利用OpenFlow数据和控制面在云计算机中实现3G分组核心制造技术

一种用于在具有分离的体系结构的第三代（3G）网络的分组核心（PC）中实现通用分组无线电服务（GPRS）隧道协议（GTP）的方法，所述分离的体系结构中3G网络的PC的控制面位于云计算系统中，该云计算系统包括控制器，该控制器用于执行多个控制面模块，该控制面用于经由控制面协议与PC的数据面通信，通过如下操作在3G网络的多个网络元件中实现该数据面：配置实现SGSN和GGSN的数据面的交换机和中间交换机以建立第一和第二GTP隧道端点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用OpenF I ow数据和控制面在云计算机中实现3G分组核心
本专利技术的实施例涉及一种用于实现云计算系统中的第三代分组核心的控制面的方法和系统。确切地来说，本专利技术的实施例涉及使用OpenFlow协议来通过控制面在云计算机系统中执行来实现数据面的控制。
技术介绍
通用分组无线电系统(GPRS)是一种用于在如蜂窝电话的用户装置与因特网之间传送因特网协议分组的系统。GPRS系统包括GPRS核心网络，其是全球移动通信系统(GSM)的一个组成部分。这些系统广泛地被蜂窝电话网络提供商利用来在大区域上实现蜂窝电话服务。 GPRS隧道传输协议(GTP)是GPRS核心网络内利用的一种重要通信协议。GTP使GSM网络中的最终用户装置(例如，蜂窝电话)能够从一个地方到另一个地方移动同时继续连接到因特网。最终用户装置经由网关GPRS支持节点(GGSN)连接到因特网。从最终用户装置的、正在处理始发于该最终用户装置的会话的服务GPRS支持节点(SGSN)，GGSN跟踪该最终用户装置的数据。GPRS核心网络使用三种形式的GTP。GTP-U用于在对应于每个分组数据协议(PDP )上下文分离的隧道中的用户数据的传输。GTP-C用于GPRS核心网络内进行GGSN与SGSN之间的信令传送。GTP’用于将收费数据从GSM或UMTS网络的收费数据功能(⑶F)载送到收费网关功能(CGF)，这将必要的最终用户装置使用信息提供到计费系统。GTP’使用与GTP-C和GTP-U相同的消息结构。
技术实现思路
一种用于在具有分离的体系结构的第三代(3G)网络的分组核心(PC)中实现通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)的方法，该分离的体系结构中3G网络的PC的控制面位于云计算系统中，该云计算系统包括控制器，该控制器用于执行多个控制面模块，该控制面用于经由控制面协议与PC的数据面通信，该数据面在3G网络的多个网络元件中实现，所述方法包括如下步骤:由该控制器接收在3G网络的PC中服务GPRS支持节点(SGSN)与网关GPRS支持节点(GGSN)之间创建用于订户会话的GTP隧道的请求；经由该控制协议配置实现SGSN的数据面的交换机以封装和解封装该订户会话的分组，并建立第一 GTP隧道端点；经由该控制面协议配置该GTP隧道的路由中的至少一个交换机以根据该GTP隧道转发订户会话的分组；以及经由该控制面协议配置实现GGSN的数据面的交换机以封装和解封装该订户会话的分组，并建立第二 GTP隧道端点。一种用于管理具有分离的体系结构的第三代(3G)网络的分组核心(PC)中的通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)的实现的云计算系统，该分离的体系结构中3G网络的PC的控制面位于云计算系统中，该控制面用于经由控制面协议与PC的数据面通信，该数据面在3G网络的多个网络元件中实现，该云计算系统包括:彼此通信且与实现PC的数据面的多个网络元件通信的多个服务器，这些多个服务器执行:控制器，所述控制器配置成执行实现PC的控制面的多个控制面模块，每个控制面模块用于提供用于管理数据面的一组控制面功能，该控制器配置成接收在3G网络的PC中服务GPRS支持节点(SGSN)与网关GPRS支持节点(GGSN)之间创建用于订户会话的GTP隧道的请求，该控制器配置成经由该控制面协议配置实现SGSN的数据面的交换机以封装和解封装该订户会话的分组，并建立第一 GTP隧道端点，该控制器配置成经由该控制面协议配置该GTP隧道的路由中的至少一个交换机以根据该GTP隧道转发订户会话的分组，以及该控制器配置成经由该控制面协议配置实现SGSN的数据面的交换机以封装和解封装该订户会话的分组，并建立第二 GTP隧道端点；以及通信上耦合到该控制器的云管理器，该云管理器配置成管理PC的多个控制面模块的执行。