CN101217542A - 通信网中的策略协调 - Google Patents

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Abstract

为了解决使用COPS协议来允许UMTS核心网的GGSN 16针对与P－CSCF节点18共处的多个策略控制功能(PCF)17而操作的问题，策略控制功能协调器(PCF－C)15被实现于GGSN 16和P－CSCF 18之间。当COPS连接在PCF－C 15和每个P－CSCF节点18之间建立时，单个COPS连接在GGSN 16和PCF－C 15之间建立。在PCF 17作出的决策经由PCF－C 15被路由到GGSN 16，并且在GGSN 16产生的响应经由PCF－C15被路由到适当的PCF 17。这个体系结构避免了否则可能出现的与COPS协议的冲突。

Description

通信网中的策略协调
相关申请的参考
本申请是国家申请号为01823840.8的申请的分案申请，该申请的国际申请日是2001年11月28日，国际申请号是PCT/IB01/02796，发明名称是“通信网中的策略协调”。
技术领域
本发明涉及通信网内的策略控制，然而并非必要地而是特别地涉及在移动电信网的GGSN的策略控制。
背景技术
被称为3GPP的欧洲电信协会当前正引入一组新协议，该协议用于被称为通用移动电信系统(UMTS)的移动电信系统。UMTS网络的体系结构基于UMTS核心网和UMTS陆地无线接入网(UTRAN)。为了数据的传送，UMTS会执行诸如通用分组无线业务(GPRS)之类的或类似的分组交换业务。为了发送和接收数据，移动终端或用户设备(UE)与被称为网关GPRS支持节点(GGSN)的网络节点建立″会话″。GGSN提供UE和外界的接口。
在WO01/89234A2中公开了一种替换体系结构，该体系结构引入了这样一种系统，其中无线电网络服务器作为策略服务器进行操作，该策略服务器与操作为策略决策点的带宽代理进行协同操作。边缘路由器充当它们的域的策略实施点。
在核心网内，GGSN实施网络运营商的策略(即控制选项)。例如，运营商可以定义如下策略：陈述了哪些用户能够接入哪些数据服务(即业务的阻塞和未阻塞)，以及给用户分配优先权，例如什么时候用户能够连接。
为了便于多媒体服务的供给，3GPP已经开发了一个所谓的IP多媒体核心网子系统(IMS)。IMS与GPRS网络通信，并且包含用来提供基于IP的多媒体服务的所有元件。对于移动台到移动台的呼叫，IMS将位于两个GPRS网络之间(假定这些移动台属于不同的网络)。IMS的某些节点可被第一GPRS网络的运营商所拥有，而剩余节点被第二网络运营商拥有(一些IMS节点可能被第三方拥有)。用于多媒体服务的基础协议是IETF会话发起协议(SIP)。即使主叫方在发起呼叫之前不知道被叫方的当前IP地址，SIP也可使主叫方得以建立与被叫方的会话(数据可以在该会话上交换)。SIP提供包括会话参数协商的其它功能(例如服务质量和编码解码器)。
IMS包含服务呼叫状态控制功能(S-CSCF)，其执行用于UE的会话控制服务，并当网络运营商需要时保存用于服务支持的会话状态。S-CSCF在会话过程中执行的主要功能是输入和输出呼叫建立请求的路由。IMS也可包含代理CSCF(P-CSCF)。P-CSCF执行的主要功能是在UE和本地网络之间路由SIP信息。P-CSCF与GGSN通信。
图1示意性地说明了一个典型的方案，其中，用户设备(UE)1是蜂窝电话网2的用户。使用UE1的用户通过唯一的用户标识在网络2中被识别，并且该网络称为该用户的″本地″网。在图1的说明方案中，UE1注册到″外部″或访问网3。访问网络包含通用分组无线业务(GPRS)网络4(以及图1中没有说明的电路交换网)。在网络4内，与UE1有关的两个节点能够被识别。它们是服务GPRS支持节点(SGSN)5和网关GPRS支持节点(GGSN)6。SGSN5的任务是保存用户数据(标识和地址)以及在网络内跟踪UE的位置。GGSN6的任务是保存预订信息和被分配的IP地址以及跟踪UE1连接的SGSN。GGSN6被耦合到一个IP网。
通常，当UE1开启时，它把它自己″连接”到GGSN时，一个分组数据协议上下文在UE1和GGSN6之间建立。该上下文提供一个″管道″，其用于把来自UE1的数据传送到GGSN6。这个过程包括给UE1分配一个IP地址。地址的路由前缀部分一般是分配给GGSN6的一个路由前缀。
