用于移动环境下的基于流的寻址的系统及方法

摘要

在分组的IPv6地址部分嵌入流句柄(FH)可以减少支持基于流的分组转发的路径选择所需的开销量。FH可以取代标准IPv6地址中的接口标识符以使得FH不向IPv6分组自身添加任何另外的开销。由嵌在IPv6地址中的FH指定的信息可以用于选择路径或下一跳。此外，FH可以标识与分组相关联的服务质量(QoS)要求，路由选择功能可以识别能够满足QoS要求、业务功能链(SFC)ID、接入点(AP)ID、无线电承载ID、路径ID和/或设备ID的路径。

说明书

本专利申请要求于2014年11月18日提交的题为“System and Method for Flow-Based Addressing in a Mobile Environment”的美国临时申请No.62/081,383，以及于2015年9月2日提交的题为“System and method for Flow-Based Addressing in aMobile Environment”的美国专利申请No.14/843,277的优先权，这两个申请的内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于基于分组的通信的系统及方法，并且在特定的实施方式中涉及使用网际协议(Internet Protocol，IP)在移动环境下的基于流的寻址的系统及方法。

背景技术

基于分组的通信网络可以使用基于流的分组转发技术以使得不同的业务流可以经由不同的路径来传输。例如，相同网络节点之间的上游分组流和下游分组流可以针对各种理由例如分组处理要求、可用链路容量等经由不同的网络路径来传输。基于流的分组转发技术可以经由基于业务量设计(traffic engineered，TE)的路径来转发分组流以满足分组流的服务质量(quality of service，QoS)要求。此外，基于流的分组转发技术可以通过对业务流中的分组执行专门处理(例如，防火墙、加密、压缩)的分组处理元件或节点来转发业务流。

在常规的使用网际协议版本6(Internet Protocol version 6，IPv6)的基于分组的网络中，可以使用IP分组头中的各种字段例如流标签和业务类型来确定接收分组的网络节点应该如何处理该分组。然而，这些字段仅在一个方向(例如，从节点A至节点B的方向)上有意义并且不能被用于影响沿反方向(例如，从节点B至节点A的方向)行进的流的路径和处理。此外，这些字段可能在沿分组源至其目的地的路径上的任何地方被改变，并且因此可能不会跨整个端对端路径而被保持。

在常规的基于分组的网络中，设备无论在任何时候改变其附接点都必须获得新的IP地址。这会引起大量的信令开销。此外，这可能破坏任何行进中的与旧的IP地址相关联的现有分组流。

在常规的移动环境——设备可以在不改变其IP地址的情况下从一个网络附接点移动至另一网络附接点——下，可能需要将另外的信息例如隧道头附加至分组以确保将分组从网络入口节点转发至该设备当前所使用的网络附接点。隧道解决方案例如使用代理移动网际协议版本6(Proxy Mobile Internet Protocol version 6，PMIPv6)的隧道解决方案要求在隧道端点处维持隧道上下文，要求控制隧道端点之间的信令，引入隧道分组开销，将寻址到特定设备或特定设备接口的所有流封装在同一隧道内，以及迫使寻址到的特定设备或特定设备接口的所有流通过相同的网络入口节点/出口节点来路由。这些协议的一些变体支持将不同的分组流封装在不同的隧道内，但是这些解决方案会引起所必须分配的隧道地址数量、隧道端点所必须维持的上下文信息量、在隧道端点之间所必须交换的信令量的相应的增加。

因此，需要减少在移动环境下与转发分组相关联的开销，而同时能够对分组进行流特定的处理以满足QoS要求和服务特定的处理要求。

发明内容

总体上，通过本公开内容的描述在移动环境下的基于流的寻址的系统以及方法的实施方式来实现技术优点。

根据一种实施方式，提供了一种用于在通信网络上传递分组流的方法。在此示例中，所述方法包括：将第一流句柄(flow handle，FH)嵌入第一分组的网际协议(InternetProtocol，IP)版本六(IP version six，IPv6)地址中；以及向第二网络节点发送第一分组。第二网络节点根据包括在第一FH中的流信息来处理或转发第一分组。还提供了一种用于执行此方法的装置。

根据另一种实施方式，提供了一种用于处理或转发经由通信网络接收的分组的方法。在此示例中，所述方法包括：从第一网络节点接收分组。在所述分组的网际协议(Internet Protocol，IP)版本六(IP version six，IPv6)地址中嵌有流句柄(FH)。所述方法还包括根据由嵌在分组的IPv6地址中的FH指定的流信息来处理或转发分组。还提供了一种用于执行此方法的装置。

根据又一种实施方式，提供了一种用于分配网际协议(Internet Protocol，IP)版本六(IP version six，IPv6)网络地址的方法。在此示例中，所述方法包括：确定与设备关联的第一分组流以及与所述设备相关联的第二分组流已经被发起；以及从可用地址池中将第一IPv6地址分配给第一分组流以及将第二IPv6地址分配给第二分组流。第一IPv6地址与第二IPv6地址不同。所述方法还包括：将第一IPv6地址插入与第一分组流相关联的至少一个分组的地址字段中；将第二IPv6地址插入与第二分组流相关联的至少一个分组的地址字段中；以及经由网络传递与第一分组流和第二分组流相关联的分组。还提供了一种用于执行此方法的装置。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图而进行的描述，在附图中：

