移动无线全IP网络中的知道QoS的服务流映射

摘要

在一个实施例中，技术提供接入网中的知道QoS的服务流映射。在接入网的网关处接收来自接入装置的消息。所述消息包括流量流规范。所述流量流规范可以包括分组过滤器信息，分组过滤器信息用于安装分组过滤器以将流量路由到接入装置。网关创建会话并且将分组过滤器与会话关联。当在网络装置处接收到进入的分组时，将所述分组匹配到分组过滤器。然后将进入的分组发送到接入装置以用于该会话。流量流规范还可以规定需要的QoS参数。然后所述QoS参数可以应用到发送给所述接入装置的分组。网关和接入装置可以进行协商以确定要应用的QoS。

说明书

技术领域

本发明实施例一般地涉及网络技术，并且更具体地涉及接入网中的服 务流映射。

背景技术

流量流规范(traffic flow specification，TFS)用来定义用于流映射的 分组过滤器信息。分组过滤器安装用于确定将进入的分组发送到哪里。这 独立于层2协议。因此，在全球微波互联接入(WiMAX)网络中，这些 过滤器不映射到接入网，所述接入网使用层2(数据链路层)将分组发送 给移动台。通常，可以在接入网中的网关上静态地配置某一服务质量 (QoS)。因此，当接收到用于该移动台的分组时，在分组被发送到该移 动台时应用某一QoS。

上述静态配置包括许多缺点。例如，在WiMAX网络中，移动台可以 漫游到不同的网络。因此，不同的网关可以用于将分组路由到该移动台。 因此，必须静态地配置不同网络中的这些网关的每一个，以对用于该移动 台的进入的分组应用正确的QoS。因为移动台可以漫游到任何位置，所以 静态地配置网关以应用正确的QoS是麻烦并且费时的。

附图说明

图1示出描述根据本发明一个实施例的网络的示例的系统；

图2描述根据本发明实施例的系统的更详细的实施例；

图3描述根据本发明实施例的接入装置和网关的更详细的实施例；

图4示出根据本发明一个实施例的流量流规范的示例；

图5描述根据本发明一个实施例的用于提供流量流映射的方法的简化 的流程图；

图6描述根据本发明一个实施例的用于将分组导向接入装置的方法的 简化的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供接入网中的知道QoS的(QoS-aware)服务流映 射。在一个实施例中，在接入网中的网关处接收来自接入装置的消息。该 消息包括流量流规范。所述流量流规范可以包括分组过滤器信息，分组过 滤器信息用于安装分组过滤器，以将流量路由到该接入装置。该网关创建 会话并且将该分组过滤器与该会话关联。当在网络装置处接收到进入的分 组时，将所述分组与所述分组过滤器匹配。然后所述进入的分组发送到该 接入装置以于该会话。

所述流量流规范还定义所需要的QoS参数。然后，所述QoS参数可 以应用于发送给该接入装置的分组。在一个实施例中，网关和接入装置可 以进行协商以确定要应用的QoS。例如，如果该QoS不被网关支持或者不 能在该时刻进行应用，则该网关和该接入装置可进行协商以确定要应用的 第二QoS。

因此，接入装置可以在流量流规范中规定分组过滤器信息和QoS。创 建并安装分组过滤器以用于该会话并且动态应用QoS。这使得能够实现使 用流量流规范的动态网关配置。

图1示出系统100，其描述根据本发明一个实施例的网络的示例。在 一个实施例中，系统100包括全球微波互联接入(WiMAX)网络。尽管 描述了WiMAX，但是可以明白，除了其它有线网络和协议以外其它无线 网络也是可以想到的。

系统100包括接入装置102、网络接入提供商(NAP)域104、访问 网络服务提供商(NSP)域106、家乡NSP域108和应用服务提供商 (ASP)网络110。尽管描述了该系统，但是可以明白，系统100的变化 是可以想到的。

接入装置102可以是移动装置或者基本固定的装置。例如，接入装置 102可以包括移动台、用户台、膝上型计算机、蜂窝电话、个人数字助理 (PDA)、黑莓装置、软电话、机顶盒、个人计算机等。并且，接入装置 102可以经由无线网络、有线网络或两者的组合进行通信。