图1说明了第二UE7，其注册到外部网8并且网络9是它的本地网。外部网8内的节点和(子)网用类似网络3内所用的数字来识别。IP多媒体核心网子系统(IMS)包含提供基于IP的多媒体服务所需的所有元件，该服务包括在两个UE1、7之间建立会话。IMS提供的功能在3GPPTS23.228中被陈述。IMS由一组节点组成，这些节点被耦合到一个IP骨干网。在图1的IMS内被说明的是，每个访问网3、8中的代理呼叫状态控制功能(P-CSCF)节点10和每个本地网2、9中的服务呼叫状态控制功能(S-CSCF)节点11。为了在图1的两个UE1、7之间建立会话，适当的SIP信令从位于发起方所连接的访问网中的P-CSCF中发送到位于发起UE的本地网中的S-CSCF。S-CSCF然后联系被叫UE的本地网中的S-CSCF，其依次联系与被叫UE连接的访问网中的P-CSCF。然后与UE1、7连接的两个GGSN6之间，一个数据会话能够被建立。当UE注册到它的本地网时，本地网的S-CSCF也用作该UE的P-CSCF。
互联网工程任务组(IETF)已经指定了一个被称为通用开放策略服务(COPS)的简易查询和响应协议，其能够被用来在策略服务器(策略决策点或PDP)和它的客户端(策略实施点或PEP)之间交换策略信息(其可能涉及希望进行控制的任何特征、服务等等)。COPS是一个查询/响应协议，其支持用于策略控制的两个通用模型：外源(OUTSOURCING)和配置。
Hamer等人在“COPS-PR for outsourcing in UMTS：UMTS Go PIB”，Internet-Draft of IETF dated 12.11.2001中描述了用于在UMTS环境中支持COPS外源策略服务的使用指示。通过使用UMTS Go PIB，COPS-PR被用于经由Go接口的外源。
在外源方案中，PEP向外部策略服务器(PDP)委托以它的名义作出决定的责任。例如，在资源预定协议的COPS(COPS-RSVP)使用中，当RSVP预定信息到达时，PEP必须决定是否接纳或拒绝该请求。通过发送一个特殊查询到它的PDP，并在接纳未决预定之前等候它的决策，它能够外源这个决策。这在图2中被说明。
COPS配置模型解决了在需要即时策略决策的PEP处的这类事件。这个变化被称为用于供给的COPS(COPS-PR)。COPS-PR被设计为一个方法，其从决策节点把策略安装到制定策略的实施节点。利用这个协议，在任何时候从决策节点异步地发射决策，并且实施节点进行回答，以便指示策略是否被安装。这在图3中被示出。PDP可以预先地配置PEP，以便用某一指定方法来作用于外部事件(比如用户输入)、PEP事件、以及它们的任何组合(N：M关系)。配置或供给可以被大批执行(例如整个路由器QoS配置)或部分地执行(例如更新一个DiffServ标记过滤器)。
COPS-PR是一个能够被用来安装用于任何功能的策略的通用协议。它使用策略信息库(PIB)的概念。PIB定义策略数据。策略给定区域可以有一个或多个PIB，并且不同策略区域可以有不同的PIB组。这允许支持模型，该模型包括在单个PEP上控制不重叠的策略区域的多个PDP。
″客户类型″(值)被用来识别策略控制正在管理的功能。策略给定区域的单个客户类型(例如DiffServ)将被用于该区域中存在的所有PIB。客户会把它支持的所有COPS-PR客户类型当作共享情况的不重叠的和独立的名称空间来对待。对于PEP支持的每个客户类型，PEP只能作用于单个PDP。
3GPP已经开发了一种用于允许P-CSCF控制GGSN内的功能的机制。由3GPP(建议23.207)定义的QoS管理体系结构在图4中被说明。如此图中所示，GGSN(网关节点)与策略控制功能(PCF)功能块通信，其能够与P-CSCF共处。GGSN和P-CSCF内的PCF功能块之间的接口被指定为Go接口。Go接口基于COPS协议。应当指出，尽管PCF元件可以位于P-CSCF之外，但是3GPP标准允许它与P-CSCF共处，并且协议因此必须支持这个配置中的操作。
发明内容
实际上，GGSN可以并可能将为涉及连接到GGSN的UE的会话支持多个P-CSCF。当PCF与相应的P-CSCF共处时，GGSN必须能够与多个PCF节点协作。应用COPS-PR体系结构，GGSN是PEP节点并且PCF是PDP节点。然而，COP体系结构需要PEP节点仅仅与每个客户类型的单个PCP节点协作。该问题也适用于需要多个PDP节点把决策传递到单个通用PEP节点的其它网络体系结构。
该问题通过独立权利要求的教导来解决。在从属权利要求中描述了更多的优选实施例。
根据本发明的一个方面，提供了把在多个第二策略决策点节点作出的策略和/或策略决策告知第一策略实施点节点的方法，所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信，该方法包括：
