CN114726829A - 通信方法、用户面网关及通信系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种通信方法、用户面网关及通信系统；涉及通信技术领域。该方法包括：接收会话管理网元发送的包括第一IP地址的第二会话请求；第一IP地址用于指示第一UPF网元分配给终端设备在私网中的IP地址；响应于第二会话请求，生成第二会话响应消息；第二会话响应消息包括第二IP地址，第二IP地址指示公网IP地址；向会话管理网元发送第二会话响应消息，以使会话管理网元基于第二IP地址生成第三会话请求发送给第二UPF网元；第二UPF网元为公网中的网元。本公开可以解决现有技术中公网和专网网络数据安全隐患、无效资源消耗，及公网与私网IP地址冲突的问题。

Description

通信方法、用户面网关及通信系统

技术领域

本公开涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种通信方法、用户面网关、通信系统、计算机可读介质和网络设备。

背景技术

第五代(5th-generation，5G)移动通信系统中，大量的企业用户期望采用快速、可靠的第三代合作伙伴计划(3rd generation partner ship project，3GPP)技术实现企业园区的覆盖。但是对于企业专网用户来讲，还存在在公网接入访问专网数据网络(datanetwork，DN)的需求，以及在专网接入同时访问公网DN的需求。例如，用户通过企业终端远程访问企业私网的业务数据。

而在现有5G系统中，在以上这种只有用户面网元下沉的专网场景下，公网与专网的用户面网元直接互联。这将可能给公网和专网网络数据带来安全隐患，同时存在无效资源消耗的问题。此外，还可能会出现由于专网地址分配的不确定性，而导致专网分配的用户设备因特网协议(IP，Internet Protocol)地址与在公网的IP地址产生地址冲突。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种通信方法、用户面网关、通信系统、计算机可读介质和网络设备，进而在一定程度上解决了现有技术中公网和专网网络数据安全隐患、无效资源消耗，及公网与私网IP地址冲突的问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种通信方法，应用于用户面网关，所述方法包括：

接收会话管理网元发送的第二会话请求；其中，所述第二会话请求包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能(user plane function，UPF)分配给终端设备在私网中的IP地址，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元；

响应于所述第二会话请求，生成第二会话响应消息；其中，所述第二会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址，所述第二IP地址与第一IP地址不同；

向所述会话管理网元发送所述第二会话响应消息，以使所述会话管理网元获得第二IP地址，并基于所述第二IP地址生成第三会话请求发送给第二UPF网元；所述第二UPF网元为公网中的网元。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述第二会话请求包括地址转换指示，所述响应于所述第二会话请求，生成第二会话响应消息，包括：

基于所述地址转换指示，将所述第一IP地址转换为第二IP地址。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述将所述第一IP地址转换为第二IP地址，包括：

基于所述地址转换指示，在公网地址池中选择一个IP地址作为第二IP地址；

建立所述第二IP地址与第一IP地址之间的关联关系；

调用所述关联关系，确定所述第一IP地址的转换结果。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述第二会话请求包括流量特征标识信息，所述方法还包括：

基于所述流量特征标识信息过滤目标网络数据流量；所述目标网络数据流量为与所述流量特征标识信息不相关的无效网络数据流量。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述方法还包括：

向所述会话管理网元上报网关标识，以使所述会话管理网元基于所述网关标识将所述用户面网关配置为公网与专网互通网关。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述第二会话请求包括所述第一UPF网元到所述用户面网关的第一接口信息，及所述用户面网关到所述第二UPF网元的第二接口信息；所述方法还包括：

基于所述第一接口信息和第二接口信息，对所述第一UPF网元与所述第二UPF网元之间的网络数据流量进行转发。

根据本公开的第二方面，提供了一种用户面网关，包括：

接收模块，用于接收会话管理网元发送的第一会话请求；其中，所述第一会话请求包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF分配给终端设备在私网中的IP地址，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元；

响应模块，用于响应于所述第一会话请求，生成第一会话响应消息；其中，所述第一会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址，所述第二IP地址与第一IP地址不同；

发送模块，用于向所述会话管理网元发送所述第一会话响应消息，以使所述会话管理网元获得第二IP地址，并基于所述第二IP地址生成第二会话请求发送给第二UPF网元；所述第二UPF网元为公网中的网元。

