CN100411398C - 下一代网络中边缘或分组网关控制方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及下一代网络技术，公开了一种下一代网络中边缘或分组网关控制方法及其系统，使得NGN的边缘或分组网关在依据网络资源和本地策略的有效控制下实现网络互通。本发明中，BGFE/PGFE由BGCFE/PGCFE直接控制，BGCFE/PGCFE向PDFE请求IP网络互通相关决策后根据决策结果控制BGFE/PGFE提供IP网络互通服务。PDFE的决策基于TRCFE提供的网络资源情况和预先设置的本地策略。BGCFE/PGCFE在收到PDFE的决策结果后根据该决策结果对IP网络互通服务控制信息进行配套和/或修正，并将经配套和/或修正后的控制信息发送给BGFE/PGFE。
Description
技术领域
本发明涉及下一代网络技术，特别涉及下一代网络的边缘或分组网关控制方法及其系统。
背景技术
随着传统通信网络、互联网以及移动通信网络的发展，各个网络相互融合是必然趋势，下一代网络(Next Generation Nerwork，简称“NGN”)就是以网际协议(Internet Protocol，简称“IP”)分组交换网络为核心网，控制与承载分离，各种接入技术并存，融合现有各种网络的新一代网络，能够满足未来宽带多媒体通信的需求。
NGN是在传统的以电路交换为主的公用电话交换网(Public SwitchedTelephone Network，简称“PSTN”)中逐渐迈出了向以分组交换为主的步伐的，它承载了原有PSTN网络的所有业务，同时把大量的数据传输卸载到IP网络中以减轻PSTN网络的重荷，又以IP技术的新特性增加和增强了许多新老业务。NGN是基于时分复用的PSTN语音网络、综合业务数字网络(Integrated Services Digital Network，简称“ISDN”)、基于IP的分组网络、以及移动通信网等多种网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。
国际电信联盟(International Telecommunication Union，简称“ITU”)所定义的NGN是一种基于分组的网络，能够提供电信业务，能够利用多种宽带和服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)使能的传输技术，其业务相关功能独立于底层的传输相关技术，为用户提供自由接入到不同的业务供应商，支持通用移动性使业务的一致性和普遍性供应对用户成为可能。
NGN的基本特征包括：基于分组传递；承载能力、呼叫/会话、应用/业务之间控制功能分离；业务提供从网络解耦以及开放接口的提供；基于业务构件支持广范围的业务、应用和机制(包括实时/流/非实时业务和多媒体)；具备端到端QoS和透明的宽带能力；通过开放接口与传统网络交互；通用移动性；用户自由接入到不同业务供应商；多种标识方案能够被解析到IP地址以便在IP网络中路由；用户感知同一业务具有统一的业务特征；固定/移动之间融合业务；业务相关功能独立于底层的传输技术；适应所有机构要求，例如有关紧急通信和安全/隐私等等。
NGN包含网络附件子系统(Network Attachment Subsystem)、资源与准入控制子系统(Resource and Admission Control Subsystem，简称“RACS”)、PSTN/ISDN仿真子系统(PSTN/ISDN Emulation Subsystem)、IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，简称“IMS”)、流业务子系统(Streaming ServicesSubsystem)和其它多媒体子系统(Other Multimedia Subsystem)共六个子系统。图1给出了NGN的子系统架构的逻辑框图。
IP承载网包含核心传输网(Core Transport Network)和接入传输网(Access Transport Network)，终端(Terminal)通过接入功能(AccessFunction)接入传输网，不同IP传输网(例如接入传输网与核心传输网，核心传输网的不同域)之间通过边缘功能(Edge Function)互通，IP核心传输网与其他网络(例如传统固定或移动网络)之间则是通过网关互通。RACS负责承载网资源的统一管理，其包含一个策略决策功能实体(Policy DecisionFunction Entity，简称“PDFE”)，用于结合网络资源状况和本地策略对IP网络互通相关的安全、资源和媒体等方面的决策进行仲裁，其还包含一个传输资源控制功能实体(Transport Resource Control Function Entity，简称“TRCFE”)，用于管理其下的IP网络资源。
