CN101697523A - PDSN及其实现L2TP用户QoS的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种PDSN及其实现L2TP用户QoS的方法，所述PDSN包括配置模块、转发模块、辅助服务连接建立模块以及映射模块；所述方法为：PDSN将收到的QoS轮廓信息传给PCF；为用户终端建立辅助服务连接；根据事先配置的DSCP值与流ID映射关系表，为接收到的下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上。本发明可为L2TP用户提供不同QoS需求的业务支持。

Description

PDSN及其实现L2TP用户QoS的方法
技术领域
本发明涉及高速分组数据技术领域，特别涉及到一种分组数据服务节点(Packet Data Serving Node，PDSN)及其实现层2隧道协议(Layer 2TunnelingProtocol，L2TP)用户服务质量(Quality of Service，QoS)的方法。
背景技术
目前的高速分组数据(High Rate Packet Data，HRPD)标准中的多流分组应用(Multi Flow Packet Application，MFPA)技术和增强型多流分组应用(Enhanced Multi Flow Packet Application，EMFPA)技术支持终端(Accessterminal，AT)与PDSN间的多连接/多流，用不同的连接/流来实现不同的QoS需求的业务承载。终端与PDSN在建立初始点到点协议(Point to Point Protocol，PPP)连接时，首先建立一个尽力服务(Best Effort，BE)级别的主连接，然后根据终端需求可以发起建立具有不同QoS级别的辅助服务连接。
PPP定义了在层2(Layer 2，L2)点对点链路上传输多协议数据包的一种封装机制。用户终端连接到网络接入服务器(Network Access Server，NAS)后，在此连接上运行PPP。在这种配置下，L2终点和PPP会话终点驻留在相同的NAS上。层2隧道协议(Layer 2Tunneling Protocol，L2TP)通过允许L2终点和PPP会话终点驻留在不同物理设备上来扩展PPP。L2TP用户通过L2连接到接入集中器，然后由所述集中器将单个的PPP帧通过隧道到NAS。这使PPP包的实际处理从L2链路的终端分离出来。L2TP的两个主要组成部分为：L2TP访问集中器(L2TP Access Concentrator，LAC，即PDSN)和L2TP网络服务器(L2TP Network Server，LNS)，其中，LAC放置在LNS和终端之间，转发双方来的包；LNS是PPP会话的逻辑终点，PPP会话从终端到LAC，然后通过隧道到LNS。因此PDSN并不是L2TP用户的PPP终点，当终端和LNS之间协商了压缩或加密，PDSN无法解析终端发起的资源预留协议信令(ResourceReserVation Protocol，RSVP)，无法创建业务流模板(Traffic Flow Template，TFT)，这里的TFT主要包含网络侧业务的五元组(源地址，目的地址，源端口，目的端口，协议号)；同时也无法解析网络侧网络协议(Internet Protocol，IP)报文来获得五元组信息进行TFT匹配、映射到不同的连接/流，从而无法满足不同QoS需求的业务。目前实现中，PDSN不将AAA(授权，认证和记账服务器)授权的QoS轮廓(Qos Profile)带给分组控制功能(Packet ControlFunction，PCF)，也不支持辅助服务连接的建立，因为即使建立了辅助服务连接和流，但无法进行映射，也是无意义的。
图1是现有技术中L2TP用户业务的完整流程示意图，涉及到的HRPD系统的网元从左到右依次有：BS/PCF，PDSN，AAA，LNS，本流程包括：
S101：PCF和PDSN建立一个BE级别的主连接；
S102：用户终端通过主连接和PDSN建立PPP会话；
S103：AAA下发QoS轮廓信息给PDSN；
PDSN对接收到的QoS轮廓信息不进行处理，即不传给PCF。
S104：用户终端通过主连接和LNS建立PPP会话；
