CN113242293A - 一种upf设备、数据处理、扩容方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种UPF设备、数据处理、扩容方法及装置。该设备包括：负载均衡节点和多个UPF节点；所述负载均衡节点包括三个外部网口，各所述外部网口分别用于接入RAN和DN，并连接SMF设备；所述负载均衡节点包括多组内部网口，一组内部网口用于连接所述UPF设备中的一个UPF节点；所述负载均衡节点，用于响应于所述SMF设备的会话建立请求，从各所述UPF节点选择匹配的UPF节点，建立RAN与DN之间的会话连接。在上述技术方案中，通过UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点建立会话，简化了UPF设备的组网方式，提高了UPF设备的扩容灵活性，降低了成本。

Description

一种UPF设备、数据处理、扩容方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种UPF设备、数据处理、扩容方法及装置。

背景技术

随着移动互联网的快速发展，移动通信已经发展到第五代移动通信(5-Generation，简称5G)阶段。随着5G时代的到来，为了更好地满足用户需求，3GPP(3rdGeneration Partnership Project，第三代合作伙伴计划)提供了5G的新的网络架构，实现了控制面与用户面的分离。

在5G的核心网络架构中，通过UPF(User Plane Function，用户面功能)设备实现报文的转发。但是传统的UPF设备在进行扩展时，通常采用多个业务处理板分别运行UPF应用程序的方式实现，并且各业务处理板通过连接一个处理性能非常高的接口板来实现与外部设备(如5G基站、终端设备等)的对接，使得UPF设备的硬件组网方式复杂，不能灵活地扩容，且成本较高。因此，如何简化UPF设备的组网方式，提高UPF设备的扩容灵活性，降低成本是亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种UPF设备、数据处理、扩容方法及装置，以简化UPF设备的组网方式，提高UPF设备的扩容灵活性，降低成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种UPF设备，包括：负载均衡节点和多个UPF节点；

所述负载均衡节点包括三个外部网口，各所述外部网口分别用于接入RAN(RadioAccess Network，无线接入网)和DN(Data Network，数据网络)，并连接SMF(SessionManagement Function，会话管理功能)设备；

所述负载均衡节点包括多组内部网口，一组内部网口用于连接所述UPF设备中的一个UPF节点；

所述负载均衡节点，用于响应于所述SMF设备的会话建立请求，从各所述UPF节点选择匹配的UPF节点，建立RAN与DN之间的会话连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种数据处理方法，由本发明任意实施例所述的UPF设备执行，包括：

在接收到SMF设备发送的PFCP(Packet Forwarding Control Protocol，报文转发控制协议)会话建立请求时，生成与所述PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；所述PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发所述SMF设备生成；

根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将所述第一会话标识发送至所述第一UPF节点，以在所述第一UPF节点中建立一个会话；

在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与所述第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，所述第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

第三方面，本发明实施例还提供了一种扩容方法，由本发明任意实施例所述的UPF设备执行，包括：

动态监测所述UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量；

如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将所述新的UPF节点与所述负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连；

指示所述负载均衡节点与所述新的UPF节点建立偶联关系。

第四方面，本发明实施例还提供了一种数据处理装置，集成在本发明任意实施例提供的UPF设备中，包括：

第一会话标识生成模块，用于在接收到SMF设备发送的报文转发控制协议PFCP会话建立请求时，生成与所述PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；所述PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发所述SMF设备生成；

会话建立模块，用于根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将所述第一会话标识发送至所述第一UPF节点，以在所述第一UPF节点中建立一个会话；

映射关系记录模块，用于在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与所述第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，所述第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

第五方面，本发明实施例还提供了一种扩容装置，集成在本发明任意实施例提供的UPF设备中，包括：

会话数量监测模块，用于动态监测所述UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量；

UPF节点扩容模块，用于如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将所述新的UPF节点与所述负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连；

偶联关系新建模块，用于指示所述负载均衡节点与所述新的UPF节点建立偶联关系。

第六方面，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发明任意实施例所述的数据处理方法或扩容方法方法。

本发明实施例提供的技术方案中，UPF设备中的负载均衡节点包括三个外部网口和多组内部网口，其中各外部网口分别用于接入RAN和DN，并连接SMF设备，一组内部网口用于连接UPF设备中的一个UPF节点，负载均衡节点用于响应于SMF设备的会话建立请求，从各UPF节点选择匹配的UPF节点，建立RAN与DN之间的会话连接，通过UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点建立会话，简化了UPF设备的组网方式，提高了UPF设备的扩容灵活性，降低了成本。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种UPF设备的结构示意图；

图2a是本发明实施例二中的一种数据处理方法的流程示意图；

图2b是本发明实施例二中的一种偶联关系建立的时序图；

图2c是本发明实施例二中的一种PFCP会话建立的时序图；

图2d是本发明实施例二中的一种PFCP会话修改或PFCP会话删除的时序图；

图3a是本发明实施例三中的一种数据处理方法的流程示意图；

图3b是本发明实施例三中的一种上行报文转发的时序图；

图3c是本发明实施例三中的一种下行报文转发的时序图；

图4是本发明实施例四中的一种扩容方法的流程示意图；

图5是本发明实施例五中的一种数据处理装置的结构示意图；

图6是本发明实施例六中的一种扩容装置的结构示意图。

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。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种UPF设备的结构示意图，本发明实施例可适用于简化UPF设备的组网方式，提高UPF设备的扩容灵活性的情况。

