CN100521622C - 在下一代网络中为媒体流选择转发路径的控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在下一代网络(NGN)中为媒体流选择转发路径的控制系统及方法。首先，业务控制设备中的应用层信令解析模块解析应用层信令，确定业务媒体流的转发需求信息，并提供给策略决策功能实体；策略决策功能实体根据业务媒体流的转发需求信息及自身保存的策略信息确定媒体流转发的前向路径标识信息，并提供给流量转发控制模块；网络边界设备中的流量转发控制模块根据所述的前向路径标识信息对业务媒体流进行转发控制，将媒体流量导向相应的前向路径。本发明通过业务控制设备与位于传送层的网络边界设备之间的协同工作，实现了NGN业务用户级和会话级细粒度的核心网选择和核心网路径选择，增强了NGN的服务质量和安全保证能力。

Description

在下一代网络中为媒体流选择转发路径的控制系统及方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，更具体地说，涉及一种在下一代网路(NGN)中为媒体流选择转发路径的控制系统及方法。
发明背景
NGN实现了业务层与传送层分离，其中传送层基于分组和光技术，业务层提供丰富的多媒体业务。由于NGN网络为基于网际协议(IP)分组技术，因此，NGN业务的安全和服务质量是开展网络业务需要解决的主要问题。在NGN网络中，影响网络安全和服务质量的因素很多，传送技术和传送路径的不同无疑会对网络安全和服务质量造成影响。
在网络演进和融合过程中，运营商通常会新旧网络并存，核心网中可能有多个物理相互隔离的转接网络同时运营，如：异步传输模式(ATM)网络、网际协议第四版(IPv4)网络、多协议标签交换(MPLS)网络、网际协议第六版(IPv6)网络等，这些转接网络由于传送技术的不同导致其服务质量和安全保证能力也不同。
为此，需要在网络边缘使用各种虚拟专用网(VPN)、虚拟局域网(VLAN)、MPLS标签交换路径(MPLS LSP)和其他隧道技术来聚合和隔离核心网络中各类流量，以提高网络服务质量和实现安全保证。
接入网运营商的边缘节点也可能与多个核心网运营商连接，以支持用户自由选择不同核心网运营商的需求。
因此，在网络边缘为媒体流选择核心网和核心网路径的需求是常见的，所谓选择核心网和核心网路径归根结底是为媒体流选择前向物理链路、虚拟链路或VPN。目前，通常是通过在网络边界设备上静态配置策略路由来进行核心网流量的聚合和路径引导，所述的网络边界设备诸如可为宽带接入服务器(BRAS)、边缘路由器(Edge Router)、提供商边界设备(Provider Edge)、边界路由器(Border Router)等。
然而，所述的静态配置方式只能支持粗粒度的流量聚合和路径引导，无法支持NGN业务用户级会话级的业务优先级处理、服务质量处理和安全级别处理。
目前，还存在一种在MPLS网络上采用带宽管理器或者路径计算单元，为流量实时计算网络中边缘到边缘的标签交换路径(LSP)的方案，主要依据流量的服务质量需求和网络内部资源的可获得情况及使用情况进行计算，以避免发生拥塞和竞争而导致网络服务质量下降。
该方法局限于一个MPLS网络内的边缘到边缘的路径选择，但网络边缘出口处和域间互连链路的传送技术是多样化的。
因此，该方法不适于网络边缘出口处采用其他技术(如物理链路隔离、各种VPN、VLAN和各种隧道技术)对流量聚合和路径引导的情形，也不适于不同网络域之间互连链路的选择。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的主要目的是提供一种在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制系统及方法，以实现NGN业务用户级和会话级细粒度的核心网选择和核心网路径选择，增强NGN的服务质量和安全保证能力。
本发明的另一目的是提供一种在NGN网络中为媒体流选择转发路径的方法，以实现NGN业务用户级和会话级细粒度的核心网选择和核心网路径选择，增强NGN的服务质量和安全保证能力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制系统，包括：