由于用户业务传输的需要，不同的IP网络之间，比如接入传输网与核心传输网之间或者核心传输网的不同域之间，需要进行互通。因此，处于互通节点位置的功能实体，也即BGFE/PGFE，将可能兼有安全保护、资源保障和媒体处理等功能，然而如何根据网络资源情况和运营商策略倾向来对其进行控制，目前还缺乏明确有效的实现方法和机制。
随着NGN的继续演进和各种相关标准的出台，解决边缘或分组网关的有效控制问题已成为NGN发展的关键技术之一。目前还没有任何技术方案可以有效解决这一技术问题，也即还无法根据网络资源情况和运营商策略倾向在各个方面对边缘或分组网关进行控制以实现IP网络互通，这严重阻碍了NGN的继续发展和演进。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种下一代网络中边缘或分组网关控制方法及其系统，使得NGN的边缘或分组网关在依据网络资源和本地策略的有效控制下实现网络互通。
为实现上述目的，本发明提供了一种下一代网络中边缘或分组网关控制方法，边缘或分组网关控制功能实体直接控制边缘或分组网关功能实体，且所述方法包含以下步骤：
A 策略决策功能实体根据所述边缘或分组网关控制功能实体发来的IP网络相关资源分配和IP网络互通相关决策请求，请求传输资源控制功能实体分配相应的网络资源，并进行相应策略仲裁后将决策结果通知所述边缘或分组网关控制功能实体；
B所述边缘或分组网关控制功能实体根据所述决策结果向所述边缘或分组网关功能实体发送IP网络互通服务控制信息；
C所述边缘或分组网关功能实体根据该控制信息完成IP网络互通服务处理。
其中，所述决策包括以下一个方面或其任意组合：
安全、资源、以及媒体。
此外在所述方法中，所述步骤A中，所述边缘或分组网关控制功能实体向所述策略决策功能实体请求时，携带所述边缘或分组网关功能实体的相关信息。
此外在所述方法中，所述步骤A中，所述策略决策功能实体将来自边缘或分组网关控制功能实体的IP网络相关资源分配请求，结合本地策略，向传输资源控制功能实体请求分配相应的网络资源。
此外在所述方法中，所述步骤A中，所述策略决策功能实体根据传输资源控制功能实体提供的网络资源情况和预先设置的本地策略进行所述策略仲裁。
此外在所述方法中，所述步骤B中，所述边缘或分组网关控制功能实体收到来自所述策略决策功能实体的所述决策结果后，根据该决策结果对IP网络互通服务控制信息进行配套和/或修正，并将配套和/或修正后的控制信息发送给所述边缘或分组网关功能实体。
此外在所述方法中，所述IP网络互通服务控制信息可以是以下操作之一或其任意组合：
网络地址转换分配和穿越、IPv4与IPv6互通、反地址欺骗、拓扑隐藏、包标记、包过滤、资源分配和带宽预留、流量管治、使用测量、媒体编解码转换。
本发明还提供了一种下一代网络中边缘或分组网关控制系统，包含：
边缘或分组网关功能实体，用于执行IP网络互通服务处理；
策略决策功能实体，用于接受和反馈来自边缘或分组网关控制功能实体的资源请求，并提供IP网络互通相关决策；
传输资源控制功能实体，用于管理IP网络资源，并接受和反馈来自所述策略决策功能实体的资源请求；
边缘或分组网关控制功能实体，用于直接控制所述边缘或分组网关功能实体，其向所述策略决策功能实体请求IP网络互通相关决策，并根据决策结果控制所述边缘或分组网关功能实体提供IP网络互通服务；
其中，所述策略决策功能实体根据传输资源控制功能实体提供的网络资源情况和预先设置的本地策略进行决策。
此外在所述系统中，所述边缘或分组网关控制功能实体在收到来自所述策略决策功能实体的决策结果后，根据该决策结果对IP网络互通服务控制信息进行配套和/或修正，并将配套和/或修正后的控制信息发送给所述边缘或分组网关功能实体。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，BGFE/PGFE由BGCFE/PGCFE直接控制，BGCFE/PGCFE向PDFE请求IP网络互通相关决策后根据决策结果控制BGFE/PGFE提供IP网络互通服务。PDFE的决策基于TRCFE提供的网络资源情况和预先设置的本地策略。BGCFE/PGCFE在收到PDFE的决策结果后可以对IP网络互通服务控制信息进行配套和/或修正，并将经配套和/或修正后的控制信息发送给BGFE/PGFE。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即通过NGN中根据网络资源和本地策略对边缘或分组网关的有效控制，实现了高效、安全、可靠的网络互通，提高了NGN的网络性能。
