本发明涉及通信领域， 尤其涉及一种报文传输方法、 设备及通 信系统。

背景技术

现今，随着互联网的规模迅速扩张，现有路由 系统的过分臃肿， 及可控性较差， 因此需要全新的网络架构理念来维持互联网的 可持 续发展。 鉴于此， 开放流 （ OpenFlow ) 技术应运而生。 OpenFlow技 术是一套开放接口、 支持多控制的交换标准。 OpenFlow技术是在现 有传输控制协议 /互联网协议 ( Transmission Control Protocol/Internet Protocol , TCP/IP ) 技术的基础上， 将原本完全由传统交换机 /路由 器控制 的数据包转发过程， 转化为 由支持 OpenFlow 技术的 OpenFlow交换机 （ 以下简称交换机） 和 OpenFlow控制器 （ 以下简 称控制器） 分别完成的独立过程， 实现了转发面和控制面的分离。

目前， 将 OpenFlow技术应用到移动核心网络已经成为一种� �� 势， 但是将 OpenFlow技术应用到移动核心网络之后， 移动核心网络 向外部网络传输报文时可能会出现报文传输失 败的现象。

发明内容

本发明的实施例提供一种报文传输方法、 设备及通信系统， 能 够在转发面和控制面分离的移动核心网络的环 境中提高移动核心网 络向外部网络传输报文的成功率。

为达到上述目 的， 本发明的实施例采用如下技术方案： 第一方面， 提供一种通信系统， 包括： 位于核心网的转发面装 置和网关控制面装置；

所述网关控制面装置用于， 确定数据报文需发送至的外部网 关， 通过所述转发面装置获取所述外部网关的 MAC地址， 发送处理 规则至所述转发面装置； 其中， 所述处理规则包括所述 MAC地址， 用于指示将所述数据报文发送至所述外部网关 ， 所述外部网关位于 与所述核心网相连的外部网络；

所述转发面装置用于， 为所述网关控制面装置获取所述外部网 在第一种可能的实现方式中， 根据第一方面：

所述转发面装置还用于接收通用分组无线业务 隧道协议 GTP 报文， 所述 GTP报文包括所述数据报文； 发送所述 GTP报文至所述 网关控制面装置；

所述网关控制面装置还用于解封装所述 GTP 报文， 获取所述 数据报文。

在第二种可能的实现方式中， 根据第一种可能的实现方式： 所述处理规则还用于指示解封装所述 GTP报文；

所述转发面装置还用于根据所述处理规则解封 装所述 GTP 报 文， 获取所述数据报文。

在第三种可能的实现方式中， 结合第一方面或第一种可能的实 现方式或第二种可能的实现方式：

所述网关控制面装置具体用于根据所述数据报 文的目的 IP 地 址与所述外部网关的 IP地址的映射关系， 确定所述数据报文需要发 送至所述外部网关。

在第四种可能的实现方式中， 结合第一方面或第一种至第三种 可能的实现方式中的任一种实现方式：

所述网关控制面装置具体用于发送 MAC地址请求至所述转发 面装置， 以使所述转发面装置广播所述 MAC 地址请求； 其中所述 MAC 地址请求包括所述外部网关的 IP 地址， 用于请求获取所述外 部网关的 MAC地址；

所述转发面装置具体用于广播所述 MAC地址请求， 接收所述 外部网关发送的 MAC地址请求响应， 发送所述 MAC地址请求响应 至所述网关控制面装置； 其中， 所述 MAC地址请求响应包括所述外 部网关的 MAC地址。 在第五种可能的实现方式中， 结合第一方面或第一种至第四种 可能的实现方式中的任一种实现方式， 所述网关控制面装置还用于 緩存所述外部网关的 MAC地址。

第二方面， 提供一种网关控制面装置， 包括：

确定单元用于确定数据报文需发送至的外部网 关；

获取单元用于通过转发面装置获取所述确定单 元确定的所述 外部网关的 MAC地址；

发送单元用于发送处理规则至所述转发面装置 ， 以便所述转发 理规则包括所述 MAC地址，用于指示将所述数据报文发送至所述 外 部网关， 所述外部网关位于与所述核心网相连的外部网 络。

在第一种可能的实现方式中， 根据第二方面， 所述网关控制面 装置， 还包括：

接收单元用于接收所述转发面装置发送的通用 分组无线业务 隧道协议 GTP报文， 所述 GTP报文包括所述数据报文；

解封装单元用于解封装所述 GTP报文， 获取所述数据报文。 在第二种可能的实现方式中， 根据第二方面， 所述确定单元具 体用于：

根据所述数据报文的目 的 IP地址与所述外部网关的 IP地址的 映射关系， 确定所述数据报文需要发送至所述外部网关。

在第三种可能的实现方式中， 结合第二方面或第一种可能的实 现方式或第二种可能的实现方式， 所述获取单元， 包括：

发送模块用于发送 MAC地址请求至所述转发面装置， 以使所 述转发面装置广播所述 MAC地址请求； 其中所述 MAC地址请求包 括所述外部网关的 IP地址， 用于请求获取所述外部网关的 MAC地 址；

接收模块用于接收转发面装置发送的 MAC地址请求响应； 其 中， 所述 MAC地址请求响应包括所述外部网关的 MAC地址。

在第四种可能的实现方式中， 结合第二方面或第一种至第三种 可能的实现方式中的任一种实现方式， 所述网关控制面装置， 还包 括：

緩存单元， 用于緩存所述获取单元获取的所述外部网关的

MAC地址。

第三方面， 提供一种转发面装置， 包括：

获取单元用于获取网关控制面装置确定的数据 报文需发送至 的外部网关的 MAC地址；

第一接收单元用于接收所述网关控制面装置发 送的处理规则； 其中， 所述处理规则包括所述 MAC地址， 用于指示将所述数据报文 发送至所述外部网关， 所述外部网关位于与所述核心网相连的外部 网络；

处理单元用于根据所述第一接收单元接收的所 述处理规则对 所述数据报文进行处理。

在第一种可能的实现方式中，根据第三方面， 所述转发面装置， 还包括：

第二接收单元用于接收通用分组无线业务隧道 协议 GTP报文， 所述 GTP报文包括所述数据报文；

发送单元用于发送所述第二接收单元接收的所 述 GTP 报文至 所述网关控制面装置， 以便所述网关控制面装置解封装所述 GTP报 文， 获取所述数据报文。

在第二种可能的实现方式中， 根据第一种可能的实现方式， 所 述处理规则还用于指示解封装所述 GTP报文；

所述转发面装置还包括： 解封装单元， 用于根据所述第一接收 单元接收的所述处理规则解封装所述 GTP报文，获取所述数据报文。

在第三种可能的实现方式中， 结合第三方面或第一种可能的实 现方式或第二种可能的实现方式， 所述获取单元， 包括：

接收模块用于接收所述网关控制面装置发送的 MAC 地址请 求； 其中所述 MAC地址请求包括所述外部网关的 IP地址， 用于请 求获取所述外部网关的 MAC地址； 广播模块用于广播所述接收模块接收的所述 MAC地址请求； 转发模块用于接收所述外部网关发送的 MAC地址请求响应， 并发送所述 MAC地址请求响应至所述网关控制面装置； 其中， 所述 MAC地址请求响应包括所述外部网关的 MAC地址。

第四方面， 提供一种报文传输方法， 包括：

确定数据报文需发送至的外部网关；

通过转发面装置获取所述外部网关的 MAC地址；

发送处理规则至所述转发面装置， 以便所述转发面装置根据所 述处理规则对所述数据报文进行处理； 其中， 所述处理规则包括所 述 MAC地址， 用于指示将所述数据报文发送至所述外部网关 ， 所述 外部网关位于与所述核心网相连的外部网络。

在第一种可能的实现方式中， 根据第四方面， 所述确定数据报 文需发送至的外部网关之前， 还包括：

接收所述转发面装置发送的通用分组无线业务 隧道协议 GTP 报文， 所述 GTP报文包括所述数据报文；

解封装所述 GTP报文， 获取所述数据报文。

在第二种可能的实现方式中， 根据第四方面， 所述确定数据报 文需发送至的外部网关具体包括：

根据所述数据报文的目 的 IP地址与所述外部网关的 IP地址的 映射关系， 确定所述数据报文需要发送至所述外部网关。

在第三种可能的实现方式中， 结合第四方面或第一种可能的实 现方式或第二种可能的实现方式， 所述通过转发面装置获取所述外 部网关的 MAC地址具体包括：

发送 MAC地址请求至所述转发面装置， 以使所述转发面装置 广播所述 MAC地址请求； 其中所述 MAC地址请求包括所述外部网 关的 IP地址， 用于请求获取所述外部网关的 MAC地址；

