CN1984143A

CN1984143A - 一种基站控制器的网际协议包转发方法及装置

Info

Publication number: CN1984143A
Application number: CNA2006100828440A
Authority: CN
Inventors: 喻建华; 郑铭
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Changzhou Xiaoguo Information Service Co Ltd
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: CN1984143B; WO2007147350A1

Abstract

本发明公开了一种基站控制器(BSC)的网际协议(IP)包转发方法，包括：为BSC内的应用单元设置逻辑地址，并且建立该逻辑地址与BSC的接口的物理地址之间的对应关系；BSC的接口根据该逻辑地址与物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到应用单元，和/或将IP包从应用单元发送到BSC外。本发明还公开了一种用于BSC的IP包转发装置。应用本发明以后，由于BSC内的应用单元的逻辑地址对路由器不可见，因此BSC不容易成为互联网上不安全来源的攻击目标，从而极大地提高了BSC的安全性。而且，BTS侧的用户使用起来更加方便，并且还提高了处理效率，占用较少的CPU资源。

Description

一种基站控制器的网际协议包转发方法及装置

技术领域

本发明涉及网际协议(IP)技术领域，更具体地说，涉及一种基站控制器(BSC)的IP包转发方法及装置。

背景技术

由于IP传输具有容量大、成本低、技术成熟等优点，因此在无线接入网络(RAN)中逐渐得到广泛应用。例如，在实际的无线接入网系统中，BSC和基站(BTS)分别通过n*E1或者快速以太网(FE)等多种方式接入IP网络，其中所有信令、数据和语音的传输都通过IP网络来实现。

在BSC的IP传输中，需要解决服务质量(QoS)和安全等方面的问题。因此，要求BSC内IP层处理占用的CPU处理时间要小，要求IP包具有较小的处理时延，同时具备较好的安全性能等。然而，由于设计上的原因，实际大容量的BSC需要将接口处理分布在不同的物理单元上，拥有多个接口物理IP地址，而各种应用处理(例如语音处理、数据处理、信令处理等)往往在逻辑上又必须只使用一个逻辑IP地址，这样地址上的不协调会给IP传输组网带来一些困难。

比如，以BSC和BTS之间的语音传输为例对此加以说明，显然信令和数据传输等其他处理与此相似。

图1为现有技术中BSC和BTS之间的语音传输示意图。其中，BSC通过n*E1或者FE等方式与BTS通信，BSC语音处理单元用于对传输的语音进行处理。BSC的处理容量较大，BSC语音处理单元连接有接口单元1和接口单元2，其中接口单元1负责处理BTS1和BTS2的IP语音包，接口单元1的物理IP地址为192.0.0.1，接口单元2负责处理BTS3的IP语音包，接口单元2的物理IP地址为192.0.0.4。

由图1可见，首先，接口单元1和接口单元2的物理IP地址对路由器和BTS都是可见的，这就对BSC的安全性存在极大的安全隐患。

另外，BSC接口处理分布在不同的接口单元上，并拥有多个接口物理IP地址。这样，从BTS一侧的用户看来，对方不是一个BSC，而是很多接口板，这样BTS一侧的用户与BSC进行通信就像同多个接口板进行通信一样，因此非常不便于BTS一侧的用户与BSC通信。

同时，如果在BSC内部采用常规的IP协议拆包和组包处理会给IP传输的QoS性能带来问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提出一种BSC的IP包转发方法，以提高BSC的IP包转发安全性。

本发明的另一目的是提出一种BSC的IP包转发装置，以提高BSC的IP包转发安全性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种BSC的IP包转发方法，该方法包括：

A、为所述BSC内的应用单元设置逻辑地址，并且建立该逻辑地址与BSC的接口的物理地址之间的对应关系；

B、所述BSC的接口根据所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到应用单元，和/或将IP包从应用单元发送到BSC外。

所述将IP包从应用单元发送到BSC外具体为：BSC的接口将IP包从应用单元发送到基站BTS；

步骤B包括：

B11、所述应用单元将IP包发送到BSC的接口，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为对该应用单元设置的所述逻辑地址，目的地址为BTS的地址；

B12、BSC的接口将所述IP包的源地址替换为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到BTS。

所述将IP包从BSC外发送到应用单元具体为：BSC的接口将IP包从BTS发送到应用单元；

步骤B包括：

B21、所述BTS将IP包发送到BSC的接口，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为BTS的地址，目的地址为该BSC的接口的物理地址；

