CN116709585A - 数据通信的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据通信的方法、装置及系统。其中，该方法包括：基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能；在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态；接收基站发送的数据；将数据转发至专用网络的服务器中，以实现专用网络中业务的正常通信。本申请解决了相关技术中当核心网的N2口发生中断时，无法实现企业园区专用网内数据业务的正常访问的技术问题。

Description

数据通信的方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及数据通信领域，具体而言，涉及一种数据通信的方法、装置及系统。

背景技术

在企业专网的建设中，基站网关的接入能汇聚部署在企业园区的基站信令，并且实现企业网和运营商核心网数据的安全隔离，支持企业内部数据不出园区的需求，满足企业对于业务数据高私密性和高安全性的要求。对于企业客户，需要减少外部因素对内部网络安全性的影响。相关技术中，在核心网N2接口连接故障的情况下，无法实现企业园区内数据业务的正常访问。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种数据通信的方法、装置及系统，以至少解决相关技术中当核心网的N2口发生中断时，无法实现企业园区专用网内数据业务的正常访问的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种数据通信的方法，应用于基站网关，包括：基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能；在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态；接收基站发送的数据；将数据转发至专用网络的服务器中，以实现专用网络中业务的正常通信。

可选地，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态之前，方法还包括：接收基站发送的注册消息和会话建立消息，并将注册消息和会话建立消息转发给核心网；在注册消息对应的注册流程和会话建立消息对应的会话建立流程完成之后，获取经过基站网关的数据包的目的IP地址；依据目的IP地址将数据包转发到对应的链路中。

可选地，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，包括：基站网关向核心网发送第一心跳包，其中，第一心跳包用于确定核心网的第一接口的连接状态；在预设时长内基站网关接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口之间的连接状态为连接正常；在预设时长内基站网关未接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口之间的连接状态为连接中断。

可选地，维持基站与核心网的网元的连接状态之后，方法还包括：停止向基站发送第二心跳包，其中，第二心跳包用于通知基站，基站网关与核心网的第一接口的连接状态为连接正常；接收基站发送的第三心跳包，并停止将第三心跳包的响应消息返回给基站，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态，基站在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信。

可选地，在连接状态由连接中断变成连接正常的情况下，方法还包括：接收核心网发送的第四心跳包，并将第四心跳包的响应消息返回给核心网，其中，第四心跳包用于确定基站网关的状态信息；将第二心跳包发送给基站，并接收基站返回的第二心跳包的响应消息。

可选地，在连接状态为连接中断变成连接正常的情况下，方法还包括：确定经过基站网关的第一数据的目的IP地址；在第一数据的目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，将第一数据发送给核心网；在第一数据的目的IP地址为服务器的IP地址的情况下，将第一数据发送给服务器。

可选地，在连接状态为连接中断的情况下，接收到的基站发送的数据的目的IP地址为服务器的IP地址。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了另一种数据通信的方法，应用于核心网，包括：检测核心网的第一接口与基站网关的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网的之间的信令汇聚的功能；在连接状态为连接中断的情况下，保持保活名单中用户的控制面链路与用户面链路的连接状态，其中，保活名单为依据用户终端的上下文的切片信息确定为专用网络的用户；在连接状态由连接中断变化为连接正常的情况下，接收基站网关发送的数据。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了又一种数据通信的方法，应用于专用网络所属的基站，包括：向基站网关发送第三心跳包，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态，基站网关中的信令网关通过第一接口实现基站与核心网的之间的信令汇聚的功能；在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下，确定连接状态为连接中断，并进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信；获取经过基站发往基站网关的数据的目的IP地址；在目的IP地址为专用网络的服务器的IP地址的情况下，将数据发送至基站网关，在目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，不将数据发送至基站网关。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种数据通信的装置，应用于基站网关，包括：检测模块，用于检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能；维持模块，用于在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态；接收模块，用于接收基站发送的数据；转发模块，用于将数据转发至专用网络的服务器中，以实现专用网络中业务的正常通信。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种数据通信的系统，包括：基站网关、专用网络的基站和核心网，其中，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能；在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态；接收基站发送的数据；将数据转发至专用网络的服务器中，以实现专用网络中业务的正常通信；核心网在检测到连接状态为连接中断的情况下，保持保活名单中用户的控制面链路与用户面链路的连接状态，其中，保活名单为依据用户终端的上下文的切片信息确定为专用网络的用户；在连接状态由连接中断变化为连接正常的情况下，接收基站网关发送的数据；基站向基站网关发送第三心跳包，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态；在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下，确定连接状态为连接中断，并进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信；获取经过基站发往基站网关的数据的目的IP地址；在目的IP地址为服务器的IP地址的情况下，将数据发送至基站网关，在目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，不将数据发送至基站网关。

