一种报文传输方法、设备及通信系统与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种报文传输方法、设备及通信系统。

背景技术：

现今，随着互联网的规模迅速扩张，现有路由系统的过分臃肿，及可控性较差，因此需要全新的网络架构理念来维持互联网的可持续发展。鉴于此，开放流(OpenFlow)技术应运而生。OpenFlow技术是一套开放接口、支持多控制的交换标准。OpenFlow技术是在现有传输控制协议/互联网协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)技术的基础上，将原本完全由传统交换机/路由器控制的数据包转发过程，转化为由支持OpenFlow技术的OpenFlow交换机(以下简称交换机)和OpenFlow控制器(以下简称控制器)分别完成的独立过程，实现了转发面和控制面的分离。

目前，将OpenFlow技术应用到移动核心网络已经成为一种趋势，但是将OpenFlow技术应用到移动核心网络之后，接入网向移动核心网络传输报文时可能会出现报文传输失败的现象。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种报文传输方法、设备及通信系统，能够在转发面和控制面分离的移动核心网络的环境中提高接入网向移动核心网络传输报文的成功率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种通信系统，包括：位于核心网的转发面装置和服务网关控制面装置；

所述转发面装置用于接收基站广播的MAC地址请求，并转发所述MAC地址请求；其中，所述MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求所述目标IP地址对应的MAC地址，所述转发面装置未保存所述目标IP地址与所述MAC地址的第一对应关系；

所述服务网关控制面装置用于接收所述转发面装置转发的所述MAC地址请求，根据所述第一对应关系和所述目标IP地址获取所述MAC地址，发送MAC地址请求响应；其中所述MAC地址请求响应包括所述MAC地址；

所述转发面装置还用于接收所述MAC地址请求响应，转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，

所述服务网关控制面装置上保存有所述第一对应关系；或者，

所述服务网关控制面装置还用于从配置数据库获取所述第一对应关系。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，

所述服务网关控制面装置还用于发送第一转发指示至所述转发面装置；其中所述第一转发指示用于指示所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站；

所述转发面装置具体用于根据所述第一转发指示，发送所述MAC地址请求响应至所述基站。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述系统还包括其他转发面装置；

所述服务网关控制面装置还用于发送第二转发指示至所述其他转发面装置；其中，所述第二转发指示用于指示所述其他转发面装置丢弃目的MAC地址为所述MAC地址的数据报文。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述系统还包括网络管理装置；

所述转发面装置具体用于转发所述MAC地址请求至所述网络管理装置；

所述网络管理装置用于接收所述转发面装置转发的MAC地址请求，发送所述MAC地址请求至所述服务网关控制面装置。

根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述系统还包括其他控制面装置；

所述网络管理装置具体用于向所述服务网关控制面装置和所述其他控制面装置广播所述MAC地址请求。

根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，

所述网络管理装置具体用于根据所述目标IP地址和所述服务网关控制面的第二对应关系以及所述目标IP地址，发送所述MAC地址请求至所述服务网关控制面装置。

根据第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，

所述网络管理装置保存有所述第二对应关系；或者，

所述网络管理装置用于从配置数据库获取所述第二对应关系。

结合第一方面或第一方面的第四种至第七种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，

所述网络管理装置还用于从所述服务网关控制面装置接收所述MAC地址请求响应，发送所述MAC地址请求响应至所述转发面装置。

第二方面，提供一种转发面装置，包括：

第一接收单元用于接收基站广播的MAC地址请求；其中所述MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求所述目标IP地址对应的MAC地址；

第一转发单元用于当所述转发面装置未保存所述目标IP地址与所述MAC地址的第一对应关系时，将所述MAC地址请求转发至服务网关控制面装置，以使所述服务网关控制面装置根据所述第一对应关系和所述目标IP地址获取所述MAC地址，发送MAC地址请求响应至所述转发面装置；其中所述MAC地址请求响应包括所述MAC地址；

第二接收单元用于接收所述MAC地址请求响应；

第二转发单元用于转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

在第二方面的第一种可能的实现方式中：

第三接收单元用于接收所述服务网关控制面装置发送的第一转发指示；其中所述第一转发指示用于指示所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站；

所述第二转发单元具体用于：根据所述第一转发指示，发送所述MAC地址请求响应至所述基站。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中：

所述第一转发单元具体用于：转发所述MAC地址请求至所述网络管理装置，以使所述网络管理装置将所述MAC地址请求转发至所述服务网关控制面装置。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中：

所述第二接收单元具体用于：接收所述服务网关控制面装置通过所述网络管理装置转发的所述MAC地址请求响应。

第三方面，提供一种服务网关控制面装置，包括：

接收单元用于接收MAC地址请求；其中所述MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求所述目标IP地址对应的MAC地址；

MAC地址获取单元用于根据所述目标IP地址与所述MAC地址的第一对应关系和所述目标IP地址获取所述MAC地址；

第一发送单元用于发送MAC地址请求响应至所述转发面装置，以便所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站；其中所述MAC地址请求响应包括所述MAC地址。

在第三方面的第一种可能的实现方式中：

所述第一对应关系是保存在所述服务网关控制面装置上的；或者，所述第一对应关系是所述服务网关控制面装置从配置数据库中获取的。

结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述服务网关控制面装置，还包括：

第二发送单元用于发送第一转发指示至所述转发面装置；其中所述第一转发指示用于指示所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述服务网关控制面装置，还包括：

第三发送单元用于发送第二转发指示至其他转发面装置；其中，所述第二转发指示用于指示所述其他转发面装置丢弃目的MAC地址为所述MAC地址的数据报文。

结合第三方面或第三方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中：

所述接收单元具体用于：接收所述转发面装置通过所述网络管理装置转发的所述MAC地址请求。

结合第三方面或第三方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第三方面的第五种可能的实现方式中：

所述第一发送单元具体用于：通过所述网络管理装置将所述MAC地址请求响应转发至所述转发面装置，以便所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

第四方面，提供一种报文传输方法，包括：

转发面装置接收基站广播的MAC地址请求；其中所述MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求所述目标IP地址对应的MAC地址；

当所述转发面装置未保存所述目标IP地址与所述MAC地址的第一对应关系时，所述转发面装置将所述MAC地址请求转发至服务网关控制面装置，以使所述服务网关控制面装置根据所述第一对应关系和所述目标IP地址获取所述MAC地址，发送MAC地址请求响应至所述转发面装置；其中所述MAC地址请求响应包括所述MAC地址；

所述转发面装置接收所述MAC地址请求响应；

所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

在第四方面的第一种可能的实现方式中，

所述方法还包括：所述转发面装置接收所述服务网关控制面装置发送的第一转发指示；其中所述第一转发指示用于指示所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站；

所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站具体包括：所述转发面装置根据所述第一转发指示，发送所述MAC地址请求响应至所述基站。

结合第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式，在第四方面的第二种可能的实现方式中，所述转发面装置将所述MAC地址请求转发至服务网关控制面装置具体包括：

所述转发面装置转发所述MAC地址请求至所述网络管理装置，以使所述网络管理装置将所述MAC地址请求转发至所述服务网关控制面装置。

结合第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式或第四方面的第二种可能的实现方式，在第四方面的第三种可能的实现方式中，所述转发面装置接收所述MAC地址请求响应具体用于：

所述转发面装置接收所述服务网关控制面装置通过所述网络管理装置转发的所述MAC地址请求响应。

第五方面，提供一种报文传输方法，包括：

服务网关控制面装置接收MAC地址请求；其中所述MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求所述目标IP地址对应的MAC地址；

所述服务网关控制面装置根据所述目标IP地址与所述MAC地址的第一对应关系和所述目标IP地址获取所述MAC地址；

所述服务网关控制面装置发送MAC地址请求响应至所述转发面装置，以便所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站；其中所述MAC地址请求响应包括所述MAC地址。

