CN115842853A - 网络数据包的传输方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种网络数据包的传输方法、设备及存储介质。该方法包括：确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；对非初始数据包基于预先存储的已建会话与网络数据包的目标字段的对应关系，删除非初始数据包中的目标字段；将删除目标字段后的非初始数据包基于已建会话发送给第二网络设备。本申请实施例可以根据预先存储的已建会话与网络数据包的目标字段的对应关系，对已建会话对应的非初始数据包进行优化传输处理，从而可以节省网络数据包传输消耗的传输资源，亦可以提高网络数据包的传输效率。

Description

网络数据包的传输方法、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种网络数据包的传输方法、设备及存储介质。

背景技术

相关技术中，往往需要基于无线网络来传递满足预设协议的网络数据包，以网络数据包是时间明晰网络(Time Aware Network，TAN)数据包为例，该TAN数据包是一种全新的基于时间的工业通信技术的数据包，其通过在TAN系统内引入时钟同步技术并在标准以太帧头域之前封装TAN帧头，来实现对目的交换机、源交换机、数据优先级、数据序号、数据的各种时间标识来对数据进行处理。TAN技术因为封装标准以太帧，其对当前工业网络使用的各类工业协议都具有比较好的兼容性。基于TAN数据包的可观察性，即网络对数据来源、数据目的、数据内容、数据时间是可获知的，TAN技术在工业互联网多个领域，如控制指令同步传输、数据冗余备份、数据监测等场景都得到比较好的应用。

相关技术中，TAN和无线通信网络融合的架构如图1所示，其中TAN系统的控制信息大部分是通过TAN头域来在TAN交换机之间传递，TAN交换机根据自身的算法以及TAN头域来进行数据区分和调度。但在无线部署的场景下，例如，TAN在与5G(第五代移动通信)网络融合时，TAN帧在5G网络中传输的实现机制是把TAN帧封装在IP(网际协议)数据包中传送或者使用以太类型会话来传输TAN数据包，即将TAN数据包作为IP报文的Payload(负载)封装在IP数据包中或者将TAN数据包作为以太帧的Payload封装在以太帧中，导致其增加了传输的数据量，消耗了5G传输资源。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种网络数据包的传输方法、设备及存储介质，旨在节省网络数据包传输消耗的传输资源。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种网络数据包的传输方法，应用于第一网络设备，所述方法包括：

确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；

对所述非初始数据包基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，删除所述非初始数据包中的目标字段；

将删除目标字段后的所述非初始数据包基于所述已建会话发送给第二网络设备。

上述方案中，所述方法还包括：

确定获取的网络数据包为需要新建会话的初始数据包；

创建用于传输所述初始数据包的新会话；

存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；

将所述初始数据包基于所述新会话发送给所述第二网络设备。

上述方案中，所述创建用于传输所述初始数据包的新会话，包括：

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识创建新会话；或者，

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识及包头域中的至少一个字段创建新会话。

上述方案中，所述存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系之前，所述方法还包括：

基于处理策略确定是否需要对网络数据包进行优化传输处理；若是，则存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

上述方案中，所述确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包，包括：

若获取的网络数据包为已建会话对应的成功传输设定数量个数据包之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

上述方案中，所述存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系之后，所述方法还包括：

生成并发送网络数据包的头域上下文标识给所述第二网络设备；

接收所述第二网络设备反馈的确认信息，所述确认信息指示所述第二网络设备收到所述头域上下文标识及已存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；

相应地，所述确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包，包括：

若获取的网络数据包为接收到所述确认信息之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

上述方案中，所述方法还包括：

接收所述第二网络设备基于已建会话发送的删除目标字段后的非初始数据包；

基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，还原所述非初始数据包的目标字段。

上述方案中，所述方法还包括：

接收所述第二网络设备基于创建的新会话发送的初始数据包；

存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

上述方案中，所述网络数据包为时间明晰网络(TAN)数据包，所述目标字段包括以下至少之一：源TAN交换设备标识、目的TAN交换设备标识、预留位、路径信息、交换机设备跳数、静态校验和、TAN负载中的MAC(Media Access Control，物理接入控制)包头的源MAC地址和目的MAC地址、数据帧类型及数据帧标识。

第二方面，本申请实施例还提供了一种网络数据包的传输装置，应用于第一网络设备，所述装置包括：

确定模块，用于确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；

数据包处理模块，用于对所述非初始数据包基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，删除所述非初始数据包中的目标字段；

发送模块，用于将删除目标字段后的所述非初始数据包基于所述已建会话发送给第二网络设备。

第三方面，本申请实施例还提供了一种第一网络设备，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行本申请实施例所述方法的步骤。

