CN101720111B - 一种下发深度包检测技术策略的方法和装置 - Google Patents

一种下发深度包检测技术策略的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种下发深度包检测技术(DPI)策略的方法，该方法包括：策略和计费规则的决策实体(PCRF)将DPI策略下发给DPI功能实体；DPI功能实体安装并执行DPI策略；本发明还公开了一种下发DPI策略的装置，基于本发明的方法和装置，可以动态地定制并下发符合用户需求的DPI策略，降低系统的开销。

Description

一种下发深度包检测技术策略的方法和装置
技术领域
本发明涉及策略和计费控制技术领域，特别是指一种在第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)的策略控制和计费控制架构(PCC，Policy and Charging Contro1)中下发深度包检测技术(DPI，Deep PacketInspection)策略的方法和装置。
背景技术
在现有的PCC架构中，如图1所示，策略和计费规则的决策实体(PCRF，Policy and Charging Rules Function)主要负责策略和计费规则的制定。PCRF通过Gx接口将制定的PCC策略和计费规则下发给策略和计费执行功能实体(PCEF，Policy and Charging Enforcement Function)，PCEF安装、执行PCC策略，并上报相关事件，与计费系统交互计费信息。
PCRF通过Gxx接口将业务服务质量(QoS，Quality of Service)规则下发给承载绑定和事件上报实体(BBERF，Bearer Binding and Event ReportFunction)，BBERF不和计费系统交互计费信息，只负责承载绑定和相关事件的上报。
业务功能实体(AF，Application Function)是和业务相关的功能实体，通过Rx接口向PCRF提供业务信息，用户签约数据库(SPR，Subscription ProfileRepository)保存了用户签约的业务信息，PCRF可以通过Sp接口向SPR查询用户签约的业务信息。PCEF通过Gy接口将在线计费信息发送给在线计费系统(OSC，Online Charging System)负责在线计费的统计，通过Gz接口将离线计费信息发送给离线计费系统(OFCS，Offline Charging System)。
目前，在PCC架构中，PCRF可以动态地下发PCC策略给PCEF，策略信息中包含QoS和计费的信息。
PCRF根据AF提供的业务相关信息、PCEF上报的承载相关信息以及SPR中用户签约的业务信息，制定PCC策略。但现有的网络布局中，很多场景下是没有AF的，而是含有IP多媒体系统(IMS，IP Multimedia Subsystem)应用定义的与PCC架构密切契合的架构，同时也存在很多非IMS应用，例如网络电话(VoIP，Voice over Internet Protoco1)、网络电视(IPTV，Internet ProtocolTelevision)、视频点播(VOD，Video On Demand)、网络游戏等业务。
IMS应用和非IMS应用的区别在于：IMS应用通常都使用会话初始协议(SIP，Session Initiation Protoco1)信令，并且有一个设计好的和预先定义好的网络智能框架来支持业务的传送；而非IMS应用无法适应基于SIP信令的IMS基础架构，所以这些非IMS业务都不会与PCRF通过Rx接口进行信息的交互。因此PCRF进行策略决策时，都无法得知这些非IMS业务的业务信息以及业务要求的QoS，所以PCRF也就无法制定相应的PCC策略给PCEF实现对这些非IMS业务的QoS控制。