如图1所示，该UPF设备100具体包括：负载均衡节点110和多个UPF节点120；负载均衡节点110包括三个外部网口，各外部网口分别用于接入RAN130和DN140，并连接SMF设备150；负载均衡节点110包括多组内部网口，一组内部网口用于连接UPF设备100中的一个UPF节点120；负载均衡节点110，用于响应于SMF设备150的会话建立请求，从各UPF节点120选择匹配的UPF节点120，建立RAN130与DN140之间的会话连接。

UPF设备100，指的是3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)定义的5G核心网用户面功能实体，负责用户数据报文的转发。UPF设备100对外硬件形态，可以是单独的一台物理服务器，也可以是多台物理服务器的集群。

UPF设备100具体可以包括：一个负载均衡节点110和多个UPF节点120。其中，负载均衡(Load Balance)节点110，可以是UPF设备100中的一个节点或者一台子设备，它可以是单独的一台物理服务器，也可以是云端运算软件Openstack或者其它软件虚拟化部署下的一台虚拟机(Virtual Machine)，用于对UPF设备100中的多个UPF节点120进行分配，建立RAN130与DN140之间的会话连接。负载均衡节点110对外存在3个外部网口，即暴露3个对外的IP(Internet Protocol，网络协议)地址(即外部IP地址)，外部网口N3用于接入RAN130(如5G无线基站)，外部网口N6用于接入DN140(即5G外部网络，满足3GPP标准的数据网络)，外部网口N4用于连接SMF设备150；负载均衡节点110对内存在多组内部网口，每组内部网口对应3个内部网口，即内部网口N3、内部网口N4和内部网口N9，分别对应3个对内的IP地址(即内部IP地址)，一组内部网口用于连接UPF设备100中的一个UPF节点120，负载均衡节点110的内部网口与外部网口均满足标准的3GPP。

所谓SMF设备150，指的是5G核心网控制面实体，主要负责与分离的数据面进行数据交互，可以为UPF设备100指定报文的转发规则。

SMF设备150与UPF设备100进行交互，通过N4接口传递SMF设备150与UPF设备100之间的请求和响应信息，当SMF设备150发出会话建立请求后，通过负载均衡节点110对各UPF节点120进行分配，选择匹配的UPF节点120，建立与RAN130和DN140之间的会话连接。

作为一种可选的实施方式，UPF节点120可以包括：物理服务器或者虚拟机。

其中，UPF节点120用于报文的转发，一个UPF节点120可以是UPF设备100中的一个节点或者一台子设备，它可以是单独的一台物理服务器，也可以是云端运算软件Openstack或者其它软件虚拟化部署下的一台虚拟机。每一个UPF节点120都存在3个内部网口，即内部网口N3、内部网口N4和内部网口N9，分别对应3个对内的IP地址，用于对接负载均衡节点110对内存在的多组内部网口，各UPF节点120的内部网口均满足标准的3GPP。

在UPF设备100中，可以通过部署物理服务器或虚拟机的方式，设置一个负载均衡节点110和多个UPF节点120，避免了现有技术中在将UPF设备与外部设备进行对接时，由于采用外接多个业务处理板和一个接口板的方式，导致的网络链路复杂，不易维护，不能灵活地扩容以及成本较高的问题。

本发明实施例提供的一种UPF设备110，UPF设备110中的负载均衡节点110包括三个外部网口和多组内部网口，其中各外部网口分别用于接入RAN130和DN140，并连接SMF设备150，一组内部网口用于连接UPF设备110中的一个UPF节点120，负载均衡节点110用于响应于SMF设备150的会话建立请求，从各UPF节点120选择匹配的UPF节点120，建立RAN130与DN140之间的会话连接，通过UPF设备100中的负载均衡节点110和多个UPF节点120建立会话，简化了UPF设备100的组网方式，提高了UPF设备100的扩容灵活性，降低了成本。上述技术方案可以应用于垂直行业和边缘计算场景中。

实施例二

图2a是本发明实施例二提供的一种数据处理方法的流程图，本发明实施例可适用于简化UPF设备的组网方式，提高UPF设备的扩容灵活性的情况，该方法可以由本发明实施例提供的扩容装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在UPF设备中。

如图2a所示，本实施例提供的一种数据处理方法，具体包括：

S210、在接收到SMF设备发送的PFCP会话建立请求时，生成与PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发SMF设备生成。

可以理解的是，SMF设备通过负载均衡节点中的外部网口N4，传递SMF设备与UPF设备之间的请求和响应消息，其中，外部网口N4是基于UDP(User Data Protocol，用户数据报协议)/IP协议的，采用了PFCP实现控制面与用户面的交互，因此SMF设备可以通过负载均衡节点中的外部网口N4，向UPF设备发送PFCP会话请求，UPF设备返回PFCP响应消息，PFCP会话请求和PFCP响应消息可以包括PFCP会话的建立、修改和删除。

其中，PFCP会话建立请求，指的是当RAN或者DN发送待发送报文时，触发SMF设备生成的请求消息。根据3GPP标准，在PFCP会话建立请求中，可以携带SMF设备分配的控制面会话标识(Control Plane Session ID，简称CP SEID)，在UPF设备返回的PFCP会话建立响应消息中，可以携带UPF设备分配的用户面会话标识(User Plane Session ID，简称UPSEID)，且建立的各PFCP会话与CP SEID和UP SEID一一对应，即一组CP SEID与UP SEID能够确定一个唯一的PFCP会话。

在本发明实施例中，负载均衡节点通过外部网口N4接收到SMF设备发送的PFCP会话建立请求时，可以分配一个与PFCP会话建立请求匹配的UP SEID，即第一会话标识，并可以将该第一会话标识携带在PFCP会话建立响应中，返回至SMF设备。

