CN102244899A - 一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法及装置，用于解决NAT分流组网方案中，监听方式获取信息不全，无法提供区分用户的分流特性，以及分流策略和核心网的QoS策略割裂的技术问题。本发明方案为：分流设备以RAB消息中的特定参数的特定取值来判断RAB数据流是否需要分流，若需要分流，则执行网络地址转换(NAT)后将分流数据送往互联网；若不需要分流，则将RAB数据流透传给核心网。本发明中分流设备所依据的分流判决条件直接来源于核心网，而核心网可以主动获取需要的用户信息，因此能尽可能正确、完整地做出分流判决，并能和核心网的QoS策略统一实施，无需独立核心网之外增加新的QoS管理点。

Description

一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种在接入网对互联网访问数据进行分流(Offload)的方法及装置。
背景技术
当前，移动通讯网络的结构如图1所示，在这种网络结构下，移动用户接入互联网的数据流必须通过接入网、核心网才能进入互联网(Internet)。
随着地面传输的丰富，以及传输成本的不断下降，用户对互联网的流量需求和时延需求不断提高，一种新型的组网方式正在形成，图2为一种可能的分流组网结构图，在这种组网结构下面，移动用户可以通过传统的通路经核心网连接互联网，也可以在IU接口(Interconnection point between an RNC or a BSCand a 3G Core Network，特制第三代无线通讯接入网和核心网之间的接口)进行分流，直接从接入网进入互联网，达到数据流速度更快、成本更低的目的。
目前3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作项目)尚在对这种方案进行论证，相关协议也尚未确定。
3GPP对IU口分流的方案存在两种选择，一种是在RNC(Radio NetworkController，无线网络控制器)上端部署GGSN(Gateway General Packet RadioService Support Node，网关通用分组无线服务支持点)；另一种是在RNC上端部署NAT(Network Address Translation，网络地址转换)设备。
NAT方案的主要特征是：在RNC和核心网之间，分流设备通过监控NAS(Non-Access Stratum，非接入层)消息，解析消息中的PDP(Packet DataProtocol，包数据协议)相关的信息的方法判决是否要对数据流进行分流，如果需要分流，则对原有数据流进行网络地址转换，然后将数据流直接推向互联网接入点。这种分流判定方式存在如下缺点：
(1)监听方式获取信息不全，有可能NAS消息不能提供完整的用户信息，无法提供区分用户的分流特性；
(2)和核心网的QoS(Quality of Service，服务质量)策略割裂，运营商可能需要定义两套QoS策略，难以管理。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法及装置，用于解决NAT分流组网方案中，监听方式获取信息不全，无法提供区分用户的分流特性，以及分流策略和核心网的QoS策略割裂的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法，该方法包括：
分流设备以无线接入承载(RAB)消息中的特定参数的值来判断RAB数据流是否需要分流，若需要分流，则执行网络地址转换(NAT)后将分流数据送往互联网；若不需要分流，则将RAB数据流透传给核心网。
所述方法中，在分流判决之前，还包括核心网设置所述特定参数及所述分流设备获得所述特定参数的步骤，具体为：
核心网在进行RAB指派时，结合用户信息和/或PDP信息设定所述特定参数值；核心网在IU接口发起RAB建立流程，分流设备获取RAB建立消息，解析并记录RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
进一步地，所述用户信息指移动用户的签约信息、或是否为漫游用户信息；所述PDP信息指PDP信息中的网络服务接入点标识符(NSAPI)、或接入点名称(APN)。
进一步地，所述特定参数的值包括：必须分流、不可分流和动态分流三种取值类型；在所述特定参数的值为动态分流的取值时，所述分流设备依据系统负载动态决策对应RAB是否分流。
