数据传输方法和装置与流程
本技术涉及通信，尤其涉及一种数据传输方法和装置。
背景技术：
1、在一些场景中，多个终端设备可能组成群组，例如，面向个人(to consumer，toc)的业务中，用户家庭中的各种终端设备可能组成一个群组；面向企业(to business，tob)的业务中，企业员工的终端设备可能组成一个群组。由多个终端设备组成的群组，可以称为个人物联网网络(personal iot network，pin)。
2、群组中的终端设备之间需要跨域互通时，需要建立终端设备之间的连接。例如，在由多个终端设备组成的pin网络中，为了实现pin网络成员(即终端设备)之间跨域互通，核心网络侧存储属于同一个pin网络的成员信息(例如成员的标识信息)，当不同成员与不同用户面功能(user plane function，upf)连接时，建立上述不同upf之间的通用分组无线业务隧道协议用户面(general packet radio service tunnelling protocol for theuserplane，gtp-u)隧道。当建立了不同upf之间的gtp-u隧道后，会话管理功能(sessionmanagement function，smf)网元将路由策略配置到各upf上，路由策略包括用户终端设备的互联网协议(internet protocol，ip)地址与其对应的gtp-u隧道信息。upf在转发来自于终端设备的数据包时，可以基于数据包的目的终端设备的ip地址确定对应的gtp-u隧道信息，并通过上述gtp-u隧道继续传输数据包。
3、但是，若目的终端设备的ip地址是由园区服务商提供的，即该终端设备的ip地址属于私网终端设备的ip地址，而私网终端设备的ip地址不希望被运营商的upf识别，使得upf无法识别私网终端设备的ip地址，导致upf无法继续传输数据包。
技术实现思路
1、本技术提供了一种数据传输方法和装置，在upf无法识别终端设备的ip地址的情况下，有利于实现数据的顺利传输，提高了数据传输效率。
2、第一方面，提供了一种数据传输方法，该方法由第一upf执行，该方法包括：第一upf接收来自第一终端设备的第一数据包，第一数据包携带第二upf的标识信息和第二终端设备的网络地址；第一upf基于第二upf的标识信息，向第二upf发送第二数据包，第二upf是为第二终端设备服务的upf，第二数据包携带第一upf的标识信息和第二终端设备的网络地址。
3、应理解，每个upf的标识信息与对应的upf的网络地址之间具有对应关系，第一upf可以根据第一数据包中携带的第二upf的标识信息，确定该第一数据包是发送给第二upf的，并根据第二upf的网络地址向第二upf发送第二数据包。第二数据包可以是在第一数据包外层封装了第二upf的网络地址和第一upf的标识信息，可选地，删除第一数据包中的第二upf的标识信息。
4、本技术实施例的数据传输方法，通过第一upf识别接收到的数据包中的标识信息来确定该数据包的目的upf，从而使目的upf将该数据包发送给目的终端设备，避免了由于第一upf无法识别数据包中的目的终端设备的ip地址而导致的数据传输失败。本技术实施例在upf无法识别终端设备的ip地址的情况下，有利于实现数据的顺利传输，提高了数据传输效率。
5、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一终端设备和第二终端设备属于同一个人物联网网络pin网络。
6、应理解，pin网络是由多个终端设备组成的群组或者子网。pin网络也可以称为pin群组。
7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在第一upf接收来自第一终端设备的第一数据包之前，上述方法还包括：第一upf接收来自第二upf的第三数据包，第三数据包携带第二upf的标识信息和目的upf对应的网络地址，第三数据包的目的地址为目的upf对应的网络地址，目的upf包括第一upf；第一upf向第一终端设备发送第四数据包，第四数据包携带第二upf的标识信息。
8、应理解，该第三数据包是第二upf以广播的形式向目的upf发送的，第一upf为目的upf中的一个。目的upf对应的网络地址可以为广播或组播的特定的网络地址，第二upf通过识别该广播或组播的特定的网络地址，就可以向该特定的网络地址对应的多个目的upf发送该第三数据包。此外，目的upf对应的网络地址也可以为一个upf的网络地址。示例性地，目的upf对应的网络地址为第一upf的网络地址，则第二upf会将第三数据包发送至第一upf，上述目的upf与第二upf服务的终端设备属于相同的pin群组。
9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一数据包和第二数据包包括相同的数据内容。
10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述方法还包括：第一upf接收来自smf的第一upf的标识信息、其它upf的标识信息和路由策略信息中的至少一个，第一upf和其它upf服务于相同的pin网络，路由策略信息包括第一路由策略信息和/或第二路由策略信息，第一路由策略信息用于指示第一upf在上行数据包中携带第一upf的标识信息，第二路由策略信息用于指示第一upf在下行数据包中携带其他upf的标识信息。