根据本公开的第三方面，提供了一种通信系统，包括第一用户面功能UPF、会话管理网元、用户面网关和第二UPF网元；其中，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元，所述第二UPF网元为公网中的网元；所述会话管理网元，用于向所述第一UPF网元发送第一会话请求；所述第一UPF网元，用于基于接收的所述第一会话请求，生成第一会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第一会话响应消息；其中，所述第一会话响应消息包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF分配给终端设备在私网中的IP地址；所述会话管理网元，还用于响应于接收的所述第一会话响应消息，生成第二会话请求，并向所述用户面网关发送所述第二会话请求；其中，所述第二会话请求包括第一IP地址；所述用户面网关，用于响应于接收的所述第二会话请求，生成第二会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第二会话响应消息；其中，所述第二会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址；所述会话管理网元，还用于基于接收的所述第二会话响应消息，生成第三会话请求，并向所述第二UPF网元发送所述第三会话请求；其中，所述第三会话请求包括第二IP地址；所述第二UPF网元，用于响应于接收的所述第三会话请求，生成第三会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第三会话响应消息。

根据本公开的第四方面，提供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上述任意一项所述的方法。

根据本公开的第五方面，提供一种网络设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的方法。

本公开示例性实施例可以具有以下部分或全部有益效果：

在公开示例实施方式所提供的通信方法中，一方面可以通过用户面网关在用户面(user plane，UP)上，实现私网中的第一UPF网元与公网中的第二UPF网元之间的间接通信，保护公网与私网在用户面直接通信带来的公专网络数据安全隐患。另一方面，通过用户面网关将接收的第二会话请求中的第一IP地址，转换成第二会话响应消息中的第二IP地址，实现了终端设备在私网和公网中IP地址的关联，避免了专网分配的终端设备IP地址与在公网的IP地址产生地址冲突的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。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他的附图。

图1示意性示出了根据本公开的一个实施例示例性网络架构示意图。

图2示意性示出了根据本公开的一个实施例的通信方法的流程图。

图3示意性示出了根据本公开的一个实施例中转换IP地址的流程示意图。

图4示意性示出了根据本公开的一个实施例中各功能网元之间接口信息示意图。

图5示意性示出了根据本公开的一个实施例中各功能网元的会话消息通信过程的示意图。

图6示意性示出了根据本公开的一个实施例中用户面网关的结构框图。

图7示意性示出了根据本公开的一个实施例中通信系统结构框图。

图8示出了适于用来实现本公开实施例的网络设备框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

为了便于理解，以下对本公开中的相关概念进行示例性解释。

私网，是指企业为了满足企业隐私、通信安全、用户签约管控以及网络资源专享等需求，部署的私有网络。私网的控制面可以包括接入和移动性管理功能(accessandmobility management function，AMF)和会话管理功能(session management function，SMF)。用户面可以包括UPF实体。

公网，可以是运营商网络。控制面可以包括AMF和SMF。用户面可以包括UPF。可选的，公网还包括统一数据管理功能(Unified Data Managemen，UDM)、鉴权服务功能(Authentication Server Function，AUSF)、策略控制功能(policy control function，PCF)、网络切片选择功能(network slice selection function，NSSF)等网元。

SMF，主要用于终端设备的会话管理相关的控制面功能，例如，UPF实体的选择，IP地址的分配，会话的QoS管理，以及从PCF实体获取策略控制等。

UPF，作为PDU会话连接的锚定点，主要负责对终端设备的数据报文过滤、数据传输/转发、速率控制等。

请参见图1，为本公开的通信方法提供了网络架构图，如图1所示，本发明实施例所示的网络架构100可以包括：终端设备101、私网中的第一UPF网元102、公网中的第二UPF网元103、用户面网关104和公网SMF105。第一UPF网元102与第二UPF网元103之间可以通过用户面网关104进行通信。利用图1所示的网络构架，终端设备101可通过RAN节点接入至公网，通过用户面网关104实现公网的第二UPF网元103与私网的第一UPF网元102交互，建立公私网间的协议数据单元(protocol data unit，PDU)会话，该PDU会话至少包括第一UPF网元与第二UPF网元间的数据通道。基于该PDU会话，终端设备101可接入到公网访问私网业务数据，从而可从公网接入利用私网提供的数据业务。其中，终端设备101可以是计算机设备、移动终端设备，例如，移动终端包括但不限于平板电脑、POS(point of sales，销售终端)、车载电脑等；终端设备101还可以是移动电台、用户站、无线设备等，本示例对此不做限定。

