CN103262505B - 使用网络地址转换的网络业务的区分处理 - Google Patents

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Abstract

为允许网络段中网络业务的有效区分处理，网络地址转换器(120)对要传送到网络段的输入数据分组和/或从网络段传送的输出数据分组执行网络地址转换。在输入数据分组中，网络地址转换将来源网络地址替换为替换网络地址。在输出数据分组中，包括替换网络地址以替换目的地地址，并且网络地址转换将替换网络地址替换为目的地网络地址。在每种情况下，根据数据分组的业务类来选择替换网络地址。在网络段中，提供了基于替换网络地址的数据分组的区分处理。

Description

使用网络地址转换的网络业务的区分处理
技术领域
本发明涉及用于网络业务的区分处理的方法，以及涉及对应的网络装置。
背景技术
在通信网络中，网络业务的区分处理可用于区别不同类的网络业务。例如，数据分组的转发处理（即，在朝向目的地的路线上转发数据分组的方式）可受到控制以提供取决于业务类的某个服务质量(QoS)级。在其它示例中，也可相对于计费区分网络业务的处理，即，对一个业务类计费的方式能够不同于另一业务类。一般情况下，例如分组分类规则等业务分类规则经定义以实现在不同类型的网络业务之间的区分。
例如，在移动通信网络中，与特定服务有关的网络业务可涉及提供某个QoS级的承载。在此方面，承载被视为是例如容量、延迟和/或误码率等定义特性的信息传送上下文或路径。一般情况下，多个承载将在移动通信网络的网关与例如移动电话或其它类型的移动终端等用户设备(UE)之间建立。承载可在从网络到用户设备的方向上携带下行链路(DL)数据业务，并且可在从用户设备到网络的上行链路(UL)方向上携带数据业务。在网关中以及在用户设备中，例如能够使用IP（IP：“因特网协议”，可以是也称为IPv4的IP版本4或也称为IPv6的IP版本6）5元组分组过滤器过滤包括多个IP数据分组的数据业务，由此将IP数据分组引导到所需承载。根据3GPP（第三代合作伙伴计划）技术规范(TS)23.060和24.301中，用于将数据业务引导到某个承载的分组过滤器的集合也称为业务流模板(TFT)。在此上下文中，TFT能够视为分组分类规则的示例。网络业务的区分处理也可在例如使用诸如DSL（数字订户线路）、光纤接入或同轴电缆接入等固定接入技术的其它类型的通信网络环境中有用。
然而，在一些情形中，需要定义相当复杂的业务分类规则以便实现所需区分。在考虑在一些通信网络环境中存在有关业务分类规则的复杂性的限制时，这可明确成为问题。例如，3GPPTS限制在UE的TFT中能够安装的分组过滤器的最大数量。
相应地，需要允许有效区分不同业务类的技术。
发明内容
根据本发明的一实施例，提供了一种处理网络业务的方法。根据方法，接收要传送到网络段中的输入数据分组。输入数据分组包括来源网络地址。收到的数据分组随后要通过将来源网络地址替换为替换网络地址而进行网络地址转换。根据数据分组的业务类来选择替换网络地址。在网络段中，提供了基于替换网络地址的数据分组的区分处理。
根据本发明的又一实施例，提供了一种处理网络业务的方法。根据方法，接收从网络段传送的输出数据分组。输出数据分组包括替换网络地址以替换数据分组的目的地网络地址。根据数据分组的业务类来选择替换网络地址。收到的数据分组要通过将替换网络地址替换为目的地网络地址而进行网络地址转换。在网络段中，提供了基于替换网络地址的数据分组的区分处理。
根据本发明的又一实施例，提供了一种网络装置。网络装置提供有配置成接收要传送到网络段中的输入数据分组的接口。输入数据分组包括来源网络地址。此外，网络装置包括配置成对收到的数据分组执行网络地址转换的网络地址转换器。网络地址转换的过程包括将来源网络地址替换为替换网络地址。根据数据分组的业务类来选择替换网络地址。在网络段中，提供了基于替换网络地址的数据分组的区分处理。
根据本发明的又一实施例，提供了一种网络装置。网络装置提供有配置成接收从网络段传送的输出数据分组的接口。输出数据分组包括替换网络地址以替换数据分组的目的地网络地址。根据数据分组的业务类来选择替换网络地址。此外，网络装置包括配置成对收到的数据分组执行网络地址转换的网络地址转换器。网络地址转换的过程包括将替换网络地址替换为数据分组的目的地网络地址。在网络段中，提供了基于替换网络地址的数据分组的区分处理。
根据其它实施例，可提供其它方法、装置或用于实现方法的计算机程序产品。
附图说明
图1以示意图方式示出在其中实现根据本发明的实施例的概念的通信系统。
图2以示意图方式示出用于将网络地址映射到替换网络地址的表格的示例。
图3以示意图方式示出用于将网络地址映射到替换网络地址的表格的又一示例。
图4显示用于示出能够应用根据本发明的一实施例的网络业务的区分处理的示范情形的信令图。
图5显示用于示出能够应用根据本发明的一实施例的网络业务的区分处理的又一示范情形的信令图。
图6以示意图方式示出根据本发明的一实施例的网络装置。
图7显示用于示出根据本发明的一实施例的方法的流程图。
图8显示用于示出根据本发明的一实施例的又一方法的流程图。
具体实施方式
在下述内容中，将参照示范实施例和附图更详细地解释本发明。所示实施例涉及用于网络业务的区分处理的概念。如图1所示，概念在根据3GPPTS的移动通信网络中应用。然而，要理解的是，所示概念也可在例如使用诸如DSL、光纤接入或同轴电缆接入等固定接入技术的其它类型的通信网络中应用。
图1以示意图方式示出其中能够应用根据本发明的实施例的概念的通信网络环境。
