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Title:
METHOD AND DEVICE FOR KEEPING IP ADDRESS OF USER EQUIPMENT FIXED
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/100610
Kind Code:
A1
Abstract:
Embodiments of the present invention provide a method and a device for keeping an IP address of a user equipment fixed. The method comprises: when a PGW detects that a UE establishes a PDN connection on the PGW, the PGW broadcasting new routing information reaching the UE to all routers in a region corresponding to an SGi interface; each of the routers performing route learning according to the new routing information, and obtaining a dynamic route reaching the UE, a destination address of the dynamic route being a static IP address of the UE; and when the router receives a downlink data packet of the UE, the router forwarding the downlink data packet to the PGW according to the dynamic route. By using the method, an IP address of a UE can be kept unchanged, and a route does not need to be manually configured and a router dynamically learns the route; and especially, in a scenario of networking of multiple PGWs, the complexity of route configuration is reduced, and the problem of resource waste caused by using an alternative route is alleviated.

Inventors:
LIU SHAOFENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/091086
Publication Date:
July 09, 2015
Filing Date:
December 31, 2013
Export Citation:
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Assignee:
HUAWEI TECH CO LTD (CN)
International Classes:
H04L29/06
Foreign References:
CN103428779A2013-12-04
Attorney, Agent or Firm:
LEADER PATENT & TRADEMARK FIRM (CN)
北京同立钧成知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种保持用户设备 IP地址固定的方法, 其特征在于, 包括: 当用户设备 UE在分组数据网关 PGW上建立分组数据网络 PDN连接时, 路由器接收所述 PGW在 SGi接口广播发送的到达所述 UE的新增路由信息, 其中,所述新增路由信息包括所述 UE的静态互联网协议 IP地址和子网掩码; 所述路由器根据所述新增路由信息进行路由学习, 获得到达所述 UE 的 动态路由, 所述动态路由包括: 目的地址、 所述子网掩码以及下一跳地址, 其中, 所述目的地址为所述 UE的静态 IP地址;

所述路由器接收网络侧向所述 UE发送的下行数据报文, 根据所述下行 数据报文的目的 IP 地址和所述动态路由将所述下行数据报文发送给所述 PGW。

2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 还包括:

当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 所述路由器接收所述 PGW发送的路由删除消息,所述路由删除消息中包括所述 UE的静态 IP地址 和子网掩码;

所述路由器根据所述路由删除消息删除所述动态路由。

3、 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 还包括:

所述路由器检测所述 PGW的状态,根据所述 PGW的状态确定所述 PGW 是否故障;

当所述路由器确定所述 PGW 故障时, 所述路由器删除本地保存的所述

PGW的所有路由表项, 所述路由表项中包括所述动态路由。

4、 一种保持用户设备 IP地址固定的方法, 其特征在于, 包括: 分组数据网关 PGW确定用户设备 UE在所述 PGW上建立分组数据网络

PDN连接;

所述 PGW通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广 播发送到达所述 UE的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所述 UE 的静态互联网协议 IP地址和子网掩码, 以供所述 SGi接口对应的区域内的所 有路由器根据所述新增路由信息进行路由学习。

5、 根据权要求 4所述的方法, 其特征在于, 当所述 SGi接口采用开放式 最短路径优先 OSPF协议时, 所述 PGW通过 SGi接口向所述 SGi接口对应 的区域内的所有路由器广播发送到达所述 UE的新增路由信息, 包括: 所述 PGW将所述新增路由信息包含在链路状态广播数据包 LSA中, 通 过所述 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送所述 LSA。

6、 根据权要求 4所述的方法, 其特征在于, 当所述 SGi接口采用路由信 息协议 RIP时, 所述 PGW通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所 有路由器广播发送到达所述 UE的新增路由信息, 包括:

所述 PGW将所述新增路由信息包含在响应数据包中, 通过所述 SGi接 口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器定时发送所述响应数据包。

7、 根据权利要求 4-6中任一项所述的方法, 其特征在于, 还包括: 当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时,所述 PGW向所述 SGi 接口对应的区域内的所有路由器发送路由删除消息, 以使所述 SGi接口对应 的区域内的所有路由器根据所述路由删除消息删除所述动态路由, 所述路由 删除消息中包括所述 UE的静态 IP地址和子网掩码。

8、 一种路由器, 其特征在于, 包括:

接收模块,用于当用户设备 UE在分组数据网关 PGW上建立分组数据网 络 PDN连接时, 接收所述 PGW在 SGi接口广播发送的到达所述 UE的新增 路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所述 UE的静态互联网协议 IP地址 和子网掩码;

路由学习模块, 用于根据所述接收模块接收的所述新增路由信息进行路 由学习, 获得到达所述 UE的动态路由, 所述动态路由包括: 目的地址、 所 述子网掩码以及下一跳地址,其中,所述目的地址为所述 UE的静态 IP地址; 所述接收模块还用于接收网络侧向所述 UE发送的下行数据报文; 发送模块, 用于在所述接收模块接收到网络侧向所述 UE发送的下行数 据报文时, 根据所述下行数据报文的目的 IP地址和所述动态路由将所述下行 数据报文发送给所述 PGW。

