CN101420792B - 网关锚点分配方法、网络侧设备及用户终端 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种网关锚点分配方法,包括:网络侧设备接收用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息;在接收所述消息后获取网关锚点地址;向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息。相应的,本发明实施例提供一种网络侧设备,包括:接收单元,用于接收用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息;处理单元,用于在所述接收单元接收所述消息后获取网关锚点地址;发送单元,用于向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息。本发明实施例还提供一种用户终端。本发明实施例技术方案能够解决支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构中的网关锚点分配问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,具体涉及一种网关锚点分配方法、网络侧设备及用户终端。
背景技术
第三代合作伙伴计划3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)网络由无线接入网和核心网组成。其中,核心网主要包括3GPP接入网关和业务网关,接入网关负责用户终端UE的移动性管理,为用户终端分配用户临时身份标识、实现安全功能等;业务网关作为连接外部网络的网关,用于实现基于策略的管理,基于用户的数据包过滤、计费、监测和为用户分配IP地址等功能。为了实现网络融合,用户可以通过非3GPP接入系统(例如:无线局域网WLAN(Wireless Local Access Network),微波存取全球互通WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等)接入3GPP网络,当通过WLAN接入3GPP核心网时,3GPP核心网中的分组数据网关用于和WLAN接入的UE之间建立IPsec隧道,为用户分配业务IP地址访问3GPP分组数据网络PDN(Packet Data Network)业务。
请参阅图1,是现有技术通过3GPP接入系统接入网络的业务激活流程图,包括步骤:
步骤101、UE向接入网关发送激活分组数据协议上下文请求消息,消息中携带UE期望访问的PDN信息(其中包括接入点名称APN(Access PointName));
步骤102、接入网关根据PDN信息并通过DNS(Domain Name Server,域名服务器)查询过程查找业务网关地址,并根据业务网关地址向业务网关发送创建分组数据协议上下文请求消息;
步骤103、业务网关收到所述消息后,根据PDN信息从对应的地址池中取出一个IP地址分配给UE作为业务IP地址,并携带在创建的分组数据协议上下文响应消息中发送给接入网关;
步骤104、接入网关收到所述消息后向UE发送激活分组数据协议上下文响应消息,消息中携带业务网关分配给UE的业务IP地址。
UE根据得到的业务IP地址访问3GPP PDN业务。
请参阅图2,是现有技术通过非3GPP接入系统接入网络的业务激活流程图,包括步骤:
步骤201、UE获得本地WLAN接入网络分配的本地IP地址;
可选的,该步骤中UE可以和WLAN接入网、认证授权计费服务器AAA(Authority,Authentication,Accounting)Server之间执行接入认证授权过程,也可以在后续步骤再执行认证和授权过程。
步骤202、UE发起DNS查询,获得与要访问的分组数据网络PDN对应的分组数据网关地址;
步骤203、UE和分组数据网关之间执行网络密钥交换协议IKE(InternetKey Exchange)初始化流程;
步骤204、UE发送IKE认证请求消息给分组数据网关,消息中携带期望访问的PDN信息,要求获取一个分组数据网关分配的业务IP地址;
步骤205、UE和分组数据网关之间执行IPsec隧道建立流程,其中需要和3GPP AAA Server之间执行对UE的认证和授权;
步骤206、分组数据网关给UE分配业务IP地址,并通过IKE认证响应消息返回给UE。
UE根据得到的业务IP地址访问3GPP PDN业务。
上述两个流程是现有技术分别通过3GPP接入系统和非3GPP接入系统接入网络的业务激活流程。目前已经出现一种用于支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构。
请参阅图3,是现有技术用于支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构示意图。图3中包括3GPP无线接入网络和非3GPP无线接入网络、3GPP核心网络、PDN网络。其中,非3GPP无线接入网络包括非3GPP接入网关;3GPP核心网络包括接入网关、业务网关、分组数据网关和网关锚点。网关锚点作为不同接入系统的用户面锚点,具有家乡代理的功能,网关锚点和用户终端之间建立移动IP隧道,用于将用户终端和PDN网络进行连接,实现用户终端访问PDN网络。对于支持不同接入系统下移动业务而言,最终用于访问外部PDN网络的业务IP地址由网关锚点分配。如果异构接入系统之间切换,需要保证切换前后使用的网关锚点不变。UE在完成创建分组数据协议上下文过程或完成IPsec隧道建立后,再发起向网关锚点的移动IP协议MIP(MobileInternet Protocol)注册,这样就在UE和网关锚点之间建立了MIP隧道。如果使用MIPv6协议建立MIP隧道,该架构下,业务网关和分组数据网关分配给UE的业务IP地址不再用于进行业务,而作为转交地址携带在MIP注册消息中发给网关锚点(家乡代理),网关锚点再为UE分配一个业务IP地址,并建立一个该业务IP地址和之前的转交地址之间的绑定关联,对下行数据包进行封装。