通信网络环境包括也可以称为终端的UE10和多个网络组件22、24、26、30。在这些网络组件中，有无线电接入网络(RAN)22。RAN22是基于某一类型或某些类型的无线电接入技术，例如，GSM（全球移动通信系统）、EDGE（增强数据率GSM演进）、UMTS（通用移动电信系统）或LTE（长期演进）。虽然RAN22示为单个节点，但要理解的是，RAN22可实际上由在本文中未进一步解释的多个组件形成。RAN22耦合到传输节点24，传输节点24又耦合到网关(GW)26。此处，要理解的是，备选地，多于一个传输节点24可耦合到RAN22与网关26之间，或者RAN22可直接耦合到网关26。网关26可以是提供基于GPRS的服务的连接到一个或多个外部分组数据网络的网关GPRS支持节点(GGSN)。网关26也可以是根据3GPPTS的系统体系结构演进网关(SAEGW)。
另外，移动通信网络包括实现为根据3GPPTS的策略和计费规则功能(PCRF)的策略控制器30。策略控制器30可通过专用硬件实现和/或包括由处理器执行的软件功能。网关26和策略控制器30一般被视为核心网络的组件。策略控制器30经可使用根据3GPPTS的Gx接口实现的信令路径6与网关26进行通信。策略控制器30可还经例如使用根据3GPPTS的Sp接口实现的信令路径8耦合到预订数据库32和服务策略数据库34。策略控制器30可因此接收与特定用户有关和/或与例如移动电视等在移动通信网络中可用的特定服务有关的策略数据。策略控制器30可还使用控制信令路径5与其它网络功能进行通信，控制信令路径5可使用根据3GPPTS的Rx接口实现。
在其它功能中，策略控制器30可包括过滤器生成器35。过滤器生成器35适用于指定要在UE10和网关26中使用的分组过滤器，其可基于来自预订数据库32的预订数据、来自服务策略数据库34的服务策略和经信令路径5收到的控制数据来完成。分组过滤器是分组分类规则的示例，其在所示示例中用于提供取决于业务类的不同QoS服务级。在其它示例中，分组过滤器或其它分组分类规则能够用于区分不同方式的计费以选择性地阻塞某些业务类，这也可称为选通(gating)，或者选择性地重定向某些业务类。
如进一步所示，在网络与用户设备10之间的数据业务由多个承载52、54携带。数据业务一般情况下与在UE10上运行的一个或多个客户端/对等应用12有关。承载52、54在用户设备10与网关26之间建立。承载52、54可在DL与UL方向上均携带数据业务，即，也可视为由DL承载和UL承载形成。为支持在承载52、54上的双向通信，UE10提供有允许从承载52、54接收输入数据分组和在承载52、54上发送输出数据分组的对应接口15。类似地，网关26提供有允许用于从承载52、54接收输入数据分组和在承载52、54上发送输出数据分组的对应接口25。承载52、54可包括通常为向用户设备10提供基于分组的服务而建立的默认承载52和可具有与默认承载不同QoS级(例如更高或更低QoS级)的一个或多个专用承载54。一般情况下，在UE10附连到网关26时建立默认承载52。专用承载一般情况下根据需要建立，例如，在需要传送要求某个QoS级的数据分组时。然而，在一些实施例中，专用承载也可事先建立，例如，在UE10附连到网关26时。每个承载52、54可与对应QoS简档(profile)相关联。QoS简档可通过诸如QoS类标识符(QCI)、分配/保持优先级(ARP)、业务处理优先级(THP)、最大比特率(MBR)、聚集最大比特率(AMBR)和/或保证比特率(GBR)等参数来定义。相应地，通过指派数据分组到承载52、54的一个对应承载，可提供某个QoS级用于在UE10与网关26之间传递数据分组。
在UE10中，使用UL分组过滤器62、64形式的对应配置的分组分类规则，将数据分组路由选择到所需承载52、54。在网关26中，使用DL分组过滤器72、74形式的对应配置的分组分类规则，将数据分组路由选择到所需承载52、54。根据所示3GPP情形，用于将数据业务引导到对应承载的过滤器62、64、72、74的集合也可称为TFT。使用信令路径6，可将QoS简档的参数从策略控制器30通过信号发送到网关26。类似地，经信令路径6，可将要在网关26中使用的DL分组过滤器72、74从策略控制器30通过信号发送到网关26。关于在UE10中使用的UL分组过滤器62、64，可经网关26将这些过滤器通过信号从策略控制器30发送。
在下述内容中，将解释根据本发明的实施例的概念，这些概念允许有效地区分不同业务类。在图1的示例中，相对于在UE10中和在网关26中业务类之间的区分来应用这些概念，其中，使用分组过滤器62、64、72、74将数据分组引导到承载52、54。这些分组过滤器62、64、72、74一般配置成基于包括在数据分组的相应协议报头中的网络地址操作。例如，在使用传输控制协议(TCP)或用户数据报协议(UDP)实现数据经数据分组的传输时，协议报头将包括定义数据分组的来源网络地址和目的地网络地址的IP地址，其能够单独或组合用作用于匹配在分组过滤器62、64、72、74中定义的过滤器模式的基础。另外，协议报头的以上示例也将定义来源端口号和目的地端口号，其能够单独或组合用作用于匹配在分组过滤器62、64、72、74中定义的过滤器模式的基础。在一些实施例中，分组过滤器62、64、72、74可在用于匹配数据分组的IP5元组（来源IP地址、目的地IP地址、来源端口号、目的地端口号、IP上的协议的协议ID）的模式的基础上操作。此外，分组过滤器可在IP地址与前缀掩码组合和/或端口号被指定为端口范围的过滤器模式中操作。过滤器模式也能够通过服务类型(TOS)(IPv4)/业务类(IPv6)和掩码扩展。过滤器模式也能够由目的地IP地址、IP上的协议的协议ID、服务类型(TOS)（IP版本4）/业务类（IP版本6）和掩码及IPSec安全性参数索引(SPI)组成。过滤器参数也能够由目的地IP地址、服务类型(TOS)(IPv4)/业务类(IPv6)和掩码及流标签(IPv6)组成。在一些实施例中，过滤器模式分组过滤器62、64、72、74中未指定的值可匹配数据分组中对应信息的任何值，即，可定义通配符。