在本申请实施例中，基站网关通过检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能；在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态；接收基站发送的数据；将数据转发至专用网络的服务器中，达到了专用网络中业务的正常通信的目的，从而实现了降低核心网异常下对于企业业务的影响，提供高稳定性和高可靠性的数据访问的技术效果，进而解决了相关技术中当核心网的N2口发生中断时，无法实现企业园区专用网内数据业务的正常访问的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种数据通信的方法的流程图；

图2a是根据本申请实施例的一种应用场景的示意图；

图2b是根据本申请实施例的一种数据交互的交互过程示意图；

图3是根据本申请实施例的另一种数据通信的方法的流程图；

图4是根据本申请实施例的又一种数据通信的方法的流程图；

图5是根据本申请实施例的一种数据通信的装置的结构图；

图6是根据本申请实施例的一种数据通信系统的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，在对本申请实施例进行解释说明的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)：它是在通信协议中传输数据的基本单位，包含了特定协议所规定的数据字段和控制信息。PDU可以是不同层次的数据单元，如网络层的IP数据报、传输层的TCP数据段、数据链路层的帧等。不同协议栈中的PDU可能具有不同的结构和功能。

流控制传输协议(Stream Control Transmission Protocol，SCTP)心跳包：SCTP心跳包的主要功能是监测远程SCTP端点的可用性和响应能力。它用于检查远程端点是否仍然活动，并能够接收和响应SCTP数据包。心跳包由SCTP端点定期发送到远程端点，如果一定时间内没有收到响应，则表示可能存在网络或端点故障。

下一代信令(Next Generation Signaling)：也称为NG信令，是指在移动通信网络中使用的新一代信令协议，用于在移动网络中进行控制和管理通信会话。NG信令被广泛应用于4G LTE和5G等现代移动通信网络中。

无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)链路：RRC链路是在移动通信系统中用于控制和管理无线资源的一种链路。它负责建立、维护和释放无线连接，以及进行无线资源的分配和调度。RRC链路在3G和4G LTE等移动通信网络中起着重要的作用，用于实现移动设备和基站之间的无线通信管理。

会话管理功能(Session Management Function，SMF)：SMF是5G网络架构中的一个关键组件，负责管理和控制5G网络中的会话。它负责会话的建立、维护和释放，以及处理会话相关的策略和策略控制。SMF还负责用户数据的路由和转发，以确保有效的数据传输和服务质量。在5G网络中，SMF具有重要的作用，用于支持各种应用场景和服务需求。

N2口：是指在5G网络中，连接接入与移动管理功能(Access and MobilityManagement Function，AMF)和SMF之间的接口。N2口用于传输控制信令和管理信息，负责在AMF和SMF之间进行用户接入和移动管理。通过N2口，AMF可以向SMF发送控制信令和管理信息，包括用户接入请求、鉴权和授权请求、用户移动事件通知等。SMF通过N2口接收这些信息，并根据网络策略和规则进行处理和响应。N2口在5G网络中扮演着关键的角色，确保用户接入和移动管理的有效性和准确性。

N3口：是指在5G网络中，连接AMF和用户面功能(User Plane Function，UPF)之间的接口。N3口用于传输用户数据，负责在AMF和UPF之间进行用户数据的传输和转发。通过N3口，AMF将用户数据从核心网络传输到UPF，或者从UPF传输到核心网络。N3口承载了用户的实际数据流量，包括音频、视频、图像和其他应用数据。UPF根据网络策略和规则对用户数据进行处理和转发，确保数据的快速传输和可靠性。N3口在5G网络中起着重要的作用，保证了用户数据的传输效率和服务质量，它是支持各种应用场景和服务需求的关键接口之一。

N4口：是指在5G网络中，连接SMF和UPF之间的接口。N4口用于传输控制和用户面数据，负责在SMF和UPF之间进行会话管理和数据传输。通过N4口，SMF可以向UPF发送命令和控制信息，以及将用户数据传送到UPF进行处理和转发。N4口在5G网络中扮演着关键的角色，确保会话的可靠性和数据的有效传输。

本申请通过接入基站网关，可以持运营商核心网和企业网(即专用网络)协同工作，在与核心网发生断线的情况下能保证企业内网不断，企业园区内用户依然可以正常访问企业内网，保证园区内本地业务不受大网中断的影响，满足企业对于业务数据高稳定性的要求。

在企业侧部署的基站网关能实现在核心网N2口连接故障的极端情况下，配合企业专用网络所属的基站的惯性运行功能，在核心网N2口故障期间，保障企业内部用户正常访问企业服务器，不影响园区内业务的正常运行。以下详细说明。

图1是根据本申请实施例的一种数据通信的方法的流程图，应用于基站网关，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能。

在上述步骤S102中，基站网关应用于图2a所示的场景中，在图2a中，运营商网包括核心网，在企业网(即专用网络)中，包括基站网关和小基站(即专用网络所属的基站，或简称为基站)，基站网关包括信令网关和数据网关两部分。信令网关通过核心网的N2接口(即上述第一接口)搭建基站与运营商核心网的控制面之间的连接方式，实现基站和核心网之间的信令汇聚功能；数据网关通过核心网的N3接口搭建基站与运营商核心网用户面之间的连接方式，实现用户面路由和转发功能。