因此，针对这些无AF的业务进行动态的QoS控制时，需要借助DPI技术，现有技术采用静态配置的方法将DPI策略配置在DPI功能实体中。DPI技术是分析IP数据包的四层以下的内容，现有技术的DPI策略除了包含了源IP地址、目的IP地址、目的端口号、协议类型等四层以下的内容，还包含了七层应用层，如七层特征URL等信息，如表1所示。
Figure GDA0000135390080000021
表1
只要DPI功能实体检测到有业务数据流时，就依据DPI策略对该业务数据流进行检测，以此获知该业务数据流的业务信息。
但这种方法有很明显的缺陷：对于流经的每个数据流都需要进行检测分析，不仅要分析IP数据包的四层以下的内容，甚至还要分析七层应用层，这样的实现方式带来的开销比较大，且无法细化的实现针对用户级别动态下发DPI策略。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种下发DPI策略的方法和装置，可以动态地定制并下发符合用户需求的DPI策略，降低系统的开销。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种下发深度包检测技术DPI策略的方法，该方法包括：
策略和计费规则的决策实体PCRF将DPI策略下发给DPI功能实体；所述DPI功能实体安装并执行所述DPI策略；
对Rx接口的功能进行扩展，成为Rx′接口，使DPI功能实体通过Rx′接口向PCRF上报业务信息；使PCRF通过Rx′接口将DPI策略下发给DPI功能实体；或者，
对Gx接口的功能进行扩展，成为Gx′接口，使PCEF通过Gx′接口将DPI功能实体的业务信息上报给PCRF；使PCEF通过Gx′接口将PCRF下发的DPI策略转发给DPI功能实体。
其中，DPI策略预先配置在PCRF上或由PCRF依据用户签约的业务信息定制。
所述用户签约的业务信息为：PCRF自身存储的用户签约的业务信息或者PCRF从用户签约数据库SPR获取的用户签约的业务信息。
当用户附着在网络上时，该方法还包括：
用户通过策略和计费执行功能实体PCEF向所述PCRF发送IP连接接入网IP-CAN承载建立请求；所述PCRF依据所述IP-CAN承载建立请求中的用户信息搜索该用户签约的业务信息，并依据所述用户签约的业务信息制定DPI策略，并下发给所述DPI功能实体；所述DPI功能实体安装并执行所述PCRF定制的DPI策略，完成IP-CAN承载建立；PCEF向用户返回IP-CAN承载建立成功的响应。
当所述用户签约的业务信息发生变化时，该方法还包括：
所述PCRF更新存储的发生变化的用户签约的业务信息，并依据所述更新后的用户签约的业务信息，修改所述用户签约的业务信息对应的DPI策略，并将所述修改后的DPI策略下发给所述DPI功能实体。
所述DPI功能实体依据所述PCRF下发的修改后的DPI策略，对自身的DPI策略执行更新、删除或安装操作。
该方法还包括：当用户下线时，所述PCRF删除该用户所有的DPI策略，并通知所述DPI功能实体删除该用户所有的DPI策略。
本发明还提供了一种下发DPI策略的装置，该装置包括：
PCRF，用于存储预先设置的DPI策略、定制DPI策略，并将所述DPI策略下发给DPI功能实体；
DPI功能实体，用于接收、安装并执行所述DPI策略；
对Rx接口的功能进行扩展，成为Rx′接口，使DPI功能实体通过Rx′接口向PCRF上报业务信息；使PCRF通过Rx′接口将DPI策略下发给DPI功能实体；或者，
对Gx接口的功能进行扩展，成为Gx′接口，使PCEF通过Gx′接口将DPI功能实体的业务信息上报给PCRF；使PCEF通过Gx′接口将PCRF下发的DPI策略转发给DPI功能实体。
该装置还包括：
PCEF，用于接收所述PCRF下发的DPI策略，并将所述DPI策略转发给DPI功能实体。
在本发明DPI策略的下发流程中，PCRF根据用户签约的业务信息，动态地定制DPI策略；当用户签约的业务信息发生变化时，PCRF也会修改业务信息对应的DPI策略，下发给DPI功能实体，以满足用户的需求；并由DPI功能实体依据下发的DPI策略对用户的业务数据流进行检测，如此可以动态地定制符合用户需求的DPI策略，使DPI功能实体只检测用户关心的数据内容，可以降低系统的开销；对于预先配置在PCRF上的静态DPI策略，也可以依据用户级别、时间等因素进行动态地下发。
