下一代网络中实现代理请求模式资源预留的方法和装置

摘要

本发明涉及一种下一代网络中实现代理请求模式资源预留的方法和装置。资源仲裁策略决策功能实体接收应用功能实体发送的资源请求消息后，检查是否符合用户配置文件和网络运营策略规则、并且检查所涉及传送网络中是否有符合需求的资源空闲可用，根据检查结果对资源请求做出准入决策。相应地，本发明还提供了一种下一代网络中实现代理请求模式资源预留的装置。本发明不仅可以支持各种服务质量协商能力的终端，还可以协商媒体流的服务质量需求参数，或由应用功能实体根据媒体流类型和业务运营策略来确定所述服务质量需求参数。

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种下一代网络中实现代理请求模式资源预留的方法和装置。

背景技术

NGN(Next Generation Network，下一代网络)是采用IP等分组技术作为承载网技术融合固定通信和移动通信。在NGN网络中是通过通信实体之间的lP连接性来承载语音、图像和数据等多种电信业务的融合网络。尽管NGN已开始部署，但IP承载网络的服务质量、安全性、可靠性、可运营和可管理等问题仍期待着完善的解决方案。

两大国际标准组织ITU-T(国际电信联盟)和ETSI(欧洲电信标准协会)各成立了专门的研究组，致力于NGN技术标准的制定工作，目前都正处于框架阶段。通过RACS(资源和准入控制系统)解决NGN承载网的服务质量、NAT(网络地址转换)和防火墙穿越问题，已是大多数主流运营商和设备供应商的一项共识。

尽管两大组织的RACS草案范围不同，ITU-T FGNGN除考虑接入网分组传送部分外还考虑核心网分组传送部分，但框架是相似和兼容的。两者均借鉴了3GPP PDF(第三代移动通信标准化伙伴项目重新加入决策功能)和PacketCable GC(门控制器)在网络边缘进行基于运营策略规则的准入控制思路；均增加了基于网络内部资源可用性检查结果作为准入控制的判断条件之一，以避免网络中发生因业务流量和服务质量等级要求超出网络承载能力而导致应用层不可接受的拥塞、时延和丢包问题；均增加了对NAT和防火墙穿越控制的考虑；考虑对各种NGN多媒体业务的支持。

目前的RACS草案中框架定义已基本稳定，所述的RACS功能框架需要支持多种模式资源预留机制，目前主要有以下三种资源预留模式：

(1)代理请求模式

由业务控制设备代理用户向资源和准入控制层发起资源请求；业务控制设备可以提取用户业务请求信令中所明确的本次会话媒体流的带宽和服务等级需求，或者根据业务层运营策略规则(如业务类型或编解码类型等)来决定本次会话媒体流的带宽和服务等级需求；

(2)用户请求模式

由CPE(用户驻地设备)通过专用路径耦合信令直接向网络发起资源请求；所述的资源请求可以是针对每个会话发起，也可以与会话无关；所述的资源请求可以是预先经过业务控制设备授权的，也可以是未经业务控制设备预先授权的；

(3)接入配置模式

由网络接入管理设备在用户接入网络时根据用户配置文件中所含的用户业务等级协定信息向网络发起资源请求；所述的资源请求是用户级的，并且与会话无关。

在ITU-T FGNGN于2004年12月公布的RACS最新草案中，提供了RACS的功能框架结构，如图1所示。图中：

应用功能(AF)指需要向资源和准入控制请求为应用媒体流请求资源预留和释放的业务层功能实体，包括：业务控制代理功能(SCPF)和互连边界控制功能(IBCF)等功能实体。

网络接入附属功能(NAAF)指负责网络接入管理控制相关的功能，包括：用户设备的网络接入认证、授权和IP地址动态分配，接入设备的配置和用户配置文件存储等。

资源仲裁(RM)接收资源预留请求，检查资源预留请求是否符合运营策略规则，与相关功能实体交互以检查是否符合用户配置数据库中所存储的用户配置信息和是否在网络中有符合要求的传送资源空闲可用，然后根据这些检查结果做出准入决策。资源仲裁功能实体包括：位于业务接入侧的仲裁策略决策功能实体(M-PDF)，和位于业务互连侧的互连策略决策功能实体(I-PDF)。