在对现有技术的研究和实践过程中,发明人发现现有技术存在以下问题:UE在访问PDN网络时需要获取网关锚点的地址,目前标准中没有给出上述架构下的网关锚点分配方法,即没有给出如何获取网关锚点地址的具体方式。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种网关锚点分配方法、网络侧设备及用户终端,能够解决支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构中的网关锚点分配问题。
为解决上述技术问题,本发明所提供的实施例是通过以下技术方案实现的:
本发明实施例提供一种网关锚点分配方法,包括:网络侧设备接收用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息;在接收所述消息后获取网关锚点地址;向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息。
本发明实施例提供一种网络侧设备,包括:接收单元,用于接收用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息;处理单元,用于在所述接收单元接收所述消息后获取网关锚点地址;发送单元,用于向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息。
本发明实施例提供一种用户终端,包括:接收单元,用于接收网络侧设备发送的含有网关锚点地址、业务IP地址和网络掩码的消息;访问单元,用于根据接收单元接收的消息中的所述业务IP地址和网络掩码判断所述业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网时,通过所述业务IP地址访问分组数据网络。
上述技术方案可以看出,本发明实施例的技术方案是网络侧设备接收用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息后,在接收所述消息后获取网关锚点地址;向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息,从而利用原有的业务激活流程就能获取网关锚点地址,解决了支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构中的网关锚点分配问题。
附图说明
图1是现有技术通过3GPP接入系统接入网络的业务激活流程图;
图2是现有技术通过非3GPP接入系统接入网络的业务激活流程图;
图3是现有技术用于支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构示意图;
图4是现有技术协议配置选项信元格式示意图;
图5是现有技术配置选项信元格式示意图;
图6是本发明实施例一通过3GPP接入系统接入时在业务激活过程中由业务网关分配网关锚点地址的流程图;
图7是本发明实施例二通过非3GPP接入系统接入时在业务激活过程中由分组数据网关分配网关锚点地址的流程图;
图8是本发明实施例三通过3GPP接入系统接入时并且网关锚点和业务网关合一设置时在业务激活过程中由业务网关分配网关锚点地址的流程图;
图9是本发明实施例四通过非3GPP接入系统接入时并且网关锚点和分组数据网关合一设置时在业务激活过程中由分组数据网关分配网关锚点地址的流程图;
图10是本发明实施例五通过3GPP接入系统接入时,在业务激活过程中由接入网关分配网关锚点地址的流程图;
图11是本发明实施例六通过3GPP接入系统接入时,在业务激活过程中由3GPP AAA Server分配网关锚点地址的流程图;
图12是本发明实施例网络侧设备结构示意图;
图13是本发明实施例用户终端结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种网关锚点分配方法,用于解决支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构中的网关锚点分配问题。
以下结合附图详细介绍本发明实施例网关锚点分配方法。
请参阅图6,是本发明实施例一通过3GPP接入系统接入时在业务激活过程中由业务网关分配网关锚点地址的流程图。
该实施例中,业务网关获取网关锚点地址包括两种方式,一是业务网关上预先配置网关锚点地址;二是业务网关通过DNS查询过程获取网关锚点地址,例如通过扩展PDN信息进行DNS查询。而对于UE请求网关锚点地址及该网关锚点地址的传递,也可以有两种方式,一是新增信元,二是对原有的协议配置选项PCO(Protocol Configuration Options)信元进行扩展。
步骤601、UE向接入网关发送激活分组数据协议上下文请求消息,消息中携带UE期望访问的PDN信息(其中包括接入点名称APN)和获取网关锚点地址的请求;
该步骤中涉及对现有消息信元的扩展。图1现有技术通过3GPP接入系统接入网络的业务激活流程中,UE可以在消息中携带一个协议配置选项PCO(Protocol Configuration Options)信元向业务网关请求一个与分组数据协议上下文无关的参数,业务网关在该信元中填上UE请求的参数并传递给UE。请参阅图4,是现有技术协议配置选项信元格式示意图。其中,包括信元类型Type、信元长度Length和协议配置Protocol Configuration。协议配置ProtocolConfiguration部分包括多个容器Container,每个Container由一个Container ID进行标识,用于表示请求一个特定的信息。例如,Container ID为3表示请求分配一个域名服务器地址。