NAP域104包括接入服务网络112。ASN 112将接入装置经由基站连 接到服务提供商网络。接入服务网络是将用户连接到电信服务提供商的网 络。它可以被认为是通往用户的家乡网络或者任何其它服务提供商网络的 路径。例如，ASN 112连接到访问NSP域106的连通性服务网络(CSN) 114或者家乡NSP域108的CSN 116。

当接入装置102漫游通过NAP域104时，接入装置102可以连接到不 同ASN 112。例如，接入装置102可以从ASN 112-1移动到ASN 112-2。 这会随着带有接入装置102的用户漫游到不同位置而发生。当这发生时， ASN 112-1可以将服务转接给ASN 112-2。

CSN 116是与家乡网络关联的网络。例如，接入装置102可以与家乡 网络中的家乡地址关联。这是接入装置102的基础网络并且可以由服务提 供商运营。当接入装置漫游到由不同NSP操作的其他网络时，则所述接入 装置经由访问NSP域106接入CSN 114。

接入装置102可以经由CSN 114和CSN 116接入互联网或者其它ASP 网络110。CSN 114和CSN 116是提供到互联网等的连通性的网络。然后 经由ASP网络110和互联网可以提供服务。

图2描述了根据本发明实施例的系统100的更详细的实施例。如图所 示，ASN 112包括网关202和多个基站204。

基站204提供到ASN 112的接入点。在一个实施例中，链路R1可以 是无线链路。链路R1可以使用无线协议和过程，例如在802.16e中提供的 那些无线协议和过程。还可以想到例如802.11x的其它协议，并且还可以 想到对802.16协议及其后续协议的进一步增强。

网关202可以是存在于ASN 112中的网络装置。网关202配置为与家 乡NSP 108和/或访问NSP 106通信。来自接入装置102的通信可以流经基 站204到网关202。基站204和网关202之间的链路R6可以是无线链路或 者有线链路。在一个实施例中，可以建立基站204和网关202之间的隧道 以用于通信。

本发明实施例允许接入装置102将流量流规范发送给网关202。该流 量流规范包括可以用于流映射的分组过滤器信息。流映射用于所建立的会 话并且分组在该会话中发送给接入装置102。该流映射包括分组过滤器， 该分组过滤器用于确定如何对进入的分组进行导向。此外，流量流规范可 包括请求某一QoS的QoS参数。在一个实施例中，网关202可以与接入 装置102进行协商以确定应当应用到该流映射的其它QoS参数。

图3描述了根据本发明实施例的接入装置102和网关202的更为详细 的实施例。如图所示，接入装置102包括流映射发送器302，流映射发送 器302配置为将流量流规范发送给网关202。信令消息用于发送该流量流 规范。在一个实施例中，可以使用层3协议发送该信令消息。例如，资源 预留协议(RSVP)信令消息用于发送流量流规范。在一个实施例中，用 RSVP扩展来携带用于该流量流规范的信息。尽管描述了RSVP，但是可 以理解，还可以使用其它层3协议来发送该流量流规范。

流映射器304接收包括该流量流规范的信令。信令消息是端到端发送 的，并且所述信令消息可能不会寻址到网关202，因为网关202是接入网 的一部分。例如，所述消息可能寻址到数据的目的地。然而，网关202截 取所述信令消息并且从所述消息确定该流量流规范。

在一个实施例中，该信令消息被限制于该接入网。因此，该信令在接 入装置102和网关202之间。这与使用层3协议发送的端到端RSVP不 同。在这种情况中，网关202截取该消息。这最小化了在层3发送的消息 的变化，在层3中，该消息的目的地址应当和该数据的目的地址一样。在 一个示例中，该目的地址不必是网关202，这是因为这是层3协议并且该 目的地址就是用于该数据的目的地。这通过将PATH消息的目的地址和数 据的目的地址保持一样而最小化了对例如RSVP的协议的改变。然而，网 关202截取该消息并且能够从该消息确定该流量流规范。

图4示出根据本发明一个实施例的流量流规范400的示例。如图所 示，在流量流规范400中提供了各种字段402。字段400包括可以用来生 成用于流映射的分组过滤器的值404。SF_ID字段406包括从较低层传送 到较高层(层3)的参数。当运行多个同时的应用时，SF_ID用于唯一地 识别给定的服务流。

