CN115604184A - 数据路由方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种数据路由方法及装置，数据路由方法包括：接收来自核心网分配的子IP池，所述子IP池包括多个IP地址；接收来自用户设备的IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，所述目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池；将所述目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果；根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。本发明技术方案能够实现新无线网络中局域网设备间的本地路由。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据路由方法及装置。
背景技术
当前第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)通信中，终端到终端的通信都是经由核心网完成。在第五代移动通信技术(5th generationmobile networks or 5th generation wireless systems,5G)中，引入了5G局域网(LocalArea Network,LAN)的概念，但还是需要到核心网的用户平面功能(User Plane Function,UPF)中进行本地切换，或者通过PDU会话锚点(PDU Session Anchor,PSA)UPF之间的隧道进行局域网通信。
未来有越来越多的家庭网络，这些家庭网络内的设备经过同一个接入点，如前置无线接入站/驻地无线接入网(Premises Radio Access Station,PRAS)等，或经过同一个家庭网关，如演进的家庭网关(Evolved Residential Gateway,eRG)等接入5G核心网，且大量数据仅发生在同一家庭网络下的设备之间(如连接打印机等)。
但是，在现有的家庭网络中，设备间的数据经过核心网的路由就会低效且延时较大。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何实现新无线网络中局域网设备间的本地路由。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种数据路由方法，数据路由方法包括：接收来自核心网分配的子IP池，所述子IP池包括多个IP地址；接收来自用户设备的IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，所述目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池；将所述目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果；根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
可选的，所述根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包包括：如果所述匹配结果表示所述子IP池内存在与所述目标地址相匹配的IP地址，则本地路由所述IP包；或者，如果所述匹配结果表示所述子IP池内不存在与所述目标地址相匹配的IP地址，则将所述IP包转发至上一级路由节点。
可选的，所述接收来自核心网分配的子IP池之前包括：在向所述核心网进行注册时，上报支持PDU会话的能力，以供所述核心网根据所述支持PDU会话的能力分配所述子IP池。
可选的，所述支持PDU会话的能力包括支持的PDU会话的最大数量或者支持的局域网PDU会话的最大数量，所述最大数量的值越大，所述子IP池内的IP地址的数量越多。
为解决上述技术问题，本发明实施例还公开一种数据路由方法，数据路由方法包括：为各个接入设备分别分配子IP池，所述子IP池包括多个IP地址，不同接入设备对应的子IP池内的IP地址不重叠；在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备，其中，每一用户设备发送的IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
可选的，所述在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备包括：根据所述PDU会话对应的业务类型确定是否授权所述用户设备进行本地路由，和/或根据所述用户设备的标识确定是否授权所述用户设备进行本地路由；在确定授权所述用户设备进行本地路由时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备。
可选的，所述为各个接入设备分别分配子IP池包括：从当前UPF对应的一个或多个IP池中选择IP地址，以得到各个接入设备对应的子IP池；将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址发送至所述接入设备。
