户提供灵活的自组织网络接入服务。
在一个实施例中，上述本地DHCP单元，还用于检测上行数据中是否包含MAC头，若上行数据中包含MAC头，则检测上行数据中是否包含DHCP发现报文；上述本地DHCP单元，还用于若上行数据中包含DHCP发现报文，则确定上行数据为DHCP业务流数据。
其中，MAC头可以为MAC帧(数据帧的一种)的帧头。
具体实现中，本地DHCP单元可以检测上行数据中是否存在MAC头，若存在MAC头，则可以确定上行数据为以太网会话，并得到解析后的上行数据，若不存在MAC头，则可以确定上行数据不为以太网会话，此时本地DHCP单元可以将上行数据直接透传转发至5GC核心网，具体可以通过以太网接口eth1进行透传转发。
在确定上行数据为以太网会话，并得到解析后的上行数据后，本地DHCP单元可以进一步检测解析后的上行数据中是否存在DHCP发现报文，若存在DHCP发现报文，则可以确定上行数据为DHCP业务流数据，否则，若不存在DHCP发现报文，则可以确定上行数据不为DHCP业务流数据，此时边缘UPF可以将上行数据直接透传转发至5GC核心网，具体可以通过以太网接口eth1进行透传转发。
本实施例中，通过检测上行数据中是否包含MAC头，可以简便快捷地判断上行数据是否为以太网会话，若包含MAC头，则检测上行数据中是否包含DHCP发现报文，可以简便快捷地判断上行数据是否为DHCP业务流，便于在识别出DHCP业务流时，直接使用本地DHCP单元执行IP地址分配，提高以太网接入的灵活性。
在一个实施例中，上述本地DHCP单元，还用于获取上行数据的帧头和上行数据的GTP实体，并记录帧头与GTP实体之间的对应关系。
其中，帧头可以为MAC头+IP头。
具体实现中，本地DHCP单元在执行DHCP协议，为终端分配IP地址的过程中，还可以获取上行数据的MAC头+IP头，以及获取上行数据的GTP实体，并对MAC头+IP头与GTP实体之间的对应关系进行存储，其中，GTP实体中的TEID可以对请求分配IP地址的终端进行标识，MAC头+IP头可以对返回的下行数据进行标识，因此，可以根据帧头与GTP实体之间的对应关系，将返回的下行数据发送给请求分配IP地址的终端。
本实施例中，通过获取上行数据的帧头和上行数据的GTP实体，记录帧头与GTP实体之间的对应关系，可以根据帧头与GTP实体之间的对应关系，将返回的下行数据发送给请求分配IP地址的终端，确保以太网接入的可靠性。
在一个实施例中，上述本地DHCP单元，还用于生成包含IP地址的下行数据，确定下行数据对应的GTP实体，根据GTP实体中的隧道端点标识确定目标终端，并发送下行数据至目标终端，以供目标终端根据下行数据中的IP地址接入以太网。
其中，目标终端可以为请求分配IP地址的终端。
具体实现中，本地DHCP单元在为终端分配IP地址后，可以将IP地址写入IP头，并打包成下行数据，其中，下行数据的格式可以为MAC头+IP头+UDP数据包+DHCP数据包。边缘UPF可以根据MAC头+IP头与GTP实体之间的对应关系，确定下行数据对应的GTP实体，并根据GTP实体中的TEID确定目标终端，将下行数据发送给目标终端。目标终端通过解析下行数据的IP头，可以得到本地DHCP单元为其分配的IP地址，并使用该IP地址接入以太网。
本实施例中，通过生成包含IP地址的下行数据，确定下行数据对应的GTP实体，根据GTP实体中的隧道端点标识，确定目标终端，发送下行数据至目标终端，可以将本地DHCP单元分配的IP地址发送给请求分配IP地址的目标终端，保证目标终端能够接收到为其分配的IP地址，确保以太网接入的可靠性。
在一个实施例中，上述边缘UPF系统还包括本地NAT单元；本地NAT单元，用于接收终端发送的上行数据，并识别上行数据中的源IP地址是否由边缘UPF系统所分配；本地NAT单元，还用于若源IP地址由边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将源IP地址转换为公共IP地址，以供终端根据公共IP地址接入外网。
其中，源IP地址可以为内网的私有地址。公共IP地址可以为外网的公有地址。
具体实现中，边缘UPF可以接收到终端发送的上行数据，上行数据的格式可以为MAC头+IP头+TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/UDP包，通过解析上行数据中的IP头，可以得到源IP地址，边缘UPF中的本地NAT单元可以识别源IP地址是否为边缘UPF自主分配的IP地址，若为边缘UPF自主分配，则可以通过本地NAT单元进行内网私有地址与外网公有地址之间的网络地址转换，将上行数据的源IP地址转换为公共IP地址，否则，若不为边缘UPF自主分配，则可以将上行数据直接透传转发至5GC核心网，具体可以通过以太网接口eth1进行透传转发。在将上行数据的源IP地址转换为公共IP地址后，可以通过以太网接口eth2将上行数据传输至互联网服务器，终端可以根据公网IP地址与外网相通信。边缘UPF还可以记录上行数据中IP头与GTP实体之间的对应关系，以便在接收到外网数据时，将外网数据返回给相应的请求外网通信的终端，记录IP头与GTP实体之间的对应关系的具体过程在前述实施例中已有详细说明，在此不再赘述。