图1示出了一种实施方式的无线网络的图；

图2示出了常规的网际协议版本6(IPv6)地址和分组头的图；

图3示出了一种实施方式的流句柄(flow handle，FH)的图；

图4示出了一种实施方式的用于源节点中的基于流的寻址的方法的流程图；

图5示出了一种实施方式的用于传输网络节点中的基于流的寻址的方法的流程图；

图6A至图6B示出了一种实施方式的涉及移动设备的基于流的入口和出口选择方案的图；

图7示出了一种实施方式的基于流的路径选择方案的图；

图8示出了一种实施方式的经由指定路径的分组转发方案的图；

图9示出了一种实施方式的基于QoS的流聚集方案的图；

图10示出了一种实施方式的以IPv6地址用信号通知流处理指令的方法1000的流程图；

图11示出了一种实施方式的通信设备的图；以及

图12示出了一种实施方式的计算平台的图。

除非另外指明，否则在不同图中对应的附图标记一般指的是对应的部分。附图被绘制成清楚地示出实施方式的相关方面，并且不一定按比例绘制。贯穿本文，可以可互换地使用术语“IPv6”和“IP”。

具体实施方式

下面详细地讨论所公开的实施方式的结构、制造和使用。然而，应当理解，本发明提供了许多可以在广泛的特定环境下实现的适用的发明构思。所讨论的具体实施方式仅是为了对制造和使用本发明的特定方式进行说明，并不限制本发明的范围。

在网际协议版本6(Internet Protocol version 6，IPv6)网络中，通常通过将流处理信息附至分组的网际协议(Internet Protocol，IP)头来实现基于流的分组转发。流处理信息可以包括流标签或其他信息(例如，下一跳地址的列表、服务质量(quality ofservice，QoS)要求)，并且流处理信息可以确保中间节点经由适当的路径来转发分组，例如经由流标签所指定的路径、至指定的下一跳的路径来转发分组。在移动IP环境下，隧道头例如由代理移动IPv6协议使用的隧道头经常被附至IP分组以确保分组被转发至设备当前所使用的网络附接点。类似地，业务功能链会要求将网络服务头附至IP分组以在特定的业务功能路径上引导分组。遗憾的是，将流处理信息附至分组给业务流添加了另外的开销并且可能需要另外的信令来协调流处理信息，这增加了传输分组净荷所需的网络资源量。因此，期望用于减少获取IPv6网络中的基于流的转发所需的开销的量的技术。

本公开内容的各个方面在分组的IPv6地址部嵌入了流句柄(flow handle，FH)以减少支持基于流的分组转发中的路径选择所需的开销。更具体地，FH可以取代标准IPv6地址中的接口标识符，并且因此不会向IPv6分组自身添加任何另外的开销。在一种实施方式中，FH可以被嵌在分组的IPv6地址的最低有效位(例如，最右侧的64个位)部分。分组的IPv6地址部分上的FH可以提供用于处理该分组的信息。当网络节点接收到包括FH的分组时，网络节点可以基于由嵌在该分组的IPv6地址部分中的FH指定的信息(例如，使用常规的路由选择功能，如最长前缀匹配或协议无感知转发功能)来识别路径或下一跳地址，然后经由所识别的路径来转发分组或将分组转发至所识别的下一跳。有利地，由嵌在IPv6地址中的FH指定的信息可以结合常规的路由选择功能/算法(例如，最长前缀匹配、协议无感知转发功能等)来使用以选择路径或下一跳。以此方式，嵌在IPv6地址中的FH可以后向兼容在传统设备中使用的路由选择功能/算法，这可以使得嵌入IPv6地址的FH能够用于在不必修改或重新配置现有的路由器和其他网络节点的情况下实现基于流的转发。此外，FH可以识别与分组相关联的服务质量(quality of service，QoS)要求，以及路由选择功能可以识别能够满足QoS要求的路径(例如，使用如最长前缀匹配或协议无感知转发功能的路由选择功能)。FH可以包括：用于沿预定的业务功能链(service function chain，SFC)转发分组的SFC ID、标识网络接入点(access point，AP)的AP ID、标识无线电接入链路连接的无线电承载体ID、用于沿预定路径转发分组的路径ID、标识分组的质量服务(quality of service，QoS)要求的QoS代码点和/或标识端节点(例如，无线设备)的设备ID。在许多情况下，路由选择功能例如最长前缀匹配或协议无感知转发功能可以有利地用于识别适当的路径或下一跳地址。下面更加详细地描述这些以及其他细节。

可以基于从网络接收的指令来由网络节点构造FH或由设备构造FH。例如，在无线通信网络中，网络节点(例如，AP)可以发送用于以下操作的指示命令：指示无线设备(wireless device，WD)构造FH并且将FH插入分组的IPv6地址部分。在一个示例中，AP可以使用设备特定的无线电资源控制(radio resource control，RRC)信令消息向WD发送指示命令。在另一个示例中，增强型节点B(enhanced NodeB，eNB)(例如，3GPP长期演进(LongTerm Evolution，LTE)系统中的AP)可以使用系统信息块(system information block，SIB)来向一个或更多个WD广播指示命令。在这样的示例中，指示命令可以包括应当包括在嵌在分组的IPv6源地址部分的FH中的模板和策略规则指示信息。

图1示出了用于传递数据的无线网络100。无线网络100包括：具有覆盖区域101的接入点(access point，AP)110、多个无线设备120以及回程网络130。AP 110可以包括能够通过与无线设备120建立上行链路(短划线)和/或下行链路(点划线)连接来提供无线接入的任何部件，例如，基站、增强型节点B(enhanced NodeB，eNB)、毫微微蜂窝基站以及其他具有无线功能的设备。无线设备120可以包括能够与AP 110建立无线连接的任何部件，例如移动站(station，STA)、机器型通信(machine-type communication，MTC)设备、用户设备(user equipment，UE)或其他具有无线功能的设备。回程网络130可以是使数据能够在AP110与远端节点之间交换的任何部件或部件的集合。在一些实施方式中，可以存在多个这样的网络，和/或网络可以包括各种其他无线设备，例如中继器、低功率节点等。

