CN1968227A - 一种无线接入网关支持透明代理的系统及方法 - Google Patents

一种无线接入网关支持透明代理的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线接入网关支持透明代理的系统及方法，所述系统包括终端、网络接入设备、网关设备、服务器，在网关设备和网络接入设备之间设置有路由设备；该路由设备用于根据终端请求业务类型，将各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口。所述网关设备根据替换后数据报文的目的IP地址及端口转发数据报文。本发明所述方法，其步骤包括：确定终端请求的各个业务的类型及对应的网关设备的IP地址及端口；替换各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口；对应的网关设备转发上述替换IP地址及端口后的数据报文。

Description

一种无线接入网关支持透明代理的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种通信系统及其控制方法，尤其涉及一种通信系统中无线接入网关支持透明代理的系统及方法。
背景技术
随着运营商新一代无线网络的建设，移动数据业务用户数量迅速增长，基于高速的无线接入，可以确保提供丰富的数据业务，包括多媒体消息，下载类业务，邮件业务、流媒体业务等。
但是，目前移动网络中只对特定业务定义了相应的网关设备，这些网关设备只支持对应的业务。例如，对于无线应用协议(Wireless ApplicationProtocol，WAP)业务，定义相应的WAP网关设备，该WAP网关设备只支持基于WAP 1.X以及WAP 2.0的业务，包括浏览、短信以及其他一些基于WAP的业务，如多媒体消息服务业务、KJAVA下载等业务；而对于其他类型的业务，比如基于邮件传输协议/邮局协议/互动邮件访问协议(MTP/POP3/IMAP)的邮件、基于实时流媒体传输协议/实时流媒体控制协议/实时流媒体传输控制协议(RTP/RTSP/RTCP)的流媒体业务、基于文件传输协议(filetransfer protocol，FTP)的下载业务等则不支持。
这样，当没有相应的网关设备支持的业务开展时，在运营商网络中没有对应的实体进行相应的支持与控制，从而使运营商退化为简单的通道提供商，不能对整个移动价值链进行很好的控制与管理。
随着业务类型的增多，运营商必须针对不同的业务定义对应的网关设备来对用户对该类业务的消费进行控制和计费。对于终端来说，必须针对不同的业务设置不同的网关设备的IP地址及端口，才能实现不同业务的接入与计费。这样，不管是从用户体验还是运营商的管理维护上都是不可接受的。
如图1所示，以终端请求WAP业务时，设置WAP网关设备的IP地址及端口为例。从图1中可以看出，该通信网络提供PULL网关(WAP PULL GW)以及PUSH网关(WAP PUSH GW)这两个WAP网关设备。对于WAP业务，在终端(MS)上设置了WAP网关设备的IP地址以及端口号，当终端请求WAP业务时，WAP业务数据流会通过上述WAP网关设备而由GPRS网关支持节点/分组数据服务节点(GGSN/PDSN)等网络接入设备转发给终端。对于非WAP业务则由GGSN/PDSN出承载层的流量话单，非WAP的业务流会被网络接入设备发送到相应的应用服务器上。采用此种方案，对于非WAP业务，运营商无法对业务进行控制，同时，也无法对非WAP的增值业务进行内容计费。
针对上述无法对非WAP业务进行控制和计费的问题，出现了如图2所示的另一种通信系统结构。该通信系统结构中，针对不同的业务类型部署了不同的业务网关，即部署WAP PULL GW以及WAP PUSH GW这两个WAP网关设备和非WAP网关设备。用户使用不同的业务时，必须在终端上设置对应的网关设备的IP地址以及端口，如果用户不设置网关设备的IP地址及端口，运营商就无法对用户使用的业务进行控制和计费。
由此可见，终端请求不同类型的业务时，必须设置对应网关设备的IP地址及端口，否则运营商就无法对终端请求的业务进行控制。而同时在终端设置很多网关设备的IP地址及端口，终端的体验不是很好，并且，并不是所有的终端都提供设置网关设备IP地址及端口。
发明内容
本发明克服现有技术的缺点，提供一种无线接入网关支持透明代理的系统及方法，使终端不必设置各种类型业务对应的网关设备的IP地址及端口，就可以实现各种类型业务的接入。
