[发明专利]一种UPF数据处理的方法、系统及存储介质

说明书

本发明提供了一种UPF数据处理的方法、系统及存储介质，网卡数据分发模块对接收到数据进行解释，网卡数据分发模块对IP/UDP/PFCP、IP/UDP/GTP‑U、IP其它数据进行分类处理，根据配置的规则动态分发到网卡的接收队列；数据处理及转发模块根据配置的CPU逻辑核与接收队列的绑定关系，CPU逻辑核从指定的接收队列接收数据，根据来自SMF网元的控制指令，完成数据的处理及转发；网卡数据分发模块运行于网卡中，数据处理及转发模块运行于CPU逻辑核中。本发明把同一个UE IP地址的所有媒体数据、控制信令都关联到同一个CPU逻辑核，无需跨CPU核转发数据或跨核处理数据，最大程度利用CPU亲和性。

技术领域

本发明涉及5G移动通信技术领域，尤其涉及一种UPF数据处理的方法、系统及存储介质。

背景技术

在5G移动通信领域，UPF(User Plan Function)是5G核心网的网元之一，UPF根据SMF(Session Management Funtion)网元的控制指令，即N4接口的PFCP(PacketForwarding Control Protocol)信令，负责对用户面数据的接收、处理以及转发。

UPF设备网卡接收到外面发来的数据(包括N3/N4-PFCP/N4-U/N6/N9/N19接口)，网卡可以根据IP数据的IP五元组(源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口和传输层协议)把数据分发到不同的网卡队列，网卡队列关联CPU逻辑核(Central Processing UnitLogical Core)，实现CPU对特定数据的亲和性绑定；部分网卡能够识别GTP-U协议，把GTP-U封装的内层数据的IP五元组也作为数据分发的关键字，这样可以把手机(UE，UserEquipment)IP地址作为关键字，把该UE IP地址相关联的N3/N6/N9/N19接口数据与特定的CPU逻辑核绑定，从而进一步增强CPU对特定数据的亲和性绑定。

对于同一个UE IP地址相关联的数据和控制信令，包括N3//N4-U/N6/N9/N19接口的数据以及N4-PFCP接口的控制信令，已有技术只关联N3/N6/N9/N19接口数据，没有对同一个UE IP地址所关联的N4-U数据以及N4-PFCP控制信令进行关联分发，即对同一个UE IP地址的控制信令和数据处理，可能不会完全由同一个CPU逻辑核接收、处理以及转发，未能充分利用CPU亲和性，需要跨CPU核处理数据，或者上层应用再次把数据转发到另一个CPU核。

如图1所示，UPF网卡接收到N4-PFCP的IP封装数据，可以根据消息类型进行分发，比如节点相关消息分发到队列Q1、会话相关消息分发到队列Q2；对于N4-U的GTP-U封装数据，可以根据外层IP五元组分发到队列Q3；对于N3的GTP-U封装数据，可以根据GTP-U内层IP五元组的源IP地址(UE IP)分发到队列Q4；对于N9/N19的GTP-U封装数据，可以根据GTP-U内层IP五元组的目的IP地址(UE IP)分发到队列Q4；对于N6的IP封装数据，可以根据IP五元组的目的IP地址(UE IP)分发到队列Q4；这里假定队列Q1/Q2/Q3/Q4分别对应CPU逻辑核core1/core2/core3/core4，这样同一个UE IP地址的相关信令、媒体数据就由core2/core3/core4分别处理(core1处理节点相关数据，与UE的会话无关)，没能充分利用多核CPU的资源。

发明内容

为了充分利用多核CPU资源，有效提高UPF设备的数据处理能力及吞吐量，本发明提供了一种UPF数据处理的方法。

本发明提供了一种UPF数据处理的方法，网卡接收到数据包，网卡数据分发模块对接收到数据进行解释，网卡数据分发模块对IP/UDP/PFCP、IP/UDP/GTP-U、IP其它数据进行分类处理，根据配置的规则动态分发到网卡的接收队列；数据处理及转发模块根据配置的CPU逻辑核与接收队列的绑定关系，CPU逻辑核从指定的接收队列接收数据，根据来自SMF网元的控制指令，数据处理及转发模块完成数据的处理及转发；网卡数据分发模块运行于网卡中，数据处理及转发模块运行于CPU逻辑核中。