11、应理解，其它upf的标识信息可以是smf通过nrf获得的。nrf具有存储功能，可以对upf的网络地址以及upf的标识信息进行存储，每个upf的标识信息与对应的upf的网络地址之间具有对应关系，其它upf可以是一个或多个。每个upf的标识信息可以是全网唯一，或者是在pin网络中唯一。当在pin网络中唯一时，nrf存储pin网络的pin标识与upf网络地址以及upf标识信息的对应关系。pin网络的pin标识可以为pin网络标识(pin identity，pinid)或pin网络名称等，本技术实施例对此不做限定。
12、还应理解，smf可以通过不同的消息向第一upf发送第一upf的标识信息、其它upf的标识信息和路由策略信息。例如，smf可以通过第一消息(例如包转发控制协议更新请求消息)向第一upf发送路由策略信息和第一upf的标识信息，通过第二消息向第一upf发送其它upf的标识信息。若第一upf中已经存储了服务于相同pin网络的其它upf的标识信息且其它upf无更新，则smf无需再次向第一upf发送其它upf的标识信息；若服务于相同pin网络的其它upf有更新(例如，有新加入的upf)，则向第一upf发送新加入的upf的标识信息。
13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一upf的标识信息包括在第二数据包的下列任一包头中：互联网协议ip包头、虚拟扩展局域网(virtual extensible localarea network，vxlan)包头、通用分组无线业务隧道协议用户面gtp-u包头、或者ip安全(internet protocol security，ipsec)包头。
14、应理解，第一upf可以在ip包头的选项参数中携带第一upf的标识信息，例如在路由选项参数中携带第一upf的标识信息，或在流标识参数中携带第一upf的标识信息。当第一upf通过vxlan的方式封装数据内容时，可以在数据内容外层封装vxlan包头、用户数据报udp包头和ip包头，并在vxlan包头中携带第一upf的标识信息。当第一upf使用gtp-u通道传输数据包时，可以在数据内容外封装gtp-u包头、udp包头和ip包头，并在gtp-u包头中携带第一upf的标识信息。当第一upf对数据内容进行ipsec封装时，可以在ipsec的封装安全有效载荷(encapsulating security payload，esp)包头中携带第一upf的标识信息或在ip包头中携带第一upf的标识信息。
15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述方法还包括：第一upf接收来自第一终端设备的第五数据包，第五数据包携带第二终端设备的网络地址；第一upf向目的upf发送第六数据包，第六数据包携带第一upf的标识信息、目的upf对应的网络地址和第二终端设备的网络地址，目的upf对应的网络地址为第六数据包的目的地址。
16、应理解，目的upf对应的网络地址为广播或组播的特定的网络地址，第一upf可以通过识别该广播或组播的特定的网络地址，向该特定的网络地址对应的多个upf发送该第六数据包，上述多个upf服务的终端设备和第一终端设备属于相同pin群组。当多个upf接收到该第六数据包后，通过识别第二终端设备的网络地址，由为第二终端设备服务的upf将第六数据包发送给第二终端设备。
17、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述方法还包括：第一upf接收来自第一终端设备的第七数据包；第一upf根据第七数据包，确定第七数据包为广播包或组播包；第一upf向目的upf发送第八数据包，第八数据包携带第一upf的标识信息和目的upf对应的网络地址，目的upf对应的网络地址为第八数据包的目的地址。
18、在一种可能的实现方式中，第七数据包为组播包或广播包，广播包或组播包的目的网络地址(例如ip地址或mac地址)是不同于单播包的特定的组播或广播网络地址，第一upf可以根据第七数据包的目的网络地址，确定该第七数据包为广播包或组播包，将该第七数据包复制多份，对多份第七数据包分别进行封装处理，即在每份第七数据包的外层分别封装目的upf中的一个upf的网络地址和第一upf的标识信息，得到多份第八数据包，上述目的upf对应的终端设备与第一终端设备属于相同的pin群组。第一upf将上述多份第八数据包发送给对应的目的upf，当多个upf接收到对应的第八数据包时，各个upf分别对对应的第八数据包进行解封装处理，并分别通过识别特定的组播或广播网络地址，将对应的解封装后的数据包发送给相同pin群组中对应的终端设备。示例性地，第二upf对应的第二终端设备与第一终端设备属于相同的pin群组，第一upf在第一份第七数据包中封装第二upf的网络地址和第一upf的标识信息，得到第八数据包，第二upf的网络地址即为该第八数据包的目的地址。当第二upf接收到第八数据包后，对第八数据包进行解封装即删除第二upf的网络地址，并通过识别上述广播包或组播包的特定的网络地址向第二终端设备发送解封装后的数据包。