进一步地，该方法中，所述分流设备和无线控制器合设为一个独立的网元，上行方向数据流在完成空口解封装之后直接进行分流判决；下行方向，互联网来的数据经NAT转换后直接送入空口；或，分流设备和无线控制器分别为独立的网元，分流设备部署在Iu接口上，监控RNC和核心网之间的数据，对识别为需要分流的数据进行NAT处理，对不需要分流的数据进行透传。
基于上述方法，本发明还提出一种在接入网对互联网访问数据进行分流的装置，该装置包括：
分流判决模块，位于分流设备中，用于以RAB消息中的特定参数的值来判断RAB数据流是否需要分流；
分流处理模块，位于分流设备中，用于依据所述分流判决模块的判决结果执行分流处理，在需要分流的情况下，执行NAT转换后将数据送往互联网，在不需要分流的情况下，将数据透传给核心网。
进一步地，所述装置还包括：
参数设定模块，位于核心网，用于在进行RAB指派时，结合用户信息和/或PDP信息设定所述特定参数值；
参数获取模块，位于分流设备，用于在核心网通过IU接口发起RAB建立流程时，获取和记录RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
进一步地，所述特定参数的值包括：必须分流、不可分流和动态分流三种取值类型；在所述特定参数的值为动态分流的取值时，所述分流判决模块依据系统负载动态决策对应RAB是否分流。
进一步地，所述分流判决模块、分流处理模块、参数获取模块与无线控制器合设在一个独立的网元内，上行方向数据流在完成空口解封装之后直接通过分流判决模块进行分流判决；下行方向数据流经分流处理模块完成NAT转换后直接送入空口；或，所述分流判决模块、分流处理模块、参数获取模块组成的分流设备和所述无线控制器分别为独立的网元，分流设备部署在Iu接口上，监控RNC和核心网之间的数据，对识别为需要分流的数据进行NAT处理，对不需要分流的数据进行透传。
本发明中分流设备所依据的分流判决条件直接来源于核心网，而核心网可以主动获取需要的用户信息，因此能尽可能正确、完整地做出分流判决，并能和核心网的QoS策略统一实施，无需独立核心网之外增加新的QoS管理点。
附图说明
图1为移动通讯网络的结构图；
图2为分流组网结构图；
图3为本发明提出的一种在接入网对互联网访问数据进行分流的流程图；
图4为本发明提出一种在接入网对互联网访问数据进行分流的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图3为本发明提出的一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法的流程图，该方法具体包括如下步骤：
步骤301、无线控制器(例如无线网络控制器RNC或基站控制器BSC)、分流设备、核心网预先设定以RAB(Radio Access Bearer，无线接入承载)消息中的特定参数的值来标识对应的RAB是否需要分流；
优选地，无线控制器、分流设备和核心网约定采用RAB参数中的传输处理优先级(Traffic Handling Priority)参数、或分配/保留优先级(Allocation/Retentionpriority)参数的特定值来标识该RAB数据需要分流。
步骤302、UE(用户设备/移动用户)发起PS(Packet Switched，分组交换)业务，核心网在进行RAB指派时，结合用户信息和/或PDP信息设定所述约定的RAB消息中用于标识对应的RAB是否需要分流的参数取值；
优选地，所述PDP信息指PDP信息中的NSAPI(Network Service AccessPoint Identifier，网络服务接入点标识符)、或APN(Access Point Name，接入点名称)；
优选地，所述用户信息指移动用户的签约信息、或是否为漫游用户等信息；所述用户信息可从HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)中获取。
步骤303、核心网在IU接口发起RAB建立流程，分流设备获取RAB建立消息，解析并记录RAB建立消息中包含的用于标识对应的RAB是否需要分流的参数值；
优选地，分流设备可通过监控IU接口上的RAB消息，或通过RNC主动告知的方式获得所述用于标识对应的RAB是否需要分流的参数值；
步骤304、RAB建立成功后，分流设备监控对应RAB上的数据流，如果分流设备依据所述用于标识对应的RAB是否需要分流的参数取值判定所述RAB数据流需要分流，则分流设备对所述RAB数据流进行NAT处理，否则对所述RAB数据流进行透传。