在第一节点和也耦合到IP网的第三协调网络节点之间建立单个COPS连接；
在第三网络节点和每个第二网络节点之间建立COPS连接；
通过相应的COPS连接把决策从第二网络节点发送到第三网络节点，和在第三网络节点记录决策源并通过COPS连接把决策转发到第一网络节点；和
通过COPS连接把决策响应从第一网络节点发送到第三网络节点，和在第三网络节点识别基于记录源的第二节点决策源并通过相应的COPS连接把响应转发到相应的第二节点。
本发明的实例使决策能从多个PDP节点被传递到单个PEP而不在PEP造成冲突。响应也可以从PEP被发送到正确的PDP，也就是被发送到对应决策起源的PDP。
优选地，所述的第一策略实施点节点是例如3GPP网络的移动电信网内的数据网的GGSN，和所述的第二策略决策点节点是IP多媒体核心网子系统(IMS)的P-CSCF节点，P-CSCF节点执行用于GGSN的策略控制功能。
根据本发明的另一方面，存在一种使得第一策略实施点节点能被告知在多个第二策略决策点节点作出的策略和/或策略决策的方法，所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信，该方法包括，在被耦合到IP网的第三网络节点：
建立对第一节点的单个COPS连接；
建立与每个第二网络节点的COPS连接；
通过相应的COPS连接从第二网络节点接收决策，记录决策源，并通过COPS连接把决策转发到第一网络节点；和
通过COPS连接从第一网络节点接收决策响应，识别基于记录源的第二节点决策源，并通过相应的COPS连接把响应转发到相应的第二节点。
根据本发明的另一方面，提供一种使得第一策略实施点节点能被告知在多个第二策略决策点节点作出的策略和/或策略决策的装置，所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信，该装置包括：
被耦合到IP网的输入输出设备；
第一处理器设备，其被耦合到输入输出设备并被安排来建立与第一节点的单个COPS连接；
第二处理器设备，其被耦合到输入输出设备并被安排来建立与每个第二网络节点的COPS连接；
第三处理器设备，其被耦合到输入输出设备并被安排来通过相应的COPS连接从第二网络节点接收决策，记录决策源，并通过COPS连接把决策转发到第一网络节点；和
第四处理器设备，其被耦合到输入输出设备并被安排来通过COPS连接从第一网络节点接收决策响应，识别基于记录源的第二节点决策源，并通过相应的COPS连接把响应转发到相应的第二节点。
附图说明
图1示意性地说明一个在两个UE之间提供数据连接的通信网；
图2示意性地说明COPS-RSVP模型；
图3示意性地说明COPS-PR模型；
图4说明QoS管理功能的3GPP体系结构；
图5示意性地说明根据本发明第一实施例的体系结构，其用于允许单个GGSN在相应的P-CSCF与多个策略控制功能通信；
图6示出图5体系结构中的信令，其与COPS连接的开放相联系；
图7示出通过COPS连接与图6的信令一起建立的决策和响应信令；
图8示意性地说明根据一个替换实例的体系结构，其用于允许单个GGSN在相应的P-CSCF与多个策略控制功能通信；
图9示出图8体系结构中的信令，其与COPS连接的开放相联系；
图10示出通过COPS连接与图9的信令一起建立的决策和响应信令。
具体实施方式
如同上面已经解释的，未来电信网中的IMS性能支持将需要Go接口(如图4中所示在网关GGSN和P-CSCF的PCF之间)来支持某些计费模型。在用于Go接口的当前3GPP体系结构和IETF COPS体系结构之间的基本体系结构的不相容性必须被克服。现在将描述一个实施例，它使得实现这一点。
实施例1
第一实施例将把策略控制功能协调程序(PCF-C)节点15引入到3GPP体系结构中。这个节点作为用于基于服务本地策略(SBLP)的客户类型的PDP节点显示到GGSN16，从而满足COPS对于给定客户类型PEP能够作用于单个PDP的需求。对于到/从与相应的P-CSCF节点18共处的多个PCF元件17的一个GGSN，PCF-C协调COPS-PR决策/响应。这在图5中被说明
每个GGSN16按照COPS-PR规范建立对SBLP客户类型的一个PCF-C15的COPS连接。如图6中所示，PCF-C15然后对每个PCF17开放连接，GGSN16可以(这可能包括网络内的所有P-CSCF/PCF节点)作用于每个PCF17。PCF节点17然后使用这个连接来把策略安装在GGSN16中。