本发明所述的无线接入网关支持透明代理的系统包括终端、网络接入设备、网关设备、以及服务器，在网关设备和网络接入设备之间设置有路由设备；
所述路由设备用于根据终端请求业务类型，将各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口；
所述网关设备根据替换后数据报文的目的IP地址及端口转发数据报文。
本发明中，路由设备根据终端请求的业务所对应的服务器的端口确定各业务的类型。
本发明中，路由设备替换上行数据报文的目的IP地址及端口为对应网关设备的IP地址及端口；及替换下行数据报文的的源IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口。并且，路由设备以终端的IP地址、端口、以及四层协议号为关键索引记录相应服务器的IP地址及端口与对应的网关设备的IP地址及端口的对应关系。
本发明还提供了一种无线接入网关支持透明代理的方法，所述方法步骤包括：
确定终端请求的各个业务的类型及对应的网关设备的IP地址及端口；
替换各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口；
对应的网关设备转发上述替换IP地址及端口后的数据报文。
上述方法中，根据终端请求的业务所对应的服务器的端口确定各业务的类型。
上述方法中，替换上行数据报文的目的IP地址及端口为对应网关设备的IP地址及端口；及替换下行数据报文的的源IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口。
上述方法中，在将数据报文中的服务器IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口后，以终端的IP地址、端口、以及四层协议号为关键索引记录服务器的IP地址及端口与对应的网关设备的IP地址及端口的对应关系。
上述方法中，网关设备解析接收到的上行数据报文中真实的目的IP地址及端口，并根据解析得到的IP地址及端口转发数据报文。
上述方法中，网关设备将接收到的下行数据报文转发至路由设备，再由路由设备通过网络接入设备向对应的终端转发数据报文。
本发明中，在终端上不必根据请求业务的类型设置各个对应网关设备的IP地址，而由路由设备来实现服务器IP地址及端口与网关设备的IP地址及端口之间的替换，再进一步完成数据的转发。方便了操作流程，提高了用户的体验乐趣。
附图说明
图1为现有技术中通信系统的结构示意图；
图2为现有技术中通信系统的另一种结构示意图；
图3为本发明所述的无线接入网关支持透明代理的系统结构示意图；
图4为本发明所述的无线接入网关支持透明代理的方法流程图。
具体实施方式
本发明通过在终端和网关设备之间设置路由设备，由该路由设备实现对应网关设备的IP地址及端口与服务器IP地址及端口之间的替换，从而使终端上不必设置各个网关设备的IP地址及端口就可以接入各种类型业务。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明所述无线接入网关支持透明代理的系统包括终端、网络接入设备、网关设备、以及服务器，在网关设备和网络接入设备之间还增加了路由设备。
图3中，服务/内容提供商(SP/CP)即为终端(MS)请求各类型业务所对应的服务器。
WAP PULL GW、WAP PUSH GW等WAP网关设备、以及非WAP网关设备为各类型业务对应的网关设备。上述的各网关设备与业务引擎(ServiceEnabler)，即门户网站(Portal)、下载中心(DLC)、多媒体短消息中心(MMSC)、位置业务服务器(LBS)、及时消息服务器(IMPS)、流媒体服务器(StreamServer)、以及短消息服务中心(SMSC)相连接。
GGSN/PDSN为网络接入设备。该网络接入设备、WAP PULL GW、以及WAP PUSH GW与网管中心(TMN)、运营支撑管理(BOSS)、通信网业务控制点(SCP)、移动数据业务管理平台(MDSP)、认证鉴权计费服务器(AAAServer)相连接。
在实际的网络结构中，通常在服务器与网关设备之间还设置用于保障网络安全的防火墙。
在网络接入设备与WAP网关设备、非WAP网关设备等网关设备之间为路由设备。在实际的网络结构中，该路由设备也可集中设置于网络接入设备中。