优选地，所述用于标识对应的RAB是否需要分流的参数值可分为三种取值类型，分别为：必须分流、不可分流和动态分流；在所述特定参数的值为动态分流的取值时，所述分流设备可结合Iu接口的负荷情况动态决策对应RAB是否分流。
以下通过实例说明本发明分流判决方法的流程，在该实例中，无线控制器为RNC，具体步骤如下：
步骤401、RNC、核心网、分流设备约定RAB参数中Traffic Handling Priority参数做为判断是否需要分流的分流参数，并约定信元取值1-5代表不需要分流，6-10代表动态分流，是否分流由分流设备依据系统负荷决策，11-14代表必须分流；
步骤402、在核心网侧配置参数设定规则为：核心网结合PDP信息设定分流参数的值，当APN为A则设定分流参数值为不可分流的参数类型值，为B则设定分流参数值为必须分流的参数类型值，若APN为其它值，则设定分流参数值为动态分流的参数类型值，对于动态分流的情况，还可进一步排定APN的分流优先级，例如C＞D＞E，可通过动态分流取值类型中的特定值来标识不同的优先级；
步骤403、UE向核心网发起PDP激活请求，核心网收到PDP激活请求后，解析PDP激活请求消息中的APN信息，若APN为A，则设定分流参数值为1-5内的某个值(具体取值依据用户优先级等确定，不属于本专利的范畴)；为B则设定分流参数值为11-14里面的某个取值；为C/D/E时，设定分流参数值为6、7或8；
步骤404、核心网为对应PDP请求建立RAB通道，核心网通过IU接口向RNC发送RAB建立请求，分流设备通过IU接口读取Traffic Handling Priority参数信息，并记录该RAB的参数信息，包括Traffic Handling Priority参数的值；
步骤405、RAB建立成功后，UE开始发送数据；
步骤406、数据流经过分流设备时，分流设备依据记录的RAB的参数信息判断该数据流归属的RAB是否需要分流，若分流参数的值为必须分流的取值类型，则为该RAB分配NAT资源，并对用户数据流进行IU解封装，做NAT处理，送往Internet接入点；若分流参数的值为不可分流的取值类型，则将数据流透传到核心网；若分流参数的值为动态分流的取值类型，则分流设备监控Iu接口的传输负载，例如Iu接口负载量达到70％，则对分流参数取值为8的RAB不做分流，其它分流；当负载量达到80％的时候，则分流参数取值为7的RAB不做分流，当负载量达到90％的时候，则THP取值为6的RAB不做分流，其它做分流处理；
步骤407、分流设备对核心网下行的数据不做监控，直接透传给RNC；对互联网接入点过来的报文做NAT转换，并做封装后送往RNC；
步骤408、分流设备监听RAB释放消息，RAB释放后，分流设备释放NAT资源。
本发明一优选实施例中，可将分流设备和RNC合设成一个独立的网元，当分流设备和RNC合并时，上行数据流在完成空口解封装之后直接进行分流判决，需要分流的话直接进行NAT处理，不需要经过IU接口封装解封装的处理；下行方向，互联网进来的数据经NAT转换后直接送入空口，同样不需要IU接口的封装解封装处理，从而提高了分流处理的效率。
图4为本发明提出的一种在接入网对互联网访问数据进行分流的装置的结构示意图，该装置包括：
参数设定模块，位于核心网，用于在进行RAB指派时，结合用户信息和/或PDP信息设定所述特定参数值；所述用户信息指移动用户的签约信息、或是否为漫游用户信息；所述PDP信息指PDP信息中的网络服务接入点标识符(NSAPI)、或接入点名称(APN)。所述特定参数为Traffic Handling Priority参数、或Allocation/Retention priority参数。
参数获取模块，位于分流设备，用于在核心网通过IU接口发起RAB建立流程时，获取和记录RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
分流判决模块，位于分流设备中，用于以RAB消息中的特定参数的特定取值来判断RAB数据流是否需要分流；
分流处理模块，位于分流设备中，用于依据所述分流判决模块的判决结果执行分流处理，在需要分流的情况下，执行NAT转换后将数据送往互联网，在不需要分流的情况下，将数据透传给核心网。