可选的，所述将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址发送至所述接入设备包括：将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址逐个发送至所述接入设备；或者，在所述子IP池内的各个IP地址在数值上连续时，将所述子IP池内数值最小的IP地址、数值最大的IP地址和/或IP地址的总数量发送至所述接入设备。
可选的，所述数据路由方法还包括：监测各个网关对应的子IP池内IP地址的利用率，并根据所述利用率更新所述子IP池；和/或，监测当前UPF的负载，并根据所述负载更新所述子IP池。
本发明实施例还公开了一种数据路由方法，数据路由方法包括：在建立PDU会话时，向核心网发送当前连接的接入设备的标识；接收所述核心网分配的IP地址，所述核心网从所述接入设备对应的子IP池内选择所述IP地址，所述子IP池包括多个IP地址；发送IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例还公开了一种数据路由装置，其特征在于，包括：
子IP池接收模块，用于接收来自核心网分配的子IP池，所述子IP池包括多个IP地址；
IP包接收模块，用于接收来自用户设备的IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，所述目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池；
匹配模块，用于将所述目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果；
路由模块，用于根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例还公开了一种数据路由装置，其特征在于，包括：
子IP池分配模块，用于为各个接入设备分别分配子IP池，所述子IP池包括多个IP地址，不同接入设备对应的子IP池内的IP地址不重叠；
IP地址分配模块，用于在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备，其中，每一用户设备发送的IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例还公开了一种数据路由装置，数据路由装置包括：标识发送模块，用于在建立PDU会话时，向核心网发送当前连接的接入设备的标识；IP地址接收模块，用于接收所述核心网分配的IP地址，所述核心网从所述接入设备对应的子IP池内选择所述IP地址，所述子IP池包括多个IP地址；IP包发送模块，用于发送IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例还公开了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运行时执行所述数据路由方法的步骤。
本发明实施例还公开了一种接入设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行所述数据路由方法的步骤。
本发明实施例还公开了一种核心网设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行所述数据路由方法的步骤。
本发明实施例还公开了一种用户设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行所述数据路由方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案中，各个接入设备，如家庭网关对应有子IP池，与该家庭网关相连接的用户设备的IP地址是从该家庭网关对应的子IP池中选取的，那么家庭网关在收到IP包后，可以根据IP包中的目标地址决定是否执行本地路由。本发明技术方案对于局域网内用户设备之间的业务，可以通过在不同接入设备之间的本地路由实现设备到设备的高效路由，以降低数据传输时延，提升数据传输效率。
附图说明
图1是现有技术一种数据路由场景示意图；
图2是本发明实施例一种数据路由方法的流程图；
图3是本发明实施例另一种数据路由方法的流程图；
图4是本发明实施例又一种数据路由方法的流程图；
图5是本发明实施例一种应用场景的示意图；
图6是本发明实施例一种数据路由装置的结构示意图；
图7是本发明实施例另一种数据路由装置的结构示意图；
图8是本发明实施例又一种数据路由装置的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，在现有的家庭网络中，设备间的数据经过核心网的路由就会低效且延时较大。
