CN101227309B - 下一代网络组播业务接纳控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种下一代网络组播业务接纳控制方法，基于资源接纳控制功能满足下一代网络对组播业务的接纳控制需求。用户终端向下一代网络的业务层面发起组播业务注册请求，业务层面对请求认证通过后，用户终端根据组播应用服务器返回的成功消息向业务层面的组播应用服务器发起组播业务访问请求；业务层面的组播应用服务器将组播业务访问请求转发给传输控制层的资源接纳控制功能，由资源接纳控制功能对组播业务访问请求进行授权。本发明提供了一种下一代网络架构下组播业务的接纳控制方法，实现了下一代网络对组播业务的接纳控制需求。

Description

下一代网络组播业务接纳控制方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体地说，是涉及一种下一代的通信网络NGN(Next Generation Network)架构下组播业务接纳控制的方法。
背景技术
在下一代通信网络NGN(Next Generation Network)架构下，为了有效地利用网络资源，提出了使用组播传输业务的思想。组播业务主要是提供一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，提高网络资源的利用率，也同时支持多点对多点的业务，典型的业务例如会议电视和网络游戏等。
通用的IP组播业务的基本思路是：每个组播业务(在某一时期内)均有一个唯一映射的组播组标识，用户以此标识为参数向具有IP功能的网络设备申请加入业务。任何用户终端都可以加入组播组，用于接收所有的组播组数据，发送数据到组播组。用户只要向本地负责转发组播的路由器宣告加入，就可以加入组播组，由此可以看出这种通用的IP组播模型没有任何接收的控制，如果用于下一代网络的传输层面，会无法满足下一代网络认证、审计和计费的需求。
ITU-T(International Telecommunication Union-TelecommunicationStandardization Sector)定义的NGN(Next Generation Networks)框架如图1。NGN网络架构主要分为业务层和传输层。业务层包括业务控制层以及应用和业务支持层，传输层分为传输控制层和传送层，其中传输控制层包括网络附着控制功能和资源接纳控制功能，传送层包括骨干网和接入网。
NGN业务层中最重要是业务控制层，业务控制层是在业务层面上为不同类型的业务提供资源控制、注册、认证和授权等功能。
传输控制层中的网络附着控制功能NACF(Network Attachment ControlFunctions)提供了网络接入的注册以及对用户终端进行初始化，从而访问NGN业务，其主要功能包括：
(1)为用户终端动态配置IP地址，以及其他配置参数。
(2)对用户进行接入控制，自动发现用户终端能力和其他参数。
(3)基于用户网络profile(配置清单)，对用户进行网络接入授权。
(4)基于用户网络profile，配置接入网络。
(5)管理用户的位置信息。
传输控制层中的资源接纳控制功能实体RACF(Resource and AdmissionControl Functions)是NGN业务层和传输层的媒介。如图2所示，RACF由两部分组成：策略决策功能单元PD-FE(Policy Decision Functional Entity)和传送资源控制功能单元TRC-FE(Transport Resource Control FunctionalEntity)。PD-FE和具体的传送技术无关，也和具体的业务无关，PD-FE基于本地网络策略进行资源控制。在进行决策时，PD-FE根据业务层提供的业务信息，NACF提供的传输层签约信息，以及TRC-FE提供的资源接纳决策结果，做出对网络资源接纳控制的最后决策。
结合图1和图2，基于通用IP组播业务模型的问题，ITU-T定义了NGN组播业务功能框架草案，试图解决组播的控制问题，组播业务控制最重要的一点是组播组管理问题，组播组管理包括下面几个方面：
(1)组播组创建和维护；
(2)组播组发布和发现；
(3)组播组认证和授权；
(4)组播组加入离开；
(5)组播组接纳控制。
在这些内容中，ITU-T NGN已经确定了组播组加入和离开是用户终端的传送层的功能，组播组的创建和维护是NGN管理层面的功能，组播组的发布、发现、认证和授权是业务层的功能，只有组播组的接纳控制还存在争议。组播组的接纳控制既涉及到下一代网络的传输层，还关系到下一代网络的业务层，这一点给下一代网络业务层和传输层分离的网络模型带来了挑战。
ITU-T NGN-GSI定义的组播功能框架提出了将组播组接纳控制放在NGN传输控制层的NACF或者传送层接入节点中，实现对NGN组播业务的接纳控制。但是将组播组接纳控制放在NACF或者是传送层接入节点会带来如下缺陷：