在第五方面的第一种可能的实现方式中：

所述第一对应关系是保存在所述服务网关控制面装置上的；或者，所述第一对应关系是所述服务网关控制面装置从配置数据库中获取的。

结合第五方面或第五方面的第一种可能的实现方式，在第五方面的第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述服务网关控制面装置发送第一转发指示至所述转发面装置；其中所述第一转发指示用于指示所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

结合第五方面或第五方面的第一种可能的实现方式，在第五方面的第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述服务网关控制面装置发送第二转发指示至其他转发面装置；其中，所述第二转发指示用于指示所述其他转发面装置丢弃目的MAC地址为所述MAC地址的数据报文。

结合第五方面或第五方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第五方面的第四种可能的实现方式中，所述服务网关控制面装置接收转发面装置发送的MAC地址请求具体包括：

所述服务网关控制面装置接收所述转发面装置通过所述网络管理装置转发的所述MAC地址请求。

结合第五方面或第五方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第五方面的第五种可能的实现方式中，所述服务网关控制面装置发送MAC地址请求响应至所述转发面装置，以便所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站具体包括：

所述服务网关控制面装置通过所述网络管理装置将所述MAC地址请求响应转发至所述转发面装置，以便所述转发面装置转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

第六方面，提供一种转发面设备，包括：

通信单元，用于与外部网元进行通信；

处理器，用于：

通过所述通信单元接收基站广播的MAC地址请求；其中所述MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求所述目标IP地址对应的MAC地址；

当所述转发面设备未保存所述目标IP地址与所述MAC地址的第一对应关系时，通过所述通信单元将所述MAC地址请求转发至服务网关控制面设备，以使所述服务网关控制面设备根据所述第一对应关系和所述目标IP地址获取所述MAC地址，通过所述通信单元发送MAC地址请求响应至所述转发面设备；其中所述MAC地址请求响应包括所述MAC地址；

通过所述通信单元接收所述MAC地址请求响应；

通过所述通信单元转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

在第六方面的第一种可能的实现方式中：

所述处理器还用于通过所述通信单元接收所述服务网关控制面设备发送的第一转发指示；其中所述第一转发指示用于指示所述转发面设备转发所述MAC地址请求响应至所述基站；

所述处理器通过所述通信单元转发所述MAC地址请求响应至所述基站具体用于：根据所述第一转发指示，通过所述通信单元发送所述MAC地址请求响应至所述基站。

结合第六方面或第六方面的第一种可能的实现方式，在第六方面的第二种可能的实现方式中：

所述处理器通过所述通信单元将所述MAC地址请求转发至服务网关控制面设备具体用于：通过所述通信单元转发所述MAC地址请求至所述网络管理设备，以使所述网络管理设备将所述MAC地址请求转发至所述服务网关控制面设备。

结合第六方面或第六方面的第一种可能的实现方式或第六方面的第二种可能的实现方式，在第六方面的第三种可能的实现方式中：

所述处理器通过所述通信单元接收所述MAC地址请求响应具体用于：通过所述通信单元接收所述服务网关控制面设备通过所述网络管理设备转发的所述MAC地址请求响应。

第七方面，提供一种服务网关控制面设备，包括：

通信单元用于与外部网元进行通信；

处理器，用于：

通过所述通信单元接收转发面设备发送的MAC地址请求；其中所述MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求所述目标IP地址对应的MAC地址；

根据所述目标IP地址与所述MAC地址的第一对应关系和所述目标IP地址获取所述MAC地址；

通过所述通信单元发送MAC地址请求响应至所述转发面设备，以便所述转发面设备通过所述通信单元转发所述MAC地址请求响应至所述基站；其中所述MAC地址请求响应包括所述MAC地址。

在第七方面的第一种可能的实现方式中：

所述第一对应关系是保存在所述服务网关控制面设备上的；或者，所述第一对应关系是所述服务网关控制面设备从配置数据库中获取的。

结合第七方面或第七方面的第一种可能的实现方式，在第七方面的第二种可能的实现方式中：

所述处理器还用于通过所述通信单元发送第一转发指示至所述转发面设备；其中所述第一转发指示用于指示所述转发面设备转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

结合第七方面或第七方面的第一种可能的实现方式，在第七方面的第三种可能的实现方式中：

所述处理器还用于通过所述通信单元发送第二转发指示至其他转发面设备；其中，所述第二转发指示用于指示所述其他转发面设备丢弃目的MAC地址为所述MAC地址的数据报文。

结合第七方面或第七方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第七方面的第四种可能的实现方式中，所述处理器通过所述通信单元接收转发面设备发送的MAC地址请求具体用于：通过所述通信单元接收所述转发面设备通过所述网络管理设备转发的所述MAC地址请求。

结合第七方面或第七方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第七方面的第五种可能的实现方式中：

所述处理器通过所述通信单元发送MAC地址请求响应至所述转发面设备，以便所述转发面设备通过所述通信单元转发所述MAC地址请求响应至所述基站具体用于：通过所述网络管理设备将所述MAC地址请求响应通过所述通信单元转发至所述转发面设备，以便所述转发面设备转发所述MAC地址请求响应至所述基站。

本发明的实施例提供的报文传输方法、设备及通信系统，转发面装置将基站广播的MAC地址请求转发至服务网关控制面装置，以便该服务网关控制面装置根据该MAC地址请求中的目的IP地址与第一对应关系，以获取该目标IP地址对应的MAC地址，并将该MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种转发面与控制面分离后转发面实体与控制面实体的架构图；

图2为本发明的实施例提供的一种报文传输方法的流程示意图；

图3为本发明的实施例提供的另一种报文传输方法的流程示意图；

图4为本发明的实施例提供的又一种报文传输方法的流程示意图；

图5为本发明的实施例提供的再一种报文传输方法的流程示意图；

图6为本发明的实施例提供的一种转发面装置的装置示意图；

图7为本发明的实施例提供的另一种转发面装置的装置示意图；

图8为本发明的实施例提供的一种服务网关控制面装置的装置示意图；

图9为本发明的另一实施例提供的一种转发面设备的装置示意图；

图10为本发明的另一实施例提供的一种服务网关控制面设备的装置示意图；

图11为本发明的实施例提供的一种通信系统的系统示意图；

图12为本发明的实施例提供的另一种通信系统的系统示意图；

图13为本发明的实施例提供的又一种通信系统的系统示意图；

图14为本发明的实施例提供的再一种通信系统的系统示意图；

图15为本发明的实施例提供的另一种通信系统的系统示意图；

图16为本发明的实施例提供的又一种通信系统的系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在现有的OpenFlow架构中，包括OpenFlow交换机及外部控制器，一个OpenFlow交换机是由流表(Flow Table)、安全通道(Secure Channel)和OpenFlow协议(OF Protocol)组成。通常在流表中存储最核心的信息来实现查找、转发、统计和过滤等功能，交换机通过OpenFlow协议经过一个安全通道(Secure Channel)连接到外部控制器(Controller)，控制器对流表进行查询和管理。OpenFlow交换机是整个OpenFlow网络的核心部件，主要管理数据层的转发。OpenFlow交换机接收到输入数据包后，首先查找交换机上已安装的流表，如果没有匹配，则把数据包转发给控制器，由控制器决定。

在控制面和转发面分离的移动核心网络中，转发面用于实现报文转发的功能，控制面用于实现对于报文转发的控制。其中转发面的功能可以由转发面装置来实现，控制面的功能可以由控制装置服务网关控制面装置来实现。可以理解的是，本发明实施例中的转发面装置，也可以称为交换设备、交换机等，可以采用OpenFlow的交换机实现，本发明实施例中的控制装置服务网关控制面装置，也可以称为控制应用、控制器、控制设备等，可以采用OpenFlow的控制器实现。