本申请发明人还发现，根据目前3GPP在室内增强方面的研究进展，TR22.858引入了一种新的应用场景。在该场景中，通过同一eRG接入的设备，可以不经过5G核心网而在eRG处实现本地路由，如将地下室传感器获取到的信息通过PRAS-eRG-PRAS，传到位于阁楼上的用户终端上，高效且快速。但目前的5G局域网(Local Area Network,LAN)是以UPF为局域网的锚点进行的，即在进行局域网通信时，所有的数据必须通过UPF进行本地路由转发。如图1所示，局域网内的用户设备(User Equipment,UE)有打印机UE1、计算机UE2、多个传感器UE3，UE1、UE2和UE3之间在传输数据时，均需要经过基站以及核心网进行路由转发。在R16和R17的研究中，5G LAN支持两种类型的局域网通信，基于UPF的本地切换(Local-switchbased)和基于PSA UPF的N19隧道(N19-based)。目前的方案已经可以对支持局域网的UE间的通信免去向数据网络(Data Network)的转发，但还必须经由核心网，尤其是UPF，而不能经过本地的一些网络节点(如PRAS/eRG等)进行本地路由转发。
本发明实施例中所称IP的全称为Internet Protocol，中文含义为网际互连协议。
本发明技术方案中，各个网络节点，如家庭网关对应有子IP池，与该家庭网关相连接的用户设备的IP地址是从该家庭网关对应的子IP池中选取的，那么家庭网关在收到IP包后，可以根据IP包中的目标地址决定是否执行本地路由。本发明技术方案对于局域网内用户设备之间的业务，可以通过在不同网络节点之间的本地路由实现设备到设备的高效路由。
本方明技术方案可适用于5G(5Generation)通信系统，还可适用于4G、3G通信系统，还可适用于未来新的各种通信系统，例如6G、7G等。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图2是本发明实施例一种数据路由方法的流程图。
本发明实施例的数据路由方法可以用于局域网中的网络节点(也可以称为接入设备)侧，例如家庭网关(Residential Gateway,RG)、演进的家庭网关(Evolved ResidentialGateway,eRG)、前置无线接入站/驻地无线接入网(Premises Radio Access Station,PRAS)等。也即可以由上述接入设备执行图2所示方法的各个步骤。
具体地，所述数据路由方法可以包括以下步骤：
步骤S201：接收来自核心网分配的子IP池，所述子IP池包括多个IP地址；
步骤S202：接收来自用户设备的IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，所述目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池；
步骤S203：将所述目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果；
步骤S204：根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
需要指出的是，本实施例中各个步骤的序号并不代表对各个步骤的执行顺序的限定。
本发明实施例中，每个UPF对应一个或多个IP池，每个IP池对应一个数据网络名(Data Network Name,DNN)，同一个5G LAN下的用户设备(User Equipment,UE)对应相同的DNN的具体的IP池的设定可以是由网管、动态主机配置协议(Dynamic Host ConfigurationProtocol,DHCP)服务器等进行配置。
本发明实施例中，局域网内包括至少一个接入设备以及至少一个用户设备。用户设备接入所述接入设备。
具体实施中，核心网可以为局域网中的接入设备分配子IP池，子IP池可以是当前UPF对应的一个或多个IP池的子集，也即子IP池中的IP地址选自当前UPF对应的一个或多个IP池中的IP地址。接入设备对应的子IP池为该接入设备专用，主要用于分配给该接入设备下的用户设备。不同接入设备对应的子IP池内的IP地址不重叠。
核心网在为接入设备分配子IP池完成后，可以将该子IP池的内容通知接入设备。在步骤S201的具体实施中，接入设备从核心网接收分配给该接入设备的子IP池。
具体实施中，用户设备在发送IP包时，IP包内包括目标用户设备的目标地址，目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池。
由此，在步骤S202的具体实施中，接入设备在接收到IP包后，可以获得该IP包的目标用户设备的目标地址。具体可以是通过解析该IP包的包头获得该目标地址。
在步骤S203的具体实施中，接入设备可以将目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果。也就是说，接入设备通过将目标地址与其对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，可以确定目标用户设备是否与该接入设备相连接。
进而在步骤S204中，接入设备可以根据匹配结果确定是否本地路由所述IP包。其中，本地路由IP包是指不经过核心网直接转发该IP包。
匹配结果表示所述子IP池内存在与所述目标地址相匹配的IP地址时，表示目标用户设备与该接入设备相连接，则接入设备可以对该IP包直接进行本地路由。反之，匹配结果表示所述子IP池内不存在与所述目标地址相匹配的IP地址时，表示目标用户设备未与该接入设备相连接，则接入设备可以将IP包转发至上一级路由节点。
本发明实施例中通过对IP地址进行配置，例如为接入设备配置子IP池、为用户设备配置其所连接的接入设备对应的子IP池内IP地址，使得接入设备在转发数据包时，可以获知数据包的目标用户设备是否是与其连接的用户设备(在接入设备与其连接的用户设备之间才能够实现本地路由)，以实现本地路由。