上述方案中，所述第一网络设备为用户设备，相应地，所述第二网络设备为核心网设备；或者，所述第一网络设备为核心网设备，相应地，所述第二网络设备为用户设备。

第四方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例所述方法的步骤。

本申请实施例提供的技术方案，确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；对非初始数据包基于预先存储的已建会话与网络数据包的目标字段的对应关系，删除非初始数据包中的目标字段；将删除目标字段后的非初始数据包基于已建会话发送给第二网络设备。本申请实施例可以根据预先存储的已建会话与网络数据包的目标字段的对应关系，对已建会话对应的非初始数据包进行优化传输处理，从而可以节省网络数据包传输消耗的传输资源，亦可以提高网络数据包的传输效率。

附图说明

图1为相关技术中TAN和无线通信网络融合的架构示意图；

图2为本申请实施例网络数据包的传输方法的流程示意图；

图3为本申请实施例中TAN协议数据单元的结构示意图；

图4为本申请应用实施例中UE与UPF之间进行上行TAN数据包的裁剪和补偿处理的流程示意图；

图5为本申请应用实施例中UE与UPF之间进行下行TAN数据包的裁剪和补偿处理的流程示意图；

图6为本申请实施例网络数据包的传输装置的结构示意图；

图7为本申请实施例第一网络设备的结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本申请再作进一步详细的描述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请实施例提供了一种网络数据包的传输方法，应用于第一网络设备，如图2所示，该方法包括：

步骤201，确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；

步骤202，对所述非初始数据包基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，删除所述非初始数据包中的目标字段；

步骤203，将删除目标字段后的所述非初始数据包基于所述已建会话发送给第二网络设备。

可以理解的是，所述第一网络设备可以为用户设备，相应地，所述第二网络设备为核心网设备；或者，所述第一网络设备可以为核心网设备，相应地，所述第二网络设备为用户设备。

可以理解的是，网络数据包可以为满足预设通信协议的业务数据包，例如，包括但不限于TAN数据包。

示例性地，第一网络设备与第二网络设备之间可以采用IP数据包或者MAC数据包的形式传输前述的网络数据包，即网络数据包作为IP报文的Payload封装在IP数据包中或者将TAN数据包作为以太帧的Payload封装在以太帧中来传输。

本申请实施例可以根据预先存储的已建会话与网络数据包的目标字段的对应关系，对已建会话对应的非初始数据包进行优化传输处理，从而可以节省网络数据包传输消耗的传输资源，亦可以提高网络数据包的传输效率。此外，以会话为粒度对网络数据包的传输进行优化处理，相较于基于源端与目的端设备之间的数据传输优化，亦极大增强了网络数据包传输过程中优化处理的灵活性，更能满足业务处理的实际需求。

示例性地，该传输方法还包括：

确定获取的网络数据包为需要新建会话的初始数据包；

创建用于传输所述初始数据包的新会话；

存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；

将所述初始数据包基于所述新会话发送给所述第二网络设备。

可以理解的是，对于作为初始数据包的网络数据包，需要在第一网络设备与第二网络设备之间创建用于传输该初始数据包的新会话。这里，该初始数据包可以理解为第一网络设备与第二网络设备之间未建立与该初始数据包匹配的会话。

可以理解的是，对于初始数据包，第一网络设备可以存储该初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系，并将初始数据包完整地封装至IP报文或者以太帧中，进而基于该新会话发送至第二网络设备。第二网络设备可以基于接收到的IP报文或者以太帧，提取该初始数据包，并在第二网络设备侧存储初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系，从而便于对后续接收的非初始数据包进行目标字段的还原操作。

示例性地，所述创建用于传输所述初始数据包的新会话，包括：

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识创建新会话；或者，

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识及包头域中的至少一个字段创建新会话。

可以理解的是，基于上述条件在第一网络设备与第二网络设备之间创建新会话，可以使得同一会话中网络数据包的包头中相同的字段较多。例如，创建的会话若为相同的源端设备标识及目的端设备标识对应的会话，则同一会话对应的网络数据包为相同的源端设备与目的端设备之间的数据包；创建的会话若为相同的源端设备标识及目的端设备标识的基础上还增加网络数据包的包头域中的至少一个字段相同的条件对应的会话，例如，数据帧类型相同，则同一会话对应的网络数据包为相同的源端设备与目的端设备之间的同一类型的数据包。可以理解的是，包头域中的相同字段的数量越多，则相应会话的各网络数据包之间的共同属性则越多，进而可以确定的目标字段的数量就会越多，利于减少后续非初始数据包的数据传输量。

示例性地，所述存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系之前，该传输方法还包括：

基于处理策略确定是否需要对网络数据包进行优化传输处理；若是，则存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

可以理解的是，该处理策略可以为预先配置于第一网络设备和第二网络设备上的策略，亦可以为经过网络发送给第一网络设备和第二网络设备。

示例性地，该处理策略可以基于会话类型、传输时段、网络资源状况等条件中的至少一种进行确定，从而可以确定是否需要对当前的网络数据包进行优化传输处理，若是，则存储该初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；若否，则将网络数据包按正常的处理逻辑进行传输处理，跳过存储该初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系的步骤。