接收转发面装置发送的 MAC地址请求响应； 其中， 所述 MAC 地址请求响应包括所述外部网关的 MAC地址。

在第四种可能的实现方式中， 结合第四方面或第一种至第三种 可能的实现方式中的任一种实现方式， 所述通过转发面装置获取所 述外部网关的 MAC地址之后， 还包括：

緩存所述外部网关的 MAC地址。

第五方面， 提供一种报文传输方法， 包括：

获取网关控制面装置确定的数据报文需发送至 的外部网关的 MAC地址；

接收所述网关控制面装置发送的处理规则； 其中， 所述处理规 则包括所述 MAC地址，用于指示将所述数据报文发送至所述 外部网 关， 所述外部网关位于与所述核心网相连的外部网 络； 在第一种可能的实现方式中， 根据第五方面， 所述获取网关控 制面装置确定的数据报文需发送至的外部网关 的 MAC地址之前，还 包括：

接收通用分组无线业务隧道协议 GTP报文， 所述 GTP报文包 括所述数据报文；

发送所述 GTP 报文至所述网关控制面装置， 以便所述网关控 制面装置解封装所述 GTP报文， 获取所述数据报文。

在第二种可能的实现方式中， 根据第一种可能的实现方式， 所 述处理规则还用于指示解封装所述 GTP报文；

所述方法还包括： 根据所述处理规则解封装所述 GTP 报文， 获取所述数据报文。

在第三种可能的实现方式中， 结合第五方面或第一种可能的实 现方式或第二种可能的实现方式， 所述获取网关控制面装置确定的 数据报文需发送至的外部网关的 MAC地址具体包括：

接收所述网关控制面装置发送的 MAC 地址请求； 其中所述 MAC 地址请求包括所述外部网关的 IP 地址， 用于请求获取所述外 部网关的 MAC地址；

广播所述 MAC 地址请求， 接收所述外部网关发送的 MAC 地 址请求响应， 并发送所述 MAC 地址请求响应至所述网关控制面装 置； 其中， 所述 MAC地址请求响应包括所述外部网关的 MAC地址。 第六方面， 提供一种网关控制面设备， 包括：

通信单元， 用于与外部设备进行通信。

处理器， 用于确定数据报文需发送至的外部网关； 及用于通过 转发面设备获取所述外部网关的 MAC地址。

发射器， 用于通过所述通信单元发送处理规则至所述转 发面设 理； 其中， 所述处理规则包括所述 MAC地址， 用于指示将所述数据 报文发送至所述外部网关， 所述外部网关位于与所述核心网相连的 夕卜部网络。

在第一种可能的实现方式中， 根据第六方面， 所述网关控制面 设备， 还包括：

接收器， 用于通过所述通信单元接收所述转发面设备发 送的通 用分组无线业务隧道协议 GTP报文，所述 GTP报文包括所述数据报 文；

所述处理器， 还用于在所述接收器接收所述转发面设备发送 的 GTP报文后， 解封装所述 GTP报文， 获取所述数据报文。

在第二种可能的实现方式中， 根据第六方面， 所述处理器确定 数据报文需发送至的外部网关具体包括：

根据所述数据报文的目 的 IP地址与所述外部网关的 IP地址的 映射关系， 确定所述数据报文需要发送至所述外部网关。

在第三种可能的实现方式中， 结合第六方面或第一种可能的实 现方式或第二种可能的实现方式， 所述处理器通过转发面设备获取 所述外部网关的 MAC地址具体包括：

发送 MAC地址请求至所述转发面设备， 以使所述转发面设备 广播所述 MAC地址请求； 其中所述 MAC地址请求包括所述外部网 关的 IP地址， 用于请求获取所述外部网关的 MAC地址；

接收转发面设备发送的 MAC地址请求响应； 其中， 所述 MAC 地址请求响应包括所述外部网关的 MAC地址。 在第四种可能的实现方式中， 结合第六方面或第一种至第三种 可能的实现方式中的任一种实现方式， 所述网关控制面设备， 还包 括：

存储器， 用于緩存所述外部网关的 MAC地址。

第七方面， 提供一种转发面设备， 包括：

通信单元， 用于与外部设备进行通信；

处理器， 用于获取网关控制面设备确定的数据报文需发 送至的 外部网关的 MAC地址；

接收器， 用于通过所述通信单元接收所述网关控制面设 备发送 的处理规则； 其中， 所述处理规则包括所述 MAC地址， 用于指示将 所述数据报文发送至所述外部网关， 所述外部网关位于与所述核心 网相连的夕卜部网络； 理。

在第一种可能的实现方式中， 根据第七方面， 所述的转发面设 备， 还包括：

所述接收器， 还用于通过所述通信单元接收通用分组无线业 务 隧道协议 GTP报文， 所述 GTP报文包括所述数据报文；

发射器， 用于通过所述通信单元发送所述 GTP 报文至所述网 关控制面设备， 以便所述网关控制面设备解封装所述 GTP报文， 获 取所述数据报文。

在第二种可能的实现方式中， 根据第一种可能的实现方式， 所 述处理规则还用于指示解封装所述 GTP报文；

所述处理器， 还用于根据所述处理规则解封装所述 GTP报文， 获取所述数据报文。

在第三种可能的实现方式中， 结合第七方面或第一种可能的实 现方式或第二种可能的实现方式， 所述处理器获取网关控制面设备 确定的数据报文需发送至的外部网关的 MAC地址具体包括：

接收所述网关控制面设备发送的 MAC 地址请求； 其中所述 MAC 地址请求包括所述外部网关的 IP 地址， 用于请求获取所述外 部网关的 MAC地址；

广播所述 MAC 地址请求， 接收所述外部网关发送的 MAC 地 址请求响应， 并发送所述 MAC 地址请求响应至所述网关控制面设 备； 其中， 所述 MAC地址请求响应包括所述外部网关的 MAC地址。

本发明的实施例提供的报文传输方法、 设备及通信系统， 网关 控制面装置在确定了数据报文所需发送至的外 部网关后， 通过转发 面装置获取该外部网络的网关的 MAC地址，从而可以发送处理规则 至转发面装置， 以便该转发面装置根据该处理规则对该数据报 文进 行处理， 从而实现数据报文从移动核心网络至外部网络 的传输。 避 免由于转发面装置无法获知下一跳点的 MAC 地址而导致的报文传 输失败， 提高了移动核心网络向外部网络传输数据报文 的成功率。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下 面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的 附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例 ， 对于 本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明的实施例提供的一种转发面与控制� �分离后转发 面实体与控制面实体的架构图；

图 2 为本发明的实施例提供的一种报文传输方法的 流程示意 图；

图 3为本发明的实施例提供的另一种报文传输方� �的流程示意 图；

图 4为本发明的实施例提供的又一种报文传输方� �的流程示意 图；

图 5为本发明的实施例提供的再一种报文传输方� �的流程示意 图；

图 6为本发明的实施例提供的一种网关控制面装� �的装置示意 图；

图 7为本发明的实施例提供的另一种网关控制面� �置的装置示 意图；

图 8为本发明的实施例提供的又一种网关控制面� �置的装置示 意图；

图 9为本发明的实施例提供的一种转发面装置的� �置示意图； 图 10 为本发明的实施例提供的另一种转发面装置的 装置示意 图；

图 1 1 为本发明的实施例提供的又一种转发面装置的 装置示意 图；

图 12 为本发明的实施例提供的一种网关控制面设备 的设备示 意图；

图 13为本发明的实施例提供的一种转发面设备的� ��备示意图； 图 14为本发明的实施例提供的一种通信系统的系� ��示意图； 图 15为本发明的实施例提供的另一种通信系统的� ��统示意图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术 方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明 一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本 领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。

在现有的 OpenFlow 架构中， 包括 OpenFlow 交换机及外部控 制器， 一个 OpenFlow 交换机是由流表 （ Flow Table )、 安全通道 ( Secure Channel ) 和 OpenFlow协议 ( OF Protocol ) 组成。 通常在 流表中存储最核心的信息来实现查找、 转发、 统计和过滤等功能， 交换机通过 OpenFlow协议经过一个安全通道 ( Secure Channel ) 连 接到外部控制器 （ Controller )， 控制器对流表进行查询和管理。 OpenFlow交换机是整个 OpenFlow 网络的核心部件， 主要管理数据 层的转发。 OpenFlow交换机接收到输入数据包后， 首先查找交换机 上已安装的流表， 如果没有匹配， 则把数据包转发给控制器， 由控 制器决定。

