[發明專利]對GTP隧道中的IP分片的改進

有效

• 申請號: 201080070846.2
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN103262606B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 顧維;郭雷;李曉;劉棣;孫利榮;夏琪
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04W28/06
• 分類號: H04W28/06;H04W76/10;H04W80/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;王忠忠

本發明涉及用于改進用戶設備UE(10)與對等節點PN(14)之間的用戶凈荷的IP分片和傳輸的方法。凈荷通過至少由所建立的第一(17，18)和第二(17，18)隧道實現的傳輸路徑來傳送，所述隧道連接分組核心網PCN中的第一(11，13)和第二(11，13)節點。該方法包括下列步驟：第一節點(11，13)基于傳輸路徑的上IP層的最小的最大傳輸單元MTU將至少一個所接收凈荷分組(15)分片(19)為片斷(16)；第一節點(11，13)在第一隧道(17，18)的入口處封裝(20)所述片斷。該方法的特征具體在于，它還包括一個步驟，其中第一節點(11，13)基于傳輸路徑的下IP層的MTU并且基于已封裝片斷(16)的至少一個附加隧道信頭的大小來確定(21)傳輸路徑的上IP層的MTU。

技術領域

本發明涉及用于改進用戶設備UE與對等節點PN之間的用戶凈荷的IP分片和傳輸的方法。本發明還涉及適用于同樣目的的第一節點和分組核心網。

背景技術

在分組核心網PCN中，所傳送的用戶凈荷將通過添加和去除GPRS隧道傳遞協議GTP信頭來封裝和拆除封裝。eNodeB與在服務網關S-GW之間以及S-GW與PDN網關P-GW之間的兩個隨之而來的GTP隧道需要被建立，以便在用戶設備UE與分組數據網絡PDN之間成功地傳送分組，同時S-GW充當兩個隧道之間的中介。

當用戶凈荷的IP分組足夠大時，封裝之后的最終IP分組大小可能超過容許值。容許值的一個示例是1500字節的最大傳輸單元MTU。由于MTU限制，凈荷必須在傳輸路徑中在eNodeB、S-GW和P-GW之中分片。層的最小MTU指的是該層能夠向上傳遞的最大協議數據單元的大小。在PCN中，這涉及兩個節點之間、例如eNodeB與S-GW之間的傳輸容量。

當前，eNodeB、S-GW和P-GW再使用標準IP分片機制，即，已分片分組將在IP級重組，然后在用戶空間經過處理以供GTP隧道傳遞。如果遺憾的是大分組、即所謂的“巨型分組”到達，則eNodeB、S-GW和P-GW都將必須執行這個重組和分片。

來看上行鏈路數據傳輸(從UE始發的數據)，第一分片開始于(eNodeB與S-GW之間的)第一隧道的入口處。對于下行鏈路，數據第一隧道則是P-GW與S-GW之間的隧道。用于上行鏈路的數據可在(S-GW與P-GW之間的)第二隧道的末端再次分片和發出。在eNodeB/S-GW/P-GW中，各網絡單元將重組IP分組以獲得完整數據，然后建立GTP隧道以將數據發送給下一個網絡單元。注意，IP信頭和數據都將通過GTP來隧道傳遞。從分片過程能夠推斷，在最壞條件下，用于沿涉及eNodeB/S-GW/P-GW的傳輸路徑的分片處理的時間是：

T(eNodeB/P-GW分片)+T(S-GW重組)+T(S-GW分片)+T(P-GW/eNodeB重組)+T(P-GW/eNodeB分片)

顯然，能夠看到，在GTP隧道傳輸路徑中涉及過多的分片和重組。因此，性能受到嚴重影響。此外，當網絡中存在大量片斷時，分片和重組將消耗內核IP資源的許多工作量，并且對網絡吞吐量產生危害。

存在對于3GPP中29.061的變更請求CR，包括使用MTU發現來查找沿傳輸路徑的最小MTU的建議。各網絡節點能夠使用這個MTU來檢測和進行IP分片，因為它將避免沿該路徑的額外IP分片。移動臺/用戶設備或者外部IP網絡中的服務器可通過路徑MTU發現來找出端對端MTU，并且因此在源已經正確分片。

但是，在按照變更請求的建議中，如果分組大小超過MTU，則IP分片仍然發生。同時，如TCP MSS(最大段大小)之類的一些上層協議提供用于分段協商的機制。這能夠防止IP分片，但是對于其它上層協議不常見。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種避免沿PS網絡中的eNodeB與P-GW之間的傳輸路徑的任何IP分片的方法。