《一种3G通信的方法和系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种3G通信的方法和系统.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104301195 A (43)申请公布日 2015.01.21 CN 104301195 A (21)申请号 201410573318.9 (22)申请日 2011.11.04 201110344982.2 2011.11.04 H04L 12/46(2006.01) H04L 12/803(2013.01) H04L 29/08(2006.01) H04L 29/12(2006.01) (71)申请人 迈普通信技术股份有限公司 地址 610041 四川省成都市高新区九兴大道 16 号迈普大厦 (72)发明人 刘飞飞 汤宇浩 (54) 发明名称 一种 3G 通信的方。
2、法和系统 (57) 摘要 本发明提供了一种 3G 通信的方法， 包括如下 步骤 ： A、 第一网关的第一 3G 接口和第二 3G 接口 分别通过拨号获取到公网的 IP 地址， 第一网关配 置第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对点接口 ； B、 第一网关将两个虚拟点对点接口绑定到同一个 多链路组中， 第一虚拟点对点接口与第一 3G 接口 关联， 第二虚拟点对点接口与第二 3G 接口关联 ； C、 第一网关的第一虚拟点对点接口和第二虚拟点 对点接口分别向第二网关发起建立第二层隧道协 议 L2TP 隧道， 并各自建立会话 ； D、 第一网关配置 策略路由， 确定所要发送的报文是属于哪个虚拟 点对点接口，。
3、 并指定属于第一虚拟点对点接口的 报文从第一 3G 接口发送， 属于第二虚拟点对点接 口的报文从第二 3G 接口发送。 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104301195 A CN 104301195 A 1/2 页 2 1. 一种 3G 通信的方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： A、 第一网关的第一 3G 接口和第二 3G 接口分别通过拨号获取到公网的 IP 地址， 第一网 关配置第一虚拟点对点接口和。
4、第二虚拟点对点接口共计两个虚拟点对点接口 ； B、 第一网关将两个虚拟点对点接口绑定到同一个多链路组中， 第一虚拟点对点接口与 第一 3G 接口关联， 第二虚拟点对点接口与第二 3G 接口关联 ； C、 第一网关的第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对点接口分别向第二网关发起建立 第二层隧道协议 L2TP 隧道， 并各自建立会话 ； D、 第一网关配置策略路由， 确定所要发送的报文是属于哪个虚拟点对点接口， 并指定 属于第一虚拟点对点接口的报文从第一 3G 接口发送， 属于第二虚拟点对点接口的报文从 第二 3G 接口发送。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述第一网关确定所要发送。
5、的报文是属 于哪个虚拟点对点接口的依据是负载均衡算法。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述第一网关确定所要发送的报文是属 于哪个虚拟点对点接口之前， 进一步包括 ： 第一网关判断所要发送的报文长度是否大于预先设定的阈值， 若是， 则第一网关的多 链路接口对所述大数据报文进行分片， 在多链路上发送分片后的报文。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述第一网关作为L2TP客户端， 所述第二 网关作为 L2TP 网络服务器。 5. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 步骤 C 进一步包括 ： 多链路组获取到第二 网关分配的 IP 地址。 6. 根据权利要求。
6、 1 所述的方法， 其特征在于， 步骤 B 进一步包括 ： 在多链路接口上配置 多链路组的 IP 地址。 7.根据权利要求2至3任一项所述的方法， 其特征在于， 步骤D所述第一网关配置策略 路由包括 ： 第一网关上配置访问控制列表 ACL， 匹配用户数据协议 UDP 的端口号 ； 第一网关配置第一路由映射和第二路由映射， 指定路由映射匹配所述 ACL， 设置第一路 由映射的报文发送接口为第一3G端口， 设置第二路由映射的报文发送接口为第二3G端口， 第一虚拟点对点接口上应用第一路由映射， 第二虚拟点对点接口上应用第二路由映射 ； 第一网关配置静态路由， 将目的 IP 地址对应第二网关连接的设备。