实际应用中，本地DHCP单元在为终端分配IP地址后，可以将IP地址存储在一个IP地址表中，在得到源IP地址后，可以在IP地址表中查找源IP地址，若能够查找到，则可以确定源IP地址为边缘UPF自主分配，否则，若不能查找到，则可以确定源IP地址不为边缘UPF自主分配。
本实施例中，通过接收终端发送的上行数据，识别上行数据中的源IP地址是否由边缘UPF系统所分配，若是，则通过网络地址转换，将源IP地址转换为公共IP地址，可以简便快捷地确定是否需要有边缘UPF执行网络地址转换，满足用户对于IP地址转换灵活性和个性化的需求。
在一个实施例中，上述本地NAT单元，还用于当通过以太网接口接收到外网数据时，通过网络地址转换，将公共IP地址转换为源IP地址；本地NAT单元，还用于生成包含源IP地址和外网数据的下行数据，确定下行数据对应的GTP实体，根据GTP实体中的隧道端点标识确定目标终端，并发送下行数据至目标终端，以供目标终端根据下行数据中的外网数据与外网相通信。
具体实现中，当本地NAT单元通过以太网接口eth2接收到外网数据时，可以进行外网公有地址与内网私有地址之间的网络地址转换，将外网数据的公共IP地址反向转换为源IP地址，本地NAT单元还可以生成包含源IP地址和外网数据的下行数据，其中，下行数据格式可以为MAC头+IP头+TCP/UDP包，边缘UPF可以根据IP头与GTP实体之间的对应关系，确定下行数据对应的GTP实体，并根据GTP实体中的TEID确定目标终端，将下行数据发送给目标终端，目标终端可以通过解析下行数据，得到外网数据，进而可以根据接收到的外网数据与外网相通信。
本实施例中，通过当接收到外网数据时，通过网络地址转换，将公共IP地址转换为源IP地址，生成包含源IP地址和外网数据的下行数据，确定下行数据对应的GTP实体，根据GTP实体中的隧道端点标识，确定目标终端，发送下行数据至目标终端，可以将以太网的外网数据发送给请求外网通信的目标终端，确保外网通信的可靠性。
为了便于本领域技术人员深入理解本申请实施例，以下将结合图4-7中的具体示例进行说明。
图4提供了一个边缘UPF系统执行DHCP上行的流程示意图，包括：
步骤S401，接收来自gNB的上行数据；
步骤S402，判断是否为以太网会话，若是，则执行步骤S403，若否，则执行步骤S405；
步骤S403，判断是否为DHCP业务流，若是，则执行步骤S404，若否，则执行步骤S405；
步骤S404，引导业务流至本地DHCP服务，执行DHCP流程；
步骤S405，直接透传，转发至5GC核心网。
图5提供了一个边缘UPF系统执行DHCP下行的流程示意图，包括：
步骤S501，接收来自DHCP服务的下行数据；
步骤S502，根据以太网头部选择对应GTP实体，其中，下行数据报文含有以太网头/IP头信息，在处理相应上行数据引导环节(例如，步骤S404)时，存在并记录GTP实体的关联性，所以此处可选出具体实体；
步骤S503，GTP协议处理报文后发往gNB。
图6提供了一个边缘UPF系统执行NAT上行的流程示意图，包括：
步骤S601，接收来自gNG的上行数据；
步骤S602，判断是否为以太网会话，若是，则执行步骤S603，若否，则执行步骤S606；
步骤S603，判断分组源IP是否为DHCP分派，若是，则执行步骤S604，若否，则执行步骤S606；
步骤S604，引导业务流至本地NAT服务，执行NAT流程；
步骤S605，经过NAT转换，由eth2转发；
步骤S606，直接透传，转发至5GC核心网。
图7提供了一个边缘UPF系统执行NAT下行的流程示意图，包括：
步骤S701，接收来自NAT服务的下行数据；
步骤S702，根据以太网头部选择对应GTP实体，其中，下行数据报文含有以太网头/IP头信息，在处理相应上行数据引导环节(例如，步骤S604)时，存在并记录GTP实体的关联性，所以此处可选出具体实体；
步骤S703，GTP协议处理报文后发往gNB。
本领域技术人员可以理解，现有边缘UPF并无直接具备对以太网会话业务的响应能力，包括ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)、DHCP等，仅仅处于转发相应业务报文的工作模式，部分厂商对以太网业务的支持多建立在代理与配合的角度，而非直接地、独立地支持。其次，现有边缘UPF对以太网会话的业务数据并不进行深度分析，更不进行大数据的DHCP/NAT下的自组网，此外还牵扯到数据的本地卸载。
本申请实施例中的技术方案，在终端基于以太网会话并发起DHCP请求的基础上，边缘UPF予以业务流引导、本地DHCP服务支撑、分配网段IP卸载、NAT地址转换、宽带接入联网等服务配合，共同完成自组织网络系统的构件，为灵活的业务、宽带接入网络的复用提供了全新思路。具体地，首先，本申请融合以太网会话流监控、边缘UPF、DHCP、NAT等传统技术要点，为客户提供自组织网络部署于边缘UPF的服务，同时融合了传统以太网、互联网的对接；其次，基于以太网会话的边缘UPF组网方法具体可以包括DHCP/NAT单元、以太网会话监控单元、特定网段卸载单元，还可以包括融合边缘UPF以太网会话下的组网地址分配、实际IP业务卸载、NAT对接互联。
