CN101374334A - 传递分组数据网络标识信息的方法和系统 - Google Patents

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CN101374334A CNA2007101451287A CN200710145128A CN101374334A CN 101374334 A CN101374334 A CN 101374334A CN A2007101451287 A CNA2007101451287 A CN A2007101451287A CN 200710145128 A CN200710145128 A CN 200710145128A CN 101374334 A CN101374334 A CN 101374334A
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刘海
王海宁
张鹏
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Abstract

本发明公开了一种传递分组数据网络标识信息的方法,通过对DHCP或EAP协议的扩展,使得在各个网络中能够传递APN,UE在各种网络中都能接入PDN,避免了业务中断。由于公用一条IPSec隧道承载多个APN,节约了资源,使终端和网关的处理能力大大提高。本发明还公开了传递分组数据网络标识信息的系统。

Description

传递分组数据网络标识信息的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域的数据传输技术,尤其涉及一种传递分组数据网络标识信息的方法和系统。
背景技术
传统电信网络,特别是无线通信网络(如全球移动通信系统(GSM)或通用移动通信系统(UMTS)等)具备业务种类丰富、网络控制能力强等优点。但由于无线通信系统频率资源有限、传输环境恶劣等因素,很难提供较高的接入速率,而新兴的宽带无线接入技术则很好的弥补了这些缺点。以无线局域网(WLAN)和全球微波互操作联盟(WiMAX)为代表的宽带无线接入技术可以提供高速率的宽带无线接入业务,并且支持游牧和移动应用,大大提高了无线通信的接入能力。因此,移动通信网络与宽带无线接入技术的融合是今后电信网络的演进趋势。
目前,演进后的网络主要有三种典型的网络结构,下面分别进行描述:
如图1(a)所示,为一种演进后的网络结构,从图中可以看出:用户终端(UE)接入宽带无线接入网络后,宽带无线接入网建立到数据网关的隧道,数据网关再连接到各种分组数据网(PDN),从而建立了UE和各种业务数据网之间的连通。
数据网关是UE的大范围移动锚点,并且是核心网和分组数据网的接口实体,用户数据在数据网关处聚合后在核心网和分组数据网间传输。数据网关可以执行实施访问策略、为UE过滤数据包及为UE分配IP地址等操作。核心控制实体1可以负责记录和管理UE位置信息和认证信息等信息。核心控制实体2可以负责对UE进行认证授权和计费。
如图1(b)所示,为第二种演进后的网络结构,与图1所示的结构不同,用户是通过特定的宽带无线接入网络建立到边界网关的隧道,由边界网关通过隧道连接到数据网关,数据网关再连接到各种分组数据网,从而建立了UE和分组数据网之间的连通。其中,边界网关是一个处于核心网边界的实体,负责建立UE到核心网之间的安全隧道。一个数据网关可以连接多个边界网关,每个边界网关负责建立一个局部区域内的UE的安全隧道。
如图1(c)所示,为第三种演进后的网络结构,UE通过接入网接入网络后,在移动性管理实体的控制下在接入网和本地服务网关间建立隧道、本地服务网关和数据网关之间建立隧道,从而建立了UE和分组数据网之间的连通。其中移动性管理实体可以负责管理UE位置信息、接入鉴权、非接入层信令及信令安全等;本地服务网关是UE的小范围移动的数据锚点,是核心网和接入网的接口实体,负责用户数据的路由转发。核心控制实体是记录和管理用户位置信息、认证授权信息的实体。另外,UE到数据网关之间的连接也可以是直接建立隧道。
有些网络支持UE接入一个或多个分组数据网络,分组数据网络通过接入点名(APN)来标识,即APN为分组数据网络标识,网络侧依据APN建立UE到相应数据网关的连通性,数据网关再依据APN建立到相应PDN的连通性。这种情况下,用户需要接入的分组数据业务的APN有可能在网络侧预配置,也可能由UE向网络侧提供。
图1(a)、图1(b)和图1(c)中所涉及的隧道的含义是:对两个端点实体间传输的协议包用另一种协议进行封装,实现两个端点实体间数据的安全传输和路由。
通过图1(a)、图1(b)和图1(c)中描述的网络结构,UE可以与希望进行通信的PDN之间建立连接,执行业务。但是,在宽带无线接入的移动场景下,要求UE可以在不同的接入网络之间进行移动切换,同时保持业务的连续性,而不同的网络链路的网络前缀是不同的,当UE从一条链路切换到另一条链路上时,它的IP地址的网络前缀部分与当前网络前缀就不同了,这样网络前缀路由技术无法将数据包发送到移动终端的新位置上;如果移动终端更新IP地址,则UE需要重新与PDN建立连接,也无法保持业务的连续性。
一种解决上述问题的方法就是利用移动IP技术。移动IP的基本原理是一个终端关联两个IP地址——家乡地址和转交地址。终端通过家乡网络获得一个家乡地址,当终端移动到家乡网络之外时,通过接入链路代理获得一个转交地址,并将这个转交地址告知家乡链路移动代理,家乡代理将终端的家乡地址和转交地址绑定在一起,并建立家乡代理和转交地址之间的隧道。之后家乡代理可以将发往终端家乡地址的数据包通过隧道发送到终端的转交地址。
目前移动IP技术有两大类:客户移动IP(CMIP)和代理移动IP(PMIP)。CMIP是基于终端的移动IP技术,也就是需要终端参与移动IP的绑定过程的技术。PMIP是基于网络的移动IP技术,不需要终端参与移动IP的过程,网络会代理终端的行为代替终端发起移动IP绑定。
