CN103024737A - 可信任非3gpp接入网元、接入移动网络及去附着方法 - Google Patents

可信任非3gpp接入网元、接入移动网络及去附着方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通过可信任的非3GPP网络接入移动网络的方法，可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元受到可扩展认证协议(EAP)认证成功消息的触发或者收到EAP认证成功触发消息，与移动网络的分组数据网络网关(P-GW)建立会话，并保存P-GW为UE分配的IP地址；TNAN网元接收到UE的IP地址请求消息后，如果本地存在与UE请求的分组数据网络(PDN)类型一致的IP地址，将该IP地址分配给UE。本发明还提供一种去附着方法。本发明还提供一种TNAN网元。

Description

可信任非3GPP接入网元、接入移动网络及去附着方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及用户设备(User Equipment，UE)通过可信任非第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)接入移动网络的方法和可信任非3GPP接入网网元及去附着方法。
背景技术
3GPP的演进的分组系统(Evolved Packet System，EPS)由演进的通用地面无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)、移动管理单元(Mobility Management Entity，MME)、服务网关(Serving Gateway，S-GW)、分组数据网络网关(Packet Data NetworkGateway，P-GW)和归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)组成。
EPS支持与非3GPP系统的互通(如图1所示)，其中，与非3GPP系统的互通通过S2a/b/c接口实现，P-GW作为3GPP与非3GPP系统间的锚点。在EPS的系统架构图中，非3GPP系统接入被分为不可信任非3GPP接入和可信任非3GPP接入；其中，不可信任非3GPP接入需经过演进的分组数据网关(Evolved Packet Data Gateway，ePDG)与P-GW相连，ePDG与P-GW间的接口为S2b；可信任非3GPP接入可直接通过S2a接口与P-GW连接，S2a接口采用PMIP协议进行信息交互；另外，S2c接口提供了UE与P-GW之间的用户面相关的控制和移动性支持，其支持的移动性管理协议为支持双栈的移动IPv6(Moblie IPv6 Support for Dual Stack Hosts and Routers，DSMIPv6)，其可用于不可信任非3GPP和可信任非3GPP接入。
无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)可以作为非3GPP系统接入EPS，这涉及到很多运营商关注的固网移动融合的互连互通问题。
目前，对于S2b、S2c接口的流程和策略互通的研究很多，而对于S2a接口的研究很少。在现有技术中，如图2所示，UE完成非3GPP特有的流程以及可扩展的认证协议(Extensible Authentication Protocol，EAP)认证流程之后，UE和可信任的非3GPP接入网(trusted non-3GPP IP access network，TNAN)网元之间执行三层(Layer 3，L3)消息，然后，可信任的非3GPP接入网络(trusted non-3GPP IP access network，TNAN)收到L3消息之后，向移动核心网络的P-GW发起隧道建立的流程。在此，L3消息作为触发TNAN和P-GW建立隧道的一种方式，但是，并没有明确这个消息。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过可信任非3GPP接入移动网络的方法和可信任非3GPP接入网网元及去附着方法，实现通过可信任非3GPP接入移动网络。
为了解决上述问题，本发明提供了一种通过可信任的非3GPP网络接入移动网络的方法，包括：
可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元受到可扩展认证协议(EAP)认证成功消息的触发或者收到EAP认证成功触发消息，与移动网络的分组数据网络网关(P-GW)建立会话，并保存会话建立过程中所述P-GW为用户设备分配的IP地址；以及，
所述TNAN网元接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果本地存在与所述用户设备请求的分组数据网络(PDN)类型一致的IP地址，将该IP地址分配给所述用户设备。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述TNAN网元与所述P-GW是基于GPRS隧道协议(GTP)或者代理移动因特网协议(PMIP)建立会话。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述TNAN网元与P-GW建立会话包括：
所述TNAN网元为所述用户设备签约的所有PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的所有PDN类型；
或者，所述TNAN网元根据所述用户设备签约的PDN类型，为每个PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在每次发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的一个PDN类型。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述TNAN网元通过如下方式获取所述用户设备签约的PDN类型：
