CN101447917B

CN101447917B - 策略控制方法和装置

Info

Publication number: CN101447917B
Application number: CN2008100836022A
Authority: CN
Inventors: 周晓云; 宗在峰
Original assignee: ZTE Corp
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2028-03-04
Also published as: CN101447917A

Abstract

本发明公开了一种策略控制方法，包括：步骤S302，策略控制和计费规则功能实体设置服务质量策略，并将服务质量策略通知给网关控制功能实体，其中，服务质量策略中包括数据流过滤规则和与数据流过滤规则对应的策略控制规则，数据流过滤规则中至少包括用户设备的家乡地址和转交地址；以及步骤S304，网关控制功能实体根据数据流过滤规则对业务数据流进行检测，并对满足数据流过滤规则的数据流执行相应的策略控制规则以进行策略控制。通过使用本发明，能够有效实现以业务为粒度的策略控制，从而方便了对业务的计费等基于业务的操作。

Description

策略控制方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种策略控制方法和装置。

背景技术

如图1所示，第三代合作伙伴计划(3rd Generation PartnershipProject，3GPP)演进的分组系统(Evolved Packet System，EPS)包括：演进的UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，E-UTRAN)、移动管理单元(Mobility Management Entity，MME)、服务网关(Serving Gateway，S-GW)、数据网络网关(PacketData Network Gateway，PDN GW，即，P-GW)、归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)、3GPP认证授权计费服务器(3GPPAAA服务器)、策略和计费规则功能(Policy and Charging RulesFunction，PCRF)、以及其它支撑节点。

其中，MME负责移动性管理、非接入层信令的处理、用户的移动管理上下文的管理等控制面相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN和PDN GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存。P-GW则是3GPP演进的分组系统(Evolved Packet System，EPS)与PDN网络的边界网关，负责PDN的接入、在EPS与PDN间转发数据等功能。PCRF通过Rx接口与运营商IP业务网络接口，获取业务信息，并且还通过S7/S7a/S7c与网络中的网关设备相连，负责发起IP承载的建立，保证业务数据的QoS，并进行计费控制。

并且，EPS还支持与非3GPP网络的互通。如图1所示，EPS与非3GPP网络的互通通过S2a/b/c接口实现，P-GW作为3GPP与非3GPP网络间的锚点。其中，非3GPP系统被分为可信任非3GPPIP接入和不可信任非3GPP IP接入。可信任非3GPP IP接入可直接通过S2a与P-GW接口；不可信任非3GPP IP接入则需经过ePDG(Evolved Packet Data Gateway，演进的数据网关)与P-GW相连，ePDG与P-GW间的接口为S2b。S2c是UE和P-GW之间的接口，采用DSMIPv6协议提供控制和移动性管理。同时EPS系统支持多PDN接入，即，UE可以通过多个P-GW或者一个P-GW同时接入到多个PDN。

MIPv6(Moblie IPv6)通过对移动节点(Mobile Node，MN)的IPv6转交地址CoA与IPv6家乡地址HoA的绑定来对MN在网络中移动时会话的可达性和连续性提供支持。但是由于IPv6还没有得到广泛的部署，今后很长的一段时间内，IPv4的网络还将大量存在。因此，IPv6的MN往往会移动到不支持IPv6的网络上，这样就必须对MIPv6进行扩展。

DSMIPv6就是一种能够有效解决这种扩展问题的方案，该方案基于客户端(Client-based)的MIP协议，要求移动节点MN和家乡代理(Home Agent)都需要支持DSMIPv6。支持DSMIPv6的MN通过其IPv4/IPv6转交地址和IPv4/IPv6家乡地址的绑定来对其在IPv4或IPv6网络上的移动性提供支持。