其中CMIP又分为两种模式:外地代理转交地址模式(FA-CoA)和并置转交地址模式(Co-CoA)。FA-CoA模式中,终端的转交地址就是接入链路移动代理的IP地址,此时移动IP隧道的两个端点分别是接入链路移动代理和家乡链路移动代理。Co-CoA模式中,终端的转交地址是通过某种方式获得的终端IP地址,此时移动IP隧道的两个端点分别是终端和家乡链路移动代理,接入链路移动代理仅起普通路由作用,即接入链路中可以不部署移动代理。
但是,目前在WIMAX等网络中没有APN的概念,不具有传递业务网络标识的能力。当UE从WIMAX等网络接入3GPP网络时,可能会出现业务中断的情况。由于不具备传递APN的能力,会导致WIMAX等网络不能支持接入多PDN。
除了上述的方案外,在无线局域网互联(IWLAN)中可以利用对IP安全(IPSec)隧道的完全鉴权来建立终端到不同的PDN之间的连接,在此过程中,UE可以携带不同的APN来建立到不同的PDN之间的连接。但是,在此方案中,若UE需要连接到多个PDN,则要建立多条IPSec隧道,会导致资源浪费,并且影响终端和网关的处理能力。
综上所述,由于在某些网络中(如WiMAX),由于不具备传递APN的能力,会导致UE在这些网络中不能接入PDN,可能会导致业务中断;另外,在利用IPSec隧道建立连接时,又会导致资源浪费,影响终端和网关的处理能力。
发明内容
本发明实施例提供一种传递分组数据网络标识信息的方法和系统,以解决某些网络不能传递APN导致UE在这些网络中不能接入PDN,和利用IPSec隧道建立连接时,导致资源浪费,影响终端和网关的处理能力的问题。
一种传递分组数据网络标识信息的方法,该方法包括:
终端将携带了分组数据网络标识的动态主机控制协议消息发送给接入网关;
所述接入网关将所述分组数据网络标识发送给认证服务器,该认证服务器对所述分组数据网络标识进行鉴权;
当鉴权通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
一种传递分组数据网络标识信息的系统,该系统包括:
终端,用于发送携带了分组数据网络标识的动态主机控制协议消息,并接收分配的家乡地址;
接入网关,用于将所述分组数据网络标识发送;
认证服务器,用于对所述分组数据网络标识进行鉴权;
家乡代理,用于当鉴权通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
一种传递分组数据网络标识信息的方法,该方法包括:
终端接收到接入网关发送的可扩展鉴权协议EAP请求消息后,返回EAP响应消息,该响应消息中包含分组数据网络标识;
执行EAP认证,当认证通过时,所述分组数据网络标识对应的分组数据网关为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
一种传递分组数据网络标识信息的系统,该系统包括:
终端,用于接收到EAP请求消息后,返回EAP响应消息,该响应消息中包含分组数据网络标识;
接入网关,用于将所述EAP请求消息发送给所述终端;
所述分组数据网络标识对应的分组数据网关,用于当EAP认证通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
一种传递分组数据网络标识信息的方法,该方法包括:
终端利用已存在的IPSec隧道发起快速重鉴权,将分组数据网络标识通过因特网键交换协议传递到分组数据网关;
所述分组数据网关将接收到的分组数据网络标识发送给认证服务器,当该认证服务器确定该分组数据网络标识未曾激活时,为所述终端分配家乡代理;
所述家乡代理为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
一种传递分组数据网络标识信息的系统,该系统包括:
终端,用于利用已存在的IPSec隧道发起快速重鉴权,通过因特网键交换协议发送分组数据网络标识;
分组数据网关,用于将接收到的所述分组数据网络标识发送;
认证服务器,用于当确定所述分组数据网络标识未曾激活时,为所述终端分配家乡代理;
所述家乡代理,用于为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
一种传递分组数据网络标识信息的方法,该方法包括:
终端接入设定的网络,并与会话管理功能实体建立连接;
终端与会话管理功能实体协商建立与分组数据网络的连接,或删除与分组数据网络的连接。
一种传递分组数据网络标识信息的系统,该系统包括:
终端,用于接入设定的网络,与会话管理功能实体协商建立与分组数据网络的连接,或删除与分组数据网络的连接;
所述会话管理功能实体,用于与所述终端建立连接,并与其协商建立与分组数据网络的连接,或删除与分组数据网络的连接。
在本发明实施例中,通过对DHCP或EAP协议的扩展,使得在各个网络中能够传递APN,UE在各种网络中都能接入PDN,避免了业务中断。由于公用一条IPSec隧道承载多个APN,节约了资源,使终端和网关的处理能力大大提高。
附图说明
图1(a)、图1(b)和图1(c)为现有技术中演进后的网络结构示意图;
图2为本发明实施例一中利用扩展的DHCP协议来传递APN的步骤流程示意图;
图3为本发明实施例二中应用在PMIP网络时利用DHCP来传递APN的信令流程示意图;
图4为本发明实施例二中终端发起刷新的信令流程示意图;
图5为本发明实施例二中终端发起释放的信令流程示意图;
图6为本发明实施例三中应用在CMIP网络时利用DHCP来传递APN的信令流程示意图;
图7为本发明实施例四为通过EAP来传递APN的步骤流程示意图;
图8为本发明实施例五中通过EAP来传递APN的信令流程示意图;
图9为本发明实施例六中通过EAP来传递APN的信令流程示意图;
图10为本发明实施例七为通过共用一条IPSec隧道来承载多个APN的步骤流程示意图;