另外，由于本发明在现有的PCC架构中结合使用了DPI功能实体，因此，还可以通过DPI功能实体实现PCRF和无AF业务的信息交互，并依据交互的信息对这些无AF业务进行QoS控制。
附图说明
图1为现有技术中PCC系统架构示意图；
图2为本发明PCC系统实施例一的架构示意图；
图3为本发明PCC系统实施例二的架构示意图；
图4为本发明下发DPI策略实施例一的方法流程示意图；
图5为本发明下发DPI策略实施例二的方法流程示意图；
图6为本发明下发DPI策略实施例三的方法流程示意图；
图7为本发明下发DPI策略实施例四的方法流程示意图；
图8为本发明下发DPI策略实施例五的方法流程示意图；
图9为本发明下发DPI策略实施例六的方法流程示意图；
图10为本发明下发DPI策略实施例七的方法流程示意图；
图11为本发明下发DPI策略实施例八的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明的下发DPI策略的方法，在PCC架构中引入DPI技术，由DPI功能实体对用户的业务数据流进行检测，提取业务数据流的特征信息，对这些特征信息进行分析，获知该业务数据流对应的业务信息。
图2所示为本发明PCC系统实施例一的架构示意图，如图所示，DPI功能实体通过Rx′接口与PCRF进行数据的交互。本发明通过配置参数等方法对Rx接口的功能进行扩展，成为Rx′接口，使DPI功能实体可以通过Rx′接口向PCRF上报业务信息；使PCRF可以通过Rx′接口将DPI策略下发给DPI功能实体。从而，通过Rx′接口相连的PCRF和DPI功能实体即构成了本发明的一种下发DPI策略的装置。其中，PCRF，用于根据用户签约的业务信息定制DPI策略、存储预先设置好的DPI策略，并将DPI策略直接下发给DPI功能实体；DPI功能实体，用于接收并安装DPI策略。
需要指出的是，在此架构中PCRF和PCEF之间通过Gx接口连接，进行信息的交互，PCRF定制PCC策略通过Gx接口下发给PCEF。
图3所示为本发明PCC系统实施例二的架构示意图，如图所示，DPI功能实体通过PCEF与PCRF进行数据的交互。由于Gx接口不具有转发DPI策略的功能，所以本发明通过配置参数等方法对Gx接口的功能进行扩展，成为Gx′接口，使PCEF可以通过Gx′接口将DPI功能实体的业务信息上报给PCRF；使PCEF可以通过Gx′接口将PCRF下发的DPI策略转发给DPI功能实体。从而，DPI功能实体以及通过Gx′接口相连的PCRF和PCEF构成了本发明的另一种下发DPI策略的装置。其中，PCRF用于根据用户签约的业务信息定制DPI策略、存储预先设置好的DPI策略，并将DPI策略下发给PCEF；PCEF用于将PCRF定制的DPI策略转发给DPI功能实体；DPI功能实体用于接收并安装来自PCEF的DPI策略。
下面通过具体的实施例来说明下发DPI策略的流程。
图4所示为本发明下发DPI策略实施例一的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤401，DPI功能实体初始化。
DPI功能实体开机后，进行初始化操作。
步骤402，请求静态的DPI策略。
由于DPI功能实体处在初始化阶段，此时还没有用户上线使用业务，因此PCRF还无法根据用户签约的业务信息定制DPI策略。此时DPI功能实体通过Rx′接口向PCRF发送消息，请求PCRF下发静态的DPI策略；或者PCRF也可以通过定时发送消息的方式确认DPI功能实体已经开机，正在进行初始化操作后，主动向DPI功能实体下发静态的DPI策略。其中，静态的DPI策略是根据需要预先配置在PCRF上的。
步骤403，下发静态的DPI策略。
PCRF将静态的DPI策略通过Rx′接口直接下发给DPI功能实体。
步骤404，安装静态的DPI策略。
DPI功能实体安装静态的DPI策略，完成初始化操作。