9、 根据权利要求 8所述的路由器, 其特征在于, 还包括路由删除模块; 所述接收模块还用于:当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 接收所述 PGW发送的路由删除消息,所述路由删除消息中包括所述 UE的静 态 IP地址和子网掩码; 所述路由删除模块, 用于根据所述接收模块接收的所述路由删除消息删 除所述动态路由。

10、 根据权利要求 9所述的路由器, 其特征在于, 还包括:

故障检测模块, 用于检测所述 PGW的状态, 根据所述 PGW的状态确定 所述 PGW是否故障;

所述路由删除模块还用于: 当所述故障检测模块确定所述 PGW故障时, 删除本地保存的所述 PGW 的所有路由表项, 所述路由表项中包括所述动态 路由。

11、 一种分组数据网关 PGW, 其特征在于, 包括:

确定模块,用于确定用户设备 UE在所述 PGW上建立分组数据网络 PDN 连接;

发送模块, 用于通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由 器广播发送到达所述 UE 的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所 述 UE的静态互联网协议 IP地址和子网掩码, 以供所述 SGi接口对应的区域 内的所有路由器根据所述新增路由信息进行路由学习。

12、 根据权利要求 11所述的 PGW, 其特征在于, 当所述 SGi接口采用 开放式最短路径优先 OSPF协议时, 所述发送模块具体用于:

将所述新增路由信息包含在链路状态广播数据包 LSA中, 通过所述 SGi 接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送所述 LSA。

13、 根据权利要求 11所述的 PGW, 其特征在于, 当所述 SGi接口采用 路由信息协议 RIP时, 所述发送模块具体用于:

将所述新增路由信息包含在响应数据包中,通过所述 SGi接口向所述 SGi 接口对应的区域内的所有路由器定时发送所述响应数据包。

14、 根据权利要求 11-13中任一项所述的 PGW, 其特征在于, 所述发送 模块还用于:

当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 向所述 SGi接口对应 的区域内的所有路由器发送路由删除消息, 以使所述 SGi接口对应的区域内 的所有路由器根据所述路由删除消息删除所述动态路由, 所述路由删除消息 中包括所述 UE的静态 IP地址和子网掩码。

Description:
保持用户设备 IP地址固定的方法和设备

技术领域

本发明实施例涉及通信技术, 尤其涉及一种保持用户设备 IP地址固定的 方法和设备。 背景技术

随着长期演进 (Long Term Evolution, 简称 LTE) 技术的快速发展, 无线带宽能力越来越大,越来越多的用户选择 LTE制式作为无线宽带接入 方式。 无线用户设备 (User Equipment, 简称 UE) 接入网络后, 通常要求 采用固定互联网协议 (Internet Protocol, 简称 IP) 地址通信, 但是因为组 网方式的限制,如果 UE在不同的演进的分组核心网(Evolved Packet Core, 简称 EPC )切换时, 通常要求 UE在不同的 EPC的 PGW下采用不同的 IP 地址,如果 UE在不同 EPC的分组数据网关(Packet Data Network Gateway, 简称 PGW)下采用相同的 IP地址, 则路由器在进行下行报文转发时, 根 据 UE的 IP地址无法确定将报文转发给哪个 PGW。

现有技术中, 为了保持 UE的 IP地址在不同 PGW下保持固定, 对 UE配置静态 IP地址, 以下以两个 PGW为例进行说明, 如图 1所示, 图 1为现有技术报文转发示意图, PGW1和 PGW2连接到同一个路由器, 在 路由器上配置有到达 UE的静态 IP地址的主路由和备路由,主路由的下一 跳为 PGW1 , 备路由的下一跳为 PGW2。 同时, 在 PGW1上配置到达 UE 的第一迂回路由, 该第一迂回路由的下一跳为路由器, 在该路由器上配置 有到达 UE的第二迂回路由,该第二迂回路由的下一跳 PGW2。在 PGW1 和 PGW2都正常工作时, 下行报文到达路由器后, 路由器根据主路由将报 文转发给 PGW1, PGW1接收到报文后判断 UE是否在本地建立 PDN连接, 如果 UE在本地建立 PDN连接, 则 PGW1对报文进行本地处理, 不再转 发, 如果 PGW1判断出 UE不在本地建立 PDN连接, 则将报文转发给路 由器, 路由器查找第二迂回路由, 获知第二迂回路由的下一跳为 PGW2, 则将报文转发给 PGW2, PGW2判断 UE在本地建立 PDN连接, 则对报文 进行处理, 需要说明的是, 上述例子中, 第二迂回路由也可以设置在其他 路由器上, 不一定返回到同一个路由器上。 上述的例子只有两个 PGW的 情况, 当有多个 PGW时, 需要配置多条迂回路由.