图11为本发明实施例八中共用一条IPSec隧道来激活新的APN的
图12为本发明实施例九中去活APN的信令流程示意图;
图13为本发明实施例十中通过会话管理信令传递分组数据网络标识的信令流程示意图;
图14为本发明实施例十一描述的传递分组数据网络标识信息的系统结构示意图;
图15为本发明实施例十二描述的传递分组数据网络标识信息的系统结构示意图;
图16为本发明实施例十三描述的传递分组数据网络标识信息的系统结构示意图;
图17为本发明实施例十四描述的传递分组数据网络标识信息的系统结构示意图。
具体实施方式
为了解决本发明目的,本发明实施例提出了一种通过扩展的动态主机控制协议(DHCP)或扩展的鉴权协议(EAP)来传递APN的方案,和通过共用一条IPSec隧道来承载多个APN的方案,下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细说明。
如图2所示,为本发明实施例一中利用扩展的DHCP协议来传递APN的步骤流程示意图,主要包括:
步骤201:UE将携带了分组数据网络标识的DHCP中的消息发送给接入网关(aGW)。
对于不同的情况,携带APN的消息不同,例如:若在PMIP网络,则可以通过DHCP协议的请求消息(DHCP request)来携带APN;若在CMIP网络,则可以通过DHCP协议的信息消息(DHCP information)来携带APN。后续以实施例二和实施例三分别描述这两种情况。
在本实施例中,aGW是一个具备DHCP功能的接入网关,扩展了DHCP中第六代DHCP协议(DHCPv6)。
步骤202:aGW将所述分组数据网络标识发送给认证服务器(AAA),该认证服务器对所述分组数据网络标识进行鉴权。
在本实施例中,AAA是一个执行认证、授权和计费的服务器。
鉴权过程可能会需要认证代理服务器(AAA Proxy)或3GPP中的归属签约服务器(HSS)的参与。
步骤203:当鉴权通过后,UE配置家乡地址(HoA)。
该HoA可以是aGW从家乡代理(HA)处获取并发送给UE的,aGW使用的是PMIP流程;也可以是UE从HA获取,这个过程使用的是CMIP流程。
步骤204:UE根据所述HoA与所述分组数据网络标识对应的分组数据网络建立连接。
下面以实施例二和实施例三来分别描述在PMIP和CMIP网络中实施例一的具体实现过程。
如图3所示,为本发明实施例二中应用在PMIP网络时利用DHCP来传递APN的信令流程示意图,主要包括:
步骤301:UE通过DHCP request消息将分组数据网络标识发送给aGW。
在本实施例中,是定义了一个新的第六代DHCP协议选项(DHCPv6option)来传递APN的,该APN即为service name option。
当UE需要与一个特定的PDN建立连接时,可以发起一个DHCP request消息,在这个DHCP request里携带分组数据网络标识。
在此之前,UE可能已经和网络交换过DHCP请求消息(DHCP solicit)/DHCP广播消息(DHCP advertise)。
步骤301的另一种实施方案为:如果终端和网络支持快速配置过程,即支持快速提交(rapid commit)选项,那么可以通过DHCP solicit携带rapid commit选项和分组数据网络标识选项。
DHcP request消息中携带APN的结构如表1所示,其中,选项长度(optionlen)是选项数据(option data)的字节数,option data的类型是字符串,代表分组数据网络标识,对于接入3GPP的情况,option data中的数据代表的是APN。
0                1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |    网络服务选项名
       option-service-network-name   |   选项长度option—len      |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                         选项数据 option—data                |
   |                        (option—len octets)                    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
表1
步骤302:aGW将接收到的分组数据网络标识发送给AAA,AAA利用所述分组数据网络标识为UE分配家乡代理。
aGW收到DHcP request后发现能支持分组数据网络标识选项,则取出这个标识并发起和AAA的鉴权过程。AAA从HSS获取UE的签约数据,并判断UE是否具有与该标识对应的分组数据网络建立连接的权限,若有,则表示鉴权通过,否则,鉴权未通过。
当鉴权通过后,aGW为终端分配HA。
步骤303:aGW建立与家乡代理的连接,并发送代理绑定更新消息(PBU),该消息中携带APN和地址请求(address request)。
步骤304:家乡代理返回代理绑定应答消息(PBA),其中携带分配的家乡地址或者前缀。
HA接收到PBU后,分配一个HoA。
PBA中还可以包含一个绑定刷新时长,指示aGW需要在设定的时间内对建立的连接进行刷新。
步骤305:aGW向UE返回DHCP应答消息(DHCP reply),其中,携带分配的家乡地址或者前缀。
aGW同时根据绑定刷新时长确定一个地址刷新时长,并通过DHCP reply返回给UE。
UE根据家乡地址或者前缀与PDN建立连接。
