CN103582159A

CN103582159A - 一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法及系统

Info

Publication number: CN103582159A
Application number: CN201210253449.XA
Authority: CN
Inventors: 王怀滨; 尤建洁; 范亮; 朱春晖
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: CN103582159B

Abstract

本发明公开了一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法及系统，涉及通信领域。本发明公开的方法包括：用户通过认证后，UE向固网网络设备发起地址请求消息；固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP，则为所述UE分配IP地址，若所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP，则将所述地址请求消息转发给可信任的固网接入网关(TWAG)，由所述TWAG为所述UE分配IP地址；UE使用所分配的IP地址进行数据传输。本发明还公开了一种固定移动网络融合场景下的多连接建立系统。采用本发明技术方案，可以在移动用户建立多个PDN连接时，区分不同的PDN连接。

Description

一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法及系统。

背景技术

随着网络技术的发展和用户对业务的需求，终端逐渐多模化，可以选择在不同类型的接入网络接入，以承载多样性的业务。由于不同的网络连接具有不同的特性和传输能力，从而能更好地满足用户多业务多样的需求。多模终端可以实现不同类型的无线访问网络之间的无缝连接，如蜂窝UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)/EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM(GlobalSystem for Mobile communication，全球移动通信系统)演进技术)/GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)与IEEE(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)802.11WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)的连接。WLAN可在小范围的家庭和热点区域提供很高的数据速率，而蜂窝网络可以提供更高的灵活性和无处不在的覆盖，但数据速率较低，如果能够结合两者的优点，用户将从中受益。在WLAN访问点的覆盖范围内，多模终端利用WLAN进行数据访问和VoIP(Voice over Internet Protocol，网络电话)应用，同时还能使用重叠的蜂窝网络，进行语音呼叫或媒体访问。

目前，BBF(Broadband Forum，国际性标准组织宽带论坛)和3GPP正在进行FMC(Fixed Mobile Convergence，固定网络与移动网络融合)的标准化工作，涉及的场景包括3GPP UE(User Equipment，用户设备)通过RG(Residential Gateway，住宅网关)从BBF网络接入的认证、地址分配以及策略控制。在认证过程中，3GPP UE作为802.1x客服端向RG发起接入认证，此时RG作为802.1x认证器及RADIUS(Remote Authentication Dial In UserService，远程用户拨号认证系统)客服端向BBF AAA(AuthenticationAuthorization Accounting，认证、授权、计费)服务器发起认证请求。在地址请求过程中，3GPP UE发起的地址请求消息经由BNG(Broadband NetworkGateway，宽带网络网关设备)向PDN-GW(Packet Data Network Gateway，分组数据网网关)请求IP地址。其中，BNG与PDN-GW之间建立S2a会话，并通过GTP(GPRS Tunneling Protocol，GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)隧道协议)或代理移动因特网协议(PMIP)隧道实现。

现有技术中，每个用户BNG都需要与PDN-GW之间建立S2a会话。为了在现网中支持该场景，需要对所有BNG设备进行升级，对现网影响较大，为解决该问题，引用了固网接入网关(例如，TWAG(Trusted WLAN AccessGateway，信任WLAN接入网关))，引入TWAG后的网络结构示意图如图1所示。引入固网接入网关后能够不需要对BNG设备进行大规模升级，能尽量减少对现网的影响。

移动用户通过固网接入后，有可能会同时访问不同的移动业务分组网络，此时会建立多个PDN(Packet Data Network，分组数据网络)连接。在现有架构下，如何区分不同的PDN连接问题尚未解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法及系统，以区别不同的PDN连接问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法，包括：

用户通过认证后，移动网络用户设备(UE)向固网网络设备发起地址请求消息；

固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP，则为所述UE分配IP地址，若所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP，则将所述地址请求消息转发给可信任的固网接入网关(TWAG)，由所述TWAG为所述UE分配IP地址；