在传统的3GPP网络中，策略和计费执行功能(PCEF，Policy andcharging enforcement function)仅存在于P-GW中，PCRF(PolicyControl and Charging Rules Function，策略控制和计费规则功能实体)只要与P-GW接口即可完成所有功能的控制，PCRF与P-GW间通过S7接口(见图1)交换信息。当P-GW与S-GW间的接口基于PMIPv6时，PCEF功能中的策略执行功能部分也存在于S-GW中，称为网关控制功能(GWCF，Gateway Control Function)，比如，承载的绑定功能等，S-GW与PCRF之间通过S7c接口(见图1)交换信息。当通过可信任非3GPP接入系统接入时，可信任非3GPP接入网关中也驻留GWCF。可信任非3GPP接入网关与PCRF之间通过S7a接口(见图1)交换信息。当UE漫游时，S9接口作为归属地PCRF和拜访地PCRF的接口。同时为UE提供业务的AF(Application Function)通过Rx+接口向PCRF发送用于生成PCC(Policy and Charging Control，策略与计费控制)策略的业务信息。

我们考虑当UE通过可信任非3GPP IP接入网，采用DSMIPv6(即，S2c接口)接入EPS的场景。图2为在上述场景下，UE接入EPS进行初始附着时的信令流程图。通过该流程，UE建立了一个到PDN的IP连接。同时在UE和P-GW之间建立了一个DSMIPv6隧道，并且可信任非3GPP接入网关在该隧道上。DSMIPv6隧道里的IP数据包的包头部分，对于下行数据包其目的地地址为UE的CoA；对于上行数据包其源地址为UE的CoA。

在UE进行多PDN接入时，即，UE建立了多个IP-CAN会话，此时，可信任非3GPP接入系统需要为每个IP-CAN会话建立一个或多个无线承载。但是UE对于所有的IP-CAN会话使用相同的CoA，而对不同的IP-CAN会话使用不同的HoA(如图3所示)。其中，控制粒度是UE级别的，此时，仅考虑到CoA的IP五元组的业务数据过滤器在不同的IP-CAN之间会出现重叠现象，而在数据流过滤检测的时候会出现匹配错误或者将一个IP-CAN会话的业务数据流过滤到另外一个IP-CAN会话的承载上的问题。

然而，目前尚未提出能够解决该问题的技术方案。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种策略控制方法和装置，以解决相关技术中不能以业务为粒度进行策略控制的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种策略控制方法，应用于包括策略控制和计费规则功能实体、数据网络网关、网关控制功能实体、归属用户服务器/认证授权计费服务器的演进分组系统。

该方法包括：步骤S302，策略控制和计费规则功能实体设置服务质量策略，并将服务质量策略通知给网关控制功能实体，其中，服务质量策略中包括数据流过滤规则和与数据流过滤规则对应的策略控制规则，数据流过滤规则中至少包括用户设备的家乡地址和转交地址；以及步骤S304，网关控制功能实体根据数据流过滤规则对业务数据流进行检测，并对满足数据流过滤规则的数据流执行相应的策略控制规则以进行策略控制。

其中，在步骤S302之前，可进一步包括：步骤A，在用户设备与数据网络网关建立安全联盟时，由归属用户服务器/认证授权计费服务器对用户设备进行认证和授权，并在认证和授权通过的情况下，允许用户设备进行层3附着和本地地址配置。

另外，在步骤A之后，可进一步包括：用户设备确定执行业务所需接入的数据网络网关；用户设备将家乡地址经由确定的数据网络网关通知给策略控制和计费规则功能实体。

其中，用户设备通过绑定更新消息将家乡地址通知给确定的数据网络网关，确定的数据网络网关通过回话建立指示消息将家乡地址通知给策略控制和计费规则功能实体。

此外，设置的数据流过滤规则包括家乡地址，并进一步包括以下参数中的至少一个：源地址、目的地地址、源端口、目的地端口、下一个头。

具体地，步骤S304可具体为：网关控制功能实体提取在用户设备与多个数据网络网关之间传输的数据包的参数，其中，数据包的参数包括：源地址、目的地地址、源端口、目的地端口、下一个头、和家乡地址；网关控制功能实体将从数据包中提取的参数与数据流过滤规则中的相应参数进行匹配和策略控制；用户设备或多个数据网络网关根据匹配和策略控制的结果发送数据包。

