CN101448298A - 无线分组网关设备的下行数据报文处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线分组网关设备的下行数据报文方法，包括：无线分组网关设备接收用户的下行数据报文；根据所述下行数据报文的用户IP地址，判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则将所述下行数据报文发送给用户；否则根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。本发明还公开了一种无线分组网关设备。使用本发明使得给签约静态IP地址的用户发送的下行数据报文正确路由到用户的成功率得到提高。

Description

无线分组网关设备的下行数据报文处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种无线分组网关设备的下行数据报文处理方法及装置。

背景技术

在通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)/通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunication System)分组数据网络中，用户设备(UE，User Equipment)通过GPRS隧道协议(GTP，GPRSTunneling Protocol)隧道接入分组数据网络。当用户建立GTP隧道时，携带接入点名称(APN，Access Point Name)的用户请求首先发送到服务GPRS支持节点(SGSN，Service GPRS Support Node)，SGSN根据用户请求中的APN，在与自身连接的多个网关GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRSSupport Node)中选择一个GGSN，与之建立GTP隧道，并在GGSN上保存包括该用户IP地址的分组数据协议(PDP，Packet Data Protocol)上下文。当SGSN与选择的GGSN建立隧道失败时，则根据APN重新选择一个GGSN，并尝试与之建立GTP隧道。

SGSN与GGSN建立GTP隧道成功之后，用户访问分组数据网络时，上行数据报文通过GTP隧道发至GGSN，GGSN根据上行数据报文中的路由信息，将该上行数据报文发送至目的分组数据网络的网关设备，由目的分组数据网络的网关设备通过数据承载网络，将该上行数据报文发送至最终的目的地。对于目的分组数据网络发给UE的下行数据报文，数据承载网络将根据路由转发给GGSN，然后由GGSN通过GTP隧道发给对应的UE。这样就完成了一次数据交互过程。

当UE使用动态IP地址时，即UE接入分组数据网络时，由GGSN或AAA服务器或DHCP服务器为该UE分配动态IP地址。UE在不同的GGSN上接入，可以通过规划，为用户分配不同的IP地址。也就是说，UE在不同的GGSN上接入，其获得的IP地址不同。这种情况下，对于数据承载网络来说，下行数据报文中的用户IP地址唯一对应一个GGSN，因此用户每次使用分组数据业务时，给用户的下行数据报文中的IP地址与用户接入的GGSN的IP地址对应关系都不会改变，给用户的下行数据报文的路由也就不会发生变化。这样就可以在数据承载网络的网关设备上保存GGSN与IP地址对应的路由信息，使得数据承载网络的网关设备在接收到下行数据报文后，就可以根据自身保存的路由信息，将该下行数据报文下发到对应的GGSN，然后由GGSN将下行数据报文发送给对应的UE。

当UE使用签约静态IP地址，即用户不管在哪个GGSN接入，都是使用签约的静态IP地址。因此数据承载网络到用户的路由需要随着用户接入的GGSN的变化而变化，以便给用户的下行数据报文能正确路由到用户所接入的GGSN。但是由于没有改变数据承载网络到用户的路由的有效方案，因此，现有技术中使用签约静态IP地址的用户一般只能固定接入一个GGSN，用户的上下行数据报文都通过该固定接入的GGSN转发；如果用户接入的GGSN不是该固定接入的GGSN，则将给UE的下行数据报文正确路由到UE的成功率很低。

除以上所描述的无线网关分组设备GGSN之外，对于其它的无线分组网关设备，例如码分多址2000(CDMA2000)系统中的分组数据业务节点(PDSN，Packet Data Service Node)、全球微波互联接入(WiMAX，WorldwideInteroperability for Microwave Access)系统中的接入业务网络网关(ASN-GW，Access Service Network Gateway)和无线局域网(WLAN，Wireless LocalArea Network)系统接入到GPRS网络中的分组数据网关(PDG，Packet DataGateway)，以及演进分组系统(EPS，Evolved Packet System)中的分组数据网络网关(PDN GW，Packet Data Network Gateway)等，也存在同样的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种无线分组网关设备的下行数据处理方法，提高将给使用静态签约IP地址的用户发送的下行数据报文正确路由到用户的成功率。

