一種PGW雙棧地址選擇的方法及裝置與流程

2023-04-28 15:21:52 2

本發明涉及無線通訊技術領域，特別涉及一種PGW(Packet Data Network Gateway，分組數據網關)雙棧地址選擇的方法及裝置。

背景技術：

隨著移動通訊技術的快速發展，現有IPv4(Internet Protocol Version 4，網協版4)在地址容量、安全等方面的不足越加明顯，IPv6協議所具有的優勢越來越受到關注。首先IPv6(Internet Protocol Version 6，網協版6)提供了超乎想像的地址容量，其次，IPv6增強了一些支持通信網絡應用的功能，包括可擴展的網絡體系結構、增強端到端的安全和數據完整性等。而移動通信網絡隨著不斷發展，第四代通信網絡已經是完全IP為核心的層次化網絡，基於IPv6的優勢，研究如何在移動通信網絡中應用IPv6技術成為必然趨勢。

現有的EPC(Evolved Packet Core演進分組核心網))核心網絡設備多以IPv4接口為主，各運營商正在逐步部署IPv6接口，一段時間內會同時存在IPv4和IPv6共存的雙棧方式。在IPv4網絡向IPv6網絡演進過程中，運營商可能會對核心網設備使用IPv6地址還是IPv4地址採用不同的優先級。

在3GPP協議中PGW地址的選擇是由MME(Mobility Management Entity,移動管理實體)來完成的，MME通過DNS(Domain Name System,域名系統)或是本地解析得到PGW的地址，由MME通過消息傳遞給SGW(Serving Gateway，服務網關)，所涉及的網元，如圖1所示。

包括基站eNB(evolved Node B，演進型Node B)101、移動管理網元MME102、服務網關SGW103以及PDN網關PGW104、105；

MME解析PGW雙棧地址，如果只攜帶一種地址，現有流程如下圖2所示。

步驟201，用戶通過eNB發起附著或PDN連接請求；

步驟202，MME通過DNS解析或者本地解析查找PGW地址(存在雙棧地址)，MME向SGW發送創建會話請求，根據配置或者權重優先級只攜帶PGW IPv4或是 IPv6一種類型地址；

步驟203，SGW向所帶的PGW地址發送創建會話請求；

步驟204，PGW發送創建會話響應消息給SGW；

步驟205，SGW發送創建會話響應消息給MME。

步驟206，MME發送附著或PDN連接響應消息給eNB。

MME解析PGW雙棧地址，如果MME同時攜帶兩種地址類型的PGW，現有流程如下圖3所示。

步驟301，用戶通過eNB發起附著或PDN連接請求；

步驟302，MME通過DNS解析或者本地解析查找PGW地址(存在雙棧地址)，MME向SGW發送創建會話請求，同時攜帶PGW IPv4和IPv6地址；

步驟303，SGW無法獲知PGW地址類型優先級，隨機向PGW(IPv4)或PGW(IPv6)發送創建會話請求；

步驟304，PGW發送創建會話響應消息給SGW；

步驟305，SGW發送創建會話響應消息給MME。

步驟306，MME發送附著或PDN連接響應消息給eNB。

由於MME無法獲知SGW和PGW之間支持哪種地址類型，現有技術如果MME選擇固定一種類型的地址帶給SGW，在SGW不支持所帶地址類型的情況下就會導致業務失敗，現有技術中如果MME選擇同時帶兩種類型的地址給SGW，由於沒有地址類型優先級，SGW只能隨機選擇一種地址類型的PGW，無法滿足運營商逐步從IPv4到IPv6演進的需求。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種PGW雙棧地址選擇的方法及裝置，解決了現有技術中存在的無法根據地址類型優先級和SGW與PGW接口支持的地址類型動態選擇PGW的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種PGW雙棧地址選擇的方法，包括以下步驟：

MME從PGW雙棧地址類型中確定高優先級地址類型；

MME向SGW發送包含所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型的創建 會話請求，以便SGW利用所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型選擇適用的PGW地址；

其中，所述PGW是指分組數據網關；所述SGW是指服務網關；所述MME是指移動管理實體。

優選地，所述PGW雙棧地址類型包括PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型。

優選地，所述MME從PGW雙棧地址類型中確定高優先級地址類型包括：

所述MME根據PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型的優先級和權重，確定高優先級地址類型的PGW地址；或者