7、的报文通过所述多 链路组发送。 8. 一种 3G 通信系统， 其特征在于， 该系统包括第一网关和第二网关， 所述第一网关包含第一 3G 接口和第二 3G 接口， 所述第一 3G 接口和第二 3G 接口分别 通过拨号获取到公网的 IP 地址， 第一网关配置第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对点接 口共计两个虚拟点对点接口 ； 第一网关将两个虚拟点对点接口绑定到同一个多链路组中， 第一虚拟点对点接口与第一 3G 接口关联， 第二虚拟点对点接口与第二 3G 接口关联 ； 第一网关的第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对点接口分别向第二网关发起建立第 二层隧道协议 L2TP 隧道， 并各自建立会话 ； 第一网关。
8、配置策略路由， 确定所要发送的报文是属于哪个虚拟点对点接口， 属于第一 虚拟点对点接口的报文从第一 3G 接口发送， 属于第二虚拟点对点接口的报文从第二 3G 接 权 利 要 求 书 CN 104301195 A 2 2/2 页 3 口发送。 权 利 要 求 书 CN 104301195 A 3 1/5 页 4 一种 3G 通信的方法和系统 技术领域 0001 本发明涉及移动通信技术领域， 尤其涉及一种 3G 通信的方法和系统。 背景技术 0002 在通信领域， 随着网络通信业务越来越多样化， 人们对带宽的要求越来越高， 传 统的物理链路的带宽及通信方式越来越无法满足人们的需求。基于此， 第三。
9、代移动通信 技术应运而生成为必然。3G 是 3rd Generation 的缩写， 指第三代移动通信技术。相对第 一代模拟制式手机 (1G) 和第二代全球移动通信系统 (GSM， Global System for Mobile Communications)、 时分复用多址 (TDMA， Time Division Multiple Access) 等数字手机 (2G)， 第三代手机是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它 能够处理图像、 音乐、 视频流等多种媒体形式， 提供包括、 视频电话会议、 电子商务、 高速数 据上载等多种信息服务。 这种服务要求无线网络能够支持。
10、不同的数据传输速率， 即室内、 室 外和移动的环境中分别至少2M/s、 384k/s以及144k/s的传输速度。 目前的标准有宽带码分 复用多址 (WCDMA， Wideband Code Division Multiple Access)、 CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000)、 时分同步码分多址(TD-SCDMA， Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)。 0003 据统计， 自 2009 年至今， 全球无线运营商在基础设施上面的支出在持续增长， 重 点放在 3G 。
11、技术上面， 以延长其投资的寿命。国内也在不断的完成大部分 3G 网络扩建工作。 3G 网络从带宽以及数据业务承载上比 2G 有明显的优势， 但在实际使用环境中， 由于信号或 网络状况不佳， 网络带宽达不到理论的空中传输速率， 因此用户对视频与网络浏览等高带 宽移动数据服务的要求仍然不能得到很好的满足。再加上 3G 网络的不稳定性， 给用户的使 用带来了很大的不便。 发明内容 0004 本发明提供了一种 3G 通信的方法和系统， 能够增大 3G 带宽。 0005 本发明实施例提供了一种 3G 通信的方法， 包括如下步骤 ： 0006 A、 第一网关的第一 3G 接口和第二 3G 接口分别通过拨号。
12、获取到公网的 IP 地址， 第 一网关配置第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对点接口共计两个虚拟点对点接口 ； 0007 B、 第一网关将两个虚拟点对点接口绑定到同一个多链路组中， 第一虚拟点对点接 口与第一 3G 接口关联， 第二虚拟点对点接口与第二 3G 接口关联 ； 0008 C、 第一网关的第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对点接口分别向第二网关发起 建立第二层隧道协议 L2TP 隧道， 并各自建立会话 ； 0009 D、 第一网关配置策略路由， 确定所要发送的报文是属于哪个虚拟点对点接口， 并 指定属于第一虚拟点对点接口的报文从第一 3G 接口发送， 属于第二虚拟点对点接口的报 文从第二 3。