一般情况下，在数据分组的协议报头中，具体而言相对于来源和目的地地址的信息将由于数据分组可通过任何主机传递的实际情况而大不相同，并且此主机使用的网络地址可以是来自可用公共地址空间的任何网络地址。无论协议报头的信息中的差别有多大，数据分组仍可属于相同业务类，例如，在图1的示例中，数据分组应被引导到相同承载52、54的业务类。
为降低分组过滤器62、64、72、74的复杂性，如下述内容中解释的根据本发明的实施例的概念是基于数据业务在进入或离开提供数据业务的区分处理的网络段时的自适应。这样，使数据业务能够出现有利于区分处理的形式。更具体地说，要传送到网络段中的输入数据分组要进行网络地址转换，其中，来源网络地址被替换为替换网络地址。此外，离开网络段的输出数据分组要进行网络地址转换，其中，替换网络地址被替换为数据分组的对应目的地网络地址。被替换的来源或目的地地址一般情况下适合用于在网络段外为数据分组选择路由，并且将在下述内容中也称为外部网络地址。在一些实施例中，外部网络地址可以是来自总地址空间的公共网络地址，例如，包括公共IP版本4(IPv4)地址或公共IP版本6(Ipv6)地址。与其相比，一般来自相同总地址空间的替换网络地址无需适合用于在网络段外为数据分组选择路由，而只是在本地在网络段内。替换网络地址可因此也称为内部或本地网络地址。在一些实施例中，替换网络地址可以是来自总地址空间的私有网络地址，例如，如在RFC1918、RFC4193或RFC5735中定义的一样。替换网络地址也能够从总地址范围的保留专用地址空间中选择。
在所示实施例中，网络地址转换将基于外部地址到对应替换网络地址的映射。外部网络地址与替换网络地址之间的映射可动态生成，例如，响应检测到某个类的数据业务。在一些实施例中，映射也可例如由网络运营商预配置。在适用于进入网络段的数据分组和离开网络段的数据分组两者的实施例，网络地址转换是基于外部网络地址到对应替换网络地址的相同映射。
在网络段中，基于替换网络地址来执行数据分组的区分处理。在每种情况下，网络地址转换是基于外部网络地址到对应替换网络地址的映射。此映射可基于存储的替换映射数据，其可动态生成，例如，响应检测到某个类的数据业务。在一些实施例中，替换映射数据也可例如由网络运营商预配置。
为实现上述概念，图1的通信系统还包括业务自适应装置(TAD)100。业务自适应装置100布置在到执行区分处理的网络段的接口，在所示实施例中，在到包括UE10、RAN22、传输节点24和网关26的网络段的接口。如图所示，业务自适应装置100经耦合以接收来自网关26的UL业务并且接收去往网关26的DL业务。根据本发明的一实施例，业务自适应装置100可以是网关26的一部分。然而，业务自适应装置100也能够在其它网络装置内实现，或者实现为独立网络装置。
如图所示，业务自适应装置100提供有业务类检测器(TCD)110和网络地址转换器(NAT)120。业务类检测器110和网络地址转换器120可由软件通过使业务自适应装置100的处理器（图1中未示出）执行适当配置的程序代码而实现。备选，业务类检测器110和/或网络地址转换器120也能够至少部分由专用硬件实现。
业务类检测器110可用于确定在UL或DL业务中数据分组的业务类。为此，业务类检测器110可分析UL或DL业务的数据分组，例如，相对于在数据分组的协议报头中的信息，如来源和/或目的地网络地址或端口号。在一些实施例中，业务类检测器110也可分析一般情况下在设置或准备数据分组的传送时传送的某些消息，例如，域名系统(DNS)消息，具体而言，DNS查询或DNS查询的响应，或者信令协议的消息，例如，会话启动协议(SIP)的消息，或诸如此类。这些消息也可称为设置消息。如从上面提及的示例能够看到的一样，设置消息可启动内容通过数据分组的传送，例如，如果设置消息是SIP请求。设置消息也可请求用于传送数据分组的协议信息，如要包括到数据分组的协议报头中的来源或目的地网络地址，例如，如果设置消息是DNS查询。设置消息也可输送此类协议信息，例如，如果设置消息是DNS查询的响应。通过监视设置消息，可确定与例如随后传送的被监视消息相关联或者响应被监视消息的数据分组的业务类，而不查看或研究数据分组本身。相反，在传送或接收数据分组之前，能够已经做出此类确定。下面将论述检测业务类的示范机制。
网络地址转换器120可用于通过将数据分组的外部来源网络地址替换为对应替换网络地址，使数据分组输入数据分组（即，在所示示例中要从网关26传送到UE10的DL数据分组）进行网络地址转换。在一些实施例中，数据分组的外部目的地网络地址通过网络地址转换而得以保持。相应地，能够实现网络地址转换而不修改目的地网络地址。这样，能够使用其外部网络地址对UE10进行寻址，而替换网络地址能够由DL分组过滤器72、74用于有效引导DL数据分组到所需承载52、54，而不会出现在其它情况下影响DL数据分组从网络地址转换器120到UE10的路由选择。在一些实施例中，网络地址转换也能够将DL数据分组的目的地网络地址（即，UE10使用的外部网络地址）替换为对应替换网络地址。在此情况下，DL数据分组从网络地址转换器120到UE10的路由选择能够是基于对应于UE10的外部网络地址的替换网络地址。
