一种PGW双栈地址选择的方法及装置与流程

本发明涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种PGW(Packet Data Network Gateway，分组数据网关)双栈地址选择的方法及装置。

背景技术：

随着移动通讯技术的快速发展，现有IPv4(Internet Protocol Version 4，网协版4)在地址容量、安全等方面的不足越加明显，IPv6协议所具有的优势越来越受到关注。首先IPv6(Internet Protocol Version 6，网协版6)提供了超乎想像的地址容量，其次，IPv6增强了一些支持通信网络应用的功能，包括可扩展的网络体系结构、增强端到端的安全和数据完整性等。而移动通信网络随着不断发展，第四代通信网络已经是完全IP为核心的层次化网络，基于IPv6的优势，研究如何在移动通信网络中应用IPv6技术成为必然趋势。

现有的EPC(Evolved Packet Core演进分组核心网))核心网络设备多以IPv4接口为主，各运营商正在逐步部署IPv6接口，一段时间内会同时存在IPv4和IPv6共存的双栈方式。在IPv4网络向IPv6网络演进过程中，运营商可能会对核心网设备使用IPv6地址还是IPv4地址采用不同的优先级。

在3GPP协议中PGW地址的选择是由MME(Mobility Management Entity,移动管理实体)来完成的，MME通过DNS(Domain Name System,域名系统)或是本地解析得到PGW的地址，由MME通过消息传递给SGW(Serving Gateway，服务网关)，所涉及的网元，如图1所示。

包括基站eNB(evolved Node B，演进型Node B)101、移动管理网元MME102、服务网关SGW103以及PDN网关PGW104、105；

MME解析PGW双栈地址，如果只携带一种地址，现有流程如下图2所示。

步骤201，用户通过eNB发起附着或PDN连接请求；

步骤202，MME通过DNS解析或者本地解析查找PGW地址(存在双栈地址)，MME向SGW发送创建会话请求，根据配置或者权重优先级只携带PGW IPv4或是 IPv6一种类型地址；

步骤203，SGW向所带的PGW地址发送创建会话请求；

步骤204，PGW发送创建会话响应消息给SGW；

步骤205，SGW发送创建会话响应消息给MME。

步骤206，MME发送附着或PDN连接响应消息给eNB。

MME解析PGW双栈地址，如果MME同时携带两种地址类型的PGW，现有流程如下图3所示。

步骤301，用户通过eNB发起附着或PDN连接请求；

步骤302，MME通过DNS解析或者本地解析查找PGW地址(存在双栈地址)，MME向SGW发送创建会话请求，同时携带PGW IPv4和IPv6地址；

步骤303，SGW无法获知PGW地址类型优先级，随机向PGW(IPv4)或PGW(IPv6)发送创建会话请求；

步骤304，PGW发送创建会话响应消息给SGW；

步骤305，SGW发送创建会话响应消息给MME。

步骤306，MME发送附着或PDN连接响应消息给eNB。

由于MME无法获知SGW和PGW之间支持哪种地址类型，现有技术如果MME选择固定一种类型的地址带给SGW，在SGW不支持所带地址类型的情况下就会导致业务失败，现有技术中如果MME选择同时带两种类型的地址给SGW，由于没有地址类型优先级，SGW只能随机选择一种地址类型的PGW，无法满足运营商逐步从IPv4到IPv6演进的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种PGW双栈地址选择的方法及装置，解决了现有技术中存在的无法根据地址类型优先级和SGW与PGW接口支持的地址类型动态选择PGW的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种PGW双栈地址选择的方法，包括以下步骤：

MME从PGW双栈地址类型中确定高优先级地址类型；

MME向SGW发送包含所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型的创建 会话请求，以便SGW利用所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型选择适用的PGW地址；

其中，所述PGW是指分组数据网关；所述SGW是指服务网关；所述MME是指移动管理实体。

优选地，所述PGW双栈地址类型包括PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型。

优选地，所述MME从PGW双栈地址类型中确定高优先级地址类型包括：

所述MME根据PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型的优先级和权重，确定高优先级地址类型的PGW地址；或者