PCF17为GGSN16产生SBLP决策，并且这些决策经由COPS-PR被发射到PCF-C15，其作为GGSN16向PCF17显示。当PCF-C15从PCF17接收SBLP决策时，PCF-C15记录关于决策源的信息。一个″句柄对象″封装一个识别已安装状态的唯一值。这个识别被大多数COPS操作使用。该句柄对于特定的客户类型不同于其它来自相同PEP的客户句柄(即其它COPS TCP连接)。PCF-C15将为从多个PCF接收的每个唯一句柄创建本地唯一句柄。利用在PCF-C15中创建的唯一句柄来更新句柄对象。根据TCP连接的普通规则来设置TCP和IP报头(即包括改变源和目的地IP地址的修改)，并且被修改的COPS分组通过开放TCP连接被发射到GGSN16。
当PCF-C15从GGSN16接收响应时，COPS分组被提取，并且在COPS句柄对象(由PCF-C15分配)和PCF17提供的句柄之间形成请求的反向查询(即：一个映射)，其被用来确定请求来源于哪个PCF17。修改COPS分组，以便用PCF所提供的句柄替换COPS句柄对象所定义的PCF-C。PCF-C15也适配TCP和IP报头，并且通过开放TCP连接把响应转发到起源PCF17。
替换实例
在本节中描述未在后面的权利要求书中要求权利的替换实例。
未在后面的权利要求书中要求权利的一个替换实例将在一个物理GGSN节点内创建一组″逻辑GGSN节点”。每个逻辑节点当然能够作用于单独的P-CSCF/PCF，如下图8中所示。在此，单个GGSN19由大量逻辑或虚拟GGSN节点20组成。每个逻辑节点可以与和P-CSCF节点22共处的单独的P-CSCF/PCF21通信。通过分配一组IP地址或使用不同的端口，能够分开虚拟GGSN连接。
当节点被初始化时，对一个PDP的连接将被正常地建立。在这种情况下，当GGSN19被初始化时，每个虚拟GGSN或v-GGSN20会如图9中所示地建立对相关PCF21的连接。当用户实际上被连接并且它们作用的PCF被识别时，该实施可以只创建v-GGSN20，或者当分配到预先存在的v-GGSN20的用户被连接时，它们可以事先全部被创建。
当用户通过GGSN19连接到IMS APN时，IP地址被分配给用户，并且用户的P-CSCF/PCF被识别。在这时候，用户的IP地址被分配给与PCF21关联的虚拟GGSN20。只要IP地址保持被分配，则虚拟GGSN20就能够从用户IP地址的PCF21中接收SBLP策略。当用户从APN断开连接时(即PDP上下文被删除)，则虚拟GGSN20将从它的IP地址列表中删除那个在PCF控制下被识别的IP地址。虚拟GGSN20将对一个IP地址拒绝它接收的任何决策，该IP地址不由虚拟GGSN20拥有。
按照图10中所示的普通COPS客户，v-GGSN20然后将通过开放COPS接口接收决策并发送报告。利用GGSN19内部的v-GGSN逻辑节点20，对于SBLP客户类型，对于从多个P-CSCF/PCF设备到单个GGSN的策略控制，不存在重叠。
这里考虑的替换实例的潜在优点是它不需要标准化。因此，如果3GPP体系结构不被特别修改来引入PCF-C节点(实施例1)，则″虚拟”GGSN的实施会克服概述的问题。
一个替换实例是指一种把在多个第二策略决策点节点作出的策略和/或策略决策告知第一策略实施点节点的方法。所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信。该方法包括以下步骤：
-在所述的第一节点建立每个第二节点的虚拟策略实施点；
-在每个虚拟策略实施点和第二节点之间建立COPS连接；和
-通过相应的COPS连接在虚拟策略实施点和第二节点之间发送决策和决策响应。
在该替换实例中，所述的第一策略实施点节点优选是移动电信网内的数据网的GGSN，以及所述的第二策略决策点节点是IP多媒体核心网子系统(IMS)的P-CSCF节点，P-CSCF节点执行用于GGSN的策略控制功能。
一个替换实例是指一种操作移动电信网的分组交换网的网关支持节点的方法，节点经由IP网被耦合到多个策略决策点。该方法包括执行多个虚拟网关支持节点功能的步骤，该功能被映射到基于分组交换网的用户标识的策略决策点。
一个替换实例是指一种用于移动电信网的分组交换网的网关支持节点。该节点包括：
-第一输入/输出设备，用于耦合到所述的分组交换网；
-第二输入/输出设备，用于耦合到多个策略决策点可以被耦合到的IP网；和
-一个或多个处理器，其被耦合到第一和第二输入/输出设备来执行多个虚拟网关支持节点功能，该功能被映射到基于分组交换网的用户标识的策略决策点。
例如，虽然已经参考当前COPS协议说明了本发明，但是本发明也可适用于该协议的当前和未来的版本。
本领域普通技术人员应当理解，在不背离本发明范围的前提下，上述说明实施例可以作出不同的修改。