所述TNAN网元在所述用户设备的EAP接入认证过程中从EAP认证消息中获取所述用户设备签约的PDN类型。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述用户设备签约的PDN类型为IPv4和/或IPv6。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：
所述P-GW为所述用户设备分配的IP地址为IPv4地址时，所述TNAN网元还保存会话建立过程中所述P-GW发送的IPv4定时器；
如果所述IPv4定时器超时，所述TNAN网元仍然未收到所述用户设备请求所述IPv4地址的IP地址请求消息，则所述TNAN网元指示所述P-GW回收所述IPv4地址。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述TNAN网元通过更新承载消息或者删除会话消息或者代理承载更新消息，指示所述P-GW回收IPv4地址。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：如果所述P-GW回收所述IPv4地址后，所述TNAN网元接收到所述用户设备的动态主机配置协议(DHCP)发现消息，则所述TNAN网元请求所述P-GW为所述用户设备分配IPv4地址，并将分配的IPv4地址发送给所述用户设备。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述IP地址请求消息为路由请求消息时，所述TNAN网元认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv6；所述IP地址请求消息为DHCP发现消息时，所述TNAN网元认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv4。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：所述TNAN网元接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果所述用户设备请求的PDN类型不是用户设备签约的PDN类型，则所述TNAN网元向所述用户设备返回失败指示。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述TNAN网元为接入控制设备(AC)或者宽带网络网关(BNG)。
本发明还提供一种去附着方法，包括：
TNAN网元向用户设备发送DHCP强制续借消息，要求所述用户设备重新向所述TNAN网元请求IP地址；
所述TNAN网元接收所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回DHCP否定确认消息给所述用户设备；
所述TNAN网元接收所述用户设备发送的DHCP发现消息，所述TNAN网元不分配IP地址给所述用户设备。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述TNAN网元在如下情形下发送所述DHCP强制续借消息：
所述TNAN网元收到来自归属位置寄存器/认证授权计费(HSS/AAA)的去附着指示消息；或者，由于本地管理配置原因需要去附着所述用户设备；或者，由于本地管理配置原因需要去连接所述用户设备的一个PDN连接。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：如果所述用户设备存在多个PDN连接，则所述TNAN网元去连接一个PDN连接后，再次发送DHCP强制续借消息至所述用户设备，开始下一个PDN连接的去连接，重复执行该步骤，直到去连接所述用户设备的多个PDN连接。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括，所述TNAN网元在接收到用户设备发送的DHCP发现消息后，返回DHCP提供消息给所述用户设备，所述DHCP提供消息中携带的IP地址选项为0；以及，再次接收到所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回携带IP地址选项为0的DHCP否定确认消息给所述用户设备。
本发明还提供一种可信任的非3GPP接入网网元，所述可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元包括地址获取单元和地址分配单元，其中：
所述地址获取单元用于：受到可扩展认证协议(EAP)认证成功消息的触发或者收到EAP认证成功触发消息，与移动网络的分组数据网络网关(P-GW)建立会话，并保存会话建立过程中所述P-GW为用户设备分配的IP地址；
所述地址分配单元用于：接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果本地存在与所述用户设备请求的分组数据网络(PDN)类型一致的IP地址，将该IP地址分配给所述用户设备。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址获取单元是用于：基于GPRS隧道协议(GTP)或者代理移动因特网协议(PMIP)与所述P-GW建立会话。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址获取单元与P-GW建立会话包括：
所述地址获取单元为所述用户设备签约的所有PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的所有PDN类型；
或者，所述地址获取单元根据所述用户设备签约的PDN类型，为每个PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在每次发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的一个PDN类型。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址获取单元还用于通过如下方式获取所述用户设备签约的PDN类型：