图5所示为本发明下发DPI策略实施例二的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤501，检测到DPI功能实体初始化。
当DPI功能实体开机，进行初始化操作时，PCEF能够检测到DPI功能实体当前的状态，具体的，DPI功能实体可以通过发送消息的方式主动告知PCEF自身的状态；或者，PCEF也可以向DPI功能实体定时地发送消息以确认DPI功能实体当前的状态。
步骤502，请求静态的DPI策略。
当PCEF检测到DPI功能实体初始化后，通过Gx′接口向PCRF发送消息，请求PCRF下发静态的DPI策略。
步骤503，返回静态的DPI策略。
PCRF通过Gx′接口向PCEF返回静态的DPI策略。
步骤504，发送静态的DPI策略。
PCEF向DPI功能实体发送静态的DPI策略。
步骤505，安装静态的DPI策略。
DPI功能实体安装静态的DPI策略，完成初始化操作。
图4、图5所示为DPI功能实体在初始化阶段时，PCRF下发DPI策略的流程，下面通过具体的实施例来说明当有用户使用业务时，PCRF下发DPI策略的流程。
图6所示为本发明下发DPI策略实施例三的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤601，发送IP连接接入网(IP-CAN)承载建立请求。
当用户附着到网络时，用户通过无线网络向PCEF发送一个IP-CAN承载建立请求，即用户要求与IP-CAN建立承载，其中IP-CAN的类型，如GPRS等。IP-CAN承载建立请求包含了用户信息和承载信息，其中，用户信息包括用户ID和IP地址等；承载信息包括IP-CAN的类型、用户请求的QoS的相关信息等。
步骤602，通知IP-CAN承载建立。
PCEF通过Gx′接口将IP-CAN承载建立请求发送给PCRF，通知PCRF建立该用户到IP-CAN的承载。
步骤603，获取用户签约的业务信息。
PCRF依据IP-CAN承载建立请求中的用户信息，在自身的数据库中搜索该用户签约的业务信息，如果PCRF没有存储该用户签约的业务信息，则PCRF通过Sp接口向SPR获取该用户签约的业务信息。
步骤604，定制PCC策略和DPI策略。
PCRF依据用户签约的业务信息，为该用户定制DPI策略；依据用户签约的业务信息和IP-CAN承载建立请求中的承载信息为该用户定制PCC策略。
步骤605，下发PCC策略和DPI策略。
PCRF通过Gx′接口将PCC策略和DPI策略下发给PCEF。
步骤606，转发DPI策略。
PCEF将接收到的DPI策略转发给DPI功能实体。
步骤607，返回IP-CAN承载建立响应。
DPI功能实体安装DPI策略后，PCEF向无线网络侧返回IP-CAN承载建立响应，告知用户IP-CAN承载建立成功，可以开始使用签约的业务。
图7所示为本发明下发DPI策略实施例四的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤701～704与步骤601～604相同，此处不再赘述。
步骤705，下发PCC策略。
PCRF通过Gx接口将PCC策略下发给PCEF。
步骤706，PCRF通过Rx′接口将DPI策略下发给DPI功能实体。
步骤707，返回IP-CAN承载建立响应。
DPI功能实体安装DPI策略后，PCEF向无线网络侧返回IP-CAN承载建立响应，告知用户IP-CAN承载建立成功，可以开始使用签约的业务。
图8所示为本发明下发DPI策略实施例五的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤801～802，检测到用户签约的业务信息发生变化时，通知PCRF用户签约的业务信息发生变化。
当用户签约的业务信息发生变化时，SPR能检测到用户签约的业务信息发生的变化，并以发送消息的方式告知PCRF该用户签约的业务信息发生了变化，以及更新后的用户签约的业务信息。
步骤803，PCRF返回响应。
PCRF收到用户签约的业务信息发生变化的消息后，向SPR返回确认收到该消息的响应。