S105：用户终端检测到需要建立新的辅助服务连接，用以发送具有不同QoS属性的流，则向基站(Base Station，BS)发送QoS请求消息；假设有两个流，ID分别为：FlowID1、FlowID2；对应的QoS属性分别为QoS1、QoS2；
S106：因PDSN未将AAA授权的QoS轮廓信息传给BS，BS拒绝用户终端的QoS请求，不发起辅助服务连接的建立；
S107、S108：假设网络侧主机向用户终端发送下行数据报文；LNS根据自身配置的策略，将两种下行数据报文的L2隧道的IP头中的差分服务代码点(Differentiated Services Code Point，DSCP)字段分别标记成DSCP1、DSCP2，然后分别发送给PDSN；
S109、S110：PDSN通过主连接分别将接收到的下行数据报文发给PCF；
S111、S112：基站通过唯一流分别将接收到的下行数据报文发给终端。
综述所述，现有的方法只能对L2TP用户业务提供BE级别的服务，无法满足具有不同QoS需求的业务。
发明内容
本发明的目的之一为提供一种PDSN及L2TP用户QoS的实现方法，可为L2TP用户的提供不同QoS需求的业务支持。
本发明提出一种PDSN，包括：配置模块、转发模块、辅助服务连接建立模块以及映射模块，
所述配置模块，用于提供差分服务代码点DSCP值与流身份标识码ID映射关系表；提供配置所述关系表的接口；以及保存配置的所述关系表；
所述转发模块，用于转发接收到的QoS轮廓信息；
所述辅助服务连接建立模块，用于为用户终端建立辅助服务连接；
所述映射模块，用于将接收到的下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上。
优选地，所述映射模块包括：
匹配单元，用于为接收到的下行数据报文匹配流；
输出单元，用于将接收到的下行数据报文映射到所述匹配单元匹配到的流对应的连接上，并输出。
优选地，所述映射模块还包括：
封装单元，用于将接收到的下行数据报文的L2隧道剥掉，并进行通用路由封装(Generic Routing Encapsulation，GRE)。
本发明进一步提出一种PDSN实现L2TP用户QoS的方法，包括：
PDSN将收到的QoS轮廓信息传给分组控制功能PCF；
为用户终端建立辅助服务连接；
根据事先配置的DSCP值与流ID映射关系表，为接收到的下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上。
优选地，所述PDSN通过A11会话更新(A11 Session Update)消息将QoS轮廓信息发送给PCF。
优选地，所述为接收到的下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上步骤包括：
S01：根据所述下行数据报文携带的DSCP值，查找所述映射关系表中是否有所述DSCP值，若是，则执行S02；否则，执行S05；
S02：读取所述DSCP值对应的流；
S03：查找当前用户终端的连接具有的流中是否有与所述DSCP值对应的流匹配的流，若是，则执行S04；否则，执行S05；
S04：将所述下行数据报文映射到所述匹配到的流对应的辅助服务连接上，当前下行数据报文处理完毕；
S05：将所述下行数据报文映射到主连接上，当前下行数据报文处理完毕。
优选地，所述步骤S03具体包括：
S031：获取当前用户终端的连接的个数；
S032：获取当前连接中流的个数；
S033：比较所述获取到的当前连接的当前流的ID是否与读取的流的ID相匹配，若是，则执行S04；否则，执行S034；
S034：判断当前连接是否还有其他流，若是，则获取下一个流，执行S033；否则，执行S035；
S035：判断所述用户终端是否还有其他连接，若是，则获取下一个连接，执行S032；否则，执行S05。
优选地，所述S04步骤具体包括：
剥掉所述下行数据报文的层2隧道；
对所述下行数据报文进行GRE封装，将匹配到的流ID封装到GRE扩展中；
将所述封装后的下行数据报文映射到所述匹配到的流对应的辅助服务连接上，通过所述辅助服务连接将所述下行数据报文发送给PCF。
