CN102790959B

CN102790959B - 一种Diameter消息的发送方法及装置

Info

Publication number: CN102790959B
Application number: CN201210228565.6A
Authority: CN
Inventors: 姜楠楠
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: CN102790959A

Abstract

本发明公开了提供了一种Diameter消息的发送方法及装置，用以在Diameter节点分布式部署时，保证Session-Id的唯一性和递增性。该方法为：Diameter会话的创建方Diameter节点中的业务处理单元创建Diameter消息，并生成会话标识Session-Id，将Session-Id设置在Diameter消息中发送给所述创建方Diameter节点中的全局处理单元；所述创建方Diameter节点中的全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理；当确定需要将递增序列填充到所述Session-Id中时，所述创建方Diameter节点中的全局处理单元将填充有所述递增序列的Session-Id设置在Diameter消息中，并发送给接收方。

Description

一种Diameter消息的发送方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种直径（Diameter）消息的发送方法及装置。

背景技术

会话标识（Session-Id）AVP（Attribute Value Pairs，属性值对）为用户会话相关的Diameter消息中的会话标识，该AVP在Diameter应用创建会话时生成，要求全局并永远唯一。

SAE（System Architecture Evolution，系统架构演进）架构下，为满足负载均衡和容灾备份的要求，支持Diameter接口的各网元（下称Diameter节点）实行分布式部署，即一个Diameter节点包含多个业务处理单元，每个业务处理单元均可生成并维护Diameter会话，这种部署形式下，各业务处理单元创建Diameter会话时生成的Session-Id有可能重复。

Diameter协议是为一个为满足网络访问控制要求的AAA(Accounting、Authentication、Authorization，计费、鉴权、认证)协议，该协议由基础协议和应用协议组成，一起为上层的业务应用提供服务。Diameter协议的格式由Diameter消息头和Diameter属性值对（Attribute-Value-Pairs，AVP）构成，AVP携带特定的认证、计费、授权和路由信息，其中Session-Id AVP在用户会话相关消息中使用，标识一个特定的会话，在会话生命期中保持一致。客户端和服务器用此AVP关联Diameter消息和用户会话。

Session-Id AVP位置固定，紧挨着Diameter消息头出现，要求保持全局并永远唯一（globally and eternally unique），不用参考其它信息就能唯一的标识一个用户会话。Session-Id AVP为OctetString类型，以DiameterIdentity类型编码的发送端标识开始，剩下部分用“；”分隔，是保证永远唯一的任何序列。

rfc（Request For Comments，以编号排定的文件）3588中规定使用的格式如下：

<DiameterIdentity＞;<high 32 bits>;<low32bits>[;<optional value>]

<high 32 bits>和<low 32 bits>是一个单调增加的64位值的高32位和低32位十进制表示。这个64位值分成两部分是为了简化32位处理器的处理格式。开始时，高32位值可以初始化为时间，低32位值初始化为0。

<optional value>是可选值，可以包含设备Id，地址信息，时间戳等等。

例如，没有可选项的值：

accesspoint7.acme.com;1876543210;523

例如，有可选项的值：

accesspoint7.acme.com;1876543210;523;mobile200.1.1.88

Diameter请求和应答消息举例如下：

应答消息中应携带与请求消息相同的Session-Id。

参见图1，SAE架构中，支持Diameter协议的节点包括移动性管理实体（Mobility Management Entity，MME）、HSS（Home Subscriber Server，归属签约用户服务器）、PCRF（Policy and Charging Rules Function，策略控制计费规则功能实体）、PGW（Packet Data Network-GateWay，分组数据网络网关）。其中S6a参考点、Gx参考点、Rx参考点、Sp参考点使用Diameter协议。

PCC（Policy Control and Charging，策略控制和计费）：对用户的应用级服务数据流进行动态控制，能够使运营商动态对用户使用的各种服务进行有效策略控制，并根据提供的QoS进行适当的计费控制功能。