本公开的通信方法的终端设备还可以通过私网的RAN节点接入至私网，通过用户面网关104实现私网的第一UPF网元102与公网的第二UPF网元103的交互，建立公私网间的PDU会话，该PDU会话至少包括第一UPF网元与第二UPF网元间的数据通道。基于该PDU会话，终端设备可接入至公网，从而利用公网提供的数据业务。

可选的，图1所示的网络架构还可以包括数据网络DN，DN可分别与私网中的第一UPF网元和公网中的第二UPF网元相连。

参考图2所示，本公开提供的一种示例实施方式的通信方法，可以应用于用户面网关，用于实现公网与私网中UPF的PDU会话。可以包括以下步骤：

步骤S210，接收会话管理网元发送的第二会话请求；其中，所述第二会话请求包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF分配给终端设备在私网中的IP地址，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元。

在本示例实施方式中，第二会话请求可以为会话建立请求信息或其他会话请求信息，本示例对此不做限定。第二会话请求信息可以包括网络流量过滤器策略、报文检测规则(Packet Detection Rules，PDR)、转发操作规则(Forwarding Action Rules，FAR)、核心网通道信息(可以包括用户面网关到专网UPF N9接口标识信息和用户面网关到公网UPF的N9接口标识信息)、地址转换指示中的至少一项，以及分配给终端设备的专网IP地址即第一IP地址。第一IP地址是终端设备所在的私网IP地址。

在本示例实施方式中，会话管理网元可以是(session management function，SMF)。第一UPF网元可以是SMF根据终端设备的数据网络名称(data network name，DNN)和/或切片信息确定的UPF，为终端设备选出其所在园区的专网UPF。之后，在SMF与第一UPF网元之间进行会话请求时，由第一UPF网元为终端设备分配在私网中的IP地址，并将该第一IP地址随会话响应消息而返回给SMF；SMF可以依据该第一IP地址发送第二会话请求。

步骤S220，响应于所述第二会话请求，生成第二会话响应消息；其中，所述第二会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址，所述第二IP地址与第一IP地址不同。

在本示例实施方式中，第二会话响应消息可以携带有第二IP地址，即用户面网关分配给终端设备的公网IP地址。用户面网关可以建立私网IP地址与公网IP地址之间的关联，例如，配置私网IP地址与公网IP地址的映射表。基于该地址关联信息，生成第二会话响应消息。

步骤S230，向所述会话管理网元发送所述第二会话响应消息，以使所述会话管理网元获得第二IP地址，并基于所述第二IP地址生成第三会话请求发送给第二UPF网元。

在本示例实施方式中，第三会话请求可以包括公网IP地址即第二IP地址和/或用户面网关到第二UPF网元的通道标识信息。第二UPF网元可以是公网中的网元。通过接收第三会话请求，使得第二UPF网元获得公网IP地址和用户面网关通道信息，并正常响应该会话请求。

本公开中SMF与AMF之间的交互可以按照3GPP标准流程进行，此处不再赘述。

在本示例实施方式所提供的通信方法中，一方面可以通过用户面网关在用户面(user plane，UP)上，实现私网中的第一UPF网元与公网中的第二UPF网元之间的间接通信，保护公网与私网在用户面直接通信带来的公专网络数据安全隐患。另一方面，通过用户面网关将接收的第二会话请求中的第一IP地址，转换成第二会话响应消息中的第二IP地址，实现了终端设备在私网和公网中IP地址的关联，避免了专网分配的终端设备IP地址与在公网的IP地址产生地址冲突的问题。

下面，在另一实施例中，对上述步骤进行更加详细的说明。

在一些实施例中，所述第二会话请求包括地址转换指示，所述响应于所述第二会话请求，生成第二会话响应消息，包括：

基于所述地址转换指示，将所述第一IP地址转换为第二IP地址。

在本示例实施方式中，地址转换指示可以是添加在该第二会话请求报文头部的标识信息，也可以是在该第二会话请求报文携带的第一IP地址上添加的标识信息，也可以是独立于报文其他部分的独立指示信息，本示例对此不做限定。