此外，网络地址转换器120可用于通过将替换UL数据分组的目的地网络地址的替换网络地址替换为对应外部网络地址，使输出数据分组（即，在所示示例中已从UE10传送到网关26的UL数据分组）进行网络地址转换。在一些实施例中，UL数据分组的来源地址可以是外部网络地址，并且通过网络地址转换而得以保持。相应地，能够完成网络地址转换而不修改来源网络地址。这样，UE10能够通过使用其外部网络地址将其自己标识为UL数据分组的发送者，而替换网络地址能够由UL分组过滤器62、64用于有效地引导UL数据分组到所需承载52、54。在一些实施例中，网络地址转换也能够将UL数据分组的来源网络地址（图1中UE10使用的外部网络地址）替换为对应替换网络地址。涉及输出数据分组的网络地址转换120的操作实质上相对于涉及输入数据分组的网络地址转换器120的操作是反向的，这通过在外部网络地址与替换网络地址之间使用相同映射来获得。
通过使用替换网络地址作为用于区分处理的基础，能够明显有利于不同的业务类之间的区分。在一种情形中，替换网络地址的使用已经能够指示数据分组属于某个业务类。例如，网络地址转换器能够配置成将属于例如“优质”或“垃圾”等某个业务类的那些数据分组的外部网络地址替换为对应的替换网络地址，同时保持其它数据分组不更改。随后，分组过滤器能够用于简单地识别携带替换来源或目的地网络地址的替换网络地址的那些数据分组，并且将识别的数据分组引导到所需承载。例如，如果从总可用地址的特定地址范围中，例如，从子网中或者从相邻地址的范围中选择替换网络地址，则通过在过滤器模式中使用通配符或范围匹配网络地址，能够以十分有效的方式实现在替换网络地址与外部网络地址之间的区分。在又一情形中，来自对应替换地址范围的替换地址的选择能够用于区分多个不同业务类。例如，不同业务类能够被指派到对应子网或替换地址范围。这样，通过在过滤器模式中使用通配符匹配网络地址，能够以十分有效的方式实现在指派到不同业务类的不同替换网络地址范围之间的区别。在一些实施例中，在假设一个或多个业务类到对应替换地址范围的给定指派时，分组过滤器能够甚至在UE10中或者在网关26中预配置，由此避免对分组过滤器的动态生成或信令的需要。
图2以示意图方式示出用于定义在外部网络地址与替换网络地址之间映射的示范替换表格200。如图所示，外部网络地址与替换网络地址均包括来自IPv4地址空间的网络地址，并且还包括端口号。外部网络地址是公共地址，而替换网络地址是来自总地址空间的私有子网。在外部网络地址与替换网络地址之间定义一对一映射。相应地，对输入数据分组的网络地址转换将始终使用对应替换网络地址来替换外部来源地址，并且对输出数据分组的网络地址转换能够将此替换网络地址重新转换成原来的外部网络地址，由此向使用数据分组的双向交换的协议提供兼容性，例如，在响应如在TCP中成功接收数据分组而发送确认数据分组时。在图2的示例中，外部网络地址的端口号映射到替换网络地址的相同端口号。在假设相对于图2的替换表格200所示外部网络地址的所有业务属于相同业务类时，能够看到，通过定义基于如用于所示替换网络地址的IP地址范围（例如，从“10.1.1.23”到“10.1.1.25”的IP地址范围）来识别数据分组的分组分类规则，能够以十分有效的方式实现基于替换网络地址的区分处理。此外，能够定义基于通配符操作的分组分类规则，例如，识别其中替换网络地址匹配模式“10.1.1.X”的数据分组，其中，X是匹配数据分组的替换网络地址中任何可能值的通配符占位符。
图3以示意图方式示出用于定义在外部网络地址与替换网络地址之间映射的又一示范替换表格200'。同样地，外部网络地址与替换网络地址均包括来自IPv4地址空间的网络地址，并且还包括端口号。外部网络地址是公共地址，而替换网络地址是来自总地址空间的私有子网。在外部网络地址与替换网络地址之间定义一对一映射。相应地，对输入数据分组的网络地址转换将始终使用对应替换网络地址来替换外部来源地址，并且对输出数据分组的网络地址转换能够将此替换网络地址重新转换成原来的外部网络地址。在图3的示例中，不同的网络地址映射到替换网络地址的相同IP地址，但映射到不同端口号。这样，能够以十分有效地方式使用可用于替换网络地址的IP地址空间。在假设相对于图2的替换表格200'所示外部网络地址的所有业务属于相同业务类时，能够看到，通过定义基于如用于所示替换网络地址的单个IP地址（即，IP地址“10.1.1.23”）来识别数据分组但忽略替换网络地址的端口号的分组分类规则，能够以十分有效的方式实现基于替换网络地址的区分处理。
在下述内容中，将更详细地解释根据本发明的实施例的业务自适应装置100的操作。
根据一实施例，在业务类检测器110检测到某个业务类的数据分组时，它可选择在网络地址转换的过程中要由网络地址转换器120使用的可用替换网络地址。对于DL数据分组，网络地址转换器120将来源网络地址替换为替换网络地址。对于UL数据分组，替换网络地址将已经替换目的地网络地址，并且网络地址转换器将替换网络地址替换为对应外部网络地址，该地址随后能够在网络段外用于将UL数据分组路由选择到其目的地。可存储替换网络地址的选择，由此动态生成替换映射数据。