图1为一种转发面与控制面分离的移动核心网络的架构的示例。其中，在图1中，转发面仅仅处理控制面给其发送的流表项所对应的报文，而不处理其他的报文。其中，上述的转发面装置可以由支持OpenFlow的交换机来实现，如各厂商支持的OpenFlow交换机，或者是采用软件Open vSwitch实现的交换机；转发面的控制面装置可以是控制转发面的控制应用，即各种实现控制面功能的应用，如SGW的控制面的应用、PGW的控制面的应用、路由的控制面的应用等。上述控制应用运行在网络管理装置上。网络管理装置可以是具备控制器架构的系统，网络管理装置上部署有网络操作系统，其中控制器架构包括当前的NOX、POX、Floodlight等控制器架构；当交换设备需要发送报文至对应的控制应用时，先发送报文至网络操作系统，再由网络操作系统转发至对应的控制应用。图1中移动核心网络的转发面装置和接入网的网络设备相连，该网络设备根据不同的网络制式可以是不同的设备，例如可以是基站，也可以是基站控制器。图1中移动核心网络的转发面装置还与外部网络中的外部网络网关相连，该外部网络可以是企业的网络，也可以是互联网。

作为另一种转发面与控制面分离的移动核心网络，转发面的控制应用可以由硬件实现，也可以称为控制设备，例如由OpenFlow的控制器实现，每个OpenFlow的控制器可集成例如SGW、PGW等的控制功能，也可以由一个OpenFlow的控制器集成多个转发面的控制功能。在该移动核心网络中，网络管理装置是可选的，各个控制设备可以与对应的转发面装置相连。可以理解的是，在该移动核心网络中也可以架设网络管理装置，该网络管理装置可以由硬件实现，可以称为网络管理设备。交换设备与控制设备通过该网络管理装置互联。当交换设备需要发送报文至控制设备时，先发送报文至网络管理设备，由网络管理设备发送至对应的控制设备。

本领域普通技术人员应该可以理解，控制面与转发面分离的移动核心网络不限于上述两种示例，还有可以有其他的架构，本发明实施例对此不作限制。

上述对于服务网关控制面装置、网络管理装置以及转发面装置等的说明和举例适用于以下实施例。在以下实施例中，相关的概念和举例将不做过多的赘述。

在上述网络架构中，支持OpenFlow协议的交换设备在接收到没有流表项可以匹配的报文后，会将该报文携带在Packet_in消息中发送到服务网关控制面装置上。当基站上由于没有保存下一跳移动核心网络节点的MAC地址而发送ARP报文时，转发面装置收到基站发送的ARP报文后由于没有相匹配的流表项会将该ARP报文发送至控制面装置。现有的控制面装置在处理ARP报文时，一般会指示交换机泛洪(FLOOD)此报文。在移动网络中，需要被传输的数据报文通常会被封装在GTP(GPRS tunnel protocol，GPRS隧道协议)报文中进行传输，若GTP报文中包括ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)请求报文时，由于转发面装置没有可以匹配该GTP报文的流表项，在接收到该GTP报文后，会泛洪该GTP报文，导致网络内部形成大量GTP报文，外部网络的网关收到该被泛洪的GTP报文后，由于不支持GTP协议而导致无法解析出ARP请求报文，因此也无法处理其中的ARP请求报文。而一旦ARP报文无法被正确处理将导致通信失败。基于上述情况，本发明提供了一种新的报文传输方法、设备及装置。

如图2所示，本发明的实施例提供一种报文传输方法，可以由转发面装置来实现，具体的，本实施例主要针对数据报文从移动接入网向采用控制面与转发面分离的移动核心网(例如：运用OpenFlow技术的移动核心网)传输的过程，其中，该报文传输方法具体包括如下步骤：

101、转发面装置接收基站广播的MAC地址请求。

示例性的，本发明中的转发面装置可以为支持OpenFlow的交换机。而上述的服务网关控制面装置可以是硬件实体或通过软件来实现，并且多个服务网关控制面装置可以设置在一个硬件实体上。而上述的MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求目标IP地址对应的MAC地址。

示例性的，基站在接收到UE发送的数据报文后广播至转发面装置。作为一种数据传输的方式，基站要将数据报文发送至交换装置，需要获知目的交换装置的MAC地址，但基站在接收到UE发送的数据报文后，该报文的目的IP地址为服务器的IP地址，目的MAC地址为基站的MAC地址，因此，基站在接收到该数据报文后，首先将该数据报文的MAC地址换成下一跳(转发面装置)的MAC地址。因此，当基站上配有有目的转发面装置的MAC地址时，可以发送数据报文至目的转发面装置；当基站上没有目的转发面装置的MAC地址时，会广播该MAC地址请求消息(例如：ARP请求消息)，通常基站向移动核心网络发送数据报文时，会将数据报文封装在GTP报文中进行发送，因此这里基站会将该MAC地址请求封装在GTP报文中进行广播。当收到该GTP报文的转发面装置，由于在转发面装置上没有与该GTP报文匹配的流表项，因此，转发面装置可以将该GTP报文上报至本发明实施例中的服务网关控制面装置。

102、当转发面装置未保存目标IP地址与MAC地址的第一对应关系时，转发面装置将MAC地址请求转发至服务网关控制面装置，以使服务网关控制面装置根据第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址，发送MAC地址请求响应至转发面装置。

其中，上述的第一对应关系可以是预先配置在服务网关控制面装置上的，也可以服务网关控制面装置从配置数据库中获取的。示例性的，该第一对应关系可以是服务器IP地址与转发面装置的网关的IP地址的映射关系表，本发明对此不作限制。示例性的，上述的MAC地址请求响应封装在数据报文中。

示例性的，当转发面装置接收到该GTP报文后，由于在转发面装置上并没有配置如何处理该MAC地址请求的转发规则(如，流表项)，因此，转发面装置会将该MAC地址请求上报至本发明实施例中的服务网关控制面装置(如，通过Packet_IN消息)。

103、转发面装置接收MAC地址请求响应。

其中，上述的MAC地址请求响应中包含目的转发面装置的MAC地址。

104、转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

可选的，转发面装置根据服务网关控制面装置发送的第一指示消息将MAC地址请求响应发送至基站。其中，上述的第一指示消息用于指示转发面装置将MAC地址请求响应发送至基站，而该第一指示消息可以是转发流表项。

需要说明的是，由于在移动核心网络可能会部署有多个转发面装置，即基站连接有多个转发面装置，因此，基站会广播MAC地址请求至多个转发面装置。而服务网关控制面装置在向转发面装置发送MAC地址请求响应的同时，可以向目标转发面装置再发送第一指示消息，该第一指示消息用于指示转发面装置将MAC地址请求响应发送至基站，而该第一指示消息可以是转发流表项。对于其他转发面装置服务网关控制面装置可以向其发送第二指示消息，该第二指示消息用于指示该其他转发面装置丢弃目的MAC地址为目的转发面装置的的数据报文，该数据报文中封装有MAC地址请求响应。其中，上述的第二指示消息也可以为转发流表项。

其中，上述的转发流表项，是转发规则的一种实现方式，包括匹配域字段(match field)、计数器(counters)和指令集(instructions)等组成，不同的厂商可以根据各自的需求设计功能各异的转发流表项。具体的，转发流表项的匹配域包括输入接口、数据包头以及由前一个流表确定的元数据(metadata)。OpenFlow 1.2规范定义了从数据链路层到传输层五层数据包头中36种用于头域匹配的字段，每个头域同时具备长度、掩码、前提三个属性要求；转发流表项的计数器统计流量的信息，例如活动表项、查找次数、发送包次数等，可以针对每张转发流表项、每个流、每个端口、每个队列进行维护；流表的指令集分为必备动作(Required Actions)和可选动作(Optional Actions)。三个必备动作为：将流转发到给定端口；封装并转发此流的报文到控制器，由控制器决定是否在流表中增加流；丢弃此报文。