在控制面和转发面分离的移动核心网络中， 转发面用于实现报 文转发的功能， 控制面用于实现对于报文转发的控制。 其中转发面 的功能可以由转发面装置来实现， 控制面的功能可以由控制装置网 关控制面装置来实现。 可以理解的是， 本发明实施例中的转发面装 置， 也可以称为交换设备、 交换机等， 可以采用 OpenFlow的交换机 实现， 本发明实施例中的控制装置网关控制面装置， 也可以称为控 制应用、 控制器、 控制设备等， 可以采用 OpenFlow的控制器实现。

图 1 为一种转发面与控制面分离的移动核心网络的 架构的示 例。 其中， 在图 1 中， 转发面仅仅处理控制面给其发送的流表项所 对应的报文， 而不处理其他的报文。 其中， 上述的转发面装置可以 由支持 OpenFlow的交换机来实现， 如各厂商支持的 OpenFlow交换 机， 或者是采用软件 Open vSwitch实现的交换机； 转发面的控制面 装置可以是控制转发面的控制应用， 即各种实现控制面功能的应用， 如 SGW 的控制面的应用、 PGW 的控制面的应用、 路由的控制面的 应用等。 上述控制应用运行在网络管理装置上。 网络管理装置可以 是具备控制器架构的系统， 网络管理装置上部署有网络操作系统， 其中控制器架构包括当前的 NOX、 POX , Floodlight等控制器架构； 当交换设备需要发送报文至对应的控制应用时 ， 先发送报文至网络 操作系统， 再由网络操作系统转发至对应的控制应用。 图 1 中移动 核心网络的转发面装置和接入网的网络设备相 连， 该网络设备根据 不同的网络制式可以是不同的设备， 例如可以是基站， 也可以是基 站控制器。 图 1 中移动核心网络的转发面装置还与外部网络中 的外 部网络网关相连， 该外部网络可以是企业的网络， 也可以是互联网。

作为另一种转发面与控制面分离的移动核心网 络， 转发面的控 制应用可以由硬件实现， 也可以称为控制设备， 例如由 OpenFlow的 控制器实现， 每个 OpenFlow的控制器可集成例如 SGW、 PGW等的 控制功能，也可以由一个 OpenFlow的控制器集成多个转发面的控制 功能。 在该移动核心网络中， 网络管理装置是可选的， 各个控制设 备可以与对应的转发面装置相连。 可以理解的是， 在该移动核心网 络中也可以架设网络管理装置， 该网络管理装置可以由硬件实现， 可以称为网络管理设备。 交换设备与控制设备通过该网络管理装置 互联。 当交换设备需要发送报文至控制设备时， 先发送报文至网络 管理设备， 由网络管理设备发送至对应的控制设备。

本领域普通技术人员应该可以理解， 控制面与转发面分离的移 动核心网络不限于上述两种示例， 还有可以有其他的架构， 本发明 实施例对此不作限制。

上述对于网关控制面装置、 网络管理装置以及转发面装置等的 说明和举例适用于以下实施例。 在以下实施例中， 相关的概念和举 例将不做过多的赘述。

在上述网络架构中， 支持 OpenFlow协议的交换设备在接收到 没有流表项可以匹配的报文后，会将该报文携 带在 Packet— in消息中 发送到网关控制面装置上。 当基站上由于没有保存下一跳移动核心 网络节点的 MAC地址而发送 ARP报文时， 转发面装置收到基站发 送的 ARP报文后由于没有相匹配的流表项会将该 ARP 保五年发送 至控制面装置。 现有的控制面装置在处理 ARP报文时， 一般会指示 交换机泛洪 （ FLOOD ) 此报文。 在移动网络中， 需要被传输的数据 报文通常会被封装在 GTP ( GPRS tunnel protocol , GPRS隧道协议） 报文中进行传输， 若 GTP 报文中包括 ARP ( Address Resolution Protocol , 地址解析协议）请求报文时， 由于转发面装置没有可以匹 配该 GTP报文的流表项， 在接收到该 GTP报文后， 会泛洪该 GTP 才艮文， 导致网络内部形成大量 GTP 文， 外部网络的网关收到该被 泛洪的 GTP报文后， 由于不支持 GTP协议而导致无法解析出 ARP 请求报文， 因此也无法处理其中的 ARP 请求报文。 而一旦 ARP 报 文无法被正确处理将导致通信失败。 基于上述情况， 本发明提供了 一种新的报文传输方法、 设备及通信系统。

如图 2所示， 本发明的实施例提供一种报文传输方法， 可以由 网关控制面装置来实现， 具体的， 本实施例主要针对数据报文从采 用控制面与转发面分离移动核心网络 (例如： 运用 OpenFlow技术的 移动核心网 ） 向外部网络传输的过程， 其中， 该报文传输方法具体 包括如下步骤：

101、 网关控制面装置确定数据报文需发送至的外部 网关。 示例性的， 本发明中的网关控制面装置可以是控制转发面 的控 制应用， 即各种实现控制面功能的应用， 如 SGW的控制面的应用、 PGW的控制面的应用、 路由的控制面的应用等， 该网关控制面装置 可以是硬件实体或通过软件来实现， 并且多个网关控制面装置可以 设置在一个硬件实体上。 本发明 中 的转发面装置可以 由支持 OpenFlow的交换机来实现， 如各厂商支持的 OpenFlow交换机， 或 者是采用软件 Open vSwitch实现的交换机。 而本发明中的外部网络 可以为企业网络或 Internet网络等。

可选的， 步骤 101具体包括如下内容： 网关控制面装置可以根 据数据报文的目 的 IP 地址与外部网关的 IP 地址的映射关系， 确定 述数据报文需要发送至外部网关。

示例性的， 网关控制面装置在获取到转发面装置发送的数 据报 文后， 可以解析出该数据报文的目 的 IP地址， 并可以根据该目 的 IP 地址获取相应的路由选择策略， 然后根据该路由选择策略和该数据 才艮文的目的 IP 地址， 确定该目 的 IP 地址对应的外部网络的网关的 IP地址。 其中， 路由选择策略可以是预先配置在该网关控制面 装置 上的， 也可以从其他存储有路由选择策略的装置上获 取。 示例性的 该路由选择策略可以是服务器的目的 IP地址与外部网络的网关的 IP 地址的映射关系表， 本发明对此不作限制。

可选的， 在步骤 101之前， 该方法还包括：

101 a , 网关控制面装置接收转发面装置发送的 GTP报文。

101 b , 网关控制面装置解封装 GTP报文， 获取数据报文。

其中， 上述的 GTP 报文包括数据报文。 具体的， 上述的数据 报文可以是封装在 GTP(General Tunnel Protocol , 通用分组无线业务 隧道协议）报文中的， 该数据报文也可以是封装在报文传输消息中上 报给网关控制面装置的。

102、网关控制面装置通过转发面装置获取外部 网关的 MAC地 址。

可选的， 步骤 102具体包括如下步骤：

102a , 网关控制面装置发送 MAC地址请求至转发面装置， 以 使该转发面装置广播该 MAC地址请求。

其中， 上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地址， 用于请 求获取外部网关的 MAC地址。 示例性的， 上述的 MAC地址请求可 以为 ARP请求消息，该 ARP请求消息可以通过 OpenFlow协议发送， 例如： 封装在 Packet— Out消息， 也可以直接发送。

102b , 网关控制面装置接收转发面装置发送的 MAC地址请求 响应。

其中， 上述的 MAC 地址请求响应包括所述外部网关的 MAC 地址。

示例性的， 上述的 MAC地址请求可以是由网关控制面装置生 成， 再由转发面装置转发的， 也可以是由转发面装置生成并自行转 发的。 例如， 在步骤 102 之前， 网关控制面装置可以根据外部网络 的网关的 IP地址， 生成 MAC地址请求， 并将该 MAC地址请求发送 至转发面装置，以使转发面装置广播该 MAC地址请求至外部网络的 网关。 而外部网络的网关在收到转发面装置广播的 MAC 地址请求 后， 会将自身的 MAC地址携带在相应的 MAC地址请求响应中发送 给转发面装置。

需要说明的是， 当网关控制面装置中存储有该外部网络的网关 的 IP地址对应的 MAC地址时， 该网关控制面装置可以直接获取该 MAC地址， 而不需上述操作。

103、 网关控制面装置发送处理规则至转发面装置， 以便转发 面装置根据处理规则对数据报文进行处理。

其中， 上述的处理规则包括 MAC地址， 用于指示将数据报文 发送至外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