MME功能实体：负责用户及会话管理的所有控制平面功能。

PCRF功能实体：实现PCC的一个重要的网元，完成运营商对签约用户的服务进行有效动态的网络策略控制功能。主要完成策略控制决策和基于服务数据流计费控制决策的功能。

PGW功能实体：根据PCRF确定的PCC规则完成业务数据流检测和策略执行功能。

S6a参考点：MME和HSS之间的参考点，用于传送用户签约信息、认证和授权数据。

Rx参考点：AF（Application Function，应用功能）和PCRF之间的参考点，用于传送从AF到PCRF的应用层会话信息、IP过滤器信息及媒体带宽需求等信息。

Gx参考点：PGW和PCRF之间的参考点，通过该接口，PCRF可动态控制PGW上的PCC行为。该接口支持IP-CAN会话连接的建立和维持；从PGW向PCRF发起的PCC决策请求；从PCRF向PGW提供的PCC决策；IP-CAN承载建立模式的协商；IP-CAN会话的终止。

Sp参考点：PCRF和HSS之间的参考点，PCRF通过该接口获得用户签约信息，SPR通过该接口通知PCRF关于用户签约数据的更新。

以Gx接口的一个Diameter会话流程为例（注：PCEF（Policy and ChargingEnforcement Function策略计费执行功能）为PGW内的一个功能实体），参见图2，Diameter会话流程包括：

流程一：Gx接口的Diameter会话建立流程包括步骤：

1、PCEF实体收到一个建立IP-CAN会话的请求，PCEF接受该请求。

2、PCEF决定进行PCC认证，请求允许的业务和PCC规则信息。PCEF发送Diameter消息CCR（Credit Control Request，信用控制请求），创建一个Diameter会话，并为该会话分配一个Session-Id，在CCR中携带。同时将CCR中的CC-Request-Type（信用控制请求类型）AVP置为初始请求（INITIAL_REQUEST），表示该CCR为初始请求消息。

3、如果PCRF中没有该用户的签约信息，会向SPR（Subscription ProfileRepository，签约信息仓库）发送请求以获取IP-CAN承载的相关信息，并将Diameter会话与IP-CAN会话关联。

4、SPR向PCRF返回响应，包含用户的签约信息，PCRF存储该用户相关的签约信息，包括允许使用业务及PCC规则信息。PCRF进行认证，并进行相应的策略决策。

5、PCRF向PCEF返回Diameter消息CCA（Credit Control Answer，信用控制响应），携带与CCR相同的Session-Id AVP，并在Subsession-Decision AVP中携带PCC规则，由PCEF执行。

6、PCEF收到CCA后，CCA中的Session-Id AVP与初始创建的Diameter会话关联，执行PCC规则，并返回IP-CAN会话建立请求的响应消息。

流程二：Gx接口的Diameter会话修改流程包括步骤：

11、当网络侧触发IP-CAN会话修改的时候，PCRF需要给PCEF发送Diameter消息RAR（Re-Auth-Request，重认证请求），携带与初始CCR消息相同的Session-Id AVP，并携带一个或者多个PCC规则，用来进行策略控制；

22、PCEF收到RAR请求后，根据RAR中的Session-Id AVP关联到创建的Diameter会话，更新PCC规则。返回RAA（Re-Auth-Answer，重认证响应）响应，在响应中携带与请求相同的Session-Id AVP。

流程三：Gx接口的Diameter会话删除流程包括步骤：

111、PCEF收到IP-CAN Session会话删除请求并接收该请求。

222、PCEF发送Diameter消息CCR，携带与初始CCR相同的Session-IdAVP，同时消息中的CC-Request-Type AVP置为TERMINATION_REQUEST（终止请求）。

333、PCRF根据CCR中的Session-Id AVP，关联到Diameter会话，删除相关的会话资源，返回CCA响应消息。

444、PCEF返回IP-CAN会话删除请求的响应消息。

由以上流程可见，Session-Id AVP在用户的业务流程中标识Diameter会话，同时Diameter节点也用它关联会话相关的资源。

为满足负载均衡和容灾备份的要求，SAE架构中的Diameter节点采用分布式部署，Diameter节点中包括一个全局处理单元和多个业务处理单元（处理单元的功能只介绍跟Diameter会话相关的部分），部署图如图3所示，Diameter节点包括：