示例性地，所述确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包，包括：

若获取的网络数据包为已建会话对应的成功传输设定数量个数据包之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

这里，设定数量可以基于前述的处理策略确定，例如，可以在新会话成功传输一个或者多个数据包之后，切换为进入非初始数据包处理的阶段。

示例性地，所述存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系之后，该传输方法还包括：

生成并发送网络数据包的头域上下文标识给所述第二网络设备；

接收所述第二网络设备反馈的确认信息，所述确认信息指示所述第二网络设备收到所述头域上下文标识及已存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；

相应地，所述确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包，包括：

若获取的网络数据包为接收到所述确认信息之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

可以理解的是，第一网络设备确定获取的网络数据包为非初始数据包，则可以基于预先存储的会话与该网络数据包的目标字段的对应关系，删除所述非初始数据包中的目标字段，并将删除目标字段后的所述非初始数据包封装至IP数据包或者以太帧中传输至第二网络设备，如此，可以节省传输资源，尤其是空口资源，亦可以提高网络数据包的传输效率。

示例性地，该传输方法还包括：

接收所述第二网络设备基于已建会话发送的删除目标字段后的非初始数据包；

基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，还原所述非初始数据包的目标字段。

可以理解的是，第一网络设备可以接收第二网络设备基于已建会话发送的删除目标字段后的非初始数据包，即第二网络设备确定获取的网络数据包为非初始数据包，则可以删除非初始数据包中的目标字段，并将删除目标字段后的非初始数据包封装至IP报文或者以太帧中，进而基于该会话发送至第一网络设备，第一网络设备可以基于预先存储的已建会话与网络数据包的目标字段的对应关系，还原所述非初始数据包的目标字段，即将被第二网络设备删除的目标字段补充完整。

示例性地，该传输方法还包括：

接收所述第二网络设备基于创建的新会话发送的初始数据包；

存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

可以理解的是，第一网络设备与第二网络设备之间成功建立新会话之后，若由第二网络设备基于该新会话发送初始数据包给第一网络设备，例如，对于初始数据包，第二网络设备可以存储该初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系，并将初始数据包完整地封装至IP报文或者以太帧中，进而基于该新会话发送至第一网络设备。此时，第一网络设备可以基于接收到的IP报文或者以太帧，提取该初始数据包，并在第一网络设备侧存储初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系，从而便于对后续接收的来自第二网络设备的非初始数据包进行目标字段的还原操作或者对第一网络设备侧待发送的非初始数据包进行目标字段的删减操作。

示例性地，所述网络数据包为时间明晰网络(TAN)数据包，所述目标字段包括以下至少之一：源TAN交换设备标识、目的TAN交换设备标识、预留位、路径信息、交换机设备跳数、静态校验和、TAN负载中的MAC包头的源MAC地址和目的MAC地址、数据帧类型及数据帧标识。

示例性地，TAN PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)如图3所示，TAN PDU由TAN头部和标准GB/T 15629.3PDU组成，TAN头部由源TAN交换设备ID、目的TAN交换设备ID、预留、路径信息、数据帧类型、预留、数据帧ID、TAN PDU长度、断包标识、断包序列号、交换设备跳数、时间信息、静态校验和、动态校验和组成。其中，TAN头部一共有16个字节。

下面结合应用实施例对本申请再作进一步详细的描述。

本应用实施例中，在使用5G网络传输TAN数据包时，可以根据TAN数据头域信息以及TAN payload中的MAC包头确定是否需要对TAN数据包进行优化传输处理，并通过在UE(User Equipment，用户设备)和UPF(User plane Function，用户面功能设备)上维护PDU会话和TAN数据包的目标字段的对应关系，对上下行TAN数据包的裁剪和补偿处理，减少IP报文或者以太报文的数据大小，以达到节省网络传输资源的目的。

可以理解的是，在其他应用示例中，无线网络还可以为3G、4G等网络，相应地，第一网络设备、第二网络设备可以为其他数据处理节点，如基站或者4G的PGW等，本申请实施例对此不做限制。

下面以第一网络设备为UE，第二网络设备为UPF，对本应用实施例中UE与UPF之间进行上行TAN数据包的裁剪和补偿处理、UE与UPF之间进行下行TAN数据包的裁剪和补偿处理的过程进行示例性说明。

示例性地，以上行TAN数据包为例，该传输方法可以包括：

1、UE为同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN数据包、同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的同一类型TAN数据包括或者TAN报文中多个头域相同的数据包(包括TAN数据头域以及TAN payload中的MAC包头头域)，建立同一个会话，目的是为了保证同一会话中，TAN包头中相同的字段更多。