本发明通过将AAA下发的QoS轮廓信息带给PCF，从而支持L2TP用户辅助服务连接的建立；PDSN收到用户的下行数据报文后，根据事先配置的DSCP值与流ID映射关系表，及下行数据报文携带的DSCP值，为其匹配相应的流，并进行GRE封装后，从匹配到的流对应的连接上下发所述下行数据报文给PCF，因不同连接对应不同的QoS，故这样就实现了为L2TP用户提供不同QoS需求支持。
附图说明
图1是现有技术中L2TP用户业务的完整流程示意图；
图2是本发明所述PDSN第一实施例的原理框图；
图3是本发明所述PDSN第二实施例的原理框图；
图4是本发明所述PDSN实现L2TP用户QoS的方法第一实施例的流程图；
图5是本发明所述PDSN实现L2TP用户QoS的方法第二实施例的流程图；
图6是本发明所述PDSN实现L2TP用户QoS的方法第三实施例的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明通过将AAA下发的QoS轮廓信息带给PCF，从而支持L2TP用户辅助服务连接的建立；PDSN收到用户的下行数据报文后，根据事先配置的DSCP值与流ID映射关系表，及下行数据报文携带的DSCP值，为其匹配相应的流，并进行GRE封装后，从匹配到的流对应的连接上下发下行数据报文给PCF。
如图2所述，是本发明所述PDSN的第一实施例原理框图，包括配置模块10、转发模块11、辅助服务连接建立模块12以及映射模块13，其中
配置模块10，用于提供DSCP值与流ID映射关系表；提供配置所述关系表的接口；以及保存配置所述关系表；
转发模块11，用于转发接收到的QoS轮廓信息；
辅助服务连接建立模块12，用于根据请求进行辅助服务连接建立；
映射模块13，用于根据配置模块10中保存的关系表，及PDSN收到的下行数据报文携带的DSCP值，为所述下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上。
如图3所示，是本发明所述PDSN的第二实施例结构框图，包括配置模块10、转发模块11、辅助服务连接建立模块12以及映射模块13，其中，映射模块13包括：
匹配单元130，用于根据下行数据报文携带的DSCP值及配置模块10保存的映射关系表，为所述下行数据报文匹配流；
封装单元131，用于将接收到的下行数据报文的L2隧道剥掉，并进行GRE封装；
输出单元132，用于将封装后的下行数据报文映射到匹配到的流对应的连接上，输出。
配置模块10、转发模块11、辅助服务连接建立模块12的功能同实施例一。
如图4所示，是本发明所述PDSN实现L2TP用户QoS的方法的第一实施例流程图；具体包括：
S401：PDSN接收到AAA传来的QoS轮廓信息；
S402：PDSN将所述QoS轮廓信息通过A11会话更新消息传给PCF；
A11会话更新消息为现有接口。
S403：PDSN根据PCF的请求，为用户终端建立辅助服务连接；
当终端向BS发起新的QoS请求，BS授权与准入控制通过且确认后，PCF向PDSN发起辅助服务连接建立请求，PDSN响应接收到的请求并完成辅助服务连接的建立。
S404：PDSN收到LNS发送来的所述用户终端的下行数据报文；
网络侧主机通过LNS将用户终端的下行数据报文下发给用户终端，LNS根据自身配置的策略，将接收到的不同业务的下行数据报文的L2隧道的IP头中的DSCP字段设置成相应的值，下发给PDSN；
S405：PDSN根据所述下行数据报文携带的DSCP值，在事先设置并保存的DSCP值与流ID映射关系表中查找所述DSCP值，若找到，则执行S406；否则，执行S409；
S406：读取查找到的DSCP值对应的流；
S407：查找当前用户终端的连接具有的流中是否有与所述DSCP值对应的流相匹配的流，若是，则执行S408；否则，执行S409；
S408：将所述下行数据报文映射到所述流对应的辅助服务连接上，发送给PCF，当前下行数据报文处理完毕；
S409：将所述下行数据报文映射到主连接上，发送给PCF，当前下行数据报文处理完毕。
如图5所示，是本发明所述PDSN实现L2TP用户QoS的方法的第二实施例流程图；具体包括：
S501：PDSN接收到AAA传来的QoS轮廓信息；
S502：PDSN将所述QoS轮廓信息通过A11会话更新消息传给PCF；
A11会话更新消息为现有接口。