并且，对于不同的业务，数据流过滤规则包含的参数的类型彼此相同或不同。

进一步地，对于不同的业务，针对上行数据包和下行数据包分别设置过滤规则，并且对于每种业务，上行数据包和下行数据的过滤规则包含的参数的类型彼此相同或不同。

根据本发明的另一实施例，提供了一种策略控制装置，应用于包括策略控制和计费规则功能实体、数据网络网关、接入网关、和归属用户服务器/认证授权计费服务器的演进分组系统。

该装置包括：设置模块，位于策略控制和计费规则功能实体，用于设置服务质量策略，并将服务质量策略通知给网关控制功能实体，其中，服务质量策略中包括数据流过滤规则和与数据流过滤规则对应的策略控制规则，数据流过滤规则中至少包括用户设备的家乡地址和转交地址；过滤和执行模块，位于网关控制功能实体，用于根据数据流过滤规则对业务数据流进行检测，并对满足数据流过滤规则的数据流执行相应的策略控制规则以进行策略控制。

其中，由设置模块设置的数据流过滤规则包括家乡地址，并进一步包括以下参数中的至少一个：源地址、目的地地址、源端口、目的地端口、下一个头。

通过本发明的上述技术方案，能够有效实现以业务为粒度的策略控制，从而方便了对业务的计费等基于业务的操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的EPS系统的框图；

图2是根据相关技术的通过可信任非3GPP IP接入系统并采用DSMIPv6协议接入时附着处理的信令流程图；

图3是根据本发明方法实施例的策略控制方法的流程图；

图4是根据本发明方法实施例的方法中PCRF向可信任非3GPP接入网关下发QoS规则的信令流程图；

图5是根据本发明方法实施例的方法中通过可信任非3GPP IP接入系统并采用DSMIPv6协议进行多PDN接入的示意图；以及

图6是根据本发明装置实施例的策略控制装置的框图。

具体实施方式

方法实施例

在本实施例中，提供了一种策略控制方法，应用于包括策略控制和计费规则功能实体(PCRF)、数据网络网关、网关控制功能实体、归属用户服务器/认证授权计费服务器的演进分组系统。

如图3所示，根据本发明实施例的策略控制方法包括：步骤S302，策略控制和计费规则功能实体设置服务质量策略，并将服务质量策略通知给网关控制功能实体，其中，服务质量策略中包括数据流过滤规则和与数据流过滤规则对应的策略控制规则，数据流过滤规则中至少包括用户设备的家乡地址和转交地址；以及步骤S304，网关控制功能实体根据数据流过滤规则对业务数据流进行检测，并对满足数据流过滤规则的数据流执行相应的策略控制规则以进行策略控制。

因此，PCRF如何生成正确的策略控制规则下发给可信任非3GPP接入网关是本发明所要解决的问题。

图4示出了在实际应用中，在通过可信任非3GPP IP接入并采用DSMIPv6协议接入时，PCRF向可信任非3GPP接入网关下发QoS规则的处理过程。如图4所示，具体包括以下处理过程：

402、UE初始特定的层2接入并执行认证过程；

404、认证成功后建立UE和可信任非3GPP接入系统的层3连接，接入网为UE分配本地IP地址作为DSMIPv6的转交地址CoA；

406、可信任非3GPP接入网关向PCRF发送“网关控制会话建立”请求，消息中携带网络接入标识NAI和转交地址CoA；

408、由于此时PCRF不知道UE要接入的PDN信息，所以只能生成基于UE级别控制粒度的业务数据流过滤器及其他策略控制规则，并通过网关控制会话建立确认消息返回给可信任非3GPP接入网关，可信任非3GPP接入网关安装该QoS规则；