所述UE使用所分配的IP地址进行数据传输。

较佳地，上述方法中，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP指：

所述固网网络设备接收到所述地址请求消息后，判断其中携带有地址属性参数，且所获取的地址属性参数的取值对应指示为本地地址属性，则判断为本地分配IP；或者

所述固网网络设备接收到所述地址请求消息后，判断其中不携带任何地址属性参数，则默认为本地分配IP。

较佳地，上述方法中，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP指：

所述固网网络设备接收到所述地址请求消息后，判断其中携带有地址属性参数，且所获取的地址属性参数的取值对应指示为移动网络地址属性，则判断由移动网络分配IP。

较佳地，上述方法中，由所述TWAG为所述UE分配IP地址的过程为：

所述TWAG接收到所述地址请求消息后，与对应的移动网络网关建立隧道，再向所述移动网络网关请求IP地址，将所请求的IP地址分配给所述UE。

较佳地，上述方法中，所述UE根据业务需要发起多次地址请求消息时，每次发起的地址请求消息携带的地址属性参数不同，其中，地址属性参数与业务类型相关联。

较佳地，上述方法中，所述UE使用所分配的IP地址进行数据传输的过程如下：

所述UE根据业务类型打上对应的虚拟局域网标识(VLAN ID)并封装在数据包中；UE与固网网络设备之间采用通用路由封装(GRE)隧道传送数据包，UE数据包的最外层IP地址为固网分配的本地IP地址；

固网网络设备收到UE的数据包后，将UE的数据包通过固网网络设备与TWAG之间的GRE隧道，发送给对应的TWAG；

TWAG接收UE的数据包，从中获取VLAN ID，并通过TWAG与分组数据网网关(PND GW)之间的隧道发送给PND GW；

对于下行数据，TWAG从PDN GW收到UE的数据包后，插入此UE对应的VLAN ID，然后发送给固网网络设备。

本发明还公开了一种固定移动网络融合场景下的多连接建立系统，包括：

移动网络用户设备(UE)，在用户通过认证后，向固网网络设备发起地址请求消息，以及使用分配的IP地址进行数据传输；

固网网络设备，根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP还是由移动网络分配IP，当判断结果为本地分配IP时，则为所述UE分配IP地址，若判断结果为由移动网络分配IP时，将所述地址请求消息转发给可信任的固网接入网关(TWAG)；

TWAG，为接收到的地址请求消息对应的UE分配IP地址。

较佳地，上述系统中，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP指：

较佳地，上述系统中，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP指：

较佳地，上述系统中，由所述TWAG为所述UE分配IP地址的过程为：

较佳地，上述系统中，所述UE根据业务需要发起多次地址请求消息时，每次发起的地址请求消息携带的地址属性参数不同，其中，地址属性参数与业务类型相关联。

较佳地，上述系统中，所述UE使用所分配的IP地址进行数据传输的过程如下：

采用本申请技术方案，可以在移动用户通过固网接入后，同时访问不同的移动业务分组网络，建立多个PDN(Packet Data Network，分组数据网络)连接时，区分不同的PDN连接。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有FMC架构图；

图2为本实施例中用户认证流程图；

图3为本实施例中固网地址分配流程图；

图4为本实施例中由3GPP UE发起的移动网络地址分配流程图；

图5为本实施例中UE数据包的封装与解封装及传送流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

针对现有FMC网络架构下移动网络用户设备UE从固网接入网络附着后，发起认证及多个连接建立请求的场景，本发明申请人提出一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法，该方法包括：

固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP，则为所述UE分配IP地址，若所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP，则将所述地址请求消息转发给可信任的固网接入网关(TWAG)，由所述固网接入网关为所述UE分配IP地址；

所述UE使用所分配的IP地址进行数据传输。

其中，用户认证过程中，移动网络用户设备UE发起802.1X认证请求消息，通过网络认证后，固网网络设备BNG/AAA/TWAG根据所述UE签约的业务类型为其分配VLAN ID(即不同的业务类型对应不同的VLAN ID)，并将业务类型及对应的VLAN ID发送给UE即可。