图2示出了常规的网际协议版本6(Internet Protocol version，IPv6)地址200的图。如图所示，128位IPv6地址200包括路由前缀205和接口标识符220。路由前缀205位于IPv6地址的最高有效位，并且路由前缀205包括全局前缀210和子网前缀215。全局前缀210用于在整个因特网内路由分组，而子网前缀215用于在局域网内路由分组。位于IPv6地址的最低有效位的接口标识符220标识端节点上的接口。通常，路由前缀205占用地址的最高有效的64个位，以及接口标识符220占用地址的最低有效的64个位，然而，128位地址的其他布置也是可行的。IPv6地址200可以是IPv6头290中的源地址291或目的地地址292。尽管分组可能被描述为遍历整个网络，但是应当理解，分组的目的地不必在其中分组被接收的网络段之外。例如，在无线通信网络中，目的地节点可以是无线电接入网络的一部分。

图3示出了一种实施方式的携带流句柄(flow handle，FH)301的示例IPv6地址300的图。如图所示，FH 301被嵌在IPv6地址300的最低有效位上。FH 301可以包括指定用于对附有IPv6地址300的分组进行处理的指令的上下文信息。因此，FH 301向用于处理或转发分组的网络节点传送流处理信息。例如，当网络节点接收由IPv6地址300封装的分组时，网络节点基于由嵌在分组的IPv6地址300中的FH 301指定的信息(例如，路径标识符(identifier，ID)、QoS要求等)来识别路径或下一跳，然后经由所识别的路径转发分组或将分组转发至所识别的下一跳。

FH 301可以包括：逻辑流标识符(identifier，ID)312、业务功能链(servicefunction chain，SFC)标识符(identifier，ID)322、接入点(access point，AP)标识符(identifier，ID)323、无线电承载标识符(identifier，ID)324、路径标识符(identifier，ID)332、QoS代码点333、无线设备(wireless device，WD)标识符(identifier，ID)343或它们的组合。逻辑流ID 312标识特定分组序列。SFC ID 322标识预定的业务功能链。AP ID323标识网络接入点。无线电承载ID 324标识无线电接入链路连接。路径ID 332标识通过网络的预定路径。QoS代码点333标识分组的QoS要求。WD ID 343标识无线设备和/或端节点。

FH 301携带各种不同类型的信息。信息的类型可以取决于FH 301的类别和/或格式。在一个示例中，当FH 301具有第一格式(例如，类别A、格式o)时，FH 301携带格式字段311和逻辑流ID字段312。在另一个示例中，当FH 301具有第二格式(例如，类别B、格式m)时，FH 301携带格式字段321、SFC ID字段322、AP ID字段323和无线电承载ID字段324。在又一个示例中，当FH 301具有第三格式(例如，类别B、格式n)时，FH 301携带格式字段331、路径ID字段332、QoS代码点字段333和无线电承载ID字段334。在再一个示例中，当FH 301具有第四格式(例如，类别D、格式s)时，FH 301携带格式字段341、AP ID字段342和WD ID字段343。在又一个示例中，当FH 301具有第五格式(例如，类别F、格式t)时，FH 301携带格式字段351和AP ID字段352。格式字段311、321、331、341、351可以包括标识FH 301的格式的值(例如，0、1yyyyyyyy、11111111…1yyyyyyyy等)。不同格式可以携带各种不同类型的信息。

图4示出了一种实施方式的用于在通信网络中的基于流的寻址的方法400的流程图，所述方法在当分组流传输被发起时可以由源节点来执行。

如图所示，方法400始于步骤410，在步骤410处，源节点确定要提供给分组流的处理。源节点可以是网络节点(例如，AP)、设备、或者根据来自网络节点的指令操作的设备。源节点可以基于以下中的一个或多个来确定所述处理：来自IP头、传输头(例如，TCP、UDP)或者应用头(例如，HTTP、RTP)的一个或更多个字段；设备的类型(例如，移动的或固定的)；设备的类别(例如，机器型通信设备或人工型通信设备)；从设备上的应用程序接收的信息；从业务量管理(Traffic Management，TM)实体接收的信息；设备所使用的接入链路的类型(例如，有线或无线)；以及设备所使用的接入链路(例如无线电接入承载体信道)(的特征)。在步骤420处，源节点基于需要在流句柄中传送以反映提供给分组流的处理的信息来确定流句柄的适合格式。所述信息可以包括：标识特定分组序列的分组流ID、用于沿预定的业务功能链(service function chain，SFC)转发分组的SFC ID、标识网络接入点(access point，AP)的AP ID、标识无线电接入链路连接的无线电接入承载ID、用于在预定路径上转发分组的路径ID、标识分组的服务质量(quality of service，QoS)要求的QoS代码点和/或标识端节点的设备ID。在一种实施方式中，网络边缘节点(例如，AP)在向AP发送分组之前指示设备将FH嵌在分组的IPv6地址部分。在这样的实施方式中，AP向设备发送指示命令，该指示命令可以包括所选择的流句柄格式以及用于将FH嵌在分组的IPv6地址部分中的策略规则。在无线网络中，可以使用例如在系统信息块(system information block，SIB)中的专用无线电资源控制(radio resource control，RRC)信令消息或广播来将指令发送至无线设备(wireless device，WD)。可以基于每个流(例如，无论新的分组流何时被发起)来提供指示，或者基于每个无线电接入承载(radio access bearer，RAB)(例如针对经由特定RAB传输的所有分组流)来提供指令，可以基于每个设备或每个接口(例如针对由设备传输的所有分组流或经由特定设备接口的所有分组流)来提供指令，或者基于每个群组(例如针对由特定群组的设备传输的所有分组流)来提供指令。在步骤430中，源节点将处理信息嵌入所选择的流句柄的对应的字段中。在步骤440中，源节点将流句柄插入IP分组头的地址部分中。随后，在步骤450中，源节点将嵌有流句柄的分组转发至下一网络节点。FH可以根据要求的流操作处理来向下一网络节点提供用于处理或转发分组的信息。尽管本公开内容的大部分内容讨论将嵌入IPv6地址的FH插入IPv6头的源地址字段，但是应当理解，当将嵌入IPv6地址的FH插入IPv6头的目的地地址字段中时还可以应用本发明构思中的许多构思。