410、UE根据APN进行DNS查询获得要接入的P-GW的IP地址，并建立UE和P-GW的安全联盟，UE获得家乡地址HoA；

412、UE向P-GW发送“绑定更新”请求，消息中携带HoA和CoA；

414、P-GW向PCRF发送“IP-CAN会话建立指示”；

416、PCRF返回IP-CAN会话建立确认；

418、P-GW返回绑定确认；

420、PCRF根据归属网和非3GPP接入网策略，生成基于HoA策略控制粒度的QoS规则；

422、PCRF向可信任非3GPP接入网关发送网关控制和QoS规则提供消息，消息中携带包含HoA信息的业务数据流过滤器以及其他策略控制规则，可信任非3GPP接入网关更新已安装的QoS规则；

424、可信任非3GPP接入网执行特定的策略执行机制；

426、可信任非3GPP接入网关返回网关控制和QoS规则提供确认消息。

如图5所示，UE通过可信任非3GPP接入网络，采用DSMIPv6接入到业务网络1和业务网络2。

假设可信任非3GPP接入网为UE分配了转交地址CoA＝2000::1，P-GW1为UE分配的家乡地址HoA1＝3000::1，P-GW2为UE分配的家乡地址HoA2＝4000::1。PCRF为用于接入业务网络1的IP-CAN会话下发的策略控制规则中的业务数据流过滤器(即，上述的过滤规则)如表1所示(表中*号表示该值未设定，可以匹配任何值)；PCRF为用于接入业务网络2的IP-CAN会话下发的策略控制规则中的业务数据流过滤器如表2所示；当一个上行的业务数据流的IP包头如表3所示时，则该数据包会匹配到用于接入业务网络2的IP-CAN会话的承载上。

源地址

目的地地址

源端口

目的地端口

下一个头

家乡地址

上行

CoA＝2000::1

*

TCP＝6

HoA1＝3000::1

下行

*

CoA＝2000::1

*

TCP＝6

HoA1＝3000::1

表1

源地址

目的地地址

源端口

目的地端口

下一个头

家乡地址

上行

CoA＝2000::1

*

TCP＝6

HoA2＝4000::1

下行

*

CoA＝2000::1

*

TCP＝6

HoA2＝4000::1

表2

源地址

目的地地址

源端口

目的地端口

下一个头

家乡地址

上行

CoA＝2000::1

1030::1

6743

8787

TCP＝6

HoA＝4000::1

表3

其中，对于下行业务数据流过滤器，源IP地址为通信对端的IP地址，目的地IP地址为用户设备的转交地址；对于上行业务数据流过滤器，源IP地址为用户设备的转交地址，目的地IP地址为通信对端的IP地址。

装置实施例

在本实施例中，提供了一种策略控制装置，应用于包括策略控制和计费规则功能实体、数据网络网关、网关控制功能实体、接入网关、和归属用户服务器/认证授权计费服务器的演进分组系统。

如图6所示，根据本实施例的策略控制装置包括：设置模块602，位于策略控制和计费规则功能实体，用于设置服务质量策略，并将服务质量策略通知给网关控制功能实体，其中，服务质量策略中包括数据流过滤规则和与数据流过滤规则对应的策略控制规则，数据流过滤规则中至少包括用户设备的家乡地址和转交地址；过滤和执行模块604，位于网关控制功能实体，用于根据数据流过滤规则对业务数据流进行检测，并对满足数据流过滤规则的数据流执行相应的策略控制规则以进行策略控制。

其中，由设置模块602设置的数据流过滤规则包括家乡地址，并进一步包括以下参数中的至少一个：源地址、目的地地址、源端口、目的地端口、下一个头。

可以看出，采用本发明后，PCRF下发给可信任非3GPP接入网关GWCF中的策略控制规则中的业务数据流过滤器中包括HoA的信息，构成一个IP的六元组。而IP数据包中的HoA信息可以从下行IP数据包中的Type2路由头以及上行数据包中的家乡地址选项中获取。由于一个HoA，对应UE的一个IP-CAN会话，可以认为此时在可信任非3GPP接入网关上策略控制的粒度是基于IP-CAN会话级别(即，业务级别)的。