示例性的， 上述的处理规则可以是网关控制面装置在收到 外部 网络的网关的 MAC地址后， ^ ^: 艮据该 MAC地址， 所生成的相应的转 发流表项， 以便于转发面装置根据该转发流表项， 将数据报文转发 至外部网络的网关。 具体的， 该转发流表项是转发规则的一种实现 方式， 包括匹配域字段 （ match field )、 计数器 （ counters ) 和指令集 ( instructions ) 等组成， 不同的厂商可以根据各自的需求设计功能 各异的转发流表项。 具体的， 转发流表项的匹配域包括输入接口、 数据包头以及由前一个流表确定的元数据（ metadata )。 OpenFlow 1 .2 规范定义了从数据链路层到传输层五层数据包 头中 36 种用于头域 匹配的字段， 每个头域同时具备长度、 掩码、 前提三个属性要求； 转发流表项的计数器统计流量的信息， 例如活动表项、 查找次数、 发送包次数等， 可以针对每张转发流表项、 每个流、 每个端口、 每 个队列进行维护； 流表的指令集分为必备动作 （ Required Actions ) 和可选动作 （ Optional Actions )。 三个必备动作为： 将流转发到给定 端口； 封装并转发此流的报文到控制器， 由控制器决定是否在流表 中增加流； 丟弃此报文。

需要说明的是， 在网关控制面装置收到转发面装置上报的外部 网络的网关的 MAC地址之后，可以在网关控制面装置上保存该 外部 网络的网关的 MAC地址，以便今后收到转发面装置上报的数据 报文 后，可以直接根据外部网络的网关的 MAC地址来下发相应的处理规 则至转发面装置。

示例性的， 在转发面装置和网关控制面装置之间还可以架 设网 络管理装置。 在架设有网络管理装置的网络架构下， 转发面装置可 以将上报的数据报文等信息统一发送至网络管 理装置， 由网络管理 装置转发至相应的网关控制面装置； 网关控制面装置发送至转发面 装置的信息也可以由网络管理装置来转发。 例如， 在架设网络管理 装置的架构下， 网关控制面装置从网络管理装置接收转发面装 置上 报的数据报文， 当网关控制面装置未存储外部网络的网关的 MAC地 址时，网关控制面装置通过网络管理装置向转 发面装置发送 MAC地 址请求， 网关控制面装置通过网络管理装置下发数据报 文对应的处 理规则至转发面装置。 其中， 网络管理装置可以由软件实现也可以 由硬件实现。 示例性的， 网络管理装置可以是一种网络操作系统， 在该网络操作系统上运行着若干个控制装置应 用。

本发明的实施例提供的报文传输方法， 网关控制面装置在确定 了数据报文所需发送至的外部网关后， 通过转发面装置获取该外部 网络的网关的 MAC地址， 从而可以发送处理规则至转发面装置， 以 便该转发面装置根据该处理规则对该数据报文 进行处理， 从而实现 数据报文从移动核心网络至外部网络的传输。 避免由于转发面装置 无法获知下一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高了移动 核心网络向外部网络传输数据报文的成功率。

如图 3所示， 本发明的实施例提供一种报文传输方法， 可以由 转发面装置来实现， 具体的， 本实施例主要针对数据报文从采用控 制面与转发面分离移动核心网络 (例如： 运用 OpenFlow技术的移动 核心网 ） 向外部网络传输的过程， 其中， 该报文传输方法具体包括 如下步骤：

201、 转发面装置获取网关控制面装置确定的数据报 文需发送 至的外部网关的 MAC地址。

示例性的， 本发明中的转发面装置可以由支持 OpenFlow的交 换机来实现， 如各厂商支持的 OpenFlow 交换机， 或者是采用软件 Open vSwitch实现的交换机。 本发明中的网关控制面装置可以是控 制转发面的控制应用， 即各种实现控制面功能的应用， 如 SGW的控 制面的应用、 PGW的控制面的应用、 路由的控制面的应用等， 该网 关控制面装置可以是硬件实体或通过软件来实 现， 并且多个网关控 制面装置可以设置在一个硬件实体上。 而本发明中的外部网络可以 为企业网络或 Internet网络等。

可选的， 步骤 201具体包括如下步骤：

201 a ,转发面装置接收网关控制面装置发送的 MAC地址请求。 其中，上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地址 ,该 MAC 地址请求用于请求获取外部网关的 MAC地址。

201 b , 转发面装置广播该 MAC地址请求， 接收外部网关发送 的 MAC地址请求响应， 并发送该 MAC地址请求响应至网关控制面 装置。

其中， 上述的 MAC地址请求响应包括外部网关的 MAC地址。 示例性的， 转发面装置在接收到网关控制面装置发送的 MAC 地址请求后， 向外广播该 MAC地址请求， 以使外部网络的网关可以 接收到该 MAC地址请求消息，而 MAC地址请求中的 IP地址对应的 外部网络的网关在接收到 MAC地址请求消息后，会向转发面装置反 馈该外部网络的网关自身的 MAC地址。 示例性的， 上述的 MAC地 址请求响应可以为 ARP 响应消息， 该 ARP 响应消息可以通过 OpenFlow协议发送， 例如： 封装在 Packet— In消息， 也可以直接发 送。

可选的， 在步骤 201之前， 该方法还包括如下步骤：

al、 转发面装置接收通用分组无线业务隧道协议 GTP报文。 a2、 转发面装置发送 GTP 报文至网关控制面装置， 以便该网 关控制面装置解封装该 GTP报文， 获取该数据报文。

其中， 上述的 GTP 报文包括数据报文。 示例性的， 当基站找 到对应的转发面装置后， 基站会向该转发面装置发送 GTP报文。 由 于转发面装置没有解析 GTP报文的功能，会将该 GTP报文转发至对 应的网关控制面装置，然后由网关控制面装置 对 GTP报文进行解析， 获取数据报文。

202、 转发面装置接收网关控制面装置发送的处理规 则。

其中， 上述的处理规则包括 MAC地址， 用于指示将上述的数 据报文发送至外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

示例性的， 网关控制面装置在接收到转发面装置发送的 MAC 地址请求响应后，会提取该 MAC地址请求响应中的外部网关的 MAC 地址， 然后经过处理， 生成该转发面装置对于上述的 GTP报文的处 理规则， 并将该处理规则发送至转发面装置。 上述的处理规则可以 是网关控制面装置在收到外部网络的网关的 MAC 地址后， 根据该 MAC地址， 所生成的相应的转发流表项， 以便于转发面装置根据该 转发流表项， 将数据报文转发至外部网络的网关。

需要说明的是， 步骤 202 中转发面装置所接收到的处理规则还 用于指示解封装上述的 GTP报文， 以便转发面装置在接收到到基站 发送的 GTP报文后根据该处理规则解封装该 GTP报文，从而获取该 GTP报文中的数据报文。

203、 转发面装置根据该处理规则对数据报文进行处 理。

示例性的， 当转发面装置收到网关控制面装置发送的处理 规则 时， 会根据该处理规则处理后续的 GTP报文。 具体的， 转发面装置 会根据处理规则解封装 GTP报文， 获取数据报文； 然后根据处理规 则中的外部网关的 MAC地址， 将数据报文发送至对应的外部网关， 再借由外部网关发送至目 的 IP地址， 进而实现数据报文由移动核心 网络向外部网络传输的过程。 示例性的， 转发面装置根据转发流表 项发送数据报文至外部网络的网关。

本发明的实施例提供的报文传输方法， 当网关控制面装置在确 定了数据报文所需发送至的外部网关后， 该转发面装置获取该外部 网络的网关的 MAC地址， 并将该外部网络的网关的 MAC地址发送 至网关控制面装置， 从而在接收到网关控制面装置发送的处理规则 后， 根据该处理规则对上述的数据报文进行处理， 进而实现数据报 文从移动核心网络至外部网络的传输。 避免由于转发面装置无法获 知下一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高了移动核 心网 络向外部网络传输数据报文的成功率。

下面将示例性的对本发明实施例提供的报文传 输方法在具体 场景中从多侧进行介绍。 以下实施例中与上述实施例相关的技术术 语、 概念等的说明可以参照上述的实施例。

以下实施例主要针对数据报文从移动核心网络 向外部网络传 输的过程。 如图 4、 5所示。 根据不同的网络架构， 本发明实施例提 供的报文传输方法的具体实现也可以不同。 示例性的， 在第一种网 络架构中包括转发面装置和网关控制面装置， 在第二种网络架构中 还可以在转发面装置和网关控制面装置之间设 置有网络管理装置， 其中在第二种网络架构中， 网关控制面装置可以是物理设备， 也可 以是运行在网络管理装置上的执行控制设备功 能的控制设备应用。

在网络设备向移动核心网络发送数据报文的过 程中， 为了更有 效率的实现数据报文的成功传输， 可以在网络中架设网络管理装置。 具体的示例可以参考图 4所示的实施例。