所述MME根据用户的配置信息，确定高优先级地址类型的PGW地址。

根据本发明的另一方面，提供了一种PGW双栈地址选择的方法，包括以下步骤：

SGW接收MME发送的包含PGW双栈地址类型和高优先级地址类型的创建会话请求；

SGW根据其支持的PGW地址类型和所接收的创建会话请求中包含的PGW双栈地址类型和高优先级地址类型，从所述PGW双栈地址中选择适用的PGW地址；

SGW向其PGW地址为所选PGW地址的PGW发送创建会话请求，并把PGW返回的创建会话响应转发给所述MME。

优选地，所述SGW支持的PGW地址类型包括：

SGW支持的PGW双栈地址类型；

SGW支持PGW IPv4地址类型；

SGW支持PGW IPv6地址类型。

优选地，所述SGW根据其支持的PGW地址类型和所接收的创建会话请求中包含的PGW双栈地址类型和高优先级地址类型，从所述PGW双栈地址中选择适用的PGW地址包括：

当所述SGW支持的PGW地址类型中包含所述高优先级地址类型时，选择高优先级地址类型的PGW地址；

当所述SGW支持的PGW地址类型中不包含所述高优先级地址类型时，选择SGW支持的PGW地址。

根据本发明的另一方面，提供了一种PGW双栈地址选择的装置，包括：

确定模块，用于MME从PGW双栈地址类型中确定高优先级地址类型；

发送模块，用于MME向SGW发送包含所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型的创建会话请求，以便SGW利用所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型选择适用的PGW地址。

优选地，所述PGW双栈地址类型包括PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型。

优选地，所述确定模块包括：

确定单元，用于所述MME根据PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型的优先级和权重，确定高优先级地址类型的PGW地址；或者所述MME根据用户的配置信息，确定高优先级地址类型的PGW地址。

根据本发明的另一方面，提供了一种PGW双栈地址选择的装置，包括：

接收模块，用于SGW接收MME发送的包含PGW双栈地址类型和高优先级地址类型的创建会话请求；

选择模块，用于SGW根据其支持的PGW地址类型和所接收的创建会话请求中包含的PGW双栈地址类型和高优先级地址类型，从所述PGW双栈地址中选择适用的PGW地址；

发送模块，用于SGW向其PGW地址为所选PGW地址的PGW发送创建会话请求，并把PGW返回的创建会话响应转发给所述MME。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明对于PGW同时支持IPv4和IPv6地址的场景，解决了MME无法获知SGW和PGW之间支持哪种地址类型的问题，使得SGW可以根据地址类型优先级和SGW与PGW支持的接口地址类型选择更适合的PGW地址，使得运营商的IPv4到IPv6网络部署更平滑。

附图说明

图1是现有技术中提供的PDN GW选择网络图；

图2是现有技术中提供的MME选择IPv4类型PGW地址的流程图；

图3是现有技术中提供的MME选择IPv6类型PGW地址的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的方法流程图；

图5是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的装置结构图；

图6是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的方法流程图；

图7是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的装置结构图；

图8是本发明实施例1提供的SGW支持双栈的PGW IPv4地址类型优先级高的流程图；

图9是本发明实施例2提供的SGW支持双栈的PGW IPv6地址类型优先级高的流程图；

图10是本发明实施例3提供的SGW仅支持IPv4的PGW IPv6地址类型优先级高的流程图；

图11是本发明实施例4提供的SGW仅支持IPv6的PGW IPv4地址类型优先级高的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图4是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的方法流程图，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S401：MME从PGW双栈地址类型中确定高优先级地址类型；

步骤S402：MME向SGW发送包含所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型的创建会话请求，以便SGW利用所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型选择适用的PGW地址。

其中，所述PGW双栈地址类型包括PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型。具体地说，所述MME从PGW双栈地址类型中确定高优先级地址类型包括：所述MME根据PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型的优先级和权重，从PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型中确定一个高优先级地址类型的PGW地址；或者所述MME根据用户的配置信息，从PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型中确定一个高优先级地址类型的PGW地址。