13、G 接口发送。 0010 较佳地， 所述第一网关确定所要发送的报文是属于哪个虚拟点对点接口的依据是 说 明 书 CN 104301195 A 4 2/5 页 5 负载均衡算法。 0011 较佳地， 所述第一网关确定所要发送的报文是属于哪个虚拟点对点接口之前， 进 一步包括 ： 0012 第一网关判断所要发送的报文长度是否大于预先设定的阈值， 若是， 则第一网关 的多链路接口对所述大数据报文进行分片， 在多链路上发送分片后的报文。 0013 较佳地， 所述第一网关作为 L2TP 客户端， 所述第二网关作为 L2TP 网络服务器。 0014 较佳地， 步骤 C 进一步包括 ： 多链路组获取到第二网。
14、关分配的 IP 地址。 0015 较佳地， 步骤 B 进一步包括 ： 在多链路接口上配置多链路组的 IP 地址。 0016 较佳地， 步骤 D 所述第一网关配置策略路由包括 ： 0017 第一网关上配置访问控制列表 ACL， 匹配用户数据协议 UDP 的端口号 ； 0018 第一网关配置第一路由映射和第二路由映射， 指定路由映射匹配所述 ACL， 设置第 一路由映射的报文发送接口为第一 3G 端口， 设置第二路由映射的报文发送接口为第二 3G 端口， 第一虚拟点对点接口上应用第一路由映射， 第二虚拟点对点接口上应用第二路由映 射 ； 0019 第一网关配置静态路由， 将目的 IP 地址对应第二。
15、网关连接的设备的报文通过所 述多链路组发送。 0020 本发明实施例还提出一种 3G 通信系统， 该系统包括第一网关和第二网关， 0021 所述第一网关包含第一 3G 接口和第二 3G 接口， 所述第一 3G 接口和第二 3G 接口 分别通过拨号获取到公网的 IP 地址， 第一网关配置第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对 点接口共计两个虚拟点对点接口 ； 第一网关将两个虚拟点对点接口绑定到同一个多链路组 中， 第一虚拟点对点接口与第一 3G 接口关联， 第二虚拟点对点接口与第二 3G 接口关联 ； 0022 第一网关的第一虚拟点对点接口和第二虚拟点对点接口分别向第二网关发起建 立第二层隧道协议 L。
16、2TP 隧道， 并各自建立会话 ； 0023 第一网关配置策略路由， 确定所要发送的报文是属于哪个虚拟点对点接口， 属于 第一虚拟点对点接口的报文从第一 3G 接口发送， 属于第二虚拟点对点接口的报文从第二 3G 接口发送。 0024 从以上技术方案可以看出， 两个 3G 接口分别关联虚拟点对点接口， 将这两个虚拟 点对点接口绑定到同一个多链路组中， 通过这两个虚拟点对点接口建立 L2TP 隧道建立会 话， 从而实现 3G 技术与多链路点对点结合， 达到增大上载带宽的效果， 尤其使用在视频文 件传输以及 IP 语音业务中更能体现出其优势。 附图说明 0025 图 1 为本发明方案典型应用的网络。
17、环境示意图 ； 0026 图 2 为本发明实施例的一个典型系统架构示意图 ； 0027 图 3 为本发明实施例提供的通信部署过程示意图 ； 0028 图 4 为本发明实施例提供的策略路由配置一种具体过程示意图 ； 0029 图 5 为本发明实施例的报文发送流程示意图 ； 0030 图 6 为本发明实施例的报文的头部封装过程示意图。 说 明 书 CN 104301195 A 5 3/5 页 6 具体实施方式 0031 本发明提供了一种可以有效增大 3G 网络带宽的通信方法， 其基本思想是在 3G 通 信中引入点对点多链路 (PPP Multilink) 技术。3G 技术与多链路 PPP 结合使用。
18、， 能够实现 增大上载带宽的效果， 尤其使用在视频文件传输以及 IP 语音业务中更能体现出其优势。 0032 点对点多链路 (PPP Multilink) 协议是点对点协议 (PPP) 的扩展， 它具有绑定 两条或者多条同步并行连接的能力， 所产生的虚拟连接拥有的带宽等于各条独立连接 的带宽的总和， 也就是将多个 PPP 链路捆绑起来， 形成一条更大带宽的 PPP 链路， 即 PPP Multilink。 随着网路带宽的不断增大， 用户对多链路PPP的青睐不比往日， 目前多链路PPP 多用在同步数字体系 (SDH， Synchronous Digital Hierarchy) 网点中用于光网络。
19、接入， 而 普通用户很少采用多链路 PPP 的应用环境。多链路 PPP 的好处不仅仅在于增大网络带宽， 还有达到按需控制带宽， 降低传输延迟， 实现链路冗余的效果。 0033 本发明方案要求网络设备支持至少两张 3G 卡， 网络环境支持第二层隧道协议 (L2TP， Layer 2 Tunneling Protocol) 隧道连接。本发明方案典型应用的网络环境如图 1 所示。网关 A 101 具有两个 3G 接口， 网关 A101 通过基站 102 接入 IP 核心网 103， 网关 B105 通过基站 104 接入 IP 核心网 103。网关 A 和网关 B 之间建立 L2TP 隧道。网关 A。