另外，固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP指：

固网网络设备接收到所述地址请求消息后，判断其中携带有地址属性参数，且所获取的地址属性参数的取值对应指示为本地地址属性，则判断为本地分配IP；或者

固网网络设备接收到所述地址请求消息后，判断其中不携带任何地址属性参数，则默认为本地分配IP。

固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP指

固网网络设备接收到所述地址请求消息后，判断其中携带有地址属性参数，且所获取的地址属性参数的取值对应指示为移动网络地址属性，例如为APN(Access Point Name，接入点名称)，则判断由移动网络分配IP。具体地，TWAG接收到地址请求消息后，与对应的移动网络网关建立隧道，再向所述移动网络网关请求IP地址，将所请求的IP地址分配给UE即可。

还要说明的是，UE根据业务需要还可能发起多次地址请求消息，此种情况下，每次发起的地址请求消息携带的地址属性参数不同，其中，地址属性参数与业务类型相关联。

而UE使用所分配的IP地址进行数据传输的具体过程可按如下进行操作：

3GPP UE通过认证后，发送数据包。具体地，3GPP UE根据业务类型打上对应的VLAN ID并封装在数据包中；UE与BNG之间采用GRE隧道传送数据包，UE数据包的最外层IP地址为固网分配的本地IP地址。

BNG收到UE的数据包后，修改相关参数后，将UE的数据包通过BNG与TWAG之间的GRE隧道，发送给对应的TWAG(与认证过程参与的TWAG一致)。

TWAG收到UE的数据包后，获取UE打的VLAN ID，修改相关参数后，通过TWAG与PND GW之间的隧道(如GTP隧道、PMIP隧道)发送给PNDGW。

对于下行数据，TWAG从PDN GW收到UE的数据包后，插入此UE对应的VLAN ID，然后发送给BNG。

下面结合具体应用场景说明上述方法的实现过程。

图2所示为从固网接入的3GPP UE的用户认证流程，其中3GPP UE为802.1X客户端，RG为802.1X认证器。具体地：

3GPP UE向RG发送认证协议开始(EAPoL-Start)报文，通过802.1X协议进行认证。UE为802.1X客户端，RG为802.1X认证器。

收到UE发送的EAPoL Start报文后，RG向UE发送认证协议ID请求(EAP Identity Request)报文，用于通知UE上报用户名。

其中，收到RG发送的EAP Identity Request报文后，UE回复认证协议ID应答(EAP Identity Response)报文给RG，其中报文中携带用户名。

随后，RG将收到的EAP Identity Response报文封装到认证接入请求(RADIUS Access Request)报文中，同时，RG还将UE的MAC地址也封装到RADIUS Access Request报文中，然后发送给BNG。

BNG作为RADIUS Proxy将从RG收到的RADIUS Access Request报文根据UE的NAI发送给对应的TWAG；

TWAG作为RADIUS Proxy将从BNG收到的RADIUS Access Request报文根据UE的NAI发送给BBF AAA，或者在TWAG与3GPP AAA有接口的场景下，TWAG将报文根据UE的NAI发送给3GPP AAA；

BBF AAA根据UE的网络地址标识(NAI，Network Address Identifier)将从BNG收到的RADIUS Access Request报文转发给3GPP AAA。若BBF网络使用RADIUS协议，而3GPP网络使用DIAMETER协议，则BBF AAA和3GPP AAA之间存在TA(Translation Agent，翻译代理)来进行协议转换。

若3GPP UE在3GPP AAA认证成功，则3GPP AAA向BBF AAA回复认证成功响应消息，进一步地，BBF AAA向TWAG回复，TWAG回复BNG，BNG向RG回复，RG向UE回复。同时在UE通过认证的条件下，RG、BNG、TWAG都记录UE的MAC地址。

图3所示为从固网接入的3GPP UE通过认证后，由固网设备BNG为其分配本地IP地址的流程。

3GPP UE发起地址请求(v4或v6)，同时该地址请求消息里携带地址属性参数(如本地地址属性)或者不携带任何参数(即不携带任何参数默认为本地固网分配地址)；当RG是三层设备时，RG根据认证时记录的UE的MAC地址，将地址请求消息发送给BNG；

BNG根据地址请求消息里携带的地址属性参数或未找到任何地址属性参数，则为UE分配本地的IP地址，并发送给UE。

图4为从固网接入的3GPP UE通过认证后，3GPP UE发起IP地址请求，由移动网络为其分配IP地址的流程。

3GPP UE发起地址请求(v4或v6)，同时该地址请求消息里携带地址属性参数(如APN，Access Point Name接入点名称)；当RG是三层设备时，RG根据认证时记录的UE的MAC地址，将地址请求消息发送给BNG；