B22、所述BSC的接口将所述IP包的目的地址替换成为该应用单元设置的逻辑地址，将源地址替换为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

所述BSC的接口至少为两个，并且其中至少一个接口作为公共网关接口，

步骤B21为：所述BTS将IP包发送到BSC的公共网关接口，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为BTS的地址，目的地址为该公共网关接口的物理地址；

步骤B22包括：

B221、所述公共网关接口负荷均匀地将IP包依次转发到包括该公共网关接口自身的所有接口，以实现负荷分担；

B222、每个接口接收到IP包后，将所述IP包的目的地址替换成为该应用单元设置的逻辑地址，将源地址替换为该公共网关接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

所述应用单元至少为两个，以用于处理不同类型的IP包；

所述步骤B222包括：

每个接口接收到IP包后，根据IP包中的目的地址确定处理IP包的应用单元，将所述IP包的目的地址替换成为所确定的应用单元设置的逻辑地址，将源地址替换为该公共网关接口的物理地址，并将IP包发送到所确定的应用单元。

所述应用单元至少为两个，以用于处理不同类型的IP包；

该方法进一步包括预先为每个应用单元指定至少一个接口作为该应用单元的公共网关接口，BTS进一步根据待发送的IP包的类型确定接收所述IP包的公共网关接口。

一种用于BSC的IP包转发装置，该装置包括对应关系存储单元和接口模块，其中：

对应关系存储单元，用于保存BSC内的应用单元的逻辑地址与接口模块的物理地址之间的对应关系；

接口模块，用于根据所述逻辑地址与所述接口模块的物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到应用单元，和/或将IP包从应用单元发送到BSC外。

该IP包转发装置与BTS连接，

所述接口模块，用于接收由应用单元发送来的IP包，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为对该应用单元设置的逻辑地址，目的地址为BTS的地址，并且

所述接口模块，进一步用于将所述IP包的源地址替换为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到BTS。

该IP包转发装置与BTS连接，

所述接口模块，用于接收由BTS发送来的IP包，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为BTS的地址，目的地址为该BSC的接口的物理地址；并且

所述接口模块，进一步用于将所述IP包的目的地址替换成为该应用单元设置的逻辑地址，将源地址替换为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

所述接口模块至少为两个，并且其中至少一个接口模块作为公共网关接口，

公共网关接口，用于接收由BTS发送来的IP包，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为BTS的地址，目的地址为该公共网关接口的物理地址；并且

公共网关接口，进一步用于接口负荷均匀地将IP包依次转发到包括该公共网关接口自身的所有接口模块，以实现负荷分担；

每个接口模块，用于在接收到IP包后，将所述IP包的目的地址替换成该应用单元设置的逻辑地址，将源地址设置为该公共网关接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

所述应用单元至少为两个，以用于处理不同类型的IP包；

每个接口模块，用于接收到IP包后，根据IP包中的目的地址确定处理IP包的应用单元，将所述IP包的目的地址替换成为所确定的应用单元设置的逻辑地址，将源地址替换为该公共网关接口的物理地址，并将IP包发送到所确定的应用单元。

所述公共网关接口设置有硬件单板和端口双备份。

所述对应关系存储单元，用于保存至少两个应用单元的逻辑地址与接口模块的物理地址之间的对应关系，应用单元分别设置有相应的逻辑地址；

所述IP包转发装置进一步包括处理类型确定单元，

处理类型确定单元，用于根据IP包中的目的地址确定处理IP包的应用单元；

接口模块，用于根据所述逻辑地址与该BSC的接口物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到由确定单元所确定的应用单元，和/或将IP包从由确定单元所确定的应用单元发送到BSC外。

一种BSC，该BSC包括：

如上任一项所述的IP包转发装置。

所述应用单元为语音处理单元、信令处理单元、或数据处理单元。

从上述技术方案中可以看出，在本发明中，首先为BSC内的应用单元设置逻辑地址，并且建立该逻辑地址与BSC的接口的物理地址之间的对应关系；然后，BSC的接口在转发IP包时，根据所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到应用单元，和/或将IP包从应用单元发送到BSC外。因此，应用本发明以后，由于为BSC内应用单元设置了与BSC接口的物理地址相对应的逻辑地址，该应用单元的逻辑地址能够对路由器不可见，因此BSC内的应用单元不容易成为互联网上不安全来源的攻击目标，从而极大地增强了BSC的安全性。