图5示出了一种实施方式的用于在通信网络节点中的基于流的寻址的方法500的流程图，所述方法当从另一网络节点接收分组时可以由中转(transit)节点来执行。

如图所示，方法500始于步骤510，在步骤510中，中转节点从另一网络节点接收分组。在步骤520中，中转节点从分组的网际协议(Internet Protocol，IP)地址部分中提取流句柄。在步骤530中，中转节点确定流句柄的格式。在步骤540中，中转节点基于流句柄的格式从指定要提供给分组的处理的句柄中提取流处理信息。随后，方法500进行至步骤550，在步骤550中，中转节点根据由FH指定的信息来处理或转发分组。在一种实施方式中，中转节点对与由嵌在分组的IP地址部分中的FH指定的信息相关联的路径或下一跳进行识别，然后，经由所识别的路径来转发分组或将分组转发至所识别的下一跳。在另一种实施方式中，中转节点识别与FH相关联的服务质量(quality of service，QoS)要求，然后经由能够满足QoS要求的路径来转发分组。在又一种实施方式中，中转节点对限定与FH相关联的处理任务(例如，过滤、防火墙等)的业务功能链进行识别，然后要么对分组执行处理任务，要么以另外的方式将分组转发至能够执行处理任务的下一网络节点。

在一些实施方式中，可以根据网络和/或无线电资源的可用性以及网络运营商策略基于单个业务流的特征来确定分组流的网络入口点和网络出口点。例如，通过无线电边缘节点(例如，AP)的每个业务流可以与下述内容相关联：无线电接入技术(例如，长期演进(Long Term Evolution，LTE)，电气与电子工程师协会(Institute of Electrical andElectronics Engineers，IEEE)802.11等)、以及基于一个或更多个准则例如QoS要求、可用无线电资源、可用回程资源等的一组协作发送/接收点(例如，无线电接入网络发送点(radio access network transmission points，RAN-TP)和/或RAN接收点(RAN receptionpoints，RAN-RP))。可替选地，通过网络边缘节点(例如，边界网关)的每个业务流可以与去往/来自远端对应节点(remote corresponding node，RCN)的路由和/或基于移动网络运营商成本和/或安全策略的一组边缘处理功能(例如，防火墙、网络地址转换(networkaddress translation，NAT)、入侵检查)相关联。图6A示出了基于流的入口与出口选择方案601，其中，流A、流B和流C同时与无线设备610相关联。流A通过RAN发送点622和RAN发送点624以及边界网关632来转发；同时，流B通过RAN发送点624和RAN发送点626以及边界网关636来转发；流C通过RAN发送点628和边界网关636来转发。在一种实施方式中，RAN发送点622、RAN发送点624、RAN发送点626与第一接入点相关联，以及RAN发送点628与第二接入点相关联。在一些实施方式中，无线设备610可以迁移至无线网络中的不同位置。无线设备610的这种位置改变可能影响一些流(例如，流A和流B)的路径，而不影响其他流(例如，流C)的路径。图6B示出了在无线设备610的位置改变之后基于流的入口与出口选择方案602。如图所示，这种改变使得流A和流B通过不同的路径来流动，其中，流A通过RAN-TP 626(而非RAN-TP 624)来路由，流B通过AP 628(而非RAN-TP 624和RAN-TP 626)来路由。流C的路径保持不变。

在一些实施方式中，可以基于单个分组流的特征(例如，QoS要求)、网络资源和无线电资源的可用性和/或适用的业务功能链(service function chain，SFC)来确定针对分组流的分组转发路径和处理方案。图7示出了基于流的路径选择方案700。来自远端对应节点(remote corresponding node，RCN)751的第一下行链路分组流可以沿自边界网关730经由路由器741和路由器742的路径通过服务接入点720转发至无线设备710。来自RCN(RCN)752的第二下行链路分组流可以沿自边界网关730经由路由器743和路由器744的不同路径通过服务AP 720转发至无线设备710。可以在相同平台上实现RCN 751和RCN752，同时分配给不同分组流的不同IP地址使每个流被单独地处理。可以通过单向方案或双向方案来处理分组流路径。例如，在双向方案中，上行链路方向上的分组流所遵循的路径与下行链路方向上的分组流所遵循的路径相同，而在单向方案中，上行链路方向上的分组流(例如，向RCN发送的请求)所遵循的路径可以与下行链路方向上的分组流(例如，从RCN接收的响应)所遵循的路径不同，以及可以根据不同的处理方案来处理上行链路方向上的分组流。路由器用于确定分组流将遵循的路径的转发信息库(forwarding information base，FIB)可以由集中式业务量管理(centralized traffic management，TM)实体来构成，或者可以是使用常规的分布式路由协议在路由器之间交换信息的结果。