上述路由设备用于根据终端请求业务类型，将各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口。
终端请求的各个业务的类型可以根据各类型业务的数据报文使用的服务器上的端口号来区分，即根据下行数据报文的源端口或上行数据报文的目的端口来确定请求业务的类型。
例如，终端请求的业务为超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol，HTTP)业务。按照通信协议的规定，该类型业务使用的服务器的端口为80端口，则根据终端数据报文中的目的端口为80端口，可以确定该请求业务为HTTP业务。
终端请求的各类型业务对应各个不同的网关设备，也就是说，终端请求的各类型业务与各个不同的网关设备之间存在对应关系，因此，可以预先设定各类型业务与各网关设备的对应关系。以上述HTTP业务为例，可以设定该业务对应的网关设备的IP地址为192.168.0.1，端口为80；又如，请求的业务为FTP业务，于是，可以设定该FTP业务对应的网关设备的IP地址为192.168.0.100，端口为21。此外，还可以设定某个业务对应于一组网关设备，统一设定该业务对应的一组网关设备的IP地址及端口。上述一组网关设备可以是主备关系，或是出于负载均衡考虑的一组网关设备。确定了各类型业务与各网关设备之间的对应关系，也就可以根据各类型业务寻找到相对应的网关设备。
根据上述确定了各类型业务与各网关设备之间的对应关系，同时，结合由数据报文中服务器的IP地址及端口，路由设备可以将数据报文中的服务器的IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口。具体来说，对于上行数据报文来说，路由设备替换上行数据报文的目的IP地址及端口为对应网关设备的IP地址及端口；对于下行数据报文来说，路由设备将下行数据报文的源IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口。
例如，终端请求的业务为FTP业务，该FTP业务对应的网关设备的IP地址为192.168.0.100，端口为21。则对于该FTP业务的上行数据报文来说，路由设备可以将上行数据报文的目的IP地址替换为对应网关设备的IP地址192.168.0.100，将上行数据报文的目的端口替换为对应网关设备的端口21。而对于该FTP业务的下行数据报文来说，路由设备可将下行数据报文的源IP地址替换为对应网关设备的IP地址192.168.0.100，将下行数据报文的源端口替换为对应网关设备的端口21。
在将各类型业务的上行数据报文的目的IP地址及端口，或下行数据报文的源IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口之后，各类型业务的上行数据报文的目的IP地址及端口，或下行数据报文的源IP地址及端口就与对应的网关设备的IP地址及端口形成了对应的关系。于是，可以以终端的IP地址、端口、以及四层协议号为关键索引记录上述对应关系。这样，终端的IP地址、端口、以及四层协议号，终端请求业务的数据报文中的服务器IP地址及端口，以及终端请求业务对应的网关设备的IP地址及端口就形成了一一对应的关系。
对于上行数据报文，路由设备根据替换后数据报文的IP地址及端口，即对应的网关设备的IP地址及端口，将替换了IP地址及端口的数据报文路由到对应的网关设备上，网关设备接收到数据报文后，解析数据报文中真实的目的IP地址及端口，也即对应服务器的IP地址及端口，然后根据此解析得到的服务器的IP地址及端口转发数据报文。
对于下行的数据报文，网关设备将接收到的数据报文转发至路由设备。路由设备接收到上述下行数据报文后，可以以报文中的目的IP地址及端口，即终端的IP地址及端口为关键索引查找到对应的网关设备的IP地址及端口，于是，路由设备将下行数据报文中的源IP地址及端口，即服务器的IP地址及端口替换为上述查找到的网关设备的IP地址及端口。之后，路由设备通过网络接入设备向对应的终端转发数据报文。
本发明所述的无线接入网关支持透明代理的系统中，终端在不设置请求业务所对应的网关设备IP地址及端口的情况下，就可以实现正常的请求业务，从而方便了实际操作，提高了用户的体验乐趣。
本发明还提供一种无线接入网关支持透明代理的方法，如图4所示，包括如下步骤：
步骤101，确定终端请求的各个业务的类型及对应的网关设备的IP地址及端口。