因为是由BGCFE/PGCFE直接控制BGFE/PGFE，所以控制功能的实现比较简单。
附图说明
图1是NGN子系统架构的逻辑结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的边缘或分组网关控制系统结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的边缘或分组网关控制方法流程示意图。
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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
先说明本发明的原理，本发明实质上是一个决策请求和响应方案。BGCFE/PGCFE与BGFE/PGFE之间直接交互，BGCFE/PGCFE了解BGFE/PGFE上的资源状况并予以直接控制，BGCFE/PGCFE与BGFE/PGFE保持呼叫模型的一致性。BGCFE/PGCFE向PDFE请求与IP网络互通相关的安全、资源和媒体等方面的决策，PDFE结合资源情况和本地策略进行仲裁，并返回相应的决策给BGCFE/PGCFE。BGCFE/PGCFE根据该决策对发往BGFE/PGFE的IP网络互通服务控制信息进行配套和/或修正，BGFE/PGFE按照该控制信息提供安全保护、资源保障和媒体处理等服务。
图2示出了边缘或分组网关控制系统框图。
在图2所示的系统中，与IP网络互通最相关的几个网元分别是BGFE/PGFE、PDFE、TRCFE和BGCFE/PGCFE。下面分别介绍其功能：
BGFE/PGFE位于某个传输网到其它传输网的接口节点，实现安全保护、资源保障和媒体处理等网关功能，完成IP网络间互通。
TRCFE和PDFE属于RACS。TRCFE负责管理其下的IP网络的资源。PDFE负责与IP网络互通相关的安全、资源和媒体等方面的决策，PDFE参考TRCFE提供的网络资源状况和本地策略作出相应仲裁。
BGCFE/PGCFE从应用层面控制BGFE/PGFE。BGCFE/PGCFE与BGFE/PGFE之间的交互采用直接接口的方式，BGFE/PGFE向BGCFE/PGCFE注册，BGCFE/PGCFE了解BGFE/PGFE上的资源状况并予以直接控制。BGCFE/PGCFE与BGFE/PGFE保持呼叫模型的一致性。
在IP网络互通过程中，BGCFE/PGCFE先向RACS中的PDFE请求与IP网络互通相关的安全、资源和媒体等方面的决策，PDFE参考TRCFE提供的网络资源状况(例如网络带宽、时延、抖动等)和本地策略作出相应仲裁。BGCFE/PGCFE在PDFE返回的相关决策信息指导下，与BGFE/PGFE直接接口进行交互控制。BGCFE/PGCFE直接控制BGFE/PGFE，并且通过与PDFE的交互得到决策信息，来实现对BGFE/PGFE的有效控制。
图3是根据本发明一个实施例的网关控制方法流程图。
如图所示，首先在步骤701中，BGCFE/PGCFE发送IP网络互通相关的资源请求和决策请求至PDFE，向PDFE请求分配IP网络资源并进行有关IP网络互通的安全、资源和媒体等方面的决策，该请求携带有BGFE/PGFE的相关信息(例如IP地址等)。一般在会话层建立会话过程之后或之中申请承载层资源时发送该请求。
接着在步骤702中，PDFE将来自BGCFE/PGCFE的资源请求结合本地策略，向TRCFE请求分配相应的网络资源，并根据TRCFE提供的网络资源(例如网络带宽、时延、抖动等)和本地策略情况产生决策信息，返回给BGCFE/PGCFE作为决策响应。
然后在步骤703中，BGCFE/PGCFE根据该决策信息对IP网络互通服务控制信息做出相应的配套和/或修正。
IP网络互通服务控制信息包括网络地址转换(Network AddressTranslation，简称“NAT”)分配和穿越、IPv4与IPv6互通、反地址欺骗、拓扑隐藏、包标记、门控(包过滤)、资源分配和带宽预留、流量管治、使用测量、媒体编解码算法和打包时长转换等。下面举几个具体的对该控制信息进行配套、修正的例子。
修正的第一个例子：BGCFE/PGCFE根据来会话协商生成了一个初步的请求，该请求希望分配2M带宽，但根据PDFE基于网络资源和本地策略做出的决策，对该请求最多只能提供1M带宽，如果这也是协商可以接受的，就将原请求修正为1M带宽下发。