本发明实施例还提供一种无线分组网关设备，提高将给使用静态签约IP地址的用户发送的下行数据报文正确路由到用户的成功率。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种无线分组网关设备的下行数据处理方法，包括：

无线分组网关设备接收用户的下行数据报文；

根据所述下行数据报文的用户IP地址，判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则将所述下行数据报文发送给用户；否则根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。

一种无线分组网关设备，包括接收模块、判断模块和发送模块，

所述接收模块，用于接收用户的下行数据报文；

所述判断模块，用于根据所述接收模块接收的下行数据报文中的用户IP地址，判断该无线分组网关设备是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则由所述发送模块将下行数据报文发送给用户；否则由所述发送模块根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备；

所述发送模块，用于在所述判断模块判断该无线分组网关设备是所述下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，将所述下行数据报文发送给用户；在所述判断模块判断该无线分组网关设备不是所述下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的技术方案中，无线分组网关设备接收给用户的下行数据报文，根据该下行数据报文中的用户IP地址，判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则将该下行数据报文发送给用户，否则根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。从而，使得签约静态IP地址的用户接入的无线分组网关设备不是其原来固定接入的无线分组网关设备时，接收到下行数据报文的无线分组网关设备可根据下行数据报文的用户IP地址判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备，判断结果为否的情况下，可以根据预先设置的相关网关设备信息表，将下行数据报文转发给相关无线分组网关设备，相关无线分组网关设备也按照相同的处理方法进行处理。从而提高将给签约静态IP地址的用户发送的下行数据报文正确路由到用户的成功率。

附图说明

图1为本发明实施例中无线分组网关设备的下行数据报文处理方法流程图；

图2为本发明实施例中无线分组网关设备转发下行数据报文的示意图；

图3为本发明实施例中网关设备的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供的无线分组网关设备处理下行数据报文的方法中，无线分组网关设备接收用户的下行数据报文；根据该下行数据报文的用户IP地址，判断该用户是否是在自身接入的，是则将该下行数据报文发送给用户；否则根据预先设置的相关网关设备信息表，将该下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。

下面以GPRS分组数据网络的无线分组网关设备为GGSN，对应的相关网关设备信息表为相关GGSN信息表为例，对本发明实施例的技术方案进行详细说明。

图1为本发明实施例中无线分组网关设备的下行数据报文处理方法流程图。图2为本发明实施例中无线分组网关设备转发下行数据报文的示意图。结合图1和图2，该方法包括以下步骤：

步骤100：预先设置一组GGSN组成设备池，并设定设备池中各GGSN的相关GGSN信息表。

本步骤中，各GGSN的相关GGSN信息表至少包括相关GGSN的IP地址。例如GGSN A和GGSN B组成设备池，则在GGSN A上的相关GGSN信息表中设置GGSN B的IP地址，在GGSN B上的相关GGSN信息表中设置GGSN A的IP地址。如果组成设备的GGSN有三个：GGSN A、GGSN B和GGSN C，则可以在GGSN A的相关GGSN信息表中设置GGSN B的IP地址，在GGSN B的相关GGSN信息表中设置GGSN C的IP地址，并在GGSN C的相关GGSN信息表中设置GGSN A的IP地址。当然也可以其它方式来设置各GGSN的相关GGSN信息表，只要能够保证所有GGSN的相关GGSN信息表能够组合成一个循环，即所有GGSN中相关GGSN信息表的集合遍历设备池中的所有GGSN。