应用层信令解析模块：设置于业务控制设备中，用于解析应用层信令，确定业务媒体流的转发需求信息，并提供给策略决策功能实体；
策略决策功能实体：根据所述的业务媒体流的转发需求信息及自身保存的策略信息确定业务的前向路径标识信息，并提供给流量转发控制模块；
流量转发控制模块：设置于网络边界设备中，根据所述的前向路径标识信息对业务媒体流进行转发控制，将媒体流量导向相应的前向路径。
该系统还包括：
资源和准入控制功能实体：用于获取媒体流的转发需求信息和策略决策功能实体所确定的前向路径标识信息，并进行相应的资源准入控制处理，当资源准入控制通过时，由策略决策功能实体将所述的前向路径标识信息提供给流量转发控制模块。
所述的业务控制设备包括：
NGN的多媒体子系统IMS中的代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF，或者NGN的软交换系统中的呼叫代理设备，或者NGN其他业务系统中的具有代理功能的业务控制设备。
所述的策略决策功能实体设置于业务控制设备或网络边界设备中，或者设置为独立的设备。
本发明还提供了一种在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制方法，包括：
A、业务控制设备中的应用层信令解析模块解析应用层信令，确定业务媒体流的转发需求信息，并提供给策略决策功能实体；
B、策略决策功能实体根据所述的业务媒体流的转发需求信息及自身保存的策略信息确定媒体流转发的前向路径标识信息，并提供给网络边界设备中的流量转发控制模块；
C、网络边界设备中的流量转发控制模块根据所述的前向路径标识信息对业务媒体流进行转发控制，将媒体流量导向相应的前向路径。
所述的业务媒体流的转发需求信息包括：
业务的媒体流标识信息，业务的服务质量需求信息和优先级需求信息。
所述的步骤B包括：
策略决策功能实体将所述的前向路径标识信息和媒体流的转发需求信息提供给资源和准入控制实体，进行资源准入控制处理；
当策略决策功能实体确定资源准入控制通过时，则将所述的前向路径标识信息提供给流量转发控制模块。
所述的前向路径标识信息是：以设备端口号标识的物理链路、或VPN的VPN路由转发实例VRF、或虚拟局域网标识VLAN ID、或MPLS路径标签MPLS LSP LABEL、或各种封装类型的隧道ID。
所述的业务控制设备包括：NGN的多媒体子系统IMS中的代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF，或者NGN的软交换系统中的呼叫代理设备，或者NGN其他业务系统中的具有代理功能的业务控制设备。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明是在网络边缘出口处和域间互连链路处进行控制，如果前向进入MPLS网络，则在所进入的MPLS网络内部采用现有技术中描述的路径选择方案，从而可以实现端到端的跨域的路径选择。
本发明通过业务控制设备与位于传送层的网络边界设备之间的协同工作，可以实现NGN业务用户级和会话级细粒度的核心网选择和核心网路径选择，以增强NGN的服务质量和安全保证能力。
附图简要说明
图1为根据本发明所述的系统的示范性结构示意图；
图2为根据本发明所述的方法的示范性流程示意图。
实施本发明的方式
为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明提供了一种在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制系统及方法，具体为一种为媒体流选择核心网和核心网路径的控制系统和方法，通过业务控制设备与位于传送层的网络边界设备之间的协同工作，可以实现NGN业务用户级和会话级细粒度的核心网选择和核心网路径选择，以增强NGN的服务质量和安全保证能力。
本发明提供的系统和方法可以很好地与现有技术描述的在MPLS网络内部路径选择方案结合使用，在网络边缘出口处和域间互连链路处采用本发明提供的路径选择方案进行控制，如果前向进入MPLS网络，则在所进入的MPLS网络内部采用在MPLS网络内部选择方案进行控制，从而可以实现端到端的跨域的路径选择。