本发明实施例中UE在激活分组数据协议上下文请求消息中携带协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元,在该信元的协议配置ProtocolConfiguration部分增加一个容器Container及Container ID,Container ID对应请求网关锚点地址。
如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于表示请求网关锚点地址。
步骤602、接入网关根据PDN信息并通过DNS查询过程查找业务网关地址,并根据业务网关地址向业务网关发送创建分组数据协议上下文请求消息;
该创建分组数据协议上下文请求消息中含有UE获取网关锚点地址的请求,即携带有增加Container及Container ID后的协议配置选项信元,或者是携带上述步骤新增的表示请求网关锚点地址的新增信元。
步骤603、业务网关收到请求消息后,为UE分配网关锚点地址和IP地址(转交地址);
该步骤中,业务网关为UE分配网关锚点地址,该网关锚点地址可以是业务网关预先配置,也可以是通过DNS查询过程从域名服务器上获取。
如果业务网关预先配置接入点名称APN和网关锚点的对应关系,则业务网关含有网关锚点地址,可以直接为UE分配对应的网关锚点地址。
如果业务网关没有预配置网关锚点地址,可以在APN后添加网关锚点的描述(如APN.HA等,通过添加标识表示对应网关锚点地址),向域名服务器发起DNS请求,请求获取网关锚点地址。此时,添加的网关锚点的描述是和域名服务器预先约定。域名服务器根据该描述,则可以知道需要下发的是网关锚点地址而不是业务网关地址,从而避免了因为使用相同的APN,域名服务器返回相同结果(业务网关地址)。
步骤604、业务网关将网关锚点地址和IP地址通过创建的分组数据协议上下文响应消息发送给接入网关;
业务网关为UE分配网关锚点地址后,在响应消息中携带协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元,在该信元的协议配置ProtocolConfiguration部分增加一个Container及Container ID,用于返回网关锚点地址。如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于返回网关锚点地址。
步骤605、接入网关收到所述消息后向UE发送激活分组数据协议上下文响应消息,消息中携带业务网关分配给UE的IP地址(转交地址)和网关锚点地址。
当UE获得网关锚点地址后,就可以向指定的网关锚点发起MIP注册过程,并在注册后根据网关锚点分配的业务IP地址访问PDN网络。
请参阅图7,是本发明实施例二通过非3GPP接入系统接入时在业务激活过程中由分组数据网关分配网关锚点地址的流程图。
该实施例中,分组数据网关获取网关锚点地址包括两种方式,一是分组数据网关上预先配置网关锚点地址;二是分组数据网关通过DNS查询过程获取网关锚点地址,例如通过扩展PDN信息进行DNS查询。而对于UE请求网关锚点地址及该网关锚点地址的传递,也可以有两种方式,一是新增信元,二是对原有的配置选项CP(Configuration Payload)信元进行扩展。
步骤701、UE获得本地WLAN接入网络分配的本地IP地址;
可选的,该步骤中UE可以和WLAN接入网,3GPP AAA Server之间执行接入认证授权过程,也可以在后续步骤再执行认证和授权过程。
步骤702、UE发起DNS查询(W-APN),获得与要访问的PDN网络对应的分组数据网关地址;
步骤703、UE和分组数据网关之间执行IKE初始化流程;
步骤704、UE发送IKE认证请求消息给分组数据网关,消息中携带期望访问的PDN信息,请求获取一个分组数据网关分配的业务IP地址和请求网关锚点地址;
该步骤中涉及对现有消息信元的扩展。图2现有技术通过非3GPP接入系统接入网络的业务激活流程中,在第二版网络密钥交换协议IKEv2的请求、响应消息中,可以携带配置选项CP(Configuration Payload)信元,用于为用户终端配置一些基本网络的信息,例如内部IP地址、动态主机配置协议DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)服务器地址、域名服务器地址等等。配置方式可以是响应/请求、设置/应答模式,用配置操作类型CFG Type表示。请参阅图5,是现有技术配置选项信元格式示意图。其中主要含有:下一个选项类型Next Payload、选项长度Payload Length、配置操作类型CFG Type(值为1表示“请求(CFG_REQUEST)”,值为2表示“响应(CFG_REPLY)”,值为3表示“设置(CFG_SET)”,值为4表示“应答(CFG_ACK)”)、配置属性Configuration Attributes(用于携带各个配置的具体数据)。配置属性Configuration Attributes中包括:配置数据类型Attribute Type、配置数据长度Length、配置数据值Value。对于Attribute Type,例如,值为1表示“内部IPv4地址(INTERNAL_IP4_ADDRESS)”;值为6表示“IPv4 DHCP服务器地址(INTERNAL_IP4_DHCP)”等。