其它字段400用于确定分组过滤器(例如，五元组(5-tuple))。这 些参数用于唯一地识别IPv4或IPv6流量流。

QoS字段408包括一个或多个QoS参数。例如，包括所请求的QoS， 例如EF(expedited forwarding，加速转发)。这允许接入装置102请求用 于会话的QoS。尽管示出了该流量流规范400，但是可以理解，可以想到 其它规范。

在截取信令消息之后，然后流映射器304确定流量流规范400中的元 素是否是可接受的。例如，确定流量流规范中的任何不能接受的QoS参 数。在一个实施例中，用户特性文件(profile)可以在其中包括QoS。可 以从家乡NSP108接收所述用户特性文件。将所请求的QoS与用户特性文 件中的QoS进行比较以确定所请求的QoS是否能够应用于接入装置102。 这允许网关202监控所请求的QoS以确定是否应该将所请求的QoS给予 接入装置102。

如果该QoS不是可接受的，则然后流映射器304可以进行与流映射发 送器302的协商以确定可接受的QoS参数(或者该流量流规范的任何其它 元素)。所述协商可以使用在网关202和接入装置102之间往返发送的信 令消息。

在协商的一个示例中，接入装置102可以发送需要应答 (acknowledgement)的RSVP消息(例如，PATH消息)。接入装置可以 在消息中包括RSVP-MESSAGE-ID对象并且RSVP-MESSAGE-ID对象的 ACK_Desired标记被设置。接入装置102可以在每个RSVP消息的通用头 部中设置能更新简化的(refresh-reduction-capable)标记。当网关202接收 具有RSVP-MESSAGE-ID对象的RSVP消息时，网关202以包含RSVP- MESSAGE-ACK或RSVP-MESSAGE-(N)ACK对象的RSVP消息进行响 应。RSVP-MESSAGE-(N)ACK对象可以捎带(piggy-backed)到标准的 RSVP消息上，但是如果网关202那时没有其他的RSVP消息要发送则可 在RSVP-ACK消息中发送RSVP-MESSAGE-(N)ACK对象。例如，网关 202不应延迟接收到的RSVP PATH消息的处理，但是如果网关202选择 要延迟，则在需要时其立即以RSVP-ACK消息进行回复，RSVP-RESP以 后将跟随。

在确定流量流规范中可接受的元素之后，创建会话和用于该会话的分 组过滤器。可将所述分组过滤器存储在TFS执行器308中。所述分组过滤 器用于将分组导向接入装置102。

TFS执行器308配置为当分组被接收到时，将分组导向接入装置 102。在一个示例中，当分组被接收到时，将分组中的信息与存储在TFS 执行器308中的分组过滤器进行比较。网关202可能已经创建了多个会话 并且每个会话可与分组过滤器关联。通过该分组匹配哪一个分组过滤器来 确定用于该分组的会话。在一个实施例中，分组过滤器可以是五元组。然 后将该分组中的信息(例如，分组头部)与所述五元组进行比较。例如， 可用分组头部中的IP地址、端口号等来确定与五元组的匹配。如果确定该 信息匹配该五元组，则然后将该分组与该分组过滤器关联。然后将该分组 发送到接入装置102以用于为该分组过滤器创建的会话。

在一个实施例中，根据流量流规范，将QoS与分组过滤器关联。可 以根据各种规则在接入链路上提供QoS。分组可以用QoS标识进行标记， QoS标识用于为QoS目的而对分组进行分类。例如，差分服务代码点 (DSCP)可以映射到加速转发(EF)QoS，其中，接入链路是具有最高 发送优先级的辅助接入连接，所述最高发送优先级与具有最低传送延迟的 接入链路关联。分组可以映射到用于中优先级或低优先级发送的其他辅助 连接的接入链路的确保转发(AFn)QoS。并且，分组可以映射到用于另 一QoS的具有尽力而为(best effort)发送选项的接入链路上的延迟容许服 务(delayed tolerance service)流。还可以想到其它映射。