步骤101：用户接入该设备池中的一个GGSN时，该GGSN在自身的用户信息表中记录该用户的用户信息，例如，用户的IP地址。

本步骤中，用户信息表可以是只包括用户IP地址的信息表，也可以利用现有技术中用户接入GGSN时建立的PDP上下文组成用户信息表。

步骤102：设备池中的一个GGSN接收给用户的下行数据报文。

步骤103：该GGSN根据自身保存的用户信息表，判断自己是否是该用户所接入的GGSN，是则执行步骤104，否则执行步骤105。

本步骤中，GGSN首先从接收的下行数据报文中获取用户的IP地址，然后在自身保存的用户信息表中查找是否有与该IP地址匹配的记录，是则判定自身是该用户所接入的GGSN，如果没有查找到匹配的记录，则判定自身不是该用户所接入的GGSN。

当利用用户接入GGSN保存的PDP上下文组成用户信息表时，接收给用户的下行数据报文的GGSN可以根据下行数据报文中的用户IP地址，以及用户接入时保存在自身的PDP上下文，判断自己是否是该用户所接入的GGSN。

步骤104：该GGSN将下行数据报文发送给用户，并结束流程，如图2中细黑线所示。

用户所接入的GGSN将给用户的下行数据报文发送给用户的过程与现有技术相同，在此不再赘述。

步骤105：该GGSN根据相关GGSN信息表，将该下行数据报文发送给相关GGSN，如图2中粗黑线所示，然后由该相关GGSN从步骤102开始执行。

本步骤中，该GGSN查询自身保存的相关GGSN信息表，将该下行数据报文发送给其中的一个GGSN。

相关GGSN接收到设备池内的GGSN发送的下行数据报文后，同样执行步骤103，如果判定自己是下行数据报文对应的用户所接入的GGSN时，则将该下行数据报文转发给对应的用户。

进一步地，为避免下行数据报文在组成设备池的各GGSN之间循环转发，则可以规定由设备池内的GGSN转发过来的数据不再进行转发；或者只允许下行数据报文在设备池中转发一定的次数。

例如，在设备池包括两个GGSN的情况下，GGSN接收到另一GGSN转发的下行数据报文后，如果发现自身不是对应用户的接入GGSN，也不再转发该下行数据报文。当然，在多于两个GGSN的情况下，也可以使用该方案。

或者，也可以设置各GGSN之间的内部通信接口，当GGSN将下行数据报文转发给设备池中的其它GGSN时，可以将该下行数据报文标记为经过内部转发的报文，如果该GGSN从内部接口再一次接收到该下行数据报文，发现该下行数据报文是经过自身内部转发的报文，则不再进行内部转发。例如GGSN可以在内部转发下行数据报文中添加自身的设备标识，例如IP地址，当发现接收到的下行数据报文中包含自身的设备标识时，则判断该下行数据报文是经过自身内部转发的报文。

或者可以利用IP协议中的存活时间(TTL，Time To Live)来限制下行数据报文在设备池中的转换次数。具体来说，GGSN判断自己不是下行数据报文对应用户接入的GGSN时，将TTL值减1，然后判断该值是否为0，是则结束处理；否则转发给相关GGSN信息表中的相关GGSN。

在本发明的另一实施例中，可以在GGSN相关信息表中保存用户的IP地址和对应用户所接入的GGSN的IP地址。具体来说，用户在GGSN A上激活时，GGSN A可以通过路由协议或GGSN之间的私有协议，将该用户的IP地址发送给设备池中的GGSN，其它GGSN将接收到的用户IP地址及发送该用户IP地址的GGSN A的IP地址作为一项记录保存到自身的相关GGSN信息表中。使得其它GGSN接收到该用户的下行数据报文后，可以查找到该用户所接入GGSN的IP地址，从而将下行数据报文正确转发给该用户所接入的GGSN。

以上所述可知，本发明实施例中的技术方案同样适用于其它无线分组网关设备，例如CDMA2000系统中的PDSN、WiMAX系统中的ASN-GW、WLAN系统接入到GPRS网络中的PDG，以及EPS系统中的PDN GW等。