在一些实施例中，参考图3，通过步骤S310-S330实现将所述第一IP地址转换为第二IP地址。

步骤S310，基于所述地址转换指示，在公网地址池中选择一个IP地址作为第二IP地址。

在本示例实施方式中，当识别到地址转换指示时，在对应的公网的地址池中选择一个IP地址给终端设备，作为第二IP地址。例如，可以根据预设的地址分配表在公网地址池中选择一个IP地址；也可以根据预设的地址分配策略给终端设备分配地址，还可以是其他IP地址分配方式，本示例对此不做特殊限定。

步骤S320，建立所述第二IP地址与第一IP地址之间的关联关系。

在本示例实施方式中，可以在用户面网关建立第二IP地址与第一IP地址之间的关联关系表并存储。该关联关系表可以用于本次PDU会话过程。

步骤S330，调用所述关联关系，确定所述第一IP地址的转换结果。

在本示例实施方式中，关联关系可以是关联关系表。用户面网关可以通调用该关联关系表，获取第一IP地址对应的第二IP地址，并将该第二IP地址作为第一IP地址的转换结果。也就是说，可以在用户面网关实现第一IP地址到第二IP地址的转换。可以避免公专网分配的终端设备IP地址冲突问题。

在一些实施例中，所述第二会话请求包括流量特征标识信息，所述方法还包括：

基于所述流量特征标识信息过滤目标网络数据流量；所述目标网络数据流量为与所述流量特征标识信息不相关的无效网络数据流量。

在本示例实施方式中，可以通过流量特征标识信息确定该网络数据流量是否有效。例如，流量特征标识信息可以是应用程序APP ID，可以对与该APP ID相关的网络数据流量放通；拦截其他流量，例如可以拦截与流量特征标识信息不相关的无效网络数据流量，也可以拦截不符合转发规则的网络数据流量。

在一些实施例中，所述方法还包括：

向所述会话管理网元上报网关标识，以使所述会话管理网元基于所述网关标识将所述用户面网关配置为公网与专网互通网关。

在本示例实施方式中，网关标识用于指示该网关用于公网与专网的互联互通。可以在用户面网关在与SMF建立偶联时，上报网关标识，以表明该网关可配置为公专网互通网关。

在一些实施例中，所述第二会话请求包括所述第一UPF网元到所述用户面网关的第一接口信息，及所述用户面网关到所述第二UPF网元的第二接口信息；所述方法还包括：

基于所述第一接口信息和第二接口信息，对所述第一UPF网元与所述第二UPF网元之间的网络数据流量进行转发。

在本示例实施方式中，第一接口信息可以包括第一UPF网元到所述用户面网关之间的接口标识信息和/或接口类型信息。第二接口信息可以包括所述用户面网关到所述第二UPF网元之间的接口标识信息和/或接口类型信息。

本实例中，如图4所示，添加用户面网关之后的接口连接方式为：专网UPF的N9接口与用户面网关的一个N9接口相连，用于转发专网UPF与用户面网关之间的网络数据流量。专网UPF(第一UPF网元)的N6接口与专网的DN相连，用于访问专网DN。UPF网关的另一个N9接口与运营商核心网UPF(第二UPF网元)的N9接口相连，用于转发UPF网关与第二UPF网元之间的网络数据流量。这样可以避免第一UPF网元与第二UPF网元直接互通时，将各自的N9接口信息暴露给对端，使公网与私网安全隔离，提高网络安全。运营商核心网UPF的N6接口与公网的DN相连，用于访问公网DN。专网UPF、UPF网关、运营商核心网UPF与SMF之间分别通过N4接口连接，传输会话消息。

本实例中，N9接口是UPF之间的接口，在移动场景下，用户设备与PDU会话锚点(PDUsession anchor，PSA)UPF之间插入中间UPF(Intermediate UPF，I-UPF)进行流量转发，两个UPF之间使用用户面GPRS隧道传输协议(GPRS Tunnel Protocol-User，GTP-U)进行用户面报文的传输。N6接口是UPF和外部DN之间的接口，在特定场景下(例如企业专用MEC访问)，N6接口要求支持专线，可基于IP地址与DN网络通信。