现有技术的方案中, 需要在 EPC中配置迂回路由, 且需要为迂回报文 预留带宽, 在多个 EPC组网情况下, 需要在多个 EPC上配置迂回路由, 迂回 报文占用带宽大, 且配置较复杂, 可维护性差。 发明内容

本发明实施例提供一种保持用户设备 IP地址固定的方法和设备, 降低了 路由配置的复杂度, 以及降低了采用迂回路由导致的资源浪费的问 题。

本发明第一方面提供一种保持用户设备 IP地址固定的方法, 包括: 当用户设备 UE在分组数据网关 PGW上建立分组数据网络 PDN连接时, 路由器接收所述 PGW在 SGi接口广播发送的到达所述 UE的新增路由信息, 其中,所述新增路由信息包括所述 UE的静态互联网协议 IP地址和子网掩码; 所述路由器根据所述新增路由信息进行路由学 习, 获得到达所述 UE的 动态路由, 所述动态路由包括: 目的地址、 所述子网掩码以及下一跳地址, 其中, 所述目的地址为所述 UE的静态 IP地址;

所述路由器接收网络侧向所述 UE发送的下行数据报文, 根据所述下行 数据报文的目的 IP 地址和所述动态路由将所述下行数据报文发送 给所述 PGW。

在本发明第一方面的第一种可能的实现方式中 , 还包括:

当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 所述路由器接收所述

PGW发送的路由删除消息,所述路由删除消息 中包括所述 UE的静态 IP地址 和子网掩码;

所述路由器根据所述路由删除消息删除所述动 态路由。

在本发明第一方面的第二种可能的实现方式中 , 还包括:

所述路由器检测所述 PGW的状态,根据所述 PGW的状态确定所述 PGW 是否故障;

当所述路由器确定所述 PGW 故障时, 所述路由器删除本地保存的所述 PGW的所有路由表项, 所述路由表项中包括所述动态路由。 本发明第二方面提供一种保持用户设备 IP地址固定的方法, 包括: 分组数据网关 PGW确定用户设备 UE在所述 PGW上建立分组数据网络 PDN连接;

所述 PGW通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广 播发送到达所述 UE的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所述 UE 的静态互联网协议 IP地址和子网掩码, 以供所述 SGi接口对应的区域内的所 有路由器根据所述新增路由信息进行路由学习 。

在本发明第二方面的第一种可能的实现方式中 , 当所述 SGi接口采用开 放式最短路径优先 OSPF协议时, 所述 PGW通过 SGi接口向所述 SGi接口 对应的区域内的所有路由器广播发送到达所述 UE的新增路由信息, 包括: 所述 PGW将所述新增路由信息包含在链路状态广播数 据包 LSA中, 通 过所述 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送所 述 LSA。

在本发明第二方面的第二种可能的实现方式中 , 当所述 SGi接口采用路 由信息协议 RIP时, 所述 PGW通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内 的所有路由器广播发送到达所述 UE的新增路由信息, 包括:

所述 PGW将所述新增路由信息包含在响应数据包中, 通过所述 SGi接 口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器定时发送所 述响应数据包。

结合本发明第二方面以及第二方面的第一种和 第二种可能的实现方式, 在本发明第二方面的第三种可能的实现方式中 , 还包括:

当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时,所述 PGW向所述 SGi 接口对应的区域内的所有路由器发送路由删除 消息, 以使所述 SGi接口对应 的区域内的所有路由器根据所述路由删除消息 删除所述动态路由, 所述路由 删除消息中包括所述 UE的静态 IP地址和子网掩码。

本发明第三方面提供一种路由器, 包括:

接收模块,用于当用户设备 UE在分组数据网关 PGW上建立分组数据网 络 PDN连接时, 接收所述 PGW在 SGi接口广播发送的到达所述 UE的新增 路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所述 UE的静态互联网协议 IP地址 和子网掩码;

路由学习模块, 用于根据所述接收模块接收的所述新增路由信 息进行路 由学习, 获得到达所述 UE的动态路由, 所述动态路由包括: 目的地址、 所 述子网掩码以及下一跳地址,其中,所述目的 地址为所述 UE的静态 IP地址; 所述接收模块还用于接收网络侧向所述 UE发送的下行数据报文; 发送模块, 用于在所述接收模块接收到网络侧向所述 UE发送的下行数 据报文时, 根据所述下行数据报文的目的 IP地址和所述动态路由将所述下行 数据报文发送给所述 PGW。

在本发明第三方面的第一种可能的实现方式中 , 所述路由器还包括: 路 由删除模块;

所述接收模块还用于:当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 接收所述 PGW发送的路由删除消息,所述路由删除消息中 包括所述 UE的静 态 IP地址和子网掩码;