网络附着是对设备进入网络进行控制的，保存签约用户ID、设备地址以及设备所在物理位置，为随后的NGN业务提供服务。而组播业务属于NGN的业务，如果通过网络附着功能来实现，每当引入新的组播业务，就需要在网络附着维护的网络通用数据库中添加组播业务的相关控制信息。传送层的接入节点在用户增多时有大量的配置需求，一般一个接入节点支持400个用户，那么为了支持大量的用户，就需要很多接入节点设备，比如对160,000个用户，就需要400个接入节点设备。
此外，这种方法还限制了组播业务的运营模式，如果网络提供商和业务提供商分离，那新增组播业务就需要网络提供商对NACF所在的网络设备或者接入节点添加每个用户对新增组播业务的配置数据，这样将违反NGN业务和传输相分离的原则。
因此，有必要提出一种用于NGN组播业务的接纳控制方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于RACF进行下一代网络组播业务接纳控制功能的方法，以满足NGN对组播业务的接纳控制需求，为用户提供有资源保证的服务。
本发明提供的下一代网络组播业务接纳控制方法，包括：
用户终端向下一代网络的业务层面发起组播业务注册请求，所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证，认证通过后组播应用/业务服务器向所述用户终端返回组播业务注册成功消息；
所述用户终端根据所述组播业务注册成功消息向所述组播应用/业务服务器发起组播业务访问请求；
所述组播应用/业务服务器将所述组播业务访问请求转发给传输控制层的资源接纳控制功能实体，由所述资源接纳控制功能实体对所述组播业务访问请求进行授权。
如上所述的方法中，所述用户终端向下一代网络的业务层面发起组播业务注册请求的步骤，可以包括：所述用户终端将所述组播业务注册请求发送给业务层面的组播应用/业务服务器，或者所述用户终端将所述组播业务注册请求经由业务控制层转发给所述组播应用/业务服务器。
进一步地，所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证的步骤，可以包括：所述业务层面的组播应用/业务服务器将所述组播业务注册请求转发给应用层的认证服务器，由所述应用层的认证服务器对所述组播业务注册进行所述组播业务认证。
以及，所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证的步骤，可以包括：所述业务控制层收到所述组播业务注册请求后，在业务控制层完成所述组播业务认证后，将认证结果转发给所述组播应用/业务服务器。
如上所述的方法中，所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证的步骤，可以包括：所述业务层面根据所述用户终端附着到所述下一代网络时获得的组播业务签约信息对所述组播业务注册请求进行所述组播业务认证。
进一步地，所述组播业务签约信息可以包括：传输层用户标识和签约业务标识。
更进一步地，所述资源接纳控制功能实体对所述组播业务访问请求进行授权的步骤，可以包括：
所述资源接纳控制功能实体根据所述传输层用户标识，结合所述用户终端附着到所述下一代网络时的网络传输配置信息，确定所述用户终端签约的传输层QOS配置；
所述资源接纳控制功能实体根据所述签约业务标识查询本地业务策略确定组播业务请求所需要的资源；
所述资源接纳控制功能实体根据所述传输层QOS配置、所述组播业务访问请求所需要的资源以及所述用户终端附着到所述下一代网络时确定的网络资源信息，对所述组播业务访问请求进行授权。
如上所述的方法中，所述用户终端向所述业务层面发起所述组播业务访问请求的步骤，可以包括：所述用户终端根据所述组播业务注册成功消息，获得已授权的组播业务信息，根据所述已授权的组播业务信息向相应的组播应用/业务服务器发起所述组播业务访问请求。
如上所述的方法中，所述组播应用/业务服务器将所述组播业务访问请求转发给传输控制层的资源接纳控制功能实体的步骤，可以包括：由所述下一代网络的业务控制层或应用层将所述组播业务访问请求转发给所述资源接纳控制功能实体。
如上所述的方法，可以进一步包括：
所述资源接纳控制功能实体的传送资源控制功能单元保存获得授权的用户组播组资源信息，并将所述用户组播组资源信息推送到传输层网络节点。
本发明提供了一种NGN架构下组播业务的接纳控制方法，实现了NGN对组播业务的接纳控制需求，而且保证了业务层和传输层的相互分离，仅对RACF进行了相应的组播业务扩展，对业务层和传输层影响小，适于在NGN架构下推广组播业务。
附图说明
图1是现有技术中的ITU-T NGN网络架构的示意图；
图2是现有ITU-T NGN RACF功能架构的示意图；