本发明实施例对于局域网内用户设备之间的业务，可以通过在不同接入设备之间的本地路由实现设备到设备的高效路由，以降低数据传输时延，提升数据传输效率。
在本发明一个非限制性的实施例中，图2所示步骤S204可以包括以下步骤：如果所述匹配结果表示所述子IP池内存在与所述目标地址相匹配的IP地址，则本地路由所述IP包；或者，如果所述匹配结果表示所述子IP池内不存在与所述目标地址相匹配的IP地址，则将所述IP包转发至上一级路由节点。
如前所述，匹配结果可以表示目标用户设备是否与该接入设备相连接。在目标用户设备与该接入设备相连接的情况下，接入设备可以实现本地路由，否则需要转发至上一节点，经由核心网进行路由。
在本发明一个非限制性的实施例中，图2所示步骤S201之前可以包括以下步骤：在向所述核心网进行注册时，上报支持PDU会话的能力，以供所述核心网根据所述支持PDU会话的能力分配所述子IP池。
本实施例中，接入设备注册到核心网时，向核心网，如网元功能(Network ElementFunction,NEF)上报其能力。具体可以是上报支持PDU会话的能力，以供所述核心网根据所述支持PDU会话的能力分配所述子IP池。
进一步地，所述支持PDU会话的能力包括支持的PDU会话的最大数量或者支持的局域网PDU会话的最大数量，所述最大数量的值越大，所述子IP池内的IP地址的数量越多。
具体地，核心网可以基于接入设备的能力，从分配给UPF的IP池中挑选一部分作为该接入设备专用的子IP池。
请参照图3，本发明实施例的数据路由方法可以用于局域网中的核心网侧。也即可以由核心网执行图3所示方法的各个步骤。
具体地，所述数据路由方法可以包括以下步骤：
步骤S301：为各个接入设备分别分配子IP池，所述子IP池包括多个IP地址，不同接入设备对应的子IP池内的IP地址不重叠；
步骤S302：在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备，其中，每一用户设备发送的IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例中，核心网可以为各个接入设备分别分配子IP池。除此之外，核心网还可以为UE分配IP地址。其中，UE的IP地址是从该UE所连接的接入设备对应的子IP池内选择的。
由此，通过核心网对接入设备配置IP池，以及为用户设备配置IP地址，使得接入设备实现对数据包的本地路由。
在本发明一个非限制性的实施例中，图3所示步骤S302可以包括以下步骤：根据所述PDU会话对应的业务类型确定是否授权所述用户设备进行本地路由，和/或根据所述用户设备的标识确定是否授权所述用户设备进行本地路由；在确定授权所述用户设备进行本地路由时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备。
本发明实施例中，在为用户设备分配IP地址时，需要先判断该用户设备或者该用户设备建立的PDU会话对应的业务是否授权允许本地路由。具体地，该授权可以是核心网预先配置好的。只有在该用户设备或者该用户设备建立的PDU会话对应的业务授权允许本地路由时，才会从子IP池中选择IP地址分配给用户设备。否则，核心网从子IP池之外为用户设备分配IP地址。
在本发明一个非限制性的实施例中，图3所示步骤S301可以包括以下步骤：从当前UPF对应的一个或多个IP池中选择IP地址，以得到各个接入设备对应的子IP池；将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址发送至所述接入设备。
进一步地，将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址逐个发送至所述接入设备；或者，在所述子IP池内的各个IP地址在数值上连续时，将所述子IP池内数值最小的IP地址、数值最大的IP地址以及IP地址的总数量发送至所述接入设备。
本发明实施例中，在子IP池内的IP地址是连续的情况下，可以仅将数值最小的IP地址、数值最大的IP地址以及IP地址的总数量发送至所述接入设备，以减小发送的数据量，节省信令开销。
在本发明一个非限制性的实施例中，核心网监测各个网关对应的子IP池内IP地址的利用率，并根据所述利用率更新所述子IP池；和/或，监测当前UPF的负载，并根据所述负载更新所述子IP池。
本发明实施例中，核心网可以监测子IP池内IP地址的利用率，该利用率可以是已使用的IP地址数量与总IP地址数量的比值，该利用率可以衡量该接入设备的活跃程度。根据所述利用率更新所述子IP池可以是，在利用率低于预设门限时，减少所述子IP池内IP地址的数量，或者重新为该IP子池配置更少数量的IP地址；在在利用率达到预设门限时，增加所述子IP池内IP地址的数量，或者重新为该IP子池配置更多数量的IP地址。
本发明实施例中，核心网还可以监测当前UPF的负载，UPF的负载可以表示当前UPF的负荷，具体可以采用任意可实施的方式来计算。根据所述负载更新所述子IP池是指，在负载达到预设阈值时，表示当前UPF的负载较重，需要切换UPF，因而也需要相应的更新子IP池，也即从切换后的UPF对应的IP池内选择IP地址重新分配给所述子IP池。