另外，在本发明中，由于多个接口单元可以共用同一个逻辑地址，从而BTS侧用户只需要同该逻辑地址进行通信，而无需直接同多个接口单元进行通信，因此也极大地方便了BTS侧用户的使用。

不仅与此，BSC接口单元上采用IP地址替换技术，提高了处理效率，并且占用较少的CPU资源。

附图说明

图1为现有技术中BSC和BTS之间的语音传输示意图。

图2为根据本发明的BSC的IP包转发方法示范性流程示意图。

图3为根据本发明的用于BSC的IP包转发装置的示范性结构示意图。

图4为根据本发明的BSC和BTS之间IP包转发的传输示意图。

图5为图4所示结构中BSC接收IP包的示范性流程示意图。

图6为图4所示结构中BSC发送IP包的示范性流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明的主要思想是：首先为BSC内的应用单元设置逻辑地址，并且建立该逻辑地址与BSC的接口的物理地址之间的对应关系；然后BSC的接口根据该逻辑地址与物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到应用单元，和/或将IP包从应用单元发送到BSC外。

图2为根据本发明的BSC的IP包转发方法示范性流程示意图。

如图2所示，该方法包括：

步骤201：为BSC内的应用单元设置逻辑地址，并且建立该逻辑地址与BSC的接口的物理地址之间的对应关系；

在这里，BSC内的应用单元包括语音处理单元、信令处理单元、或数据处理单元。本发明可以分别为语音处理单元、信令处理单元、或数据处理单元设置逻辑地址，并且建立这些逻辑地址与BSC的接口的物理地址之间的对应关系。这些应用单元的逻辑地址对于路由器是不可见的，从而极大地增强了BSC内部的安全性。

步骤202：BSC的接口根据所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到应用单元，和/或将IP包从应用单元发送到BSC外。

在这里，根据所述逻辑地址与物理地址之间的对应关系，当BSC的接口将IP包从应用单元发送到BSC外时，BSC的接口在转发过程中将IP包的源地址替换为该BSC的接口的物理地址；当BSC的接口将IP包从BSC外发送到应用单元时，BSC的接口在转发过程中将IP包的目的地址设置成为该应用单元设置的逻辑地址，而将源地址设置为该BSC的接口的物理地址。

一般情况下，BSC与BTS的信息交互比较常见，下面详细说明本发明通过接口实现BSC与BTS的IP包交互。

具体而言，当BSC的接口将IP包从应用单元发送到基站BTS时，此时步骤202可以包括：

应用单元将IP包发送到BSC的接口，此时IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为应用单元的逻辑地址，目的地址为BTS的地址；BSC的接口将IP包的源地址替换为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到BTS。

当BSC的接口将IP包从BTS发送到应用单元时，此时步骤202可以包括：BTS将IP包发送到BSC的接口，IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为BTS的地址，目的地址为该BSC的接口的物理地址；BSC的接口将IP包的目的地址设置成为该应用单元设置的逻辑地址，将源地址设置为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

优选地，BSC的接口至少为两个，并且其中至少一个接口可以作为公共网关接口。此时，当BSC的接口将IP包从BTS发送到应用单元时，BTS首先将IP包发送到BSC的公共网关接口，IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为BTS的地址，目的地址为该公共网关接口的物理地址，然后，公共网关接口负荷均匀地将IP包依次转发到包括该公共网关接口自身的所有接口，以实现负荷分担。然后，每个接口接收到IP包后，将IP包的目的地址设置成为该应用单元设置的逻辑地址，将源地址设置为该公共网关接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

更加优选地，应用单元也至少为两个，以用于处理不同类型的IP包。此时，每个接口接收到IP包后，根据IP包中的目的地址确定处理IP包的应用单元，将所述IP包的目的地址设置成为所确定的应用单元设置的逻辑地址，将源地址设置为该公共网关接口的物理地址，并将IP包发送到所确定的应用单元。由于处理类型通常只有语音、信令、数据三种，因此确定应用单元的过程可以很快完成。

当应用单元至少为两个以处理不同类型的IP包，还可以预先为每个应用单元指定至少一个接口作为该应用单元的公共网关接口，BTS进一步根据待发送的IP包的类型确定接收所述IP包的公共网关接口。每种类型的公共网关接口负荷均匀地将该种类型的IP包依次转发到包括该公共网关接口自身的所有接口，以实现负荷分担。

本发明还公开了一种BSC的IP包转发装置。图3为根据本发明的BSC的IP包转发装置的示范性结构示意图。如图3所示，该装置300包括对应关系存储单元301和接口模块302，其中：