示例性的，在转发面装置和服务网关控制面装置之间还可以架设网络管理装置。而该网络管理装置可以是软件实现，也可以是硬件实体，并且可以与服务网关控制面装置集成在一个设备上。在架设有网络管理装置的网络架构下，转发面装置可以将上报的MAC地址请求等信息统一发送至网络管理装置，由网络管理装置转发至相应的服务网关控制面装置；服务网关控制面装置发送至转发面装置的信息也可以由网络管理装置来转发。例如，在架设网络管理装置的架构下，当转发面装置未保存目标IP地址与MAC地址的第一对应关系时，服务网关控制面装置从网络管理装置接收所述转发面装置上报的MAC地址请求，并根据第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址，通过网络管理装置将MAC地址请求响应发送至转发面装置。其中，网络管理装置可以由软件实现也可以由硬件实现。示例性的，网络管理装置可以是一种网络操作系统，在该网络操作系统上运行着若干个控制装置应用。

示例性的，网络管理装置在接收到转发面装置上报的GTP报文后，会解析该GTP报文，获取其中的MAC地址请求。网络管理装置可以将该MAC地址请求发送至对应的服务网关控制面装置。示例性的，网络管理装置发送MAC地址请求至相应的的服务网关控制面装置可以有以下两种方式：

1)网络管理装置根据MAC地址请求所请求的IP地址确定对应的服务网关控制面装置，并发送该MAC地址请求至该对应的服务网关控制面装置。

可选的，在网络管理装置上设置有转发面装置的目的IP地址和服务网关控制面的第二对应关系，其中该服务网关控制面装置用于控制该转发面装置。网络管理装置从MAC地址请求中获取所请求的目的IP地址，根据该第二对应关系，找到对应的服务网关控制面装置，将该MAC地址请求发送至该对应的服务网关控制面装置。可选的，上述的第二对应关系可以保存在网络管理装置中，也可以是该网络管理装置从配置数据库中获取的。

2)网络管理装置将该MAC地址请求的源MAC地址替换为自身的MAC地址，并向服务网关控制面装置广播修改后的MAC地址请求消息。

其中，网络管理装置将该MAC地址请求的源MAC地址替换为自身的MAC地址是为了服务网关控制面装置能够向网络管理装置返回相应的MAC地址。

本发明的实施例提供的报文传输方法，转发面装置通过将MAC地址请求发送至相应的服务网关控制面装置，以使服务网关控制面装置返回目的转发面装置对应的MAC地址，并通过该目的转发面装置将MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

图2所示实施例提供的报文传输方法，可以实现数据报文从移动接入网向移动核心网(OpenFlow网络)的成功传输的过程，克服了现有技术中由于基站由于没有配置下一跳移动新网络节点的MAC地址而导致的无法将数据报文发送至移动核心网的转发面装置的网关的问题，从而可以提高在转发面和控制面分离的移动核心网络的环境中实现从基站向移动核心网传输报文的成功率。

与图2所示的报文传输方式对应，下面将从服务网关控制面装置的角度来对本发明实施例提供的一种报文传输方法进行说明。

本发明的实施例还提供一种报文传输方法，如图3所示，可以由服务网关控制面装置来实现，具体的，本实施例主要针对数据报文从移动接入网向采用控制面与转发面分离的移动核心网(例如：运用OpenFlow技术的移动核心网)传输的过程，其中，该报文传输方法可以包括：

201、服务网关控制面装置接收转发面装置发送的MAC地址请求。

示例性的，上述的服务网关控制面装置可以是硬件实体，也可以是软件实体，例如这里的服务网关控制面装置可以是实现SGW或PGW等的控制面功能的装置，并且多个服务网关控制面装置可以设置在一个硬件实体上。示例性的，可以通过OpenFlow的控制器来实现；上述的转发面装置可以为支持OpenFlow的交换机。其中，上述的MAC地址请求包括数据报文的目标IP地址，具体用于请求该目标IP地址对应的MAC地址。示例性的，上述的MAC地址请求消息可以为ARP请求消息，该ARP请求消息可以通过OpenFlow协议发送，例如：封装在Packet_Out消息，也可以直接发送。

202、服务网关控制面装置根据目标IP地址与MAC地址的第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址。

示例性的，服务网关控制面装置在接收到转发面装置发送的数据报文后，可以解析出该数据报文中的MAC地址请求中的目的IP地址，并可以根据该目的IP地址获取相应的第一对应关系，然后根据第一对应关系和该MAC地址请求的目的IP地址，确定该目的IP地址对应的转发面装置的网关的IP地址。其中，其中，第一对应关系可以是预先配置在服务网关控制面装置上的，也可以服务网关控制面装置从配置数据库中获取的。示例性的，该第一对应关系可以是服务器IP地址与转发面装置的网关的IP地址的映射关系表，本发明对此不作限制。

203、服务网关控制面装置发送MAC地址请求响应至转发面装置，以便转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

其中，上述的MAC地址请求响应包括MAC地址。

可选的，服务网关控制面装置向转发面装置发送第一转发指示，以便转发面装置接收到该第一转发指示转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。其中，上述的第一转发指示可以使转发流表项。

示例性的，在转发面装置和服务网关控制面装置之间还可以架设网络管理装置。而该网络管理装置可以是软件实现，也可以是硬件实体，并且可以与服务网关控制面装置集成在一个设备上。在架设有网络管理装置的网络架构下，转发面装置可以将上报的MAC地址请求等信息统一发送至网络管理装置，由网络管理装置转发至相应的服务网关控制面装置；服务网关控制面装置发送至转发面装置的信息也可以由网络管理装置来转发。例如，服务网关控制面装置接收转发面装置通过所述网络管理装置转发的MAC地址请求，或者，服务网关控制面装置通过网络管理装置将MAC地址请求响应转发至转发面装置。此外，网络管理装置还可以根据目标IP地址和服务网关控制面的第二对应关系以及目标IP地址确定MAC地址请求，并将该MAC地址请求发送至至服务网关控制面装置，其中，上述的第二对应关系可以保存在网络管理装置中，也可以是该网络管理装置从配置数据库中获取的。

本发明的实施例提供的报文传输方法，服务网关控制面装置通过接收MAC地址请求，并根据该MAC地址请求中的目的IP地址与第一对应关系获取目的转发面装置对应的MAC地址，并通过转发面装置将该MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

下面将示例性的对本发明实施例提供的报文传输方法在具体场景中从多侧进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例。

以下实施例主要针对数据报文从基站向移动核心网络发送数据报文的过程，以及数据报文从移动核心网络向外部网络传输的过程。如图4、5所示。根据不同的网络架构，本发明实施例提供的报文传输方法的具体实现也可以不同。示例性的，在第一种网络架构中包括转发面装置和服务网关控制面装置，在第二种网络架构中还可以在转发面装置和服务网关控制面装置之间设置有网络管理装置，其中在第二种网络架构中，服务网关控制面装置可以是物理设备，也可以是运行在网络管理装置上的执行控制设备功能的控制设备应用。

在网络设备向移动核心网络发送数据报文的过程中，为了更有效率的实现数据报文的成功传输，可以在网络中架设网络管理装置。具体的示例可以参考图4所示的实施例。在图4中，基站为演进型基站eNodeB。

如图4所示：

301、eNodeB收到UE的上行数据报文。

示例性的，该上行数据报文的目的IP地址为服务器的IP地址，目的MAC地址为eNodeB的MAC地址。eNodeB收到该上行数据报文后，需要将该上行数据报文的MAC地址换成下一跳的MAC地址。由于eNodeB上没有配置下一跳(即SGW)的MAC地址，所以eNodeB会广播ARP消息，以获取SGW的MAC地址，其中ARP消息中带有SGW的IP地址，可称为目标IP地址。