传送资源控制功能(TRCF)接收来自资源仲裁的资源请求，根据所收集和维护的网络拓扑和资源状态数据检查网络中是否有符合资源请求的传送资源空闲可用，还控制网络中传送设备的与保证服务质量相关的转发行为。如果一个网络中有多个传送资源控制功能实体，它们相互通信以检查整个网络中从入口边缘到出口边缘的资源可用性。传送资源控制功能实体包括：位于接入网中的传送资源功能实体(A-TRCF)，和位于核心网中的传送资源功能实体(C-TRCF)。

核心网的边界网关功能(BGF)接收、保存和执行来自资源和准入控制层的准入决策参数信息，根据这些参数信息进行报文过滤、流量分类、标记、监管和整形，还可能进行报文的网络地址转换和安全性检测过滤。

该草案中，针对功能实体和接口需求的描述主要为围绕代理请求模式展开，但并没有提供完整的接口需求和相应的处理流程，以实现代理请求模式下的资源预留。

在ETSI TISPAN于2005年1月公布的RACS最新草案中，也提供了所述RACS的功能框架，如图2所示。图中：

应用功能(AF)指需要向资源和准入控制请求为应用媒体流请求资源预留和释放的业务层功能实体。

网络附属子系统(NASS)指负责网络接入管理控制相关的功能，包括：用户设备的网络接入认证、授权和IP地址动态分配，接入设备的配置和用户配置文件存储等。

业务策略决策功能(SPDF)接收资源预留请求，检查资源预留请求是否符合运营策略规则，与接入网资源准入和控制功能(A-RACF)交互以检查是否在接入网络中有符合要求的传送资源空闲可用，然后根据这些检查结果做出准入决策。

接入网资源准入和控制功能(A-RACF)接收来自SPDF的资源请求，检查是否在接入网络中有符合要求的传送资源空闲可用，并控制接入传送设备的与保证服务质量相关的转发行为。

核心网的边界网关功能(C-BGF)接收、保存和执行来自资源和准入控制层的准入决策参数信息，根据这些参数信息进行报文过滤、流量分类、标记、监管和整形，还可能进行报文的网络地址转换和安全性检测过滤。

在该草案中，针对功能实体和接口需求的描述主要也是围绕代理请求模式展开，但同样也没有提供完整的接口需求和相应的处理流程。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种下一代网络中实现代理请求模式资源预留的方法和装置，从而使得在现有的RACS功能框架在代理请求模式下可以实现资源预留处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种下一代网络中实现代理请求模式资源预留的方法，包括：

资源仲裁策略决策功能实体接收应用功能实体发送的资源请求消息后，检查是否符合用户配置文件和网络运营策略规则、并且检查所涉及传送网络中是否有符合需求的资源空闲可用，根据检查结果对资源请求做出准入决策；其中，所述资源请求消息中携带着用户需要的资源请求参数信息；如果准入通过，所述资源仲裁策略决策功能实体向边界网关功能实体发送准入安装命令，其中，所述准入安装命令用于指令边界网关功能实体设置和保存相应的准入决策参数信息。

一种下一代网络中代理请求模式下实现资源预留的装置，其特征在于，包括：

消息接收模块，用于接收资源请求消息；

检查模块，用于根据消息接收模块接收的所述消息，检查是否符合用户配置文件和网络运营策略规则、并且检查所涉及传送网络中是否有符合需求的资源空闲可用；

决策模块，用于根据所述检查模块的检查结果对所述消息接收模块接收到的请求做出准入决策，并在准入通过时发出准入安装命令。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明可以支持各种服务质量协商能力的终端，而不需改变业务协商过程。

而且，在业务协商过程中，利用本发明可以协商媒体流的服务质量需求参数，也可以由业务控制设备(即应用功能实体)根据媒体流类型和业务运营策略来确定媒体流的服务质量需求参数。

由应用功能实体以代理方式而不是用户直接向NGN资源和准入发起资源请求，避免了对资源请求合法性的额外认证过程，简化了资源授权处理流程，自然地实现了业务层和传送层之间的配合和同步。