2、UE确定会话是否进行TAN数据包处理。这个是否进行头域的处理规则可以由网络发送策略给UE、UPF等网元或者预先配置在UE、UPF上。实现方法包括PCF(Policy Controlfunction，策略控制功能)通过AF(Application Function，应用功能)获取到业务信息(包括TAN业务识别信息，如头域字段特征等；TAN业务传输质量要求，如时延、时延抖动、可靠性等；TAN数据包处理策略，如TAN数据包是否进行优化处理策略、在会话开始1个或者设定的多个数据包传输成功后会话从初始数据包处理进入非初始数据包处理等)。PCF通过SMF(Session Management Function，会话管理功能)把处理策略发送给UE、RAN(Radio AccessNetwork，无线接入网)、UPF等。该处理策略可以用于确定是否需要对这个会话进行TAN头域处理以及处理的时期等。

3、上行初始数据包处理中，UE在收到TAN数据包后，记录TAN数据包的目标字段与PDU会话的对应关系，并把收到TAN数据包封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UPF。如此，能够以会话为粒度，确定TAN数据包上下文。

4、上行非初始数据包处理中，UE在收到TAN数据包后，根据记录的TAN数据包的目标字段与PDU会话的对应关系，把收到TAN数据包去掉目标字段后封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UPF。如此，可以优化处理TAN数据包，节省传输资源，尤其是空口资源。

5、上行非初始数据包处理中，UPF根据记录TAN数据包的目标字段与PDU会话的对应关系，去掉IP报文头部或者以太帧头部，补充被UE去掉的TAN数据包的目标字段后，还原TAN数据包并发送完整TAN PDU给TAN交换机。

UE与UPF之间进行上行TAN数据包的裁剪和补偿处理的具体过程可以如图4所示，可以包括：处理策略配置过程、初始数据包处理过程及非初始数据包处理过程。

处理策略配置过程：

处理策略配置过程用于在UE和UPF侧配置是否需要对TAN数据包进行优化传输处理的处理策略，可以由网络发送策略给UE、UPF等网元或者预先配置在UE、UPF上。如图4所示，处理策略配置过程可以包括：

步骤401，上下行TAN业务识别信息以及是否进行头部处理策略。

这里，PCF可以通过AF获取到TAN业务识别信息(如头域字段特征等)及头部处理策略(例如，TAN业务传输质量要求，如时延、时延抖动、可靠性等；TAN数据包处理策略，如TAN数据包的包头包括TAN payload中的MAC包头处理策略，在会话开始1个或者设定的多个数据包传输成功后会话从初始数据包处理进入非初始数据包处理等)。

步骤402，策略信息。

这里，PCF把处理策略发送给SMF。

步骤403，上下行TAN业务识别信息以及是否进行头部处理策略。

这里，SMF把处理策略发送给UE、RAN、UPF等。

初始数据包处理过程：

此过程可以理解为最开始1个或者设定的多个数据包的传输过程。在初始数据包处理过程中，UE可以为同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN数据、同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的同一类型TAN数据或者同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN多个头域包括payload中的MAC包头中有多个相同字段的数据包，建立同一个IP或以太类型会话，并把收到TAN数据包封装在IP报文或者以太帧的payload中，其中，同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN数据为TAN帧头中源TAN交换设备ID字段、目的TAN交换设备ID字段全部一致。同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的同一类型TAN数据为TAN帧头中源TAN交换设备ID字段、目的TAN交换设备ID字段以及TAN头域中指示数据类型或者数据优先级的字段(如数据帧类型)全部一致。

UE可以根据TAN数据包处理策略确定是否对TAN数据包进行优化处理。如果否，UE把TAN数据包当成普通的应用层数据包处理；如果是，UE在收到TAN数据后，记录TAN包头和TAN payload中的MAC包头与PDU会话的对应关系，并把收到TAN数据封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UPF。UPF记录TAN包头和TAN payload中的MAC包头与PDU会话的对应关系，并去掉IP报文头部或者以太帧头部，发送TAN PDU给TAN交换机。

如图4所示，初始数据包处理过程可以包括：

步骤411，生成数据并发送。

Host A(主机A)生成MAC数据并发送给源TAN交换机。

步骤412，TAN交换机根据收到数据构造TAN帧。

源TAN交换机收到MAC数据后，构造TAN PDU，并发送给UE。

步骤413，UE收到TAN帧并构造IP报文(根据策略，记录TAN帧头与PDU会话的对应关系)。

这里，UE根据TAN PDU确定使用已有的PDU会话还是新建PDU会话。例如，根据源TAN交换机ID、目的TAN交换机ID、数据帧类型等字段判断已经建立相应会话，则使用现有会话(进入非初始数据包处理过程)，否则新建一个PDU会话(进入初始数据包处理过程)。

在初始数据包处理过程中，UE在收到TAN数据后，根据会话对TAN数据包的处理策略，记录TAN帧头以及TAN数据包特定字段(即目标字段)与PDU会话的对应关系，并把收到TAN数据封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UPF。