步骤804，保存更新后的用户签约的业务信息，修改DPI策略。
PCRF依据用户签约的业务信息发生变化的消息，将更新后的该用户签约的业务信息保存在自身的数据库中，将原先存储的该用户签约的业务信息删除，并依据更新后的该用户签约的业务信息修改对应的DPI策略。
依据更新后的该用户签约的业务信息修改对应的DPI策略为：如果该用户的DPI策略需要更新，则PCRF对该用户原有的DPI策略进行更新；如果该用户的DPI策略需要删除，则PCRF删除该用户对应的DPI策略；如果需要为该用户新建DPI策略，则PCRF为该用户定制新的DPI策略；如果用户签约的业务信息的更新不影响现有的DPI策略，则PCRF保持现有的DPI策略不变。
步骤805，下发DPI策略。
如果PCRF对该用户原有的DPI策略进行了更新，则PCRF将更新后的DPI策略通过Rx′接口直接下发给DPI功能实体；如果PCRF删除了该用户对应的DPI策略，则PCRF通过Rx′接口发送消息告知DPI功能实体删除该用户的DPI策略；如果PCRF为该用户定制了新的DPI策略，则PCRF将新定制的DPI策略通过Rx′接口直接下发给DPI功能实体；如果用户签约的业务信息的更新不影响现有的DPI策略，则PCRF不向DPI功能实体下发DPI策略。
步骤806，修改DPI策略。
DPI功能实体依据PCRF下发的DPI策略，对现有的该用户的DPI策略进行相应的修改：当PCRF下发更新后的DPI策略时，DPI功能实体更新现有的DPI策略；当PCRF下发删除DPI策略的消息时，DPI功能实体删除相应的DPI策略；当PCRF下发新定制的DPI策略时，DPI功能实体安装该DPI策略。
然后DPI功能实体依据安装的DPI策略对该用户的当前业务的数据流进行检测，得到用户当前业务数据流的业务信息和业务QoS要求等信息；DPI功能实体将这些信息上报给PCRF，PCRF依据这信息实现对用户业务的QoS控制。
需要指出的是，当用户签约的业务信息变化发生在IP-CAN会话中时，即发生在用户使用业务的过程中时，PCRF要同时发起针对当前业务的修改PCC策略的流程，包括更新、删除、新建等；PCRF将修改后的PCC策略下发给PCEF。
图9所示为本发明下发DPI策略实施例六的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤901～904与步骤801～804相同，此处不再赘述。
步骤905，下发DPI策略。
该步骤的流程与步骤805基本相同，需要指出的是，在该步骤中，PCRF通过Gx′接口将修改后的DPI策略下发给PCEF，然后执行步骤906，由PCEF将修改后的DPI策略转发给DPI功能实体。
步骤907与步骤806相同，此处不再赘述。
图10所示为本发明下发DPI策略实施例七的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤101～102，检测到所有的IP-CAN会话都终止，通知删除该用户所有的DPI策略。
当PCRF检测到用户所有的IP-CAN会话都终止时，即该用户停止使用业务、并且下线时，PCRF删除自身存储的该用户对应的所有DPI策略，并通过Rx′接口发送消息告知DPI功能实体，删除该用户对应的所有DPI策略。
步骤103，执行删除操作。
DPI功能实体将该用户对应的所有DPI策略删除。
需要指出的是，一个IP-CAN会话对应一个PCC策略，当IP-CAN会话结束时，其对应的PCC策略就会被删除，此处为现有技术，不再赘述。
图11所示为本发明下发DPI策略实施例八的方法流程示意图，如图所示，该流程具体包括：
步骤111与步骤101相同，不再赘述。
步骤112～113，通知删除该用户所有的DPI策略。
PCRF通过Gx′接口将删除用户所有的DPI策略的消息发送给PCEF，PCEF将该消息再转发给DPI功能实体。
步骤114，执行删除操作。
DPI功能实体将该用户对应的所有DPI策略删除。
在图6～图11所描述的DPI策略的下发流程中，PCRF根据用户签约的业务信息，动态地定制DPI策略；当用户签约的业务信息发生变化时，PCRF也会修改业务信息对应的DPI策略，以满足用户的需求。