302、eNodeB广播ARP请求消息。

示例性的，eNodeB广播的APR请求消息所请求的IP地址为移动核心网的网关的IP地址，并希望能够得到该IP地址对应的MAC地址。此外，由于eNodeB连接有多个转发面装置，eNodeB会广播ARP消息至转发面装置1和转发面装置2，其中ARP请求消息的源IP地址为eNodeB的IP地址，源MAC地址为eNodeB的MAC地址,目标IP为下一跳(SGW)的IP地址，目标MAC地址为全F(全F是协议的规定)。

303、转发面装置收到eNodeB广播的ARP请求消息后，发送该ARP请求消息至网络管理装置。

示例性的，若移动核心网的服务网关控制面装置和转发面装置之间采用OpenFlow协议，转发面装置收到eNodeB广播的ARP请求消息后，由于没有配置该如何处理该ARP请求消息的报文的转发流表项，会将该ARP请求消息封装在packet_in消息中，并将该packet_in消息发送给网络管理装置，以使网络管理装置转发至相应的服务网关控制面装置。

304、网络管理装置将该ARP请求转发至服务网关控制面装置。

示例性的，网络管理装置在收到转发面装置发送的APR请求消息后，可以根据ARP请求消息所请求的IP找到对应的服务网关控制面装置，并把该ARP请求消息发送至该对应的服务网关控制面装置。例如，当网络管理装置收到转发面装置发送的packet_in消息后，可以从packet_in消息中解析出该ARP请求消息，网络管理装置可以将该ARP请求消息直接发送至服务网关控制面装置，也可以将该ARP请求消息再次封装后发送至服务网关控制面装置，这里再次封装所采用的协议可以是OpenFlow中相应的协议，也可以是网络管理装置和服务网关控制面装置之间事先约定的其他协议。

示例性的，网络管理装置也可以通过广播的方式将从转发面装置收到的ARP请求消息发送至相应的服务网关控制面装置。例如，网络管理装置在接收到转发面装置发送的ARP请求消息后，或者从转发面装置发送的packet_in消息中解析获得ARP请求消息后，将该ARP请求消息的源地址替换为该网络管理装置的MAC地址，再广播修改后的APR请求消息，以便于服务网关控制面装置可以将APR请求消息的响应消息发送至该网络管理装置。

305、服务网关控制面装置发送ARP响应消息至网络管理装置。

其中APR响应消息中携带服务网关控制面装置的MAC地址。

示例性的，服务网关控制面装置收到ARP请求消息后，将服务网关控制面装置的MAC地址携带在ARP响应消息至网络管理装置。服务网关控制面装置也可以将ARP请求消息进行封装后，再发送至网络管理装置，其中可以采用OpenFLow协议进行封装，例如封装在packet_out消息中，也可以采用其他协议进行封装。

示例性的，服务网关控制面装置发送ARP响应消息至转发面装置1，其中可以通过Packet_OUT消息来发送，其中ARP响应消息中带有上述MAC地址。可以在Packet_OUT消息中携带第一指示信息至转发面装置1，或者再另外发送第一指示信息至转发面装置1，第一指示信息用于指示将该ARP响应发送至eNodeB,其中该第一指示信息可以是流表项，如果有多个转发面的话，SGW控制面可以向转发面装置2发送第二指示信息，用于指示转发面装置2接收到目的MAC地址为上述MAC地址的数据报文的时候，丢弃该数据报文，这样就可以实现eNodeB发送到正确的转发面装置上，第二指示信息也可以是流表项。

306、网络管理装置将APR响应消息发送至转发面装置。

示例性的，网络管理装置在收到ARP响应消息后，可以先进行封装，再发送至转发面装置。例如网络管理装置将APR响应消息封装在packet_out消息中发送至转发面装置。

307、转发面装置将收到的ARP响应消息发送至eNodeB。

308、eNodeB缓存ARP响应消息中的转发面装置的MAC地址。

其中，缓存转发面装置的MAC地址后，在eNodeB上即保存有转发面装置的MAC地址和该转发面装置的IP地址的对应关系，该转发面装置的IP地址即为eNodeB广播的APR请求消息所请求的IP地址。

通过eNodeB缓存转发面装置的MAC地址，可以使eNodeB后续收到相应的上行数据报文时，可以不再进行ARP请求来获取转发面装置的MAC地址。

309、eNodeB发送上行数据报文至该MAC地址对应的转发面装置。

示例性的，eNodeB可以将上行数据进行GTP封装后，发送至该MAC地址对应的转发面装置。

示例性的，将eNodeB广播的ARP请求消息发送至网络管理装置的转发面装置可以与该MAC地址对应的转发面装置为同一设备，也可以是不同的转发面装置。

本发明的实施例提供的报文传输方法，通过网络服务网关控制面装置选择正确的服务网关控制面装置来下发转发面装置的MAC地址至网络设备，可以eNodeB成功将上行数据报文发送至转发面装置，提高了从移动接入网向移动核心网传输数据报文的成功率。

以下介绍一下移动核心网络向外部网络发送数据报文的方法。

关于本发明实施例提供的报文传输方法在第一种网络架构中的实现方式，可以参考图5。如图5所示：

401、转发面装置向服务网关控制面装置上报MAC地址请求。

示例性的，这里的服务网关控制面装置可以是具有SGW或者PGW等控制面功能的设备，一个服务网关控制面装置上可以集成多种控制面的功能，这里的服务网关控制面装置可以采用支持OpenFlow的控制器来实现。示例性的，这里的转发面装置可以为支持OpenFlow的交换机。示例性的，上述的外部网络可以为企业网络或Internet网络等。示例性的，上述的数据报文可以是封装为GTP报文的数据报文。

示例性的，在步骤401a，转发面装置也可以直接向服务网关控制面装置上报目的IP地址。

402、服务网关控制面装置根据路由选择策略和转发面装置上报的数据报文的目的IP地址，确定该目的IP地址对应的外部网络的网关的IP地址。

示例性的，路由选择策略可以是数据报文的目的IP地址与外部网络的网关的IP地址的映射关系，其中该路由选择策略可以事先配置在服务网关控制面装置上，也可以从其他网络设备上获取。示例性的，服务网关控制面装置可以从转发面装置上报的数据报文中解析出该数据报文的目的IP地址，然后根据目的IP地址与外部网络的网关的IP地址的映射关系，获得外部网络的网关的IP地址。

403、当服务网关控制面装置未存储外部网络的网关的IP地址对应的MAC地址时，服务网关控制面装置向转发面装置发送指示消息。

其中，上述的指示消息用于指示转发面装置广播MAC地址请求消息至外部网络的网关以获取外部网络的网关的MAC地址。

示例性的，上述的MAC地址请求消息可以为ARP请求消息，该ARP请求消息可以通过OpenFlow协议发送，如，封装在Packet_Out消息，也可以直接进行发送。

可选的，步骤403之前还包括：服务网关控制面装置根据外部网络的网关的IP地址，生成MAC地址请求。其中，上述的指示消息包括MAC地址请求消息。

可选的，在服务网关控制面装置收到外部网络的网关的MAC地址后，还可以保存该外部网络的网关的MAC地址。通过上述过程能够便于服务网关控制面装置今后不必再次指示转发面装置对外部网络的网关的MAC地址进行查询，从而节省了网络资源。

示例性的，服务网关控制面装置通过指示转发面装置广播其发送的MAC地址请求消息，可以获取外部网络的网关的MAC地址，便于后续可以为在步骤401上报的数据报文生成相应的流表项，以实现数据报文的正确传输。