20、 可以连接 多种网络设备， 包括但不限于 IP 电话机、 视频采集设备、 视频接收终端、 个人电脑等 ； 网关 B 可以连接多种网络设备， 包括但不限于 IP 电话机、 视频采集设备、 视频接收终端、 FTP 服务 器等。 0034 本发明实施例中， 网关 A 101 使用两张 3G 卡， 拨号后与基站 102 建连并获取 到公网 IP 地址， 同时两张 3G 卡充当 L2TP 隧道中的 L2TP 客户端 (LAC， L2TP Access Concentrator) 的角色。保证 L2TP 网络服务器 (LNS， L2TP Network Server) 设备 ( 即图 1 中的网关 B) 。
21、已持有公网 IP 地址。 0035 两个 LAC 客户端持有公网地址后， LAC 客户端将开始发起与 LNS 之间的 L2TP 隧道 连接。即图 1 中电信 3G 接口 1 和电信 3G 接口 2 分别与网关 B 建立起 L2TP 会话。 0036 两个会话分别建立完成后， 网关 A 和网关 B 开始进行 PPP 协商， 其中一条链路 ( 例 如 ： 电信 3G 接口 1 所在的链路 ) 协商完成后， 加入到多链路 (multilink) 组后， 另一条链路 开始协商， 协商成功后也加入到 multilink 组中。这样就完成了 2 个 LAC 客户端与 LNS 之 间的隧道连接。多链路的 m。
22、ultilink 组对应的 multilink 接口主要负责数据报文的分片和 重组。 0037 以上步骤完成后， 网关 A 101 连接的客户端和网管 B 104 连接的客户端或服务器 可以完成视频、 语音、 IP 电话、 数据等多种业务通信。所述客户端可以是 IP 电话机、 视频采 集设备、 视频接收终端、 PC 等。所述服务器可以是 FTP 服务器或其他业务服务器。 0038 较佳地， 网关 A 101 将所要发送的报文长度与预先设定的阈值比较， 如果大于， 则 判定所要发送的报文为大数据报文， multilink 接口能够对大数据报文进行分片， 然后在多 链路上发送， 这样可以提高链路利。
23、用率以及发送效率。所述分片是利用 PPP multilink 的 功能， PPP multilink相关的功能实现方式可遵照现有标准。 对于视频数据则对报文顺序以 及接收时间要求较高， 使用多链路的按序接收功能， 可以保证视频画面的完整性和流动性。 也能够采用多链路的链路分段交错 (LFI Link Fragmentation Interleave) 功能， 使非低 延迟排队 (LLQ， Low Latency Queuing) 大字节报文在发送前被分片， 逐一发送。而此时如 说 明 书 CN 104301195 A 6 4/5 页 7 果有长度较小且实时性要求高的语音报文到达， 则可以相对较。
24、快的得到发送， 从而保证了 语音等实时业务的时延与抖动。 0039 由于 3G 网络的不稳定性， 若使用单条 3G 线路， 一旦因网络信号突然变差或网络 拥塞导致链路断开， 3G 线路上数据通信定会受到严重影响， 使用多链路 PPP 将至少双条 3G 线路绑定， 当其中一条线路出现问题后， 其余 3G 线路能够作为冗余备份继续完成数据的通 信。 0040 以下通过图 2 所述系统架构对本发明方案进行详细阐述。 0041 图 2 中， 网关 A 必须支持 PPP 客户端 +LAC 模式， 网关 A 能够自动发起 L2TP 隧道建 立。网关 B 作为 LNS 端。通信部署过程如图 3 所示， 包括。
25、如下步骤 ： 0042 步骤 301 ： 网关 A 的 3G 接口 C1 与 3G 接口 C2 分别通过拨号获取到公网的 IP 地址， 并且能够与网关 B 的公网接口通信。其中， 3G 接口 C1 的公网 IP 地址为 110.1.1.1， C2 的 公网 IP 地址为 110.1.2.1。 0043 步骤 302 ： 网关 A 配置两个虚拟 PPP 接口 (virtual-ppp1 和 virtual-ppp2)， 用于 模拟 PPP 接口拨号。 0044 步骤 303 ： 网关 A 将两个虚拟 PPP 接口绑定到同一个多链路 (multilink) 组中， 并 且第一虚拟 PPP 接口 v。
26、irtual-ppp1 与 3G 接口 C1 关联， 第二虚拟 PPP 接口 virtual-ppp2 与 3G 接口 C2 关联。 0045 步骤 304 ： 网关 A 的第一虚拟 PPP 接口 virtual-ppp1 和第二虚拟 PPP 接口 virtual-ppp2 接口分别发起 PPP 拨号并向目的地址为 120.1.1.1 的设备 ( 即网关 B) 发起 L2TP 隧道建立， 并各自建立会话。 0046 该步骤进一步包括 ： multilink 组获取到 LNS 分配的 IP 地址 172.1.1.100， multilink 组成员为 virtual-ppp1 和 virtual。