业务处理单元：

当节点作为Diameter客户端时，各业务处理单元都可以创建Diameter会话,生成Session-Id AVP,并在Session-Id中加入本单元的地址信息。作为请求消息的发送方，业务处理单元应编码Diameter请求消息并发送至全局处理单元。作为响应消息的接收方，业务处理单元应解码Diameter响应消息，并根据响应消息中的Session-Id AVP关联到Diameter会话，进行会话的后续处理。

当节点作为Diameter服务端时，业务处理单元应从接收到的Diameter会话请求消息中获取Session-Id AVP，并在响应中带回，以维持Diameter会话。

全局处理单元：

负责消息分发，即将各业务处理单元发来的消息发给对端节点，并根据响应消息中Session-Id AVP携带的地址信息将消息分发给同设备的业务处理单元。

以PCRF与PGW间的消息交互为例，参见图4，具体流程包括步骤：

10、PGW设备中的一个业务处理单元创建Diameter会话，生成Session-IdAVP，并在该AVP中添加本业务处理单元的地址。

依据RFC3588，Session-Id由三部分构成：

发送端标识（即消息的发送方的设备标识）；

全局唯一的递增序列；

发送方业务处理单元的地址，如：pgw.datangmobile.cn；12345；5483。

其中“12345”为单增序列，用于关联会话；“5483”为该业务处理单元的通信地址，用于响应消息的分发。

PGW的业务处理单元生成标准Diameter CCR码流，发给本设备的全局处理单元。

20、PGW设备的全局处理单元将Diameter CCR发给PCRF设备的全局处理单元，PCRF设备的全局处理单元根据CCR中携带的IMSI（InternationalMobile Subscriber Identity，国际移送用户标识）查询IMSI与PCRF的业务处理单元地址的对应关系，获取业务处理单元地址。

30、PCRF的全局处理单元将Diameter CCR发给PCRF的业务处理单元。

40、PCRF的业务处理单元生成Diameter CCA，携带与CCR相同的Session-Id AVP，发给本设备的全局处理单元。

50、PCRF的全局处理单元将Diameter CCA发给PGW的全局处理单元。

60、PGW的全局处理单元解码出CCA中的Session-Id，并获取Session-Id中的业务处理单元地址。将Diameter CCA发给相应的业务处理单元。

综上所述，现有技术中，Diameter节点分布式部署时，为了实现负荷分担的功能，用户会分布在不同的业务处理单元。各业务处理单元都会创建Diameter会话，且都可为会话生成Session-Id。这种部署方式下，从Diameter节点中发出的Diameter消息会由不同的业务处理单元产生，那么消息中Session-Id第二部分（递增序列）就不能保证全局唯一，同时也不能保证递增。因此，Diameter节点分布式部署时的这种生成Session-Id的方法是不符合RFC3588协议规定的。

发明内容

本发明实施例提供了一种Diameter消息的发送方法及装置，用以在Diameter节点分布式部署时，实现Session-Id由统一的处理单元产生，保证Session-Id的唯一性和递增性。

本发明实施例提供的一种Diameter消息的发送方法包括：

Diameter会话的创建方Diameter节点中的业务处理单元创建Diameter消息，并生成会话标识Session-Id，将Session-Id设置在Diameter消息中发送给所述创建方Diameter节点中的全局处理单元；

所述创建方Diameter节点中的全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理；

当确定需要将递增序列填充到所述Session-Id中时，所述创建方Diameter节点中的全局处理单元将填充有所述递增序列的Session-Id设置在Diameter消息中，并发送给Diameter消息的接收方。

本发明实施例提供的一种Diameter消息的发送装置包括：

业务处理单元，用于创建Diameter消息，并生成会话标识Session-Id，将Session-Id设置在Diameter消息中发送给与所述业务处理单元位于同一Diameter节点的全局处理单元；

所述全局处理单元，用于对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理；当确定需要将递增序列填充到所述Session-Id中时，将填充有所述递增序列的Session-Id设置在Diameter消息中，并发送给Diameter消息的接收方。