图3是本发明中基于RACF的组播业务接纳控制网络架构示意图；
图4是本发明中基于RACF的组播业务接纳控制业务流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
NGN中的资源接纳控制功能实体是业务控制和网络传输的媒介，通过资源接纳控制可以为缺乏运营控制的组播应用根据网络的资源状况，网络策略和业务性质提供有资源保证的服务。
组播业务的业务流程和原有NGN业务兼容，用户通过原有NGN的业务控制层或者是应用层向NGN网络进行业务注册，在注册过程中网络的业务控制层或者应用层根据用户的签约信息对用户进行组播业务认证，组播业务的签约信息包括：业务层用户标识，用户签约的业务标识，传输层用户标识以及其他信息。
如果业务层认证通过，那么网络将业务相关配置信息发送给用户，从而用户可以获取已授权的组播业务信息，用户通过组播业务信息选择具体的组播业务，从而发起特定的组播业务的访问请求；应用层或者是业务控制层收到了用户的组播业务访问请求，并不能在业务层面对该请求进行回应，还需要将请求继续转发给RACF，由RACF确定传送层是否具备业务所需的资源，方能确定用户组播业务访问请求是否确认通过。
RACF中的PD-FE收到特定组播业务的访问请求，其内容包括传输层用户标识和业务标识信息。首先，PD-FE根据用户标识信息，结合从NACF获取的用户网络传输配置，确定该用户的签约的传输层的QOS配置。然后，PD-FE根据业务标识查询本地业务策略，确定该组播业务请求所需要的资源，包括一组组播组地址及其他业务策略。其次，PD-FE将根据用户签约的QOS配置、组播业务请求所需要的资源、TRC-FE获取的拓扑资源信息做出最后决策，确定是否授权给用户业务资源请求。如果请求通过，则将用户业务请求对应的用户组播组资源信息记录到RACF的本地数据库传送资源控制功能单元内，进而可以将该对应的组通过策略实施下达到传送层网络节点中。
本发明的实施例提供了一种NGN系统架构下，由RACF对组播业务实施组播组接纳控制，前提是ITU-T NGN框架下的点对多点组播业务。图3示出了本发明中基于RACF的组播业务接纳控制网络架构示意图，以下结合图4所示本实施例基于RACF的组播业务接纳控制业务流程图，详细说明本发明是如何通过RACF为缺乏运营控制的组播应用提供有资源保证的服务的。
图4所示本实施例的业务流程，包括以下步骤：
步骤401，用户终端向网络附着控制功能发送网络附着请求以附着到网络，在这一步中网络附着控制功能对用户终端进行IP配置，以及业务访问的参数配置；
步骤402，用户终端向组播应用/业务服务器发起组播业务注册请求(参见图3)；本步骤中用户终端可以通过HTTP协议将组播业务注册请求发送给业务层面的组播应用/业务服务器，也可以通过SIP协议将组播业务注册请求经由业务控制层的NGN功能实体转发给组播应用/业务服务器；
步骤403，组播应用/业务服务器将组播业务注册请求转发给业务控制层的业务认证授权功能单元，发起业务认证请求，由业务认证授权功能单元根据业务用户配置功能单元存储的用户的业务签约信息对业务注册请求进行组播业务认证；或者业务控制层的NGN功能实体收到用户终端通过SIP协议发起的组播业务注册请求，在业务控制层完成认证后，转发给组播应用/业务服务器；
步骤404，业务认证通过后，组播应用/业务服务器收到业务认证通过的注册成功消息，进而将业务注册成功消息发送给用户终端；
步骤405，组播应用/业务服务器将业务注册成功消息转发给用户终端，用户终端的业务注册认证成功，获得了具体的组播应用/业务服务器信息；
图3中的用户组播资源管理是用来保存用户通过业务层授权的业务请求相关的网络资源信息，因为用户与网络提供商签约的信息是单播业务和组播业务的总和，没有明确的区分，并且用户有可能会有多个访问设备，所以用于资源接纳控制的RACF需要区分用户的具体资源使用；
步骤406，用户终端根据获得的组播应用/业务服务器信息，向具体的组播应用/业务服务器发送组播业务访问请求消息，以请求相应的组播业务；
步骤407，组播应用/业务服务器并不在本地进行请求决策，而是向RACF发送资源预留请求消息和授权请求消息；
步骤408，RACF收到资源预留请求后，结合NACF提供的用户传输配置信息，TRC-FE提供的网络资源信息，以及本地组播业务策略，确定接纳该请求；并在RACF的组播组接纳控制的用户管理数据库中添加基于用户的用户组播组资源信息和QOS信息；
为了加快对组播业务加入请求的响应，RACF资源接纳控制功能实体也可以如图3所示的连接关系，将用户组播组资源信息推到传送层的接入节点或者是边缘节点(根据IGMP/MLD--因特网组管理协议/多播监听发现协议加入的终结确定的节点)，转换为相应的用户对应的访问控制列表；
最后，RACF响应业务层请求，返回资源预留成功消息；
