CN115696655B - 一种5g演进型虚拟网络的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5G演进型虚拟网络的方法及系统，为了兼容传统网络的以太网特性，比如虚拟局域网，综合5G基站、核心网络、终端的深度优化，构建一种横跨5G系统的虚拟局域网方法，实现端到端的虚拟局域网，支撑更为扁平化的网络整合。
Description
技术领域
本发明涉及5G移动通信技术领域，具体涉及一种5G演进型虚拟网络的方法及系统。
背景技术
在传统的垂直行业和工业网络中，设备在接入网络时存在有线接入移动受限，以及wifi无线覆盖干扰严重、安全性差、移动性不足等问题，希望采用5G NR接入网络。然而，现有的5G UPF未能直接对以太网/IP报文转发到局域网，包括ARP查询、IP广播请求等等，仅仅执行转发相应业务报文到核心设备。另外，现有5G UPF对以太网/IP会话的业务数据，并不进行深度分析，更不进行大数据的路由分发、二层分发，局域网无法直通5G终端。现有5G系统网络，无法支撑终端用户的虚拟局域组网，与传统局域网的兼容性不足，尤其在以太网二层交互层面。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种5G演进型虚拟网络的方法及系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种5G演进型虚拟网络的方法，包括基站处理、终端处理和UPF处理三部分：
一、基站处理：
步骤S101、监控SDAP协议层终端IP报文，转步骤S102；
步骤S102、判断IP头的协议字段是否为Protocol:Ether in IP(97)，若是转步骤S103，否则转步骤S104；
步骤S103、根据配置的VLAN ID，如果是上行，收到UE的IP报文，增加vlan头，如果是下行，剔掉vlan头，里面是UE的IP报文，转步骤S104；
步骤S104、上行将报文发往GTP模块，下行将报文发往PDCP模块；
二、终端处理：
上行环节的处理过程为：
步骤S201、监控LAN网络中的上行以太网报文，转步骤S202；
步骤S202、封装EtherIP头部，转步骤S203；
步骤S203、封装终端IP头部，其中Protocol为Ether in IP(97)，源IP为5GC分配的UE IP；目标IP为4.0.0.254,属于源IP的异构网关x.0.0.254；转步骤S204；
步骤S204、将终端IP报文通过5G模组发至基站；
下行环节的处理过程为：
步骤S301、接收5G模组的上行终端IP报文，转步骤S302；
步骤S302、剔除终端IP头部，记录IP Protocol值，转步骤S303；
步骤S303、将IP Protocol为97的报文，剔除EtherIP头部，转步骤S304；
步骤S304、将下行以太网报文发往LAN网络；
三、UPF处理：
上行环节的具体过程为：
步骤S401、监控UPF N6口的上行终端IP报文，转步骤S402；
步骤S402、判断IP头的协议字段是否为Protocol:Ether in IP(97)，若是转步骤S403，否则转步骤S404；
步骤S403、剔除终端IP头和EtherIP头，记录UE IP、VLAN ID和GTP对应信息，转步骤S404；
步骤S404、将报文发往外部虚拟局域网；
下行环节的具体过程为：
步骤S501、N6接口接收外部网络以太网报文，转步骤S502；
步骤S502、根据VLAN ID检索记录的UE IP和GTP信息，转步骤S503；
步骤S503、是否成功检索到记录，若是转步骤S505，否则转步骤S504；
步骤S504、根据目标IP封装GTP头，目标IP为UE的IP地址；转步骤S506；
步骤S505、封装EtherIP头、终端IP头和GTP头，转步骤S506；
步骤S506、将报文发往基站。
本发明还提供一种实现上述方法的5G演进型虚拟网络系统，包括基站、终端和UPF，分别用于按照上述方法的基站处理、终端处理和UPF处理执行相应的处理流程。
本发明的有益效果在于：为了兼容传统网络的以太网特性，比如虚拟局域网，本发明综合5G基站、核心网络、终端的深度优化，构建一种横跨5G系统的虚拟局域网方法，实现端到端的虚拟局域网，支撑更为扁平化的网络整合。
附图说明
图1为本发明实施例的网络架构图；
图2为本发明实施例的数据面示例图；
图3为本发明实施例的UE IP包示例图；
图4为本发明实施例的报文结构流图；
图5为本发明实施例的基站模块图；
图6为本发明实施例的终端模块图；
图7为本发明实施例方法中的基站处理流程图；
图8为本发明实施例方法中的终端处理流程图；
图9为本发明实施例方法中的UPF处理流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