本发明实施例，通过Diameter会话的创建方Diameter节点中的业务处理单元创建Diameter消息，并生成会话标识Session-Id，将Session-Id设置在Diameter消息中发送给所述创建方Diameter节点中的全局处理单元；所述创建方Diameter节点中的全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理；当确定需要将递增序列填充到所述Session-Id中时，所述创建方Diameter节点中的全局处理单元将填充有所述递增序列的Session-Id设置在Diameter消息中，并发送给Diameter消息的接收方，从而在Diameter节点分布式部署时，实现了Session-Id由统一的处理单元产生，保证了Session-Id的唯一性和递增性。

附图说明

图1为SAE架构示意图；

图2为Gx接口的Diameter会话流程示意图；

图3为Diameter节点结构示意图；

图4为PCRF与PGW间的消息交互流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种Diameter消息的发送方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种Diameter会话流程示意图；

图7为本发明实施例提供的将递增序列填充到Session-Id的处理流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种Diameter消息的发送方法及装置，用以在Diameter节点分布式部署时，实现Session-Id由统一的处理单元产生，保证Session-Id的全局唯一性和递增性。

本发明实施例针对现有技术中存在的问题，提出了Session-Id的递增序列部分由同一Diameter节点的全局处理单元生成，其余部分由该Diameter节点业务处理单元生成，从而保证Session-Id的全局唯一性和递增性。

参见图5、本发明实施例提供的一种直径Diameter消息的发送方法，包括：

S201、Diameter会话的创建方Diameter节点中的业务处理单元创建Diameter消息，并生成会话标识Session-Id，将Session-Id设置在Diameter消息中发送给所述创建方Diameter节点中的全局处理单元；

S202、所述创建方Diameter节点中的全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理；

S203、当确定需要将递增序列填充到所述Session-Id中时，所述创建方Diameter节点中的全局处理单元将填充有所述递增序列的Session-Id设置在Diameter消息中，并发送给Diameter消息的接收方。

较佳地，所述业务处理单元生成的Session-Id中包括：

所述创建方Diameter节点的标识和所述业务处理单元的地址。

较佳地，所述创建方Diameter节点中的全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理，包括：

所述全局处理单元从接收到的Diameter消息码流的第二十个字节处开始，向后查找第一个“；”，如果未找到，则发出告警信号；

需要说明的是，Diameter消息码流的前二十个字节为Diameter消息头，Diameter消息中Session-Id是紧接着消息头的第一个AVP且位置固定，所以Diameter消息码流的第二十个字节处为Session-Id的首位字节。

如果找到，则判断第一个“；”与第三个“；”之间是否为字符串“0000000000；0000000000”，如果不是，则确定该Diameter消息为该Diameter会话中的非初始消息，不进行递增序列的填充；如果是，则在第一个“；”与第二个“；”之间填充为系统时间，在第二个“；”与第三个“；”之间填充为递增序列。

较佳地，所述递增序列，为十位递增十进制数字。

较佳地，所述递增序列的取值范围，为0到2的32次方（即4294967296）。

也就是说，所述递增序列，为由0开始的十位递增十进制数字，最大值为2的32次方，即4294967296。该序列从0开始，为十位十进制数字，逐次单增1，前面各位补零，例如：0000009999，0000100000，0000100001，0000100002…。

以PCRF与PGW的Diameter会话消息交互为例，Diameter会话的传输方法，参见图6，具体包括步骤：

101、PGW的业务处理单元创建Diameter会话，并生成Session-Id。然后，PGW的业务处理单元编码Diameter消息（例如可以是Diameter CCR），将标准Diameter CCR码流发给PGW的全局处理单元。

Session-Id由三部分构成：

Diameter会话发送端的标识（即Diameter消息的发送方的设备标识）：Diameter会话消息的发送方的设备标识。

预留字段：该部分由全局处理单元生成，由两个十位的十进制数构成，中间用分号分隔，预置为全零。

发送方业务处理单元的地址和递增序列：该部分由两个十位的十进制数构成，中间无分隔符，其中前十位为发送方业务处理单元地址，用于全局处理单元的消息分发；后十位为递增序列，用于该业务处理单元关联会话。

例如：pgw.datangmobile.cn；0000000000；0000000000；00000123450000005483。

其中，第二个分号与第三个分号之间的十位十进制数为递增序列，取值范围是0到2的32次方。

102、PGW的全局处理单元收到初始CCR消息后，对Session-Id进行填充。

103、PGW的全局处理单元将填充后的Session-Id作为初始Diameter CCR消息的Session-Id发给PCRF的全局处理单元。

由于Session-Id的位置固定，紧挨着Diameter消息头出现，Diameter消息头长度固定为20个字节，全局处理单元直接对Diameter消息码流的固定位置处进行替换即可。具体处理流程参见图7，包括：