可选的，在接收到SMF设备发送的PFCP会话建立请求之前，还可以包括：

在接收到至少一个UPF节点发送的第一PFCP偶联建立请求时，建立与至少一个UPF节点对应的偶联关系；在接收到SMF设备发送的第二PFCP偶联建立请求时，建立与SMF设备对应的偶联关系。

在用户面上建立PFCP会话之前，需要在控制面和用户面之间建立PFCP关联，也即需要在SMF设备与UPF设备之间建立PFCP关联。

在本发明实施例中，UPF设备中包括负载均衡节点和多个UPF节点，因此在建立SMF设备与UPF设备之间的偶联关系时，需要分别建立UPF节点与负载均衡节点之间的偶联关系，以及SMF设备与负载均衡节点之间的偶联关系。

其中，第一PFCP偶联建立请求，指的是UPF节点与负载均衡节点之间建立偶联关系的请求消息；第二PFCP偶联建立请求，指的是SMF设备与负载均衡节点之间建立偶联关系的请求消息。

在本发明实施例中，UPF节点的配置文件中，预设了负载均衡节点中的内部网口N4对应的内部IP地址，在SMF设备与UPF设备之间建立PFCP关联时，UPF节点可以将该内部IP地址作为目的IP地址，并携带在第一PFCP偶联建立请求中发送至负载均衡节点，UPF设备中的负载均衡节点根据第一PFCP偶联建立请求，建立与UPF节点对应的偶联关系，其中，第一PFCP偶联建立请求的源IP地址为UPF节点的内部网口N4对应的内部IP地址；SMF设备通过负载均衡节点中的外部网口N4，将第二PFCP偶联建立请求发送至负载均衡节点，UPF设备中的负载均衡节点根据第二PFCP偶联建立请求，建立与SMF设备对应的偶联关系。

需要说明的是，UPF设备中的负载均衡节点，即维护了一条与SMF设备之间的外部偶联关系，也维护了多条与UPF节点之间的内部偶联关系。对于SMF设备而言，负载均衡节点与多个UPF节点是一个整体的UPF设备，并不是独立存在的；对于负载均衡节点而言，它既可以通过外部网口偶联SMF设备，也可以通过内部网口偶联UPF节点，因此具有了SMF设备的部分功能以及UPF设备的功能，也即负载均衡节点能够同时参与到了控制面和用户面中；对于UPF节点而言，UPF节点本身是一个标准的UPF设备，通过内部网口偶联的负载均衡节点就相当于SMF设备。

作为一种具体的实施方式，附图2b提供了一种偶联关系建立的时序图，其中，UPF设备中包括一个负载均衡节点和两个UPF节点。当UPF设备启动时，正常情况下，可以是负载均衡节点先启动程序，UPF节点中的程序随后启动，当UPF节点启动后，可以通过负载均衡节点中的内部网口N4，主动向负载均衡节点发送第一PFCP偶联建立请求，负载均衡节点分别向各UPF节点返回第一PFCP偶联建立响应，建立与两个UPF节点分别对应的偶联关系，即存在几个UPF节点，负载均衡节点就可以建立几个与UPF节点分别对应的内部偶联关系；SMF设备通过负载均衡节点中的外部网口N4，向负载均衡节点发送第二PFCP偶联建立请求，负载均衡节点向各SMF设备返回第二PFCP偶联建立响应，建立与SMF设备对应的外部偶联关系。

当UPF设备启动时，如果UPF节点先启动程序，则在UPF节点向负载均衡节点发送第一PFCP偶联建立请求后，可能由于负载均衡节点没有启动程序，导致UPF节点没有接收到负载均衡节点返回的第一PFCP偶联建立响应，在这种情况下，由于UPF节点中的程序可以支持消息重传，故UPF节点可以根据配置文件中预设的重传时间间隔和最大重传次数，将第一PFCP偶联建立请求重传至负载均衡节点，直至接收到返回的第一PFCP偶联建立响应。

需要强调的是，由于负载均衡节点同时具有SMF设备的部分功能以及UPF设备的功能，因此在负载均衡节点启动程序后，第一PFCP偶联建立请求和第二PFCP偶联建立请求的发送顺序，可以是SMF设备先发送第二PFCP偶联建立请求，并接收来返回的第二PFCP偶联建立响应，也可以是各UPF节点先发送第一PFCP偶联建立请求，并接收来返回的第一PFCP偶联建立响应，也就是说，负载均衡节点可以先建立与至少一个UPF节点对应的偶联关系，后建立与SMF设备对应的偶联关系，也可以先建立与SMF设备对应的偶联关系，后建立与多个UPF节点对应的偶联关系，本发明实施例对此不做具体限定。

S220、根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将第一会话标识发送至第一UPF节点，以在第一UPF节点中建立一个会话。

其中，负载均衡算法，指的是负载均衡节点分配UPF节点以建立会话时所采用的规则。示例性的，负载均衡节点可以根据预设的UPF节点顺序，依次在当前连接的多个UPF节点中确定一个UPF节点，作为第一UPF节点，建立会话。

UPF设备中包括多个UPF节点，通过一个负载均衡节点维护与所有UPF节点间的偶联关系，因此负载均衡节点在接收到SMF设备发送的PFCP会话建立请求并生成第一会话标识后，可以根据负载均衡算法，在当前已建立偶联关系的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将第一会话标识发送至第一UPF节点，从而可以在第一UPF节点中建立一个会话。