借助于本发明的技术方案，能够有效实现以业务为粒度的策略控制，从而方便了对业务的计费等基于业务的操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种策略控制方法，应用于包括策略控制和计费规则功能实体、数据网络网关、网关控制功能实体、归属用户服务器/认证授权计费服务器的演进分组系统，其中，所述网关控制功能实体位于可信任非3GPP接入网关中，其特征在于，所述方法包括：

步骤S302，所述策略控制和计费规则功能实体设置服务质量策略，并将所述服务质量策略通知给所述网关控制功能实体，其中，所述服务质量策略中包括数据流过滤规则和与所述数据流过滤规则对应的策略控制规则，所述数据流过滤规则中至少包括所述用户设备的家乡地址和转交地址；以及

步骤S304，所述网关控制功能实体根据所述数据流过滤规则对业务数据流进行检测，并对满足所述数据流过滤规则的数据流执行相应的策略控制规则以进行策略控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S302之前，进一步包括：

步骤A，在所述用户设备与所述多个数据网络网关建立安全联盟时，由所述归属用户服务器/认证授权计费服务器对所述用户设备进行认证和授权，并在认证和授权通过的情况下，允许所述用户设备进行层3附着和本地地址配置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤A之后，进一步包括：

所述用户设备确定执行业务所需接入的数据网络网关；

所述用户设备将所述家乡地址经由确定的所述数据网络网关通知给所述策略控制和计费规则功能实体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备通过绑定更新消息将所述家乡地址通知给确定的所述数据网络网关，确定的所述数据网络网关通过回话建立指示消息将所述家乡地址通知给所述策略控制和计费规则功能实体。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置的所述数据流过滤规则包括所述家乡地址，并进一步包括以下参数中的至少一个：源地址、目的地地址、源端口、目的地端口、下一个头。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S304具体为：

所述网关控制功能实体提取在所述用户设备与所述多个数据网络网关之间传输的数据包的参数，其中，所述数据包的参数包括：源地址、目的地地址、源端口、目的地端口、下一个头、和家乡地址；

所述网关控制功能实体将从所述数据包中提取的参数与所述数据流过滤规则中的相应参数进行匹配和策略控制；

所述用户设备或多个数据网络网关根据所述匹配和策略控制的结果发送所述数据包。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对于不同的业务，所述数据流过滤规则包含的参数的类型彼此相同或不同。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对于不同的业务，针对上行数据包和下行数据包分别设置过滤规则，并且对于每种业务，上行数据包和下行数据的过滤规则包含的参数的类型彼此相同或不同。

9.一种策略控制装置，应用于包括策略控制和计费规则功能实体、数据网络网关、网关控制功能实体、和归属用户服务器/认证授权计费服务器的演进分组系统，其中，所述网关控制功能实体位于可信任非3GPP接入网关中，其特征在于，所述装置包括：

设置模块，位于所述策略控制和计费规则功能实体，用于设置服务质量策略，并将所述服务质量策略通知给所述网关控制功能实体，其中，所述服务质量策略中包括数据流过滤规则和与所述数据流过滤规则对应的策略控制规则，所述数据流过滤规则中至少包括所述用户设备的家乡地址和转交地址；

过滤和执行模块，位于所述网关控制功能实体，用于根据所述数据流过滤规则对业务数据流进行检测，并对满足所述数据流过滤规则的数据流执行相应的策略控制规则以进行策略控制。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，由所述设置模块设置的所述数据流过滤规则包括所述家乡地址，并进一步包括以下参数中的至少一个：源地址、目的地地址、源端口、目的地端口、下一个头。