27、-ppp2。通过 PPP 地址协商为 multilink 接 口分配 IP 地址。在其他实施例中， 也可以在步骤 303 建立多链路组时， 直接在 multilink 接口上配置多链路组的 IP 地址 (172.1.1.100)， 而不通过 LNS 来分配。 0047 通过以上流程， 网关 A 就能够通过 L2TP 隧道与网关 B 进行通信了， 具体通信方式 如下 ： 0048 网关 A 配置策略路由， 根据负载均衡算法来确定所要发送的报文是属于哪个虚拟 点对点接口， 并指定 virtual-ppp1 接口的数据从 C1 接口发送， virtual-ppp2 的数据从 C2 接口发送。否则， 。
28、从 virtual-ppp1 和 virtual-ppp2 发送的报文可能会被路由到同一个 3G 接口发送， 达不到 3G 接口上负载分担发送的效果。 0049 图 4 给出了策略路由配置一种具体示例， 包括如下步骤 ： 0050 步骤 401 ： 网关 A 上配置访问控制列表 (ACL， Access Control List)， 匹配用户数 据协议 (UDP， User Datagram Protocol) 的端口号为 1701。( 注 ： 该实施例中的 L2TP 报文 端口号为 1701)。ACL 配置可以指定进行匹配的内容， 这里 ACL 配置为匹配端口号的方式。 0051 步骤 40。
29、2 ： 网关 A 配置路由映射 (route-map)vp1 和 vp2， 指定路由映射匹配所述 ACL。设置 vp1 的报文发送接口为 C1， 设置 vp2 的报文发送接口为 C2。Virtual-ppp1 上应 用路由映射 vp1， virtual-ppp2 上应用路由映射 vp2。路由映射可以利用 ACL 的匹配功能 进行报文的匹配和识别， 这里指通过配置将路由映射与步骤 401 中配置的 ACL 进行关联。 0052 步骤 403 ： 网关 A 配置静态路由， 让目的 IP 地址为 192.168.0.0/16 地址段 ( 即第 说 明 书 CN 104301195 A 7 5/5 页。
30、 8 二网关连接的设备的 IP 地址 ) 的报文通过 multilink 组发送。Multilink 组发送时会按照 负载均衡模式， 将报文分担到其成员接口 ( 两个虚拟 PPP 接口 ) 上， 而虚拟 PPP 接口又绑定 了各自的 3G 接口， 所以业务报文最终被分担到两个 3G 接口上进行发送。 0053 图 4 所示流程仅为举例， 并未用于限制本发明。在其他实施例中也可以采用其他 具体实现方式来配置策略路由。 0054 报文发送流程和报文的头部封装过程分别如图 5 和图 6 所示。 0055 假定网关 A 内网用户向目的 IP 地址为 192.168.1.10 发送报文 P1。网关 A 。
31、收到 报文 P1， 被路由到 multilink 接口进行发送， multilink 接口对其封装 PPP 以及 multilink 链路头部信息， 得到报文 P2。Multilink 组根据负载均衡算法， 将报文分配到其中一个成员 接口进行发送。假定这里 P2 报文被分配到 virtual-ppp1 接口发送。Virtual-ppp1 接口对 P2 报文封装 L2TP 头部以及 IP 头部后进行再次路由发送。得到报文 P3。 0056 由于策略路由指定了 virtual-ppp1 接口的数据从 C1 接口发送出去， 所以 P3 最终 从 C1 接口进行发送， C1 接口对 P3 报文进行 P。
32、PP 链路头部封装， 报文从 C1 接口发送出去。 最终发送出去的报文为 P4。 0057 本发明技术方案可以达到如下有益效果 ： 0058 第一， 能够增大上行链路带宽， 多条 PPP 链路绑定起来， 增大原有的 PPP 链路的带 宽， 与动态拨号结合起来， 在原来单条 3G 链路的基础上再添加一条链路， 而不改变原来的 网络环境， 多链路 PPP 可以达到增大上行链路带宽的目的。 0059 第二， 能够利用分片降低延迟， 当报文在多链路 PPP 上传输时， 对大字节报文被分 片后， 通常多个分片报文是能够在多条链路上同时传输的。这样就可以降低大字节报文的 传输时延。 0060 第三， 多链。
33、路 PPP 协议能够实现多条链路的冗余， 也就是说一条物理链路出现异 常导致链路 down， 另外一条链路能够承担更多的工作， 而不会影响数据的通信。 0061 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明保护的范围之内。 说 明 书 CN 104301195 A 8 1/3 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104301195 A 9 2/3 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104301195 A 10 3/3 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 104301195 A 11 。