在本发明实施例中，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点后，负载均衡节点可以通过内部网口N4向第一UPF节点发送携带第一会话标识的PFCP会话建立请求时，第一UPF节点分配一个与该PFCP会话建立请求匹配的UP SEID，即第二会话标识，并可以将该第二会话标识携带在PFCP会话建立响应中，返回至负载均衡节点，完成第一UPF节点中的会话建立。

作为一种具体的实施方式，假设到SMF设备向负载均衡节点发送的PFCP会话建立请求中，携带的SMF设备分配的CP SEID为1，则负载均衡节点在接收到PFCP会话建立请求时，生成与PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识，即负载均衡节点分配的UP SEID为11，此时，SMF设备分配的CP SEID 1及负载均衡节点分配的UP SEID 11构成了一条SMF设备的会话消息；根据负载均衡算法，负载均衡节点在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将第一会话标识UP SEID 11作为负载均衡节点分配的CP SEID，将CP SEID 11携带在PFCP会话建立请求中并发送至第一UPF节点，第一UPF节点在接收到该PFCP会话建立请求时，生成与该PFCP会话建立请求匹配的第二会话标识，即第一UPF节点分配的UP SEID为111，此时，负载均衡节点分配的CP SEID 11及第一UPF节点分配的UP SEID 111构成了一条第一UPF节点的会话消息。负载均衡节点能够同时维护SMF设备及第一UPF节点两侧的会话消息。

在本发明实施例中，在根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点时，可以根据各UPF节点中已建立的会话个数确定，选择会话个数最少的一个UPF节点作为第一UPF节点。

示例性的，负载均衡节点维护了所有与UPF节点间的偶联关系，假设当前连接的各UPF节点中，初始会话个数均为0，当负载均衡节点接收到SMF设备发送的第一个PFCP会话建立请求时，可以在多个UPF节点中随机选取一个节点作为第一UPF节点，并将第一会话标识发送至第一UPF节点，以在第一UPF节点中建立一个会话，此时，该UPF节点中已建立的会话个数加1；当负载均衡节点后续接收到新的PFCP会话建立请求时，总是选择一个会话个数最少的UPF节点建立会话，并将该UPF节点中已建立的会话个数加1，直至所有当前连接的各UPF节点中已建立的会话个数达到最大。

S230、在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

其中，会话响应信息，即PFCP会话建立响应，指的是对PFCP会话建立请求的应答。

负载均衡节点在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，待发送报文的RAN或者DN可以根据SMF设备提供的第一会话标识进行报文发送。

在本发明实施例中，第一UPF节点反馈的会话响应信息中可以包括第一UPF节点分配的第二会话标识，当负载均衡节点接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，可以在本地记录SMF设备分配的CP SEID、第一会话标识及第二会话标识三者之间的映射关系。

作为一种具体的实施方式，附图2c中提供了一种PFCP会话建立的时序图，SMF设备向负载均衡节点发送携带SMF设备分配的CP SEID的PFCP会话建立请求，负载均衡节点接收到该PFCP会话建立请求时，生成与之匹配的第一会话标识，并向第一UPF节点发送携带第一会话标识的PFCP会话建立请求，第一UPF节点生成与该PFCP会话建立请求匹配的第二会话标识，并向负载均衡节点返回携带第一会话标识及第二会话标识的PFCP会话建立响应，负载均衡节点向SMF设备返回携带SMF设备分配的CP SEID及第一会话标识的PFCP会话建立响应。

可选的，在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备之后，还可以包括：在接收到SMF设备发送的PFCP会话修改请求或PFCP会话删除请求时，根据第一会话标识，确定目标UPF节点，以修改或删除与目标UPF节点匹配的目标会话。

在本发明实施例中，可以将第一会话标识作为关键字，携带在用于修改会话的PFCP会话修改请求中，或者携带在用于删除会话的PFCP会话删除请求中，负载均衡节点根据请求中携带的第一会话标识，查找与第一会话标识匹配的目标UPF节点，以对该目标UPF节点匹配的目标会话进行修改或删除。

作为一种具体的实施方式，附图2d中提供了一种PFCP会话修改或PFCP会话删除的时序图，SMF设备向负载均衡节点发送携带第一会话标识的PFCP会话修改请求或PFCP会话删除请求，负载均衡节点接收到该PFCP会话修改请求或PFCP会话删除请求时，可以根据第一会话标识查找该请求应该发送至哪一个UPF节点，即确定目标UPF节点，并向目标UPF节点发送携带第二会话标识的PFCP会话修改请求或PFCP会话删除请求，目标UPF节点根据PFCP会话修改请求或PFCP会话删除请求对会话进行修改或删除后，可以向负载均衡节点返回携带第一会话标识的PFCP会话修改响应或PFCP会话删除响应，负载均衡节点根据第一会话标识查找与之匹配的负载均衡节点与SMF设备间的会话消息，确定SMF设备分配的CP SEID，并向SMF设备返回携带该CP SEID的PFCP会话修改响应或PFCP会话删除响应。

本发明实施例提供的技术方案，当待发送报文的RAN或者DN触发SMF设备生成PFCP会话建立请求时，SMF设备向负载均衡节点发送PFCP会话建立请求，负载均衡节点生成与之匹配的第一会话标识，然后负载均衡节点根据负载均衡算法确定第一UPF节点，并将第一会话标识发送至第一UPF节点，以在第一UPF节点中建立一个会话，在负载均衡节点接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，待发送报文的RAN或者DN根据SMF设备提供的第一会话标识进行报文发送，通过负载均衡节点同时维护SMF设备与多个UPF节点间的会话，实现了UPF设备的PFCP会话建立，简化了UPF设备的组网方式，提高了UPF设备的扩容灵活性。