S503：PDSN根据PCF的请求，为用户终端建立辅助服务连接；
当用户终端向BS发起新的QoS请求，BS授权与准入控制通过且确认后，PCF向PDSN发起辅助服务连接建立请求，PDSN响应接收到的请求并完成辅助服务连接的建立。
S504：PDSN收到LNS发送来的所述用户终端的下行数据报文；
网络侧主机通过LNS将下行数据报文下发给用户终端，LNS根据自身配置的策略，将接收到的不同业务的下行数据报文的L2隧道的IP头中的DSCP字段设置成相应的值，下发给PDSN；
S505：PDSN根据下行数据报文携带的DSCP值，在事先设置并保存的DSCP值与流ID映射关系表中查找所述DSCP值，若找到，则执行S506；否则，执行S517；
S506：读取查找到的DSCP值对应的流；
S507：获取当前用户终端的连接的个数；
S508：获取当前连接中流的个数；
S509：比较当前流的ID是否与读取到的流的ID相匹配，若是，则执行S514；否则，执行S510；
S510：判断当前连接是否还有其他流，若是，则执行S511；否则，执行S512；
S511：获取下一个流，并执行S509；
S512：判断所述用户终端是否还有其他连接，若是，则执行S513；否则，执行S517；
S513：获取下一个连接，并执行S508；
S514：将所述下行数据报文的L2隧道剥掉；
S515：对所述下行数据报文进行GRE封装，使GRE扩展中封装匹配到的流ID；
S516：将所述下行数据报文映射到所述匹配到的流对应的辅助服务连接上，通过所述辅助服务连接将所述下行数据报文传给PCF，当前下行数据报文处理完毕；
S517：将所述下行数据报文映射到主连接上，通过主连接将所述下行数据报文传给PCF，当前下行数据报文处理完毕。
如图6所示，是本发明所述PDSN实现L2TP用户QoS的方法实施例三流程图；本实施例为本发明所述方法在具体业务中的应用过程，涉及到的HRPD系统的网元从左到右依次有：BS/PCF，PDSN，AAA，LNS，其中业务在BS/PCF、AAA和LNS上的实现和现有技术一致。本实施例具体包括：
S601：在PDSN中配置DSCP值与流ID映射关系表；
假设本实施例中，将DSCP 1关联到FlowID1，DSCP2关联到FlowID2，其中，DSCP1、DSCP2表示DSCP值，FlowID1、FlowID2表示相应的流ID。
S602：PDSN与PCF之间建立一个BE级别的主连接；
S603：用户终端通过主连接和PDSN建立PPP会话；
S604：AAA授权QoS轮廓信息给PDSN；
实际上，S604在S603完成PPP鉴权后就执行，因本发明中不对PPP处理展开详细说明，故将该步骤放到会话建立完成后来示意说明。
S605：PDSN通过A11会话更新消息将接收到的QoS轮廓信息传给PCF；
S606：用户终端通过主连接和LNS之间建立PPP会话；
S607：用户终端检测到需要建立新的辅助服务连接，向BS发送QoS请求；
建立的辅助服务连接用以发送具有不同QoS属性的流；
本实施例中，假设用户终端监测到需要建立两个辅助服务连接，以发送QoS属性为QoS1和QoS属性为QoS2的流，且QoS属性为QoS1的流的ID为：FlowID1，QoS属性为QoS2的流的ID为FlowID2；
S608：BS授权与准入控制通过，向用户终端发送确认消息；
S609：PCF与PDSN之间为用户终端建立两个辅助服务连接；
建立成功后，FlowID1对应辅助服务连接1，FlowID2对应辅助服务连接2；
S610、S611：LNS接收到网络侧主机向用户终端发送的下行数据报文；根据自身配置的策略，为所述下行数据报文的L2隧道IP头的DSCP字段标记相应的值，并发送给PDSN；
本实施例中，假设LNS接收到两种下行数据报文，一种下行数据报文的DSCP字段被标记为DSCP1；另一种下行数据报文的DSCP字段被标记为DSCP2；
S612：PDSN收到下行数据报文后，根据其携带的DSCP值，在DSCP值与流ID映射关系表中查找所述DSCP值对应的流，找到DSCP1对应FlowID1；找到DSCP2对应FlowID2；而用户终端的当前连接中，FlowID1对应辅助服务连接1，FlowID2对应辅助服务连接2；PDSN将下行数据报文的L2隧道剥掉；之后对其进行GRE封装，其中辅助服务连接1的GRE扩展中封装匹配到的FlowID1，辅助服务连接2的GRE扩展中封装匹配到的FlowID2