所述路由删除模块, 用于根据所述接收模块接收的所述路由删除消 息删 除所述动态路由。

在本发明第三方面的第二种可能的实现方式中 , 所述路由器还包括: 故障检测模块, 用于检测所述 PGW的状态, 根据所述 PGW的状态确定 所述 PGW是否故障;

所述路由删除模块还用于: 当所述故障检测模块确定所述 PGW故障时, 删除本地保存的所述 PGW 的所有路由表项, 所述路由表项中包括所述动态 路由。

本发明第四方面提供一种分组数据网关 PGW, 包括:

确定模块,用于确定用户设备 UE在所述 PGW上建立分组数据网络 PDN 连接;

发送模块, 用于通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由 器广播发送到达所述 UE的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所 述 UE的静态互联网协议 IP地址和子网掩码, 以供所述 SGi接口对应的区域 内的所有路由器根据所述新增路由信息进行路 由学习。

在本发明第四方面的第一种可能的实现方式中 , 所述路由器当所述 SGi 接口采用开放式最短路径优先 OSPF协议时, 所述发送模块具体用于:

将所述新增路由信息包含在链路状态广播数据 包 LSA中, 通过所述 SGi 接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送所 述 LSA。 在本发明第四方面的第二种可能的实现方式中 , 当所述 SGi接口采用路 由信息协议 RIP时, 所述发送模块具体用于:

将所述新增路由信息包含在响应数据包中,通 过所述 SGi接口向所述 SGi 接口对应的区域内的所有路由器定时发送所述 响应数据包。

结合本发明第四方面以及第四方面的第一种和 第二种可能的实现方式, 在本发明第四方面的第三种可能的实现方式中 , 所述发送模块还用于:

当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 向所述 SGi接口对应 的区域内的所有路由器发送路由删除消息, 以使所述 SGi接口对应的区域内 的所有路由器根据所述路由删除消息删除所述 动态路由, 所述路由删除消息 中包括所述 UE的静态 IP地址和子网掩码。

本发明实施例提供的保持用户设备 IP地址固定的方法和设备, 当 PGW 检测到 UE在 PGW上建立 PDN连接时, PGW将到达该 UE的新增路由信息 广播给 SGi接口对应的区域内的所有路由器, 以使得各路由器根据该新增路 由信息进行路由学习, 获得到达该 UE的动态路由, 该动态路由的目的地址 为该 UE的静态 IP地址, 因此, 当路由器接收到发往该 UE的下行数据报文 时, 根据该动态路由将该下行数据报文转发给该 PGW。 上述方法能够保持 UE的 IP地址不变, 而且不需要人为配置路由, 路由器自己动态的学习路由, 尤其是在多个 PGW组网的场景下, 不需要为 UE配置多条迂回路由, 也不需 要为迂回报文预留带宽, 从而降低了路由配置的复杂度, 以及降低了采用迂 回路由导致的资源浪费的问题。 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 一简单地介绍, 显而易见 地, 下面描述中的附图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性的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图 1为现有技术报文转发示意图;

图 2为本发明保持用户设备 IP地址固定的方法实施例一的流程图; 图 3为本发明保持用户设备 IP地址固定的方法实施例二的流程图; 图 4为本发明保持用户设备 IP地址固定的方法实施例三的流程图; 图 5为本发明保持用户设备 IP地址固定的方法实施例四的流程图; 图 6为本发明实施例五提供的一种路由器的结构 意图;

图 7为本发明实施例六提供的另一种路由器的结 示意图;

图 8为本发明实施例七提供的一种 PGW的结构示意图;

图 9为本发明实施例八提供的另一种路由器的结 示意图;

图 10为本发明实施例九提供的另一种 PGW的结构示意图。 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚, 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作出创造性劳动前 提下所获 得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。

图 2为本发明保持用户设备 IP地址固定的方法实施例一的流程图, 如图

2所示, 本实施例提供的方法包括以下步骤:

步骤 101、 当 UE在 PGW上建立 PDN连接时, 路由器接收 PGW在 SGi 接口广播发送的到达该 UE的新增路由信息, 其中, 该新增路由信息包括该 UE的静态 IP地址和子网掩码。

当 UE在 PGW上建立分组数据网络 (Packet Data Network, 简称 PDN) 连接时, PGW通过 SGi接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发 送到达该 UE的新增路由信息, 以供该 SGi接口对应的区域内的所有路由器 根据该新增路由信息进行路由学习, 其中, 该新增路由信息包含该 UE的静 态 IP地址和子网掩码, 各路由器根据该新增路由信息能够学习到一条 到达该 UE的动态路由, 该 UE的静态 IP地址即为该动态路由的目的地址。

步骤 102、路由器根据该新增路由信息进行路由学习 , 获得到达该 UE的 动态路由, 该动态路由包括: 目的地址、 该子网掩码以及下一跳地址, 该目 的地址为该 UE的静态 IP地址。