当接入装置102在网络中漫游时，流映射的动态配置会是有用的。例 如，当接入装置102连接到第二接入服务网络时，接入装置102可以将流 量流规范发送到第二网关202-2。然后可以为接入装置102建立正确的分 组过滤器和QoS。在这种情况中，网关202-2使用来自接入装置102的信 令来建立分组过滤器和QoS。因此，不必静态地配置网关202-2以支持分 组到接入装置102的发送。并且，网关202-2不必从接入装置102之外的 装置(例如，网关202-1)接收信令，以建立用于接入装置102的流映 射。

在一个实施例中，接入装置102可能已经在网关202中创建具有不同 流映射的多个会话。如果需要第二会话，则接入装置102可以发送包括第 二流量流规范的信令。第二分组过滤器然后可以与所述第二会话关联。并 且，第二QoS可以应用于所述第二分组过滤器。在一个示例中，接入装置 102可以具有数据会话和VoIP会话，每一个会话需要不同的QoS保证。 当用于第二会话的分组被接收到时，TFS执行器308将分组中的信息匹配 到用于该分组过滤器的第二五元组。然后使用所述第二QoS发送所述分 组。因此，可以动态地配置不同的流映射，而不是对于所有的进入的会话 都具有静态的流映射。

图5描述了根据本发明一个实施例的用于提供服务流映射的方法的简 化流程图500。在步骤502中，在网关202处接收到带有流量流规范的消 息。可以在来自接入装置102的信令中接收消息。

在步骤504中，网关202可以就该流量流规范中的元素与接入装置 102进行协商。例如，可将QoS级别的重新提议发送给接入装置102。然 后如果该重新提议是可接受的，则接入装置102可以以指示进行响应，或 者接入装置102还可以提议另一QoS。

在步骤506中，网关202和接入装置102对该流量流规范中的元素达 成一致以应用到会话。

在步骤508中，分组过滤器应用到用于接入装置102的新会话上。在 步骤510中，可根据上述协商将该分组过滤器与特定QoS关联。

图6描述了根据本发明一个实施例的用于将分组导向接入装置102的 方法的简化的流程图600。在步骤602中，在网关202中接收进入的分 组。

在步骤604中，网关202将该分组中的信息与分组过滤器进行比较。 例如，该分组中的信息与用于该分组过滤器的五元组匹配。当匹配该分组 过滤器时，则除了确定要将分组发送到哪个接入装置102以外，还确定与 该分组过滤器关联的会话。

在步骤606中，根据为该会话提供的QoS将该分组发送给接入装置 102。

尽管关于本发明的特定实施例描述了本发明，但是这些实施例仅仅是 说明性的而非限制本发明。尽管描述了网关和接入装置，但是可以理解， 这些实体可以是任何网络装置。例如路由器、交换机等等。

任何合适的编程语言都可用来实现本发明实施例的例程，所述编程语 言包括：C、C++、Java、汇编语言等。可以采用不同的编程技术，例如面 向过程的或者面向对象的。所述例程可以在单个处理装置上或者在多个处 理器上执行。虽然以特定的顺序给出了步骤、操作或者计算，但是所述顺 序在不同的具体实施例中是可以改变的。在一些具体实施例中，在本说明 书中被示为顺序的多个步骤可以被同时执行。这里描述的操作顺序可以被 另一进程中断、挂起或者以其他方式控制，所述另一个进程例如是操作系 统、内核等。所述例程可以在操作系统环境中运行，或者作为占用系统处 理的全部或者主要部分的独立例程运行。可以在硬件、软件或两者的组合 中执行功能。除非另有说明，功能也可以全部或者部分手动执行。

在本申请的描述中，提供了大量特定细节，例如组件和/或方法的示 例，以提供对本发明实施例的全面理解。然而，本领域技术人员将认识 到，在没有这些特定细节中的一个或者多个的情况，或者用其他装置、系 统、配件、方法、组件、材料、部件和/或类似物，本发明实施例也可以实 现。在其他情况下，已知的结构、材料或者操作没有特别示出或者详细描 述以避免混淆具体实施例多个方面。