上述图2a中的基站网关可以实现两个功能，第一是对用户鉴权，实现基站和核心网进行控制信令的交互，第二是可以实现与企业应用的数据交互，实现园区内(专用网络)数据的本地回环。

在上述图2a所示的应用场景示意图中，通过在基站网关上配置企业服务器(即专用网络的服务器)的IP地址，可以实现在基站网关侧根据数据的目的IP地址判断流量是进入专用网络(或称为内网)还是核心网(或称为公网)，从而实现数据分流。

步骤S104，在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态。

在上述步骤S104中，当基站网关检测到与核心网侧连接的N2口(即上述第一接口)断开的情况下，基站网关依然会维持与基站侧和核心网侧用户面和控制面(即上述核心网的网元)的连接不释放，并对基站发送过来的SCTP心跳包与NG信令不予回复，促使基站启动惯性运行功能。

步骤S106，接收基站发送的数据。

步骤S108，将数据转发至专用网络的服务器中，以实现专用网络中业务的正常通信。

在上述步骤S106至步骤S108中，在基站网关与核心网的第一接口的连接状态为连接中断的情况下，基站网关对于基站发送的目的IP地址为企业服务器(即上述专用网络的服务器)的数据流量进行转发，对于企业内部用户的企业内部数据流量，其到企业服务器的上下行用户数据面通道依然正常，不受核心网N2链路异常的影响。

在上述步骤S102至步骤S108中，可以实现专用网络中业务的正常通信的目的，从而实现了降低核心网异常下对于企业业务的影响，提供高稳定性和高可靠性的数据访问的技术效果，进而解决了相关技术中当核心网的N2口发生中断时，无法实现企业园区专用网内数据业务的正常访问的技术问题。

在上述数据通信的方法中的步骤S102中，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态之前，方法还包括如下步骤：接收基站发送的注册消息和会话建立消息，并将注册消息和会话建立消息转发给核心网；在注册消息对应的注册流程和会话建立消息对应的会话建立流程完成之后，获取经过基站网关的数据包的目的IP地址；依据目的IP地址将数据包转发到对应的链路中。

在本申请实施例中，基站通过基站网关将注册消息和会话建立消息发送至核心网中，例如，基站发送Initial UE Message消息给基站网关，基站网关将Initial UE Message转发给核心网的控制面网元，基站网关还用于继续转发接下来的注册流程与会话建立流程相关信令。当用户终端或用户设备(User Equipment，UE)的注册流程完成以及上下行PDU会话建立完成之后，通过在基站网关上配置企业服务器的IP地址，在基站网关上实现根据数据包的目的IP地址将数据包转发到对应的链路中，从而实现数据分流。

在上述数据通信的方法中的步骤S102中，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，具体包括如下步骤：基站网关向核心网发送第一心跳包，其中，第一心跳包用于确定核心网的第一接口的连接状态；在预设时长内基站网关接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口之间的连接状态为连接正常；在预设时长内基站网关未接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口之间的连接状态为连接中断。

在上述数据通信的方法中的步骤S104中，维持基站与核心网的网元的连接状态之后，方法还包括如下步骤：停止向基站发送第二心跳包，其中，第二心跳包用于通知基站，基站网关与核心网的第一接口的连接状态为连接正常；接收基站发送的第三心跳包，并停止将第三心跳包的响应消息返回给基站，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态，基站在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信。

在本申请实施例中，基站、基站网关以及核心网均会定时发送SCTP心跳包(HEARTBEAT)给其连接的另一端，并根据对端返回的心跳包回复(HEARTBEAT_ACK)以确定对方在线状态和链路连接状态。

具体地，在基站网关侧，基站网关向核心网发送第一心跳包，该第一心跳包用于确定核心网的第一接口(即N2口)的连接状态，并根据在预设时长内是否接收到第一心跳包的响应消息确定核心网的第一接口的连接状态。当基站网关在预设时长内接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口的连接状态为连接正常，当基站网关在预设时长内未接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口的连接状态为连接中断或连接异常。

当基站网关确定与核心网的第一接口的连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态，也即基站网关继续维持与基站侧和核心网侧的用户面和控制面的连接状态不释放，同时基站网关停止向基站发送第二心跳包，需要说明的是，当基站网关与核心网的第一接口的连接状态为连接正常的情况下，基站网关需要向基站发送第二心跳包，通过第二心跳包告知基站：基站网关与核心网的第一接口的连接状态为连接正常，当基站网关与核心网的第一接口的连接状态为连接中断的情况下，基站网关即不再向基站发送第二心跳包。