图5是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的装置结构图，如图5 所示，包括：确定模块501和发送模块502。所述确定模块501，用于MME从PGW双栈地址类型中确定高优先级地址类型；发送模块502，用于MME向SGW发送包含所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型的创建会话请求，以便SGW利用所述PGW双栈地址类型和所述高优先级地址类型选择适用的PGW地址。

其中，所述PGW双栈地址类型包括PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型。其中，所述确定模块501包括：确定单元，用于所述MME根据PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型的优先级和权重，从PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型中确定高优先级地址类型的PGW地址；或者所述MME根据用户的配置信息，从PGW IPv4地址类型和PGW IPv6地址类型中确定高优先级地址类型的PGW地址。

图6是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的方法流程图，如图6所示，包括以下步骤：

步骤S601：SGW接收MME发送的包含PGW双栈地址类型和高优先级地址类型的创建会话请求；

步骤S602：SGW根据其支持的PGW地址类型和所接收的创建会话请求中包含的PGW双栈地址类型和高优先级地址类型，从所述PGW双栈地址中选择一个适用的PGW地址；

步骤S603：SGW向其PGW地址为所选PGW地址的PGW发送创建会话请求，并把PGW返回的创建会话响应转发给所述MME。

其中，所述SGW支持的PGW地址类型包括：SGW支持的PGW双栈地址类型；SGW支持PGW IPv4地址类型；SGW支持PGW IPv6地址类型。所述SGW根据其支持的PGW地址类型和所接收的创建会话请求中包含的PGW双栈地址类型和高优先级地址类型，从所述PGW双栈地址中选择适用的PGW地址包括：当所述SGW支持的PGW地址类型中包含所述高优先级地址类型时，选择高优先级地址类型的PGW地址；当所述SGW支持的PGW地址类型中不包含所述高优先级地址类型时，选择SGW支持的PGW地址。

图7是本发明实施例提供的一种PGW双栈地址选择的装置结构图，如图7所示，包括：接收模块701，用于SGW接收MME发送的包含PGW双栈地址类型和高优先级地址类型的创建会话请求；选择模块702，用于SGW根据其支持的PGW地址类型和所接收的创建会话请求中包含的PGW双栈地址类型和高优先级地址 类型，从所述PGW双栈地址中选择适用的PGW地址；发送模块703，用于SGW向其PGW地址为所选PGW地址的PGW发送创建会话请求，并把PGW返回的创建会话响应转发给所述MME。

本发明是在3GPP协议定义的PGW选择方法的基础上，通过对GTPV2创建会话消息中PGW地址参数改进实现的，没有特殊说明情况下，本发明中的APN解析的PGW地址列表中均包含IPv4和IPv6两种地址类型。本发明包括以下步骤：

第一步，MME通过DNS或本地配置进行APN解析获取PGW地址，按协议要求通过优先级、权重等因子计算PGW地址列表。

第二步，MME根据优先级、权重等因子计算出GW地址列表中对应IPv4和IPv6地址类型的优先级。

可选的，MME根据配置获取该APN对应的IPv4和IPv6地址类型的优先级。

第三步，MME向SGW发送创建会话请求，所带PGW地址参数中同时带有PGW IPv4和IPv6地址，并在PGW地址参数中新增标识表示IPv4和IPv6地址类型的优先级。

第四步，SGW收到创建会话请求消息后，如果SGW支持双栈，SGW向地址类型优先级高的PGW地址发送创建会话请求，如果SGW只支持一种地址类型，则SGW选择对应地址类型的PGW地址发送创建会话请求。

如图8所示，SGW支持双栈，PGW IPv4地址类型优先级高的一个实施例。具体包括以下步骤：

步骤801，用户通过eNB发起附着或PDN连接请求；

步骤802，MME通过本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在双栈地址)，MME根据优先级、权重等因子计算出GW地址列表中对应IPv4地址类型的优先级高；MME向SGW发送创建会话请求，所带PGW地址参数中同时带有PGW IPv4和IPv6地址，并在PGW地址参数中新增标识表示IPv4地址类型为高优先级。