路由器在接收到 PGW广播发送的新增路由信息后, 根据该新增路由信 息采用路由算法进行路由学习, 当路由器使用不同的路由协议时, 路由算法 也会有不同, 例如路由器使用开放式最短路径优先 (Open Shortest Path First, 简称 OSPF) 协议时, OSPF协议采用 Dijkstra路由算法进行路由学习, 路由 学习为现有技术, 故这里不做过多的描述。

路由器通过路由学习获得到达 UE的动态路由, 该动态路由包括: 目的 地址、 子网掩码、 下一跳地址, 其中, 该动态路由为到达该 UE的一条最短 路径, 该动态路由的目的地址为该 UE的静态 IP地址, 路由器在接收到目的 地址为该 UE的静态 IP地址的下行数据报文后, 根据该动态路由将该下行数 据报文发送给该 PGW, 该 PGW通过 LTE网络发送给该 UE。

步骤 103、路由器接收网络侧向 UE发送的下行数据报文, 根据该下行数 据报文的目的 IP地址和该动态路由将该下行数据报文发送给 PGW。

首先简单介绍一下路由器的转发机制, 当数据包转发到路由器后, 路 由器先从报头中取出该数据包的目的地址, 如果目的地址所属的目的网段 在本路由器内, 路由器直接将该数据包送到与该目的网段对应 的端口上 去;如果该数据包的目的地址不在本路由器内 就要根据路径表计算出发往该 目的地址的最佳路径, 将该数据包转到发送给该最短路径的下一跳的 路由设 备。

本实施例中, 路由器学习到到达该 UE的动态路由之后, 当路由器接收 到发往该 UE 的下行数据报文时, 确定该下行数据报文的目的地址为该 UE 的静态 IP地址时, 路由器根据该下行数据报文的目的地址查找路 由信息表, 路由信息表中维护有多条路由表项, 路由器通过查找路由信息表找到该动态 路由, 根据该动态路由获知该下行数据报文的下一跳 网元为该 PGW, 路由器 根据该动态路由的下一跳地址, 将该下行数据报文转发出去, 最终将该下行 数据报文转发到该 PGW,该 PGW接收到该路由器发送的该下行数据报文后, 将该下行数据报文经 LTE网络发送给该 UE。

本实施例提供的方法, 当 PGW检测到 UE在 PGW上建立 PDN连接时,

PGW将到达该 UE的新增路由信息广播给 SGi接口对应的区域内的所有路由 器, 以使得各路由器根据该新增路由信息进行路由 学习, 获得到达该 UE 的 动态路由, 该动态路由的目的地址为该 UE的静态 IP地址, 因此, 当路由器 接收到发往该 UE 的下行数据报文时, 根据该动态路由将该下行数据报文转 发给该 PGW。上述方法能够保持 UE的 IP地址不变,而且不需要人为配置路 由, 路由器自己动态的学习路由, 尤其是在多个 PGW 组网的场景下, 不需 要为 UE配置多条迂回路由, 也不需要为迂回报文预留带宽, 从而降低了路 由配置的复杂度, 以及降低了采用迂回路由导致的资源浪费的问 题。

图 3为本发明保持用户设备 IP地址固定的方法实施例二的流程图, 如图 3所示, 本实施例提供的方法, 包括以下步骤:

步骤 201、 PGW确定 UE在 PGW上建立 PDN连接。

步骤 202、 PGW通过 SGi接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器 广播发送到达该 UE的新增路由信息,其中,该新增路由信息包 该 UE的静 态 IP地址和子网掩码, 以供该 SGi接口对应的区域内的所有路由器根据该新 增路由信息进行路由学习。

当 SGi接口采用不同的路由协议时, 由于协议的不同 PGW广播发送新 增路由信息的方式也会有所不同。如果 SGi接口采用 OSPF协议,则 PGW通 过 SGi接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送到 达该 UE的 新增路由信息, 具体为: PGW将该新增路由信息包含在链路状态广播数据 包 LSA中, 通过该 SGi接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送 该 LSA。 如果 SGi接口采用路由信息协议 RIP, 则 PGW通过 SGi接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送到 达该 UE的新增路由信息,具 体为: PGW将该新增路由信息包含在响应(response)数据 包中, 通过该 SGi 接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器定时发送该 响应数据包。

以 OSPF协议为例, PGW 向 SGi接口对应的区域内的所有路由器发送

LSA, 该 LSA中包含新增路由信息, 路由器在接收到该 LSA后, 根据该新增 路由信息进行路由学习, 获得到达该 UE的一条动态路由, 该动态路由为到 达该 UE的最短路由, 该动态路由包括: 目的地址、 子网掩码以及下一跳地 址, 其中, 目的地址为该 UE的静态 IP地址, 之后, 当路由器接收到 UE的 下行数据报文时, 根据该动态路由将 UE的下行数据报文发送给该 PGW, 该 PGW通过 LTE网络将该下行数据报文发送给该 UE。