修正的第二个例子：BGCFE/PGCFE根据会话协商生成了一个初步的请求，该请求希望建一个通路，其中对编码有两个选项都可以满足要求，可以是G.721编码(保真效果好些但占用带宽较多)，也可以是G.729编码(保真效果差些但占用带宽较少)，但PDFE通过TRCFE发现网络已经比较拥塞(例如当前已用带宽超过了总带宽的某个比例)，则相应的决策可以影响BGCFE/PGCFE去优先选择G.729编码。
配套的一个例子：对于一个需要跨IP域的媒体流，PDFE基于安全方面(例如拓扑隐藏)或资源方面(例如地址构成不同)的考虑做出进行NAT的决策，BGCFE/PGCFE根据该决策将指示BGCFE/PGCFE进行NAT分配和穿越的相关设置。
最后在步骤704中，BGCFE/PGCFE将IP网络互通服务控制信息下发给BGFE/PGFE，BGFE/PGFE按照要求为BGCFE/PGCFE实现IP网络互通。
此外，为了增加操作效率，可以在PDFE与BGFE/PGFE之间设置接口，那么PDFE结合资源情况和本地策略做出的安全、资源和媒体等方面的决策，可以部分经过该接口由PDFE直接控制BGFE/PGFE实施，而不是全部返回给BGCFE/PGCFE再由BGCFE/PGCFE控制BGFE/PGFE实施。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1. 一种下一代网络中边缘或分组网关控制方法，其特征在于，边缘或分组网关控制功能实体直接控制边缘或分组网关功能实体，且所述方法包含以下步骤：
A策略决策功能实体根据所述边缘或分组网关控制功能实体发来的IP网络相关资源分配和IP网络互通相关决策请求，请求传输资源控制功能实体分配相应的网络资源，并进行相应策略仲裁后将决策结果通知所述边缘或分组网关控制功能实体；
B所述边缘或分组网关控制功能实体根据所述决策结果向所述边缘或分组网关功能实体发送IP网络互通服务控制信息；
C所述边缘或分组网关功能实体根据该控制信息完成IP网络互通服务处理。
2. 根据权利要求1所述的下一代网络中边缘或分组网关控制方法，其特征在于，所述决策包括以下一个方面或其任意组合：
安全、资源、以及媒体。
3. 根据权利要求1所述的下一代网络中边缘或分组网关控制方法，其特征在于，所述步骤A中，所述边缘或分组网关控制功能实体向所述策略决策功能实体请求时，携带所述边缘或分组网关功能实体的相关信息。
4. 根据权利要求1所述的下一代网络中边缘或分组网关控制方法，其特征在于，所述步骤A中，所述策略决策功能实体将来自边缘或分组网关控制功能实体的IP网络相关资源分配请求，结合本地策略，向传输资源控制功能实体请求分配相应的网络资源。
5. 根据权利要求4所述的下一代网络中边缘或分组网关控制方法，其特征在于，所述步骤A中，所述策略决策功能实体根据传输资源控制功能实体提供的网络资源情况和预先设置的本地策略进行所述策略仲裁。
6. 根据权利要求1所述的下一代网络中边缘或分组网关控制方法，其特征在于，所述步骤B中，所述边缘或分组网关控制功能实体收到来自所述策略决策功能实体的所述决策结果后，根据该决策结果对IP网络互通服务控制信息进行配套和/或修正，并将配套和/或修正后的控制信息发送给所述边缘或分组网关功能实体。
7. 根据权利要求6所述的下一代网络中边缘或分组网关控制方法，其特征在于，所述IP网络互通服务控制信息可以是以下操作之一或其任意组合：
网络地址转换分配和穿越、IPv4与IPv6互通、反地址欺骗、拓扑隐藏、包标记、包过滤、资源分配和带宽预留、流量管治、使用测量、媒体编解码转换。
8. 一种下一代网络中边缘或分组网关控制系统，其特征在于，包含：
边缘或分组网关功能实体，用于执行IP网络互通服务处理；
策略决策功能实体，用于接受和反馈来自边缘或分组网关控制功能实体的资源请求，并提供IP网络互通相关决策；
传输资源控制功能实体，用于管理IP网络资源，并接受和反馈来自所述策略决策功能实体的资源请求；
边缘或分组网关控制功能实体，用于直接控制所述边缘或分组网关功能实体，其向所述策略决策功能实体请求IP网络互通相关决策，并根据决策结果控制所述边缘或分组网关功能实体提供IP网络互通服务。
9. 根据权利要求8所述的下一代网络中边缘或分组网关控制系统，其特征在于，所述策略决策功能实体根据传输资源控制功能实体提供的网络资源情况和预先设置的本地策略进行决策。
10. 根据权利要求8所述的下一代网络中边缘或分组网关控制系统，其特征在于，所述边缘或分组网关控制功能实体在收到来自所述策略决策功能实体的决策结果后，根据该决策结果对IP网络互通服务控制信息进行配套和/或修正，并将配套和/或修正后的控制信息发送给所述边缘或分组网关功能实体。
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