对应关系存储单元301，用于保存BSC内的应用单元的逻辑地址与接口模块302的物理地址之间的对应关系；

接口模块302，用于根据所述逻辑地址与所述接口模块的物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到应用单元，和/或将IP包从应用单元发送到BSC外。

具体而言，当接口模块302用于将IP包从应用单元发送到BSC外时，根据所述逻辑地址与物理地址之间的对应关系，接口模块302在转发过程中将IP包的源地址替换为该BSC的接口的物理地址；当接口模块302用于将IP包从BSC外发送到应用单元时，根据所述逻辑地址与物理地址之间的对应关系，接口模块302在转发过程中将IP包的目的地址设置成为该应用单元设置的逻辑地址，而将源地址设置为该BSC的接口的物理地址。

本发明所提出的装置300尤其适于同BTS进行IP包交互。当IP包转发装置300用于实现将BSC的IP包发送到BTS的时候，该IP包转发装置300与BTS连接，此时

接口模块302，用于接收由应用单元发送来的IP包，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为对该应用单元设置的逻辑地址，目的地址为BTS的地址，并且

接口模块302，进一步用于将所述IP包的源地址替换为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到BTS。

而且，当该BSC的IP包转发装置300用于实现将BTS的IP包发送到BSC的时候，该IP包转发装置300与BTS连接，

所述接口模块302，用于接收由BTS发送来的IP包，所述IP包中包括源地址和目的地址，其中源地址为BTS的地址；目的地址为该BSC的接口的物理地址；并且

所述接口模块302，进一步用于将所述IP包的目的地址替换成为该应用单元设置的逻辑地址，将源地址替换为该BSC的接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

优选地，接口模块302至少为两个，并且其中至少一个接口模块作为公共网关接口，那么

每个接口模块，用于在接收到IP包后，将所述IP包的目的地址替换成该应用单元设置的逻辑地址，将源地址替换为该公共网关接口的物理地址，并将IP包发送到所述应用单元。

更优选地，在公共网关接口上设置有硬件单板和端口双备份，以保证公共网关接口具有较高的可靠性。

当BSC具有多个应用单元时，所述对应关系存储单元301，用于保存至少两个应用单元的逻辑地址与接口模块的物理地址之间的对应关系，应用单元分别设置有相应的逻辑地址。

所述IP包转发装置进一步包括处理类型确定单元，

每个接口模块，用于根据所述逻辑地址与该BSC的接口物理地址之间的对应关系，将IP包从BSC外发送到由确定单元所确定的应用单元，和/或将IP包从由确定单元所确定的应用单元发送到BSC外。

更加优选地，当应用单元至少为两个以用于处理不同类型的IP包时，预先为每个应用单元指定至少一个接口作为该应用单元的公共网关接口，BTS进一步根据待发送的IP包的类型确定接收所述IP包的公共网关接口。

图4为根据本发明的BSC和BTS之间IP包转发的传输示意图。如图4所示，在BSC内部给BSC语音处理单元增加了逻辑地址(80.0.0.1)。接口单元1是公共网关接口，其物理地址为192.0.0.1，接口单元2的物理地址为192.0.0.4。通过将BSC语音处理单元的逻辑地址与接口单元的物理地址相对应，BSC的语音处理单元的逻辑地址对路由器不可见，从而能够增加BSC内部地址的安全性。另外，接口单元通过IP地址替换，实现BSC内部逻辑地址和接口单元物理地址之间IP包的快速转发。

其中，可以首先在接口单元中建立内部逻辑地址的缺省计算规则。例如，以80.0.0.X作为子网地址，用X.X.X.处理类型作为主机地址。当应用单元为多个时，分别为每个应用单元设置逻辑地址，并且在需要转发IP包时通过IP包的处理类型来确定所选择的应用单元。由于处理类型通常只有语音、信令、数据三种，因此该搜索过程可以很快完成。通过所确定的处理类型，以及预先定好的逻辑地址和接口物理地址之间的对应关系，可以直接计算出应用单元的逻辑地址，这个过程比顺序搜索更快。在本例中，处理类型为语音，计算出逻辑地址为80.0.0.1。