在一些实施方式中，局部基于流的移动管理方案可以通过为移动设备所发起的每个分组流分配潜在地不同的网际协议地址来设置。在针对Web浏览活动的每个流平均30个至35个分组的情况下，分组流的存续时间往往很短。因此，在移动设备改变其至网络的附接点之前，分组流可以是完整的并且相关联的IP地址可以被释放。在这些情况下，下行链路流可以在不引起与协议例如代理移动IPv6相关联的隧道和控制信令开销的情况下直接被转发至服务于移动设备的网络附接点。移动设备可以在移动设备没有活动的分组流的不活动时间段或静默时间段期间改变附接点，这可以避免需要与分组流或IP地址保持有关的任何动作。可以在分组流的存续期间改变可以由移动无线设备(wireless device，WD)使用的RAN发送点和/或接收点。这样的改变可以是移动WD移动、无线电链路环境(例如，增加的干扰)的改变、和/或网络基础设施状态的改变(例如，回程拥塞)的结果。在一些情况下，这些改变可以仅影响从移动WD中传出的分组流的子集。例如，如图6B所示，改变可以在不影响其他业务流(例如，流C)的路径的情况下影响一些业务流(例如流A和流B)的路径。在发生改变时，受影响的分组流可以被重新导向相邻AP。因此，可以局部化移动管理动作，并且处理负载可以分布在位于或靠近网络的无线电边缘的网络节点上。因此，可以减少延迟和网络信令开销，以及可以消除对专用高容量移动感知路由器(例如，核心网中的服务网关(ServingGateway，SGW))的需要。

在一些实施方式中，下行链路流中的分组和上行链路流中的分组可以基于尽力而为(best-effort)而经由最短路径或最低成本路径来转发。在其他实施方式中，业务量管理(traffic management，TM)实体可以确定下行链路流上的分组和/或下行链路流上的分组应当经由基于分组的QoS要求的预定路径来转发，或者确保网络业务量跨多个路径被平衡。例如，特定路径可以是朝向指定端点(例如，服务AP)的尽力而为(best-effort)路径、由TM实体识别的根据业务量设计的路径、和/或识别针对分组的服务功能的序列的服务功能路径。图8示出了一种实施方式的用于经由指定路径传递分组的分组转发方案800的图。网络节点(例如，服务AP)可以将所分配的流地址插入从WD接收的分组的头以使无线电链路上的信令开销最小化。在分组转发方案800的步骤1中，WD经由WD与AP之间的无线电链路上限定的无线电接入承载来传输上行链路分组。WD可以将目的地地址(例如，IP_RCN)和TCP/UDP端口与和分组流相关联的源TCP/UDP端口(例如Port_A)一起插入分组头中。在一个示例中，WD可以在经由无线电链路传输分组之前将未指定的(例如，空(null)的)源IP地址插入分组头中。在另一个示例中，WD可以在经由无线电链路传输分组之前将链路局部源IP地址插入分组头中。

当无线电边缘网络节点(例如，服务AP)接收到上行链路分组时，无线电边缘网络节点可以将基于流的地址分配给分组。基于流的地址可以被嵌入分组头中的源地址的FH部分中。可以通过无线电边缘节点自主产生基于流的地址。可替选地，可以基于从TM实体接收的指令来产生基于流的地址。源地址可以包括反映包含服务AP的无线网络的拓扑的路由前缀(routing prefix，RP)。如在图8所示的示例中说明的，在源地址的FH中的上下文信息可以标识与下行链路分组流和无线电接入承载(radio access bearer，RAB)相关联的路径。例如，FH可以标识根据业务量设计的路径或服务功能路径、RAB、QoS要求或它们的组合。在另一个示例中，FH可以标识至服务AP和RAB的尽力而为(best-effort)路径。RAB ID可以识别接收分组的上行链路无线电承载。可替选地，RAB ID可以与用于将任何返回下行链路分组传输至WD的对应下行链路无线电承载相关联。在分组转发方案800的步骤2中，AP可以使用IP分组路由方案/功能例如最长前缀匹配、协议无感知转发功能等来将上行链路分组转发至出口边界网关。在一些情况下，当每个路由器包括在其路径选择处理期间被嵌在源地址中的路径ID时，可以选择上行链路根据业务量设计的路径。在分组转发方案800的步骤3中，边界网关可以根据IP分组路由方案将分组转发至RCN(例如，通过整个因特网)。在一种实施方式中，边界网关用反映网络例如整个因特网中的边界网关的位置的全局路由前缀来取代包括在分组的源地址中的局部路由前缀。

在分组转发方案800的步骤4中，RCN可以通过将上行链路分组的源地址和源TCP/UDP端口分别嵌入下行链路分组的下行链路分组头的目的地地址和端口部分中来产生下行链路分组。然后，RCN可以使用基于下行链路分组头中的路由前缀的IP分组路由方案来将下行链路分组通过整个因特网转发至入口边界网关。特别地，因为路由决策可以在整个因特网和/或无线基础设施网络内不同，所以接收下行链路分组的入口边界网关可以与发送上行链路分组的出口边界网关不同。包括在下行链路目的地IP地址的FH中的流信息可以用于使上行链路流和下行链路流能够通过不同边界网关来路由，并且消除了在边界网关之间交换上下文信息的需要。在分组转发方案800的步骤5中，入口边界网关使用路由选择功能/算法，例如基于包括(局部)路由前缀、路径ID、嵌在基于流的目的地地址中的QoS代码点或它们的组合的最长前缀匹配，通过无线基础设施网络来将下行链路分组路由至服务AP。由无线基础设施网络中的路由器使用的转发信息库(forwarding information base，FIB)可以通过集中式TM实体来填充或通过使用常规的路由协议的路由器所交换的信息来填充。在分组转发方案800的步骤6中，服务AP可以接收下行链路分组，然后，基于嵌在下行链路分组的基于流的目的地地址中的信息(例如，RAB ID等)来确定下行链路无线电承载及其相关联的上下文信息。然后，下行链路无线电承载可以用于将包传送至WD。上述实施方式的分组转发方案会有几个益处。例如，因为分组无需封装在隧道中，所以可以消除隧道开销。再例如，因为常规的IP路由方案可以用来将下行链路分组转发至AP，所以可以在AP与移动锚点之间去除控制信令开销。又例如，不同的分组流可以基于嵌在分组目的地地址的FH中的分组转发信息来遵循通过无线基础设施网络的不同的路径。

