[发明专利]基于FPGA的3G数据包重组系统及方法

说明书

技术领域

发明涉及一种基于FPGA的3G数据包重组系统及方法，属于 TD-SCDMA网络安全领域的数据重组系统及方法。

背景技术

3G移动通信技术主要包括3大标准体系：中国的TD-SCDMA标准，欧 日的WCDMA标准和美国的CDMA2000标准。TD-SCDMA标准和WCDMA 标准承接了GSM的原有核心网结构，它们数据包统一封装在GTP协议中， 因此如果获取所有的GTP协议，可以监控所有的移动用户的核心网数据信 息。GTP协议分为GTP-C，GTP-U两种协议，其中GTP-C为用户信令协议， 部分信令协议中含有国际移动用户识别号(IMSI)。GTP-U封装的是用户数 据信息，不含有标志用户身份的IMSI，无法将用户数据与用户信息统一起 来。但是在监控系统中需要用户身份和用户状态和用户数据的统一。因此数 据采集过程中需要通过GTP-C和GTP-U之间的联系枢纽TEID(隧道标志 号)将3G核心网数据包重新组合。

目前对于用户身份信息及用户状态和用户数据的绑定与重组通常放在 软件平台上实现。但是由于对于大量用户的监管，需要对大量用户身份信息 (IMSI)动态的存取，软件上常采用数据结构中的树表实现，根据测试显示 软件实现用户数据与用户身份的绑定，处理速度仅能达到150Mbps。而3G 移动通信的通信速率往往高达1Gbps，用软件处理数据用户身份与用户数据 的绑定，达不到实时的目。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于 FPGA的3G数据包重组系统及方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明基于FPGA的3G数据包重组系统，其特征在于包括EMAC核模 块和用户接口模块，其中用户接口模块包括：消息类型处理模块、HASH模 块、IMSI存储模块、读写控制模块、IMSI插入模块、IMSI非空判断模块， 消息类型处理模块的输出端依次串接HASH模块、读写控制模块、IMSI插 入模块、IMSI非空判断模块，消息类型处理模块的输出端接IMSI插入模块 的输入端，HASH模块的输出端接IMSI存储模块的输入端，IMSI存储模块 与读写控制模块双向连接，消息类型处理模块的输入端接EMAC核模块的 输出端，IMSI非空判断模块的输出端接EMAC核模块的输入端。

所述的基于FPGA的3G数据包重组系统的重组方法，其特征在于包括 如下步骤：

步骤(1)：采用EMAC软核模块的接收客户端接口接收网关节点GGSN 和支持节点SGSN的链路上的所有3G数据包；

步骤(2)：将步骤(1)所述的3G数据包经过消息类型处理模块判断得 到网关节点GGSN与支持节点SGSN的协议类型：

当网关节点GGSN与支持节点SGSN的协议类型为控制信令协议 GTP-C，则插入标志位0；

当网关节点GGSN与支持节点SGSN的协议类型为用户数据协议 GTP-U，则插入标志位1；

步骤(3)：将步骤(2)所述的控制信令协议GTP-C和用户数据协议 GTP-U的数据包经过HASH模块得到存取IMSI的地址；

步骤(4)：将步骤(3)所述存取IMSI的地址经过读写控制模块对IMSI 信息进行读或者写：

a)当为控制信令协议GTP-C类型的数据包，则判断控制信令协议GTP-C 头部的消息类型：①当控制信令协议GTP-C头部的消息类型是建立请求信 息，则将IMSI存储进步骤(3)所述存取IMSI的地址；②当控制信令协议 GTP-C头部的消息类型是建立请求响应信息，则将控制信令协议GTP-C类 型的数据包头部的TEID-CP经过HASH模块得到取IMSI新地址得到IMSI， 并将控制信令协议GTP-C类型的数据包上行TEID-DII经过HASH模块得到 存IMSI新的地址，将IMSI存储进存IMSI新的地址内；③当控制信令协议 GTP-C头部的消息类型是下线响应信息，则将控制信令协议GTP-C类型的 数据包头部的TEID-CP经过HASH模块得到取IMSI新地址得到IMSI；

b)当为用户数据协议GTP-U类型的数据包，则将用户数据协议GTP-U 类型的数据包头部的TEID-DII经过HASH模块得到取IMSI新地址得到 IMSI；