步骤414，UPF根据收到IP报文与指示信息构造TAN帧(去掉IP报文头域，记录TAN帧头与PDU会话的对应关系)。

UPF记录TAN帧头以及TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系，并去掉IP报文头部或者以太帧头部，发送TAN PDU给目的TAN交换机。

步骤415，TAN交换机去掉TAN帧头，发送数据包。

目的TAN交换机收到TAN PDU后去掉TAN头域后把数据发送给Host B(主机B)。

步骤416，收到数据包。

Host B收到MAC数据包。

非初始数据包处理过程：

此过程可以理解为初始数据包传输后其他数据包的传输过程。

在非初始数据包处理过程中，UE在收到TAN数据包后，根据记录的TAN包头和TANpayload中的MAC包头与PDU会话的对应关系，把收到TAN数据包去掉特定字段后封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UPF。UPF根据记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系，去掉IP报文头部或者以太帧头部，补充被UE去掉的特定字段后，发送完整TAN PDU给TAN交换机。

其中，在UE去掉的TAN数据包特定字段包括在同一5G PDU会话中传输中不会改变或者有特定规律改变的头域字段。不会改变的TAN数据包特点字段举例为：源TAN交换设备ID、目的TAN交换设备ID、预留位、路径信息、交换机设备跳数、静态校验和、TAN payload中的MAC包头的源MAC地址和目的MAC地址等等；有特定规律改变的头域字段举例为：数据帧ID。其中，在同一5G PDU会话的每个TAN数据传输中都有可能无规律改变的字段保留在TAN头域中字段，如TAN PDU长度、时间信息、动态校验等。

可以理解的是，当UE为同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN数据建立同一会话时，数据帧类型字段在这个会话中为无规律改变的字段保留在TAN头域中需要保留在TAN头域中；当UE为同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的同一类型TAN数据建立同一个会话时，数据帧类型字段在这个会话中为不会改变的字段，即数据帧类型字段可以作为目标字段。

如图4所示，非初始数据包处理过程可以包括：

步骤421，生成数据并发送。

Host A生成MAC数据并发送给源TAN交换机。

步骤422，TAN交换机根据收到数据构造TAN帧。

源TAN交换机收到MAC数据后，构造TAN PDU，并发送给UE。

步骤423，UE收到TAN帧并构造IP报文(去掉TAN帧头)。

UE根据TAN PDU确定使用已有的PDU会话还是新建PDU会话。如果根据源TAN交换机ID、目的TAN交换机ID、数据帧类型等字段判断已经建立相应会话，则使用现有会话(进入非初始数据包处理过程)，否则新建一个PDU会话(进入初始数据包处理过程)。

在非初始数据包处理过程中，UE把收到TAN数据封装在IP报文或者以太帧的payload中，并去掉的TAN头域特定字段包括在同一5G PDU会话中传输中不会改变或者有特定规律改变的头域字段，通过5G网络发送给UPF。

步骤424，UPF根据收到IP报文与指示信息构造TAN帧(去掉IP报文头域，补充TAN帧头)。

UPF根据PDU会话的对应关系，去掉IP报文头部或者以太帧头部，补充步骤423中被UE去掉的TAN头域特定字段，并发送完整TAN PDU给目的TAN交换机。

步骤425，TAN交换机去掉TAN帧头，发送数据包。

目的TAN交换机收到TAN PDU后去掉TAN头域后把数据发送给Host B。

步骤426，收到数据包。

Host B收到MAC数据包。

示例性地，初始数据包处理和非初始数据包处理过程的切换方法可以包括：

方法1)：通过网络下发的策略确定会话开始1个或者设定的多个数据包传输成功后会话从初始数据包处理进入非初始数据包处理。如，UE或UPF从会话建立起成功发送或者接受到n个数据包后，从初始数据包处理过程进入非初始数据包处理过程。

方法2)：UE在记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系后，生成一个TAN数据上下文标识，通过用户面(UE->UPF)或者控制面(如UE->SMF->UPF)发送给UPF，UPF在收到TAN数据上下文标识以及完整TAN数据包后，记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系，并反馈给UE一个ACK信息，表明TAN帧头已经记录下来，准备好进行非初始数据包处理过程中TAN头域的处理。

UE与UPF之间进行下行TAN数据包的裁剪和补偿处理的具体过程可以如图5所示，可以包括：处理策略配置过程、初始数据包处理过程及非初始数据包处理过程。

处理策略配置过程：

处理策略配置过程用于在UE和UPF侧配置是否需要对TAN数据包进行优化传输处理的处理策略，可以由网络发送策略给UE、UPF等网元或者预先配置在UE、UPF上。如图5所示，处理策略配置过程可以包括：