BNG根据地址请求消息里携带的地址属性参数找到对应的TWAG，并将地址请求消息发送给TWAG，具体地，BNG在转发地址请求前，根据请求消息里包含的MAC地址判断UE是否通过认证；

TWAG收到地址请求消息后，与3GPP网络的PDN网关创建会话。具体地，BNG在转发地址请求前，根据请求消息里包含的MAC地址判断UE是否通过认证；

TWAG与PDN网关建立隧道(GTP或PMIP)；PDN网关向TWAG提供所述UE的IP地址；

TWAG给BNG回复地址请求响应消息，其中携带为UE分配的IP地址；

BNG将IP地址发送给UE；

TWAG(7.b)或BNG(7.a)给BBF AAA发给计费开始消息，其中携带UE的地址。

图5为从固网接入的3GPP UE通过认证后，UE数据包的封装与解封装及传送流程。

3GPP UE基于实施例一完成认证后，发送数据包。具体地，3GPP UE根据业务类型打上对应的VLAN ID并封装到数据包中；UE与BNG之间采用GRE隧道传送数据包，UE数据包的最外层IP地址为固网分配的本地IP地址。

RG收到UE的数据包后，直接转发。

BNG收到UE的数据包后，解封装数据包再重新封装(包括修改相关的IP地址、MAC地址等参数)，并将UE的数据包通过BNG与TWAG之间的GRE隧道，发送给对应的TWAG(与认证过程参与的TWAG一致)。

TWAG收到UE的数据包后，解封装数据包，获取UE打的VLAN ID，去除内层以太头，重新封装数据包后，通过TWAG与PND GW之间的隧道(如GTP隧道、PMIP隧道)发送给PND GW。

PDN GW接受3GPP UE的数据包。

实施例2

本实施例介绍一固定移动网络融合场景下的多连接建立系统，该系统至少包括如下各部分。

UE，在用户通过认证后，向固网网络设备发起地址请求消息，以及使用分配的IP地址进行数据传输；

固网网络设备，根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP还是由移动网络分配IP，当判断结果为本地分配IP时，则为所述UE分配IP地址，若判断结果为由移动网络分配IP时，将所述地址请求消息转发给TWAG；

TWAG，为接收到的地址请求消息对应的UE分配IP地址。

其中，固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP指：

固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP指：

固网网络设备接收到所述地址请求消息后，判断其中携带有地址属性参数，且所获取的地址属性参数的取值对应指示为移动网络地址属性，则判断由移动网络分配IP。

TWAG为所述UE分配IP地址的过程为：

另外，UE还可能根据业务需要发起多次地址请求消息，此时，每次发起的地址请求消息携带的地址属性参数不同，其中，地址属性参数与业务类型相关联。

UE使用所分配的IP地址进行数据传输的过程如下：

UE根据业务类型打上对应的虚拟局域网标识(VLAN ID)并封装在数据包中；UE与固网网络设备之间采用通用路由封装(GRE)隧道传送数据包，UE数据包的最外层IP地址为固网分配的本地IP地址；

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种固定移动网络融合场景下的多连接建立方法，其特征在于，该方法包括：

所述UE使用所分配的IP地址进行数据传输。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP指：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP指：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，由所述TWAG为所述UE分配IP地址的过程为：

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，

所述UE根据业务需要发起多次地址请求消息时，每次发起的地址请求消息携带的地址属性参数不同，其中，地址属性参数与业务类型相关联。

6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述UE使用所分配的IP地址进行数据传输的过程如下：

7.一种固定移动网络融合场景下的多连接建立系统，其特征在于，该系统包括：

TWAG，为接收到的地址请求消息对应的UE分配IP地址。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断本地分配IP指：

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述固网网络设备根据所收到的地址请求消息判断由移动网络分配IP指：

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，由所述TWAG为所述UE分配IP地址的过程为：

11.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，

12.如权利要求7至10任一项所述的系统，其特征在于，所述UE使用所分配的IP地址进行数据传输的过程如下：