404a、转发面装置根据服务网关控制面装置发送的指示消息广播MAC地址请求消息至外部网络的网关以获取外部网络的网关的MAC地址。

示例性的，转发面装置接收服务网关控制面装置发送的指示消息后，可以根据该指示消息，将该指示消息中包括的MAC地址请求消息广播至外部网络的网关，从而获取外部网络的网关的MAC地址；转发面装置也可以根据该指示消息，生成MAC地址请求消息，并广播至外部网络的网关，从而获取外部网络的网关的MAC地址。

404b、外部网络的网关收到MAC地址请求消息后，将自身的MAC地址发送至转发面装置。

404c、转发面装置将接收到的外部网络的网关的MAC地址上报至服务网关控制面装置。

405、服务网关控制面装置根据转发面装置上报的外部网络的网关的MAC地址，将数据报文对应的转发流表项下发至转发面装置。

示例性的，当服务网关控制面装置收到外部网络的网关的MAC地址后，可以根据该MAC地址，生成相应的转发流表项，以便于转发面装置根据该转发流表项，将数据报文转发至外部网络的网关。

406、转发面装置根据转发流表项发送数据报文至外部网络的网关。

本发明的实施例提供的报文传输方法，通过服务网关控制面装置指示转发面装置获取外部网络的网关的MAC地址，以使服务网关控制面装置可以成功下发上报的数据报文的转发流表项至转发面装置，从而能够使转发面装置根据转发流表项发送数据报文至外部网络的网关，成功实现了从移动网络内部向外部网络传输数据报文。

在第二种网络架构中，转发面装置和服务网关控制面装置之间设置有网络管理装置，在移动核心网络向外部网络传输数据报文的过程中，转发面装置上与服务网关控制面装置的信息交换将通过网络管理装置来进行。

示例性的，在步骤403中，当所述服务网关控制面装置未存储所述外部网络的网关的IP地址对应的MAC地址时，服务网关控制面装置通过网络管理装置向转发面装置发送指示消息。

示例性的，在步骤404c中，转发面装置通过网络管理装置向服务网关控制面装置上报外部网络的网关的MAC地址。

示例性的，在步骤405中，服务网关控制面装置通过网络管理装置下发数据报文对应的转发流表项至转发面装置。

通过网络管理装置来转发转发面装置与服务网关控制面装置之间的信息，有利于简化转发面装置的部署，转发面装置只需将需发送给服务网关控制面装置的信息发送至网络管理装置，网络管理装置会根据预设的规则转发至相应的服务网关控制面装置，这样更有利于控制与转发分离的实现。

同样，该网络设备也可以是外部网络的网关，使用图6所示的方法，可以实现从外部网络网关向转发面装置传输下行数据报文，成功实现了从外部网络向移动核心网发送数据报文。

通过上面的实施例可见，在采用控制与转发相分离技术的网络架构中，本发明实施例提供的报文传输方法可以分别解决移动核心网向外部网络发送数据的问题，移动接入网向移动核心网络发送数据的问题，以及外部网络向移动核心网发送数据等问题。因此，本发明提供的报文传输方法可以成功实现移动核心网络向外(移动接入网或者外部网络)的数据报文的传输，也可以成功实现其他网络(移动接入网或者外部网络)向移动核心网络传输数据报文。示例性的，通过本发明以上的几个实施例可知，将本发明不同实施例提供的报文传输方法相组合，即可完成实现数据报文从基站传输到移动核心网再传输到外部网络，或者从外部网络传输到移动核心网再传输到基站。以上行数据报文为例，例如用户设备通过基站将数据报文发送至Internet的服务器，数据报文的传输过程可以如下作为参考，其中相关的技术术语、概念等内容可以参考如上实施例的相关部分，此处不做赘述。

1)当UE需要将数据报文发送至Internet的服务器时，首先需要将该数据报文发送至基站。

2)基站收到UE发送的数据报文后，将该数据报文进行封装，封装为GTP报文，并将该GTP报文发送至转发面装置。若基站上存有转发面装置的IP地址对应的MAC地址时，即该转发面装置的MAC地址时，基站可以直接发送该GTP报文至相应的转发面装置，若基站上没有存有转发面装置的MAC地址时，基站需要获取该转发面装置的MAC地址。其中基站可以通过ARP请求的方式获取该转发面装置的MAC地址。示例性的，基站对外广播ARP请求消息，该ARP请求消息所请求的IP地址即为该转发面装置的IP地址，该ARP请求消息用于指示获取IP地址为所请求的IP地址的转发面装置的MAC地址。当转发面装置收到广播的ARP请求消息后，由于无法处理该ARP请求消息，因此需要将该ARP请求消息发送至服务网关控制面装置进行处理，当然，转发面装置再这里也可以将ARP请求消息发送至网络管理装置，以便网络管理装置转发到相应的服务网关控制面装置来进行处理。服务网关控制面装置在接收到该ARP请求消息后，会对该ARP请求消息进行响应，返回ARP请求消息所请求的IP所对应的MAC地址，通过该MAC地址，可以使eNodeB找到MAC地址对应的转发面装置。而网络管理装置收到该ARP请求消息后，可以有两种方式将该ARP请求发送至对应的服务网关控制面装置，其中一种方式是由网络管理装置解析ARP请求消息所请求的IP地址，并根据该请求的IP地址选择相应的服务网关控制面装置，将该ARP请求发送至相应的服务网关控制面装置；其中另一种方式是由网络管理装置向服务网关控制面装置广播ARP请求来获得对应的服务网关控制面装置的响应，当网络管理装置收到转发面装置发送的ARP请求消息后，将ARP请求的源MAC地址替换为网络管理装置的MAC地址，之后再进行广播，这样当相应的服务网关控制面装置收到该ARP请求后，会将ARP响应消息发送至网络管理装置。当相应的服务网关控制面装置收到该ARP请求消息后，会对该ARP请求消息进行响应，返回ARP请求消息所请求的IP所对应的MAC地址，通过该MAC地址，可以使eNodeB找到MAC地址对应的转发面装置。当网络管理装置收到服务网关控制面装置发送的MAC地址后，会将该MAC地址发送至转发面装置。当转发面装置收到该MAC地址后，会将MAC地址发送至eNodeB。其中上述MAC地址从网络管理装置至eNodeB的传递过程中可能会进行相应的封装，例如GTP封装等。当eNodeB收到所请求的IP地址对应的MAC地址后，会缓存该MAC地址，同时也记录了该IP地址与该MAC地址的对应关系，这样后续就不必再次获取该IP地址对应的MAC地址，节约了信令开销，提高了效率。在eNodeB获得了转发面装置MAC地址后，便可以将数据报文发送至转发面装置。

3)转发面装置将数据报文转发至其他转发面装置。其中该步骤为可选的。

4)转发面装置将数据报文发送至internet的网关。

当转发面装置收到数据报文后，由于在转发面装置上没有存有该如何处理该数据报文的转发流表项，因此转发面装置需要将收到的数据报文上报至服务网关控制面装置，例如可以将数据报文封装在packet_in消息中发送至网络管理装置，并由网络管理装置发送至相应的服务网关控制面装置。当服务网关控制面装置收到该数据报文后，通过解析该数据报文获得该数据报文的目的IP地址，并且根据该目的IP地址与internet的网关的IP地址的对应关系，即可获知该数据报文应该发送至哪个internet的网关。由于服务网关控制面装置上未存有该internet的网关的MAC地址，因此服务网关控制面装置还需要从外部获取该inernet的网关的MAC地址，以便于生成转发流表项并下发至转发面装置，以使该转发面装置发送该数据报文至对应的internet的网关。作为一种示例，服务网关控制面装置可以指示转发面装置发送ARP请求消息来获取internet的网关的MAC地址。服务网关控制面装置通过网络管理装置发送指示消息至转发面装置，指示转发面装置广播ARP请求消息，以使ARP请求消息可以发送至相应的internet的网关，以获取该internet的网关的MAC地址。其中，转发面装置广播的ARP请求消息可以是自己生成，也可以是服务网关控制面装置生成并携带在前述的指示消息中发送至转发面装置的。Internet的网关收到该ARP请求消息后，会通过ARP响应消息将自身的MAC地址发送至转发面装置。转发面装置收到该MAC地址后，可以通过网络管理装置上报至服务网关控制面装置。当服务网关控制面装置收到相应的internet的网关的MAC地址后，可以下发指示转发面装置转发至该internet的网关的转发流表项至转发面装置。转发面装置收到服务网关控制面装置下发的转发流表项后，可以根据转发流表项将该数据报文发送至相应的internet的网关，之后可以由该internet的网关将该数据报文发送至相应的internet的服务器。至此，完成了数据报文从用户设备至移动核心网，移动核心网至internet的传输。