本公开通过在专网UPF和运营商核心网UPF之间插入UPF网关，并通过控制UPF网关来实现专网和运营商网络的用户面隔离，避免双方受到来自N9的无效流量影响。

举例而言，参考图5，为本公开的一个示例性实施例，通过以下步骤实现同一运营商网络中公网和私网的用户面通信。

步骤S501，终端设备通过无线侧向运营商核心网(公网)发送会话流程。

步骤S502，响应于该会话流程，运营商核心网的SMF进行PDU会话认证并建立会话管理策略关联。

在本示例中，SMF处理来自AMF的建立会话管理SM(session management，SM)上下文请求后，完成PDU会话认证流程。

步骤S503，运营商核心网的SMF根据终端设备的DNN和切片信息，选择UPF作为终端为其所在园区的专网UPF即第一UPF网元。

步骤S504，SMF向第一UPF网元发送第一会话请求。

在本示例中，SMF可以基于第一UPF网元的标识信息确定第一UPF网元。第一会话请求可以携带相应的流量分流策略、PDR、从第一UPF网元到UPF网关的N9接口信息和IP地址分配指示，IP地址分配指示用于指示由UPF分配IP地址。

步骤S505，第一UPF网元响应该第一会话请求，生成第一会话响应消息。

在本示例中，第一UDF识别到公网流量后将该流量转发到UPF网关。第一会话响应消息包含第一UPF网元分配给终端设备的第一IP地址。

步骤S506，第一UPF网元向SMF发送第一会话响应消息。

在本示例中，第一会话响应消息携带有第一IP地址，使SMF获得终端设备的私网IP地址。

步骤S507，SMF向用户面网关发送第二会话请求。

在本示例中，第二会话请求可以携带有网络数据流量过滤器策略、报文检测规则PDR、转发操作规则FAR，例如，通过识别会话ID，放通与上述步骤流量特征标识(例如应用程序ID)相关的网络数据流量，拦截其他网络数据流量；以及核心网通道信息(例如用户面网关到专网UPF的N9接口信息、用户面网关到公网UPF的N9接口信息)、分配给终端设备的专网IP地址(如IPa)和地址转换指示。

步骤S508，用户面网关响应于所述第二会话请求，生成第二会话响应消息。

在本示例中，用户面网关基于地址转换指示，在公网中地址池中选择一个地址(如IPb)作为终端设备的公网IP地址，并建立IPa与IPb的关联关系，以避免准公网中的IP地址冲突问题。第二会话响应消息中携带有公网IP地址。

步骤S509，用户面网关向所述SMF发送所述第二会话响应消息。

步骤S510，SMF向第二UPF网元发送第三会话请求。

在本示例中，第三会话请求携带有公网IP地址，以使第二UPF网元获得该公网IP地址。

步骤S511，第二UPF网元响应于接收的第三会话请求，生成第三会话响应消息。

以上示例中，还可以包括步骤S512：SMF向AMF发送传输核心网通道信息和分配给终端设备的第一IP地址，以进行上行通信。同时从AMF获取下行接入网通道信息，以进行下行通信。例如，SMF向专网UPF发起会话修改请求，携带核心网通道信息，包含到UPF网关的N9接口的信息。专网UPF响应会话修改请求。本示例专网UPF和公网UPF之间通过用户面网关建立N9连接，用户面网关根据策略处理用户面流量，拦截无效流量，及终端设备上下行流量的公专网IP地址转换。

在本示例中，终端设备的上行流量和下行流量均需要进行公专网IP地址转换。核心网可以按照标准流程正常响应终端设备的PDU会话请求。

本公开通过用户面网关一方面可以控制公网和私网的用户面的流量转发，在不影响正常业务访问的前提下，消除无效流量对专网和公网的资源消耗，提高设备效能。另一方面，使得专网UPF的N9接口的对端N9接口变为用户面网关的N9接口，可避免公网UPF本端N9接口的地址暴露所带来的安全隐患。此外，本公开通过给用户面网关下发地址转换指示，使得该UPF在流量转发过程中转换IP地址，避免公专网分配的终端设备IP地址冲突问题。