业务自适应装置100随后可启动分组分类规则的生成，例如，基于所选择替换网络地址操作的一个或多个分组过滤器62、64、72、74。例如，业务自适应装置100能够触发策略控制器30以设置对应承载52、54，例如用于优质业务的专用承载或用于垃圾业务的专用承载。这能够通过使用信令路径5完成，信令路径5可使用根据3GPPTS的Rx接口实现。这样，业务自适应装置100也能够为策略控制器30提供替换网络地址，例如，私有IP地址和端口号，其随后能够由策略控制器30的过滤器生成器35用于生成分组分类规则，例如，一个或多个分组过滤器62、64、72、74。随后，通过使用信令路径6，能够将这些规则通过信号发送到网关26，信令路径6可使用根据3GPPTS的Gx接口实现。在一些实施例中，如果对应于业务类的替换地址本身或至少替换地址的范围先验已知，则基于此已知的替换网络地址或替换网络地址范围操作的对应分组分类规则或分组过滤器也能够预配置到策略控制器30、网关26和/或UE10中。
在一些实施例中，也能够至少部分预配置替换映射数据。例如，已知与某个业务类相关联的外部网络地址（例如由某些服务或内容提供商使用的缓存服务器或边缘服务器）能够由网络运营商配置到映射数据中。对于相对于此类外部网络地址的数据业务，业务自适应装置100随后能够操作而不要求业务类的显式检测和基于检测到的业务类的替换网络地址的动态选择。相反，预配置的替换映射数据将反映外部网络地址与替换网络地址以及由此与对应业务类的关联。
在一些实施全名，将某些类型的网络业务的特定特性考虑在内。例如，在诸如TCP或UDP等一些协议中，在每个TCP会话开始时存在连接握手。例如，在成功建立TCP会话时，TCP发送方先发送连接设置请求（也称为aSYN分组），并且TCP接收方通过设置接受（也称为SYN-ACK分组）响应该请求。
为提供与此类型的协议的良好兼容性，如果业务类检测器110能够检测已经用于从网络侧启动的连接的第一DL数据分组的业务类，则这是有利的。网络地址转换器120执行的网络地址转换随后能够已经应用到包括连接设置请求的DL数据分组，并且将还应用到此会话的所有随后UL或DL数据分组。在会话期间来源网络地址从外部网络地址到替换网络地址的更改因此能够得以避免。
允许网络地址转换已经应用到网络启动的会话的第一DL数据分组的一种方式是使用在替换映射数据中预配置的外部网络地址，或者为业务类检测器110预配置与某个业务类相关联的外部网络地址。
允许网络地址转换已经应用到网络启动的会话的第一DL数据分组的又一方式是使用外部地址及其相关联业务类的自学。在此情况下，业务类检测器110可从业务检查中了解哪些外部网络地址与某些业务类相关联，例如，要视为优质或垃圾业务，并且记住这些外部网络地址。此获得的知识随后应用到随后的会话。
允许网络地址转换已经应用到网络启动的会话的第一DL数据分组的还有的又一方式是检查在会话的准备中传送的设置消息。在此情况下，业务类检测器110可从检查设置消息（例如，诸如SIP等信令协议的消息、DNS消息或诸如此类）中了解是否有例如TCP或UDP会话等随后相关联的用户平面业务，应将此会话的数据分组分类到哪个业务类。例如，可从设置消息提取网络标签（例如，主机名称或域名），并将其与指示某些业务类的一个或多个存储的网络标签进行比较。
DNS查询形式的设置消息用于检测随后会话的业务类的信号流的示例在图4中示出。信令流涉及UE10、业务自适应装置100、本地DNS服务器50、外部DNS服务器60及域DNS服务器70。
在图4的信令流中，UE10将DNS查询401发送到本地DNS服务器50。DNS查询401请求用于例如主机名称或域名等如DNS查询401中指定的网络标签的网络地址。在步骤402，业务自适应装置100的业务类检测器110监视DNS查询401。例如，此监视可涉及从消息401提取网络标签，并且比较提取的网络标签和指示某个业务类的数据业务的一个或多个存储的网络标签，例如，存储的主机名称或存储的域名。如果在步骤402存在匹配项，则业务类检测器110可断定相对于请求的网络地址的业务属于存储的网络标签指示的业务类。
现在假设本地NDS服务器50不知道请求的网络地址，则它向可以是根DNS服务器的第一外部DNS服务器60发出又一DNS查询403。外部DNS服务器60随后可返回消息404，该消息将包括知道请求的外部网络地址的还有的又一外部DNS服务器70的网络地址，例如，对DNS查询401中指定的网络标签的域有权威的DNS服务器。本地DNS服务器50随后向外部DNS服务器70发出又一DNS查询405，外部DNS服务器70随后通过包括请求的网络地址的消息406做出响应。本地DNS服务器随后将带有请求的网络地址的消息407发送到UE10以便响应原来的DNS查询401。在步骤408，业务自适应装置100的业务类检测器110监视消息407，并且从中提取请求的网络地址。业务自适应装置100随后可根据检测到的业务类选择替换网络，并且将选择的替换地址及提取的网络地址添加到替换映射数据以便用于对随后传送的DL和UL数据分组执行网络地址转换。
随后，相对于外部网络地址建立的会话的随后传送的第一DL分组409将在步骤410要由业务自适应装置100的网络地址转换器120进行网络地址转换。在此过程中，网络地址转换器120将指示数据分组409的来源的外部网络地址替换为选择的替换网络地址。随后，将带有替换的来源地址的自适应的数据分组411转发到UE10。
对于从UE10启动的会话，类似的考虑适用。在此情况下，包括连接设置请求的第一UL数据分组将需要由已经使用正确的替换网络地址替换目的地网络地址的UE10生成。
在从UE10启动的会话的第一UL数据分组中已经具有正确的替换网络地址的一种方式是检查在会话的准备中传送的设置消息。在此情况下，业务类检测器110可从检查设置消息（例如，诸如SIP等信令协议的消息、DNS消息或诸如此类）中了解应将例如TCP或UDP会话等随后相关联的用户平面业务的数据分组分类到哪个业务类。例如，可从设置消息提取网络标签（例如，主机名称或域名），并将其与指示某些业务类的一个或多个存储的网络标签进行比较。