所述MME根據用戶的配置信息，確定高優先級地址類型的PGW地址。

根據本發明的另一方面，提供了一種PGW雙棧地址選擇的方法，包括以下步驟：

SGW接收MME發送的包含PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型的創建會話請求；

SGW根據其支持的PGW地址類型和所接收的創建會話請求中包含的PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型，從所述PGW雙棧地址中選擇適用的PGW地址；

SGW向其PGW地址為所選PGW地址的PGW發送創建會話請求，並把PGW返回的創建會話響應轉發給所述MME。

優選地，所述SGW支持的PGW地址類型包括：

SGW支持的PGW雙棧地址類型；

SGW支持PGW IPv4地址類型；

SGW支持PGW IPv6地址類型。

優選地，所述SGW根據其支持的PGW地址類型和所接收的創建會話請求中包含的PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型，從所述PGW雙棧地址中選擇適用的PGW地址包括：

當所述SGW支持的PGW地址類型中包含所述高優先級地址類型時，選擇高優先級地址類型的PGW地址；

當所述SGW支持的PGW地址類型中不包含所述高優先級地址類型時，選擇SGW支持的PGW地址。

根據本發明的另一方面，提供了一種PGW雙棧地址選擇的裝置，包括：

確定模塊，用於MME從PGW雙棧地址類型中確定高優先級地址類型；

發送模塊，用於MME向SGW發送包含所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型的創建會話請求，以便SGW利用所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型選擇適用的PGW地址。

優選地，所述PGW雙棧地址類型包括PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型。

優選地，所述確定模塊包括：

確定單元，用於所述MME根據PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型的優先級和權重，確定高優先級地址類型的PGW地址；或者所述MME根據用戶的配置信息，確定高優先級地址類型的PGW地址。

根據本發明的另一方面，提供了一種PGW雙棧地址選擇的裝置，包括：

接收模塊，用於SGW接收MME發送的包含PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型的創建會話請求；

選擇模塊，用於SGW根據其支持的PGW地址類型和所接收的創建會話請求中包含的PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型，從所述PGW雙棧地址中選擇適用的PGW地址；

發送模塊，用於SGW向其PGW地址為所選PGW地址的PGW發送創建會話請求，並把PGW返回的創建會話響應轉發給所述MME。

與現有技術相比較，本發明的有益效果在於：

本發明對於PGW同時支持IPv4和IPv6地址的場景，解決了MME無法獲知SGW和PGW之間支持哪種地址類型的問題，使得SGW可以根據地址類型優先級和SGW與PGW支持的接口地址類型選擇更適合的PGW地址，使得運營商的IPv4到IPv6網絡部署更平滑。

附圖說明

圖1是現有技術中提供的PDN GW選擇網絡圖；

圖2是現有技術中提供的MME選擇IPv4類型PGW地址的流程圖；

圖3是現有技術中提供的MME選擇IPv6類型PGW地址的流程圖；

圖4是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的方法流程圖；

圖5是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的裝置結構圖；

圖6是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的方法流程圖；

圖7是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的裝置結構圖；

圖8是本發明實施例1提供的SGW支持雙棧的PGW IPv4地址類型優先級高的流程圖；

圖9是本發明實施例2提供的SGW支持雙棧的PGW IPv6地址類型優先級高的流程圖；

圖10是本發明實施例3提供的SGW僅支持IPv4的PGW IPv6地址類型優先級高的流程圖；

圖11是本發明實施例4提供的SGW僅支持IPv6的PGW IPv4地址類型優先級高的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。

圖4是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的方法流程圖，如圖4所示，包括以下步驟：

步驟S401：MME從PGW雙棧地址類型中確定高優先級地址類型；

步驟S402：MME向SGW發送包含所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型的創建會話請求，以便SGW利用所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型選擇適用的PGW地址。

其中，所述PGW雙棧地址類型包括PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型。具體地說，所述MME從PGW雙棧地址類型中確定高優先級地址類型包括：所述MME根據PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型的優先級和權重，從PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型中確定一個高優先級地址類型的PGW地址；或者所述MME根據用戶的配置信息，從PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型中確定一個高優先級地址類型的PGW地址。