19、在另一种可能的实现方式中，第七数据包为组播包或广播包，广播包或组播包的目的网络地址是不同于单播包的特定的网络地址，第一upf可以根据第七数据包的目的网络地址，确定该第七数据包为广播包或组播包。第一upf通过对第七数据包进行封装处理，即在第七数据包的外层封装目的upf对应的网络地址和第一upf的标识信息，得到第八数据包，该目的upf对应的网络地址也是广播包或组播包对应的特定的网络地址，第一upf可以通过识别该目的upf对应的网络地址，向对应的多个upf发送该第八数据包。上述第一upf和多个upf服务的终端设备属于相同pin群组。当多个upf接收到该第八数据包后，分别进行解封装即删除目的upf对应的网络地址，并通过识别第七数据包对应的特定的组播或广播网络地址，将解封装后的数据包发送给相同pin群组中对应的各个终端设备。
20、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一upf基于pin网络的pin标识，确定目的upf的网络地址或/和目的upf的标识信息。
21、应理解，第一upf可以接收来自于第一终端设备的数据包，该数据包是第一终端设备通过pin群组对应的协议数据单元(protocol data unit，pdu)会话发送给第一upf，因此，在第一upf接收该数据包后，可以确定该数据包对应的pin群组，并根据该pin群组的标识(例如pin id或pin群组名称等)确定服务于此pin网络/群组的其它upf的网络地址和/或其他upf的标识信息，本技术实施例对此不做限定。此外，第一upf也可以根据pin群组对应的唯一特殊数据网络名称来确定服务于此pin网络的其它upf的网络地址和/或其他upf的标识信息。上述其它upf可以为目的upf。第一终端设备通过smf与第一upf建立pdu会话连接的过程中，smf在向第一upf发送的包转发控制协议(packet forwarding controlprotocol，pfcp)会话请求消息中携带了此pdu会话对应的pin群组信息，如pin id，或上述pin群组对应的数据网络名称(dnn)与/或切片信息。因此，第一upf可以通过识别数据包传输的pdu会话确定数据包对应的pin群组。
22、第二方面，提供了一种数据传输方法，该方法由smf执行，该方法包括：smf获取第一upf的标识信息；smf向第一upf发送第一upf的标识信息、其它upf的标识信息和路由策略信息中的至少一个，第一upf和其它upf服务于相同的pin网络，路由策略信息包括第一路由策略信息和/或第二路由策略信息，第一路由策略信息用于指示第一upf在上行数据包中携带第一upf的标识信息，第二路由策略信息用于指示第一upf在下行数据包中携带其他upf的标识信息。
23、应理解，标识信息用于识别upf，每个upf对应唯一的标识信息，标识信息也可以称为标签。还应理解，smf获取第一upf的方法有多种，例如smf可以自己为第一upf确定标识信息，也可以通过与其连接的nrf获取第一upf的标识信息，或者接收第一upf上报的标识信息等，本技术实施例对此不做限定。
24、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第一upf的标识信息由smf、nrf或第一upf之一确定。
25、第一upf的标识信息由smf确定的方法如下：
26、一种可能的实现方式，在第一终端设备通过smf与第一upf建立pdu会话连接的过程中，smf确定了第一upf为第一终端设备服务后，smf为第一upf分配标识信息。
27、另一种可能的实现方式，smf首次与第一upf建立连接的时候，smf为第一upf分配了标识信息。
28、第一upf的标识信息由nrf确定的方法为：
29、在第一终端设备通过smf与第一upf建立pdu话连接的过程中，smf可以在确定了第一upf为第一终端设备服务后，向与smf连接的nrf发送请求消息，该消息中携带第一upf的网络地址或第一upf的全限定域名(fully qualified domain name，fqdn)或第一upf的设备名称，nrf接收到该请求消息后，基于第一upf的网络地址或fqdn或设备名称查找或分配第一upf的标识信息，并将该标识信息发送给smf。
30、第一upf的标识信息由第一upf确定的方法如下：
31、一种可能的实现方式，在第一终端设备通过smf与第一upf建立pdu会话连接的过程中，在smf确定了第一upf为第一终端设备服务后，smf需要向第一upf发送pfcp会话请求消息，第一upf接收到该消息后，确定自己的标识信息，并在给smf的响应消息中携带自己的标识信息。
32、另一种可能的实现方式，第一upf首次与smf建立连接的时候，第一upf确定自己的标识信息，并将自己的标识信息发送给smf。
33、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，上述方法还包括：smf向第一终端设备发送第一对应关系，第一对应关系包括至少一个upf的标识信息和upf服务的至少一个终端设备网络地址之间的对应关系。
34、应理解，该第一对应关系是由与smf连接的nrf发送给smf的。nrf具有存储功能，可以对upf的网络地址或fqdn或设备名称、upf的标识信息以及upf服务的至少一个终端设备网络地址(或者称为upf服务的终端设备对应的网络地址段)进行存储，upf的标识信息与该upf服务的至少一个终端设备网络地址之间具有第一对应关系。终端设备的网络地址可以由smf分配也可以由upf分配，当终端设备的网络地址由upf分配时，upf将分配的网络地址发送至与其连接的smf。