图3中接入节点和边缘节点中的组播组管理，是用来保存、管理RACF所推送的组策略信息等内容，包括用户能够访问的组播业务以及该业务允许的带宽相关的策略信息。
步骤409，组播应用/业务服务器向用户终端返回业务请求成功消息；
步骤410，用户终端向传送层发送业务对应的组播组IGMP/MLD加入请求，如果组播组接纳控制管理信息没有推送到传送层网络节点，则IGMP/MLD加入请求上送到位于PD-FE中的组播组资源接纳控制功能实体请求决策，决策通过后PD-FE通过策略执行功能单元PE-FE(PolicyEnforcement Functional Entity)转换为用户访问控制列表，之后传送层打开组播业务门控，用户就可以收到组播业务数据流。
上述步骤403中，组播应用/业务服务器也可以选择另一种认证方式完成对用户业务注册进行认证，那就是独立于业务控制层，通过应用层的业务认证功能对用户业务进行认证。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种下一代网络组播业务接纳控制方法，其特征在于：
用户终端向下一代网络的业务层面发起组播业务注册请求，所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证，认证通过后组播应用/业务服务器向所述用户终端返回组播业务注册成功消息；
所述用户终端根据所述组播业务注册成功消息向所述组播应用/业务服务器发起组播业务访问请求；
所述组播应用/业务服务器将所述组播业务访问请求转发给传输控制层的资源接纳控制功能实体，由所述资源接纳控制功能实体对所述组播业务访问请求进行授权。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述用户终端向下一代网络的业务层面发起组播业务注册请求的步骤，包括：所述用户终端将所述组播业务注册请求发送给业务层面的组播应用/业务服务器，或者所述用户终端将所述组播业务注册请求经由业务控制层转发给所述组播应用/业务服务器。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证的步骤，包括：所述组播应用/业务服务器将所述组播业务注册请求转发给应用层的认证服务器，由所述应用层的认证服务器对所述组播业务注册进行所述组播业务认证。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证的步骤，包括：所述业务控制层收到所述组播业务注册请求后，在业务控制层完成所述组播业务认证后，将认证结果转发给所述组播应用/业务服务器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述业务层面对所述组播业务注册请求进行组播业务认证的步骤，包括：所述业务层面根据所述用户终端附着到所述下一代网络时获得的组播业务签约信息对所述组播业务注册请求进行所述组播业务认证。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述组播业务签约信息包括：传输层用户标识和签约业务标识。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述资源接纳控制功能实体对所述组播业务访问请求进行授权的步骤，包括：
所述资源接纳控制功能实体根据所述传输层用户标识，结合所述用户终端附着到所述下一代网络时的网络传输配置信息，确定所述用户终端签约的传输层QOS配置；
所述资源接纳控制功能实体根据所述签约业务标识查询本地业务策略确定组播业务请求所需要的资源；
所述资源接纳控制功能实体根据所述传输层QOS配置、所述组播业务访问请求所需要的资源以及所述用户终端附着到所述下一代网络时确定的网络资源信息，对所述组播业务访问请求进行授权。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述用户终端向所述业务层面发起所述组播业务访问请求的步骤，包括：所述用户终端根据所述组播业务注册成功消息，获得已授权的组播业务信息，根据所述已授权的组播业务信息向相应的组播业务服务器发起所述组播业务访问请求。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述组播应用/业务服务器将所述组播业务访问请求转发给传输控制层的资源接纳控制功能实体的步骤，包括：由所述下一代网络的业务控制层或应用层将所述组播业务访问请求转发给所述资源接纳控制功能实体。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
所述资源接纳控制功能实体的传送资源控制功能单元保存获得授权的用户组播组资源信息，并将所述用户组播组资源信息推送到传输层网络节点。
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