实施例三

图3a是本发明实施例三提供的一种数据处理方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上进行具体化，其中，一种数据处理方法，还可以包括：

在接收到报文发送方发送的待转发报文时，提取待转发报文中包括的第二会话标识；

在本地记录的各映射关系中，获取与第二会话标识对应的第二UPF节点；

将待转发报文发送至第二UPF节点进行处理，并获取第二UPF节点反馈的处理后报文；

将处理后报文发送至与报文发送方匹配的报文接收方。

如图3a所示，本实施例提供的一种数据处理方法，具体包括：

S310、在接收到至少一个UPF节点发送的第一PFCP偶联建立请求时，建立与至少一个UPF节点对应的偶联关系。

S320、在接收到SMF设备发送的第二PFCP偶联建立请求时，建立与SMF设备对应的偶联关系。

S330、在接收到SMF设备发送的报文转发控制协议PFCP会话建立请求时，生成与PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发SMF设备生成。

S340、根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将第一会话标识发送至第一UPF节点，以在第一UPF节点中建立一个会话。

S350、在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

S360、在接收到报文发送方发送的待转发报文时，提取待转发报文中包括的第二会话标识。

其中，第二会话标识，指的是UPF节点在建立会话时分配的UP SEID。

可选的，报文发送方为RAN时，与报文发送方匹配的报文接收方为DN；报文发送方为DN时，与报文发送方匹配的报文接收方为RAN。

在本发明实施例中，待转发报文可以包括上行报文和下行报文。其中，上行报文，指的是报文发送方为RAN，报文接收方DN的报文，上行报文是按照标准的3GPP，基于GTP(GPRSTunnellingProtocol，GPRS隧道协议)/UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)传输协议封装的IP报文；下行报文，指的是报文发送方为DN，报文接收方RAN的报文，下行报文是按照标准的3GPP，不带有GTP/UDP传输协议封装的IP报文。

S370、在本地记录的各映射关系中，获取与第二会话标识对应的第二UPF节点。

负载均衡节点在本地记录的各映射关系中，记录了各会话分别对应的三个会话ID，即SMF设备分配的CP SEID、负载均衡节点分配的UP SEID以及UPF节点分配的UP SEID，负载均衡节点可以根据第二会话标识，获取与第二会话标识对应的第二UPF节点，确定待转发报文需要转发至的UPF节点。

在本发明实施例中，当待转发报文为上行报文时，负载均衡节点可以根据上行报文的GTP协议头部中的TEID(Tunnel Endpoint Identifier，隧道端点标识符)，在本地记录的各映射关系中，查找到负载均衡节点维护的与UPF节点之间的会话，获取与第二会话标识对应的第二UPF节点，其中，GTP协议头部中的TEID可以通过负载均衡节点和UPF节点进行分配；当待转发报文为下行报文时，负载均衡节点可以根据下行报文的UE IP(UserEquipment IP，用户设备的IP地址)，在本地记录的各映射关系中，查找到负载均衡节点维护的与UPF节点之间的会话，获取与第二会话标识对应的第二UPF节点，其中，UE IP可以根据负载均衡节点向UPF节点发送的PFCP会话建立请求确定。

S380、将待转发报文发送至第二UPF节点进行处理，并获取第二UPF节点反馈的处理后报文。

通过负载均衡节点，将待转发报文发送至第二UPF节点进行转发，并通过第二UPF节点将处理后报文返回至负载均衡节点。

可选的，将待转发报文发送至第二UPF节点进行处理，并获取第二UPF节点反馈的处理后报文，可以包括：

根据待转发报文的目的IP地址，确定与目的IP地址匹配的目标网口；通过目标网口，将待转发报文发送至第二UPF节点进行处理，并获取第二UPF节点反馈的处理后报文；将处理后报文的源IP地址更新为目的IP地址，将目的IP地址更新为报文接收方的IP地址。

其中，目标网口，指的是负载均衡节点将待转发报文转发至第二UPF节点时，选择的内部网口。

当待转发报文为上行报文时，待转发报文的目的IP地址和源IP地址均带有GTP/UDP传输协议封装，目的IP地址和源IP地址分别包括各自对应的内层IP地址和外层IP地址，其中，目的IP地址的内层IP地址即为DN的IP地址，外层IP地址即为负载均衡节点的IP地址，源IP地址的内层IP地址即为UE IP(User Equipment IP，用户设备的IP地址)，外层IP地址即为RAN的IP地址。负载均衡节点可以根据待转发报文的目的IP地址的外层IP地址，确定与目的IP地址匹配的目标网口。

当待转发报文为下行报文时，待转发报文的目的IP地址和源IP地址均不带有GTP/UDP传输协议封装，目的IP地址为UE IP，源IP地址为DN的IP地址。负载均衡节点可以根据待转发报文的目的IP地址，确定与目的IP地址匹配的目标网口。

S390、将处理后报文发送至与报文发送方匹配的报文接收方。

作为一种具体的实施方式，附图3b中提供了一种上行报文转发的时序图，其中：

“上行1”表示通过RAN向负载均衡节点发送上行报文，此时，该上行报文的源IP地址的内层IP地址为UE IP，外层IP地址为RAN的IP地址，目的IP地址的内层IP地址为DN的IP地址，外层IP地址为负载均衡节点的外部网口N3的IP地址；