由于基站会定时发送SCTP心跳包(即上述第三心跳包)给基站网关，同时基站也会发送NG信令给基站网关，基站网关对于基站发送的第三心跳包和相关NG信令不予回复，也即基站网关不会将第三心跳包和NG信令的响应消息返回给基站，因此基站在预设时长内不会受到第三心跳包的响应消息或NG信令回复，基站会判定与基站网关交互的核心网的N2口断开，从而基站会进入惯性运行的状态，基站在惯性运行的状态下能保障企业园区用户(根据切片信息判断是否为企业园区用户)的RRC链路和PDU会话链路不被基站主动释放，维持企业园区内业务的正常运行。同时基站上会对用户数据进行判断，对于去往核心网的数据流量不予发送，去往企业园区的数据流量通过核心网的N3口发送到基站网关上进行处理。

在上述数据通信的方法中，在连接状态由连接中断变成连接正常的情况下，方法还包括如下步骤：接收核心网发送的第四心跳包，并将第四心跳包的响应消息返回给核心网，其中，第四心跳包用于确定基站网关的状态信息；将第二心跳包发送给基站，并接收基站返回的第二心跳包的响应消息。

在本申请实施例中，当企业园区网络与运行商核心网的连接恢复时，也即基站网关与核心网的第一接口的连接状态由连接中断变成连接正常的情况下，核心网会发送SCTP心跳包(即上述第四心跳包)给基站网关，也即基站网关接收核心网发送的第四心跳包，基站网关返回核心网的心跳包回复(也即基站网关将第四心跳包的响应消息返回给核心网)，并发送第二心跳包给基站，通知基站与核心网的连接恢复，同时收到基站对第二心跳包的回复(HEARTBEAT_ACK，也即上述第二心跳包的响应消息)，此后，基站、基站网关和核心网的心跳恢复正常。

在上述数据通信的方法中，在连接状态为连接中断变成连接正常的情况下，方法还包括如下步骤：确定经过基站网关的第一数据的目的IP地址；在第一数据的目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，将第一数据发送给核心网；在第一数据的目的IP地址为服务器的IP地址的情况下，将第一数据发送给服务器。

在本申请实施例中，当企业园区网络与运行商核心网的连接恢复时，也即基站网关与核心网的第一接口的连接状态由连接中断变成连接正常的情况下，基站恢复正常运行状态，通过N3口正常发送企业园区用户终端对核心网的数据访问到基站网关，在链路恢复正常后，通过基站网关的数据包含去往核心网和企业服务器的数据，基站网关通过目的IP地址继续进行分流。具体地，基站网关判断接收到的数据的目的IP地址，当目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，将该数据发送至核心网，当目的IP地址为服务器的IP地址的情况下，将该数据发送至服务器。需要说明的是，基站网关通过原有保持的PDU会话，快速转发企业园区用户终端与核心网数据的数据交互，无需UE重新发起注册流程、建立PDU会话，不会导致企业园区业务的中断。

在上述数据通信的方法中，在连接状态为连接中断的情况下，接收到的基站发送的数据的目的IP地址为服务器的IP地址。

在本申请实施例中，基站网关将基站发送的数据的目的IP地址为企业服务器的数据转发到企业服务器，对于企业内部用户的企业内部数据流量，其到企业服务器的上下行用户数据面通道依然正常，不受核心网链路异常的影响。

通过图2b中的交互过程对上述数据通信的方法进行详细说明，在图2b中，小基站即上述专用网络所属的基站，企业应用服务器即专用网络或企业园区内的服务器。

具体包括如下过程：

1.小基站发送Initial UE Message消息给基站网关，Initial UE Message(UE表示User Equipment，即用户设备)是在5G网络中用于设备接入的初始消息。它是由用户设备(如手机、物联网设备等)发送给AMF的一条消息，用于初始化设备的接入过程。Initial UEMessage包含了设备的身份鉴别信息、接入请求和其他必要的参数。通过发送Initial UEMessage，用户设备向AMF表达了其意图与网络进行接入，并请求网络分配一个临时标识(例如Temporary Mobile Subscriber Identity，TMSI)来进行后续通信。AMF接收到InitialUE Message后，会对设备进行身份验证、鉴权和授权，并根据网络策略和设备需求进行进一步的操作，如分配临时标识、建立会话等。这样，设备就能成功完成接入过程，开始与5G网络进行通信。

2.基站网关将Initial UE Message转发给核心网的控制面网元。

3.基站网关继续转发接下来的注册流程与会话建立流程相关信令。

小基站和基站网关进行“Uplink&Downlink User Plane Data”的数据交互，即上行和下行用户面数据，上行用户面数据(Uplink User Plane Data)是指从用户设备(例如手机、传感器等)发送到网络的数据流量。这些数据可包括用户生成的信息、传感器数据、图像、音频和视频等。下行用户面数据(Downlink User Plane Data)则是从网络发送到用户设备的数据流量。这些数据可以包括网页内容、视频流、音频流、应用程序数据等。在通信中，上行和下行用户面数据在网络中的传输是通过不同的通道进行的。上行数据通过用户设备到网络的链路进行传输，而下行数据则通过网络到用户设备的链路进行传输。