UE为了维护与PDN的连接,需要在设定时间向aGW发起地址刷新,而aGW需要在设定的时间内对建立的连接进行刷新。因此,在本实施例中,只需要通过aGW向UE发送的地址刷新时长小于绑定刷新时长,则当UE发起地址刷新时,aGW就可以向HA发起连接刷新,具体流程如图4所示:
步骤401:UE向aGW发起刷新(DHCP renew)请求。
在步骤305中,UE获得了aGW发送的地址刷新时长,在该时长设定的时间到达时,UE向aG W发起DHCP renew请求,以达到地址借续的目的。
该DHCP renew中可以包含分组数据网络标识,其用途在于:当UE同时与多个分组数据网络建立连接时,aGW仅仅根据IP地址不能确定需要维护哪个连接,因此若DHCP renew包含分组数据网络标识,则aGW可以根据该标识来确定维护的连接。
步骤402:aGW向HA发送PBU消息,以达到更新aGW到HA之间的PMIP绑定刷新的目的。
所述HA为DHCP renew中分组数据网络标识对应的HA。
步骤403:HA返回PBA消息。
步骤404:aGW返回DHCP reply消息。
同样,在步骤306之后,若UE不需要与PDN建立连接时,可以对建立的连接进行释放,该释放过程包括地址释放和绑定释放过程,如图5所示:
步骤501:UE向aGW发起释放(DHCP release)请求。
DHCP release可以包含分组数据网络标识,其用途在于:当UE同时与多个分组数据网络建立连接时,aGW仅仅根据IP地址不能确定需要释放哪个连接,因此若DHCP release中包含分组数据网络标识,则aGW可以该标识来确定释放的连接。
步骤502:aGW向HA发送PBA消息,并将生命时间(lifetime)置于0,释放PMIP绑定。
所述HA为DHCP release中分组数据网络标识对应的HA。
步骤503:HA返回PBA消息。
步骤504:aGW返回DHCP reply消息。
与实施例二类似地,本发明实施例三为应用在CMIP网络时利用DHCP来传递APN的方案,如图6所示,主要包括:
步骤601:UE通过DHCP information消息将分组数据网络标识发送给aGW。
分组数据网络标识是通过service name option携带的。
步骤602:aGW将接收到的分组数据网络标识发送给AAA,AAA利用所述分组数据网络标识为UE分配家乡代理。
aGW收到DHCP request后发现能支持分组数据网络标识选项,则取出这个标识并发起和AAA的鉴权过程。AAA从HSS获取UE的签约数据,并判断UE是否具有与该标识对应的分组数据网络建立连接的权限,若有,则表示鉴权通过,否则,鉴权未通过。
当鉴权通过后,aGW为终端分配HA。
步骤603:当鉴权通过时,aGW将分配的HA信息通过DHCP reply发送给UE。
如果发送的HA信息是HA的域名,则终端需要从网络目标服务器(DNS)中查询HA的信息。
若应用在CMIPv6的情况下,执行步骤604;若应用在CMIPv4的FA-CoA的情况下,执行步骤605。
步骤604:UE向分配的HA发起绑定更新(BU)消息,该消息中携带分组数据网络标识和address request;HA返回绑定更新应答(BA)消息,该消息中携带家乡地址或者前缀。
步骤605:UE通过aGW将注册请求(RRQ)发送给HA,该消息中携带分组数据网络标识和address request;HA通过aGW将注册应答(RRP)消息返回给UE,该消息中携带家乡地址或者前缀。
若在步骤603中,aGW已经将HA的信息发送给UE了,则此步骤中将不必再为UE分配HA;否则,需要为UE分配一个HA。
步骤606:UE根据家乡地址或者前缀与PDN建立连接。
本实施例中也可以与实施例而相似地实现刷新和释放的过程,此处不再赘述。
本发明实施例四为通过EAP来传递APN的方案,如图7所示,该方案包括:
步骤701:UE接收到aGW发送的EAP请求(EAP request)消息后,返回EAP响应消息(EAP response),该响应消息中包含分组数据网络标识。
在本实施例中,携带分组数据网络标识的EAP响应消息的类型可以是身份(identity),也可以是APN。
步骤702:当EAP认证通过后,所述分组数据网络标识对应的分组数据网关(PDN GW)为UE分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
在PMIP情况下,aGW要求PDN GW为UE分配HoA;在CMIP情况下,UE主动要求aGW指示PDN GW为自身分配HoA。
步骤703:UE根据接收到的HoA建立与PDN的连接。
下面分别以实施例五和实施例六来对实施例四进行详细描述。
如图8所示,为本发明实施例五中通过EAP来传递APN的信令流程示意图,在本实施例中,应用在PMIP情况下,且携带分组数据网络标识的EAP响应消息的类型是identity。
步骤801:aGW向UE发送类型为identity的EAP request消息,发起EAP过程。
步骤802:UE向aGW回复类型为identity的EAP response消息,消息中携带UE的身份标识(identity),并且在identity参数后面连接一个空字符(null),在null字符后面连接UE希望接入的APN。
如果有多个APN,中间也通过null来分隔。aGW收到EAP response消息后存储其中的APN,并向AAA转发该消息。
步骤803:执行正常的EAP认证过程。
步骤804:认证通过后,aGW向APN对应的PDN GW发送PBU消息,请求为UE分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
步骤805:PDN GW为UE分配HoA,通过PBA消息发送给aGW。
如图9所示,为本发明实施例六中通过EAP来传递APN的信令流程示意图,在本实施例中,应用在CMIP情况下,且携带分组数据网络标识的EAP响应消息的类型是EAP。