“上行2”表示通过负载均衡节点向UPF节点发送上行报文，当负载均衡节点接收到RAN发送的上行报文时，可以根据上行报文的GTP协议头部中的TEID，查找到负载均衡节点维护的与UPF节点之间的会话，提取上行报文中包括的第二会话标识，在本地记录的各映射关系中，获取与第二会话标识对应的第二UPF节点，根据上行报文的目的IP地址，确定目的IP地址匹配的目标网口(即内部网口N3)，并通过负载均衡节点将上行报文的源IP地址的外层IP地址更新为负载均衡节点的内部网口N3的IP地址，将上行报文的目的IP地址的外层IP地址更新为第二UPF节点的内部网口N3的IP地址；

“上行3”表示通过UPF节点向负载均衡节点发送处理后报文，第二UPF节点对上行报文进行处理，负载均衡节点获取第二UPF节点反馈的处理后报文后，可以根据GTP协议头部中的TEID，查找到负载均衡节点维护的与UPF节点之间的会话，确定该处理后节点来自哪一个UPF节点，通过负载均衡节点去掉上行报文的外层IP地址，并对内层IP地址重新进行GTP/UDP传输协议封装，此时，处理后报文的源IP地址的外层IP地址更新为第二UPF节点的内部网口N9的IP地址，目的IP地址的外层IP地址更新为负载均衡节点的内部网口N9的IP地址；

“上行4”表示通过负载均衡节点向DN发送处理后报文，负载均衡节点获取第二UPF节点反馈的处理后报文后，可以去掉处理后报文的GTP/UDP传输协议封装，只保留内层IP地址，并将处理后报文的源IP地址更新为UE IP，目的IP地址更新为DN的IP地址，通过负载均衡节点将处理后报文发送至与RAN匹配的DN。

作为另一种具体的实施方式，附图3c中提供了一种下行报文转发的时序图，其中：

“下行1”表示通过DN向负载均衡节点发送下行报文，此时，该下行报文的源IP地址为DN的IP地址，目的IP地址为UE IP；

“下行2”表示通过负载均衡节点向UPF节点发送下行报文，当负载均衡节点接收到DN发送的下行报文时，可以根据下行报文的目的IP地址UE IP，查找到负载均衡节点维护的与UPF节点之间的会话，提取下行报文中包括的第二会话标识，在本地记录的各映射关系中，获取与第二会话标识对应的第二UPF节点，根据下行报文的目的IP地址，确定目的IP地址匹配的目标网口(即内部网口N9)，并通过负载均衡节点对下行报文进行GTP/UDP传输协议封装，则下行报文的源IP地址的内层IP地址为DN的IP地址，外层IP地址为负载均衡节点的内部网口N9的IP地址，目的IP地址的内层IP地址为UE IP，外层IP地址为第二UPF节点的内部网口N9的IP地址；

“下行3”表示通过UPF节点向负载均衡节点发送处理后报文，第二UPF节点对下行报文进行处理，负载均衡节点获取第二UPF节点反馈的处理后报文后，可以根据GTP协议头部中的TEID，查找到负载均衡节点维护的与UPF节点之间的会话，确定该处理后节点来自哪一个UPF节点，通过负载均衡节点去掉处理后报文的外层IP地址，并对内层IP地址重新进行GTP/UDP传输协议封装，将处理后报文反馈至负载均衡节点，此时，处理后报文的源IP地址的外层IP地址更新为第二UPF节点的内部网口N3的IP地址，目的IP地址的外层IP地址更新为负载均衡节点的内部网口N3的IP地址；

“下行4”表示通过负载均衡节点向RAN发送处理后报文，负载均衡节点获取第二UPF节点反馈的处理后报文后，去掉处理后报文的外层IP地址，并对内层IP地址重新进行GTP/UDP传输协议封装，此时，处理后报文的源IP地址的外层IP地址更新为负载均衡节点的外部网口N3的IP地址，目的IP地址的外层IP地址更新为RAN的IP地址，通过负载均衡节点将处理后报文发送至与DN匹配的RAN。

本实施例未尽详细解释之处请参见前述实施例，在此不再赘述。

上述技术方案，负载均衡节点在接收到报文发送方发送的待转发报文时，提取待转发报文中包括的第二会话标识并获取与第二会话标识对应的第二UPF节点，将待转发报文发送至第二UPF节点进行处理，并获取第二UPF节点反馈的处理后报文，将处理后报文发送至与报文发送方匹配的报文接收方，通过负载均衡节点将上行报文或下行报文转发至匹配的UPF节点进行处理，减少了UPF设备的硬件需求，降低了组网成本，并且提高了UPF设备的扩容灵活性。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种扩容方法的流程图，本发明实施例可适用于简化UPF设备的组网方式，提高UPF设备的扩容灵活性的情况，该方法可以由本发明实施例提供的扩容装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在UPF设备中。

如图4所示，本实施例提供的一种扩容方法，具体包括：

S410、动态监测UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量。

其中，会话数量，指的是各UPF节点中已建立的会话个数。

当UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点为虚拟机时，可以通过云端运算软件Openstack或者其它软件虚拟化平台，动态监测UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点的内存使用情况，其中，各UPF节点中承载的会话数量与各UPF节点的内存使用情况成正比；或者，可以通过云端运算软件Openstack或者其它软件虚拟化平台，动态监测UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量。

当UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点为物理服务器时，可以通过外部网管，动态监测UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点的内存使用情况，其中，各UPF节点中承载的会话数量与各UPF节点的内存使用情况成正比；或者，可以通过外部网管，动态监测UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量。

S420、如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将新的UPF节点与负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连。

其中，节点承载阈值，指的是各UPF节点所能承载的会话数量的设定数值。节点承载阈值可以是各UPF节点的内存最大占用量，或各UPF节点中承载的最大会话数量。

当确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，即各UPF节点所承载的会话个数达到最大值时，可以选择一个新的UPF节点进行扩容，并将新的UPF节点与负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连。