上述实施例中，在终端以太网会话基础上，结合终端主动配合、基站业务引导至本地DHCP/NAT服务支撑，共同构建了一种自组网系统，可以满足自主IP分配、网段管理、NAT地址转换、宽带网络衔接的需求，从而提高组网灵活性，提升个性化需求下的用户体验，通过将NAT、DHCP、宽带接入、分派IP网段卸载技术应用于边缘UPF，可以为终端用户提供独立于边缘UPF的扁平式、灵活的自组织网络接入服务。
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种基于边缘UPF系统的以太网组网方法，包括：
步骤S810，接收终端发送的上行数据；
步骤S820，判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
步骤S830，若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；
步骤S840，发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
具体实现中，终端可以将上行数据发送至gNB，gNB在接收到上行数据后，可以通过NG接口将上行数据转发至边缘UPF，边缘UPF上的本地DHCP单元可以使用DHCP协议对接收到的上行数据进行强制解析，若解析成功，则可以确定上行数据为以太网会话，并得到解析后的上行数据。本地DHCP单元可以进一步检测解析后的上行数据中是否存在DHCP发现报文，若存在DHCP发现报文，则可以确定上行数据为DHCP业务流数据，并通过执行DHCP协议，为上行数据对应的终端分配IP地址，并将IP地址返回给相应的请求分配IP地址的终端。
在一个实施例中，上述基于边缘UPF系统的以太网组网方法，具体还可以包括：接收终端发送的上行数据；所述上行数据中包含源IP地址；识别所述上行数据中的所述源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
具体实现中，边缘UPF可以接收到终端发送的上行数据，上行数据的格式可以为MAC头+IP头+TCP/UDP包，通过解析上行数据中的IP头，可以得到源IP地址，边缘UPF中的本地NAT单元可以识别源IP地址是否为边缘UPF自主分配的IP地址，若为边缘UPF自主分配，则可以通过本地NAT单元进行内网私有地址与外网公有地址之间的网络地址转换，将上行数据的源IP地址转换为公共IP地址，否则，若不为边缘UPF自主分配，则可以将上行数据直接透传转发至5GC核心网，具体可以通过以太网接口eth1进行透传转发。在将上行数据的源IP地址转换为公共IP地址后，可以通过以太网接口eth2将上行数据传输至互联网服务器，终端可以根据公网IP地址与外网相通信。
由于通过本地DHCP单元和本地NAT单元进行以太网组网的过程在上述实施例中已有详细说明，在此不再赘述。
上述基于边缘UPF系统的以太网组网方法，通过接收终端发送的上行数据，判断上行数据是否为DHCP业务流数据，可以简便快捷地识别出DHCP业务流，若上行数据为DHCP业务流，则通过执行DHCP协议，为终端分配IP地址，可以在识别出DHCP业务流时直接通过边缘UPF分配IP地址，满足用户对于IP地址分配灵活性和个性化的需求，发送IP地址至终端，终端根据IP地址接入以太网，可以提高以太网接入的灵活性，为用户提供灵活的自组织网络接入服务。
应该理解的是，虽然图4-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4-8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种基于边缘UPF系统的以太网组网装置，包括：DHCP接收模块902、判断模块904、地址分配模块906和发送模块908，其中：
DHCP接收模块902，用于接收终端发送的上行数据；
判断模块904，用于判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
地址分配模块906，用于若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；
发送模块908，用于发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
在一个实施例中，上述基于边缘UPF系统的以太网组网装置，还包括：
NAT接收模块，用于接收终端发送的上行数据；所述上行数据中包含源IP地址；
识别模块，用于识别所述上行数据中的所述源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；
地址转换模块，用于若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