【附图说明】附图的图形中以举例而非限制的形式来说明本专利技术，在这些附图中相似的引用号指示相似的元件。应该注意，对本公开中“一个”或“一”实施例的不同引述不一定是针对相同的实施例，以及此类引述表示至少一个。再者，当结合实施例描述特定特征、结构或特点时，认为结合其他实施例来实现此类特征、结构或特点属于本领域技术人员的知识范围内，无论其是否明确地被描述。图1是具有OpenFlow交换机的示例网络的一个实施例的示意图。图2是图示流表项的内容的一个实施例的示意图。图3图示实现OpenFlow的另一个示范体系结构。图4图示经由OpenFlow交换机分组处理管线的分组处理的一个实施例。图5是OpenFlow规则匹配过程的一个实施例的流程图。图6是匹配过程可以利用来识别要应用于分组的规则的字段的示意图。图7A和图7B是OpenFlow报头处理的过程的一个实施例的流程图。图8是第三代(3G)分组核心(PC)的一个实施例的示意图。图9是主要GTP-U封装报头的报头字段的一个实施例的示意图。图10是服务于一组客户端的云计算系统的一个实施例的示意图。图11是示出将新服务实例添加到客户端的VPC的过程的云计算系统的另一个实施例的示意图。图12是云计算系统中实现的3G PC的一个实施例的示意图。图13是3G PC网络的基本操作的过程的一个实施例的流程图。图14是云计算系统中的3G PC如何使管理服务公司能够在单个数据中心外管理多个运营商网络的一个实施例的示意图。图15是用于专门服务处理的3G PC对等和差异化路由选择的过程的一个实施例的流程图。图16是用于GTP TEID路由选择的OpenFlow流表修改的一个实施例的示意图。图17是流表行的结构的示意图。图18A-C是3G PC中的会话创建、修改和删除的流程图。图19是用于创建会话请求过程的OpenFlow消息流的一个实施例的示意图。图20是用于修改会话请求过程的OpenFlow消息序列的一个实施例的示意图。图21是用于删除会话请求过程的OpenFlow消息序列的一个实施例的示意图。【具体实施方式】在下文描述中，提出许多特定的细节。但是，要理解没有些特定细节的情况下，仍可以实施本专利技术的实施例。在其他情况中，未详细地图示公知的电路、结构和技术，以不致于妨碍对描述的理解。然而本领域人员将认识到，在没有这些特定细节的情况下，仍可以实施本专利技术。本领域技术人员利用所包含的描述将能够无需过多实验即可实现适当的功能性。这些流示意图的操作将参考图8、图10-12、图14和图15的示范实施例来描述。但是，应该理解，这些流示意图的操作可以由参考图8、图10-12、图14和图15论述的那些实施例以外的本专利技术实施例来执行，并且参考图8、图10-12、图14和图15论述的实施例可以执行与参考图5、图7、图13、图18、图19、图20和图21的流示意图论述的操作不同的操作。附图中示出的技术可以使用一个或多个电子装置(例如端站、网络单元等)上存储并执行的代码和数据来实现。此类电子装置使用非暂时机器可读或计算机可读介质来存储和(在内部和/或通过网络与其他电子装置)传送代码和数据，所述非暂时机器可读或计算机可读介质诸如非暂时机器可读或计算机可读存储介质(例如，磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器装置和相变存储器)。