本步骤中，终端请求的各个业务的类型可以根据各类型业务的数据报文使用的服务器上的端口号来区分，即根据下行数据报文的源端口或上行数据报文的目的端口来确定请求业务的类型。
例如，终端请求的业务为超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol，HTTP)业务。按照通信协议的规定，该类型业务使用的服务器的端口为80端口，则根据终端数据报文中的目的端口为80端口，可以确定该请求业务为HTTP业务。
终端请求的各类型业务对应各个不同的网关设备，也就是说，终端请求的各类型业务与各个不同的网关设备之间存在对应关系，因此，可以预先设定各类型业务与各网关设备的对应关系。以上述HTTP业务为例，可以设定该业务对应的网关设备的IP地址为192.168.0.1，端口为80；又如，请求的业务为FTP业务，于是，可以设定该FTP业务对应的网关设备的IP地址为192.168.0.100，端口为21。此外，还可以设定某个业务对应于一组网关设备，统一设定该业务对应的一组网关设备的IP地址及端口。上述一组网关设备可以是主备关系，或是出于负载均衡考虑的一组网关设备。确定了各类型业务与各网关设备之间的对应关系，也就可以根据各类型业务寻找到相对应的网关设备。
步骤102，将各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口。
根据上述确定了各类型业务与各网关设备之间的对应关系，同时，结合由数据报文中服务器的IP地址及端口，可以将数据报文中的服务器的IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口。具体来说，对于上行数据报文来说，替换上行数据报文的目的IP地址及端口为对应网关设备的IP地址及端口；对于下行数据报文来说，替换下行数据报文的的源IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口。
例如，终端请求的业务为FTP业务，该FTP业务对应的网关设备的IP地址为192.168.0.100，端口为21。则对于该FTP业务的上行数据报文来说，可以将上行数据报文的目的IP地址替换为对应网关设备的IP地址192.168.0.100，将上行数据报文的目的端口替换为对应网关设备的端口21。而对于该FTP业务的下行数据报文来说，可将下行数据报文的源IP地址替换为对应网关设备的IP地址192.168.0.100，将下行数据报文的源端口替换为对应网关设备的端口21。
在将各类型业务的上行数据报文的目的IP地址及端口，或下行数据报文的源IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口之后，各类型业务的上行数据报文的目的IP地址及端口，或下行数据报文的源IP地址及端口就与对应的网关设备的IP地址及端口形成了对应的关系。于是，可以以终端的IP地址、端口、以及四层协议号为关键索引记录上述对应关系。这样，终端的IP地址、端口、以及四层协议号，终端请求业务的数据报文中的服务器IP地址及端口，以及终端请求业务对应的网关设备的IP地址及端口就形成了一一对应的关系。
步骤103，对应的网关设备转发上述替换IP地址及端口后的数据报文。
对于上行数据报文，路由设备根据替换后数据报文的IP地址及端口，即对应的网关设备的IP地址及端口，将替换了IP地址及端口的数据报文路由到对应的网关设备上，网关设备接收到数据报文后，解析数据报文中真实的目的IP地址及端口，也即对应服务器的IP地址及端口，然后根据此解析得到的服务器的IP地址及端口转发数据报文。
对于下行的数据报文，网关设备将接收到的数据报文转发至路由设备。路由设备接收到上述下行数据报文后，可以以报文中的目的IP地址及端口，即终端的IP地址及端口为关键索引查找到对应的网关设备的IP地址及端口，于是，路由设备将下行数据报文中的源IP地址及端口，即服务器的IP地址及端口替换为上述查找到的网关设备的IP地址及端口。之后，路由设备通过网络接入设备向对应的终端转发数据报文。
下面以应用本发明所述方法对TCP链路建立请求数据包和TCP链路拆除请求数据包的处理过程为例分别进行说明，对UDP类型业务的处理方法与对TCP类型业务的处理方法相同，在此不赘叙。