步骤501，TAN业务识别信息以及是否进行头部处理策略。

这里，PCF可以通过AF获取到TAN业务识别信息(如头域字段特征等)及头部处理策略(例如，TAN业务传输质量要求，如时延、时延抖动、可靠性等；TAN数据包处理策略，如TAN数据包的包头包括TAN payload中的MAC包头处理策略，在会话开始1个或者设定的多个数据包传输成功后会话从初始数据包处理进入非初始数据包处理等)。

步骤502，策略信息。

这里，PCF把处理策略发送给SMF。

步骤503，上下行TAN业务识别信息以及是否进行头部处理策略。

这里，SMF把处理策略发送给UE、RAN、UPF等。

初始数据包处理过程：

此过程可以理解为最开始1个或者设定的多个数据包的传输过程。在初始数据包处理过程中，UPF可以发送指示信息给UE，触发UE为同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN数据、同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的同一类型TAN数据或者同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN多个头域包括payload中的MAC包头中有多个相同字段的数据包，建立同一个IP或以太类型会话，并把收到TAN数据包封装在IP报文或者以太帧的payload中，其中，同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN数据为TAN帧头中源TAN交换设备ID字段、目的TAN交换设备ID字段全部一致；同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的同一类型TAN数据为TAN帧头中源TAN交换设备ID字段、目的TAN交换设备ID字段以及TAN头域中指示数据类型或者数据优先级的字段(如数据帧类型)全部一致。

UPF可以根据TAN数据包处理策略确定是否对TAN数据包进行优化处理。如果否，UPF把TAN数据包当成普通的应用层数据包处理；如果是，UPF在收到TAN数据后，记录TAN包头和TAN payload中的MAC包头与PDU会话的对应关系，并把收到TAN数据封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UE。UE记录TAN包头和TAN payload中的MAC包头与PDU会话的对应关系，并去掉IP报文头部或者以太帧头部，发送TAN PDU给TAN交换机。

其中，UPF在记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系后，生成一个TAN头域上下文标识，通过用户面或者控制面(如UPF->SMF->UE)发送给UE，UE在收到TAN头域上下文标识以及完整TAN数据包后，记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系，并反馈给UPF一个ACK信息，表明TAN帧头已经记录下来，准备好进行非初始数据包处理过程中TAN头域的处理。

如图5所示，初始数据包处理过程可以包括：

步骤511，生成数据并发送。

Host B生成MAC数据并发送给源TAN交换机。

步骤512，TAN交换机根据收到数据构造TAN帧。

源TAN交换机收到MAC数据后，构造TAN PDU，并发送给UPF。

步骤513，UPF收到TAN帧并构造IP报文(根据策略，记录TAN帧头与PDU会话的对应关系)。

这里，UPF根据TAN PDU确定使用已有的PDU会话还是新建PDU会话。例如，根据源TAN交换机ID、目的TAN交换机ID、数据帧类型等字段判断已经建立相应会话，则使用现有会话(进入非初始数据包处理过程)，否则新建一个PDU会话(进入初始数据包处理过程)。

在初始数据包处理过程中，UPF在收到TAN数据后，根据会话对TAN数据包的处理策略，记录TAN帧头以及TAN数据包特定字段(即目标字段)与PDU会话的对应关系，并把收到TAN数据封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UE。

步骤514，UE根据收到IP报文与指示信息构造TAN帧(去掉IP报文头域，记录TAN帧头与PDU会话的对应关系)。

UE记录TAN帧头以及TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系，并去掉IP报文头部或者以太帧头部，发送TAN PDU给目的TAN交换机。

步骤515，TAN交换机去掉TAN帧头，发送数据包。

目的TAN交换机收到TAN PDU后去掉TAN头域后把数据发送给Host A。

步骤516，收到数据包。

Host A收到MAC数据包。

非初始数据包处理过程：

此过程可以理解为初始数据包传输后其他数据包的传输过程。

在非初始数据包处理过程中，UPF在收到TAN数据包后，根据记录的TAN包头和TANpayload中的MAC包头与PDU会话的对应关系，把收到TAN数据包去掉特定字段后封装在IP报文或者以太帧的payload中通过5G网络发送给UE。UE根据记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系，去掉IP报文头部或者以太帧头部，补充被UE去掉的特定字段后，发送完整TAN PDU给TAN交换机。

其中，在UPF去掉的TAN数据包特定字段包括在同一5G PDU会话中传输中不会改变或者有特定规律改变的头域字段。不会改变的TAN数据包特点字段举例为：源TAN交换设备ID、目的TAN交换设备ID、预留位、路径信息、交换机设备跳数、静态校验和、TAN payload中的MAC包头的源MAC地址和目的MAC地址等等；有特定规律改变的头域字段举例为：数据帧ID。其中，在同一5G PDU会话的每个TAN数据传输中都有可能无规律改变的字段保留在TAN头域中字段，如TAN PDU长度、时间信息、动态校验等。