如图 4所示：

301、 eNodeB收到 UE的上行数据报文。

示例性的，该上行数据报文的目的 IP地址为服务器的 IP地址， 目的 MAC地址为 eNodeB的 MAC地址。 eNodeB收到该上行数据报 文后，需要将该上行数据报文的 MAC地址换成下一跳的 MAC地址。 由于 eNodeB上没有配置下一跳（即 SGW )的 MAC地址，所以 eNodeB 会广播 ARP消息 , 以获取 SGW的 MAC地址， 其中 ARP消息中带 有 SGW的 IP地址， 可称为目标 IP地址。

302、 eNodeB广播 ARP请求消息。

示例性的， eNodeB 广播的 APR请求消息所请求的 IP地址为 移动核心网的网关的 IP地址，并希望能够得到该 IP地址对应的 MAC 地址。 此外， 由于 eNodeB连接有多个转发面装置， eNodeB会广播 ARP消息至转发面装置 1和转发面装置 2 , 其中 ARP请求消息的源 IP地址为 eNodeB的 IP地址，源 MAC地址为 eNodeB的 MAC地址， 目标 IP为下一f兆 ( SGW ) 的 IP地址， 目标 MAC地址为全 F (全 F 是协议的规定；)。

303、 转发面装置收到 eNodeB广播的 ARP请求消息后， 发送 该 ARP请求消息至网络管理装置。

示例性的， 若移动核心网的网关控制面装置和转发面装置 之间 采用 OpenFlow协议， 转发面装置收到 eNodeB 广播的 ARP请求消 息后， 由于没有配置该如何处理该 ARP请求消息的报文的转发流表 项，会将该 ARP请求消息封装在 Packet— in消息中，并将该 Packet— in 消息发送给网络管理装置， 以使网络管理装置转发至相应的网关控 制面装置。

304、 网络管理装置将该 ARP请求转发至网关控制面装置。 示例性的， 网络管理装置在收到转发面装置发送的 APR 请求 消息后， 可以根据 ARP请求消息所请求的 IP 找到对应的网关控制 面装置， 并把该 ARP请求消息发送至该对应的网关控制面装置。 例 如， 当网络管理装置收到转发面装置发送的 Packet— in消息后， 可以 从 Packet— in 消息中解析出该 ARP请求消息， 网络管理装置可以将 该 ARP 请求消息直接发送至网关控制面装置， 也可以将该 ARP 请 求消息再次封装后发送至网关控制面装置， 这里再次封装所采用的 协议可以是 OpenFlow中相应的协议，也可以是网络管理装置� ��网关 控制面装置之间事先约定的其他协议。

示例性的， 网络管理装置也可以通过广播的方式将从转发 面装 置收到的 ARP请求消息发送至相应的网关控制面装置。 例如， 网络 管理装置在接收到转发面装置发送的 ARP请求消息后， 或者从转发 面装置发送的 Packet— in消息中解析获得 ARP请求消息后，将该 ARP 请求消息的源地址替换为该网络管理装置的 MAC地址，再广播修改 后的 APR请求消息， 以便于网关控制面装置可以将 APR请求消息 的响应消息发送至该网络管理装置。

305、 网关控制面装置发送 ARP响应消息至网络管理装置。 其中 APR响应消息中携带网关控制面装置的 MAC地址。

示例性的， 网关控制面装置收到 ARP 请求消息后， 将网关控 制面装置的 MAC地址携带在 ARP响应消息至网络管理装置。 网关 控制面装置也可以将 ARP请求消息进行封装后， 再发送至网络管理 装置， 其中可以采用 OpenFLow 协议进行封装， 例如封装在 Packet— out消息中， 也可以采用其他协议进行封装。

示例性的，网关控制面装置发送 ARP响应消息至转发面装置 1 , 其中可以通过 Packet out消息来发送， 其中 ARP响应消息中带有上 述 MAC地址。可以在 Packet— out消息中携带第一指示信息至转发面 装置 1 , 或者再另外发送第一指示信息至转发面装置 1 , 第一指示信 息用于指示将该 ARP响应发送至 eNodeB ,其中该第一指示信息可以 是流表项， 如果有多个转发面的话， SGW控制面可以向转发面装置 2发送第二指示信息， 用于指示转发面装置 2接收到目 的 MAC地址 为上述 MAC地址的数据报文的时候， 丟弃该数据报文， 这样就可以 实现 eNodeB 发送到正确的转发面装置上， 第二指示信息也可以是 流表项。

306、 网络管理装置将 APR响应消息发送至转发面装置。

示例性的， 网络管理装置在收到 ARP 响应消息后， 可以先进 行封装， 再发送至转发面装置。 例如网络管理装置将 APR响应消息 封装在 Packet— out消息中发送至转发面装置。

307、 转发面装置将收到的 ARP响应消息发送至 eNodeB。

308、 eNodeB緩存 ARP响应消息中的转发面装置的 MAC地址。 其中， 緩存转发面装置的 MAC地址后， 在 eNodeB 上即保存 有转发面装置的 MAC地址和该转发面装置的 IP地址的对应关系， 该转发面装置的 IP地址即为 eNodeB广播的 APR请求消息所请求的 IP地址。

通过 eNodeB緩存转发面装置的 MAC地址，可以使 eNodeB后 续收到相应的上行数据报文时， 可以不再进行 ARP请求来获取转发 面装置的 MAC地址。

309、 eNodeB发送上行数据报文至该 MAC地址对应的转发面 装置。

示例性的， eNodeB可以将上行数据进行 GTP封装后， 发送至 该 MAC地址对应的转发面装置。

示例性的，将 eNodeB广播的 ARP请求消息发送至网络管理装 置的转发面装置可以与该 MAC地址对应的转发面装置为同一设备， 也可以是不同的转发面装置。

本发明的实施例提供的报文传输方法， 通过网络网关控制面装 置选择正确的网关控制面装置来下发转发面装 置的 MAC 地址至网 络设备， 可以使 eNodeB 成功将上行数据报文发送至转发面装置， 提高了从移动接入网向移动核心网传输数据报 文的成功率。

以下介绍一下移动核心网络向外部网络发送数 据报文的方法。 关于本发明实施例提供的报文传输方法在第一 种网络架构中 的实现方式， 可以参考图 5。 如图 5所示：

401、 网关控制面装置确定数据报文需发送至的外部 网关。

示例性的， 这里的网关控制面装置可以是具有 SGW或者 PGW 等控制面功能的设备， 一个网关控制面装置上可以集成多种控制面 的功能，这里的网关控制面装置可以采用支持 OpenFlow的控制器来 实现。示例性的，这里的转发面装置可以为支 持 OpenFlow的交换机。 示例性的， 上述的外部网络可以为企业网络或 Internet 网络等。 上 述的数据报文可以是封装为 GTP报文的数据报文。

示例性的， 网关控制面装置根据路由选择策略和转发面装 置上 才艮的数据 文的目的 IP地址， 确定该目 的 IP 地址对应的外部网络 的网关的 IP地址。 具体的， 上述的路由选择策略可以是数据报文的 目的 IP 地址与外部网络的网关的 IP 地址的映射关系， 其中该路由 选择策略可以事先配置在网关控制面装置上， 也可以从其他网络设 备上获取。 示例性的， 网关控制面装置可以从转发面装置上报的数 据报文中解析出该数据报文的目的 IP 地址， 然后根据目 的 IP地址 与外部网络的网关的 IP地址的映射关系，获得外部网络的网关的 IP 地址。

402、 当网关控制面装置未存储外部网络的网关的 IP地址对应 的 MAC地址时，网关控制面装置向转发面装置发送 MAC地址请求。

其中，上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地址 ,该 MAC 地址请求用于请求获取外部网关的 MAC地址。

示例性的， 上述的 MAC 地址请求可以为 ARP 请求消息 , 该 ARP请求消息可以通过 OpenFlow协议发送， 如， 封装在 Packet— out 消息， 也可以直接进行发送。 可选的， 步骤 402之前还包括： 网关控制面装置根据外部网络 的网关的 IP地址， 生成 MAC地址请求。 其中， 上述的 MAC地址请 求包括 MAC地址请求消息。

可选的， 在网关控制面装置收到外部网络的网关的 MAC地址 后， 还可以保存该外部网络的网关的 MAC 地址。 通过上述过程能 够便于网关控制面装置今后不必再次指示转发 面装置对外部网络的 网关的 MAC地址进行查询， 从而节省了网络资源。

示例性的， 网关控制面装置通过指示转发面装置广播其发 送的 MAC地址请求， 可以获取外部网络的网关的 MAC地址， 便于后续 可以为在步骤 401 上报的数据报文生成相应的流表项， 以实现数据 报文的正确传输。