当网关设备接收到的数据包为TCP连接建立请求数据包时，网关设备向路由设备转发操作系统生成的一个链路维护数据包，之后，路由设备根据终端的IP地址及端口与服务器的IP地址及端口的对应关系，将链路维护数据包中的源IP地址及端口替换为服务器的IP地址及端口，并转发给网关设备。网关设备接收到上述的链路维护数据包后，绑定本地IP地址及端口，并根据终端的IP地址及端口与服务器的IP地址及端口的对应关系向对应的服务器发起TCP连接，如连接成功，则将网关设备绑定的本地IP地址及端口加入到前述的对应关系中，此时，就形成了网关设备的IP地址及端口、服务器的IP地址及端口、以及终端的IP地址及端口的对应关系。
当网关设备接收到的数据包是TCP链路拆除请求数据包时，如果该拆除请求是由终端发起的，则网关设备以终端的IP地址、端口、以及四层协议号为关键索引查找到对应的服务器的IP地址及端口，并关闭终端和服务器之间的TCP连接。如果该拆除请求是由服务器主机发起的，则网关设备也根据网关设备的IP地址及端口、服务器的IP地址及端口、以及终端的IP地址及端口的对应关系查找到对应的终端IP地址及端口，并关闭服务器和终端之间的TCP连接。
根据本发明所述方法，在终端上不必根据请求业务的类型设置各个对应网关设备的IP地址，而由路由设备来实现服务器IP地址及端口与网关设备的IP地址及端口之间的替换，再进一步完成数据的转发。由于不需要在终端上设置各个网关设备的IP地址，因此，对于终端来说，网关设备可以视为是不可见的，即网关设备实现了终端接入业务的透明代理。而终端请求的所有业务的数据都会经过相应的网关设备，因此，网关设备可以实现对业务的控制、流量和内容的计费。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种无线接入网关支持透明代理的系统，包括终端、网络接入设备、网关设备、以及服务器，其特征在于，在网关设备和网络接入设备之间设置有路由设备；
所述路由设备用于根据终端请求业务类型，将各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口；
所述网关设备根据替换后数据报文的目的IP地址及端口转发数据报文。
2.如权利要求1所述的无线接入网关支持透明代理的系统，其特征在于，路由设备根据终端请求的业务所对应的服务器的端口确定各业务的类型。
3.如权利要求1所述的无线接入网关支持透明代理的系统，其特征在于，路由设备替换上行数据报文的目的IP地址及端口为对应网关设备的IP地址及端口；及替换下行数据报文的的源IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口。
4.如权利要求1或3所述的无线接入网关支持透明代理的系统，其特征在于，路由设备以终端的IP地址、端口、以及四层协议号为关键索引记录相应服务器的IP地址及端口与对应的网关设备的IP地址及端口的对应关系。
5.一种无线接入网关支持透明代理的方法，其特征在于，步骤包括：
确定终端请求的各个业务的类型及对应的网关设备的IP地址及端口；
替换各类型业务数据报文中的服务器IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口；
对应的网关设备转发上述替换IP地址及端口后的数据报文。
6.如权利要求5所述的无线接入网关支持透明代理的方法，其特征在于，根据终端请求的业务所对应的服务器的端口确定各业务的类型。
7.如权利要求5所述的无线接入网关支持透明代理的方法，其特征在于，替换上行数据报文的目的IP地址及端口为对应网关设备的IP地址及端口；及替换下行数据报文的的源IP地址及端口为对应的网关设备的IP地址及端口。
8.如权利要求5或7所述的无线接入网关支持透明代理的方法，其特征在于，在将数据报文中的服务器IP地址及端口替换为对应的网关设备的IP地址及端口后，以终端的IP地址、端口、以及四层协议号为关键索引记录服务器的IP地址及端口与对应的网关设备的IP地址及端口的对应关系。
9.如权利要求5所述的无线接入网关支持透明代理的方法，其特征在于，网关设备解析接收到的上行数据报文中真实的目的IP地址及端口，并根据解析得到的IP地址及端口转发数据报文。
10.如权利要求5所述的无线接入网关支持透明代理的方法，其特征在于，网关设备将接收到的下行数据报文转发至路由设备，再由路由设备通过网络接入设备向对应的终端转发数据报文。
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