[发明专利]用户面集中单元、数据处理装置及数据处理方法

说明书

本申请公开了一种用户面集中单元、数据处理装置及数据处理方法。该用户面集中单元包括第一数据处理装置以及与第一数据处理装置耦合的第二数据处理装置。第一数据处理装置包括网络接口卡、三层交换模块以及加解密模块，第二数据处理装置包括二层交换模块以及虚拟机。网络接口卡上的第一网络接口接收到数据包后，数据包依次经三层交换模块进行三层交换处理、经二层交换模块进行二层交换处理、经虚拟机进行PDCP处理、经所述加解密模块进行加密或解密处理、经所述虚拟机对加密或解密后的数据包进行PDCP处理、经二层交换模块进行二层交换处理、经三层交换模块进行三层交换处理、经网络接口卡的第二网络接口输出。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用户面集中单元、数据处理装置及数据处理方法。

背景技术

虚拟化技术始于IT行业数据中心应用，其核心为资源的虚拟化。随着虚拟化技术发展，越来越多基于物理平台实现的应用迁移到云平台。在5G 3GPP规范中定义了集中单元/分布单元(centralized unit/distributed unit，CU/DU)分离的5G基站。其中，CU主要处理非实时的信息流和协议栈，可以运行在通用处理器上，适合进行云化，实现软件和硬件解耦，产生集中协作增益；DU侧重于处理时延敏感的底层信息，涉及大量的调度、调制解调和编解码等处理，需要专用硬件来保证空口性能。

根据控制面和用户面分离原则，CU进一步切分为控制面CU(CU-C)和用户面CU(CU-U)。CU-C的功能包括无线资源控制(radio resource control，RRC)、无线资源管理(radioresource management，RRM)等；CU-U主要实现业务数据处理，即主要实现分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)功能，其中业务数据的转发交换能力是其中关键的一个环节。

现有技术中，CU-U基于虚拟化数据传输处理框架(HOST OVS+DPDK的组合模式)实现，具体来说就是主机(HOST)上部署开源的虚拟交换机(open VSwtich，OVS)实现业务数据的二层交换(L2 switch)功能，同时为了提升OVS数据接收及转发效率，实现网口虚拟化，HOST上部署数据面开发包(data plane development Kit，DPDK)组件，另外，客户机操作系统(GUEST OS)上部署DPDK组件进行虚拟机(virtual machine，VM)内数据接收和三层交换/网络地址转换(L3 switch/NAT，其中，NAT为network address translation的英文缩写)的软件加速，上述所有处理流程完全依赖中央处理器(central processing unit，CPU)，CPU能力消耗严重。

CU-U软件运行于虚拟机(GUEST OS)上，业务数据流需要通过HOST与GUEST OS进行交互。具体如图1所示，内部及外部流量交换模块的核心包括两部分：二层交换(L2 switch)及三层交换/网络地址转换(L3Switch/NAT)。其中，L2 switch解决方案采用基于软件实现的OVS Host Brigde或者基于硬件实现的SR-IOV，L3Switch/NAT由OVS+DPDK联合实现。

如图1所示，数据包从网络接口卡(network interface card，NIC)的网口0进入到从网口1输出的过程包括以下11个处理步骤：

步骤1：数据包进入网口0；

步骤2：数据包被发送到主机桥(HOST bridge)进行二层交换(L2Switch)处理；

步骤3：数据包被发送到VM进行三层交换处理/地址转换(L3 switch/NAT)；

步骤4：数据包被发送到主机桥(HOST bridge)再次进行二层交换处理；

步骤5：数据包被发送到VM进行PDCP处理；

步骤6：将数据包发送到加解密卡进行加解密处理；