附图说明

图1为ITU-T FGNGN提供的RACS的系统框架结构示意图；

图2为ETSI TISPAN提供的RACS的系统框架结构示意图；

图3为AF发起资源预留请求的处理流程示意图；

图4为AF发起资源预留修改请求的处理流程示意图；

图5为AF发起准入激活请求的处理流程示意图；

图6为AF发起准入停止请求的处理流程示意图；

图7为AF发起资源释放请求的处理流程示意图；

图8为BGF上报资源不可用指示的处理流程示意图；

图9为TRCF上报资源不可用指示的处理流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供NGN资源和准入控制系统支持代理请求模式情况下的资源预留的处理方法。

代理请求模式的资源预留方法可以支持各种服务质量协商能力的终端，不改变业务协商过程。在业务协商过程中可以协商媒体流的服务质量需求参数，也可以由业务控制设备根据媒体流类型和业务运营策略来确定媒体流的服务质量需求参数。由业务控制设备以代理方式向NGN资源和准入发起资源请求，避免了对资源请求合法性的额外认证过程，简化了资源授权处理流程，自然地实现了业务层和传送层之间的配合和同步。

本发明提供了NGN资源和准入控制系统支持代理请求模式资源预留的处理方法。由于ETSI TISPAN的RACS功能框架对应于ITU-T FGNGN的RACS框架的接入部分，是与之兼容的子系统，因此本发明基于ITU-T FGNGN的RACS框架进行描述。但本发明所提供的方法和流程也可应用于ETSITISPAN的RACS框架，在该RACS框架中是由其中的NASS(网络附件子系统)发起资源请求，并由PDF实现准入控制，相应的准入决策参数信息仍保存于BGF上；在该RACS功能框架中，所述的TRCF对应着该系统中的A-RACF。

本发明中，由业务控制设备代理用户向资源和准入控制系统发起资源请求，所述的业务控制设备包括软交换系统中的呼叫代理器、3GPP IMS(IP多媒体业务子系统)中的P-CSCF(代理呼叫会话控制功能)等等。本发明中，将具有资源请求功能的业务控制设备AF(应用功能)实体。触发AF发起资源请求的事件包括会话建立过程中、媒体重协商过程中、或者内部行为。AF可以提取用户业务请求信令中所协商的本次会话媒体流的带宽和服务质量等级需求，或者根据业务运营策略规则来决定本次会话媒体流的带宽和服务等级需求，所述的业务运营策略规则可以为业务类型或媒体流特征等等。

本发明中，所述的下一代网络中实现代理请求模式资源预留的方法的具体实现方式如图3所示，即相应的NGN资源和准入控制子系统对AF发起资源请求的处理流程如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤31：AF向资源仲裁PDF发送资源请求消息，所述的资源请求消息中承载着需要预留的资源信息；

所述的需要预留的资源信息包括：媒体流标识(如IP五元组信息)、带宽需求参数和服务质量需求参数等，根据该信息可以确定与其相应的准入决策参数信息；

步骤32：资源仲裁PDF与负责维护用户信息的网络接入附属功能NAAF进行交互，进行用户信息的检查，检查的用户信息包括与服务质量相关的用户配置信息和授权信息；

步骤33：资源仲裁PDF检查完用户信息后，还需根据网络运营策略规则进行策略决策；

所述的资源仲裁PDF可以使用保存在本地的网络运营策略规则，也可以远程查询策略数据存储器中保存的网络运营策略进行相应的策略决策，以确定是否符合相应的网络运营策略规则的要求，如果符合，则继续进行资源可用性检查，否则，直接拒绝该资源请求；

步骤34：资源仲裁PDF与TRCF交互，进行资源可用性检查；

资源仲裁PDF与负责网络性能控制的传送资源控制功能实体进行交互，进行传送资源可用性的检查时，资源仲裁PDF需要根据资源请求信息选择资源路径上的相关接入网和核心网的TRCF，然后将资源请求转发给相应的TRCF，并由其进行网络内的资源可用性检查，TRCF将资源可用性检查结果返回给资源仲裁PDF；