4.在UE注册流程完成以及上下行PDU会话建立完成之后，通过在基站网关上配置企业服务器的IP地址，在网关上实现根据数据包的目的IP地址进行数据分流，并根据目的IP地址实现基站网关与运营商核心网，或基站网关与企业应用服务器之间的上行和下行用户面数据的交互。

5-6.小基站、基站网关以及核心网均会定时发送SCTP心跳包(HEARTBEAT)给其连接的另一端，并根据对端返回的心跳包回复(HEARTBEAT_ACK)以确定对方在线状态和链路连接状态。在未发生任何链路异常或其他异常的情况下，小基站和基站网关之间可以互相发送心跳包并收到对方对于心跳包的响应消息，基站网关和运营商核心网之间也可以互相发送心跳包并收到对方对于心跳包的响应消息。

7.在运营商核心网侧，在核心网的N2接口断开之前，提前在核心网侧配置企业用户保活名单或保活信息，并开启保活功能。具体来说，在核心网侧根据UE上下文中的切片信息判断是否为企业园区用户，若是，则将用户添加到保活名单，当核心网检测到N2链路断开时，核心网侧继续保持保活名单中用户的控制面与用户面链路连接状态。

8.基站网关上检测到基站网关到核心网的N2口连接发生故障或中断，则基站网关继续维持与小基站侧(或称为小站侧)和核心网侧的用户面和控制面连接状态不释放，同时基站网关停止对小基站发送心跳包。

9.核心网检测到N2接口中断的情况下，根据保活名单或保活信息保证企业园区UE的连接状态。具体地，查看N2接口上关联的连接态UE上下文，检查UE是否在保活名单里面，若在，则保持UE的连接状态；若没有，则释放掉UE上下文并通知会话管理网元释放掉核心网侧相应的PDU会话上所占用的隧道资源。

10.小基站继续发送SCTP心跳包和NG信令给基站网关。

11.基站网关对于小基站发送过来的心跳包和相关NG信令不予回复，并停止向小基站发送心跳包，促使小基站进入惯性运行。

12.小基站在一定的时间间隔(即预设时长)内接收不到基站网关的心跳回复和/或NG信令回复，会判定为与基站网关交互的N2口断开，启动惯性运行功能，小基站的惯性运行功能可以保障企业园区用户(根据切片信息判断)的RRC链路和PDU会话链路不被释放。同时小基站上会对用户数据进行判断，对于去往核心网的数据流量不予发送，去往企业园区的数据流量通过N3口发送到基站网关上进行处理。并与基站网关进行“Uplink&DownlinkUser Plane Data”的数据交互，这里的数据的目的IP地址为企业服务器的IP地址，从而将数据发送到基站网关上。

13.基站网关对于小站发送的数据转发到企业应用服务器。对于这部分特定用户的企业内部数据流量，其到企业服务器的上下行用户数据面通道依然正常，不受核心网链路异常的影响。并与企业应用服务器进行“Uplink&Downlink User Plane Data”的数据交互，实现将数据转发到企业应用服务器中。

14-15.当企业园区网络与运营商核心网连接恢复时，即基站网关与核心网N2口的连接恢复到正常状态时，核心网会发送SCTP心跳包(HEARTBEAT)给基站网关，基站网关返回核心网的心跳包回复，并发送心跳包给小基站，通知小基站与核心网的连接恢复，同时基站网关收到小基站的心跳包回复(HEARTBEAT_ACK)，此后，小站、基站网关和核心网的心跳恢复正常。

16.小基站恢复正常运行状态，通过N3口正常发送企业园区用户终端对核心网的数据访问到基站网关。

17.基站网关通过原有保持的PDU会话，快速转发企业园区用户终端与核心网数据的数据交互，无需UE重新发起注册流程、建立PDU会话，不会导致企业园区业务的中断。基站网关与小基站进行“Uplink&Downlink User Plane Data”的数据交互，以通过基站网关接收小基站发送的数据。

18.链路恢复正常后，通过基站网关的数据包含去往核心网和企业服务器的数据，基站网关通过目的IP地址继续进行分流。并根据目的IP地址实现基站网关与运营商核心网，或基站网关与企业应用服务器之间的上行和下行用户面数据的交互。

本申请实施例提供的数据通信的方法能在企业专网(即专用网络)与运营商核心网N2接口发生中断的异常情况下，基于企业部署的基站网关配合企业专用网络所属的基站的惯性运行功能，维持企业内网用户正常访问企业服务器，保证园区内部业务正常使用，减少外部因素对网络安全性的影响；在与核心网的连接修复之后，企业用户无需重新发起注册即可恢复到核心网的访问，可以保证企业园区内用户数据不受核心网链路异常的影响，提高园区数据的稳定性与安全性。另外，在本申请提供的数据通信的方法中，基站网关不需要通过N4口与核心网SMF对接，核心网控制面接口N4接口不用暴露在非运营商网络，减少安全隐患和N4对接难度。