图3为本发明实施例中无线分组网关设备的结构图。如图3所示，该无线分组网关设备包括接收模块、判断模块和发送模块。

其中，接收模块，用于接收用户的下行数据报文。

判断模块，用于根据接收模块接收的下行数据报文中的用户IP地址，判断该无线分组网关设备是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则由发送模块将下行数据报文发送给用户；否则由所述发送模块根据预先设置的相关网关设备信息表，将下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。

发送模块，用于在判断模块判断该无线分组网关设备是下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，将下行数据报文发送给用户；在判断模块判断该无线分组网关设备不是下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，根据预先设置的相关网关设备信息表，将下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。

具体来说，判断模块根据下行数据报文的用户IP地址和用户接入时保存在无线分组网关设备的用户信息表，判断该无线分组网关设备是否是该用户所接入的无线分组网关设备。

该无线分组网关设备可进一步包括转发次数限制模块，用于在判断模块判断该无线分组网关设备不是下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，将下行数据报文中的存活时间TTL值减1，判断TTL值是否为0，是则通知发送模块不再转发该下行数据报文，否则不做处理；此时，发送模块进一步用于在接收到转发次数限制模块发送的不再转发的通知后，结束处理。

或者，在本发明的其它实施例中，该无线分组网关设备进一步包括标记模块，用于在接收到判断模块发送的标记下行数据报文为经过内部转发的报文的通知后，将下行数据报文标记为经过内部转发的报文。判断模块判断该无线分组网关设备不是下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，进一步判断下行数据报文是否是经过内部转发报文，是则通知发送模块不再转发该下行数据报文；否则通知标记模块，将下行数据报文标记经过内部转发的报文。相应地，发送模块进一步用于在接收到判断模块发送的不再转发的通知后，结束处理。

由以上所述可以看出，本发明实施例所提供的技术方案，无线分组网关设备接收给用户的下行数据报文，根据该下行数据报文中的用户IP地址，判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则将该下行数据报文发送给用户，否则根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。从而，使得签约静态IP地址的用户接入的无线分组网关设备不是其原来固定接入的无线分组网关设备时，接收下行数据报文的无线分组网关设备可根据下行数据报文的用户IP地址判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备，判断结果为否的情况下，可以根据预先设置的相关网关设备信息表，将下行数据报文转发给相关无线分组网关设备，相关无线分组网关设备也按照相同的处理方法进行处理。从而提高将给签约静态IP地址的用户发送的下行数据报文正确路由到用户的成功率。

无线分组网关设备对于由设备池内转发来的下行数据报文不再转发，或达到一定的转发次数后不再转发，从而避免了下行数据报文在设备池中的无效转发。

所述的无线分组网关设备可以是GPRS/UMTS系统中的GGSN、CDMA2000系统中的PDSN、WiMAX系统中的ASN-GW、WLAN系统接入到GPRS网络中的PDG，以及EPS系统中的PDN GW等。

上述本发明实施例描述的“步骤”一词不代表实施例执行方法的顺序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1、一种无线分组网关设备的下行数据处理方法，其特征在于，该方法包括：无线分组网关设备接收用户的下行数据报文；

根据所述下行数据报文的用户IP地址，判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则将所述下行数据报文发送给用户；否则根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。

2、如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据下行数据报文的用户IP地址判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备为：

根据下行数据报文的用户IP地址，以及自身保存的包括接入自身的用户IP地址的用户信息表，判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据下行数据报文的用户IP地址，以及自身保存的包括接入自身的用户IP地址的用户信息表，判断自己是否是该用户所接入的无线分组网关设备包括：

无线分组网关设备从所述下行数据报文中获取用户的IP地址；

在自身保存的包括接入自身的用户IP地址的用户信息表中，查找是否有与获取的用户IP地址匹配的记录，是则判定自己是该用户所接入的无线分组网关设备，否则判定自己不是该用户所接入的无线分组网关设备。

