一种在5G网络中应用的MPLS-VPN通信方法

技术领域

本发明涉及一种在5G网络中应用的MPLS-VPN通信方法，属于网络通信技术领域。

背景技术

VPN是一种虚拟局域网技术，即在公有的网络上搭建专属的私有网络。目前按照传输方式可以分为两大类，有线VPN和无线VPN。MPLS-VPN由于其特有的优势，例如基于标签交换，可以灵活分配带宽，支持的业务数量多等目前在有线VPN中已大量部署，广泛使用；但是局限于其物理连接的限制，必须使用到有线传输，随着现代科技无线技术的发展，不能适应新的无线技术。无线VPN目前广泛应用的有PP2P和L2TP方式的VPN,通过建立点对点连接通道发送数据，但是PP2P和L2TP不能分配带宽，造成网络资源分配不均，且两种方式通过基于硬件驱动的软件程序交换数据包，即所谓的软转发。当流量较大时,CPU的负载会很大，影响转发效率。因此不适用于大带宽，低时延的5G网络场景。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明结合了MPLS-VPN的优势，和5G网络的优势，将两者结合在一起，实现了一种在5G网络中的MPLS-VPN通信方法。

实现本发明目的的技术方案为，一种在5G网络中应用的MPLS-VPN通信方法，包括：

根据配置的服务器的IP和端口号来确定一条UDP协议的用户端，UDP协议的目的IP为用户端的IP地址，UDP协议的UDP端口号为用户端的UDP端口号；

根据配置的服务器IP和UDP端口号将用户端的业务信号封装成用户端UDP报文，通过UDP协议将用户端UDP报文发送至服务器端路由器的用户端；

接收用户端UDP报文，并将其进行DMZ转换，将转换后的用户端UDP报文，发送至服务器端5G网关的服务器端路由器；

将转换后的用户端UDP报文发生给服务器端的服务器端5G网关；

接收转换后的用户端UDP报文，并学习其中的服务器的IP和端口号，根据学习后的服务器IP和UDP端口号将服务器端的业务信号封装成服务器端UDP报文，并将服务器端UDP报文发送至基站的服务器端；

接收服务器端UDP报文，在nat表中查找对应的sim卡；并进行服务器IP和UDP端口号的替换，根据新的服务器IP和UDP端口号重新封装报文，将重新封装后的报文传输给用户端模组的基站；

接收重新封装后的报文，将新的服务器IP和UDP端口号替换用户端中配置的服务器的IP和端口号；将重新封装后的报文传输给用户端5G网关的用户端模组；

将重新封装后的报文传输给用户端的用户端5G网关。

对上述技术方案的进一步改进为：所述用户端的业务信号通过AC协议、PW协议、UDP协议进行封装。

且所述服务器端的业务信号通过AC协议、PW协议、UDP协议进行封装。

且所述用户端向服务器端发送含有IMEI号的报文，服务器端收到后，根据IMEI号匹配用户端创建的UDP协议。

且所述用户端定时向服务器端发送心跳报文，若用户端停止工作时的心跳时间超过阈值，则基站收回用户端的IP和端口号。

由上述技术方案可知：(1)本发明交换报文通过用户端、服务器端路由器、服务器端5G网关、服务器端、基站、用户端5G网关等硬件芯片内置驱动程序交换数据，对比与硬件驱动的软件程序交换数据的速度更块。

(2)本方法的基站在收到报文后，会在nat表中查找对应的sim卡，并根据实际需求并进行服务器IP和UDP端口号的替换，来灵活分配带宽，提高网络资源的有效利用率。

(3)本方法的IP和UDP端口号的替换在基站中进行，减轻了用户端、服务器端的硬件压力。

附图说明

图1为本发明提供的一种在5G网络中应用的MPLS-VPN通信方法的示意图：

图2为本发明的封装示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细具体说明，本发明的内容不局限于以下实施例。

参考图1，一种在5G网络中应用的MPLS-VPN通信方法，至少包括如下步骤：

用户端根据配置的服务器的IP和端口号来确定一条UDP协议，UDP协议的目的IP为用户端的IP地址，UDP协议的UDP端口号为用户端的UDP端口号；

服务器端需要协商报文，具体为用户端向服务器端发送含有IMEI号的报文，服务器端收到后，根据IMEI号匹配用户端创建的UDP协议，用户端不需要协商报文。

根据配置的服务器IP和UDP端口号将用户端的业务信号封装成用户端UDP报文，通过UDP协议将用户端UDP报文发送至服务器端路由器的用户端；

参考图2，用户端的业务信号通过AC协议、PW协议、UDP协议进行封装，先封装pw标签，再封装udp头，最后封装IP头，通过封装将业务信号压缩成数据包的形式，减少了文件大小，使传输效率增加。

UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议；

服务器端路由器的接收用户端UDP报文，并将其进行DMZ转换，将转换后的用户端UDP报文，发送至服务器端5G网关；DMZ通常为一个过滤的子网，DMZ在内部网络和外部网络之间构造了一个安全地带。

服务器端5G网关将转换后的用户端UDP报文发生给服务器端；

服务器端接收转换后的用户端UDP报文，并学习其中的服务器的IP和端口号，根据学习后的服务器IP和UDP端口号将服务器端的业务信号封装成服务器端UDP报文，并将服务器端UDP报文发送至基站；服务器端的业务信号封装方式与用户端的业务信号的封装方式一致。

基站接收服务器端UDP报文，在nat表中查找用户端对应的sim卡；并根据实际需求并进行服务器IP和UDP端口号的替换，来灵活分配带宽，提高网络资源的有效利用率，根据新的服务器IP和UDP端口号重新封装报文，将重新封装后的报文传输给用户端模组；

本方法的IP和UDP端口号的替换在基站中进行，减轻了用户端、服务器端的硬件压力。

用户端模组接收重新封装后的报文，将新的服务器IP和UDP端口号替换用户端中配置的服务器的IP和端口号；将重新封装后的报文传输给用户端5G网关；

用户端5G网关将重新封装后的报文传输给用户端。

本发明中用户端5G网关为用户端中的硬件设备，服务器端路由器、服务器端5G网关为服务器端的硬件设备。

为了节约网络资源，基站会收回用户端的IP和端口号，因此设定心跳报文用于监视服务器端的运行状态，心跳报文发送字符串信息表示网络存储器的运行状态，若用户端停止工作时的心跳时间超过阈值，则基站收回用户端的IP和端口号。

本发明交换报文通过用户端、服务器端路由器、服务器端5G网关、服务器端、基站、用户端5G网关等硬件芯片内置驱动程序交换数据，对比与硬件驱动的软件程序交换数据的速度更块。且实现了MPLS-VPN跨越5G网络，进行点对点通信；不需要运营商部署专门的网络，方便的利用现有的网络资源。