35、第三方面，提供了一种数据传输方法，该方法由第一终端设备执行，该方法包括：第一终端设备接收第九数据包，第九数据包携带第二终端设备的网络地址；第一终端设备向第一upf发送第一数据包，第一数据包携带第二upf的标识信息和第二终端设备的网络地址。
36、应理解，第一终端设备可以对数据内容进行封装处理，得到第一数据包，该第一数据包的目的地址为第二终端设备的网络地址。上述封装处理可以是在数据内容中封装了第二upf的标识信息。
37、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，第一终端设备向第一upf发送第一数据包之前，上述方法还包括：第一终端设备确定第一数据包的目的地址对应的第二upf的标识信息。
38、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，第一终端设备确定第一数据包的目的地址对应的第二upf的标识信息，包括：第一终端设备基于第一对应关系，确定第二upf的标识信息，第一对应关系包括至少一个upf的标识信息和upf服务的至少一个终端设备网络地址之间的对应关系。
39、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述方法还包括：第一终端设备接收来自smf的第一对应关系。
40、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，第九数据包携带第二upf的标识信息。
41、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，第二upf的标识信息包括在第一数据包的下列任一包头中：以太包头、互联网协议ip包头、或者分组数据汇聚协议(packetdata convergence protocol，pdcp)包头。
42、应理解，若第一终端设备与第一upf之间建立的pdu会话为ip类型会话，则第二upf的标识信息可以携带在第一数据包的ip包头中。若第一终端设备与第一upf之间建立的pdu会话为以太类型会话，则第二upf的标识信息可以携带在第一数据包的以太包头中。若第一终端设备与第一upf之间建立的pdu会话为非结构化类型会话，则可以新增一层协议包头，并在该新增包头中携带第二upf的标识信息。此外，标签也可以携带在第一数据包的pdcp包头中，接入网设备接收到第一数据包后，获取pdcp包头中携带的第二upf的标识信息，并将上述第二upf标识信息携带在gtp-u包头中发送给第一upf。
43、第四方面，提供了一种数据传输方法，该方法应用于包括smf、第一终端设备、第一upf和第二upf的系统，该方法包括：smf获取第一upf的标识信息；smf向第一upf发送第一upf的标识信息、其它upf的标识信息和路由策略信息中的至少一个，第一upf和其它upf服务于相同的pin网络，路由策略信息包括第一路由策略信息和/或第二路由策略信息，第一路由策略信息用于指示第一upf在上行数据包中携带第一upf的标识信息，第二路由策略信息用于指示第一upf在下行数据包中携带其他upf的标识信息；第一终端设备接收第九数据包，第九数据包携带第二终端设备的网络地址；第一终端设备向第一upf发送第一数据包，第一数据包携带第二upf的标识信息和第二终端设备的网络地址；第一upf接收第一数据包；第一upf基于第二upf的标识信息，向第二upf发送第二数据包，第二upf是为第二终端设备服务的upf，第二数据包携带第一upf的标识信息和第二终端设备的网络地址。
44、结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，上述方法还包括：第二upf接收第二数据包；第二upf基于第二终端设备的网络地址向第二终端设备发送第十数据包，第十数据包携带第一upf的标识信息，第二终端设备接收第十数据包。
45、应理解，第十数据包是第二upf对第二数据包进行了解封装处理，即将第二数据包中的第二upf的网络地址删除后得到的。
46、第五方面，提供了一种数据传输装置，用于执行上述第一方面至第三方面中任一种可能的实现方式中的方法。具体地，该数据传输装置包括用于执行上述第一方面至第三方面中任一种可能的实现方式中的方法的模块。
47、在一种设计中，该数据传输装置可以包括执行上述第一方面至第三方面中所描述的方法/操作/步骤/动作所一一对应的模块，该模块可以是硬件电路，也可以是软件，也可以是硬件电路结合软件实现。
48、在另一种设计中，该数据传输装置为通信芯片，通信芯片可以包括用于发送消息或数据的输入电路或者接口，以及用于接收信息或数据的输出电路或者接口。
49、在另一种设计中，该数据传输装置可以为通信设备，通信设备可以包括用于发送消息或数据的发射机，以及用于接收信息或数据的接收机。
50、第六方面，提供了另一种数据传输装置，包括处理器和存储器。该处理器用于读取存储器中存储的指令，并可通过接收器接收信号，通过发射器发射信号，以执行上述第一方面至第三方面中的任一种可能实现方式中的方法。
51、可选地，处理器为一个或多个，存储器为一个或多个。
52、可选地，存储器可以与处理器集成在一起，或者存储器与处理器分离设置。