本申请实施例提供的数据通信的方法对于企业园区设备而言，通过部署基站网关，实现客户对于设备控制低时延，采集数据不出园区的需求。在企业网侧，信令网关、数据网关与企业AppServer、基站协同合作，构建的企业内网系统实现数据不出园区，降低核心网异常下对于企业业务的影响，提供高稳定性和高可靠性的数据访问，不仅可以提高用户使用满意度，降低企业相应的运营成本，同时对于运营商能更加快速、高效、低成本地提供新兴业务与应用，满足普通客户和垂直行业的各类特殊需求。

图3是根据本申请实施例的另一种数据通信的方法的流程图，如图3所示，该方法应用于核心网，具体包括如下步骤：

步骤S302，检测核心网的第一接口与基站网关的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网的之间的信令汇聚的功能；

步骤S304，在连接状态为连接中断的情况下，保持保活名单中用户的控制面链路与用户面链路的连接状态，其中，保活名单为依据用户终端的上下文的切片信息确定为专用网络的用户；

步骤S306，在连接状态由连接中断变化为连接正常的情况下，接收基站网关发送的数据。

需要说明的是，图3所示的数据通信的方法与图2所示的数据通信方法分别为不同执行主体所执行的方法，该数据通信方法所要实现的目的是相同的，均是为了实现在核心网异常的情况下，使得企业园区专用网内数据业务可以正常访问，因此图2中数据通信方法中的相关解释说明也适用于图3所示的数据通信的方法，此处不再赘述。

图4是根据本申请实施例的又一种数据通信的方法的流程图，如图4所示，该方法应用于专用网络所属的基站，具体包括如下步骤：

步骤S402，向基站网关发送第三心跳包，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态，基站网关中的信令网关通过第一接口实现基站与核心网的之间的信令汇聚的功能；

步骤S404，在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下，确定连接状态为连接中断，并进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信；

步骤S406，获取经过基站发往基站网关的数据的目的IP地址；

步骤S408，在目的IP地址为专用网络的服务器的IP地址的情况下，将数据发送至基站网关，在目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，不将数据发送至基站网关。

需要说明的是，图4所示的数据通信的方法与图2所示的数据通信方法分别为不同执行主体所执行的方法，该数据通信方法所要实现的目的是相同的，均是为了实现在核心网异常的情况下，使得企业园区专用网内数据业务可以正常访问，因此图2中数据通信方法中的相关解释说明也适用于图4所示的数据通信的方法，此处不再赘述。

图5是根据本申请实施例的一种数据通信的装置的结构图，如图5所示，该装置应用于基站网关，具体包括：

检测模块52，用于检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能；

维持模块54，用于在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态；

接收模块56，用于接收基站发送的数据；

转发模块58，用于将数据转发至专用网络的服务器中，以实现专用网络中业务的正常通信。

在上述数据通信的装置中的检测模块中，该检测模块还用于检测与核心网的第一接口的连接状态之前，接收基站发送的注册消息和会话建立消息，并将注册消息和会话建立消息转发给核心网；在注册消息对应的注册流程和会话建立消息对应的会话建立流程完成之后，获取经过基站网关的数据包的目的IP地址；依据目的IP地址将数据包转发到对应的链路中。

在上述数据通信的装置中的检测模块中，该检测模块还用于向核心网发送第一心跳包，其中，第一心跳包用于确定核心网的第一接口的连接状态；在预设时长内基站网关接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口之间的连接状态为连接正常；在预设时长内基站网关未接收到核心网返回的第一心跳包的响应消息的情况下，确定与核心网的第一接口之间的连接状态为连接中断。

在上述数据通信的装置中的维持模块中，该维持模块还用于维持基站与核心网的网元的连接状态之后，停止向基站发送第二心跳包，其中，第二心跳包用于通知基站，基站网关与核心网的第一接口的连接状态为连接正常；接收基站发送的第三心跳包，并停止将第三心跳包的响应消息返回给基站，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态，基站在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信。

在上述数据通信的装置中接收模块中，该接收模块还用于在连接状态由连接中断变成连接正常的情况下，接收核心网发送的第四心跳包，并将第四心跳包的响应消息返回给核心网，其中，第四心跳包用于确定基站网关的状态信息；将第二心跳包发送给基站，并接收基站返回的第二心跳包的响应消息。

在上述数据通信的装置中的转发模块中，该转发模块还用于在连接状态为连接中断变成连接正常的情况下，确定经过基站网关的第一数据的目的IP地址；在第一数据的目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，将第一数据发送给核心网；在第一数据的目的IP地址为服务器的IP地址的情况下，将第一数据发送给服务器。