步骤901:aGW向UE发送类型为identity的EAP request消息,发起EAP过程。
步骤902:UE向aGW回复类型为identity的EAP response消息,消息中携带UE的identity。
aGW收到EAP response消息后向AAA转发该消息。
步骤903:aGW向UE发送类型为APN的EAP request消息,请求UE发送其需要接入的APN。
步骤904:UE向aGW回复类型为APN的EAP response消息,消息中携带UE需要接入的APN。
aGW收到该消息后存储APN,可以再将该消息转发给AAA。
步骤905:执行正常的EAP认证过程。
步骤906:认证通过后,UE通过aGW向APN对应的PDN GW发送RRQ消息,请求为UE分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
步骤907:PDN GW为UE分配HoA,利用RRP消息通过aGW转发给UE。
本发明实施例七为通过共用一条IPSec隧道来承载多个APN的方案,如图10所示,本实施例包括:
步骤1001:UE利用已存在的IPSec隧道中发起快速重鉴权,将APN通过IKE协议传递到ePDG。
本实施例适合UE已经利用IKEv2协议建立了一条到ePDG的IPSec隧道,又想同时再发起到另一个PDN连接的情况。这时候UE可以利用对这条IPSec隧道的快速重鉴权过程,在IKEv2协议里传递新的APN到ePDG,ePDG根据这个APN与以前的APN比较可以确定是要激活新的APN。
步骤1002:ePDG将接收到的APN发送给AAA,当AAA确定该APN未曾激活时,AAA为UE分配HA。
ePDG在快速重鉴权流程中会把APN传给AAA,AAA判断出这个快速重鉴权过程还需要激活新的APN,AAA会给终端分配新的HA并把HA信息传递给ePDG。
判断过程包括:AAA将接收到的分组数据网络标识与已激活的分组数据网络标识进行比较,当已激活的分组数据网络标识中不包含所述接收到的分组数据网络标识时,确定该分组数据网络标识未曾激活。
步骤1003:分配的HA为UE分配HoA。
如果是使用PMIP协议进行移动性管理,ePDG可以根据这个HA信息发起到HA的绑定更新;如果是用的CMIP进行移动性管理,那么可以IKEv2协议传HA的地址给UE,然后由UE发起绑定更新。
如果是PMIP,还要求ePDG和UE能维护多个远程地址(remote)到一个本地地址(local)的绑定关系。如果UE需要去活所有APN,那么它需要发起一个信息请求(INFORMATIONAL request)消息,该消息中包含一个删除负载(delete payload);如果UE只是想去活某个APN,它在这个INFORMATIONAL request消息里除了delete payload外,还要包含身份负载(Identification Payloads),用来指出是要去活哪个APN。ePDG收到这个删除消息后,如果不包含Identification Payloads,那么发起所有PMIP隧道的绑定删除过程并删除所有安全关联(Security Association);如果包含IdentificationPayloads,那么根据这个Identification Payloads发起到特定PMIP隧道的绑定删除过程,如果这是最后一个APN,那么删除所有安全关联。。
如图11所示,为本发明实施例八中共用一条IPSec隧道来激活新的APN的信令流程示意图,该过程包括:
步骤1101:终端和ePDG交换第一对偶联初始化消息(IKE SA init)。
步骤1102:终端发送重鉴权请求(IKE AUTH request),包含重鉴权ID和要激活的APN,ePDG比较这个APN与以前激活的APN不一样,可以确定是一个激活新的APN的请求。
步骤1103:ePDG发送鉴权请求(authentication request)给AAA,包含重鉴权ID。
ePDG可以包含参数指示AAA这是一个激活新的APN的隧道鉴权。
步骤1104:AAA初始化快速重鉴权的挑战。
AAA返回鉴权响应(reauthentication)。
步骤1105:ePDG进行鉴权响应(IKE AUTH response),把自己的ID、证书给UE并且挑战转发给UE。
步骤1106:UE检验鉴权参数并且回应鉴权挑战(IKE AUTH request)。
步骤1107:ePDG前传挑战的应答(EAP response)给AAA。
步骤1108:检验成功后,AAA回EAP成功消息(authentication answer)和密钥材料给ePDG。
此步骤可以分为三步来完成:
1、ePDG发送授权消息给AAA,包含APN。
2、AAA检查UE是否有建立隧道的权限。
如果UE激活的APN在AAA里有记录的话,AAA把这个APN与已激活的APN比较,当判断是一个新的APN,则对这个APN进行授权,并给终端分配一个新的HA。
3、AAA发送AA-ANSWER给ePDG,包含IMSI和新分配的HA。
HA参数需要定义新的参数包含在AA-answer消息中,该新定义的参数结构如表2所示。
 
信息对象名称(Information element name) 类型(Cat) 描述(Description)
HA信息(HA information) 可选(O) HA的地址或者完全域名(FQDN)
HA模式(Assignment pattern of HA) 可选(O) 是否允许在拜访地分配HA的指示
                                      表2
步骤1109:ePDG用MSK来生成保护IKE-SA-INIT消息的参数。
步骤1110:ePDG将成功消息(EAP success)发送给UE。
步骤1111:UE用MSK计算授权数据并发送给ePDG。
若应用在PMIP的情况,则执行步骤1112;若应用在CMIP的情况,则执行步骤1113。