DNS查询形式的设置消息用于检测随后会话的业务类的信号流的示例在图5中示出。类似于图4，信令流涉及UE10、业务自适应装置100、本地DNS服务器50、外部DNS服务器60及域DNS服务器70。
在图5的信令流中，UE10将DNS查询501发送到本地DNS服务器50。DNS查询501请求用于例如主机名称或域名等如DNS查询501中指定的网络标签的网络地址。在步骤502，业务自适应装置100的业务类检测器110监视DNS查询501。例如，此监视可涉及从消息501提取网络标签，并且比较提取的网络标签和指示某个业务类的数据业务的一个或多个存储的网络标签，例如，存储的主机名称或存储的域名。如果在步骤502存在匹配项，则业务类检测器110可断定相对于请求的网络地址的业务属于存储的网络标签指示的业务类。
现在假设本地NDS服务器50不知道请求的网络地址，则它向可以是根DNS服务器的第一外部DNS服务器60发出又一DNS查询503。外部DNS服务器60随后可返回消息504，该消息将包括知道请求的外部网络地址的还有的又一外部DNS服务器70的网络地址，例如，对DNS查询501中指定的网络标签的域有权威的DNS服务器。本地DNS服务器50随后向外部DNS服务器70发出又一DNS查询505，外部DNS服务器70随后通过包括请求的网络地址的消息506做出响应。本地DNS服务器随后将带有请求的网络地址的消息507发送到UE10以便响应原来的DNS查询501。在步骤508，业务自适应装置100的分组类检测器110接收消息507，并且从中提取请求的网络地址。业务自适应装置100随后可根据检测到的业务类选择替换网络，并且将选择的替换地址及提取的网络地址添加到替换映射数据以便用于执行网络地址转换。另外，业务自适应装置100也通过将在消息507中返回的网络地址替换为选择的替换网络地址来修改消息507。随后，将修改的消息509发送到UE10。
随后，与外部网络地址建立的会话的随后传送的第一UL数据分组510将携带替换网络地址以替换其目的地地址。在步骤511，第一UL数据分组510要由业务自适应装置100的网络地址转换器120进行网络地址转换。在此过程中，网络地址转换器120将把替换网络地址替换为对应外部网络地址。随后，将带有替换的目的地地址的数据分组512转发到网络。
图6进一步示出业务自适应装置100的示范实现。
在所示实现中，业务自适应装置100包括配置成接收要传送到UE10的DL业务并且转发来自UE10的UL业务的外部接口130。相应地，外部接口130是双向接口。然而，在一些实施例中，如果业务自适应装置只配置用于DL业务的自适应，则外部接口130可以是用于接收要传送到UE10的DL业务的单向接口。此外，在一些实施例中，如果业务自适应装置100只配置用于UL业务的自适应，则外部接口130可以是用于转发来自UE10的UL业务的单向接口。此外，业务自适应装置100也包括相对于提供网络业务的区分处理的网络段的内部接口135。内部接口配置成接收来自UE10的UL业务，并且将DL业务转发到UE10。相应地，内部接口135是双向接口。然而，在一些实施例中，如果业务自适应装置只配置用于DL业务的自适应，则内部接口135可以是用于将DL业务转发到UE10的单向接口。此外，在一些实施例中，如果业务自适应装置100只配置用于UL业务的自适应，则内部接口135可以是用于接收来自UE10的UL业务的单向接口。
另外，业务自适应装置100也可提供有控制接口140，其能够用于向其它实体提供指示，例如，以通过向策略控制器30和/或网关26发送信号来启动分组滤波器的生成，和/或相对于数据分组的转发过程来启动控制过程，例如，承载52、54的修改和/或建立。在所示3GPP情形中，控制接口140可根据3GPPTS实现为Rx接口。此外，接口140也可用于获得替换映射数据、业务类检测数据和/或从中可推导替换映射数据或业务类检测数据的其它数据。
此外，业务自适应装置100包括耦合到接口130、135、140的处理器150和耦合到处理器150的存储器160。存储器160可包括例如闪存ROM等只读存储器、例如动态RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM)等随机存取存储器(RAM)、例如硬盘或固态盘等海量存储装置或诸如此类。存储器160包括要由处理器150执行以便实现业务自适应装置100的上述功能性的适当配置的程序代码。更具体地说，存储器160可包括业务类检测模块170以便实现业务类检测器110使用的业务类检测的上述机制、在业务类检测的过程中要使用的业务类检测数据175、网络地址转换模块180以便实现如网络地址转换器120执行的网络地址转换的上述功能性及在网络地址转换过程中要使用的替换映射数据185，例如，如图2或3所示以表格形式存储的。
要理解的是，如图6所示的结构只是示意性的，并且业务自适应装置100可实际上包括为清晰起见而未示出的其它组件，例如其它接口。此外，要理解的是，存储器150可包括未示出的其它类型的程序代码模块，例如，用于实现获得或生成业务类检测数据的功能性的程序代码模块，例如，学习模块。根据一些实施例，也可提供用于实现根据本发明的实施例的概念的计算机程序产品，例如，存储要在存储器160中存储的程序代码的计算机可读媒体。
图7以示意图方式示出根据本发明的一实施例、用于示出处理网络业务的方法700的流程图。方法可用于实现进入网络段的输入数据分组的处理，例如，使用上述业务自适应装置100。