403a , 转发面装置广播 MAC地址请求至外部网络的网关以获 取外部网络的网关的 MAC地址。

示例性的， 转发面装置接收网关控制面装置发送的 MAC地址 请求后， 将该 MAC地址请求消息广播至外部网络的网关， 从而获取 外部网络的网关的 MAC地址。

403b、 外部网络的网关收到 MAC地址请求后 , 将自身的 MAC 地址发送至转发面装置。

403c , 转发面装置将接收到的外部网络的网关的 MAC地址上 报至网关控制面装置。

404、 网关控制面装置向转发面装置发送处理规则。

示例性的， 上述的处理规则可以是网关控制面装置在收到 外部 网络的网关的 MAC地址后， ^ ^: 艮据该 MAC地址， 所生成的相应的转 发流表项， 以便于转发面装置根据该转发流表项， 将数据报文转发 至外部网络的网关。

405、 转发面装置根据该处理规则对数据报文进行处 理。

示例性的， 转发面装置根据转发流表项发送数据报文至外 部网 络的网关。

本发明的实施例提供的报文传输方法， 通过网关控制面装置指 示转发面装置获取外部网络的网关的 MAC地址， 以使网关控制面装 置可以成功下发上报的数据报文的转发流表项 至转发面装置， 从而 能够使转发面装置根据转发流表项发送数据报 文至外部网络的网 关， 成功实现了从移动网络内部向外部网络传输数 据报文。

在第二种网络架构中， 转发面装置和网关控制面装置之间设置 有网络管理装置， 在移动核心网络向外部网络传输数据报文的过 程 中， 转发面装置上与网关控制面装置的信息交换将 通过网络管理装 置来进行。

示例性的， 在步骤 403 中， 当所述网关控制面装置未存储所述 外部网络的网关的 IP地址对应的 MAC地址时， 网关控制面装置通 过网络管理装置向转发面装置发送 MAC地址请求。

示例性的， 在步骤 404c 中， 转发面装置通过网络管理装置向 网关控制面装置上报外部网络的网关的 MAC地址。

示例性的， 在步骤 405 中， 网关控制面装置通过网络管理装置 下发数据报文对应的转发流表项至转发面装置 。

通过网络管理装置来转发转发面装置与网关控 制面装置之间 的信息， 有利于简化转发面装置的部署， 转发面装置只需将需发送 给网关控制面装置的信息发送至网络管理装置 ， 网络管理装置会根 据预设的规则转发至相应的网关控制面装置， 这样更有利于控制与 转发分离的实现。

同样， 该网络设备也可以是外部网络的网关， 使用图 6所示的 方法， 可以实现从外部网络网关向转发面装置传输下 行数据报文， 成功实现了从外部网络向移动核心网发送数据 报文。

通过上面的实施例可见， 在采用控制与转发相分离技术的网络 架构中， 本发明实施例提供的报文传输方法可以分别解 决移动核心 网向外部网络发送数据的问题， 移动接入网向移动核心网络发送数 据的问题， 以及外部网络向移动核心网发送数据等问题。 因此， 本 发明提供的报文传输方法可以成功实现移动核 心网络向外 （移动接 入网或者外部网络） 的数据报文的传输， 也可以成功实现其他网络 (移动接入网或者外部网络） 向移动核心网络传输数据报文。 示例 性的， 通过本发明以上的几个实施例可知， 将本发明不同实施例提 供的报文传输方法相组合， 即可完成实现数据报文从基站传输到移 动核心网再传输到外部网络， 或者从外部网络传输到移动核心网再 传输到基站。 以上行数据报文为例， 例如用户设备通过基站将数据 报文发送至 Internet 的服务器， 数据报文的传输过程可以如下作为 参考， 其中相关的技术术语、 概念等内容可以参考如上实施例的相 关部分， 此处不做赘述。

1 ) 当 UE需要将数据报文发送至 Internet的服务器时， 首先需 要将该数据报文发送至基站。

2 ) 基站收到 UE发送的数据报文后， 将该数据报文进行封装， 封装为 GTP报文， 并将该 GTP报文发送至转发面装置。 若基站上存 有转发面装置的 IP 地址对应的 MAC 地址时， 即该转发面装置的 MAC地址时， 基站可以直接发送该 GTP报文至相应的转发面装置， 若基站上没有存有转发面装置的 MAC地址时，基站需要获取该转发 面装置的 MAC地址。 其中基站可以通过 ARP请求的方式获取该转 发面装置的 MAC地址。 示例性的， 基站对外广播 ARP请求消息， 该 ARP请求消息所请求的 IP地址即为该转发面装置的 IP地址 , 该 ARP请求消息用于指示获取 IP地址为所请求的 IP地址的转发面装 置的 MAC地址。 当转发面装置收到广播的 ARP请求消息后， 由于 无法处理该 ARP 请求消息， 因此需要将该 ARP请求消息发送至网 关控制面装置进行处理， 当然， 转发面装置再这里也可以将 ARP请 求消息发送至网络管理装置， 以便网络管理装置转发到相应的网关 控制面装置来进行处理。 网关控制面装置在接收到该 ARP请求消息 后， 会对该 ARP 请求消息进行响应， 返回 ARP请求消息所请求的 IP 所对应的 MAC 地址， 通过该 MAC 地址， 可以使 eNodeB 找到 MAC 地址对应的转发面装置。 而网络管理装置收到该 ARP 请求消 息后，可以有两种方式将该 ARP请求发送至对应的网关控制面装置， 其中一种方式是由网络管理装置解析 ARP 请求消息所请求的 IP 地 址， 并根据该请求的 IP地址选择相应的网关控制面装置， 将该 ARP 请求发送至相应的网关控制面装置； 其中另一种方式是由网络管理 装置向网关控制面装置广播 ARP请求来获得对应的网关控制面装置 的响应， 当网络管理装置收到转发面装置发送的 ARP请求消息后， 将 ARP请求的源 MAC地址替换为网络管理装置的 MAC地址，之后 再进行广播， 这样当相应的网关控制面装置收到该 ARP请求后， 会 将 ARP响应消息发送至网络管理装置。 当相应的网关控制面装置收 到该 ARP请求消息后， 会对该 ARP请求消息进行响应， 返回 ARP 请求消息所请求的 IP所对应的 MAC地址， 通过该 MAC地址， 可以 使 eNodeB找到 MAC地址对应的转发面装置。 当网络管理装置收到 网关控制面装置发送的 MAC地址后， 会将该 MAC地址发送至转发 面装置。 当转发面装置收到该 MAC地址后， 会将 MAC地址发送至 eNodeB。其中上述 MAC地址从网络管理装置至 eNodeB的传递过程 中可能会进行相应的封装， 例如 GTP封装等。 当 eNodeB收到所请 求的 IP地址对应的 MAC地址后 , 会緩存该 MAC地址， 同时也记录 了该 IP地址与该 MAC地址的对应关系， 这样后续就不必再次获取 该 IP 地址对应的 MAC 地址， 节约了信令开销， 提高了效率。 在 eNodeB获得了转发面装置 MAC地址后， 便可以将数据报文发送至 转发面装置。

3 ) 转发面装置将数据报文转发至其他转发面装置 。 其中该步 骤为可选的。

4 ) 转发面装置将数据报文发送至 Internet的网关。

当转发面装置收到数据报文后， 由于在转发面装置上没有存有 该如何处理该数据报文的转发流表项， 因此转发面装置需要将收到 的数据报文上报至网关控制面装置， 例如可以将数据报文封装在 Packet— in消息中发送至网络管理装置， 并由网络管理装置发送至相 应的网关控制面装置。 当网关控制面装置收到该数据报文后， 通过 解析该数据报文获得该数据报文的目的 IP地址， 并且根据该目 的 IP 地址与 Internet的网关的 IP地址的对应关系， 即可获知该数据 文 应该发送至哪个 Internet 的网关。 由于网关控制面装置上未存有该 Internet的网关的 MAC地址， 因此网关控制面装置还需要从外部获 取该 Inernet的网关的 MAC地址， 以便于生成转发流表项并下发至 转发面装置， 以使该转发面装置发送该数据报文至对应的 Internet 的网关。 作为一种示例， 网关控制面装置可以指示转发面装置发送 ARP请求消息来获取 Internet的网关的 MAC地址。 网关控制面装置 通过网络管理装置发送 MAC地址请求至转发面装置，指示转发面装 置广播 ARP请求消息，以使 ARP请求消息可以发送至相应的 Internet 的网关， 以获取该 Internet的网关的 MAC地址。 其中， 转发面装置 广播的 ARP请求消息可以是自 己生成， 也可以是网关控制面装置生 成并携带在前述的 MAC 地址请求中发送至转发面装置的。 Internet 的网关收到该 ARP请求消息后，会通过 ARP响应消息将自身的 MAC 地址发送至转发面装置。 转发面装置收到该 MAC地址后， 可以通过 网络管理装置上报至网关控制面装置。 当网关控制面装置收到相应 的 Internet的网关的 MAC地址后， 可以下发指示转发面装置转发至 该 Internet 的网关的转发流表项至转发面装置。 转发面装置收到网 关控制面装置下发的转发流表项后， 可以根据转发流表项将该数据 才艮文发送至相应的 Internet的网关， 之后可以由该 Internet的网关将 该数据报文发送至相应的 Internet 的服务器。 至此， 完成了数据报 文从用户设备至移动核心网， 移动核心网至 Internet的传输。