本发明提供了一种为媒体流选择核心网和核心网路径的控制系统和方法，通过业务控制设备与位于传送层的网络边界设备之间的协同工作，可以实现NGN业务用户级和会话级细粒度的核心网选择和核心网路径选择，以增强NGN的服务质量和安全保证能力。
本发明提供了一种为媒体流选择核心网和核心网路径的控制系统和方法，根据用户会话的优先级、服务质量和安全级别需求信息，基于策略规则为媒体流选择核心网和核心网路径，控制网络边界设备的流量转发行为。
本发明所提供的控制系统和方法可以集成在NGN的资源和准入控制框架中作为NGN服务质量控制、NAPT穿越和防火墙控制的综合方案应用，也可以独立应用于NGN网络中。
图1为根据本发明所述的系统的示范性结构示意图。本发明提供的在NGN网络中为媒体流选择核心网和核心网路径的控制系统，如图1所示，可以具体包括：
(1)应用层信令解析模块：设置于业务控制设备中，用于对业务的应用层信令进行解析处理，以确定业务媒体流的转发需求信息，并提供给策略决策功能实体；
所述的业务控制设备通常是业务控制代理，具体可以为NGN IP多媒体子系统(IMS)中的P-CSCF(代理呼叫会话控制功能)实体，或者NGN软交换系统(Softswitch)中的CallAgent(呼叫代理)设备。
(2)策略决策功能实体，用于根据所述的业务媒体流的转发需求信息及自身保存的策略信息确定媒体流转发的前向路径标识信息，并提供给流量转发控制模块；策略决策功能实体可以是一个独立设备，也可以是集成在业务控制设备，或是网络边界设备中的一个功能模块。
(3)流量转发控制模块，用于根据所述的前向路径标识信息对业务媒体流进行转发控制；
即该模块位于媒体流路径上的网络边界设备为媒体流选择前向路径，例如，BRAS(宽带接入服务器)、Edge Router(边缘路由器)、Provider Edge(提供商边缘设备)、Border Router(边界路由器)。
优选地，该系统进一步包括资源和准入控制功能实体，所述资源和准入控制功能实体用于获取媒体流的转发需求信息和策略决策功能实体所确定的前向路径标识信息，并进行相应的资源准入控制处理，当资源准入控制通过时，由策略决策功能实体将所述的前向路径标识信息提供给流量转发控制模块。
基于图1所示的控制系统，本发明所述的在NGN网络中为媒体流选择核心网和核心网路径的方法的具体实现方式如图2所示，具体包括：
步骤21：业务控制设备中的应用层信令解析模块对应用层信令流进行解析和处理。
由于不同的应用将会使用不同的信令协议，比如SIP(会话初始协议)/SDP(会话描述协议)，H.323，等等，而且，针对不同的协议解析出的信息也各不相同，因此，本发明将不具体限定解析获得的信息内容。
步骤22：业务控制设备中的应用层信令解析模块确定业务媒体流的转发需求信息，并提供给策略决策功能实体，具体为：业务转发控制设备中的应用层信令解析模块将业务媒体流的标识，连同其服务质量需求、业务优先级需求和安全级别需求等转发需求信息一起提供给策略决策功能实体。
所述的业务控制设备中的应用层信令解析模块具体是根据应用类型、用户属性、和应用信令中所携带的媒体流信息，确定相应的业务媒体流的转发需求信息。
步骤23：策略决策功能实体根据所收到的媒体流标识及媒体流的转发需求信息，基于自身保存的策略规则信息为媒体流确定前向路径标识。
所述的策略规则信息由运营商根据网络规划和部署情况灵活制定，故再此不详细描述。；
所述的前向路径的标识可以是：以设备端口号标识的物理链路、或VPN的VRF(VPN路由转发实例)、或VLAN ID(虚拟局域网标识)、或MPLS LSP LABEL(MPLS路径标签)、或各种封装类型的隧道ID，等等。
步骤24：策略决策功能实体将该业务的媒体流标识和包括前向路径标识信息的控制信息提供给网络边界设备中的流量转发控制模块，以便于控制网络边界设备的流量转发行为。
步骤25：网络边界设备中的流量转发控制模块根据所收到的媒体流标识及其前向路径标识，执行流量转发行为，将媒体流送入所选择的前向路径。
在上述步骤23中，如果前向路径所连接的前向网络中存在RACF(资源和准入控制功能)，则策略决策功能实体还可以将所收到的媒体流标识、转发需求信息和所确定的前向路径标识一起提供给前向网络中的RACF在其所管辖的网络内进行资源准入控制。如果前向网络中资源准入控制结果不通过的话，则不会执行步骤24和步骤25，而在资源准入控制结果为通过时，再执行步骤24和步骤25。