可以理解的是，当UE为同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的TAN数据建立同一会话时，数据帧类型字段在这个会话中为无规律改变的字段保留在TAN头域中需要保留在TAN头域中；当UE为同一源TAN交换机和目的TAN交换机交互的同一类型TAN数据建立同一个会话时，数据帧类型字段在这个会话中为不会改变的字段，即数据帧类型字段可以作为目标字段。

如图5所示，非初始数据包处理过程可以包括：

步骤521，生成数据并发送。

Host B生成MAC数据并发送给源TAN交换机。

步骤522，TAN交换机根据收到数据构造TAN帧。

源TAN交换机收到MAC数据后，构造TAN PDU，并发送给UPF。

步骤523，UPF收到TAN帧并构造IP报文(去掉TAN帧头)。

UPF根据TAN PDU确定使用已有的PDU会话还是新建PDU会话。如果根据源TAN交换机ID、目的TAN交换机ID、数据帧类型等字段判断已经建立相应会话，则使用现有会话(进入非初始数据包处理过程)，否则新建一个PDU会话(进入初始数据包处理过程)。

在非初始数据包处理过程中，UPF把收到TAN数据封装在IP报文或者以太帧的payload中，并去掉的TAN头域特定字段包括在同一5G PDU会话中传输中不会改变或者有特定规律改变的头域字段，通过5G网络发送给UE。

步骤524，UE根据收到IP报文与指示信息构造TAN帧(去掉IP报文头域，补充TAN帧头)。

UE根据PDU会话的对应关系，去掉IP报文头部或者以太帧头部，补充步骤523中被UE去掉的TAN头域特定字段，并发送完整TAN PDU给目的TAN交换机。

步骤525，TAN交换机去掉TAN帧头，发送数据包。

目的TAN交换机收到TAN PDU后去掉TAN头域后把数据发送给HostA。

步骤526，收到数据包。

Host A收到MAC数据包。

示例性地，初始数据包处理和非初始数据包处理过程的切换方法可以包括：

方法1)：通过网络下发的策略确定会话开始1个或者设定的多个数据包传输成功后会话从初始数据包处理进入非初始数据包处理。如，UE或UPF从会话建立起成功发送或者接受到n个数据包后，从初始数据包处理过程进入非初始数据包处理过程。

方法2)：UPF在记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系后，生成一个TAN头域上下文标识，通过用户面(UPF->UE)或者控制面(UPF->SMF->AMF->UE)发送给UE，UE在收到TAN头域上下文标识以及完整TAN数据包后，记录TAN数据包特定字段与PDU会话的对应关系，并反馈给UPF一个ACK信息，表明TAN帧头已经记录下来，准备好进行非初始数据包处理过程中TAN头域的处理。

为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种网络数据包的传输装置，应用于第一网络设备。该网络数据包的传输装置与上述网络数据包的传输方法对应，上述网络数据包的传输方法实施例中的各步骤也完全适用于本网络数据包的传输装置实施例。

如图6所示，该网络数据包的传输装置包括：确定模块601、数据包处理模块602及发送模块603。

确定模块601用于确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；数据包处理模块602用于对所述非初始数据包基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，删除所述非初始数据包中的目标字段；发送模块603用于将删除目标字段后的所述非初始数据包基于所述已建会话发送给第二网络设备。

示例性地，确定模块601若确定获取的网络数据包为需要新建会话的初始数据包，数据包处理模块602还用于创建用于传输所述初始数据包的新会话及存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系，发送模块603还用于将所述初始数据包基于所述新会话发送给所述第二网络设备。

示例性地，数据包处理模块602创建用于传输所述初始数据包的新会话，包括：

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识创建新会话；或者，

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识及包头域中的至少一个字段创建新会话。

示例性地，数据包处理模块602还用于：基于处理策略确定是否需要对网络数据包进行优化传输处理；若是，则存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

示例性地，确定模块601具体用于：

若获取的网络数据包为已建会话对应的成功传输设定数量个数据包之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

示例性地，数据包处理模块602还用于：生成网络数据包的头域上下文标识，发送模块603还用于：发送网络数据包的头域上下文标识给所述第二网络设备；数据包处理模块602还用于：接收所述第二网络设备反馈的确认信息，所述确认信息指示所述第二网络设备收到所述头域上下文标识及已存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；相应地，确定模块601具体用于：若获取的网络数据包为接收到所述确认信息之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

示例性地，数据包处理模块602还用于：接收所述第二网络设备基于已建会话发送的删除目标字段后的非初始数据包；基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，还原所述非初始数据包的目标字段。

示例性地，数据包处理模块602还用于：接收所述第二网络设备基于创建的新会话发送的初始数据包；存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

示例性地，所述网络数据包为时间明晰网络TAN数据包，所述目标字段包括以下至少之一：源TAN交换设备标识、目的TAN交换设备标识、预留位、路径信息、交换机设备跳数、静态校验和、TAN负载中的MAC包头的源MAC地址和目的MAC地址、数据帧类型及数据帧标识。