本发明实施例还提供相应的设备来实现本发明 实施例提供的 才艮文传输方法。

本发明的实施例提供一种网关控制面装置， 可以用于实现如图 2、 图 3、 图 4和图 5所示实施例中的网关控制面装置。 其工作机制、 与其他网元的交互、 相关的技术术语、 概念等内容可以参考图 1 至 图 5 所示的实施例。 本发明实施例的网关控制面装置可以是硬件实 体，也可以是软件实现。示例性的， 网关控制面装置具体可以是 SGW 或 PGW等的控制面装置，并且多个网关控制面装置 可以设置在一个 硬件实体上。 如图 6所示， 该网关控制面装置 5 包括： 确定单元 5 1、 获取单 元 52和发送单元 53 , 其中：

确定单元 5 1用于确定数据报文需发送至的外部网关。

获取单元 52用于通过转发面装置获取确定单元 5 1确定的外部 网关的 MAC地址。

发送单元 53 用于发送处理规则至转发面装置， 以便转发面装 置根据处理规则对所属数据报文进行处理。

其中， 上述处理规则包括 MAC地址， 用于指示将数据报文发 送至外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

可选的， 确定单元 5 1具体用于： 根据数据报文的目 的 IP地址 与外部网关的 IP地址的映射关系， 确定该数据报文需要发送至外部 网关。

可选的， 如图 7 所示， 该获取单元 52 还包括： 发送模块 521 和接收模块 522 , 其中：

发送模块 521 , 用于发送 MAC 地址请求至转发面装置， 以使 该转发面装置广播该 MAC地址请求。

其中， 上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地址， 用于请 求获取该外部网关的 MAC地址。

接收模块 522用于接收转发面装置发送的 MAC地址请求响应。 其中， 上述的 MAC地址请求响应包括外部网关的 MAC地址。 可选的， 如图 8所示， 该网关控制面装置 5 , 还包括： 接收单 元 54和解封装单元 55 , 其中：

接收单元 54 , 用于接收转发面装置发送的 GTP报文。

解封装单元 55 , 用于解封装 GTP报文， 获取数据报文。

可选的， 如图 8所示， 该网关控制面装置 5还包括： 緩存单元

56 , 其中： 緩存单元 56 , 用于緩存获取单元 52 获取的外部网关的

MAC地址。

本发明实施例对网关控制面装置的单元划分， 是一种示例性的 说明， 在实际中可以有多种单元的划分方法来构成本 发明实施例的 网关控制面装置。

本发明的实施例提供的网关控制面装置， 该网关控制面装置在 确定了数据报文所需发送至的外部网关后， 通过转发面装置获取该 外部网络的网关的 MAC 地址， 从而可以发送处理规则至转发面装 置， 以便该转发面装置根据该处理规则对该数据报 文进行处理， 从 而实现数据报文从移动核心网络至外部网络的 传输。 避免由于转发 面装置无法获知下一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高 了移动核心网络向外部网络传输数据报文的成 功率。

本发明的实施例提供一种转发面装置， 可以用于实现如图 2、 图 3、 图 4和图 5 所示的实施例中的转发面装置。 本发明实施例提 供的转发面装置所具有的功能、 工作机制、 相关的技术术语、 概念 等内容可以参照图 1 至图 5 所示的实施例。 本发明实施例提供的转 发面装置可以为支持 OpenFlow的交换机。

参照图 9所示， 该转发面装置 6包括： 获取单元 61、 第一接收 单元 62和处理单元 63 , 其中：

获取单元 61 ,用于获取网关控制面装置确定的数据报文需� �送 至的外部网关的 MAC地址。

第一接收单元 62 , 用于接收网关控制面装置发送的处理规则。 其中， 上述的处理规则包括 MAC地址， 用于指示将数据报文 发送至外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

处理单元 63 , 用于根据第一接收单元 62接收的处理规则对数 据报文进行处理。

可选的， 如图 10所示， 该获取单元 61 ,还包括： 接收模块 61 1、 广播模块 612和转发模块 613 , 其中：

接收模块 611 , 用于接收网关控制面装置发送的 MAC 地址请 求。

其中， 上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地址， 用于请 求获取该外部网关的 MAC地址。

广播模块 612 , 用于广播接收模块 61 1接收的 MAC地址请求。 转发模块 613 , 用于接收外部网关发送的 MAC地址请求响应， 并发送该 MAC地址请求响应至网关控制面装置。

其中， 上述的 MAC地址请求响应包括外部网关的 MAC地址。 可选的， 如图 1 1 所示， 该转发面装置 6还包括： 第二接收单 元 64和发送单元 65 , 其中：

第二接收单元 64 , 用于接收 GTP报文。

发送单元 65 , 用于发送第二接收单元 64接收的 GTP报文至网 关控制面装置， 以便该网关控制面装置解封装该 GTP报文， 获取数 据报文。

可选的， 如图 1 1 所示， 当该处理规则还用于指示解封装 GTP 报文时， 该转发面装置 6还包括：

解封装单元 66 , 用于根据第一接收单元 62接收的处理规则解 封装 GTP报文， 获取数据报文。

本发明实施例对转发面装置的单元划分， 是一种示例性的说 明， 在实际中可以有多种单元的划分方法来构成本 发明实施例的网 关控制面装置。

本发明的实施例提供的转发面装置， 当网关控制面装置在确定 了数据报文所需发送至的外部网关后， 该转发面装置获取该外部网 络的网关的 MAC地址， 并将该外部网络的网关的 MAC地址发送至 网关控制面装置， 从而在接收到网关控制面装置发送的处理规则 后， 根据该处理规则对上述的数据报文进行处理， 进而实现数据报文从 移动核心网络至外部网络的传输。 避免由于转发面装置无法获知下 一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高了移动核 心网络向 外部网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例提供的网关控制面设备， 可以是硬件实体， 也可 以是软件实现。示例性的， 网关控制面设备具体可以是 SGW或 PGW 等的控制面设备， 并且多个服务网关控制面设备可以设置在一个 硬 件实体上。 例如可以是支持 OpenFlow的控制器。 其具体的工作原理 与其他网元的交互、 相关的技术术语、 概念等内容可以参考图 7 或 者图 8实施例所示的网关控制面装置， 此处不做赘述。

参照图 12所示， 该网关控制面设备 7 包括： 通信单元 71、 处 理器 72和发射器 73 , 其中：

通信单元 71 , 用于与外部设备进行通信。

处理器 72 , 用于确定数据报文需发送至的外部网关， 及用于通 过转发面设备获取该外部网关的 MAC地址。

发射器 73 ,用于通过通信单元 71发送处理规则至转发面设备， 以便该转发面设备根据该处理规则对数据报文 进行处理。

其中， 上述的处理规则包括 MAC地址， 用于指示将数据报文 发送至外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

可选的， 如图 12 所示， 该网关控制面设备 7还包括： 接收器 74 , 其中：

接收器 74 , 用于通过通信单元 7 1接收转发面设备发送的 GTP 报文。

处理器 72还用于在接收器 74接收转发面设备 7发送的 GTP 报文后， 解封装 GTP报文， 获取数据报文。

可选的， 处理器 72 确定数据报文需发送至的外部网关具体包 括： 根据数据报文的目 的 IP地址与外部网关的 IP地址的映射关系， 确定该数据报文需要发送至该外部网关。

可选的，处理器 72通过转发面设备获取外部网关的 MAC地址 具体包括： 发送 MAC地址请求至转发面设备， 以使该转发面设备广 播该 MAC地址请求； 其中， 上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP 地址， 用于请求获取该外部网关的 MAC 地址； 接收上述的转发 面设备发送的 MAC地址请求响应； 其中， 上述的 MAC地址请求响 应包括该外部网关的 MAC地址。

可选的， 如图 12所示， 该网关控制面设备 7还包括存储器 75 , 其中：

存储器 75 , 用于緩存外部网关的 MAC地址。

本发明的实施例提供的网关控制面设备， 该网关控制面设备在 确定了数据报文所需发送至的外部网关后， 通过转发面设备获取该 外部网络的网关的 MAC 地址， 从而可以发送处理规则至转发面设 备， 以便该转发面设备根据该处理规则对该数据报 文进行处理， 从 而实现数据报文从移动核心网络至外部网络的 传输。 避免由于转发 面设备无法获知下一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高 了移动核心网络向外部网络传输数据报文的成 功率。