本发明实施例中,UE在IKE认证请求消息中携带配置选项(ConfigurationPayload)信元,在该信元增加一个配置属性(Configuration Attributes),其中的配置数据类型Attribute Type为网关锚点地址Anchor Address,用于表示请求网关锚点地址。
如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于表示请求网关锚点地址。
步骤705、UE和分组数据网关之间执行IPsec隧道建立流程,其中需要和3GPP AAA Server之间执行对UE的认证和授权;
步骤706、分组数据网关为UE分配业务IP地址的同时分配网关锚点地址;
该步骤中,分组数据网关为UE分配网关锚点地址,该网关锚点地址可以是分组数据网关预先配置,也可以是通过DNS查询过程从域名服务器上获取。
如果分组数据网关预先配置接入点名称APN和网关锚点的对应关系,则分组数据网关含有网关锚点地址,可以直接为UE分配对应的网关锚点地址。
如果分组数据网关没有预配置网关锚点地址,可以在APN后添加网关锚点的描述(如APN.HA等,通过添加标识表示对应网关锚点地址),向域名服务器发起DNS请求,请求获取网关锚点地址。此时,添加的网关锚点的描述是和域名服务器预先约定。域名服务器根据该描述,则可以知道需要下发的是网关锚点地址而不是分组数据网关地址,从而避免了因为使用相同的APN,域名服务器返回相同结果(分组数据网关地址)。
步骤707、分组数据网关在IKE认证响应消息中携带业务IP地址和网关锚点地址返回给UE。
分组数据网关为UE分配网关锚点地址后,在响应消息中携带配置选项(Configuration Payload)信元,在该信元增加一个配置属性(ConfigurationAttributes),其中的配置数据类型Attribute Type为网关锚点地址AnchorAddress,用于返回网关锚点地址。如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于返回网关锚点地址。
当UE获得网关锚点地址后,就可以向指定的网关锚点发起MIP注册过程,并在注册后根据网关锚点分配的业务IP地址访问PDN网络。
请参阅图8,是本发明实施例三通过3GPP接入系统接入时并且网关锚点和业务网关合一设置时在业务激活过程中由业务网关分配网关锚点地址的流程图。
该实施例中,因为网关锚点和业务网关合一设置,所以网关锚点地址也就是业务网关地址,业务网关可以直接为UE分配网关锚点地址。而对于UE请求网关锚点地址及该网关锚点地址的传递,也可以有两种方式,一是新增信元,二是对原有的协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元进行扩展。
步骤801、UE向接入网关发送激活分组数据协议上下文请求消息,消息中携带UE期望访问的PDN信息(其中包括接入点名称APN)和获取网关锚点地址的请求;
该步骤中涉及对现有消息信元的扩展,对现有消息信元的描述可参阅前面实施例一的描述。
UE在该消息中携带协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元,在该信元的协议配置Protocol Configuration部分增加一个容器Container及Container ID,Container ID对应请求网关锚点地址。
如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于表示请求网关锚点地址。
步骤802、接入网关根据PDN信息并通过DNS查询过程查找业务网关地址,并根据业务网关地址向业务网关发送创建分组数据协议上下文请求消息;
该请求消息中含有获取锚网关地址的请求,即携带有增加Container及Container ID后的协议配置选项信元,或者是携带上述步骤新增的表示请求网关锚点地址的新增信元。
步骤803、业务网关收到请求消息后,为UE分配业务IP地址和网关锚点地址,并通过创建的分组数据协议上下文响应消息携带业务IP地址和网络掩码以及网关锚点地址发送给接入网关;
因为该业务网关和网关锚点合一设置,网关锚点地址也就是业务网关地址。业务网关从该PDN信息对应的地址池中取出一个业务IP地址分配给UE,并创建分组数据协议上下文响应消息,在该消息携带业务IP地址和网络掩码,并携带网关锚点地址(即业务网关的地址)发送给接入网关;
业务网关为UE分配网关锚点地址后,在响应消息中携带协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元,在该信元的协议配置ProtocolConfiguration部分增加一个Container及Container ID,用于返回网关锚点地址。如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于返回网关锚点地址。
步骤804、接入网关收到所述消息后向UE发送激活分组数据协议上下文响应消息,消息中携带业务网关分配给UE的业务IP地址、网络掩码、网关锚点地址。
步骤805、UE收到后,通过将业务IP地址和网络掩码进行运算,判断出该业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网,不需再向网关锚点发起MIP注册过程。
UE通过将业务IP地址和网络掩码进行运算,可以得到主机所属的网络前缀信息,从而判断若干主机是否在一个子网。通过这种机制,用户终端可以发现由于该业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网,因而判断自己就在家乡网络,不需要再向网关锚点发起MIP注册过程,并可以通过该业务IP地址访问PDN网络。