S613、S614；PDSN通过辅助服务连接1发送携带FlowID1的GRE下行数据报文到PCF；通过辅助服务连接2发送携带FlowID2的GRE下行数据报文到PCF；
S615：PCF收到下行数据报文后，识别出FlowID1和FlowID2，根据FlowID与QoS属性之间的对应关系，对所述下行数据报文分别实施QoS1和QoS2；
S616、S617：将下行数据报文从相应的流上传输给用户终端，并应用相应QoS。
本实施例中，FlowID1上传输的下行数据报文应用QoS1；FlowID2上传输的下行数据报文应用QoS2。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种分组数据服务节点PDSN，其特征在于，包括：配置模块、转发模块、辅助服务连接建立模块以及映射模块，
所述配置模块，用于提供差分服务代码点DSCP值与流身份标识码ID映射关系表；提供配置所述关系表的接口；以及保存配置的所述关系表；
所述转发模块，用于转发接收到的服务质量QoS轮廓信息；
所述辅助服务连接建立模块，用于为用户终端建立辅助服务连接；
所述映射模块，用于将接收到的下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上。
2.如权利要求1所述的PDSN，其特征在于，所述映射模块包括：
匹配单元，用于为接收到的下行数据报文匹配流；
输出单元，用于将接收到的下行数据报文映射到所述匹配单元匹配到的流对应的连接上，并输出。
3.如权利要求1或2所述的PDSN，其特征在于，所述映射模块还包括：
封装单元，用于将接收到的下行数据报文的层2隧道剥掉，并进行通用路由封装GRE。
4.一种PDSN实现层2隧道协议L2TP用户QoS的方法，其特征在于，包括：
PDSN将收到的QoS轮廓信息传给分组控制功能PCF；
为用户终端建立辅助服务连接；
根据事先配置的DSCP值与流ID映射关系表，为接收到的下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上。
5.如权利要求4所述的PDSN实现L2TP用户QoS的方法，其特征在于，所述PDSN通过A11会话更新消息将QoS轮廓信息发送给PCF。
6.如权利要求4所述的PDSN实现L2TP用户QoS的方法，其特征在于，所述为接收到的下行数据报文匹配流，并将所述下行数据报文映射到所述流对应的连接上步骤包括：
S01：根据所述下行数据报文携带的DSCP值，查找所述映射关系表中是否有所述DSCP值，若是，则执行S02；否则，执行S05；
S02：读取所述DSCP值对应的流；
S03：查找当前用户终端的连接具有的流中是否有与所述DSCP值对应的流匹配的流，若是，则执行S04；否则，执行S05；
S04：将所述下行数据报文映射到所述匹配到的流对应的辅助服务连接上，当前下行数据报文处理完毕；
S05：将所述下行数据报文映射到主连接上，当前下行数据报文处理完毕。
7.如权利要求6所述的PDSN实现L2TP用户QoS的方法，其特征在于，所述步骤S03具体包括：
S031：获取当前用户终端的连接的个数；
S032：获取当前连接中流的个数；
S033：比较所述获取到的当前连接的当前流的ID是否与读取的流的ID相匹配，若是，则执行S04；否则，执行S034；
S034：判断当前连接是否还有其他流，若是，则获取下一个流，执行S033；否则，执行S035；
S035：判断所述用户终端是否还有其他连接，若是，则获取下一个连接，执行S032；否则，执行S05。
8.如权利要求6所述的PDSN实现L2TP用户QoS的方法，其特征在于，所述S04步骤具体包括：
剥掉所述下行数据报文的层2隧道；
对所述下行数据报文进行GRE封装，将匹配到的流ID封装到GRE扩展中；将所述封装后的下行数据报文映射到所述匹配到的流对应的辅助服务连接上，通过所述辅助服务连接将所述下行数据报文发送给PCF。
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