本发明实施例提供的转发面设备， 可以为支持 OpenFlow的交 换机。 其具体的工作原理与其他网元的交互、 相关的技术术语、 概 念等内容可以参考图 6实施例所示的转发面装置， 此处不做赘述。

参照图 13所示， 该转发面设备 8 包括： 通信单元 81、 处理器 82和接收器 83 , 其中：

通信单元 81 , 用于与外部设备进行通信。

处理器 82 ,用于获取网关控制面设备确定的数据报文需� �送至 的外部网关的 MAC地址。

接收器 83 , 用于通过通信单元 81接收网关控制面设备发送的 处理规则。

其中， 上述的处理规则包括 MAC地址， 用于指示将数据报文 发送至外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

处理器 82还用于根据处理规则对数据报文进行处理。

可选的， 如图 13所示， 该转发面设备 8还包括： 发射器 84 , 其中：

发射器 84 ,用于通过通信单元 81发送 GTP报文至网关控制面 设备， 以便该网关控制面设备解封装该 GTP报文， 获取数据报文。

接收器 83 , 还用于通过通信单元 81接收 GTP报文。

可选的， 当处理规则还用于指示解封装 GTP 报文时， 处理器 82 , 还用于根据该处理规则解封装该 GTP报文， 获取数据报文。

可选的， 处理器 82 获取网关控制面设备确定的数据报文需发 送至的外部网关的 MAC地址具体包括：接收网关控制面设备发送的 MAC地址请求； 其中， 上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地 址， 用于请求获取该外部网关的 MAC地址； 广播上述的 MAC地址 请求， 接收上述的外部网关发送的 MAC 地址请求响应， 并发送该 MAC 地址请求响应至上述的网关控制面设备； 其中， 上述的 MAC 地址请求响应包括该外部网关的 MAC地址。

本发明的实施例提供的转发面设备， 当网关控制面设备在确定 了数据报文所需发送至的外部网关后， 该转发面设备获取该外部网 络的网关的 MAC地址， 并将该外部网络的网关的 MAC地址发送至 网关控制面设备， 从而在接收到网关控制面设备发送的处理规则 后， 根据该处理规则对上述的数据报文进行处理， 进而实现数据报文从 移动核心网络至外部网络的传输。 避免由于转发面设备无法获知下 一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高了移动核 心网络向 外部网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例提供的网关控制面装置和转发面 装置还可以构 成通信系统， 以实现如图 2至图 5所示实施例提供的报文传输方法。 示例性的， 如图 14 所示， 该通信系统 9 包括： 网关控制面装置 91 及转发面装置 92。 其中， 该网关控制面装置 91 , 可以是图 6至图 8 中的任意一种所示的网关控制面装置； 该转发面装置 92 , 可以是图 9至图 1 1 中的任意一种所示的转发面装置。

参照图 14所示， 该通信系统 9 包括： 位于核心网的网关控制 面装置 91和转发面装置 92 , 其中：

网关控制面装置 9 1 , 用于确定数据报文需发送至的外部网关， 通过转发面装置 92获取该外部网关的 MAC地址， 发送处理规则至 该转发面装置 92。

其中， 上述的处理规则包括 MAC地址， 用于指示将数据报文 发送至该外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

转发面装置 92 , 用于为网关控制面装置 9 1 获取外部网关的 MAC地址， 根据处理规则对数据报文进行处理。

可选的， 转发面装置 92 还用于接收 GTP 报文， 以及发送该 GTP报文至网关控制面装置 91。 网关控制面装置 9 1还用于解封装 GTP报文， 获取数据报文。 可选的， 当上述的处理规则还用于指示解封装 GTP 报文时， 转发面装置 92 还用于根据处理规则解封装 GTP报文， 获取数据报 文。

可选的， 网关控制面装置 9 1 具体用于根据数据报文的目 的 IP 地址与外部网关的 IP地址的映射关系， 确定该数据报文需要发送至 外部网关。

可选的，该网关控制面装置 91具体用于发送 MAC地址请求至 转发面装置 92 , 以使该转发面装置 92广播该 MAC地址请求。

其中， 上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地址， 用于请 求获取该外部网关的 MAC地址。

转发面装置 92具体用于广播 MAC地址请求，接收外部网关发 送的 MAC地址请求响应， 发送该 MAC地址请求响应至网关控制面 装置 91。

其中， 上述的 MAC地址请求响应包括上述的外部网关的 MAC 地址。

可选的，网关控制面装置 91还用于緩存外部网关的 MAC地址。 本发明的实施例提供的通信系统， 网关控制面装置在确定了数 据报文所需发送至的外部网关后， 通过转发面装置获取该外部网络 的网关的 MAC地址， 从而可以发送处理规则至转发面装置， 以便该 转发面装置根据该处理规则对该数据报文进行 处理， 从而实现数据 报文从移动核心网络至外部网络的传输。 避免由于转发面装置无法 获知下一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高了移动核 心 网络向外部网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例提供的网关控制面设备和转发面 设备还可以构 成通信系统， 以实现如图 2至图 5所示实施例提供的报文传输方法。 示例性的， 如图 15 所示， 该通信系统 S 10 包括： 网关控制面设备 S 101 及转发面设备 S 102。 其中， 该网关控制面设备 S 101 , 可以是 图 12所示的网关控制面设备； 该转发面设备 S 102 , 可以是图 13所 示的转发面设备。

参照图 15 所示， 该通信系统 S10 包括： 位于核心网的网关控 制面设备 S101和转发面设备 S102, 其中：

网关控制面设备 S101, 用于确定数据报文需发送至的外部网 关， 通过转发面设备 S102获取该外部网关的 MAC地址， 发送处理 规则至该转发面设备 S102。

其中， 上述的处理规则包括 MAC地址， 用于指示将数据报文 发送至该外部网关， 该外部网关位于与核心网相连的外部网络。

转发面设备 S 102, 用于为网关控制面设备 S 101获取外部网关 的 MAC地址， 根据处理规则对数据报文进行处理。

可选的， 转发面设备 S102还用于接收 GTP报文， 以及发送该 GTP报文至网关控制面设备 S10K

网关控制面设备 S 101还用于解封装 GTP报文，获取数据报文。 可选的， 当上述的处理规则还用于指示解封装 GTP 报文时， 转发面设备 S102还用于根据处理规则解封装 GTP报文， 获取数据 报文。

可选的， 网关控制面设备 S101 具体用于根据数据报文的目 的 IP地址与外部网关的 IP地址的映射关系，确定该数据报文需要发送 至外部网关。

可选的，该网关控制面设备 S101具体用于发送 MAC地址请求 至转发面设备 S 102 ,以使该转发面设备 S 102广播该 MAC地址请求。

其中上述的 MAC地址请求包括外部网关的 IP地址， 用于请求 获取该外部网关的 MAC地址。

转发面设备 S102具体用于广播 MAC地址请求，接收外部网关 发送的 MAC地址请求响应， 发送该 MAC地址请求响应至网关控制 面设备 S10K

其中， 上述的 MAC地址请求响应包括上述的外部网关的 MAC 地址。

可选的， 网关控制面设备 S101 还用于緩存外部网关的 MAC 地址。

本发明的实施例提供的通信系统， 网关控制面装置在确定了数 据报文所需发送至的外部网关后， 通过转发面装置获取该外部网络 的网关的 MAC地址， 从而可以发送处理规则至转发面装置， 以便该 转发面装置根据该处理规则对该数据报文进行 处理， 从而实现数据 报文从移动核心网络至外部网络的传输。 避免由于转发面装置无法 获知下一跳点的 MAC地址而导致的报文传输失败，提高了移动核 心 网络向外部网络传输数据报文的成功率。

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的设备 和方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的设备实施 例仅仅是示意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能 划分， 实际实现时可以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可 以结合或者可以集成到另一个系统， 或一些特征可以忽略， 或不执 行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或 通信连 接可以是通过一些接口， 装置或单元的间接耦合或通信连接， 可以 是电性， 机械或其它的形式。

另外， 在本发明各个实施例中的设备和系统中， 各功能单元可 以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理包括， 也可 以两个或两个以上单元集成在一个单元中。 且上述的各单元既可以 采用硬件的形式实现， 也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通 过程序指令相 关的硬件来完成， 前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介 质 中， 该程序在执行时， 执行包括上述方法实施例的步骤； 而前述的 存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存储器 （ Read Only Memory , 简称 ROM )、随机存取存储器（ Random Access Memory ,简称 RAM )、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质 。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围 并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技 术范围内， 可轻易想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围 之内。 因此， 本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范 围为准。