在步骤710，使用例如如图6所示的业务自适应装置100的外部接口130，接收输入数据分组。输入数据分组要传送到例如相对于QoS、计费、选通或重定向而提供网络业务的区分处理的网络段。数据分组包括一般情况指示在网络段外数据分组的来源的来源网络地址。
在步骤720，执行检测数据分组的业务类的可选步骤，例如，由如图1所示业务自适应装置100的业务类检测器110。例如，可通过匹配输入数据分组的来源网络地址和存储的网络地址之一，基于存储的外部网络地址检测业务类。备选或另外，通过检查在传送输入数据分组中传送的消息，例如，诸如SIP等信令协议的消息或DNS消息，也能够检测业务类。
在步骤730，通过将来源网络地址替换为替换网络地址，对收到的数据分组执行网络地址转换。根据数据分组的业务类，例如，如在步骤720可选检测到的业务类，选择替换网络地址。例如，可从私有网络地址范围选择替换网络地址。
在步骤740，在网络段中执行数据分组的区分处理。这基于替换网络地址来完成。例如，可在网络段中提供基于替换网络地址操作的一个或多个分组分类规则，例如，分组滤波器。在一些实施例中，可响应检测到数据分组的业务类，启动分组分类规则的动态生成。
图8以示意图方式示出根据本发明的一实施例、用于示出处理网络业务的又一方法800的流程图。方法可用于实现离开网络段的输出数据分组的处理，例如，使用上述业务自适应装置100。
在步骤810，在网络段中执行输出数据分组的区分处理。这基于在输出数据分组中替换数据分组的目的地网络地址的替换网络地址来完成。根据数据分组的业务类来选择替换网络地址。例如，可从私有网络地址范围选择替换网络地址。目的地网络地址和替换网络地址可通过例如响应检测到数据分组或其它数据分组的业务类而生成的替换映射数据而相互相关。
例如，可在网络段中提供基于替换网络地址操作的一个或多个分组分类规则，例如，分组滤波器。在一些实施例中，可响应例如由业务类检测器110检测到数据分组的业务类，启动分组分类规则的动态生成。如上所述，此检测可基于在传送输出数据分组前的设置消息来完成。此外，也可修改此类设置消息以确保即使输出数据分组是会话的第一数据分组，输出数据分组也使用正确的替换网络地址以替换其目的地网络地址。区分处理例如可相对于QoS、计费、选通或重定向。
在步骤820，接收输出数据分组以便适用于从网络段的传送。这可使用如图6所示业务自适应装置100的内部接口135来完成。
在步骤830，通过将替换网络地址替换为收到的数据分组的目的地网络地址，对数据分组执行网络地址转换。随后，可转发带有替换的目的地地址的数据分组，以便基于目的地网络地址路由选择到其目的地。
在本发明的一些实施例中，通过以所示方式应用网络地址转换到输入和输出数据分组两者，图7和8的方法也可相互组合。这样，能够提供兼容性到使用数据分组的双向交换的协议。此外，要理解的是，在一些实施例中，通过只适应输入数据分组或只适应输出数据分组，上述概念能够应用到单向业务。
要理解的是，上述示例和实施例只是说明，并且易于进行各种修改。例如，在受益于业务类的区分处理的其它类型的通信网络中，例如，通常在基于IP的网络中，能够使用这些概念。在此类其它类型的通信网络中，除承载指派外的其它机制可用于适应QoS级。例如，在基于IP的网络中，能够设置数据分组的区分服务码点字段以便适应QoS级。此外，概念可应用到任何数量的不同业务类。此外，相对于数据分组的重定向、选通或计费，也可实现区分处理。此外，要理解的是，在一些实施例中，通过只适应输入数据分组或只适应输出数据分组，上述概念能够应用到单向业务。此外，要理解的是，上述概念可通过使用在现有网络装置中对应设计的软件实现，或者通过使用专用网络装置硬件实现。

Claims (32)

1.一种处理网络业务的方法，包括：
接收要传送到网络段中的输入数据分组，所述输入数据分组包括来源网络地址和目的地网络地址；以及
通过将所述来源网络地址替换为根据所述收到的数据分组的业务类选择的替换网络地址，对所述数据分组执行网络地址转换，
其中所述网络地址转换保持所述目的地网络地址，以及
其中在所述网络段中提供基于所述替换网络地址的所述数据分组的区分处理。
2.如权利要求1所述的方法，
其中所述区分处理包括根据基于所述替换网络地址操作的分组分类规则来处理所述数据分组。
3.如权利要求2所述的方法，
其中预配置所述分组分类规则。
4.如权利要求2所述的方法，包括：
选择要在所述网络地址转换中使用的所述替换网络地址；以及
启动基于所述选择的替换网络地址操作的所述分组分类规则的生成。
5.如权利要求2到4任一项所述的方法，
其中所述分组分类规则实现为用于将下行链路数据分组路由选择到承载（52，54）的分组过滤器（62，64，72，74）。
6.如权利要求1到4任一项所述的方法，包括：
检测所述数据分组的所述业务类；以及
从对应于所述数据分组的所述业务类的替换网络地址范围选择所述替换网络地址。
7.如权利要求6所述的方法，其中检测所述数据分组的所述业务类包括：
通过比较所述来源网络地址和至少一个存储的网络地址，检测所述业务类；和/或
通过检查在传送所述数据分组的准备中传送的消息，检测所述业务类。
8.一种处理数据业务的方法，包括：
接收从网络段传送的输出数据分组，所述输出数据分组包括替换所述数据分组的目的地网络地址的替换网络地址和来源网络地址，所述替换网络地址根据所述数据分组的业务类来选择；以及
通过将所述替换网络地址替换为所述目的地网络地址，对所述收到的数据分组执行网络地址转换，
其中所述网络地址转换保持所述来源网络地址，以及
其中在所述网络段中提供基于所述替换网络地址的所述数据分组的区分处理。
9.如权利要求8所述的方法，