PGW的全局处理单元收到Diameter码流后，从码流的第二十个字节处向后查找第一个“；”，如果未找到，则码流中的Session-Id格式有误，进行告警，失败退出；

如果找到，判断第一个分号与第三个分号间是否为字符串“0000000000；0000000000”，如果不是，则该Diameter消息为该Diameter会话中非初始消息，不进行Session-Id的填充；如果是，则将第一个分号与第二个分号间填充为系统时间，第二个分号与第三个分号间填充为由0开始的递增序列，例如：0123456789。

104、PCRF的全局处理单元将Diameter CCR发给PCRF的业务处理单元。

105、PCRF的业务处理单元生成Diameter CCA，携带与CCR相同的Session-Id AVP，发给本设备的全局处理单元。

106、PCRF的全局处理单元将Diameter CCA发给PGW的全局处理单元。

107、PGW的全局处理单元解码出Diameter CCA中的Session-Id，并获取Session-Id中的业务处理单元地址，即Session-Id中第三个分号后的后十位，将Diameter CCA发给PGW中相应的业务处理单元。

PGW的业务处理单元需保证后续的CCR消息中的Session-Id与初始CCR中相同。

同理，对于SAE架构中的其他Diameter节点，Session-Id的生成和处理方法相同。

相应地，本发明实施例提供的一种直径Diameter消息的发送装置，其结构可以如图3所示，包括：

较佳地，所述业务处理单元生成的Session-Id中包括：

所述创建方Diameter节点的标识和所述业务处理单元的地址。

较佳地，所述全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理时，具体用于：

从接收到的Diameter消息码流的第二十个字节处开始，向后查找第一个“；”，如果未找到，则发出告警信号；

如果找到，则判断第一个“；”与第三个“；”之间是否为字符串“0000000000；0000000000”，如果不是，则确定该Diameter消息为Diameter会话中的非初始消息，不进行递增序列的填充；如果是，则在第一个“；”与第二个“；”之间填充为系统时间，在第二个“；”与第三个“；”之间填充为递增序列。

较佳地，所述递增序列，为十位递增十进制数字。

综上所述，本发明实施例在Diameter节点分布式部署时，由Diameter会话的创建方Diameter节点的全局处理单元统一生成Session-Id中的递增序列，保证了Session-Id的递增性和唯一性。而现有技术是在各业务处理单元上生成Session-Id，由于分布式部署时同一设备中有多个业务处理单元，无法保证协议中要求的Session-Id全局且永远唯一，因此，本发明由设备中的全局处理单元统一生成Session-Id中的递增序列，并利用Session-Id位置和格式固定的特点，采取直接替换码流的方式，在对系统性能无太大影响的前提下很好的解决了现有技术存在的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种直径Diameter消息的发送方法，其特征在于，该方法包括：

当确定需要将递增序列填充到所述Session-Id中时，所述创建方Diameter节点中的全局处理单元将填充有所述递增序列的Session-Id设置在Diameter消息中，并发送给Diameter消息的接收方，

其中，所述创建方Diameter节点中的全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务处理单元生成的Session-Id中包括：

所述创建方Diameter节点的标识和所述业务处理单元的地址。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述递增序列，为十位递增十进制数字。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述递增序列的取值范围，为0到2的32次方。

5.一种直径Diameter消息的发送装置，其特征在于，该装置包括：

所述全局处理单元，用于对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理；当确定需要将递增序列填充到所述Session-Id中时，将填充有所述递增序列的Session-Id设置在Diameter消息中，并发送给Diameter消息的接收方，

其中，所述全局处理单元对是否将递增序列填充到所述Session-Id中进行判断处理时，具体用于：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述业务处理单元生成的Session-Id中包括：

所述创建方Diameter节点的标识和所述业务处理单元的地址。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述递增序列，为十位递增十进制数字。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述递增序列的取值范围，为0到2的32次方。