此外，此类电子装置通常包含一组一个或多个处理器，该组一个或多个处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在具有分离的体系结构的第三代（3G）网络的分组核心（PC）中实现通用分组无线电服务（GPRS）隧道协议（GTP）的方法，所述分离的体系结构中3G网络的PC的控制面位于云计算系统中，所述云计算系统包括控制器，所述控制器用于执行多个控制面模块，所述控制面用于经由控制面协议与所述PC的数据面通信，所述数据面在所述3G网络的多个网络元件中实现，所述方法包括如下步骤：由所述控制器接收服务GPRS支持节点（SGSN）与网关GPRS支持节点（GGSN）之间所述3G网络的PC中创建用于订户会话的GTP隧道的请求；经由所述控制协议配置实现所述SGSN的数据面的交换机以封装和解封装所述订户会话的分组，并建立第一GTP隧道端点； 经由所述控制面协议配置所述GTP隧道的路由中的至少一个交换机以根据所述GTP隧道转发所述订户会话的分组；以及经由所述控制面协议配置实现所述GGSN的数据面的交换机以封装和解封装所述订户会话的分组，并建立第二GTP隧道端点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.29 US 13/220,4711.一种用于在具有分离的体系结构的第三代(3G)网络的分组核心(PC)中实现通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)的方法，所述分离的体系结构中3G网络的PC的控制面位于云计算系统中，所述云计算系统包括控制器，所述控制器用于执行多个控制面模块，所述控制面用于经由控制面协议与所述PC的数据面通信，所述数据面在所述3G网络的多个网络元件中实现，所述方法包括如下步骤: 由所述控制器接收服务GPRS支持节点(SGSN)与网关GPRS支持节点(GGSN)之间所述3G网络的PC中创建用于订户会话的GTP隧道的请求； 经由所述控制协议配置实现所述SGSN的数据面的交换机以封装和解封装所述订户会话的分组，并建立第一 GTP隧道端点； 经由所述控制面协议配置所述GTP隧道的路由中的至少一个交换机以根据所述GTP隧道转发所述订户会话的分组；以及 经由所述控制面协议配置实现所述GGSN的数据面的交换机以封装和解封装所述订户会话的分组，并建立第二 GTP隧道端点。2.如权利要求1所述的方法，其中由所述控制器接收创建GTP隧道的请求还包括如下步骤:从所述SGSN的控制面组件接收协议数据分组(PDP)上下文创建请求。3.如权利要求1所述的方 法，其中由所述控制器接收创建GTP隧道的请求还包括如下步骤:从所述GGSN的控制面组件接收GTP路由选择更新请求。4.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤: 由所述控制器接收用于修改所述SGSN与GGSN之间所述3G网络的PC中用于订户会话的GTP隧道的请求； 经由所述控制面协议修改实现所述SGSN的数据面的交换机的配置以封装和解封装所述订户会话的分组，并修改所述第一 GTP隧道端点；以及 经由所述控制面协议修改实现所述GGSN的数据面的交换机的配置以封装和解封装所述订户会话的分组，并修改所述第二 GTP隧道端点。5.如权利要求4所述的方法，还包括如下步骤:经由所述控制面协议，移除所述GTP隧道的路由中的至少一个交换机的配置，以结束根据所述GTP隧道的所述订户会话的分组的转发。6.如权利要求5所述的方法，还包括如下步骤:经由所述控制面协议配置所述GTP隧道的新路由中的交换机以根据所述GTP隧道转发所述订户会话的分组。7.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤: 由所述控制器接收用于删除所述SGSN与GGSN之间所述3G网络的PC中用于所述订户会话的GTP隧道的请求； 经由所述控制面协议，移除实现所述SGSN的数据面的交换机的配置以结束所述订户会话的分组的封装和解封装，并移除所述第一 GTP隧道端点；以及 经由所述控制面协议，移除实现所述GGSN的数据面的交换机的配置以结束所述订户会话的分组的封装和解封装，并移除所述第二 GTP隧道端点。8.一种用于管理具有分离的体系结构的第三代(3G)网络的分组核心(PC)中的通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)的实现的云计算系统，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：TK尼尔松，J肯普夫，N贝赫什蒂扎瓦雷赫，张颖，BE约翰松，SR彼得松，H卢宁，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE