传输层IP及终端本地IP的分配方法、系统及存储介质

本发明涉及无线宽带移动通信技术领域，特别是涉及一种传输层IP及终端本地IP的分配方法、系统及存储介质。

LIPA(本地IP接入)技术是对HeNB(Home evolved Node B，家庭演进，简称家庭)功能的增强，它允许终端通过HeNB直接访问园区内部的IP资源，通常用于运营商基于HeNB组建的园区服务。3GPP的协议提出的LIPA技术可以使用户的本地业务数据直接从园区(家庭/企业)的分流出去，一方面避免了IP数据流量迅速增加后对核心网的压力，另一方面还提高了IP数据包的路由效率。这样既减轻核心网络的负担，降低了运营商的核心网吞吐量和传输成本，还减少用户本地数据访问的数据传输时延。

对于传输层IP分配，通常做法有两种，一是每台HeNB独立进行配置，规划中需要确保地址不冲突；二是HeNB在上电过程中，向外置DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol，动态主机配置协议)服务器申请传输层IP地址。独立配置的开通成本和维护成本较高，配置外置DHCP服务器需要额外的网元。

对于终端本地IP分配，目前通常的做法是LIPA承载上的IP地址分配由LGW网元负责。存在的问题是，工程的施工复杂度较大，而且需要增加DHCP服务器，会增加运维和开通成本。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有能够降低园区网家庭开通和部署复杂度、减少工程维护成本的传输层IP及终端本地IP的分配方法。

根据本发明实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法，包括：

从预置的地址网段池中选取其中一个地址作为所述第一家庭的传输层IP，所述第一家庭和多个第二家庭处于一个园区网中，所述第一家庭作为DHCP服务器，所述多个第二家庭作为DHCP客户端；

接收任一所述第二家庭发送的传输层IP申请报文，并根据所述传输层IP申请报文对所述第二家庭分配传输层IP；

当终端接入所述园区网中的当前家庭时，根据所述当前家庭的类型为所述终端分配终端本地IP，所述当前家庭的类型包括所述DHCP服务器和所述DHCP客户端。

相比现有技术，根据本发明实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法把两类网段即传输层IP和终端本地IP的分配集中统一在一个，集成度更高，降低了园区网中家庭开通和部署复杂度，解决了独立配置地址与外置DHCP服务器的不足之处，提高开通的便利度，降低了工程维护成本；网络内一台家庭承担了分配传输层IP和终端本地IP的角，不需要额外部署外置DHCP服务器，减少额外网元带来的硬件成本和开通维护成本，减少网络布线和额外网元导致的不稳定因素；此外，统一分配地址的方案，有利于统一协调地址网段，包括的传输层IP网段和终端本地IP网段，提高IP网段的利用率；统一分配终端本地IP地址，有利于提高终端移动时候的业务体验，支持切换后维持原有终端本地IP。

另外，根据本发明上述实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述当前家庭的类型为所述终端分配终端本地IP的步骤包括：

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP服务器时，直接为所述终端分配终端本地IP；

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP客户端时，接收所述当前家庭发起的终端本地IP分配申请报文，以通过所述当前家庭间接为所述终端分配终端本地IP。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述接收任一所述第二家庭发送的传输层IP申请报文，并根据所述传输层IP申请报文对所述第二家庭分配传输层IP的步骤包括：

接收当前第二家庭发送的当前传输层IP申请报文，判断所述当前传输层IP申请报文的属性是否属于DHCP relay报文；

若否，则回复广播DHCP offer报文，并从所述地址网段池中选取IP对所述当前第二家庭分配传输层IP。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP服务器时，直接为所述终端分配终端本地IP，同时记录终端ID及终端本地IP的映射关系；

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP客户端时，接收所述当前家庭发起的终端本地IP分配申请报文，以通过所述当前家庭间接为所述终端分配终端本地IP，所述终端本地IP分配申请报文为定点单播报文，所述定点单播报文中携带终端ID的字段。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述从预置的地址网段池中选取其中一个地址作为所述第一家庭的传输层IP的步骤包括：

从预置的所述地址网段池中选取第一个IP地址作为所述第一家庭的传输层IP。

本发明的另一个目的在于提出一种具有能够降低园区网家庭开通和部署复杂度、减少工程维护成本的传输层IP及终端本地IP的分配系统。

根据本发明实施例的传输层IP及终端本地IP的分配系统，包括：

选取模块，用于从预置的地址网段池中选取其中一个地址作为所述第一家庭的传输层IP，所述第一家庭和多个第二家庭处于一个园区网中，所述第一家庭作为DHCP服务器，所述多个第二家庭作为DHCP客户端；

接收模块，用于接收任一所述第二家庭发送的传输层IP申请报文，并根据所述传输层IP申请报文对所述第二家庭分配传输层IP；

分配模块，用于当终端接入所述园区网中的当前家庭时，根据所述当前家庭的类型为所述终端分配终端本地IP，所述当前家庭的类型包括所述DHCP服务器和所述DHCP客户端。

另外，根据本发明上述实施例的传输层IP及终端本地IP的分配系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述分配模块具体用于：

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP服务器时，直接为所述终端分配终端本地IP；

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP客户端时，接收所述当前家庭发起的终端本地IP分配申请报文，以通过所述当前家庭间接为所述终端分配终端本地IP。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述接收模块具体用于：

接收当前第二家庭发送的当前传输层IP申请报文，判断所述当前传输层IP申请报文的属性是否属于DHCP relay报文；

若否，则回复广播DHCP OFFER报文，并从所述地址网段池中选取IP对所述当前第二家庭分配传输层IP。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述分配模块还用于：

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP服务器时，直接为所述终端分配终端本地IP，同时记录终端ID及终端本地IP的映射关系；

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP客户端时，接收所述当前家庭发起的终端本地IP分配申请报文，以通过所述当前家庭间接为所述终端分配终端本地IP，所述终端本地IP分配申请报文为定点单播报文，所述定点单播报文中携带终端ID的字段。

本发明的另一个实施例还提出一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法的流程图；

图2是根据本发明第一实施例中家庭的网络图；

图3是根据本发明第一实施例中作为DHCP服务器的家庭的处理流程图；

图4是根据本发明第一实施例中的家庭申请终端本地IP时处理流程图；

图5是根据本发明第二实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法的流程图；

图6是根据本发明第二实施例中家庭的网络图；

图7是根据本发明另一实施例的传输层IP及终端本地IP的分配系统的结构示意图。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参阅图1，本发明第一实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法，应用于作为DHCP服务器的家庭中，所述方法至少包括以下步骤：

S101，从预置的地址网段池中选取其中一个地址作为所述第一家庭的传输层IP，所述第一家庭和多个第二家庭处于一个园区网中，所述第一家庭作为DHCP服务器，所述多个第二家庭作为DHCP客户端；

作为一个示例，为了描述清楚，请参阅图2，所述第一家庭以HeNB1表示，所述多个第二家庭以HeNBx(x为2、3、4….等数字)表示，HeNB1和每个HeNBx均具备分配传输层IP及本地IP的功能，且出厂默认设置均为DHCP客户端和DHCP代理，且每台HeNB均集成LIPA中的LGW网关。图中UE1、UE2….UEx分别是与对应家庭无线通信的终端。在实际实施时，需将HeNB1配置为DHCP服务器，HeNBx配置为DHCP客户端，地址网段池可以由工程人员预先配置好，且HeNB1首先上电工作，在HeNB1上电工作后，从预置的地址网段池中选取其中一个地址作为HeNB1的传输层IP，通常情况下，可以选择从所述地址网段池中选取第一个IP地址作为HeNB1的传输层IP。

S102，接收任一所述第二家庭发送的传输层IP申请报文，并根据所述传输层IP申请报文对所述第二家庭分配传输层IP；

其中，作为一个示例，当HeNBx上电工作后，发出传输层IP申请报文，具体为DHCPdiscover报文，在网络中向所述HeNB1申请传输层IP，以获取所述HeNBx的传输层IP。

请参阅图3，作为DHCP服务器的HeNB(即所述HeNB1)根据所述DHCP discover报文的属性判断是否属于DHCP relay报文，若是，则回复单播DHCP offer报文，为所述HeNBx分配终端本地IP；若否，则回复广播DHCP OFFER报文，从所述地址网段池选取IP对所述HeNBx分配传输层网段地址。

S103，当终端接入所述园区网中的当前家庭时，根据所述当前家庭的类型为所述终端分配终端本地IP，所述当前家庭的类型包括所述DHCP服务器和所述DHCP客户端。

其中，作为一个示例，具体处理方式如下：

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP服务器时，直接为所述终端分配终端本地IP；

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP客户端时，接收所述当前家庭发起的终端本地IP分配申请报文，以通过所述当前家庭间接为所述终端分配终端本地IP。

具体的，请参阅图4，首先终端接入触发LIPA流程，然后确定终端接入的HeNB是否为作为DHCP服务器的HeNB1，若是，即当所述终端连接到所述HeNB1时，由所述HeNB1直接分配终端本地IP，并记录UEID(终端ID)及本地IP的映射关系；若否，即所述终端连接到所述HeNBx时，所述HeNBx向所述HeNB1发起申请，由所述HeNB1分配终端本地IP，并由所述HeNBx间接把本地IP分配给无线终端，所述HeNBx向所述HeNB1发起申请中，所述HeNBx向所述HeNB1的传输层IP发送一定点单播报文，请求终端本地IP，并在该单播报文中，携带一个UEID的字段。

本发明实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法至少具有下列优点之一：

(1)把两类网段即传输层IP和终端本地IP的分配集中统一在一个，集成度更高，降低了园区网家庭开通和部署复杂度，解决了独立配置地址与外置DHCP服务器的不足之处，提高开通的便利度，降低了工程维护成本。

(2)网络内一台承担了分配传输层IP和终端本地IP的角，不需要额外部署外置DHCP服务器，减少额外网元带来的硬件成本和开通维护成本，减少网络布线和额外网元导致的不稳定因素；

(3)统一分配地址的方案，有利于统一协调地址网段，包括的传输层IP网段和终端本地IP网段，提高IP网段的利用率；

(4)统一分配终端本地IP地址，有利于提高终端移动时候的业务体验，支持切换后维持原有终端本地IP。

请参阅图5，本发明另一实施例的传输层IP及终端本地IP的分配方法，主要应用于LTE系统，特别可用于移动园区网方案中，在该方法实施前需要先进行如下配置：

对多台HeNB部署网络，设置其中一台HeNB为作为DHCP服务器的HeNB1，其它HeNB为作为DHCP客户端的HeNBx(x为2、3、4….等数字)；

请参阅图6，本实施例中，HeNB的数量为4台，该4台HeNB默认设置为DHCP客户端和DHCP代理，HeNB出厂的时候没有配置传输层地址，HeNB需要与外部网元通讯，每个物理网口至少需要有一个传输层的IP地址。与HeNB1、HeNB2、HeNB3、HeNB4对应的终端分别为UE1、UE2、UE3、UE4。部署网络的时候，设置其中一台HeNB1作为DHCP服务器，HeNBx(包括HeNB2、HeNB3、HeNB4)作为DHCP客户端，特别的，每台HeNB在硬件和软件方面并无区别，作为服务器或客户端的区别仅由配置方面的差别决定。

本实施例的方法包括：

S201，HeNB1先上电工作，并为自身配置两个网络地址段，两个网络地址段分别作为为传输层IP地址和终端本地IP地址；

本实施例中，HeNB1在开通后，需要配置好两个网络地址段，并持续维护两个地址网段的映射表格。两个网络地址段分别作为为传输层IP地址和终端本地IP地址。两个映射表格为传输层IP地址与MAC地址的映射关系，终端本地IP地址与终端UE ID的映射关系。

S202，HeNB1从所述地址网段池中取其中一个地址作为自身的传输层IP；

HeNB1传输层地址由HeNB1自行分配。从传输层IP地址选取一个IP作为自身传输层IP，一般情况下选取网段的第一个IP地址。

S203，当HeNBx上电工作后，HeNB1通过通用DHCP协议为所述HeNBx分配传输层IP；

HeNB2、HeNB3、HeNB4的传输层地址由HeNB1通过通用DHCP协议进行分配。当其中一个客户端HeNBx(x为2到4任意一个数字)上电后，加载配置发现自身设置为客户端角，于是发出DHCP discover报文，在网络中寻求DHCP服务器，以期获得传输层地址。

HeNB1根据DHCP discover报文的属性是否属于DHCP relay报文来决定从哪个地址段分配IP。由于在传输层地址申请过程，DHCP Discover是普通的广播报文，所以从HeNB1的传输层地址段中选取IP进行分配。通过普通的DHCP discover、OFFER、Request、ACK四个步骤的广播报文，客户端HeNBx能从服务器HeNB1处获取IP地址。

HeNBx记录保留HeNB1的传输层地址，在下一个阶段中申请终端本地IP时发起单播DHCP Discover报文，需要用到服务器传输层地址。

HeNB1记录保留HeNBx的MAC地址及分配的传输层地址映射表，用于后续地址续约或IP的重新分配。

S204，当终端与HeNB1或HeNBx连接时，为终端分配终端本地IP。

当无线终端连接到DHCP服务器所在的HeNB1时，由HeNB1直接分配终端本地IP，并记录UEID及本地IP的映射关系；

当无线终端连接到HeNBx时，则HeNBx作为DHCP代理的角，向DHCP服务器所在的HeNB1发起申请。

DHCP relay的报文是单播报文，从relay的节点HeNBx单播发给服务器HeNB1，即HeNBx向HeNB1的传输层IP发送一个定点的单播报文，请求终端本地IP，并在该报文中，携带一个UEID的字段。

作为服务器的HeNB1，根据Discover报文的属性来判断分配哪个网段的地址。当Discover报文是单播，则认为是请求终端本地地址。HeNB1从可用的终端本地IP网段中选取一个IP，通过单播的OFFER报文回复给HeNBx

HeNBx记录UEID与分配的终端本地IP的映射关系。HeNB1也记录UEID与分配的终端本地IP的映射关系。

此外，本实施例提出的方法还包括：终端在站间切换。

统一分配IP的优势在于IP能在各HeNB进行协调，终端在园区内的HeNB进行移动发生切换时后本地IP不变更，不会造成业务中断。

具体的，当UE(终端)在HeNBx间做切换时，源侧S-HeNB(source HeNB)通过S1口或X2口链路，将UEID与分配的终端本地IP的映射关系传递给目标侧T-HeNB(target HeNB)。S-HeNB删除原有映射关系，转为由T-HeNB进行维护该映射关系表。

当UE从HeNB1往HeNBx做切换时，HeNB1作为源侧S-HeNB，通过S1口或X2口链路，将UEID与分配的终端本地IP的映射关系传递给作为目标侧T-HeNB的HeNBx，HeNBx新增一份UEID与分配的终端本地IP的映射关系，HeNB1的映射关系表继续维持不删除。

当UE从HeNBx往HeNB1做切换时，HeNBx不需传递UEID与终端本地IP的映射关系信息，当切换成功后，HeNBx将删除已成功切换的终端信息表。

基于同于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种传输层IP及终端本地IP的分配系统，请参阅图7，该传输层IP及终端本地IP的分配系统包括：

选取模块10，用于从预置的地址网段池中选取其中一个地址作为所述第一家庭的传输层IP，所述第一家庭和多个第二家庭处于一个园区网中，所述第一家庭作为DHCP服务器，所述多个第二家庭作为DHCP客户端；

接收模块20，用于接收任一所述第二家庭发送的传输层IP申请报文，并根据所述传输层IP申请报文对所述第二家庭分配传输层IP；

分配模块30，用于当终端接入所述园区网中的当前家庭时，根据所述当前家庭的类型为所述终端分配终端本地IP，所述当前家庭的类型包括所述DHCP服务器和所述DHCP客户端。

此外，本实施例中，所述分配模块30具体用于：

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP服务器时，直接为所述终端分配终端本地IP；

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP客户端时，接收所述当前家庭发起的终端本地IP分配申请报文，以通过所述当前家庭间接为所述终端分配终端本地IP。

本实施例中，所述接收模块20具体用于：

接收当前第二家庭发送的当前传输层IP申请报文，判断所述当前传输层IP申请报文的属性是否属于DHCP relay报文；

若否，则回复广播DHCP OFFER报文，并从所述地址网段池中选取IP对所述当前第二家庭分配传输层IP。

本实施例中，所述分配模块30还用于：

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP服务器时，直接为所述终端分配终端本地IP，同时记录终端ID及终端本地IP的映射关系；

当终端接入所述园区网中的所述当前家庭的类型所述DHCP客户端时，接收所述当前家庭发起的终端本地IP分配申请报文，以通过所述当前家庭间接为所述终端分配终端本地IP，所述终端本地IP分配申请报文为定点单播报文，所述定点单播报文中携带终端ID的字段。

本发明实施例的传输层IP及终端本地IP的分配系统具有上述传输层IP及终端本地IP的分配方法相同的有益效果，在此不再赘述。

此外，本发明的实施例还提出一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。