[发明专利]对GTP隧道中的IP分片的改进

说明书

本发明涉及用于改进用户设备UE(10)与对等节点PN(14)之间的用户净荷的IP分片和传输的方法。净荷通过至少由所建立的第一(17，18)和第二(17，18)隧道实现的传输路径来传送，所述隧道连接分组核心网PCN中的第一(11，13)和第二(11，13)节点。该方法包括下列步骤：第一节点(11，13)基于传输路径的上IP层的最小的最大传输单元MTU将至少一个所接收净荷分组(15)分片(19)为片断(16)；第一节点(11，13)在第一隧道(17，18)的入口处封装(20)所述片断。该方法的特征具体在于，它还包括一个步骤，其中第一节点(11，13)基于传输路径的下IP层的MTU并且基于已封装片断(16)的至少一个附加隧道信头的大小来确定(21)传输路径的上IP层的MTU。

技术领域

本发明涉及用于改进用户设备UE与对等节点PN之间的用户净荷的IP分片和传输的方法。本发明还涉及适用于同样目的的第一节点和分组核心网。

背景技术

在分组核心网PCN中，所传送的用户净荷将通过添加和去除GPRS隧道传递协议GTP信头来封装和拆除封装。eNodeB与在服务网关S-GW之间以及S-GW与PDN网关P-GW之间的两个随之而来的GTP隧道需要被建立，以便在用户设备UE与分组数据网络PDN之间成功地传送分组，同时S-GW充当两个隧道之间的中介。

当用户净荷的IP分组足够大时，封装之后的最终IP分组大小可能超过容许值。容许值的一个示例是1500字节的最大传输单元MTU。由于MTU限制，净荷必须在传输路径中在eNodeB、S-GW和P-GW之中分片。层的最小MTU指的是该层能够向上传递的最大协议数据单元的大小。在PCN中，这涉及两个节点之间、例如eNodeB与S-GW之间的传输容量。

当前，eNodeB、S-GW和P-GW再使用标准IP分片机制，即，已分片分组将在IP级重组，然后在用户空间经过处理以供GTP隧道传递。如果遗憾的是大分组、即所谓的“巨型分组”到达，则eNodeB、S-GW和P-GW都将必须执行这个重组和分片。

来看上行链路数据传输(从UE始发的数据)，第一分片开始于(eNodeB与S-GW之间的)第一隧道的入口处。对于下行链路，数据第一隧道则是P-GW与S-GW之间的隧道。用于上行链路的数据可在(S-GW与P-GW之间的)第二隧道的末端再次分片和发出。在eNodeB/S-GW/P-GW中，各网络单元将重组IP分组以获得完整数据，然后建立GTP隧道以将数据发送给下一个网络单元。注意，IP信头和数据都将通过GTP来隧道传递。从分片过程能够推断，在最坏条件下，用于沿涉及eNodeB/S-GW/P-GW的传输路径的分片处理的时间是：

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

显然，能够看到，在GTP隧道传输路径中涉及过多的分片和重组。因此，性能受到严重影响。此外，当网络中存在大量片断时，分片和重组将消耗内核IP资源的许多工作量，并且对网络吞吐量产生危害。

存在对于3GPP中29.061的变更请求CR，包括使用MTU发现来查找沿传输路径的最小MTU的建议。各网络节点能够使用这个MTU来检测和进行IP分片，因为它将避免沿该路径的额外IP分片。移动台/用户设备或者外部IP网络中的服务器可通过路径MTU发现来找出端对端MTU，并且因此在源已经正确分片。

但是，在按照变更请求的建议中，如果分组大小超过MTU，则IP分片仍然发生。同时，如TCP MSS(最大段大小)之类的一些上层协议提供用于分段协商的机制。这能够防止IP分片，但是对于其它上层协议不常见。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种避免沿PS网络中的eNodeB与P-GW之间的传输路径的任何IP分片的方法。