请参阅图9,是本发明实施例四通过非3GPP接入系统接入时并且网关锚点和分组数据网关合一设置时在业务激活过程中由分组数据网关分配网关锚点地址的流程图。
该实施例中,因为网关锚点和分组数据网关合一设置,所以网关锚点地址也就是分组数据网关地址,分组数据网关可以直接为UE分配网关锚点地址。而对于UE请求网关锚点地址及该网关锚点地址的传递,也可以有两种方式,一是新增信元,二是对原有的配置选项(Configuration Payload)信元进行扩展。
步骤901、UE获得本地WLAN接入网络分配的本地IP地址;
可选的,该步骤中UE可以和WLAN接入网,3GPP AAA Server之间执行接入认证授权过程,也可以在后续步骤再执行认证和授权过程。
步骤902、UE发起DNS查询(W-APN),获得与要访问的PDN网络对应的分组数据网关地址;
步骤903、UE和分组数据网关之间执行IKE初始化流程;
步骤904、UE发送IKE认证请求消息给分组数据网关,消息中携带期望访问的PDN信息,请求获取一个分组数据网关分配的业务IP地址和网关锚点地址;
该步骤中涉及对现有消息信元的扩展,对现有消息信元的描述可参阅前面实施例二的描述。
UE在该IKE消息中携带配置选项(Configuration Payload)信元,在该信元增加一个配置属性(Configuration Attributes),其中的配置数据类型AttributeType为锚网关地址Anchor Address,用于表示请求网关锚点地址。
如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于表示请求网关锚点地址。
步骤905、UE和分组数据网关之间执行IPsec隧道建立流程,其中需要和3GPP AAA Server之间执行对UE的认证和授权;
步骤906、分组数据网关收到请求消息后,为UE分配业务IP地址和网关锚点地址,并通过创建的分组数据协议上下文响应消息携带业务IP地址和网络掩码以及网关锚点地址发送给UE;
因为该分组数据网关和网关锚点合一设置,网关锚点地址也就是分组数据网关地址。分组数据网关为UE分配网关锚点地址后,在响应消息中携带配置选项(Configuration Payload)信元,在该信元增加一个配置属性(Configuration Attributes),其中的配置数据类型Attribute Type为锚网关地址Anchor Address,用于返回网关锚点地址。如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于返回网关锚点地址。
分组数据网关从该PDN信息对应的地址池中取出一个业务IP地址分配给UE,并在IKE认证响应消息中携带该业务IP地址和网络掩码,并携带网关锚点地址(即分组数据网关的地址)发送给UE;
步骤907、UE收到后,通过将业务IP地址和网络掩码进行运算,判断出该业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网,不需再向网关锚点发起MIP注册过程。
UE通过将业务IP地址和网络掩码进行运算,可以得到主机所属的网络前缀信息,从而判断若干主机是否在一个子网。通过这种机制,用户终端可以发现由于该业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网,因而判断自己就在家乡网络,不需要再向网关锚点发起MIP注册过程,并可以通过该业务IP地址访问PDN网络。
请参阅图10,是本发明实施例五通过3GPP接入系统接入时,在业务激活过程中由接入网关分配网关锚点地址的流程图。
该实施例中,接入网关获取网关锚点地址包括两种方式,一是接入网关上预先配置网关锚点地址;二是接入网关通过特殊DNS查询过程获取网关锚点地址,例如通过扩展PDN信息进行DNS查询。而对于UE请求网关锚点地址及该网关锚点地址的传递,也可以有两种方式,一是新增信元,二是对原有的协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元进行扩展。
步骤1001、UE向接入网关发送激活分组数据协议上下文请求消息,消息中携带UE期望访问的PDN信息(其中包括接入点名称APN)和获取网关锚点地址的请求;
该步骤中涉及对现有消息信元的扩展,对现有消息信元的描述可参阅前面实施例一的描述。
UE在该消息中携带协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元,在该信元的协议配置Protocol Configuration部分增加一个容器Container及Container ID,Container ID对应请求网关锚点地址。
如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于表示请求网关锚点地址。
步骤1002、接入网关根据PDN信息并通过DNS查询过程查找业务网关地址,并根据业务网关地址向业务网关发送创建分组数据协议上下文请求消息;
步骤1003、业务网关收到请求消息后,为UE分配业务IP地址(转交地址),并创建分组数据协议上下文响应消息携带业务IP地址发送给接入网关;
步骤1004、接入网关根据UE发送的激活分组数据协议上下文请求消息为UE分配网关锚点地址;
该步骤中,接入网关为UE分配网关锚点地址,该网关锚点地址可以是接入网关预先配置,也可以是通过扩展PDN信息(APN)进行DNS查询过程从域名服务器上获取。
如果接入网关预先配置接入点名称APN和网关锚点的对应关系,则接入网关含有网关锚点地址,可以直接为UE分配对应的网关锚点地址。