53、在具体实现过程中，存储器可以为非瞬时性(non-transitory)存储器，例如只读存储器(read only memory，rom)，其可以与处理器集成在同一块芯片上，也可以分别设置在不同的芯片上，本技术实施例对存储器的类型以及存储器与处理器的设置方式不做限定。
54、应理解，相关的数据交互过程例如发送指示信息可以为从处理器输出指示信息的过程，接收能力信息可以为处理器接收输入能力信息的过程。具体地，处理输出的数据可以输出给发射器，处理器接收的输入数据可以来自接收器。其中，发射器和接收器可以统称为收发器。
55、上述第六方面中的数据传输装置可以是一个芯片，该处理器可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现，当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路、集成电路等；当通过软件来实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现，该存储器可以集成在处理器中，可以位于该处理器之外，独立存在。
56、第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面至第三方面中的任一种可能实现方式中的方法。
57、第八方面，提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括：计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当计算机程序被运行时，使得计算机执行上述第一方面至第三方面中的任一种可能实现方式中的方法。
技术特征：
1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备属于同一个人物联网网络pin网络。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一upf接收来自第一终端设备的第一数据包之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一数据包和所述第二数据包包括相同的数据内容。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一upf的标识信息包括在所述第二数据包的下列任一包头中：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一upf的标识信息由所述smf、nrf或所述第一upf之一确定。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
13.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一终端设备向第一upf发送所述第一数据包之前，所述方法还包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一终端设备确定第一数据包的目的地址对应的第二upf的标识信息，包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第九数据包携带所述第二upf的标识信息。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二upf的标识信息包括在所述第一数据包的下列任一包头中：
19.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
21.一种数据传输装置，其特征在于，包括：接收模块和发送模块，所述接收模块和所述发送模块用于执行如权利要求1至18中任一项所述的方法。
22.一种数据传输装置，其特征在于，包括：处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器用于存储计算机程序，当所述处理器调用所述计算机程序时，使得所述装置执行如权利要求1至18中任一项所述的方法。
23.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括用于实现如权利要求1至18中任一项所述的方法的指令。
24.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品中包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得所述计算机实现如权利要求1至18中任一项所述的方法。
技术总结
本申请提供了一种数据传输方法和装置，在UPF无法识别终端设备的IP地址的情况下，有利于实现数据的顺利传输，提高了数据传输效率。该方法包括：第一UPF接收来自第一终端设备的第一数据包，第一数据包携带第二UPF的标识信息和第二终端设备的网络地址，第一UPF基于第二UPF的标识信息，向第二UPF发送第二数据包，第二UPF是为第二终端设备服务的UPF，第二数据包携带第一UPF的标识信息和第二终端设备的网络地址。
技术研发人员：于游洋
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23