步骤1112:ePDG计算终端发过来的鉴权数据,如果正确,则将PBU消息发送给HA。
HA返回PBA,包含分配的家乡地址。
ePDG返回鉴权响应给终端,包含分配的家乡地址。
步骤1113:ePDG计算终端发过来的鉴权数据,如果正确,则为UE分配一个转交地址或者prefix,并在鉴权应答里返回给UE。
ePDG也可以将HA的地址也返回给终端。
需要定义结构属性(Configuration Attributes)值,其结构如表3所示。
AttributeType                 Value           Multi-Valued            Length
=============    ======    ==========    ======
INTERNAL_IP4_HA               IANA            NO                      0 or 4 octets
INTERNAL_IP6_HA               IANA            NO                      0 or 16 octets
                      表3
终端收到这个转交地址或者prefix后,如果是prefix,那么终端自己生成一个地址。如果收到了HA的地址,那么终端发起到这个HA的绑定更新。如果没有HA的地址,那么终端通过其他方式获取一个HA的地址,然后发起绑定更新。
HA返回绑定更新应答给终端。
步骤1114:终端如果检查到这个APN已经关联了一个IKE-SA,那么ePDG可以通知终端删除这个IKE-SA(delete old IKE SA)。
在需要时,UE可以去活已激活的APN,只有当所有已激活的APN全部去活时,才能够将IPSec隧道删除。
如图12所示,为本发明实施例九中去活APN的过程,该过程包括:
步骤1201:UE发起信息请求(Informational request)消息。
Informational消息中包含一个delete payload并且把协议类型设为1;如果它想去活某一个APN,那么它可以发起一个Informational消息,包含一个deletepayload并把协议类型设为1,而且包含一个Identification Payload,用来表示APN。如果这是IPSec关联的最后一个APN,那么终端需要删除这条IPSec隧道。
如果只有delete payload那就把所有的PMIP隧道去注册,如果既有deletepayload又有Identification Payload,那么只对这个Identification Payload表示的PDN的连接进行释放,如果这是这个IPSec关联的最后一个APN,那么就把这个IPSec删除。
步骤1202:ePDG发起代理绑定更新(PBU),设置lifetime等于0。
PBU指示HA删除绑定关系,如果终端需要删除多个PDN连接,则ePDG需要发起多次PBU。
步骤1203:HA返回PBA。
步骤1204:ePDG向终端返回去活APN应答(Informational reply)。
除了上述的三种方案之外,本发明实施例十还描述了一种通过会话管理信令传递分组数据网络标识的方案,以会话管理信令为网络应用支持(NAS)信令为例,描述本实施例的方案。如图13所示,该方案包括:
步骤1301:UE接入设定的网络。
终端在开机接入到承载网络时,承载网络会根据它的签约信息为它指定一个业务网络,完成到这个业务网络的连接建立,终端也会获得一个IP地址。
步骤1302:UE与会话管理功能实体建立连接。
会话管理信令可以建立在这个IP地址的基础上,终端可以用这个IP地址与网络中的会话管理功能实体建立会话管理信令连接。这个信令连接可以承载在SCTP/TCP/UDP上,特别是在SCTP上,因为终端的IP地址有可能改变,SCTP协议能支持IP地址改变,从而更好的满足终端的移动性和多地址特性。会话管理功能可以在AAA上也可以在接入网关上或者其他实体,更倾向于在AAA上。
步骤1303:UE与会话管理功能实体协商建立与分组数据网络的连接,或删除与分组数据网络的连接。
步骤1304:会话管理功能实体指示接入网关建立或删除与分组数据网络的连接。
步骤1305:接入网关与家乡代理之间共同完成建立或删除与分组数据网络的连接。
步骤1306:由于移动或者地址改变,UE与会话管理功能实体之间协商地址,以维持信令连接不断。
基于实施例一至实施例三描述的方法,对应本发明实施例十一描述的传递分组数据网络标识信息的系统,如图14所示,该系统包括:
终端11、接入网关12、认证服务器13和家乡代理14,其中,终端11用于发送携带了分组数据网络标识的DHCP消息,并接收分配的家乡地址;接入网关12用于将所述分组数据网络标识发送;认证服务器13用于对所述接入网关发送的分组数据网络标识进行鉴权;家乡代理14用于当鉴权通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
所述认证服务器13包括:数据获取模块和权限判断模块,其中,数据获取模块用于获取所述终端的签约数据;权限判断模块用于判断所述终端是否具有与所述分组数据网络标识对应的分组数据网络建立连接的权限,若有,则鉴权通过,否则,鉴权未通过。
若所述系统应用在代理移动IP网络,则所述认证服务器13包括第一分配模块,用于为所述终端分配家乡代理。
所述家乡代理14包括:家乡地址分配模块和家乡地址发送模块,其中,家乡地址分配模块用于为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址;家乡地址发送模块用于将所述家乡地址发送给所述接入网关。
所述接入网关12将家乡地址发送给终端。