本发明实施例还提供相应的设备来实现本发明实施例提供的报文传输方法。

本发明的实施例提供一种转发面装置，可以用于实现如图2、图3、图4和图5所示的实施例中的转发面装置。本发明实施例提供的转发面装置所具有的功能、工作机制、相关的技术术语、概念等内容可以参照图1至图5所示的实施例。本发明实施例提供的转发面装置可以为支持OpenFlow的交换机。如图6所示，该转发面装置5包括：第一接收单元51、第一转发单元52、第二接收单元53和第二转发单元54，其中：

第一接收单元51用于接收基站广播的MAC地址请求。

其中，上述的MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求目标IP地址对应的MAC地址。

第一转发单元52用于当转发面装置6未保存目标IP地址与MAC地址的第一对应关系时，将MAC地址请求转发至服务网关控制面装置，以使服务网关控制面装置根据第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址，发送MAC地址请求响应至转发面装置。

其中，上述的MAC地址请求响应包括MAC地址。

第二接收单元53用于接收MAC地址请求响应。

第二转发单元54用于转发MAC地址请求响应至所述基站。

可选的，如图6所示，该转发面装置5还包括第三接收单元55，其中：

第三接收单元55用于接收服务网关控制面装置发送的第一转发指示。

其中，上述的第一转发指示用于指示转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

第二转发单元54具体用于：根据第一转发指示，发送MAC地址请求响应至基站。

可选的，第一转发单元52具体用于：转发MAC地址请求至网络管理装置，以使网络管理装置将MAC地址请求转发至服务网关控制面装置。

可选的，第二接收单元53具体用于：接收服务网关控制面装置通过网络管理装置转发的MAC地址请求响应。

本发明的实施例提供的转发面装置，转发面装置通过将MAC地址请求发送至相应的服务网关控制面装置，以使服务网关控制面装置返回目的转发面装置对应的MAC地址，并通过该目的转发面装置将MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例对转发面装置的单元划分，是一种示例性的说明，在实际中可以有多种单元的划分方法来构成本发明实施例的转发面装置。

本发明的实施例提供一种服务网关控制面装置，可以用于实现如图2、图3、图4和图5所示实施例中的服务网关控制面装置。其工作机制、与其他网元的交互、相关的技术术语、概念等内容可以参考图1至图5所示的实施例。本发明实施例的服务网关控制面装置可以是硬件实体，也可以是软件实现。示例性的，服务网关控制面装置具体可以是SGW或PGW等的控制面装置，并且多个服务网关控制面装置可以设置在一个硬件实体上。例如可以是支持OpenFlow的控制器。如图7所示，该服务网关控制面装置6包括：接收单元61、MAC地址获取单元62和第一发送单元63，其中：

接收单元61用于接收MAC地址请求。

其中，上述的MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求目标IP地址对应的MAC地址。

MAC地址获取单元62用于根据目标IP地址与MAC地址的第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址。

第一发送单元63用于发送MAC地址请求响应至转发面装置，以便转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

其中，上述的MAC地址请求响应包括MAC地址。

可选的，上述的第一对应关系是保存在服务网关控制面装置上的；或者，上述的第一对应关系是服务网关控制面装置从配置数据库中获取的。

可选的，如图7所示，该服务网关控制面装置6，还包括：第二发送单元64，其中：

第二发送单元用64于发送第一转发指示至转发面装置。

其中，上述的第一转发指示用于指示转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

可选的，如图8所示，该服务网关控制面装置6，还包括：第三发送单元65，其中：

第三发送单元65用于发送第二转发指示至其他转发面装置.

其中，上述的第二转发指示用于指示其他转发面装置丢弃目的MAC地址为MAC地址的数据报文。

可选的，接收单元61具体用于：接收转发面装置通过网络管理装置转发的MAC地址请求。

可选的，第一发送单元63具体用于：通过网络管理装置将所述MAC地址请求响应转发至转发面装置，以便转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

本发明实施例对服务网关控制面装置的单元划分，是一种示例性的说明，在实际中可以有多种单元的划分方法来构成本发明实施例的服务网关控制面装置。

本发明的实施例提供的服务网关控制面装置，该服务网关控制面装置通过接收MAC地址请求，并根据该MAC地址请求中的目的IP地址与第一对应关系获取目的转发面装置对应的MAC地址，并通过转发面装置将该MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例提供的转发面设备，可以为支持OpenFlow的交换机。其具体的工作原理与其他网元的交互、相关的技术术语、概念等内容可以参考图6实施例所示的转发面装置，此处不做赘述。

示例性的，如图9所示，该转发面设备7包括通信单元71和处理器72，其中：

通信单元71，用于与外部网元进行通信.

处理器72，用于：

通过通信单元71接收基站广播的MAC地址请求.

其中，上述的MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求目标IP地址对应的MAC地址。

当转发面设备未保存目标IP地址与MAC地址的第一对应关系时，通过通信单元71将MAC地址请求转发至服务网关控制面设备，以使服务网关控制面设备根据第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址，通过通信单元81发送MAC地址请求响应至转发面设备。

其中，上述MAC地址请求响应包括MAC地址。

通过通信单元71接收MAC地址请求响应。

通过通信单元71转发MAC地址请求响应至基站。

可选的，处理器72还用于通过通信单元71接收服务网关控制面设备发送的第一转发指示。

其中，上述的第一转发指示用于指示转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

处理器72通过通信单元81转发MAC地址请求响应至基站具体用于：根据第一转发指示，通过通信单元71发送MAC地址请求响应至基站。

可选的，处理器72通过通信单元81将MAC地址请求转发至服务网关控制面设备具体用于：通过通信单元71转发MAC地址请求至网络管理设备，以使网络管理设备将MAC地址请求转发至服务网关控制面设备。

可选的，处理器72通过通信单元81接收MAC地址请求响应具体用于：通过通信单元81接收服务网关控制面设备通过网络管理设备转发的MAC地址请求响应。

本发明实施例对转发面设备的单元划分，是一种示例性的说明，在实际中可以有多种单元的划分方法来构成本发明实施例的转发面设备。

本发明的实施例提供的转发面设备，该转发面设备通过将MAC地址请求发送至相应的服务网关控制面设备，以使服务网关控制面设备返回目的转发面设备对应的MAC地址，并通过该目的转发面装置将MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例提供的服务网关控制面设备，可以是硬件实体，也可以是软件实现。示例性的，服务网关控制面设备具体可以是SGW或PGW等的控制面设备，并且多个服务网关控制面设备可以设置在一个硬件实体上。例如可以是支持OpenFlow的控制器。其具体的工作原理与其他网元的交互、相关的技术术语、概念等内容可以参考图7或者图8实施例所示的服务网关控制面装置，此处不做赘述。

示例性的，如图10所示，

该服务网关控制面设备8包括：通信单元81和处理器82，其中：

通信单元81，用于与外部网元进行通信。

处理器82，用于：

通过通信单元81接收转发面设备发送的MAC地址请求.