优选地，所述分流判决模块、分流处理模块、参数获取模块与无线控制器合设在一个独立的网元内，上行方向数据流在完成空口解封装之后直接通过分流判决模块进行分流判决；下行方向数据流经分流处理模块完成NAT转换后直接送入空口。也可将分流判决模块、分流处理模块、参数获取模块组成的分流设备和无线控制器分别设置为独立的网元，分流设备部署在Iu接口上，监控RNC和核心网之间的数据，对识别为需要分流的数据进行NAT处理，对不需要分流的数据进行透传。
本发明适用于3G无线通讯网络，LTE(Long Term Evolution，长期演进)网络也可以类似处理。
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 (10)

1.一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法，其特征在于，包括：
分流设备以无线接入承载(RAB)消息中的特定参数的值来判断RAB数据流是否需要分流，若需要分流，则执行网络地址转换(NAT)后将分流数据送往互联网；若不需要分流，则将RAB数据流透传给核心网。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，在分流判决之前，还包括核心网设置所述特定参数及所述分流设备获得所述特定参数的步骤，具体为：
核心网在进行RAB指派时，结合用户信息和/或PDP信息设定所述特定参数值；核心网在IU接口发起RAB建立流程，分流设备获取RAB建立消息，解析并记录RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述用户信息指移动用户的签约信息、或是否为漫游用户信息；所述PDP信息指PDP信息中的网络服务接入点标识符(NSAPI)、或接入点名称(APN)。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述特定参数的值包括：必须分流、不可分流和动态分流三种取值类型；在所述特定参数的值为动态分流的取值时，所述分流设备依据系统负载动态决策对应RAB是否分流。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将所述分流设备和无线控制器合设为一个独立的网元，上行方向数据流在完成空口解封装之后直接进行分流判决；下行方向，互联网来的数据经NAT转换后直接送入空口；或，
分流设备和无线控制器分别为独立的网元，分流设备部署在Iu接口上，监控RNC和核心网之间的数据，对识别为需要分流的数据进行NAT处理，对不需要分流的数据进行透传。
6.一种在接入网对互联网访问数据进行分流的装置，其特征在于，该装置包括：
分流判决模块，位于分流设备中，用于以RAB消息中的特定参数的值来判断RAB数据流是否需要分流；
分流处理模块，位于分流设备中，用于依据所述分流判决模块的判决结果执行分流处理，在需要分流的情况下，执行NAT转换后将数据送往互联网，在不需要分流的情况下，将数据透传给核心网。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
参数设定模块，位于核心网，用于在进行RAB指派时，结合用户信息和/或PDP信息设定所述特定参数值；
参数获取模块，位于分流设备，用于在核心网通过IU接口发起RAB建立流程时，获取和记录RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述用户信息指移动用户的签约信息、或是否为漫游用户信息；所述PDP信息指PDP信息中的NSAPI、或APN。
9.根据权利要求6、7或8所述的装置，其特征在于，所述特定参数的值包括：必须分流、不可分流和动态分流三种取值类型；在所述特定参数的值为动态分流的取值时，所述分流判决模块依据系统负载动态决策对应RAB是否分流。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分流判决模块、分流处理模块、参数获取模块组成的分流设备与所述无线控制器合设在一个独立的网元内，上行方向数据流在完成空口解封装之后直接通过分流判决模块进行分流判决；下行方向数据流经分流处理模块完成NAT转换后直接送入空口；或，
所述分流判决模块、分流处理模块、参数获取模块组成的分流设备和所述无线控制器分别为独立的网元，分流设备部署在Iu接口上，监控RNC和核心网之间的数据，对识别为需要分流的数据进行NAT处理，对不需要分流的数据进行透传。
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