若所述系统应用在客户移动IP网络,则认证服务器13包括第二分配模块,用于为所述终端分配家乡代理。
所述接入网关12将家乡代理的信息发送给终端。
所述终端,用于与分配的所述家乡代理建立连接。
所述终端11用于将携带了分组数据网络标识的DHCP renew消息发送给所述接入网关12;接入网关12包括第一接收模块和刷新模块,其中,第一接收模块用于接收所述DHCP renew消息;刷新模块用于对所述分组数据网络标识对应的分组数据网络之间的连接进行刷新。
所述终端11用于将携带了分组数据网络标识的DHCP release消息发送给所述接入网关12;接入网关12包括第二接收模块和释放模块,其中,第二接收模块用于接收所述DHCP release消息;释放模块用于对所述分组数据网络标识对应的分组数据网络之间的连接进行释放。
实施例四至实施例六描述的方案对应本发明实施例十二的传递分组数据网络标识信息的系统,如图15所示,该系统包括终端21、接入网关22、分组数据网关23和认证服务器24。其中,终端21用于接收到EAP请求消息后,返回EAP响应消息,该响应消息中包含分组数据网络标识;接入网关22用于将所述EAP请求消息发送给所述终端;分组数据网络标识对应的分组数据网关23用于当EAP认证通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址;认证服务器24用于进行EAP认证。
所述EAP响应消息的类型为identity,或APN。
实施例七和实施例八对应本发明实施例十三的传递分组数据网络标识信息的系统,如图16所示,该系统包括:终端31、分组数据网关32、认证服务器33和家乡代理34,其中,终端31用于利用已存在的IPSec隧道发起快速重鉴权,通过因特网键交换协议发送分组数据网络标识;分组数据网关32用于将接收到的所述分组数据网络标识发送;认证服务器33用于当确定所述分组数据网络标识未曾激活时,为所述终端分配家乡代理;家乡代理34用于为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
若所述终端发起的信息请求消息中包含删除负载,则分组数据网关32用于去活所有的分组数据网络标识;若所述终端发起的信息请求消息中包含删除负载和身份负载,则分组数据网关32用于去活所述身份负载对应的分组数据网络标识。
所述认证服务器33包括比较模块和确定模块,其中,比较模块用于将接收到的分组数据网络标识与已激活的分组数据网络标识进行比较;确定模块用于当比较结果为已激活的分组数据网络标识中不包含所述接收到的分组数据网络标识时,确定该分组数据网络标识未曾激活。
实施例九对应本发明实施例十四的传递分组数据网络标识信息的系统,如图17所示,该系统包括终端41和会话管理功能实体42,其中,终端41用于接入设定的网络,与会话管理功能实体协商建立与分组数据网络的连接,或删除与分组数据网络的连接;会话管理功能实体42用于与所述终端建立IP信令连接,并与其协商建立与分组数据网络的连接,或删除与分组数据网络的连接。
系统还包括:接入网关43和家乡代理44,接入网关43用于根据所述会话管理功能实体42的指示,与家乡代理44之间共同完成建立或删除与分组数据网络的连接。
通过本发明实施例所描述的方法及系统,使得在各个网络中能够传递APN,UE在各种网络中都能接入PDN,避免了业务中断。由于利用IPSec隧道承载多个APN,节约了资源,使终端和网关的处理能力大大提高。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (22)

1.一种传递分组数据网络标识信息的方法,其特征在于,该方法包括:
终端将携带了分组数据网络标识的动态主机控制协议DHCP消息发送给接入网关;
所述接入网关将所述分组数据网络标识发送给认证服务器,该认证服务器对所述分组数据网络标识进行鉴权;
当鉴权通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
若所述方法应用在代理移动IP网络,则所述动态主机控制协议消息为动态主机控制协议请求消息DHCP request;
若所述方法应用在客户移动IP网络,则所述动态主机控制协议消息为动态主机控制协议信息消息DHCP information。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述认证服务器对所述分组数据网络标识进行鉴权,包括:
所述认证服务器获取所述终端的签约数据;
判断所述终端是否具有与所述分组数据网络标识对应的分组数据网络建立连接的权限,若有,则鉴权通过,否则,鉴权未通过。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
若所述方法应用在代理移动IP网络,则为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址,包括:
所述认证服务器为终端分配家乡代理;
所述家乡代理为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址,并通过所述接入网关将所述家乡地址发送给所述终端;
若所述方法应用在客户移动IP网络,则为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址,包括:
所述认证服务器为终端分配家乡代理,并将该家乡代理的信息发送给终端;
所述终端利用接收到的所述家乡代理的信息与所述家乡代理建立连接,并接收所述家乡代理发送的家乡地址。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
终端将携带了分组数据网络标识的刷新DHCP renew消息发送给所述接入网关;
所述接入网关对所述分组数据网络标识对应的分组数据网络之间的连接进行刷新。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