在上述数据通信的装置中的接收模块中，该接收模块接收到的基站发送的数据的目的IP地址为服务器的IP地址。

需要说明的是，图5所示的数据通信的装置用于执行图2所示的数据通信的方法，因此图2中的数据通信的方法中的相关解释说明也适用于该数据通信的装置，此处不再赘述。

本申请实施例还提供了另一种数据通信的装置，该装置应用于核心网，具体包括：

第一检测模块，用于检测核心网的第一接口与基站网关的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网的之间的信令汇聚的功能；

保持模块，用于在连接状态为连接中断的情况下，保持保活名单中用户的控制面链路与用户面链路的连接状态，其中，保活名单为依据用户终端的上下文的切片信息确定为专用网络的用户；

第一接收模块，用于在连接状态由连接中断变化为连接正常的情况下，接收基站网关发送的数据。

需要说明的是，应用于核心网的数据通信的装置用于执行图3所示的数据通信的方法，由于图3所示的数据通信的方法与图2所示的数据通信方法分别为不同执行主体所执行的方法，该数据通信方法所要实现的目的是相同的，均是为了实现在核心网异常的情况下，使得企业园区专用网内数据业务可以正常访问，因此图2中数据通信方法中的相关解释说明也适用于该应用于核心网的数据通信的装置，此处不再赘述。

本申请实施例还提供了又一种数据通信的装置，应用于专用网络所属的基站，具体包括：

第一发送模块，用于向基站网关发送第三心跳包，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态，基站网关中的信令网关通过第一接口实现基站与核心网的之间的信令汇聚的功能；

确定模块，用于在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下，确定连接状态为连接中断，并进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信；

获取模块，用于获取经过基站发往基站网关的数据的目的IP地址；

第二发送模块，用于在目的IP地址为专用网络的服务器的IP地址的情况下，将数据发送至基站网关，在目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，不将数据发送至基站网关。

需要说明的是，应用于专用网络所属的基站的数据通信的装置用于执行图4所示的数据通信的方法，由于图4所示的数据通信的方法与图2所示的数据通信方法分别为不同执行主体所执行的方法，该数据通信方法所要实现的目的是相同的，均是为了实现在核心网异常的情况下，使得企业园区专用网内数据业务可以正常访问，因此图2中数据通信方法中的相关解释说明也适用于该应用于专用网络所属的基站的数据通信的装置，此处不再赘述。

图6是根据本申请实施例的一种数据通信的系统的结构图，如图6所示，该数据通信的系统600包括：基站网关602、专用网络的基站604和核心网606，其中，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，基站网关中的信令网关通过第一接口实现专用网络所属的基站与核心网之间的信令汇聚的功能；在连接状态为连接中断的情况下，维持基站与核心网的网元的连接状态；接收基站发送的数据；将数据转发至专用网络的服务器中，以实现专用网络中业务的正常通信；核心网在检测到连接状态为连接中断的情况下，保持保活名单中用户的控制面链路与用户面链路的连接状态，其中，保活名单为依据用户终端的上下文的切片信息确定为专用网络的用户；在连接状态由连接中断变化为连接正常的情况下，接收基站网关发送的数据；基站向基站网关发送第三心跳包，其中，第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态；在预设时长内未接收到第三心跳包的响应消息的情况下，确定连接状态为连接中断，并进入惯性运行的状态，以维持专用网络中业务的正常通信；获取经过基站发往基站网关的数据的目的IP地址；在目的IP地址为服务器的IP地址的情况下，将数据发送至基站网关，在目的IP地址为核心网所包含的IP地址的情况下，不将数据发送至基站网关。

需要说明的是，图6所示的数据通信的系统用于执行图2至图4所示的数据通信的方法，因此上述图2至图4所示的数据通信的方法中的相关解释说明也适用于该数据通信的系统，此处不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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，在本申请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存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种数据通信的方法，其特征在于，应用于基站网关，包括：

基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，所述基站网关中的信令网关通过所述第一接口实现专用网络所属的基站与所述核心网之间的信令汇聚的功能；

在所述连接状态为连接中断的情况下，维持所述基站与所述核心网的网元的连接状态；

接收所述基站发送的数据；

将所述数据转发至所述专用网络的服务器中，以实现所述专用网络中业务的正常通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态之前，所述方法还包括：

接收所述基站发送的注册消息和会话建立消息，并将所述注册消息和所述会话建立消息转发给所述核心网；

在所述注册消息对应的注册流程和所述会话建立消息对应的会话建立流程完成之后，获取经过所述基站网关的数据包的目的IP地址；

依据所述目的IP地址将所述数据包转发到对应的链路中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，包括：

所述基站网关向所述核心网发送第一心跳包，其中，所述第一心跳包用于确定所述核心网的第一接口的连接状态；

在预设时长内所述基站网关接收到所述核心网返回的所述第一心跳包的响应消息的情况下，确定与所述核心网的第一接口之间的连接状态为连接正常；

在所述预设时长内所述基站网关未接收到所述核心网返回的所述第一心跳包的响应消息的情况下，确定与所述核心网的第一接口之间的连接状态为连接中断。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，维持所述基站与所述核心网的网元的连接状态之后，所述方法还包括：