综上所述，本发明通过业务控制设备与位于传送层的网络边界设备之间的协同工作，可以实现NGN业务用户级和会话级细粒度的核心网选择和核心网路径选择，以增强NGN的服务质量和安全保证能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制系统，其特征在于，包括
应用层信令解析模块：设置于业务控制设备中，用于解析应用层信令，确定业务媒体流的转发需求信息，并提供给策略决策功能实体；
策略决策功能实体：根据所述的业务媒体流的转发需求信息及自身保存的策略信息确定业务的前向路径标识信息，并提供给流量转发控制模块；
流量转发控制模块：设置于网络边界设备中，根据所述的前向路径标识信息对业务媒体流进行转发控制，将媒体流量导向相应的前向路径。
2、根据权利要求1所述的在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制系统，其特征在于，该系统还包括：
资源和准入控制功能实体：用于获取媒体流的转发需求信息和策略决策功能实体所确定的前向路径标识信息，并进行相应的资源准入控制处理，当资源准入控制通过时，由策略决策功能实体将所述的前向路径标识信息提供给流量转发控制模块。
3、根据权利要求1或2所述在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制系统，其特征在于，所述的业务控制设备包括：
NGN的多媒体子系统IMS中的代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF，或者NGN的软交换系统中的呼叫代理设备，或者NGN其他业务系统中的具有代理功能的业务控制设备。
4、根据权利要求1或2所述的在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制系统，其特征在于，所述的策略决策功能实体设置于业务控制设备或网络边界设备中，或者设置为独立的设备。
5、一种在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制方法，其特征在于，包括：
A、业务控制设备中的应用层信令解析模块解析应用层信令，确定业务媒体流的转发需求信息，并提供给策略决策功能实体；
B、策略决策功能实体根据所述的业务媒体流的转发需求信息及自身保存的策略信息确定媒体流转发的前向路径标识信息，并提供给网络边界设备中的流量转发控制模块；
C、网络边界设备中的流量转发控制模块根据所述的前向路径标识信息对业务媒体流进行转发控制，将媒体流量导向相应的前向路径。
6、根据权利要求5所述的在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制方法，其特征在于，所述的业务媒体流的转发需求信息包括：
业务的媒体流标识信息，业务的服务质量需求信息和优先级需求信息。
7、根据权利要求5所述的在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制方法，其特征在于，所述的步骤B包括：
策略决策功能实体将所述的前向路径标识信息和媒体流的转发需求信息提供给资源和准入控制实体，进行资源准入控制处理；
当策略决策功能实体确定资源准入控制通过时，则将所述的前向路径标识信息提供给流量转发控制模块。
8、根据权利要求5、6或7所述的在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制方法，其特征在于，所述的前向路径标识信息是：以设备端口号标识的物理链路、或VPN的VPN路由转发实例VRF、或虚拟局域网标识VLAN ID、或MPLS路径标签MPLS LSP LABEL、或各种封装类型的隧道ID。
9、根据权利要求5所述的在NGN网络中为媒体流选择转发路径的控制方法，其特征在于，所述的业务控制设备包括：NGN的多媒体子系统IMS中的代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF，或者NGN的软交换系统中的呼叫代理设备，或者NGN其他业务系统中的具有代理功能的业务控制设备。
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