具体实施中，核心网可以是在一段时间，如长度为预设时长的时间段内监测获得上述利用率和负载的。
请参照图4，本发明实施例的数据路由方法可以用于局域网中的用户设备侧，例如手机、计算机、平板电脑、打印机、智能家居设备等。也即可以由用户设备执行图4所示方法的各个步骤。
具体地，所述数据路由方法可以包括以下步骤：
步骤S401：在建立PDU会话时，向核心网发送当前连接的接入设备的标识；
步骤S402：接收所述核心网分配的IP地址，所述核心网从所述接入设备对应的子IP池内选择所述IP地址，所述子IP池包括多个IP地址；
步骤S403：发送IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例中，用户设备可以在建立PDU会话时，携带当前连接的接入设备的标识，如eRG的标识至核心网。以使得核心网从该接入设备的标识指示的接入设备对应的子IP池内为该用户设备分配IP地址。
用户设备在发送IP包时，携带有目标用户设备的目标地址。目标用户设备的IP地址也是由核心网按照上述方式分配的。通过上述方式，使得接入设备能够根据用户设备的IP地址确认其是否是与其相连接的用户设备，从而确定是否能够执行数据包的本地路由。
在本发明一个具体应用场景中，请参照图5，图5示出了一种局域网的网络架构图。
在图5所示的局域网中，包括多个用户设备UE1、UE2、UE3和UE4。UE1和UE2接入站点PRAS1，UE3和UE4接入站点PRAS1。站点PRAS1和站点PRAS2接入家庭网关eRG1。家庭网关eRG1通过上层网络节点Node1接入核心网(图未示)。
具体地，家庭网关eRG1注册到核心网时向核心网(如NEF)上报其能力，包括但不限于最大支持的PUD会话数、最大的5G LAN PDU会话数等。核心网可以基于eRG的能力，从分配给UPF的IP池中挑选一部分作为该eRG专用的子IP池。核心网将选择的子IP池通知对应的家庭网关eRG1。
UE建立PDU会话时，携带对应的家庭网关eRG ID。核心网，如会话管理功能(Session Management Function,SMF)，在对建立的PDU会话分配IP地址时，对于允许本地路由的并经过特定的eRG ID的PDU会话，从对应的子IP池中挑选IP地址。
UE发送的IP包经过家庭网关eRG1时，若目标地址在对应的子IP池内，则由家庭网关eRG1进行本地路由，否则，由家庭网关eRG1转发到上一级路由节点Node1，家庭网关eRG1本地路由的具体规则，由家庭网关eRG1制定。核心网可根据UPF IP池的变动、UPF负载情况等，重新分配子IP池，并通知对应家庭网关eRG1。
例如，核心网为家庭网关eRG1分配子IP池[10.1.0.23，10.1.0.24，10.1.0.27，10.1.0.28]。核心网为UE1分配IP地址10.1.0.23，为UE2分配IP地址10.1.0.24，为UE3分配IP地址10.1.0.27，为UE4分配IP地址10.1.0.28。当UE1有IP包要发给UE3时，IP包中携带有目标地址10.1.0.27。IP包经由站点PRAS1传输至家庭网关eRG1，当IP包到达家庭网关eRG1时，家庭网关eRG1判断目标地址10.1.0.27存在于子IP池内，则家庭网关eRG1将IP包经由站点PRAS2传输至UE3，实现局域网内的本地路由，无需经过核心网。需要说明的是，此处的IP地址仅为示例，不代表真实的IP地址。
需要说明的是，对于站点PRAS1和PRAS2，无需按照IP地址进行数据包的路由。具体地，当有IP包到达时，如果该IP包是上行数据包，则PRAS1和PRAS2直接将数据包转发至家庭网关eRG1；如果该IP包是下行数据包(数据包中包括UE的标识，如小区无线网络临时标识(Cell-Radio Network Temporary Identifier,C-RNTI)等)，则PRAS1和PRAS2直接将数据包转发至对应的UE。
请参照图6，本发明实施例还公开了一种数据路由装置60，数据路由装置60包括：
子IP池接收模块601，用于接收来自核心网分配的子IP池，所述子IP池包括多个IP地址；
IP包接收模块602，用于接收来自用户设备的IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，所述目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池；
匹配模块603，用于将所述目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果；
路由模块604，用于根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例的数据路由装置60可以对应于接入设备，如家庭网关(ResidentialGateway,RG)、演进的家庭网关(Evolved Residential Gateway,eRG)、前置无线接入站/驻地无线接入网(Premises Radio Access Station,PRAS)等，中具有数据路由功能的芯片，例如SOC(System-On-a-Chip，片上系统)、基带芯片等；或者对应于接入设备中包括具有数据路由功能的芯片模组；或者对应于具有数据处理功能芯片的芯片模组，或者对应于接入设备。