在一些实施方式中，可以将IP地址分配给分组流以反映要应用至分组流的QoS要求。当常规IPv6头中的业务类别字段可以用于限定在每个路由器处的队列行为时，常规IPv6头中的业务类别字段不会识别通过一组网络节点的转发路径。有益地，嵌在基于流的地址的FH中的QoS标签可以由路由器用来识别通过该组网络节点的QoS使能路由。如果多个分组流具有类似的QoS要求，则可以使用例如常规的最长前缀匹配将这些QoS使能路由聚集到每个路由器中的较少数量的FIB条目中。图9示出了一种实施方式的基于QoS的流聚合方案900的图，流聚合方案900使用该实施方式的IPv6头909来经由无线基础实施路由下行链路分组。如图所示，该实施方式的IPv6头909包括基于流的目的地地址990，基于流的目的地地址990包括QoS标签992和端点ID 994。在一种实施方式中，基于流的目的地地址990是下行链路分组的目的地地址，并且从上行链路分组的源地址拷贝而来。

在此示例中，分组流901从RCN 951被传递至WD 911，分组流902从RCN 952被传递至WD 912，分组流903从RCN 953被传递至WD 913，以及分组流904从RCN 954被传递至WD914。分组流901和分组流902可以具有类似的QoS要求。与WD 911、WD 912相关联的AP 921、AP 922可以将IPv6地址分配给包括相同QoS标签(例如，QoS-A)的分组流901、分组流902。类似地，与WD 913、WD 914相关联的AP 922、AP 923可以将IPv6地址分配给包括相同QoS标签(例如，QoS-B)的分组流903、分组流904。

沿从边界网关930至AP 921、AP 922的路径上的路由器941、路由器942可以具有转发信息库(Forwarding Information Base，FIB)表，转发信息库表对目的地地址包括QoS标签“QoS-A”的分组的下一跳进行标识。同样地，沿从边界网关930至AP 922、AP 923的路径的路由器943、路由器944可以具有FIB表，FIB表对目的地地址包括QoS标签“QoS-B”的下一跳进行标识。路由器941、942、943、944可以基于来自集中式TM实体或基于分布式路由协议交换来维持和更新FIB表。

边界网关930可以当从RCN 951和RCN 952接收分组流901、分组流902时将具有QoS标签“QoS-A”的分组流901、分组流902导向路由器941。然后，路由器941可以将分组流901、分组流902导向路由器942。在一种实施方式中，边界网关930基于包含QoS标签“QoS-A”的最长前缀匹配来将分组流901、分组流902转发至路由器941。同样地，路由器941可以基于包含QoS标签“QoS-A”的最长前缀匹配来决定将分组流901、分组流902转发至路由器942。路由器942确定分组流901应当被转发至AP 921，以及分组流902应当被转发至AP 922。路由器942可以通过对分组流901、分组流902中的分组所携带的QoS标签“QoS-A”和端点ID应用最长前缀匹配算法来实现该确定。

此外，边界网关930可以当从RCN 953和RCN 954接收分组流903、分组流904时将具有QoS标签“QoS-B”的分组流903、分组流904导向路由器943。然后，路由器943可以将分组流903、分组流904导向路由器944。可以通过确定包含QoS标签“QoS-B”的最长前缀匹配来进行这些路由决定。路由器944确定分组流903应当被转发至AP 922，以及分组流904应当被转发至AP 923。路由器942可以通过对分组流903、分组流904中的分组所携带的QoS标签“QoS-B”和端点ID应用最长前缀匹配算法来实现该确定。

在一些实施方式中，不同的IP地址可以被分配给与同一设备相关联的不同分组流，使得根据与相应IP地址相关联的不同流处理指令来处理/转发分组流。在一些实施方式中，流处理指令被显式地嵌入IP地址中，然而，在其他实施方式中，根据与该地址推理地(apriori)相关联的期望流处理来选择地址。图10示出了一种实施方式的用于用信号传递IPv6地址中的流处理指令的方法1000，所述方法可以通过网络节点来执行。方法1000始于步骤1010，在步骤1010中，网络节点确定第一分组流和第二分组流已经被发起。第一分组流与第二分组流两者与同一设备相关联。接下来，方法1000进行至步骤1020，在步骤1020中，网络节点将第一IPv6地址分配给第一分组流，以及将第二IPv6地址分配给第二分组流。IPv6地址与不同的流处理指令相关联。接下来，方法1000进行至步骤1030，在步骤1030中，网络节点将第一IPv6地址插入第一分组流中的至少一个分组中。然后，方法1000进行至步骤1040，在步骤1040中，网络节点将第二IPv6地址插入第二分组流中的至少一个分组中。在步骤1050中，网络节点经由网络传递与第一分组流相关联的分组以及与第二分组流相关联的分组。借助于被分配有不同IPv6地址的分组流，根据和与第二分组流相关联的分组不同的流处理指令来处理或转发与第一分组流相关联的分组。

在一些场景下，从无线设备传出的多个分组流可以共享相同的上下文(例如，接收相同的处理)以及可以与相同的IP流地址相关联。在这些情况下，现有技术可以用于使用IP分组头之外的字段(例如，通过使用封装在TCP头或UDP头中的端口号)来将各个流区分开。

在数据平面内，基于流的地址可以用于标识分组流的性质。例如，在单播分组流中，可以将包含控制信息(例如，确认或速率控制)的分组与仅包含数据的那些分组区分开。对于视频流，包含I帧的分组可以与包含B帧或P帧的那些分组区分开。对于NACK定向的可靠的多播，包含初始数据传输的转发链路分组可以与包含重传的那些转发链路分组或包含FEC编码重传的那些转发链路分组区分开。