其中所述区分处理包括根据基于所述替换网络地址操作的分组分类规则来处理所述数据分组。
10.如权利要求9所述的方法，
其中所述分组分类规则实现为用于将所述数据分组路由选择到承载（52，54）的分组过滤器（62，64，72，74）。
11.如权利要求9或10所述的方法，
其中预配置所述分组分类规则。
12.如权利要求9或10所述的方法，包括：
选择要在所述网络地址转换中使用的所述替换网络地址；以及
启动基于所述选择的替换网络地址操作的所述分组分类规则的生成。
13.如权利要求8到10任一项所述的方法，包括：
接收在传送所述输出数据分组的准备中传送到所述网络段中的消息，所述消息指示所述数据分组的所述目的地网络地址；以及
通过将所述目的地网络地址替换为所述替换网络地址，修改所述消息。
14.如权利要求13所述的方法，包括：
基于所述消息，选择要在所述网络地址转换中使用的所述替换网络地址。
15.一种通信系统，包括：
－网络装置(100)，包括：
接口(130)，配置成接收要传送到网络段中的输入数据分组，所述输入数据分组包括来源网络地址和目的地网络地址；
网络地址转换器(120)，配置成通过将所述来源网络地址替换为根据所述收到的数据分组的业务类选择的替换网络地址，对所述数据分组执行网络地址转换，所述网络地址转换保持所述目的地网络地址；以及
－在所述网络段中用于提供基于所述替换网络地址的所述数据分组的区分处理的一个或多个分组过滤器（62，64，72，74）。
16.如权利要求15所述的通信系统，
其中所述网络装置(100)配置成根据如权利要求1到14任一项所述的方法操作。
17.一种通信系统，包括：
－网络装置(100)，包括：
接口(135)，配置成接收从网络段传送的输出数据分组，所述输出数据分组包括替换所述数据分组的目的地网络地址的替换网络地址以及来源地址，所述替换网络地址根据所述数据分组的业务类来选择；以及
网络地址转换器(120)，配置成通过将所述替换网络地址替换为所述目的地网络地址，对所述输出数据分组执行网络地址转换，所述网络地址转换保持所述来源网络地址；以及
－在所述网络段中用于提供基于所述替换网络地址的所述数据分组的区分处理的一个或多个分组过滤器（62，64，72，74）。
18.如权利要求17所述的通信系统，
其中所述网络装置(100)配置成根据如权利要求1到14任一项所述的方法操作。
19.一种处理网络业务的设备，包括：
用于接收要传送到网络段中的输入数据分组的部件，所述输入数据分组包括来源网络地址和目的地网络地址；以及
用于通过将所述来源网络地址替换为根据所述收到的数据分组的业务类选择的替换网络地址，对所述数据分组执行网络地址转换的部件，
其中所述网络地址转换保持所述目的地网络地址，以及
其中在所述网络段中提供基于所述替换网络地址的所述数据分组的区分处理。
20.如权利要求19所述的设备，
其中所述区分处理包括根据基于所述替换网络地址操作的分组分类规则来处理所述数据分组。
21.如权利要求20所述的设备，
其中预配置所述分组分类规则。
22.如权利要求20所述的设备，包括：
用于选择要在所述网络地址转换中使用的所述替换网络地址的部件；以及
用于启动基于所述选择的替换网络地址操作的所述分组分类规则的生成的部件。
23.如权利要求20到22任一项所述的设备，
其中所述分组分类规则实现为用于将下行链路数据分组路由选择到承载（52，54）的分组过滤器（62，64，72，74）。
24.如权利要求19到22任一项所述的设备，包括：
用于检测所述数据分组的所述业务类的部件；以及
用于从对应于所述数据分组的所述业务类的替换网络地址范围选择所述替换网络地址的部件。
25.如权利要求24所述的设备，其中用于检测所述数据分组的所述业务类的所述部件包括：
用于通过比较所述来源网络地址和至少一个存储的网络地址，检测所述业务类的部件；和/或
用于通过检查在传送所述数据分组的准备中传送的消息，检测所述业务类的部件。
26.一种处理数据业务的设备，包括：
用于接收从网络段传送的输出数据分组的部件，所述输出数据分组包括替换所述数据分组的目的地网络地址的替换网络地址和来源网络地址，所述替换网络地址根据所述数据分组的业务类来选择；以及
用于通过将所述替换网络地址替换为所述目的地网络地址，对所述收到的数据分组执行网络地址转换的部件，
其中所述网络地址转换保持所述来源网络地址，以及
其中在所述网络段中提供基于所述替换网络地址的所述数据分组的区分处理。
27.如权利要求26所述的设备，
其中所述区分处理包括根据基于所述替换网络地址操作的分组分类规则来处理所述数据分组。
28.如权利要求27所述的设备，
其中所述分组分类规则实现为用于将所述数据分组路由选择到承载（52，54）的分组过滤器（62，64，72，74）。
29.如权利要求27或28所述的设备，
其中预配置所述分组分类规则。
30.如权利要求27或28所述的设备，包括：
用于选择要在所述网络地址转换中使用的所述替换网络地址的部件；以及
用于启动基于所述选择的替换网络地址操作的所述分组分类规则的生成的部件。
31.如权利要求26到28任一项所述的设备，包括：
用于接收在传送所述输出数据分组的准备中传送到所述网络段中的消息的部件，所述消息指示所述数据分组的所述目的地网络地址；以及
用于通过将所述目的地网络地址替换为所述替换网络地址，修改所述消息的部件。
32.如权利要求31所述的设备，包括：
用于基于所述消息，选择要在所述网络地址转换中使用的所述替换网络地址的部件。
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