图5为图4所示BSC接收IP包的示范性流程示意图。如图5所示，该方法包括：

步骤501：BTS1向BTS侧边缘路由器发出IP包，该包的源地址为10.0.0.1(BTS1逻辑地址)，目的地址为192.0 0.1(BSC公共网关地址)；

步骤502：BTS侧边缘路由器将目的地址192.0.0.X网段的IP包，转发到BSC侧的边缘路由器；

步骤503：BSC侧的边缘路由器将目的地址192.0.0.X网段的IP包，转发到BSC的接口单元1(公共网关接口)；

步骤504：接口单元1，负荷均匀地将IP包依次转发到BSC的其余接口单元(也包括自身)，以实现负荷分担功能；在这里，通常接口单元1必须具有较高的可靠性，最好设置硬件单板及端口双备份。

步骤505：BSC接口单元接收到IP包后，进行地址替换。具体为：将目的地址从公共网关地址替换成BSC语音处理单元的逻辑地址，源地址替换成自身的物理地址。以接口单元2为例，其将目的地址从公共网关地址192.0.0.1替换成BSC语音处理单元的逻辑地址(80.0.0.1)，源地址替换成接口单元2的物理地址(192.0.0.4)。

图6为图4所示BSC发送IP包的示范性流程示意图。如图6所示，该方法包括：

步骤601：BSC发出IP包，源地址为80.0.0.1(BSC内语音处理单元的逻辑地址)，目的地址为10.0 0.1(BTS逻辑地址)；

步骤602：BSC接口单元接收到IP包后，进行地址替换。具体为：将源地址替换成接口单元的物理地址，而目的地址不变。以接口单元2为例，源地址替换成接口单元2的物理地址(192.0.0.4)，并且将IP包发送到BSC侧边缘路由器。

步骤603：BSC侧边缘路由器将目的地址10.0.0.X网段的IP包，转发到BTS侧的边缘路由器。

步骤604：BTS侧的边缘路由器将目的地址10.0.0.X网段的IP包，转发到BTS。

由上可见，由于BSC内部逻辑地址对路由器不可见，因此BSC不容易成为互联网上不安全来源的攻击目标，从而保障了BSC的安全性。而且，多个IP接口单元可以共用同一个逻辑IP地址，方便了BTS侧用户的使用；并且BSC接口单元上采用IP地址替换技术，提高了处理效率，占用了接口单元上较少的CPU资源。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种基站控制器BSC的网际协议IP包转发方法，其特征在于，该方法包括：

2、根据权利要求1所述的BSC的IP包转发方法，其特征在于，所述将IP包从应用单元发送到BSC外具体为：BSC的接口将IP包从应用单元发送到基站BTS；

步骤B包括：

3、根据权利要求1所述的BSC的IP包转发方法，其特征在于，所述将IP包从BSC外发送到应用单元具体为：BSC的接口将IP包从BTS发送到应用单元；

步骤B包括：

4、根据权利要求3所述的BSC的IP包转发方法，其特征在于，所述BSC的接口至少为两个，并且其中至少一个接口作为公共网关接口，

步骤B22包括：

5、根据权利要求4所述的BSC的IP包转发方法，其特征在于，所述应用单元至少为两个，以用于处理不同类型的IP包；

所述步骤B222包括：

6、根据权利要求4所述的BSC的IP包转发方法，其特征在于；所述应用单元至少为两个，以用于处理不同类型的IP包；

7、一种BSC的IP包转发装置，其特征在于，该装置包括对应关系存储单元和接口模块，其中：

8、根据权利要求7所述的IP包转发装置，其特征在于，该IP包转发装置与BTS连接，

9、根据权利要求7所述的IP包转发装置，其特征在于，该IP包转发装置与BTS连接，

10、根据权利要求9所述的IP包转发装置，其特征在于，所述接口模块至少为两个，并且其中至少一个接口模块作为公共网关接口，

11、根据权利要求10所述的IP包转发装置，其特征在于，所述应用单元至少为两个，以用于处理不同类型的IP包；

12、根据权利要求10所述的IP包转发装置，其特征在于，所述公共网关接口设置有硬件单板和端口双备份。

13、根据权利要求7所述的IP包转发装置，其特征在于，所述对应关系存储单元，用于保存至少两个应用单元的逻辑地址与接口模块的物理地址之间的对应关系，应用单元分别设置有相应的逻辑地址；

所述IP包转发装置进一步包括处理类型确定单元，

14、一种BSC，其特征在于，该BSC包括：

如权利要求7-13中任一项所述的IP包转发装置。

15、根据权利要求14所述的BSC，其特征在于，所述应用单元为语音处理单元、信令处理单元、或数据处理单元。