基于流的地址除了用于将不同类型的数据平面分组流区分开以外，还可以用于将不同类型的控制平面与管理平面业务量区分开。

特别地，维持域/网络的入口点的上下文信息增加了支持业务流所需的存储资源的量以及增加了用于例如将每个进入分组封装到适当的隧道分组中的处理需求。本公开内容的实施方式通过将一些上下文信息嵌入分组的IPv6地址中来减少需要存储在网络的进入点的上下文信息的量。在一种实施方式中，可以给设备分配基于流的IPv6地址，所述基于流的IPv6地址包括嵌入的与流处理(例如，下行链路流处理)有关的上下文信息。这可以避免需要在网关路由器和接入点中存储分组流上下文。

可以由商业上可用的现成的路由器来转换/处理嵌入IPv6地址的FH，这可以避免需要部署专用路由协议和分组转发引擎。标准路由器转发机制(例如，最长前缀匹配)可以用于通过预定业务功能链来转发流，经由根据业务量设计的路径来转发流，或者聚集转发表条目以处理具有类似QoS要求的流。可以根据由网络运营商采用的策略来路由分组流。

在一些场景下，基于流的地址中的路由前缀可以包括：可以用于在局域网内路由区域前缀。例如，如图6所示，这可以包括基于流的地址的较高的64位中的(64-m)位。在一些情况下，区域前缀可以使得能够在网络的不同区域/域中使用相同的流句柄。

在一些情况下，设备还在对新分组流的识别和分类方面提供帮助。例如，只要设备的应用程序之一发起新的流，则设备就可以向网络提供新的分组流指示(new packet flowindication，NPFI)。NPFI可以包括在IPv6分组头中(例如，在流标签或业务类别字段中)，或者被编码为IPv6源地址的保留值，或者NPFI可以经由无线电接入承载(例如，在MAC控制元件中)用信号传递。

在传输分组之前，可以由网络指示设备构造流句柄并且将流句柄插入IPv6分组头的源地址字段中。在一个示例中，经由无线电资源控制(Radio Resource Control，RRC)信令逐流来确定发给无线设备(Wireless Device，WD)的指令。在该场景下，只要无线设备确定新的分组流正在被发起，则无线设备就向服务接入点发送RRC请求。基于WD提供的信息或AP所获得的信息，由网络构造适当的流句柄，并且根据RRC响应将适当的流句柄传递至WD。

在另一个示例中，经由RRC信令逐RAB来确定指令。在该场景下，只要无线设备确定新的无线电接入承载正在被发起，则无线设备就向服务接入点发送RRC请求。基于WD所提供的信息或AP所获得的信息，以RRC响应将用于产生适当的流句柄的模板和策略规则传递至WD。通过WD使用这些流句柄的模板和策略规则来产生用于经由RAB传输的每个分组流的流处理器。

在又一个示例中，经由RRC信令逐设备或逐接口来确定指令。在该场景下，接入点向无线设备发送RRC命令，RRC命令包括用于产生适当的流句柄的模板和策略规则。通过WD使用这些流句柄的模板和策略规则来产生用于经由对应的无线电链接接口而被传输至网络的每个分组流的流句柄。

在再一个示例中，经由RRC信令或系统信息块(System Information Block，SIB)广播逐AP或逐组来确定指令。在该场景下，接入点向在其覆盖区域中的选定的无线设备组或所有无线设备多播(或广播)RRC命令，该RRC命令可以包括用于产生适当的流标识符的模板和策略规则。可以由所靶向的无线设备来使用这些规则以产生用于经由该接入点而传输至网络的每个分组流的流句柄。

当用由设备提供的流句柄接收分组时，网络边缘节点(例如，服务接入点)可以通过将局部获得的信息连同反映包含网络边缘节点的网络的拓扑的路由前缀(RoutingPrefix，RP)一起插入流句柄(例如，接入点标识符，RAB标识符)来完成IPv6基于流的源地址的构造。

本公开内容的实施方式提供了用于基于流的地址的网络分配解除技术。只要认为与该地址相关联的所有分组流已结束，则就可以由网络节点(例如，接入点)将基于流的地址标记为无效。例如可以通过检查来自TCP头或应用头(例如，HTTP、RTP)的一个或更多个字段，通过识别接收分组流的无线电接入承载(Radio Access Bearer，RAB)的特征变化，或者分组流不活动定时器的到期来确定分组流结束。

在一些实例中，设备还在对分组流的结束的识别方面提供帮助。例如，只要设备的应用程序之一终止流，则设备就可以向网络提供分组流终止指示(packet flowtermination indication，PFTI)。PFTI可以包括在IPv6分组头中(例如，在流标签或业务类别字段中)，或者被编码为IPv6源地址的保留值，或者PFTI可以经由无线电接入承载(例如，在MAC控制元件中)用信号来传递。

在移动IP环境下，一些分组流存续时间很短，以及可以在设备不改变其附接的点的情况下完成这些分组流，以及释放相关联的IP地址。然而，会存在移动设备面对大数据对象的场合。在这些情况下，可以通过将数据对象作为一系列的较小的块而非单个单一实体来传输以减轻在数据传输期间的移动影响。每个块可以被单独地传输以使得每个块的传输被表示为不同的分组流，从而使得每个分组流分配有其自身的IPv6地址。在释放所分配的IPv6地址之前，块的下载被完成为在单个接入点覆盖范围内的存续时间短的流。如果设备是移动的，则这将使得能够使用不同的IPv6地址通过不同的附接点来传输不同的块，避免了需要切换分组流并且使切换开销最小化。在一些情况下，当设备改变其附接点同时分组流是活动的时，设备可以通过以下新请求来中止初始分组流并且请求重传被中断的块，上述新请求被发起为具有与新的附接点相关联的新的IPv6地址的新分组流。特别地，可以通过将块标识为数据对象内的字节序列的RANGE来限定HTTP GET请求和HTTP PUT请求。该技术还可以被应用到使用例如HTTP协议上的动态自适应流来下载大视频文件和流。