实际应用时，确定模块601、数据包处理模块602及发送模块603，可以由网络数据包的传输装置中的处理器来实现。当然，处理器需要运行存储器中的计算机程序来实现它的功能。

需要说明的是：上述实施例提供的网络数据包的传输装置在进行网络数据包的传输时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的网络数据包的传输装置与网络数据包的传输方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种第一网络设备。图7仅仅示出了该第一网络设备的示例性结构而非全部结构，根据需要可以实施图7示出的部分结构或全部结构。

如图7所示，本申请实施例提供的第一网络设备700包括：至少一个处理器701、存储器702、用户接口703和至少一个网络接口704。第一网络设备700中的各个组件通过总线系统705耦合在一起。可以理解，总线系统705用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统705除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标为总线系统705。

其中，用户接口703可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。

本申请实施例中的存储器702用于存储各种类型的数据以支持第一网络设备的操作。这些数据的示例包括：用于在第一网络设备上操作的任何计算机程序。

本申请实施例揭示的网络数据包的传输方法可以应用于处理器701中，或者由处理器701实现。处理器701可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，网络数据包的传输方法的各步骤可以通过处理器701中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器701可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，DigitalSignal Processor)，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。处理器701可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器702，处理器701读取存储器702中的信息，结合其硬件完成本申请实施例提供的网络数据包的传输方法的步骤。

在示例性实施例中，第一网络设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述方法。

示例性地，所述第一网络设备为用户设备，相应地，所述第二网络设备为核心网设备；或者，所述第一网络设备为核心网设备，相应地，所述第二网络设备为用户设备。以5G网络为例，第一网络设备可以为UE，相应地，第二网络设备可以为UPF。

可以理解，存储器702可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体可以是计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的存储器702，上述计算机程序可由第一网络设备的处理器701执行，以完成本申请实施例方法所述的步骤。计算机可读存储介质可以是ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。

需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种网络数据包的传输方法，其特征在于，应用于第一网络设备，所述方法包括：

确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；

对所述非初始数据包基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，删除所述非初始数据包中的目标字段；

将删除目标字段后的所述非初始数据包基于所述已建会话发送给第二网络设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定获取的网络数据包为需要新建会话的初始数据包；

创建用于传输所述初始数据包的新会话；

存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；

将所述初始数据包基于所述新会话发送给所述第二网络设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述创建用于传输所述初始数据包的新会话，包括：

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识创建新会话；或者，

基于所述初始数据包的源端设备标识及目的端设备标识及包头域中的至少一个字段创建新会话。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系之前，所述方法还包括：

基于处理策略确定是否需要对网络数据包进行优化传输处理；若是，则存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包，包括：

若获取的网络数据包为已建会话对应的成功传输设定数量个数据包之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系之后，所述方法还包括：

生成并发送网络数据包的头域上下文标识给所述第二网络设备；

接收所述第二网络设备反馈的确认信息，所述确认信息指示所述第二网络设备收到所述头域上下文标识及已存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系；

相应地，所述确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包，包括：

若获取的网络数据包为接收到所述确认信息之后的数据包，则确定所述网络数据包为所述已建会话的非初始数据包。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述第二网络设备基于已建会话发送的删除目标字段后的非初始数据包；

基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，还原所述非初始数据包的目标字段。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述第二网络设备基于创建的新会话发送的初始数据包；

存储所述初始数据包的目标字段与所述新会话的对应关系。

9.根据权利要求1至8任一所述的方法，其特征在于，

所述网络数据包为时间明晰网络TAN数据包，所述目标字段包括以下至少之一：源TAN交换设备标识、目的TAN交换设备标识、预留位、路径信息、交换机设备跳数、静态校验和、TAN负载中的MAC包头的源MAC地址和目的MAC地址、数据帧类型及数据帧标识。

10.一种网络数据包的传输装置，其特征在于，应用于第一网络设备，所述装置包括：

确定模块，用于确定获取的网络数据包为已建会话对应的非初始数据包；

数据包处理模块，用于对所述非初始数据包基于预先存储的所述已建会话与所述网络数据包的目标字段的对应关系，删除所述非初始数据包中的目标字段；

发送模块，用于将删除目标字段后的所述非初始数据包基于所述已建会话发送给第二网络设备。

11.一种第一网络设备，其特征在于，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，

所述处理器，用于运行计算机程序时，执行权利要求1至9任一项所述方法的步骤。

12.根据权利要求11所述的第一网络设备，其特征在于，

所述第一网络设备为用户设备，相应地，所述第二网络设备为核心网设备；或者，所述第一网络设备为核心网设备，相应地，所述第二网络设备为用户设备。

13.一种存储介质，所述存储介质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1至9任一项所述方法的步骤。

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