请参照图7，本发明实施例还公开了一种数据路由装置70，数据路由装置70包括：
子IP池分配模块701，用于为各个接入设备分别分配子IP池，所述子IP池包括多个IP地址，不同接入设备对应的子IP池内的IP地址不重叠；
IP地址分配模块702，用于在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备，其中，每一用户设备发送的IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例的数据路由装置70可以对应于核心网设备中具有数据路由功能的芯片，例如SOC(System-On-a-Chip，片上系统)、基带芯片等；或者对应于核心网设备中包括具有数据路由功能的芯片模组；或者对应于具有数据处理功能芯片的芯片模组，或者对应于核心网设备。
请参照图8，本发明实施例还公开了一种数据路由装置80，数据路由装置80包括：
标识发送模块801，用于在建立PDU会话时，向核心网发送当前连接的接入设备的标识；
IP地址接收模块802，用于接收所述核心网分配的IP地址，所述核心网从所述接入设备对应的子IP池内选择所述IP地址，所述子IP池包括多个IP地址；
IP包发送模块803，用于发送IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
本发明实施例的数据路由装置80可以对应于用户设备中具有数据路由功能的芯片，例如SOC(System-On-a-Chip，片上系统)、基带芯片等；或者对应于用户设备中包括具有数据路由功能的芯片模组；或者对应于具有数据处理功能芯片的芯片模组，或者对应于用户设备。
关于所述数据路由装置60、数据路由装置70和数据路由装置80的工作原理、工作方式的更多内容，可以参照图2至图5中的相关描述，这里不再赘述。
关于上述实施例中描述的各个装置、产品包含的各个模块/单元，其可以是软件模块/单元，也可以是硬件模块/单元，或者也可以部分是软件模块/单元，部分是硬件模块/单元。例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。
本发明实施例还公开了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运行时可以执行图2、图3或图4中所示的数据路由方法的步骤。所述存储介质可以包括ROM、RAM、磁盘或光盘等。所述存储介质还可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器等。
本发明实施例还公开了一种接入设备，所述接入设备可以包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器运行所述计算机程序时可以执行图2中所示的数据路由方法的步骤。所述接入设备包括但不限于局域网中的网络节点(也可以称为接入设备)侧，例如家庭网关(Residential Gateway,RG)、演进的家庭网关(Evolved Residential Gateway,eRG)、前置无线接入站/驻地无线接入网(Premises Radio Access Station,PRAS)等。
本发明实施例还公开了一种核心网设备，所述核心网设备可以包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器运行所述计算机程序时可以执行图3中所示的数据路由方法的步骤。
本发明实施例还公开了一种用户设备，所述用户设备可以包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器运行所述计算机程序时可以执行图4中所示的数据路由方法的步骤。所述用户设备包括但不限于手机、计算机、平板电脑、打印机、智能家居设备、传感器设备等终端设备。
本方明技术方案也适用于不同的网络架构，包括但不限于中继网络架构、双链接架构、Vehicle-to-Everything(车辆到任何物体的通信)架构等架构。
本申请实施例中所述核心网可以是演进型分组核心网(evolved packet core，简称EPC)、5G Core Network(5G核心网)，还可以是未来通信系统中的新型核心网。5G CoreNetwork由一组设备组成，并实现移动性管理等功能的接入和移动性管理功能(Access andMobility Management Function，AMF)、提供数据包路由转发和QoS(Quality of Service)管理等功能的用户面功能(User Plane Function,UPF)、提供会话管理、IP地址分配和管理等功能的会话管理功能(Session Management Function，SMF)等。EPC可由提供移动性管理、网关选择等功能的MME、提供数据包转发等功能的Serving Gateway(S-GW)、提供终端地址分配、速率控制等功能的PDN Gateway(P-GW)组成。