在一些情况下，在设备上运行的应用可以与远端对应节点(RCN)零星地交换短的分组突发。可以使用这种后台业务来例如查询邮件服务器或社交网络服务器以进行更新，或者向远端服务器提供对应用状态的更新。

针对与RCN的交换的持续时间的为无线设备自动分配基于流的地址可以：避免需要用于更新网络中的转发上下文的移动事件开销及其控制信令开销；避免需要与地址分配相关联的信令开销；避免在WD的当前附接点处使用无线网络内的隧道将来自RCN的响应转发至WD；以及减少必须由网络维持的设备特定的上下文的量。

本公开内容的各方面提供了用于MTC业务量管理的技术。逐流的地址分配简化了与去往及来自机器型通信设备(Machine-Type Communications Device，MTCD)的业务量处理有关的多个方面。在一个示例中，通过网络的基于流的地址分配可以用于以独立于MTC设备并且对MTC设备透明的方式来向MTC设备提供IP地址的后期绑定(late binding)。这可以避免在大规模部署商用MTC设备期间与IP地址提供相关联的开销并且节省MTCD中的电池电力。

机器型通信(Machine-type communications，MTC)业务可以与后台业务共享许多相同特征，原因在于MTC设备(MTC Device，MTCD)可以零星地与远端对应节点交换短的分组突发。因此，针对单播MTC业务使用基于流的寻址的益处与针对后台业务使用基于流的寻址的益处类似。

图11示出了一种实施方式的通信设备1100的框图，通信设备1100可以等同于上面讨论的一个或更多个设备(例如，无线设备、网络节点等)。通信设备1100可以包括：处理器1104、存储器1106、无线接口1110、辅助接口1112和有线接口1114，其可以按照(可以不按照)图11所示来布置。处理器1104可以是能够执行计算和/或其他处理相关任务的任何部件，存储器1106可以是能够为处理器1104存储程序和/或指令的任何部件。无线接口1110可以是使得通信设备能够使用无线信号进行通信的任何部件或部件的集合，并且可以用于使用例如3GPP长期演进(Long Term Evolution，LTE)协议经由无线电接入网络的无线连接来接收和/或发送信息。可选的辅助接口1112可以是使得通信设备能够经由辅助协议传递数据或传递控制信息的任何部件或部件的集合。例如，辅助接口1112可以是用于根据无线保真(Wi-Fi)协议或蓝牙协议进行通信的次要无线接口。可替选地，辅助接口1112可以是使用例如通用串行总线协议的有线接口。有线接口114可以可选地被包括在通信设备中，并且可以包括使得通信设备能够使用例如以太网协议经由有线网络来与另一设备进行通信的任何部件或部件的集合。

图12是可以用于实现本文所公开的设备和方法的处理系统1200的框图。特定设备可以使用示出的所有部件或仅使用部件的一个子集，并且集成程度会因设备而异。此外，设备可以包括多个部件的实例，例如多个处理单元、多个处理器、多个存储器、多个发射器、多个接收器等。处理系统1200可以包括处理单元，该处理单元配备有一个或更多个输入/输出设备1216、1224，例如，扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、键区、键盘、打印机、显示器等。处理系统1200可以包括中央处理单元(CPU)1202、存储器1210、大容量存储设备1204、视频适配器1215和I/O接口1221，所有这些设备都连接至总线1206。

总线1206可以是任意类型的几个总线架构中的一个或更多个，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、视频总线等。CPU 1202可以包括任意类型的电子数据处理器。存储器1210可以包括任意类型的非暂态系统存储器例如静态随机存取存储器(staticrandom access memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)或它们的组合等。在一种实施方式中，存储器1210可以包括启动时所使用的ROM以及当执行程序时用于存储程序和数据的DRAM。

大容量存储设备1204可以包括被配置成存储数据、程序和其他信息以及使得能够经由总线1206访问数据、程序和其他信息的任意类型的非暂态存储设备。大容量存储设备1204可以包括例如固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等中的一个或更多个。

视频适配器1215和I/O接口1221提供用于将外部的输入和输出设备耦接至处理系统1200的接口。如图所示，输入和输出设备的示例包括耦接至视频适配器1215的显示器1216以及耦接至I/O接口1221的鼠标/键盘/打印机1224。其他设备也可以被耦接至处理系统1200，并且可以使用额外的或较少的接口或接口卡。例如，串行接口例如通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)(未示出)可以用于为打印机1224提供接口。

处理系统1200还包括一个或更多个网络接口1207，上述一个或更多个网络接口1207可以包括用于访问节点或不同网络1230的有线链路例如以太网线缆等和/或无线链路。网络接口1207使得处理系统1200能够经由网络1230与远端单元进行通信。例如，网络接口1207可以经由一个或更多个发射器/发射天线以及一个或更多个接收器/接收天线来提供无线通信。在一种实施方式中，处理系统1200被耦接至局域网1230或广域网1230以用于数据处理以及用于与远端设备例如其他处理单元、因特网、远程存储设施等进行通信。

尽管参照示意性实施方式描述了本发明，但是此描述非意在以限制性意义来解释。示意性实施方式的各种修改和组合以及本发明的其他实施方式在当本领域技术人员参考此描述时对于本领域技术人会很明显。因此，所附权利要求书意在包括任何这样的修改或实施方式。

尽管参照示意性实施方式描述了本发明，但是此描述非意在以限制性意义来解释。示意性实施方式的各种修改和组合以及本发明的其他实施方式在当本领域技术人员参考此描述时对于本领域技术人会很明显。因此，所附权利要求书意在包括任何这样的修改或实施方式。