本实施例提供的方法, 当 UE在 PGW上建立 PDN连接时, PGW将到达 该 UE的新增路由信息广播给 SGi接口对应的区域内的所有路由器, 以使得 各路由器根据该新增路由信息进行路由学习, 计算到达该 UE的最短路由, 该最短路由的目的地址为该 UE的静态 IP地址, 因此, 当路由器接收到发往 该 UE的下行数据报文时,根据该最短路由将该下 数据报文转发给该 PGW。 上述方法能够保持 UE的 IP地址不变, 而且不需要人为配置路由, 路由器自 己动态的学习路由, 尤其是在多个 PGW组网的场景下, 不需要为 UE配置多 条迂回路由, 也不需要为迂回报文预留带宽, 从而降低了路由配置的复杂度, 以及降低了采用迂回路由导致的资源浪费的问 题。

图 4为本发明保持用户设备 IP地址固定的方法实施例三的流程图, 如图 4所示, 本实施例提供的方法包括以下步骤:

步骤 301、 当 UE在 PGW上建立 PDN连接时, PGW通过 SGi接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送到 达该 UE的新增路由信息,其 中, 该新增路由信息包括该 UE的静态 IP地址和子网掩码。

步骤 302、 路由器接收 PGW发送的新增路由信息。

步骤 303、路由器根据该新增路由信息进行路由学习 , 获得到达 UE的一 条动态路由。

路由器通过路由学习和计算得到的到该 UE的一条动态路由, 该动态路 由为达到给 UE的最短路由, 该动态路由包括: 目的地址、 子网掩码、 下一 跳, 其中, 该动态路由的目的地址为该 UE的静态 IP地址。

步骤 304、路由器接收网络侧向 UE发送的下行数据报文, 根据该下行数 据报文的目的 IP地址和该动态路由将该下行数据报文发送给 PGW。

步骤 305、 当 UE在 PGW上删除 PDN连接时, PGW通过 SGi接口向该 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送路 由删除消息, 该路由删除消 息中包括 UE的静态 IP地址和子网掩码。

当 UE在 PGW上删除 PDN连接时, PGW通过发布该 UE的路由删除消 息, 以使各路由器根据该路由删除消息, 删除自身保存的到达该 UE的所有 路由表项。

306、 路由器接收 PGW发送的路由删除消息, 并根据该路由删除消息删 除该动态路由。

路由器接收到 PGW发送的路由删除消息后, 根据该路由删除消息进行 路由学习, 将该动态路由删除。

在实际的应用中, PGW可能故障,本发明实施例四将针对 PGW故障时, 如何为 UE选择新的路由为例进行详细说明。 图 5为本发明保持用户设备 IP 地址固定的方法实施例四的流程图, 本实施例中以两个 PGW为例, 且 PGW 采用 OSPF协议, 如果 PGW1故障, UE重新在 PGW2上建立 PDN连接, 如 图 5所示, 本实施例提供的方法包括以下步骤:

步骤 401、 PGW1按照预设的时间间隔向路由器发送 hello报文, 以使路 由器根据 hello报文检测 PGW1的状态。

步骤 402、 路由器根据 hello报文检测 PGW1的状态。

具体地, 如果路由器在预设的时间间隔内未能连续收到 PGW1发送的指 定个数的 hello报文, 则确定 PGW1故障。

步骤 403、 当路由器确定 PGW1故障时, 路由器删除本地保存的 PGW1 的所有路由。

PGW1故障后, UE重新选择 PGW2附着建立 PDN连接, 则由 PGW2将 链路状态信息发送给路由器将到达该 UE的路由信息发送给路由器, 该路由 信息中包括该 UE的静态 IP地址和子网掩码, 以使路由器根据 PGW2的链路 状态信息该路由信息学习到达 UE的路由,路由器学习到达 UE的该路由的下 一跳地址为 PGW2的 IP地址, 则路由器在接收到 UE的下行数据报文后, 根 据 UE的路由将 UE的下行数据报文发送给 PGW2。

本实施例中, PGW1在故障恢复后,会重新与路由器建立邻居 系, PGW1 将所有本地到 UE的路由信息通知给路由器, 路由器学习到 PGW1上的所有 UE的路由信息, 并计算到每个 UE的路由的下一跳地址。 当采用 OSPF协议 时, PGW1通过 LSA广播所有本地到 UE的路由信息, 当采用 RIP协议时, PGW1会定时通过 Response包泛洪通知邻居自己的所有路由信息。

需要说明的是, 实施例四中以网络系统采用 OSPF协议为例进行了说明, PGW通过 hello报文维持邻居关系, 路由器是通过 hello报文检测相邻 PGW 是否故障的。当网络系统采用 RIP协议时, PGW通过响应报文维持邻居状态, PGW每隔 30秒泛洪广播一次响应报文,该响应报文中包 PGW的所有的路 由信息, 如果路由器在 180秒内没有收到响应报文, 路由器就认为邻居故障 了。