可以理解的是，本发明实施例可以自动或手动选择一个新的UPF节点，当采用手动方式选择新的UPF节点进行扩容时，若不选择新的UPF节点，则表示不进行扩容。

S430、指示负载均衡节点与新的UPF节点建立偶联关系。

当自动选择一个新的UPF节点时，若UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点为虚拟机，则可以通过软件虚拟化平台自动启动一个新的UPF节点，并运行程序，与负载均衡节点建立偶联关系；若UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点为物理服务器，则可以通过外部网管自动启动一个新的UPF节点上的程序(可以通过Shell脚本文件执行)，与负载均衡节点建立偶联关系。

当手动选择一个新的UPF节点时，若UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点为虚拟机，则可以通过软件虚拟化平台，采用人工点击的方式手动启动一个新的UPF节点，并运行程序，与SMF设备建立偶联关系；若UPF设备中的负载均衡节点和多个UPF节点为物理服务器，则可以通过外部网管，采用人工点击的方式手动启动一个新的UPF节点上的程序(可以通过Shell脚本文件执行)，与负载均衡节点建立偶联关系，或者人工增加一台UPF节点物理服务器，安装部署到现场，上电并启动程序，与负载均衡节点建立偶联关系。

可以理解的是，UPF设备中原先连接的多个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值，新的UPF节点中的会话数量为0，则负载均衡节点可以根据负载均衡算法，将新发生的PFCP会话建立请求转发至新的UPF节点，以在新的UPF节点中建立会话。

本发明实施例提供的技术方案，动态监测UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量，如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将新的UPF节点与负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连，指示负载均衡节点与新的UPF节点建立偶联关系，通过对各UPF节点中承载的会话数量的动态监测，实现了UPF设备的扩容，并且采用增加新的UPF节点的方式，提高了UPF设备的扩容灵活性。

实施例五

图5是本发明实施例五提供的一种数据处理装置的结构示意图，本发明实施例可适用于简化UPF设备的组网方式，提高UPF设备的扩容灵活性的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在UPF设备中。

如图5所示，该数据处理装置具体包括：第一会话标识生成模块510、会话建立模块520以及映射关系记录模块530。其中，

第一会话标识生成模块510，用于在接收到SMF设备发送的PFCP会话建立请求时，生成与所述PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；所述PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发所述SMF设备生成；

会话建立模块520，用于根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将所述第一会话标识发送至所述第一UPF节点，以在所述第一UPF节点中建立一个会话；

映射关系记录模块530，用于在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与所述第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，所述第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

本发明实施例提供的技术方案，当待发送报文的RAN或者DN触发SMF设备生成PFCP会话建立请求时，SMF设备向负载均衡节点发送PFCP会话建立请求，负载均衡节点生成与之匹配的第一会话标识，然后负载均衡节点根据负载均衡算法确定第一UPF节点，并将第一会话标识发送至第一UPF节点，以在第一UPF节点中建立一个会话，在负载均衡节点接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，待发送报文的RAN或者DN根据SMF设备提供的第一会话标识进行报文发送，通过负载均衡节点同时维护SMF设备与多个UPF节点间的会话，实现了UPF设备的PFCP会话建立，简化了UPF设备的组网方式，提高了UPF设备的扩容灵活性。

可选的，上述装置还包括：偶联关系建立模块，其中，偶联关系建立模块，用于在接收到SMF设备发送的PFCP会话建立请求之前，在接收到至少一个UPF节点发送的第一PFCP偶联建立请求时，建立与所述至少一个UPF节点对应的偶联关系；在接收到SMF设备发送的第二PFCP偶联建立请求时，建立与所述SMF设备对应的偶联关系。

可选的，上述装置还包括：第二会话标识提取单元、第二UPF节点获取模块、处理后报文获取模块以及报文发送模块，其中，

第二会话标识提取单元，用于在接收到报文发送方发送的待转发报文时，提取所述待转发报文中包括的第二会话标识；

第二UPF节点获取模块，用于在本地记录的各映射关系中，获取与所述第二会话标识对应的第二UPF节点；

处理后报文获取模块，用于将所述待转发报文发送至所述第二UPF节点进行处理，并获取所述第二UPF节点反馈的处理后报文；

报文发送模块，用于将所述处理后报文发送至与所述报文发送方匹配的报文接收方。

可选的，所述报文发送方为RAN时，与所述报文发送方匹配的报文接收方为DN；报文发送方为DN时，与所述报文发送方匹配的报文接收方为RAN。

可选的，处理后报文获取模块，具体用于根据所述待转发报文的目的IP地址，确定与所述目的IP地址匹配的目标网口；通过所述目标网口，将所述待转发报文发送至所述第二UPF节点进行处理，并获取所述第二UPF节点反馈的处理后报文；将所述处理后报文的源IP地址更新为所述目的IP地址，将所述目的IP地址更新为所述报文接收方的IP地址。

上述数据处理装置可执行本发明任意实施例所提供的数据处理方法，具备执行数据处理方法相应的功能模块和有益效果。

实施例六

图6是本发明实施例六提供的一种扩容装置的结构示意图，本发明实施例可适用于简化UPF设备的组网方式，提高UPF设备的扩容灵活性的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在UPF设备中。

如图6所示，该扩容装置具体包括：会话数量监测模块610、UPF节点扩容模块620以及偶联关系新建模块630。其中，

会话数量监测模块610，用于动态监测所述UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量；

UPF节点扩容模块620，用于如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将所述新的UPF节点与所述负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连；