另外，PCRF中也可能有根据需要预先配置好的静态DPI策略。在下发DPI策略的过程中，如果需要，可以将这些静态的DPI策略按照用户级别等因素动态地下发给DPI功能实体，其中，用户级别可以是预先设定好的，依据用户信息可以确定该用户的用户级别。如，预先设置在某段时间内对于A级别的用户而言，名称为a的静态DPI策略的优先级最高，因此，在该段时间内PCRF只向A级别用户对应的DPI功能实体下发名称为a的静态DPI策略。
由此可见，对于预先设置的静态DPI策略也可以依据用户级别、时间等因素动态地向DPI功能实体下发。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种下发深度包检测技术DPI策略的方法，其特征在于，该方法包括：
策略和计费规则的决策实体PCRF将DPI策略下发给DPI功能实体；所述DPI功能实体安装并执行所述DPI策略；
对Rx接口的功能进行扩展，成为Rx′接口，使DPI功能实体通过Rx′接口向PCRF上报业务信息；使PCRF通过Rx′接口将DPI策略下发给DPI功能实体；或者，
对Gx接口的功能进行扩展，成为Gx′接口，使PCEF通过Gx′接口将DPI功能实体的业务信息上报给PCRF；使PCEF通过Gx′接口将PCRF下发的DPI策略转发给DPI功能实体。
2.根据权利要求1所述下发DPI策略的方法，其特征在于，DPI策略预先配置在PCRF上或由PCRF依据用户签约的业务信息定制。
3.根据权利要求2所述下发DPI策略的方法，其特征在于，所述用户签约的业务信息为：PCRF自身存储的用户签约的业务信息或者PCRF从用户签约数据库SPR获取的用户签约的业务信息。
4.根据权利要求3所述下发DPI策略的方法，其特征在于，当用户附着在网络上时，该方法还包括：
用户通过策略和计费执行功能实体PCEF向所述PCRF发送IP连接接入网IP-CAN承载建立请求；所述PCRF依据所述IP-CAN承载建立请求中的用户信息搜索该用户签约的业务信息，并依据所述用户签约的业务信息制定DPI策略，并下发给所述DPI功能实体；所述DPI功能实体安装并执行所述PCRF定制的DPI策略，完成IP-CAN承载建立；PCEF向用户返回IP-CAN承载建立成功的响应。
5.根据权利要求3所述下发DPI策略的方法，其特征在于，当所述用户签约的业务信息发生变化时，该方法还包括：
所述PCRF更新存储的发生变化的用户签约的业务信息，并依据所述更新后的用户签约的业务信息，修改所述用户签约的业务信息对应的DPI策略，并将所述修改后的DPI策略下发给所述DPI功能实体。
6.根据权利要求5所述下发DPI策略的方法，其特征在于，所述DPI功能实体依据所述PCRF下发的修改后的DPI策略，对自身的DPI策略执行更新、删除或安装操作。
7.根据权利要求1所述下发DPI策略的方法，其特征在于，该方法还包括：当用户下线时，所述PCRF删除该用户所有的DPI策略，并通知所述DPI功能实体删除该用户所有的DPI策略。
8.一种下发DPI策略的装置，其特征在于，该装置包括：
PCRF，用于存储预先设置的DPI策略、定制DPI策略，并将所述DPI策略下发给DPI功能实体；
DPI功能实体，用于接收、安装并执行所述DPI策略；
对Rx接口的功能进行扩展，成为Rx′接口，使DPI功能实体通过Rx′接口向PCRF上报业务信息；使PCRF通过Rx′接口将DPI策略下发给DPI功能实体；或者，
对Gx接口的功能进行扩展，成为Gx′接口，使PCEF通过Gx′接口将DPI功能实体的业务信息上报给PCRF；使PCEF通过Gx′接口将PCRF下发的DPI策略转发给DPI功能实体。
9.根据权利要求8所述下发DPI策略的装置，其特征在于，该装置还包括：
PCEF，用于接收所述PCRF下发的DPI策略，并将所述DPI策略转发给DPI功能实体。
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