如果接入网关没有预配置网关锚点地址,可以在APN后添加网关锚点的描述(如APN.HA等,通过添加标识表示对应网关锚点地址),向域名服务器发起DNS请求,请求获取网关锚点地址。此时,添加的网关锚点的描述是和域名服务器预先约定。域名服务器根据该描述,则可以知道需要下发的是网关锚点地址而不是业务网关地址,从而避免了因为使用相同的APN,域名服务器返回相同结果(业务网关地址)。
需要说明的是,步骤1004与步骤1002、1003没有必然的顺序关系。
步骤1005、接入网关收到业务网关发送的分组数据协议上下文响应消息后,向UE发送激活分组数据协议上下文响应消息,消息中携带接入网关分配的网关锚点地址和业务网关分配的业务IP地址(转交地址);
接入网关为UE分配网关锚点地址后,在响应消息中携带协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元,在该信元的协议配置ProtocolConfiguration部分增加一个Container及Container ID,用于返回网关锚点地址。如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于返回网关锚点地址。
当UE获得网关锚点地址后,就可以向指定的网关锚点发起MIP注册过程,并在注册后根据网关锚点分配的业务IP地址访问PDN网络。
请参阅图11,是本发明实施例六通过3GPP接入系统接入时,在业务激活过程中由3GPP AAA Server分配网关锚点地址的流程图。
该实施例中,3GPP AAA Server获取网关锚点地址包括两种方式,一是3GPP AAA Server上预先配置网关锚点地址;二是3GPP AAA Server通过DNS查询过程获取网关锚点地址,例如通过扩展PDN信息进行DNS查询。而对于UE请求网关锚点地址及该网关锚点地址的传递,也可以有两种方式,一是新增信元,二是对原有的配置选项(Configuration Payload)信元进行扩展。
步骤1101、UE获得本地WLAN接入网络分配的本地IP地址;
可选的,该步骤中UE可以和WLAN接入网,3GPP AAA Server之间执行接入认证授权过程,也可以在后续步骤再执行认证和授权过程。
步骤1102、UE发起DNS查询(W-APN),获得与要访问的PDN网络对应的分组数据网关地址;
步骤1103、UE和分组数据网关之间执行IKE初始化流程;
步骤1104、UE发送IKE认证请求消息给分组数据网关,消息中携带期望访问的PDN信息,要求获取一个分组数据网关分配的业务IP地址;
步骤1105、UE和分组数据网关之间执行IPsec隧道建立流程,其中需要和3GPP AAA Server之间执行对UE的认证和授权;该过程中由3GPP AAAServer分配一个网关锚点地址并携带给分组数据网关;
该步骤中涉及对现有消息信元的扩展,对现有消息信元的描述可参阅前面实施例二的描述。
认证时,UE在IKE认证请求消息中携带配置选项(Configuration Payload)信元,在该信元增加一个配置属性(Configuration Attributes),其中的配置数据类型Attribute Type为网关锚点地址Anchor Address,用于表示请求网关锚点地址。如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于表示请求网关锚点地址。
3GPP AAA Server接收UE发送的请求后,为UE分配网关锚点地址。该网关锚点地址可以是3GPP AAA Server预先配置,也可以是通过DNS查询过程从域名服务器上获取。
如果3GPP AAA Server预先配置接入点名称APN和网关锚点的对应关系,则3GPP AAA Server含有网关锚点地址,可以直接为UE分配对应的网关锚点地址。
如果3GPP AAA Server没有预配置网关锚点地址,可以在APN后添加网关锚点的描述(如APN.HA等,通过添加标识表示对应网关锚点地址),向域名服务器发起DNS请求,请求获取网关锚点地址。此时,添加的网关锚点的描述是和域名服务器预先约定。域名服务器根据该描述,则可以知道需要下发的是网关锚点地址而不是分组数据网关地址,从而避免了因为使用相同的APN,域名服务器返回相同结果(分组数据网关地址)。
3GPP AAA Server为UE分配网关锚点地址后,在响应消息中携带配置选项(Configuration Payload)信元,在该信元增加一个配置属性(ConfigurationAttributes),其中的配置数据类型Attribute Type为网关锚点地址AnchorAddress,用于返回网关锚点地址。如果是新增信元方式,则直接在消息中携带一个新增信元用于返回网关锚点地址。
步骤1106、分组数据网关给UE分配业务IP地址,在IKE认证响应消息中携带业务IP地址和3GPP AAA Server分配的网关锚点地址返回给UE。
当UE获得网关锚点地址后,就可以向指定的网关锚点发起MIP注册过程,并在注册后根据网关锚点分配的业务IP地址访问PDN网络。
上述内容详细介绍了本发明实施例网关锚点分配的方法,相应的,本发明实施例提供一种网络侧设备和用户终端。
请参阅图12,是本发明实施例网络侧设备结构示意图。
如图12所示,网络侧设备包括:接收单元1201、处理单元1202和发送单元1203。
接收单元1201,用于接收用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息。
处理单元1202,用于在所述接收单元1201接收所述消息后获取网关锚点地址。
发送单元1203,用于向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息。
所述处理单元1202包括:配置单元12021和查找单元12022。
配置单元12021,用于预先配置接入点名称和网关锚点地址的对应关系。