图 6为本发明实施例五提供的一种路由器的结构 意图, 如图 6所示, 本实施例提供的路由器包括: 接收模块 51、路由学习模块 52和发送模块 53。

其中, 接收模块 51, 用于当用户设备 UE在分组数据网关 PGW上建立 分组数据网络 PDN连接时, 接收所述 PGW在 SGi接口广播发送的到达所述 UE的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所述 UE的静态互联网协 议 IP地址和子网掩码;

路由学习模块 52, 用于根据所述接收模块 51接收的所述新增路由信息 进行路由学习, 获得到达所述 UE的动态路由, 所述动态路由包括: 目的地 址、 所述子网掩码以及下一跳地址, 其中, 所述目的地址为所述 UE的静态 IP地址;

所述接收模块 51还用于接收网络侧向所述 UE发送的下行数据报文; 发送模块 53,用于在所述接收模块 51接收到网络侧向所述 UE发送的下 行数据报文时, 根据所述下行数据报文的目的 IP地址和所述动态路由将所述 下行数据报文发送给所述 PGW。

本实施例提供的路由器, 可用于执行方法实施例一的技术方案, 具体实 现方式和技术效果类似, 这里不再赘述。

图 7为本发明实施例六提供的另一种路由器的结 示意图,如图 7所示, 本实施例提供的路由器包括: 接收模块 61、路由学习模块 62和发送模块 63。

接收模块 61, 用于当用户设备 UE在分组数据网关 PGW上建立分组数 据网络 PDN连接时, 接收所述 PGW在 SGi接口广播发送的到达所述 UE的 新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所述 UE的静态互联网协议 IP 地址和子网掩码;

路由学习模块 62, 用于根据所述接收模块 61接收的所述新增路由信息 进行路由学习, 获得到达所述 UE的动态路由, 所述动态路由包括: 目的地 址、 所述子网掩码以及下一跳地址, 其中, 所述目的地址为所述 UE的静态 IP地址;

所述接收模块 61还用于接收网络侧向所述 UE发送的下行数据报文; 发送模块 63,用于在所述接收模块 61接收到网络侧向所述 UE发送的下 行数据报文时, 根据所述下行数据报文的目的 IP地址和所述动态路由将所述 下行数据报文发送给所述 PGW。

本实施的路由器还可以包括路由删除模块 64, 所述接收模块 61还用于: 当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 接收所述 PGW发送的路 由删除消息, 所述路由删除消息中包括所述 UE的静态 IP地址和子网掩码; 所述路由删除模块 64, 用于根据所述接收模块 61接收的所述路由删除消息 删除所述动态路由。

进一步地, 本实施的路由器还包括: 故障检测模块 65, 故障检测模块 65 用于检测所述 PGW的状态,根据所述 PGW的状态确定所述 PGW是否故障; 所述路由删除模块 64还用于: 当所述故障检测模块 65确定所述 PGW故障 时, 删除本地保存的所述 PGW 的路由信息表中的所有路由表项, 所述路由 表项中包括所述动态路由。

本实施例提供的路由器可用于执行方法实施例 一、 实施例三和实施例四 的技术方案, 具体实现方式和技术效果类似, 这里不再赘述。

图 8为本发明实施例七提供的一种 PGW的结构示意图, 如图 8所示, 本实施例提供的 PGW包括: 确定模块 71和发送模块 72。

其中, 确定模块 71, 用于确定用户设备 UE在所述 PGW上建立分组数 据网络 PDN连接;

发送模块 72, 用于通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路 由器广播发送到达所述 UE的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括 所述 UE的静态互联网协议 IP地址和子网掩码, 以供所述 SGi接口对应的区 域内的所有路由器根据所述新增路由信息进行 路由学习。

当所述 SGi接口采用开放式最短路径优先 OSPF协议时, 所述发送模块 72具体用于:将所述新增路由信息包含在链路 态广播数据包 LSA中,通过 所述 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送所 述 LSA。

当所述 SGi接口采用路由信息协议 RIP时, 所述发送模块 72具体用于: 将所述新增路由信息包含在响应数据包中, 通过所述 SGi接口向所述 SGi接 口对应的区域内的所有路由器定时发送所述响 应数据包。

进一步地, 所述发送模块 72还用于: 当所述 UE在所述 PGW上删除所 述 PDN连接时,向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器发送路由删 除消 息, 以使所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器根据所述路 由删除消息删 除所述动态路由, 所述路由删除消息中包括所述 UE的静态 IP地址和子网掩 码。

本实施例提供的 PGW, 可用于执行方法实施例二提供的技术方案, 具体 实现方式和技术效果类似, 这里不再赘述。 图 9为本发明实施例八提供的另一种路由器的结 示意图,如图 9所示, 本实施例提供的路由器 800包括: 处理器 81、 接收器 83和发送器 84, 其中, 接收器 83和发送器 84通过总线和处理器 81相连。 本实施例提供的路由器 800还可以包括: 存储器 82, 其中, 存储器 82存储执行指令, 当路由器 800 运行时, 处理器 81与存储器 82之间通信, 处理器 81执行执行指令使得路由 器 800执行本发明提供的保持用户设备 IP地址固定的方法。