其中，上述的MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求目标IP地址对应的MAC地址。

根据目标IP地址与MAC地址的第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址。

通过通信单元81发送MAC地址请求响应至转发面设备，以便转发面设备通过通信单元81转发MAC地址请求响应至基站。

其中。上述的MAC地址请求响应包括MAC地址。

可选的，上述的第一对应关系是保存在服务网关控制面设备上的；或者，上述的第一对应关系是服务网关控制面设备从配置数据库中获取的。

可选的，上述的处理器82还用于通过通信单元81发送第一转发指示至转发面装置。

其中，上述的第一转发指示用于指示转发面装置转发MAC地址请求响应至基站。

可选的，处理器82还用于通过通信单元81发送第二转发指示至其他转发面设备。

其中，上述的第二转发指示用于指示其他转发面设备丢弃目的MAC地址为MAC地址的数据报文。

可选的，处理器82通过通信单元81接收转发面设备发送的MAC地址请求具体用于：通过通信单元81接收转发面设备通过网络管理设备转发的MAC地址请求。

可选的，处理器82通过通信单元81发送MAC地址请求响应至转发面设备，以便转发面设备通过通信单元81转发MAC地址请求响应至基站具体用于：通过网络管理设备将MAC地址请求响应通过通信单元81转发至转发面设备，以便转发面设备转发MAC地址请求响应至基站。

本发明实施例对服务网关控制面设备的单元划分，是一种示例性的说明，在实际中可以有多种单元的划分方法来构成本发明实施例的服务网关控制面设备。

本发明的实施例提供的服务网关控制面设备，该服务网关控制面设备通过接收MAC地址请求，并根据该MAC地址请求中的目的IP地址与第一对应关系获取目的转发面设备对应的MAC地址，并通过转发面设备将该MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例提供的服务网关控制面装置和转发面装置还可以构成通信系统，以实现如图2至图5所示实施例提供的报文传输方法。示例性的，如图11所示，该通信系统9包括：服务网关控制面装置91及转发面装置92。其中，该服务网关控制面装置91，可以是如图7或图8所示的服务网关控制面装置；该转发面装置92，可以是如图9所示的转发面装置。

转发面装置92用于接收基站广播的MAC地址请求，并转发MAC地址请求。其中，该MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求目标IP地址对应的MAC地址，该转发面装置92未保存目标IP地址与MAC地址的第一对应关系。

服务网关控制面装置91用于接收转发面装置转发的MAC地址请求，根据第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址，发送MAC地址请求响应。其中，该MAC地址请求响应包括MAC地址。

转发面装置92还用于接收MAC地址请求响应，转发MAC地址请求响应至基站。

可选的，服务网关控制面装置91上保存有第一对应关系；或者，服务网关控制面装置91还用于从配置数据库获取第一对应关系。

可选的，服务网关控制面装置91还用于发送第一转发指示至转发面装置92。其中，该第一转发指示用于指示转发面装置92转发MAC地址请求响应至基站。转发面装置92具体用于根据第一转发指示，发送MAC地址请求响应至基站。

可选的，如图12所示，该通信系统9还包括其他转发面装置93，服务网关控制面装置91还用于发送第二转发指示至其他转发面装置93，其中，该第二转发指示用于指示其他转发面装置丢弃目的MAC地址为MAC地址的数据报文。

可选的，如图12、13所示，该通信系统9还包括：网络管理装置94，转发面装置92具体用于转发MAC地址请求至网络管理装置94。网络管理装置94用于接收转发面装置92转发的MAC地址请求，发送MAC地址请求至服务网关控制面装置91。

进一步可选的，如图12所示，当该通信系统9还包括其他控制面装置95时，网络管理装置94具体用于向服务网关控制面装置91和其他控制面装置95广播MAC地址请求。

可选的，网络管理装置94具体用于根据目标IP地址和服务网关控制面的第二对应关系以及目标IP地址，发送MAC地址请求至服务网关控制面装置91。

进一步可选的，网络管理装置94保存有第二对应关系；或者，网络管理装置94用于从配置数据库获取第二对应关系。

可选的，网络管理装置94还用于从服务网关控制面装置91接收MAC地址请求响应，发送MAC地址请求响应至转发面装置92。

本发明的实施例提供的通信系统，转发面装置将基站广播的MAC地址请求转发至服务网关控制面装置，以便该服务网关控制面装置根据该MAC地址请求中的目的IP地址与第一对应关系，以获取该目标IP地址对应的MAC地址，并将该MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

本发明实施例提供的服务网关控制面设备和转发面设备还可以构成通信系统，以实现如图2至图5所示实施例提供的报文传输方法。示例性的，如图14所示，该通信系统S10包括：服务网关控制面设备S101及转发面设备S102。其中，服务网关控制面设备S101可以是如图10所示的服务网关控制面设备；该转发面设备S102可以是如图9所示的转发面设备。

转发面设备S102用于接收基站广播的MAC地址请求，并转发MAC地址请求。其中，该MAC地址请求包括目标IP地址，用于请求目标IP地址对应的MAC地址，该转发面设备S10292未保存目标IP地址与MAC地址的第一对应关系。

服务网关控制面设备S101用于接收转发面设备S102转发的MAC地址请求，根据第一对应关系和目标IP地址获取MAC地址，发送MAC地址请求响应。其中，该MAC地址请求响应包括MAC地址。

转发面设备S102还用于接收MAC地址请求响应，转发MAC地址请求响应至基站。

可选的，服务网关控制面设备S101上保存有第一对应关系；或者，服务网关控制面设备S101还用于从配置数据库获取第一对应关系。

可选的，服务网关控制面设备S101还用于发送第一转发指示至转发面设备S102。其中，该第一转发指示用于指示转发面设备S10292转发MAC地址请求响应至基站。转发面设备S102具体用于根据第一转发指示，发送MAC地址请求响应至基站。

可选的，如图15所示，该通信系统S10还包括其他转发面设备S103，服务网关控制面设备S101还用于发送第二转发指示至其他转发面设备S103。其中，该第二转发指示用于指示其他转发面设备S102丢弃目的MAC地址为MAC地址的数据报文。

可选的，如图14、15、16所示，该通信系统S10还包括：网络管理设备S104，转发面设备S102具体用于转发MAC地址请求至网络管理设备S104。网络管理装置S104用于接收转发面设备S10292转发的MAC地址请求，发送MAC地址请求至服务网关控制面设备S10191。

进一步可选的，如图16所示，当该通信系统S10还包括其他控制面设备S105时，网络管理装置S104具体用于向服务网关控制面设备S101和其他控制面设备S105广播MAC地址请求。

可选的，网络管理设备S104具体用于根据目标IP地址和服务网关控制面的第二对应关系以及目标IP地址，发送MAC地址请求至服务网关控制面设备S101。

进一步可选的，网络管理设备S104保存有第二对应关系；或者，网络管理设备S104用于从配置数据库获取第二对应关系。

可选的，网络管理设备S104还用于从服务网关控制面设备S10191接收MAC地址请求响应，发送MAC地址请求响应至转发面设备S10292。

本发明的实施例提供的通信系统，转发面设备S102将基站广播的MAC地址请求转发至服务网关控制面设备S101，以便该服务网关控制面设备S101根据该MAC地址请求中的目的IP地址与第一对应关系，以获取该目标IP地址对应的MAC地址，并将该MAC地址发送至基站，从而使得该基站可以成功获得下一跳移动核心网络节点的MAC地址，因此可以让基站发送数据报文至该移动核心网络节点，避免由于基站无法获知下一跳移动核心网络节点的MAC地址而导致的报文传输失败，提高了接入网向移动核心网络传输数据报文的成功率。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的设备和系统中，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。且上述的各单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。