本申请实施例中的基站(base station，简称BS)，也可称为基站设备，是一种部署在无线接入网(RAN)用以提供无线通信功能的装置。例如在2G网络中提供基站功能的设备包括基地无线收发站(英文：base transceiver station,简称BTS)，3G网络中提供基站功能的设备包括节点B(NodeB)，在4G网络中提供基站功能的设备包括演进的节点B(evolvedNodeB，eNB)，在无线局域网络(wireless local area networks，简称WLAN)中，提供基站功能的设备为接入点(access point，简称AP)，5G新无线(New Radio，简称NR)中的提供基站功能的设备gNB,以及继续演进的节点B(ng-eNB),其中gNB和终端之间采用NR技术进行通信，ng-eNB和终端之间采用E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)技术进行通信，gNB和ng-eNB均可连接到5G核心网。本申请实施例中的基站还包含在未来新的通信系统中提供基站功能的设备等。
本申请实施例中的基站控制器，是一种管理基站的装置，例如2G网络中的基站控制器(base station controller，简称BSC)、3G网络中的无线网络控制器(radio networkcontroller，简称RNC)、还可指未来新的通信系统中控制管理基站的装置。
本发明实施例中的网络侧network是指为终端提供通信服务的通信网络，包含无线接入网的基站，还可以包含无线接入网的基站控制器，还可以包含核心网侧的设备。
本申请实施例中的终端可以指各种形式的用户设备(user equipment，简称UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台(mobile station，建成MS)、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端设备(terminal equipment)、无线通信设备、用户代理或用户装置。终端设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session InitiationProtocol，简称SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop，简称WLL)站、个人数字处理(Personal Digital Assistant，简称PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备，未来5G网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(Public Land Mobile Network，简称PLMN)中的终端设备等，本申请实施例对此并不限定。
本申请实施例定义接入网到终端的单向通信链路为下行链路，在下行链路上传输的数据为下行数据，下行数据的传输方向称为下行方向；而终端到接入网的单向通信链路为上行链路，在上行链路上传输的数据为上行数据，上行数据的传输方向称为上行方向。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/“，表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
本申请实施例中出现的“连接”是指直接连接或者间接连接等各种连接方式，以实现设备间的通信，本申请实施例对此不做任何限定。
应理解，本申请实施例中，所述处理器可以为中央处理单元(central processingunit，简称CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，简称DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (17)
1.一种数据路由方法，其特征在于，包括：
接收来自核心网分配的子IP池，所述子IP池包括多个IP地址；
接收来自用户设备的IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，所述目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池；
将所述目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果；
根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
2.根据权利要求1所述的数据路由方法，其特征在于，所述根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包包括：
如果所述匹配结果表示所述子IP池内存在与所述目标地址相匹配的IP地址，则本地路由所述IP包；
或者，如果所述匹配结果表示所述子IP池内不存在与所述目标地址相匹配的IP地址，则将所述IP包转发至上一级路由节点。
3.根据权利要求1所述的数据路由方法，其特征在于，所述接收来自核心网分配的子IP池之前包括：
在向所述核心网进行注册时，上报支持PDU会话的能力，以供所述核心网根据所述支持PDU会话的能力分配所述子IP池。
4.根据权利要求3所述的数据路由方法，其特征在于，所述支持PDU会话的能力包括支持的PDU会话的最大数量或者支持的局域网PDU会话的最大数量，所述最大数量的值越大，所述子IP池内的IP地址的数量越多。