为了控制和保证网络性能，TRCF还可能对网络传送设备的路由和转发行为进行状态采集和参数配置；

步骤35：PDF对所述的资源请求进行准入控制决策；

即资源仲裁PDF收到来自BGF的资源请求后，依据网络运营策略规则、用户配置文件和/或资源可用性检查结果进行准入控制决策，并在确定准入后，执行步骤36；

当然，如果准入控制决策的结果为禁止，则资源仲裁PDF直接向AF返回包含拒绝原因的资源请求应答消息；

步骤36：BGF收到资源仲裁PDF返回的准入安装命令后，在本地安装准入控制决策结果，并根据所述结果处理数据流量；

所述的准入控制决策结果即为准入决策参数信息，包括用户标识(如IP五元组)、带宽需求信息和优先级信息等；

在BGF上保存所述的准入决策参数信息；

步骤37：BGF返回安装确认消息给资源仲裁PDF；

步骤38：资源仲裁PDF收到所述的安装确认消息后，还需要向AF发送资源请求应答消息，通知AF资源请求处理结果。

本发明中，AF也可以在会话过程中发起对资源预留的修改，包括修改地址、带宽和服务质量等级等；触发AF发起资源预留修改的事件包括媒体重协商过程中或者内部行为等；NGN资源和准入控制系统对AF发起的资源修改请求的处理流程如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤41：AF向资源仲裁PDF发送资源修改请求消息，所述的资源修改请求消息中承载着修改后需要预留的资源信息；

所述的修改后需要预留的资源信息包括：媒体流标识(如IP五元组信息)、带宽需求参数和服务质量需求参数等，根据该信息可以确定与其对应的准入决策参数信息，并对其进行修改；

步骤42：资源仲裁PDF与负责维护用户信息的NAAF(网络接入附属功能)进行交互，进行用户信息的检查，检查的用户信息包括与服务质量相关的用户配置信息和授权信息；

步骤43：资源仲裁PDF检查完用户信息后，还需进行根据网络运营策略规则进行策略决策，并在策略决策允许后，继续后续处理过程；

步骤44：资源仲裁PDF与TRCF交互，以进行资源可用性检查；

资源可用性检查通过后，继续后续处理过程；

步骤45：PDF对所述的资源修改请求进行准入控制决策；

即资源仲裁PDF收到来自BGF的资源修改请求后，依据网络运营策略规则、用户配置文件和/或资源可用性检查结果进行准入控制决策，并在确定准入后，执行步骤46；

当然，如果准入控制决策的结果为禁止，则资源仲裁PDF直接向AF返回包含拒绝原因的资源修改请求应答消息；

步骤46：BGF收到资源仲裁PDF返回的准入安装命令后，在本地安装准入控制决策结果，并根据所述结果处理数据流量；

所述的准入控制决策结果即为准入决策参数信息，包括用户标识(如IP五元组)、带宽需求信息和服务质量参数信息等；

BGF对相应的准入决策参数信息进行修改并保存；

步骤47：BGF返回安装确认消息给资源仲裁PDF；

步骤48：资源仲裁PDF收到所述的安装确认消息后，还需要向AF发送资源修改请求应答消息，通知AF资源修改请求的处理结果。

当多媒体会话过程中重新协商媒体流时，以及处理呼叫等待等业务时，NGN资源和准入控制系统允许AF直接发起“准入激活请求”，通过资源仲裁PDF要求使得BGF(边界网关功能)开始执行资源仲裁PDF对已授权资源的准入控制决策结果。NGN资源和准入控制系统对AF发起的“准入激活请求”的处理流程如图5所示。

步骤51：AF确定发生需要激活相应的准入决策参数的事件后，则向资源仲裁PDF发送准入激活请求消息；

所述的准入激活请求消息中需要承载着需要激活的准入决策参数信息或其识别信息；

步骤52：资源仲裁PDF收到所述的准入激活请求消息后，向BGF发送准入激活命令；

所述的准入激活命令中携带着需要激活的准入决策参数信息或其识别信息，以便于BGF确定需要激活的准入决策参数；

步骤53：BGF收到所述的准入激活命令，并进行了相应的激活处理后，向资源仲裁PDF返回激活确认消息；

确定相应的准入决策参数信息被激活后，则可以将其作为对相应的业务流进行控制的依据；

步骤54：资源仲裁PDF收到所述的激活确认消息后，向AF返回激活应答消息，将针对相应的准入决策参数的激活处理结果通知AF。

本发明中，当多媒体会话过程中重新协商媒体流时，以及处理呼叫等待等业务时，NGN资源和准入控制系统允许AF直接发起准入停止请求，通过资源仲裁PDF要求BGF停止执行资源仲裁PDF对已授权资源的准入控制决策结果；NGN资源和准入控制系统对AF发起的准入停止请求的处理方法如图6所示，具体包括以下步骤：