查找单元12022,用于查找网关锚点地址;所述接收单元1201接收的消息进一步含有接入点名称,所述查找单元12022根据所述接收单元1201接收的消息中含有的接入点名称查找到对应的网关锚点地址。
所述处理单元1202还可以包括:查询单元12023和查询结果接收单元12024。
查询单元12023,用于向域名服务器查询网关锚点地址;所述接收单元1201接收的消息进一步含有接入点名称,所述查询单元12023根据所述接收单元1201接收的消息中含有的接入点名称向域名服务器发送包含接入点名称和网关锚点地址描述标识的请求消息。
查询结果接收单元12024,用于接收所述域名服务器返回的网关锚点地址。
处理单元1202没有预先配置接入点名称和网关锚点地址的对应关系时,查询单元12023向域名服务器发送包含接入点名称和网关锚点地址描述标识的请求消息,具体可以在APN后添加网关锚点的描述(如APN.HA等,通过添加标识表示对应网关锚点地址),向域名服务器发起DNS请求,请求获取网关锚点地址。此时,添加的网关锚点的描述是和域名服务器预先约定。域名服务器根据该描述,则可以知道需要下发的是网关锚点地址,并将对应的网关锚点地址返回给查询结果接收单元12024。
当接收单元1201接收的所述用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息通过新增的信元表示请求网关锚点地址时,所述发送单元1203向用户终端返回含有通过新增的信元携带获取的网关锚点地址的消息。
当接收单元1201接收的所述用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息通过在原有信元中扩展参数表示请求网关锚点地址时,所述发送单元1203向用户终端返回含有通过在原有信元中扩展参数携带获取的网关锚点地址的消息。例如用户终端在发送的消息中携带协议配置选项(Protocol ConfigurationOptions)信元,在该信元的协议配置Protocol Configuration部分增加一个容器Container及Container ID,Container ID对应请求网关锚点地址。网络侧设备的发送单元1203在向用户终端返回的响应消息中携带协议配置选项(Protocol Configuration Options)信元,在该信元的协议配置ProtocolConfiguration部分增加一个Container及Container ID,用于返回网关锚点地址。或者,用户终端在IKE认证请求消息中携带配置选项(ConfigurationPayload)信元,在该信元增加一个配置属性(Configuration Attributes),其中的配置数据类型Attribute Type为网关锚点地址Anchor Address,用于表示请求网关锚点地址。网络侧设备的发送单元1203在向用户终端返回的响应消息中携带配置选项(Configuration Payload)信元,在该信元增加一个配置属性(Configuration Attributes),其中的配置数据类型Attribute Type为网关锚点地址Anchor Address,用于返回网关锚点地址。
所述网络侧设备可以为业务网关、分组数据网关、接入网关或认证授权计费AAA服务器。
当所述网络侧设备为业务网关或分组数据网关时,若网络侧设备和网关锚点合一设置,因为该网络侧设备和网关锚点合一设置,网关锚点地址也就是网络侧设备地址,网络侧设备可以直接为用户终端分配网关锚点地址,并且所述网络侧设备的发送单元1203向所述用户终端返回的消息中进一步含有为用户终端分配的业务IP地址和网络掩码。用户终端接收返回的消息后,根据所述业务IP地址和网络掩码运算得到网络前缀信息,根据所述网络前缀信息判断所述业务IP地址和网关锚点地址是否属于同一子网。如果判断业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网,则表明用户终端就在家乡网络,因此不需要再向网关锚点发起MIP注册过程,并可以通过该业务IP地址访问PDN网络。
请参阅图13,是本发明实施例用户终端结构示意图。
如图13所示,用户终端包括:接收单元1301和访问单元1302。
接收单元1301,用于接收网络侧设备发送的含有网关锚点地址、业务IP地址和网络掩码的消息。
访问单元1302,用于根据接收单元1301接收的消息中的所述业务IP地址和网络掩码判断所述业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网时,通过所述业务IP地址访问分组数据网络。具体为:访问单元1302根据接收单元1301接收的消息中的所述业务IP地址和网络掩码运算得到网络前缀信息,根据所述网络前缀信息判断所述业务IP地址和网关锚点地址是否属于同一子网。如果判断业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网,则表明用户终端就在家乡网络,因此不需要再向网关锚点发起MIP注册过程,并可以通过该业务IP地址访问分组数据网络。
综上所述,本发明实施例的技术方案是网络侧设备接收用户终端发送的含有请求网关锚点地址的消息后,在接收所述消息后获取网关锚点地址;向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息,从而利用原有的业务激活流程就能获取网关锚点地址,解决了支持异构接入系统之间移动性管理的网络架构中的网关锚点分配问题。