4、如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述用户信息表由分组数据协议PDP上下文组成。

5、如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述无线分组网关设备接收用户的下行数据报文之前，该方法进一步包括：

设置多个无线分组网关设备组成设备池；

设置所述设备池中各无线分组网关设备的相关网关设备信息表，使所述设备池中所有无线分组网关设备的相关网关设备信息表的集合遍历设备池中的所有无线分组网关设备。

6、如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述无线分组网关设备接收用户的下行数据报文之前，该方法进一步包括：

设置多个无线分组网关设备组成设备池；

无线分组网关设备将接入自身的用户IP地址发送到设备池中其它无线分组网关设备；

接收到用户IP地址的无线分组网关设备将该用户IP地址和发送用户IP地址的无线分组网关设备的IP地址设置为相关网关设备信息表。

7、如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备包括：

无线分组网关设备在所述相关网关设备信息表中查找下行数据报文的用户IP地址所对应的无线分组网关设备的IP地址，将所述下行数据报文发送给该IP地址对应的无线分组网关设备。

8、如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，该方法进一步包括：

所述相关无线分组网关设备判断自身不是所述下行数据报文对应的用户所接入的无线分组网关时，结束流程。

9、如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据预先设置的相关网关设备信息表，将下行数据报文转发给相关无线分组网关设备之前，该方法进一步包括：

无线分组网关设备判断所述下行数据报文是否是经过内部转发的报文，是则结束流程；否则将所述下行数据报文标记为经过内部转发的报文。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的相关网关设备信息表，将下行数据报文转发给相关无线分组网关设备之前，该方法进一步包括：

无线分组网关设备将所述下行数据报文中的存活时间TTL减1；

判断所述TTL是否为0，是则结束流程；否则执行所述根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备的操作。

11、一种无线分组网关设备，其特征在于，该无线分组网关设备包括接收模块、判断模块和发送模块，

所述接收模块，用于接收用户的下行数据报文；

所述判断模块，用于根据所述接收模块接收的下行数据报文中的用户IP地址，判断该无线分组网关设备是否是该用户所接入的无线分组网关设备，是则由所述发送模块将下行数据报文发送给用户；否则由所述发送模块根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备；

所述发送模块，用于在所述判断模块判断该无线分组网关设备是所述下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，将所述下行数据报文发送给用户；在所述判断模块判断该无线分组网关设备不是所述下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，根据预先设置的相关网关设备信息表，将所述下行数据报文转发给相关无线分组网关设备。

12、如权利要求11所述的无线分组网关设备，其特征在于，所述判断模块根据所述下行数据报文的用户IP地址和用户接入时保存在无线分组网关设备的用户信息表，判断该无线分组网关设备是否是该用户所接入的无线分组网关设备。

13、如权利要求11所述的无线分组网关设备，其特征在于，该无线分组网关设备进一步包括转发次数限制模块，用于在判断模块判断该网关设备不是下行数据报文对应用户所接入的无线分组网关设备时，将下行数据报文中的存活时间TTL值减1，判断TTL值是否为0，是则通知发送模块不再转发该下行数据报文，否则不做处理；

所述发送模块，进一步用于在接收到所述转发次数限制模块发送的不再转发的通知后，结束处理。

14、如权利要求11所述的无线分组网关设备，其特征在于，该无线分组网关设备进一步包括标记模块，用于在接收到判断模块发送的标记下行数据报文为经过内部转发的报文的通知后，将下行数据报文标记为经过内部转发的报文；

所述判断模块判断该无线分组网关设备不是下行数据报文对应用户所接入的网关设备时，进一步判断所述下行数据报文是否是经过内部转发的报文，是则通知所述发送模块不再转发该下行数据报文；否则通知所述标记模块，将所述下行数据报文标记为经过内部转发的报文；

所述发送模块进一步用于在接收到所述判断模块发送的不再转发的通知后，结束处理。

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