停止向所述基站发送第二心跳包，其中，所述第二心跳包用于通知所述基站，所述基站网关与所述核心网的第一接口的连接状态为连接正常；

接收所述基站发送的第三心跳包，并停止将所述第三心跳包的响应消息返回给所述基站，其中，所述第三心跳包用于请求确认所述基站网关与所述核心网的第一接口的连接状态，所述基站在预设时长内未接收到所述第三心跳包的响应消息的情况下进入惯性运行的状态，以维持所述专用网络中业务的正常通信。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述连接状态由所述连接中断变成连接正常的情况下，所述方法还包括：

接收所述核心网发送的第四心跳包，并将所述第四心跳包的响应消息返回给所述核心网，其中，所述第四心跳包用于确定所述基站网关的状态信息；

将所述第二心跳包发送给所述基站，并接收所述基站返回的所述第二心跳包的响应消息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述连接状态为连接中断变成连接正常的情况下，所述方法还包括：

确定经过所述基站网关的第一数据的目的IP地址；

在所述第一数据的目的IP地址为所述核心网所包含的IP地址的情况下，将所述第一数据发送给所述核心网；

在所述第一数据的目的IP地址为所述服务器的IP地址的情况下，将所述第一数据发送给所述服务器。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述连接状态为连接中断的情况下，接收到的所述基站发送的数据的目的IP地址为所述服务器的IP地址。

8.一种数据通信的方法，其特征在于，应用于核心网，包括：

检测所述核心网的第一接口与基站网关的连接状态，其中，所述基站网关中的信令网关通过所述第一接口实现专用网络所属的基站与所述核心网的之间的信令汇聚的功能；

在所述连接状态为连接中断的情况下，保持保活名单中用户的控制面链路与用户面链路的连接状态，其中，所述保活名单为依据用户终端的上下文的切片信息确定为所述专用网络的用户；

在所述连接状态由所述连接中断变化为连接正常的情况下，接收所述基站网关发送的数据。

9.一种数据通信的方法，其特征在于，应用于专用网络所属的基站，包括：

向基站网关发送第三心跳包，其中，所述第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态，所述基站网关中的信令网关通过所述第一接口实现所述基站与所述核心网的之间的信令汇聚的功能；

在预设时长内未接收到所述第三心跳包的响应消息的情况下，确定所述连接状态为连接中断，并进入惯性运行的状态，以维持所述专用网络中业务的正常通信；

获取经过所述基站发往所述基站网关的数据的目的IP地址；

在所述目的IP地址为所述专用网络的服务器的IP地址的情况下，将所述数据发送至所述基站网关，在所述目的IP地址为所述核心网所包含的IP地址的情况下，不将所述数据发送至所述基站网关。

10.一种数据通信的装置，其特征在于，应用于基站网关，包括：

检测模块，用于检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，所述基站网关中的信令网关通过所述第一接口实现专用网络所属的基站与所述核心网之间的信令汇聚的功能；

维持模块，用于在所述连接状态为连接中断的情况下，维持所述基站与所述核心网的网元的连接状态；

接收模块，用于接收所述基站发送的数据；

转发模块，用于将所述数据转发至所述专用网络的服务器中，以实现所述专用网络中业务的正常通信。

11.一种数据通信的系统，其特征在于，包括：基站网关、专用网络的基站和核心网，其中，

所述基站网关检测与核心网的第一接口的连接状态，其中，所述基站网关中的信令网关通过所述第一接口实现专用网络所属的基站与所述核心网之间的信令汇聚的功能；在所述连接状态为连接中断的情况下，维持所述基站与所述核心网的网元的连接状态；接收所述基站发送的数据；将所述数据转发至所述专用网络的服务器中，以实现所述专用网络中业务的正常通信；

所述核心网在检测到所述连接状态为连接中断的情况下，保持保活名单中用户的控制面链路与用户面链路的连接状态，其中，所述保活名单为依据用户终端的上下文的切片信息确定为所述专用网络的用户；在所述连接状态由所述连接中断变化为连接正常的情况下，接收所述基站网关发送的数据；

所述基站向基站网关发送第三心跳包，其中，所述第三心跳包用于请求确认基站网关与核心网的第一接口的连接状态；在预设时长内未接收到所述第三心跳包的响应消息的情况下，确定所述连接状态为连接中断，并进入惯性运行的状态，以维持所述专用网络中业务的正常通信；获取经过所述基站发往所述基站网关的数据的目的IP地址；在所述目的IP地址为所述服务器的IP地址的情况下，将所述数据发送至所述基站网关，在所述目的IP地址为所述核心网所包含的IP地址的情况下，不将所述数据发送至所述基站网关。