终端将携带了分组数据网络标识的释放DHCP release消息发送给所述接入网关;
所述接入网关对所述分组数据网络标识对应的分组数据网络之间的连接进行释放。
7.一种传递分组数据网络标识信息的系统,其特征在于,该系统包括:
终端,用于发送携带了分组数据网络标识的DHCP消息,并接收分配的家乡地址;
接入网关,用于将所述分组数据网络标识发送;
认证服务器,用于对所述接入网关发送的分组数据网络标识进行鉴权;
家乡代理,用于当鉴权通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述认证服务器,包括:
数据获取模块,用于获取所述终端的签约数据;
权限判断模块,用于判断所述终端是否具有与所述分组数据网络标识对应的分组数据网络建立连接的权限,若有,则鉴权通过,否则,鉴权未通过。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,若所述系统应用在代理移动IP网络,则所述认证服务器还包括第一分配模块,用于为所述终端分配家乡代理;
所述家乡代理,包括:
家乡地址分配模块,用于为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址;
家乡地址发送模块,用于将所述家乡地址发送给所述接入网关;
所述接入网关,用于将所述家乡地址发送给终端。
10.如权利要求8所述的系统,其特征在于,若所述系统应用在客户移动IP网络,则所述认证服务器还包括:
第二分配模块,用于为所述终端分配家乡代理;
所述接入网关,用于将所述家乡代理的信息发送给终端;
所述终端,用于与分配的所述家乡代理建立连接。
11.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述终端,用于将携带了分组数据网络标识的DHCP renew消息发送给所述接入网关;
所述接入网关,包括:
第一接收模块,用于接收所述DHCP renew消息;
刷新模块,用于对所述分组数据网络标识对应的分组数据网络之间的连接进行刷新。
12.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述终端,用于将携带了分组数据网络标识的DHCP release消息发送给所述接入网关;
所述接入网关,包括:
第二接收模块,用于接收所述DHCP release消息;
释放模块,用于对所述分组数据网络标识对应的分组数据网络之间的连接进行释放。
13.一种传递分组数据网络标识信息的方法,其特征在于,该方法包括:
终端接收到接入网关发送的可扩展鉴权协议EAP请求消息后,返回EAP响应消息,该响应消息中包含分组数据网络标识;
执行EAP认证,当认证通过时,所述分组数据网络标识对应的分组数据网关为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述EAP响应消息的类型为身份类型identity,或接入点名类型APN。
15.一种传递分组数据网络标识信息的系统,其特征在于,该系统包括:
终端,用于接收到EAP请求消息后,返回EAP响应消息,该响应消息中包含分组数据网络标识;
接入网关,用于将所述EAP请求消息发送给所述终端;
所述分组数据网络标识对应的分组数据网关,用于当EAP认证通过时,为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
16.如权利要求15所述的系统,其特征在于,所述EAP响应消息的类型为identity,或APN。
17.一种传递分组数据网络标识信息的方法,其特征在于,该方法包括:
终端利用已存在的IP安全隧道IPSec发起快速重鉴权,将分组数据网络标识通过因特网键交换协议传递到分组数据网关;
所述分组数据网关将接收到的分组数据网络标识发送给认证服务器,当该认证服务器确定该分组数据网络标识未曾激活时,为所述终端分配家乡代理;
所述家乡代理为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,将已激活的分组数据网络标识去活,包括:
终端发起信息请求消息,若该消息中包含删除负载,则去活所有的分组数据网络标识;若该消息中包含删除负载和身份负载,则去活该身份负载对应的分组数据网络标识。
19.如权利要求17所述的方法,其特征在于,
所述认证服务器将接收到的分组数据网络标识与已激活的分组数据网络标识进行比较,当已激活的分组数据网络标识中不包含所述接收到的分组数据网络标识时,确定该分组数据网络标识未曾激活。
20.一种传递分组数据网络标识信息的系统,其特征在于,该系统包括:
终端,用于利用已存在的IPSec隧道发起快速重鉴权,通过因特网键交换协议发送分组数据网络标识;
分组数据网关,用于将接收到的所述分组数据网络标识发送;
认证服务器,用于当确定所述分组数据网络标识未曾激活时,为所述终端分配家乡代理;
所述家乡代理,用于为所述终端分配所述分组数据网络标识对应的网络的家乡地址。
21.如权利要求20所述的系统,其特征在于,若所述终端发起的信息请求消息中包含删除负载,则
所述分组数据网关,用于去活所有的分组数据网络标识;
若所述终端发起的信息请求消息中包含删除负载和身份负载,则
所述分组数据网关,用于去活所述身份负载对应的分组数据网络标识。
22.如权利要求20所述的系统,其特征在于,所述认证服务器,包括:
比较模块,用于将接收到的分组数据网络标识与已激活的分组数据网络标识进行比较;
确定模块,用于当比较结果为已激活的分组数据网络标识中不包含所述接收到的分组数据网络标识时,确定该分组数据网络标识未激活。
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