本公开所提的用户面网关的功能已经在3GPP R17中定义的用于隔离控制两个公共陆地移动网络(Public Land Mobile Network，PLMN)用户面之间N9接口交互的标准网元网络间用户面安全(Inter-PLMN User Plane Security，IPUPS)定义。只需配置地址转换功能即可，定制开发量少。此外，只插入一个UPF网关，降低改造和运维成本。

进一步的，本示例实施方式中，还提供了一种用户面网关600。参考图6所示，该用户面网关600可以包括：

接收模块610，用于接收会话管理网元发送的第一会话请求；其中，所述第一会话请求包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF分配给终端设备在私网中的IP地址，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元。

响应模块620，用于响应于所述第一会话请求，生成第一会话响应消息；其中，所述第一会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址，所述第二IP地址与第一IP地址不同。

发送模块630，用于向所述会话管理网元发送所述第一会话响应消息，以使所述会话管理网元获得第二IP地址，并基于所述第二IP地址生成第二会话请求发送给第二UPF网元；所述第二UPF网元为公网中的网元。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二会话请求包括地址转换指示，所述响应模块620包括：

转换模块，可以用于基于所述地址转换指示，将所述第一IP地址转换为第二IP地址。

在本公开的一种示例性实施例中，转换模块包括：

选取子模块，可以用于基于所述地址转换指示，在公网地址池中选择一个IP地址作为第二IP地址。

建立子模块，可以用于建立所述第二IP地址与第一IP地址之间的关联关系。

确定子模块，可以用于调用所述关联关系，确定所述第一IP地址的转换结果。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二会话请求包括流量特征标识信息，所述用户面网关600还包括：

过滤模块，可以用于基于所述流量特征标识信息过滤目标网络数据流量；所述目标网络数据流量为与所述流量特征标识信息不相关的无效网络数据流量。

在本公开的一种示例性实施例中，所述用户面网关600还包括：

上报模块，可以用于向所述会话管理网元上报网关标识，以使所述会话管理网元基于所述网关标识将所述用户面网关配置为公网与专网互通网关。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二会话请求包括所述第一UPF网元到所述用户面网关的第一接口信息，及所述用户面网关到所述第二UPF网元的第二接口信息；所述用户面网关600还包括：

流量转发模块，基于所述第一接口信息和第二接口信息，对所述第一UPF网元与所述第二UPF网元之间的网络数据流量进行转发。

上述用户面网关中各模块或单元的具体细节已经在对应的通信方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

本公开还提供了一种通信系统700，包括第一用户面功能UPF网元710、会话管理网元720、用户面网关730和第二UPF网元740；其中，所述第一UPF网元710为终端设备所在私网中的网元，所述第二UPF网元740为公网中的网元；

所述会话管理网元720，用于向所述第一UPF网元发送第一会话请求；

所述第一UPF网元710，用于基于接收的所述第一会话请求，生成第一会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第一会话响应消息；其中，所述第一会话响应消息包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF分配给终端设备在私网中的IP地址；

所述会话管理网元720，还用于响应于接收的所述第一会话响应消息，生成第二会话请求，并向所述用户面网关发送所述第二会话请求；其中，所述第二会话请求包括第一IP地址；

所述用户面网关730，用于响应于接收的所述第二会话请求，生成第二会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第二会话响应消息；其中，所述第二会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址；

所述会话管理网元720，还用于基于接收的所述第二会话响应消息，生成第三会话请求，并向所述第二UPF网元发送所述第三会话请求；其中，所述第三会话请求包括第二IP地址；

所述第二UPF网元740，用于响应于接收的所述第三会话请求，生成第三会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第三会话响应消息。

上述通信系统中各模块或单元的具体细节已经在对应的通信方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的网络设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该网络设备中。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一个该网络设备执行时，使得该网络设备实现如下述实施例中所述的方法。例如，所述的网络设备可以实现如图2～图5所示的各个步骤等。

需要说明的是，本公开所示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。

此外，在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的网络设备。所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图8来描述根据本公开的这种实施例的网络设备800。图8显示的网络设备800仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，网络设备800以通用计算设备的形式表现。网络设备800的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元810、上述至少一个存储单元820、连接不同系统组件(包括存储单元820和处理单元810)的总线830、显示单元840。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元810执行，使得所述处理单元810执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施例的步骤。