可选的，MME根据用户配置信息获取该APN对应的地址类型的优先级，IPv4地址类型的优先级高；

步骤803，SGW同时支持双栈地址，选择高优先级的IPv4PGW地址，向PGW1(IPv4)发送创建会话请求；

步骤804，PGW1(IPv4)发送创建会话响应消息给SGW；

步骤805，SGW发送创建会话响应消息给MME。

步骤806，MME发送附着或PDN连接响应消息给eNB。

如图9所示，SGW支持双栈，PGW IPv6地址类型优先级高的一个实施例。具体包括以下步骤：

步骤901，用户通过eNB发起附着或PDN连接请求；

步骤902，MME通过本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在双栈地址)，MME根据优先级、权重等因子计算出GW地址列表中对应IPv6地址类型的优先级高；MME向SGW发送创建会话请求，所带PGW地址参数中同时带有PGW IPv4和IPv6地址，并在PGW地址参数中新增标识表示IPv6地址类型为高优先级。

可选的，MME根据用户配置信息获取该APN对应的地址类型的优先级，IPv6地址类型的优先级高；

步骤903，SGW同时支持双栈地址，选择高优先级的IPv6PGW地址，向PGW2(IPv6)发送创建会话请求；

步骤904，PGW2(IPv6)发送创建会话响应消息给SGW；

步骤905，SGW发送创建会话响应消息给MME。

步骤906，MME发送附着或PDN连接响应消息给eNB。

如图10所示，SGW与PGW接口仅支持IPv4，PGW IPv6地址类型优先级高的一个实施例。具体包括以下步骤：

步骤1001，用户通过eNB发起附着或PDN连接请求；

步骤1002，MME通过本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在双栈地址)，MME根据优先级、权重等因子计算出GW地址列表中对应IPv6地址类型的优先级高；MME向SGW发送创建会话请求，所带PGW地址参数中同时带有PGW IPv4和IPv6地址，并在PGW地址参数中新增标识表示IPv6地址类型为高优先级。

可选的，MME根据用户配置信息获取该APN对应的地址类型的优先级，IPv6地址类型的优先级高；

步骤1003，SGW与PGW接口仅支持IPv4地址类型，SGW选择与接口地址类型相同的IPv4PGW地址，向PGW1(IPv4)发送创建会话请求；

步骤1004，PGW1(IPv4)发送创建会话响应消息给SGW；

步骤1005，SGW发送创建会话响应消息给MME。

步骤1006，MME发送附着或PDN连接响应消息给eNB。

如图11所示，SGW与PGW接口仅支持IPv6，PGW IPv4地址类型优先级高的一个实施例。具体包括以下步骤：

步骤1101，用户通过eNB发起附着或PDN连接请求；

步骤1102，MME通过本地解析或者DNS解析查找PGW地址(存在双栈地址)，MME根据优先级、权重等因子计算出GW地址列表中对应IPv4地址类型的优先级高；MME向SGW发送创建会话请求，所带PGW地址参数中同时带有PGW IPv4和IPv6地址，并在PGW地址参数中新增标识表示IPv4地址类型为高优先级。

可选的，MME根据用户配置信息获取该APN对应的地址类型的优先级，IPv4地址类型的优先级高；

步骤1103，SGW与PGW接口仅支持IPv6地址类型，SGW选择与接口地址类型相同的IPv6PGW地址，向PGW2(IPv6)发送创建会话请求；

步骤1104，PGW2(IPv6)发送创建会话响应消息给SGW；

步骤1105，SGW发送创建会话响应消息给MME。

步骤1106，MME发送附着或PDN连接响应消息给eNB。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

本发明在3GPP协议定义的PGW选择方法的基础上，通过对GTPV2创建会话消息中PGW地址参数改进实现的，MME在创建会话消息同时携带PGW双栈地址，并指示高优先级的地址类型，SGW则可以根据地址类型优先级和SGW与PGW接口支持的地址类型动态选择PGW。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。