5.一种数据路由方法，其特征在于，包括：
为各个接入设备分别分配子IP池，所述子IP池包括多个IP地址，不同接入设备对应的子IP池内的IP地址不重叠；
在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备，其中，每一用户设备发送的IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
6.根据权利要求5所述的数据路由方法，其特征在于，所述在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备包括：
根据所述PDU会话对应的业务类型确定是否授权所述用户设备进行本地路由，和/或根据所述用户设备的标识确定是否授权所述用户设备进行本地路由；
在确定授权所述用户设备进行本地路由时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备。
7.根据权利要求5所述的数据路由方法，其特征在于，所述为各个接入设备分别分配子IP池包括：
从当前UPF对应的一个或多个IP池中选择IP地址，以得到各个接入设备对应的子IP池；
将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址发送至所述接入设备。
8.根据权利要求7所述的数据路由方法，其特征在于，所述将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址发送至所述接入设备包括：
将每个接入设备对应的子IP池内的各个IP地址逐个发送至所述接入设备；
或者，在所述子IP池内的各个IP地址在数值上连续时，将所述子IP池内数值最小的IP地址、数值最大的IP地址和/或IP地址的总数量发送至所述接入设备。
9.根据权利要求5所述的数据路由方法，其特征在于，还包括：
监测各个网关对应的子IP池内IP地址的利用率，并根据所述利用率更新所述子IP池；
和/或，监测当前UPF的负载，并根据所述负载更新所述子IP池。
10.一种数据路由方法，其特征在于，包括：
在建立PDU会话时，向核心网发送当前连接的接入设备的标识；
接收所述核心网分配的IP地址，所述核心网从所述接入设备对应的子IP池内选择所述IP地址，所述子IP池包括多个IP地址；
发送IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
11.一种数据路由装置，其特征在于，包括：
子IP池接收模块，用于接收来自核心网分配的子IP池，所述子IP池包括多个IP地址；
IP包接收模块，用于接收来自用户设备的IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，所述目标地址选自所述目标用户设备所连接的接入设备对应的子IP池；
匹配模块，用于将所述目标地址与所述子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果；
路由模块，用于根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
12.一种数据路由装置，其特征在于，包括：
子IP池分配模块，用于为各个接入设备分别分配子IP池，所述子IP池包括多个IP地址，不同接入设备对应的子IP池内的IP地址不重叠；
IP地址分配模块，用于在用户设备建立PDU会话时，根据所述用户设备所连接的接入设备从所述接入设备对应的子IP池内选择IP地址分配给所述用户设备，其中，每一用户设备发送的IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
13.一种数据路由装置，其特征在于，包括：
标识发送模块，用于在建立PDU会话时，向核心网发送当前连接的接入设备的标识；
IP地址接收模块，用于接收所述核心网分配的IP地址，所述核心网从所述接入设备对应的子IP池内选择所述IP地址，所述子IP池包括多个IP地址；
IP包发送模块，用于发送IP包，所述IP包内包括目标用户设备的目标地址，以供接收到所述IP包的接入设备将所述目标地址与所述接入设备对应的子IP池内各个IP地址进行匹配，以得到匹配结果，并根据所述匹配结果确定是否本地路由所述IP包。
14.一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运行时执行权利要求1至10中任一项所述数据路由方法的步骤。
15.一种接入设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1至4中任一项所述数据路由方法的步骤。
16.一种核心网设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求5至9中任一项所述数据路由方法的步骤。
17.一种用户设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求10所述数据路由方法的步骤。
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