关于基于边缘UPF系统的以太网组网装置的具体限定可以参见上文中对于基于边缘UPF系统的以太网组网方法的限定，在此不再赘述。上述基于边缘UPF系统的以太网组网装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储以太网接入数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种以太网接入方法。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：接收终端发送的上行数据；判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：接收终端发送的上行数据；所述上行数据中包含源IP地址；识别所述上行数据中的所述源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：接收终端发送的上行数据；判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：接收终端发送的上行数据；所述上行数据中包含源IP地址；识别所述上行数据中的所述源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种边缘UPF系统，其特征在于，所述边缘UPF系统包括本地DHCP单元；
所述本地DHCP单元，用于接收终端发送的上行数据，并判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
所述本地DHCP单元，还用于若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址，并发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
2.根据权利要求1所述的边缘UPF系统，其特征在于，所述本地DHCP单元，还用于检测所述上行数据中是否包含MAC头，若所述上行数据中包含所述MAC头，则检测所述上行数据中是否包含DHCP发现报文；
所述本地DHCP单元，还用于若所述上行数据中包含所述DHCP发现报文，则确定所述上行数据为所述DHCP业务流数据。
3.根据权利要求1所述的边缘UPF系统，其特征在于，所述本地DHCP单元，还用于获取上行数据的帧头和上行数据的GTP实体，并记录所述帧头与所述GTP实体之间的对应关系。
4.根据权利要求1所述的边缘UPF系统，其特征在于，所述本地DHCP单元，还用于生成包含所述IP地址的下行数据，确定所述下行数据对应的GTP实体，根据所述GTP实体中的隧道端点标识确定目标终端，并发送所述下行数据至所述目标终端，以供所述目标终端根据所述下行数据中的所述IP地址接入所述以太网。
5.根据权利要求1所述的边缘UPF系统，其特征在于，所述边缘UPF系统还包括本地NAT单元；所述本地NAT单元，用于接收终端发送的上行数据，并识别所述上行数据中的源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；
所述本地NAT单元，还用于若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
6.根据权利要求5所述的边缘UPF系统，其特征在于，所述本地NAT单元，还用于当通过以太网接口接收到外网数据时，通过所述网络地址转换，将所述公共IP地址转换为所述源IP地址；
所述本地NAT单元，还用于生成包含所述源IP地址和所述外网数据的下行数据，确定所述下行数据对应的GTP实体，根据所述GTP实体中的隧道端点标识确定目标终端，并发送所述下行数据至所述目标终端，以供所述目标终端根据所述下行数据中的所述外网数据与所述外网相通信。
7.一种基于边缘UPF系统的以太网组网方法，其特征在于，所述方法包括：
接收终端发送的上行数据；
判断所述上行数据是否为DHCP业务流数据；
若所述上行数据为所述DHCP业务流数据，则通过执行DHCP协议为所述终端分配IP地址；
发送所述IP地址至所述终端，以供所述终端根据所述IP地址接入以太网。
8.根据权利要求7所述的基于边缘UPF系统的以太网组网方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收终端发送的上行数据；所述上行数据中包含源IP地址；
识别所述上行数据中的所述源IP地址是否由所述边缘UPF系统所分配；
若所述源IP地址由所述边缘UPF系统所分配，则通过网络地址转换，将所述源IP地址转换为公共IP地址，以供所述终端根据所述公共IP地址接入外网。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7至8中任一项所述的方法的步骤。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7至8中任一项所述的方法的步骤。
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