图1所示为本实施例所基于的网络架构，图1中，NG(Next Generation)为下一代(网络)，本实施例是指5G；NG-RAN(Next Generation Radio Access Network)是指下一代(5G)无线接入网；NG-AP(Protocol For NG Interface)为5G无线接入网和核心网之间的接口；NG-eNB(Next Generation eNB)和NG-gNB是指5G基站，Xn是基站与基站之间的通信接口；UE-RAN(Unified Equipment Radio Access Network)是指用户(手机)的无线网络；CPE(Customer Premise)是一种无线终端接入设备；AMF(Access And Mobility ManagementFunction)是指接入和移动性管理功能单元,5G核心网网元；SMF(Session ManagementFunction)为会话管理功能单元,5G核心网网元；UPF(User Port Function)为用户端口功能单元,5G核心网网元；VLAN(Virtual Local Area Network)即为虚拟局域网。
本实施例方法侧重数据面，数据从UE或者CPE，及其发射WIFI热点下的各种终端，流向5G基站，再流向UPF，再流向虚拟局域网。相反的方向，反之即可，整体上实现业务的闭环交互与服务。
图2为本实施例所涉数据面示例图，从右至左，以太网报文(数据包)从笔记本，经wifi到CPE(或手机)，CPE(或手机)对以太网报文增加Ether IP头，再加入UE的IP头，以ping业务为示例，其UE IP包如图3所示。
将UE IP通过5G通信协议再发5G基站(5G通信协议需要继续追加SDAP+PDCP+RLC+MAC头)，经过5G基站处理，可取出UE IP包(本发明要追加vlan)，然后再追加GTP头、UDP头、基站IP头，基站以太网头，再发给UPF，经过UPF处理，可取出UE IP包里的追加了vlan的所述数据包(图3为还未加vlan的结构图)，再发给对应的虚拟局域网。至此，完成了单向的数据流动。另一个方面为上述方向的逆向操作。拆和装:加头就是装、封装；剔除头就是拆，也叫提取。
图4为本发明实施例涉及的报文结构流图，图5为本发明实施例涉及的基站模块图。GTP、SDAP、PDCP、RLC、MAC、PHY为5G基站的各个模块，也代表不同形式的封装格式，即GTP头、SDAP头、PDCP头、RLC头、MAC头、PHY头。其中对于VLAN模块，SDAP层可以提取(剔头、拆报文层次)UE IP包，进而按照IP协议继续往下解析，若符合IP头+EhterIP头+以太网头的报文构成形式，则追加vlan头。另一个方向，即是此操作的逆向流程。
图6为本发明实施例的终端模块图。左侧是终端，比如，有线或者无线连接的局域网，把数据给到CPE或者手机,都叫UE，UE收到下属设备的以太网报文(里面有IP包或ARP包等以太网数据)，经过内部转发和处理，处理主要装EtherIP头和UE的IP头，装好后，通过RB，RB泛指5G模组，通过它可以去5G基站。
基于上述网络架构，本实施例提供一种5G演进型虚拟网络的方法，包括基站处理、终端处理和UPF处理三部分：
一、基站处理如图7所示：
步骤S101、监控SDAP协议层终端IP报文，转步骤S102；
步骤S102、判断IP头的协议字段是否为Protocol:Ether in IP(97)，若是转步骤S103，否则转步骤S104；
步骤S103、根据配置的VLAN ID，如果是上行，收到UE的IP报文，增加vlan头，如果是下行，剔掉vlan头，里面是UE的IP报文，转步骤S104；
步骤S104、上行将报文发往GTP模块，下行将报文发往PDCP模块。
二、终端处理如图8所示：
上行环节的处理过程为：
步骤S201、监控LAN网络中的上行以太网报文，转步骤S202；
步骤S202、封装EtherIP头部，转步骤S203；
步骤S203、封装终端IP头部，其中Protocol为Ether in IP(97)，源IP为5GC分配的UE IP,例如4.3.0.12；目标IP为4.0.0.254,属于源IP的异构网关x.0.0.254；转步骤S204；
步骤S204、将终端IP报文通过5G模组发至基站。
下行环节的处理过程为：
步骤S301、接收5G模组的上行终端IP报文，转步骤S302；
步骤S302、剔除终端IP头部，记录IP Protocol值，转步骤S303；
步骤S303、将IP Protocol为97的报文，剔除EtherIP头部，转步骤S304；
步骤S304、将下行以太网报文发往LAN网络。
三、UPF处理如图9所示：
上行环节的具体过程为：
步骤S401、监控UPF N6口的上行终端IP报文，转步骤S402；
步骤S402、判断IP头的协议字段是否为Protocol:Ether in IP(97)，若是转步骤S403，否则转步骤S404；
步骤S403、剔除终端IP头和EtherIP头，记录UE IP、VLAN ID和GTP对应信息，转步骤S404；
步骤S404、将报文发往外部虚拟局域网。
下行环节的具体过程为：
步骤S501、N6接口接收外部网络以太网报文，转步骤S502；
步骤S502、根据VLAN ID检索记录的UE IP和GTP信息，转步骤S503；
步骤S503、是否成功检索到记录，若是转步骤S505，否则转步骤S504；
步骤S504、根据目标IP封装GTP头，目标IP为UE的IP地址；转步骤S506；
步骤S505、封装EtherIP头、终端IP头和GTP头，转步骤S506；