圖5是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的裝置結構圖，如圖5 所示，包括：確定模塊501和發送模塊502。所述確定模塊501，用於MME從PGW雙棧地址類型中確定高優先級地址類型；發送模塊502，用於MME向SGW發送包含所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型的創建會話請求，以便SGW利用所述PGW雙棧地址類型和所述高優先級地址類型選擇適用的PGW地址。

其中，所述PGW雙棧地址類型包括PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型。其中，所述確定模塊501包括：確定單元，用於所述MME根據PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型的優先級和權重，從PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型中確定高優先級地址類型的PGW地址；或者所述MME根據用戶的配置信息，從PGW IPv4地址類型和PGW IPv6地址類型中確定高優先級地址類型的PGW地址。

圖6是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的方法流程圖，如圖6所示，包括以下步驟：

步驟S601：SGW接收MME發送的包含PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型的創建會話請求；

步驟S602：SGW根據其支持的PGW地址類型和所接收的創建會話請求中包含的PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型，從所述PGW雙棧地址中選擇一個適用的PGW地址；

步驟S603：SGW向其PGW地址為所選PGW地址的PGW發送創建會話請求，並把PGW返回的創建會話響應轉發給所述MME。

其中，所述SGW支持的PGW地址類型包括：SGW支持的PGW雙棧地址類型；SGW支持PGW IPv4地址類型；SGW支持PGW IPv6地址類型。所述SGW根據其支持的PGW地址類型和所接收的創建會話請求中包含的PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型，從所述PGW雙棧地址中選擇適用的PGW地址包括：當所述SGW支持的PGW地址類型中包含所述高優先級地址類型時，選擇高優先級地址類型的PGW地址；當所述SGW支持的PGW地址類型中不包含所述高優先級地址類型時，選擇SGW支持的PGW地址。

圖7是本發明實施例提供的一種PGW雙棧地址選擇的裝置結構圖，如圖7所示，包括：接收模塊701，用於SGW接收MME發送的包含PGW雙棧地址類型和高優先級地址類型的創建會話請求；選擇模塊702，用於SGW根據其支持的PGW地址類型和所接收的創建會話請求中包含的PGW雙棧地址類型和高優先級地址 類型，從所述PGW雙棧地址中選擇適用的PGW地址；發送模塊703，用於SGW向其PGW地址為所選PGW地址的PGW發送創建會話請求，並把PGW返回的創建會話響應轉發給所述MME。

本發明是在3GPP協議定義的PGW選擇方法的基礎上，通過對GTPV2創建會話消息中PGW地址參數改進實現的，沒有特殊說明情況下，本發明中的APN解析的PGW地址列表中均包含IPv4和IPv6兩種地址類型。本發明包括以下步驟：

第一步，MME通過DNS或本地配置進行APN解析獲取PGW地址，按協議要求通過優先級、權重等因子計算PGW地址列表。

第二步，MME根據優先級、權重等因子計算出GW地址列表中對應IPv4和IPv6地址類型的優先級。

可選的，MME根據配置獲取該APN對應的IPv4和IPv6地址類型的優先級。

第三步，MME向SGW發送創建會話請求，所帶PGW地址參數中同時帶有PGW IPv4和IPv6地址，並在PGW地址參數中新增標識表示IPv4和IPv6地址類型的優先級。

第四步，SGW收到創建會話請求消息後，如果SGW支持雙棧，SGW向地址類型優先級高的PGW地址發送創建會話請求，如果SGW只支持一種地址類型，則SGW選擇對應地址類型的PGW地址發送創建會話請求。

如圖8所示，SGW支持雙棧，PGW IPv4地址類型優先級高的一個實施例。具體包括以下步驟：

步驟801，用戶通過eNB發起附著或PDN連接請求；

步驟802，MME通過本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在雙棧地址)，MME根據優先級、權重等因子計算出GW地址列表中對應IPv4地址類型的優先級高；MME向SGW發送創建會話請求，所帶PGW地址參數中同時帶有PGW IPv4和IPv6地址，並在PGW地址參數中新增標識表示IPv4地址類型為高優先級。