进一步的,本发明实施例技术方案中用户终端发送的消息进一步含有接入点名称,所述根据接收的消息获取网关锚点地址可以是:网络侧设备预先配置接入点名称和网关锚点地址的对应关系,根据所述用户终端发送的消息中含有的接入点名称查找到对应的网关锚点地址;也可以是:网络侧设备根据所述用户终端发送的消息中含有的接入点名称向域名服务器发送包含接入点名称和网关锚点地址描述标识的请求消息,接收所述域名服务器返回的网关锚点地址。
进一步的,本发明实施例技术方案在请求和传递网关锚点地址的过程中可以通过新增的信元表示请求网关锚点地址和返回网关锚点地址,也可以通过在原有信元中扩展参数表示请求网关锚点地址和返回网关锚点地址。
更进一步的,所述网络侧设备为业务网关或分组数据网关时,若网络侧设备和网关锚点合一设置,则向所述用户终端返回的消息中可以进一步含有业务IP地址和网络掩码;这样所述用户终端接收返回的消息后,根据所述业务IP地址和网络掩码运算得到网络前缀信息,根据所述网络前缀信息判断所述业务IP地址和网关锚点地址是属于同一子网时,就不需要再向网关锚点发起MIP注册过程。
以上对本发明实施例所提供的一种网关锚点分配方法、网络侧设备及用户终端进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种网关锚点分配方法,其特征在于,包括:
网络侧设备接收用户终端在业务激活过程中发送的含有请求网关锚点地址的消息;
在接收所述消息后获取网关锚点地址;
向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息;
其中,所述含有请求网关锚点地址的消息通过新增的信元表示请求网关锚点地址,所述含有所述获取的网关锚点地址的消息通过新增的信元携带网关锚点地址;或
所述含有请求网关锚点地址的消息通过在原有信元中扩展参数表示请求网关锚点地址,所述含有所述获取的网关锚点地址的消息通过在原有信元中扩展参数携带网关锚点地址。
2.根据权利要求1所述的网关锚点分配方法,其特征在于:
所述用户终端发送的消息进一步含有接入点名称;相应的,
所述在接收所述消息后获取网关锚点地址具体为:
网络侧设备预先配置接入点名称和网关锚点地址的对应关系,根据所述用户终端发送的消息中含有的接入点名称查找到对应的网关锚点地址。
3.根据权利要求1所述的网关锚点分配方法,其特征在于:
所述用户终端发送的消息进一步含有接入点名称;相应的,
所述在接收所述消息后获取网关锚点地址具体为:
网络侧设备根据所述用户终端发送的消息中含有的接入点名称向域名服务器发送包含接入点名称和网关锚点地址描述标识的请求消息,接收所述域名服务器返回的网关锚点地址。
4.根据权利要求1所述的网关锚点分配方法,其特征在于:
所述在原有信元中扩展参数具体为:
在协议配置选项信元的协议配置部分增加容器,容器标识对应网关锚点地址;或者,在配置选项信元增加配置属性,所述配置属性中的配置数据类型为网关锚点地址。
5.根据权利要求1所述的网关锚点分配方法,其特征在于:
所述网络侧设备为业务网关、分组数据网关、接入网关或认证授权计费AAA服务器。
6.根据权利要求1所述的网关锚点分配方法,其特征在于:
所述网络侧设备为业务网关或分组数据网关时,若网络侧设备和网关锚点合一设置,则向所述用户终端返回的消息中进一步含有分配给用户终端的业务IP地址和网络掩码;相应的,
所述用户终端接收返回的消息后,根据所述业务IP地址和网络掩码判断所述业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网时完成与分组数据网络的连接。
7.一种网络侧设备,其特征在于,包括:
接收单元,用于接收用户终端在业务激活过程中发送的含有请求网关锚点地址的消息;
处理单元,用于在所述接收单元接收所述消息后获取网关锚点地址;
发送单元,用于向所述用户终端返回含有所述获取的网关锚点地址的消息;其中,所述含有请求网关锚点地址的消息通过新增的信元表示请求网关锚点地址,所述含有所述获取的网关锚点地址的消息通过新增的信元携带网关锚点地址;或
所述含有请求网关锚点地址的消息通过在原有信元中扩展参数表示请求网关锚点地址,所述含有所述获取的网关锚点地址的消息通过在原有信元中扩展参数携带网关锚点地址。
8.根据权利要求7所述的网络侧设备,其特征在于,所述处理单元包括:
配置单元,用于预先配置接入点名称和网关锚点地址的对应关系;
查找单元,用于查找网关锚点地址;
所述接收单元接收的消息进一步含有接入点名称,所述查找单元根据所述接收单元接收的消息中含有的接入点名称查找到对应的网关锚点地址。
9.根据权利要求7所述的网络侧设备,其特征在于,所述处理单元包括:
查询单元,用于向域名服务器查询网关锚点地址;
所述接收单元接收的消息进一步含有接入点名称,所述查询单元根据所述接收单元接收的消息中含有的接入点名称向域名服务器发送包含接入点名称和网关锚点地址描述标识的请求消息;
查询结果接收单元,用于接收所述域名服务器返回的网关锚点地址。
10.根据权利要求7所述的网络侧设备,其特征在于:
所述网络侧设备为业务网关、分组数据网关、接入网关或认证授权计费AAA服务器。
11.根据权利要求7所述的网络侧设备,其特征在于:
所述网络侧设备为业务网关或分组数据网关时,若网络侧设备和网关锚点合一设置,则所述网络侧设备的发送单元向所述用户终端返回的消息中进一步含有分配给用户终端的业务IP地址和网络掩码。
12.一种用户终端,其特征在于,包括:
接收单元,用于接收网络侧设备在业务激活过程中发送的含有网关锚点地址、业务IP地址和网络掩码的消息;其中,所述消息通过新增的信元携带网关锚点地址或通过在原有信元中扩展参数携带网关锚点地址;
访问单元,用于根据接收单元接收的消息中的所述业务IP地址和网络掩码判断所述业务IP地址和网关锚点地址属于同一子网时,通过所述业务IP地址访问分组数据网络。
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