步骤S506、将报文发往基站。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种5G演进型虚拟网络的方法，其特征在于，包括基站处理、终端处理和UPF处理三部分：
一、基站处理：
步骤S101、监控SDAP协议层终端IP报文，转步骤S102；
步骤S102、判断IP头的协议字段是否为Protocol: Ether in IP 97，若是转步骤S103，否则转步骤S104；
步骤S103、根据配置的VLAN ID，如果是上行，收到UE的IP报文，增加vlan头，如果是下行，剔掉vlan头，里面是UE的IP报文，转步骤S104；
步骤S104、上行将报文发往GTP模块，下行将报文发往PDCP模块；
二、终端处理：
上行环节的处理过程为：
步骤S201、监控LAN网络中的上行以太网报文，转步骤S202；
步骤S202、封装EtherIP头部，转步骤S203；
步骤S203、封装终端IP头部，其中Protocol为 Ether in IP 97，源IP为5GC分配的UEIP；目标IP为4.0.0.254, 属于源IP的异构网关x.0.0.254；转步骤S204；
步骤S204、将终端IP报文通过5G模组发至基站；
下行环节的处理过程为：
步骤S301、接收5G模组的上行终端IP报文，转步骤S302；
步骤S302、剔除终端IP头部，记录IP Protocol值，转步骤S303；
步骤S303、将IP Protocol为97的报文，剔除EtherIP头部，转步骤S304；
步骤S304、将下行以太网报文发往LAN网络；
三、UPF处理：
上行环节的具体过程为：
步骤S401、监控UPF N6口的上行终端IP报文，转步骤S402；
步骤S402、判断IP头的协议字段是否为Protocol: Ether in IP 97，若是转步骤S403，否则转步骤S404；
步骤S403、剔除终端IP头和EtherIP头，记录UE IP、VLAN ID和GTP对应信息，转步骤S404；
步骤S404、将报文发往外部虚拟局域网；
下行环节的具体过程为：
步骤S501、N6接口接收外部网络以太网报文，转步骤S502；
步骤S502、根据VLAN ID检索记录的UE IP和GTP信息，转步骤S503；
步骤S503、是否成功检索到记录，若是转步骤S505，否则转步骤S504；
步骤S504、根据目标IP封装GTP头，目标IP为UE的IP地址；转步骤S506；
步骤S505、封装EtherIP头、终端IP头和GTP头，转步骤S506；
步骤S506、将报文发往基站。
2.一种实现权利要求1所述方法的5G演进型虚拟网络系统，其特征在于，包括基站、终端和UPF，分别用于所述的基站处理、终端处理和UPF处理执行相应的处理流程。
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|---|---|---|---|---|
| WO2014067450A1 (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-08 | 华为技术有限公司 | 三层本地转发方法和设备 |
| CN110913508A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-24 | 广州爱浦路网络技术有限公司 | 一种部署了upf的5g基站及其数据报文处理方法 |
| CN113784374A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-10 | 某某科技南京有限公司 | 一种用于基站的深度数据处理的装置及方法 |
| CN114641038A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-06-17 | 深圳国人无线通信有限公司 | 一种基于5g基站的局域网业务分流系统和方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014067450A1 (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-08 | 华为技术有限公司 | 三层本地转发方法和设备 |
| CN110913508A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-24 | 广州爱浦路网络技术有限公司 | 一种部署了upf的5g基站及其数据报文处理方法 |
| CN113784374A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-10 | 某某科技南京有限公司 | 一种用于基站的深度数据处理的装置及方法 |
| CN114641038A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-06-17 | 深圳国人无线通信有限公司 | 一种基于5g基站的局域网业务分流系统和方法 |
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