可選的，MME根據用戶配置信息獲取該APN對應的地址類型的優先級，IPv4地址類型的優先級高；

步驟803，SGW同時支持雙棧地址，選擇高優先級的IPv4PGW地址，向PGW1(IPv4)發送創建會話請求；

步驟804，PGW1(IPv4)發送創建會話響應消息給SGW；

步驟805，SGW發送創建會話響應消息給MME。

步驟806，MME發送附著或PDN連接響應消息給eNB。

如圖9所示，SGW支持雙棧，PGW IPv6地址類型優先級高的一個實施例。具體包括以下步驟：

步驟901，用戶通過eNB發起附著或PDN連接請求；

步驟902，MME通過本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在雙棧地址)，MME根據優先級、權重等因子計算出GW地址列表中對應IPv6地址類型的優先級高；MME向SGW發送創建會話請求，所帶PGW地址參數中同時帶有PGW IPv4和IPv6地址，並在PGW地址參數中新增標識表示IPv6地址類型為高優先級。

可選的，MME根據用戶配置信息獲取該APN對應的地址類型的優先級，IPv6地址類型的優先級高；

步驟903，SGW同時支持雙棧地址，選擇高優先級的IPv6PGW地址，向PGW2(IPv6)發送創建會話請求；

步驟904，PGW2(IPv6)發送創建會話響應消息給SGW；

步驟905，SGW發送創建會話響應消息給MME。

步驟906，MME發送附著或PDN連接響應消息給eNB。

如圖10所示，SGW與PGW接口僅支持IPv4，PGW IPv6地址類型優先級高的一個實施例。具體包括以下步驟：

步驟1001，用戶通過eNB發起附著或PDN連接請求；

步驟1002，MME通過本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在雙棧地址)，MME根據優先級、權重等因子計算出GW地址列表中對應IPv6地址類型的優先級高；MME向SGW發送創建會話請求，所帶PGW地址參數中同時帶有PGW IPv4和IPv6地址，並在PGW地址參數中新增標識表示IPv6地址類型為高優先級。

可選的，MME根據用戶配置信息獲取該APN對應的地址類型的優先級，IPv6地址類型的優先級高；

步驟1003，SGW與PGW接口僅支持IPv4地址類型，SGW選擇與接口地址類型相同的IPv4PGW地址，向PGW1(IPv4)發送創建會話請求；

步驟1004，PGW1(IPv4)發送創建會話響應消息給SGW；

步驟1005，SGW發送創建會話響應消息給MME。

步驟1006，MME發送附著或PDN連接響應消息給eNB。

如圖11所示，SGW與PGW接口僅支持IPv6，PGW IPv4地址類型優先級高的一個實施例。具體包括以下步驟：

步驟1101，用戶通過eNB發起附著或PDN連接請求；

步驟1102，MME通過本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在雙棧地址)，MME根據優先級、權重等因子計算出GW地址列表中對應IPv4地址類型的優先級高；MME向SGW發送創建會話請求，所帶PGW地址參數中同時帶有PGW IPv4和IPv6地址，並在PGW地址參數中新增標識表示IPv4地址類型為高優先級。

可選的，MME根據用戶配置信息獲取該APN對應的地址類型的優先級，IPv4地址類型的優先級高；

步驟1103，SGW與PGW接口僅支持IPv6地址類型，SGW選擇與接口地址類型相同的IPv6PGW地址，向PGW2(IPv6)發送創建會話請求；

步驟1104，PGW2(IPv6)發送創建會話響應消息給SGW；

步驟1105，SGW發送創建會話響應消息給MME。

步驟1106，MME發送附著或PDN連接響應消息給eNB。

綜上所述，本發明具有以下技術效果：

本發明在3GPP協議定義的PGW選擇方法的基礎上，通過對GTPV2創建會話消息中PGW地址參數改進實現的，MME在創建會話消息同時攜帶PGW雙棧地址，並指示高優先級的地址類型，SGW則可以根據地址類型優先級和SGW與PGW接口支持的地址類型動態選擇PGW。

儘管上文對本發明進行了詳細說明，但是本發明不限於此，本技術領域技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護範圍。