步骤61：AF确定发生需要停止相应的准入决策参数的事件后，则向资源仲裁PDF发送准入停止请求消息；

所述的准入停止请求消息中需要承载着需要停止的准入决策参数信息或其识别信息；

步骤62：资源仲裁PDF收到所述的准入停止请求消息后，向BGF发送准入停止命令；

所述的准入停止命令中携带着需要停止的准入决策参数信息或其识别信息，以便于BGF确定需要停止的准入决策参数；

步骤63：BGF收到所述的准入停止命令，并进行了相应的停止处理后，向资源仲裁PDF返回停止确认消息；

确定相应的准入决策参数信息被停止后，则不再将其作为对相应的业务流进行控制的依据；

步骤64：资源仲裁PDF收到所述的停止确认消息后，向AF返回停止应答消息，将针对相应的资源预留参数的停止处理结果通知AF。

AF在会话结束时应发起对资源预留的释放。为了支持多媒体会话过程中的媒体重协商过程，AF也可以在会话过程中发起“资源释放请求”。NGN资源和准入控制系统对AF发起的“资源释放请求”的处理方法如图7所示。具体包括以下步骤：

步骤71：AF释放相应的会话后，需要发送资源释放请求消息给资源仲裁PDF；

所述资源释放请求消息中承载着需要释放的准入决策参数信息或其识别信息，以便于确定需要释放的准入决策；

步骤72：资源仲裁PDF收到所述的资源释放请求后，向BGF发送准入删除或停止命令；

所述命令中携带需要删除或停止的准入决策参数信息或其识别信息；

步骤73：BGF对相应的准入决策参数信息进行了相应的删除或停止处理后，则向资源仲裁PDF返回删除或停止确认消息；

步骤74：资源仲裁PDF收到所述的确认消息后，需要向TRCF发送准入删除指示消息，以便于TRCF释放先前为相应用户分配的资源信息；

步骤75：之后，还需要向AF发送资源释放应答消息。

本发明中，在会话过程中，BGF发生接口故障等原因不能向已授权资源预留提供带宽资源时，BGF应主动向资源仲裁PDF发出资源不可用指示，如果资源预留与会话相关，可能触发PDF再向AF发送资源不可用指示，相应的处理流程如图8所示，具体包括以下步骤：

步骤81：当BGF确定资源不可用时，则删除或停止相应的准入决策参数信息，并向资源仲裁PDF发送资源不可用指示；

步骤82：资源仲裁PDF收到所述的资源不可用指示后，向TRCF发送准入删除指示，以便于TRCF修改其先前为相应用户分配的资源信息；

步骤83：资源仲裁PDF收到所述的资源不可用指示后，资源仲裁PDF还需要向AF发送资源不可用指示，以便于AF释放相应的会话。

本发明中，在会话过程中，TRCF检测到因网络内发生故障等原因不能向涉及到的已授权资源预留提供带宽资源时，TRCF应主动向资源仲裁PDF发出资源不可用指示；如果资源预留与会话相关，可能触发PDF再向AF发送资源不可用指示，相应的处理流程如图9所示，具体包括以下步骤：

步骤91：当TRCF确定资源不可用时，则向资源仲裁PDF发送资源不可用指示；

步骤92：资源仲裁PDF收到所述的资源不可用指示后，向AF发送资源不可用指示；

步骤93：资源仲裁PDF收到所述的资源不可用指示后，还向BGF发送准入删除或停止命令；

步骤94：BGF对相应的准入决策参数信息进行了删除或停止处理后，向资源仲裁PDF返回删除或停止确认消息。

综上所述，本发明提供了代理请求模式下的资源预留的实现方案。使得本发明可以支持各种服务质量协商能力的终端，而不需改变业务协商过程。而且，由业务控制设备以代理方式而不是用户直接向NGN资源和准入发起资源请求，避免了对资源请求合法性的额外认证过程，简化了资源授权处理流程，自然地实现了业务层和传送层之间的配合和同步。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。