为了本发明实施例的目的，“机器可读介质”可以是包含、存储、传 输、传播、或者传送程序，以由指令执行系统、装置、系统或者设备使 用，或者结合指令执行系统、装置、系统或者设备使用的任何介质。仅作 为示例而非限制，机器可读介质可以包括电子、磁、光、电磁、红外或者 半导体系统、装置、系统、设备、传播介质或计算机存储器。

本发明实施例可以是在软件或者硬件或者两者的组合中以控制逻辑的 形式实现。所述控制逻辑可以存储在例如计算机可读介质的信息存储介质 中，作为适于引导信息处理装置来执行在本发明实施例中公开的一组步骤 的多条指令。根据在此提供的公开和教导，本技术领域的技术人员可以了 解实现本发明的其它方式和/或方法。

“处理器”或“处理”包括处理数据、信号或者其他信息的任何人、 硬件和/或软件系统、机构或者组件。处理器可以包括具有通用中央处理单 元、多处理单元、用于实现功能的专用电路的系统或者其他系统。处理无 需受限于地理位置或者具有时间限制。例如，处理器可以以“实时”、 “离线”、“批处理”等方式执行其功能。处理的多个部分可以在不同的 时刻和不同的位置由不同的(或相同的)处理系统执行。

在整个说明书中，提到“一个实施例”、“实施例”、“特定实施 例”或者“具体实施例”是指本发明的至少一个实施例而不必是所有实施 例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特性。因此，在整个本说 明书中的多个位置处出现短语“在具体实施例中”、“在实施例中”或 “在特定实施例中”不一定是指相同的实施例。此外，任何特定实施例的 具体的特征、结构或者特性可以与一个或多个其他具体实施例以任何合适 的方式组合。应当理解，考虑本申请的教导，在本申请描述并示出的具体 实施例的其他变动和修改也是可以的，并且应当被认为是本发明的精神和 范围的一部分。

具体实施例可以通过使用编程的通用数字计算机，通过使用专用集成 电路、可编程逻辑器件、现场可编程逻辑门阵列、光、化学、生物、量子 或者纳米工程系统、组件和机构，等等来实现。一般而言，具体实施例的 功能可以用本领域已知的任意装置来实现。可以使用分布式的或联网的系 统、组件和/或电路。数据的通信或者传送可以是有线的、无线的或者通过 其他手段的。

将意识到，当按照具体应用有用时，附图中示出的一个或多个元件也 可以用更加分离或者更加集成的方式实现，或者在某些情况下甚至被删除 或者使得不可工作。实现可以被存储到机器可读介质中以允许计算机执行 上述任何方法的程序或者代码也在本发明的精神和范围内。

另外，附图中的任何信号箭头应当仅被认为是示例性的，而非限制性 的，除非另外专门说明。此外，除非另外说明，这里使用的术语“或”一 般意思是“和/或”。组件或者步骤的组合也被认为是已提到的，其中，术 语被预见为是提供了分离或者组合的能力。

说明书和权利要求书中使用的“一”、“一个”和“所述”包括复数 引用，除非上下文清楚地另外表明。此外，说明书和权利要求书中使用的 “在……中”的意思包括“在……中”和“在……上”，除非上下文清楚 地另外表明。

前面对说明性具体实施例的描述(包括在摘要中所描述的)，不是要 穷举或者将本发明限制为这里所公开的准确的形式。尽管这里仅仅是为了 说明目的描述本发明的特定具体实施例和示例，但是本领域技术人员将认 识到并意识到，在本发明的精神和范围内可以有各种等同修改。如上所 述，对本发明的这些修改可以根据前面对说明性具体实施例的描述作出， 并且要被包括在本发明的精神和范围内。

因此，尽管在本申请中已参考具体实施例描述了本发明，但是各种修 改、改变和替换也在前面的公开中，并且将意识到，在某些情况下，具体 实施例的某些特征将被采用，而没有对其他特征的相应使用，也不脱离之 前所阐述的本发明的范围和精神。因此，可以做出许多修改来使特定情况 或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明不受限于在所附权利要求书 中使用的特定术语和/或作为设想来实现本发明的最佳模式公开的具体实施 例，而是本发明将包括任意的和所有具体实施例以及落在所附权利要求书 的范围内的等同物。