存储单元820可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)8201和/或高速缓存存储单元8202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)8203。

存储单元820还可以包括具有一组(至少一个)程序模块8205的程序/实用工具8204，这样的程序模块8205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线830可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

网络设备800也可以与一个或多个外部设备900(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该网络设备800交互的设备通信，和/或与使得该网络设备800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口850进行。并且，网络设备800还可以通过网络适配器860与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器860通过总线830与网络设备800的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合网络设备800使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RA标识系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台网络设备执行根据本公开实施例的方法。

此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。

应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种通信方法，应用于用户面网关，其特征在于，所述方法包括：

接收会话管理网元发送的第二会话请求；其中，所述第二会话请求包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF分配给终端设备在私网中的IP地址，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元；

响应于所述第二会话请求，生成第二会话响应消息；其中，所述第二会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址，所述第二IP地址与第一IP地址不同；

向所述会话管理网元发送所述第二会话响应消息，以使所述会话管理网元获得第二IP地址，并基于所述第二IP地址生成第三会话请求发送给第二UPF网元；所述第二UPF网元为公网中的网元。

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述第二会话请求包括地址转换指示，所述响应于所述第二会话请求，生成第二会话响应消息，包括：

基于所述地址转换指示，将所述第一IP地址转换为第二IP地址。

3.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述将所述第一IP地址转换为第二IP地址，包括：

基于所述地址转换指示，在公网地址池中选择一个IP地址作为第二IP地址；

建立所述第二IP地址与第一IP地址之间的关联关系；

调用所述关联关系，确定所述第一IP地址的转换结果。

4.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述第二会话请求包括流量特征标识信息，所述方法还包括：

基于所述流量特征标识信息过滤目标网络数据流量；所述目标网络数据流量为与所述流量特征标识信息不相关的无效网络数据流量。

5.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

向所述会话管理网元上报网关标识，以使所述会话管理网元基于所述网关标识将所述用户面网关配置为公网与专网互通网关。

6.根据权利要求1-5任一项所述的通信方法，其特征在于，所述第二会话请求包括所述第一UPF网元到所述用户面网关的第一接口信息，及所述用户面网关到所述第二UPF网元的第二接口信息；所述方法还包括：

基于所述第一接口信息和第二接口信息，对所述第一UPF网元与所述第二UPF网元之间的网络数据流量进行转发。

7.一种用户面网关，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收会话管理网元发送的第一会话请求；其中，所述第一会话请求包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF网元分配给终端设备在私网中的IP地址，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元；

响应模块，用于响应于所述第一会话请求，生成第一会话响应消息；其中，所述第一会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址，所述第二IP地址与第一IP地址不同；

发送模块，用于向所述会话管理网元发送所述第一会话响应消息，以使所述会话管理网元获得第二IP地址，并基于所述第二IP地址生成第二会话请求发送给第二UPF网元；所述第二UPF网元为公网中的网元。

8.一种通信系统，其特征在于，包括第一用户面功能UPF网元、会话管理网元、用户面网关和第二UPF网元；其中，所述第一UPF网元为终端设备所在私网中的网元，所述第二UPF网元为公网中的网元；

所述会话管理网元，用于向所述第一UPF网元发送第一会话请求；

所述第一UPF网元，用于基于接收的所述第一会话请求，生成第一会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第一会话响应消息；其中，所述第一会话响应消息包括第一IP地址，所述第一IP地址用于指示第一用户面功能UPF分配给终端设备在私网中的IP地址；

所述会话管理网元，还用于响应于接收的所述第一会话响应消息，生成第二会话请求，并向所述用户面网关发送所述第二会话请求；其中，所述第二会话请求包括第一IP地址；

所述用户面网关，用于响应于接收的所述第二会话请求，生成第二会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第二会话响应消息；其中，所述第二会话响应消息包括第二IP地址，所述第二IP地址用于指示终端设备访问公网业务的IP地址；

所述会话管理网元，还用于基于接收的所述第二会话响应消息，生成第三会话请求，并向所述第二UPF网元发送所述第三会话请求；其中，所述第三会话请求包括第二IP地址；

所述第二UPF网元，用于响应于接收的所述第三会话请求，生成第三会话响应消息，并向所述会话管理网元发送所述第三会话响应消息。

9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

10.一种网络设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

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