其中, 接收器 83, 用于当用户设备 UE在分组数据网关 PGW上建立分 组数据网络 PDN连接时, 接收所述 PGW在 SGi接口广播发送的到达所述 UE的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所述 UE的静态互联网协 议 IP地址和子网掩码;

处理器 81, 用于根据所述新增路由信息进行路由学习, 获得到达所述 UE的动态路由, 所述动态路由包括: 目的地址、所述子网掩码以及下一跳地 址, 其中, 所述目的地址为所述 UE的静态 IP地址;

接收器 83还用于接收网络侧向所述 UE发送的下行数据报文;

发送器 84,用于根据所述下行数据报文的目的 IP地址和所述动态路由将 所述下行数据报文发送给所述 PGW。

当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时,接收器 83还用于接收 所述 PGW发送的路由删除消息,所述路由删除消息中 包括所述 UE的静态 IP 地址和子网掩码; 相应的, 处理器 81根据所述路由删除消息删除所述动态路 由。

本实施例中, 处理器 81还用于检测所述 PGW的状态, 根据所述 PGW 的状态确定所述 PGW是否故障; 当处理器 81确定所述 PGW故障时, 删除 本地保存的所述 PGW 的路由信息表中的所有路由表项, 所述路由表项中包 括所述动态路由。

本实施例提供的路由器可用于执行方法实施例 一、 实施例三和实施例四 的技术方案, 具体实现方式和技术效果类似, 这里不再赘述。

图 10为本发明实施例九提供的另一种 PGW的结构示意图, 如图 10所 示, 本实施例提供的 PGW900包括: 处理器 91、 发送器 93, 其中, 发送器 93通过总线和处理器 91相连。 本实施例提供的 PGW900还可以包括: 存储 器 92, 其中, 存储器 92存储执行指令, 当 PGW900运行时, 处理器 91与存 储器 92之间通信, 处理器 91执行执行指令使得 PGW900执行本发明提供的 保持用户设备 IP地址固定的方法。

其中, 处理器 91, 用于确定用户设备 UE在所述 PGW上建立分组数据 网络 PDN连接;

发送器 93, 用于通过 SGi接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由 器广播发送到达所述 UE 的新增路由信息, 其中, 所述新增路由信息包括所 述 UE的静态互联网协议 IP地址和子网掩码, 以供所述 SGi接口对应的区域 内的所有路由器根据所述新增路由信息进行路 由学习。

当所述 SGi接口采用开放式最短路径优先 OSPF协议时,发送器 93具体 用于:将所述新增路由信息包含在链路状态广 数据包 LSA中,通过所述 SGi 接口向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器广播发送所 述 LSA。

当所述 SGi接口采用路由信息协议 RIP时, 发送器 93具体用于:将所述 新增路由信息包含在响应数据包中, 通过所述 SGi接口向所述 SGi接口对应 的区域内的所有路由器定时发送所述响应数据 包。

本实施例中, 当所述 UE在所述 PGW上删除所述 PDN连接时, 发送器

93向所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器发送路由删 除消息, 以使所述 SGi接口对应的区域内的所有路由器根据所述路 由删除消息删除所述动态路 由, 所述路由删除消息中包括所述 UE的静态 IP地址和子网掩码。

本实施例提供的 PGW, 可用于执行方法实施例二提供的技术方案, 具体 实现方式和技术效果类似, 这里不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到 ,所揭露的装置和方法, 可以通过其它的方式实现。 例如, 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性 的, 例如, 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。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可 以不是物理上分开的, 作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物 理单元, 即可以位于一个地 方, 或者也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的 部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的 。

另外, 在本发明各个实施例中的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存在, 也可以两个或两个以上单元集成在 一个单元中。 上述集成的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。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元 , 可以存储在一个计算 机可读取存储介质中。 上述软件功能单元存储在一个存储介质中, 包括若 干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机, 服务器, 或者网络 设备等) 或处理器 (processor) 执行本发明各个实施例所述方法的部分步 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, ROM ) 、 随机存耳又存储器 ( Random Access Memory, RAM ) 、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质 。

本领域技术人员可以清楚地了解到, 为描述的方便和简洁, 仅以上述 各功能模块的划分进行举例说明, 实际应用中, 可以根据需要而将上述功 能分配由不同的功能模块完成, 即将装置的内部结构划分成不同的功能模 块, 以完成以上描述的全部或者部分功能。 上述描述的装置的具体工作过 程, 可以参考前述方法实施例中的对应过程, 在此不再赘述。

最后应说明的是: 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案, 而非 对其限制; 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的 说明, 本领域的 普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进 行修改, 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换; 而这些修改或 者替换, 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施 例技术方案的范 围。