偶联关系新建模块630，用于指示所述负载均衡节点与所述新的UPF节点建立偶联关系。

本发明实施例提供的技术方案，动态监测UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量，如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将新的UPF节点与负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连，指示负载均衡节点与新的UPF节点建立偶联关系，通过对各UPF节点中承载的会话数量的动态监测，实现了UPF设备的扩容，并且采用增加新的UPF节点的方式，提高了UPF设备的扩容灵活性。

上述扩容装置可执行本发明任意实施例所提供的扩容方法，具备执行扩容方法相应的功能模块和有益效果。

实施例七

本发明实施例七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所有发明实施例提供的一种数据处理方法：也即，该程序被处理器执行时实现：

在接收到SMF设备发送的报文转发控制协议PFCP会话建立请求时，生成与所述PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；所述PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发所述SMF设备生成；

根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将所述第一会话标识发送至所述第一UPF节点，以在所述第一UPF节点中建立一个会话；

在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与所述第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，所述第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

或者，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的一种扩容方法：也即，该程序被处理器执行时实现：

动态监测所述UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量；

如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将所述新的UPF节点与所述负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连；

指示所述负载均衡节点与所述新的UPF节点建立偶联关系。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。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。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(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(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。在本文件中，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。

计算机可读的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。计算机可读的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，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

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发明操作的计算机程序代码，所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)。

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 (11)

1.一种用户面功能UPF设备，其特征在于，包括：负载均衡节点和多个UPF节点；

所述负载均衡节点包括三个外部网口，各所述外部网口分别用于接入无线接入网RAN和数据网络DN，并连接会话管理功能SMF设备；

所述负载均衡节点包括多组内部网口，一组内部网口用于连接所述UPF设备中的一个UPF节点；

所述负载均衡节点，用于响应于所述SMF设备的会话建立请求，从各所述UPF节点选择匹配的UPF节点，建立RAN与DN之间的会话连接。

2.根据权利要求1所述的UPF设备，其特征在于，所述UPF节点包括：物理服务器或者虚拟机。

3.一种数据处理方法，由如权利要求1或2所述的UPF设备执行，其特征在于，包括：

在接收到SMF设备发送的报文转发控制协议PFCP会话建立请求时，生成与所述PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；所述PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发所述SMF设备生成；

根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将所述第一会话标识发送至所述第一UPF节点，以在所述第一UPF节点中建立一个会话；

在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与所述第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，所述第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在接收到SMF设备发送的PFCP会话建立请求之前，还包括：

在接收到至少一个UPF节点发送的第一PFCP偶联建立请求时，建立与所述至少一个UPF节点对应的偶联关系；

在接收到SMF设备发送的第二PFCP偶联建立请求时，建立与所述SMF设备对应的偶联关系。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

在接收到报文发送方发送的待转发报文时，提取所述待转发报文中包括的第二会话标识；

在本地记录的各映射关系中，获取与所述第二会话标识对应的第二UPF节点；

将所述待转发报文发送至所述第二UPF节点进行处理，并获取所述第二UPF节点反馈的处理后报文；

将所述处理后报文发送至与所述报文发送方匹配的报文接收方。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述报文发送方为RAN时，与所述报文发送方匹配的报文接收方为DN；

报文发送方为DN时，与所述报文发送方匹配的报文接收方为RAN。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述待转发报文发送至所述第二UPF节点进行处理，并获取所述第二UPF节点反馈的处理后报文，包括：

根据所述待转发报文的目的网络协议IP地址，确定与所述目的IP地址匹配的目标网口；

通过所述目标网口，将所述待转发报文发送至所述第二UPF节点进行处理，并获取所述第二UPF节点反馈的处理后报文；

将所述处理后报文的源IP地址更新为所述目的IP地址，将所述目的IP地址更新为所述报文接收方的IP地址。

8.一种扩容方法，由如权利要求1或2所述的UPF设备执行，其特征在于，包括：

动态监测所述UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量；

如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将所述新的UPF节点与所述负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连；

指示所述负载均衡节点与所述新的UPF节点建立偶联关系。

9.一种数据处理装置，集成在如权利要求1或2所述的UPF设备中，其特征在于，包括：

第一会话标识生成模块，用于在接收到SMF设备发送的报文转发控制协议PFCP会话建立请求时，生成与所述PFCP会话建立请求匹配的第一会话标识；所述PFCP会话建立请求为待发送报文的RAN或者DN触发所述SMF设备生成；

会话建立模块，用于根据负载均衡算法，在当前连接的多个UPF节点中确定第一UPF节点，并将所述第一会话标识发送至所述第一UPF节点，以在所述第一UPF节点中建立一个会话；

映射关系记录模块，用于在接收到第一UPF节点反馈的会话响应信息时，记录第一UPF节点与所述第一会话标识之间的映射关系，并将第一会话标识反馈至SMF设备，所述第一会话标识用于SMF设备提供给待发送报文的RAN或者DN进行报文发送。

10.一种扩容装置，集成在如权利要求1或2所述的UPF设备中，其特征在于，包括：

会话数量监测模块，用于动态监测所述UPF设备中当前连接负载均衡节点的各UPF节点中承载的会话数量；

UPF节点扩容模块，用于如果确定每个UPF节点所载的会话数量均达到节点承载阈值时，选择一个新的UPF节点，并将所述新的UPF节点与所述负载均衡节点中的一组空闲的内部网口相连；

偶联关系新建模块，用于指示所述负载均衡节点与所述新的UPF节点建立偶联关系。

11.一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3-7或8中任一所述的方法。

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