Claims (10)

1.一种方法，其把在多个第二策略决策点节点(17；18)作出的策略和/或策略决策告知第一策略实施点节点(16)，所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信，该方法包括：
在第一节点(16)和也耦合到IP网的第三协调网络节点(15)之间建立单个COPS连接；
在第三网络节点(15)和每个第二网络节点(17；18)之间建立COPS连接；
通过相应的COPS连接从第二网络节点(17；18)把决策发送到第三网络节点(15)，和在第三网络节点(15)记录决策源并通过COPS连接把决策转发到第一网络节点(16)；和
通过COPS连接从第一网络节点(16)把决策响应发送到第三网络节点(15)，和在第三网络节点(15)识别基于记录源的决策源第二节点并通过相应的COPS连接把响应转发到相应的第二节点。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述的第三网络节点(15)记录它接收的每个决策的起源第二网络节点的标识，并根据记录信息来路由从第一网络节点(16)接收的响应。
3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述的第一策略实施点节点(16)是移动电信网内的数据网的网关通用分组无线业务支持节点GGSN，并且所述的第二策略决策点节点(17；18)是IP多媒体核心网子系统IMS的代理呼叫状态控制功能P-CSCF节点(18)，P-CSCF节点(18)执行GGSN(16)的策略控制功能。
4.一种方法，其使得第一策略实施点节点(16)能被告知在多个第二策略决策点节点(17；18)作出的策略和/或策略决策，所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信，该方法包括，在被耦合到IP网的第三网络节点(15)：
建立到第一节点(16)的单个COPS连接；
建立与每个第二网络节点(17；18)的COPS连接；
通过相应的COPS连接从第二网络节点(17；18)接收决策，记录决策源，并通过COPS连接把决策转发到第一网络节点(16)；和
通过COPS连接从第一网络节点(16)接收决策响应，识别基于记录源的决策源第二节点，并通过相应的COPS连接把响应转发到相应的第二节点。
5.根据权利要求4的方法，其中，所述的第三网络节点(15)记录它接收的每个决策的起源第二网络节点的标识，并根据记录信息来路由从第一网络节点(16)接收的响应。
6.根据权利要求4或5的方法，其中，所述的第一策略实施点节点是移动电信网内的数据网的网关通用分组无线业务支持节点GGSN(16)，并且所述的第二策略决策点节点(17；18)是IP多媒体核心网子系统IMS的代理呼叫状态控制功能P-CSCF节点(18)，P-CSCF节点(18)执行GGSN(16)的策略控制功能。
7.一种装置，其使得第一策略实施点节点(16)能被告知在多个第二策略决策点节点(17；18)作出的策略和/或策略决策，所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信，该装置包括：
输入输出设备，其被耦合到IP网；
第一处理器设备，其被耦合到输入输出设备并被安排来与第一节点(16)建立单个COPS连接；
第二处理器设备，其被耦合到输入输出设备并被安排来与每个第二网络节点(17；18)建立COPS连接；
第三处理器设备，其被耦合到输入输出设备并通过相应的COPS连接被安排来从第二网络节点(17；18)接收决策，记录决策源，并通过COPS连接把决策转发到第一网络节点(16)；和
第四处理器设备，其被耦合到输入输出设备并通过COPS连接被安排来从第一网络节点(16)接收决策响应，识别基于记录源的决策源第二节点，并通过相应的COPS连接把响应转发到相应的第二节点。
8.根据权利要求7的装置，所述装置是在提供通用分组无线业务GPRS分组交换业务时使用的通用分组无线业务网关支持节点(16)。
9.一种网络节点，其适于执行由根据权利要求4、5或6所述的第三网络节点所执行的步骤。
10.一种系统，包括第一策略实施点节点(16)和多个第二策略决策点节点(17；18)以及第三协调网络节点(15)，所述的第一和第二节点被安排经由使用通用开放策略服务COPS协议的IP网来彼此通信，所述系统适于执行根据权利要求1、2或3所述的步骤。
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