在所述用户设备的EAP接入认证过程中从EAP认证消息中获取所述用户设备签约的PDN类型。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述PDN类型为IPv4和/或IPv6。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址获取单元还用于：在所述P-GW为所述用户设备分配的IP地址为IPv4地址时，保存会话建立过程中所述P-GW发送的IPv4定时器；
所述地址分配单元还用于：如果所述IPv4定时器超时，仍然未收到所述用户设备请求所述IPv4地址的IP地址请求消息，则指示所述P-GW回收所述IPv4地址。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址分配单元通过更新承载消息或者删除会话消息或者代理承载更新消息，指示所述P-GW回收IPv4地址。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址分配单元还用于：如果所述P-GW回收所述IPv4地址后，接收到所述用户设备的DHCP发现消息，则请求所述P-GW为所述用户设备分配IPv4地址，并将分配的IPv4地址发送给所述用户设备。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址分配单元还用于：当所述IP地址请求消息为路由请求消息时，认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv6；当所述IP地址请求消息为DHCP发现消息时，认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv4。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述地址分配单元还用于：接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果所述用户设备请求的PDN类型不是用户设备签约的PDN类型，则向所述用户设备返回失败指示。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述TNAN网元为接入控制设备(AC)或者宽带网络网关(BNG)。
本发明还提供一种可信任的非3GPP接入网网元，所述可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元包括去附着单元，用于：
向用户设备发送DHCP强制续借消息，要求所述用户设备重新向所述TNAN网元请求IP地址；
以及，接收所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回DHCP否定确认消息给所述用户设备；
以及，接收到用户设备发送的DHCP发现消息，不分配IP地址给所述用户设备。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述去附着单元用于在如下情形下发送所述DHCP强制续借消息：
收到来自HSS/AAA的去附着指示消息；或者，由于本地管理配置原因需要去附着所述用户设备；或者，由于本地管理配置原因需要去连接所述用户设备的一个PDN连接。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述去附着单元还用于：如果所述用户设备存在多个PDN连接，则去连接一个PDN连接后，再次发送DHCP强制续借消息至所述用户设备，开始下一个PDN连接的去连接，重复执行该步骤，直到去连接所述用户设备的多个PDN连接。
进一步的，上述TNAN网元还可具有以下特点，所述去附着单元还用于：在接收到用户设备发送的DHCP发现消息后，返回DHCP提供消息给所述用户设备，所述DHCP提供消息中携带的IP地址选项为0；以及，再次接收到所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回携带的IP地址选项为0的DHCP否定确认消息给所述用户设备。
本发明提供了一种通过可信任非3GPP接入移动网络的方法和可信任非3GPP接入网网元，实现了通过可信任非3GPP接入移动网络，以及，从移动网络去附着。
附图说明
图1是现有技术中，3GPP网络与非3GPP网络互通的网络结构图；
图2是现有技术中，UE通过可信任的WLAN接入EPS的流程；
图3是本发明实施例1中EAP认证触发UE通过可信任的WLAN，接入EPS的流程1；
图4是本发明实施例2中EAP认证触发UE通过可信任的WLAN，接入EPS的流程2；
图5是本发明实施例3中EAP认证触发UE通过可信任的WLAN，接入EPS的流程3；
图6是本发明实施例4网络侧发起的去附着流程；
图7是本发明实施例TNAN网元框图。
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，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
除了L3消息外，二层(Layer 2，L2)消息同样也能作为一种触发方式，比如：EAP消息。采用EAP消息的好处是，在现有流程中，不需要额外增加L3消息或者其他L2消息。
本发明实施例中，以WLAN作为可信任的非3GPP系统为例，研究UE通过S2a接口接入EPS的互连互通问题，通过其他可信任非3GPP系统接入移动网络与通过WLAN类似。
本发明实施例提供一种通过可信任的非3GPP网络接入移动网络的方法，包括：
TNAN网元受到EAP认证成功消息的触发或者收到EAP认证成功触发消息，与P-GW建立会话，并保存会话建立过程中所述P-GW为UE分配的IP地址；以及，
所述TNAN网元接收到所述UE的IP地址请求消息后，如果本地存在与所述UE请求的分组数据网络(PDN)类型一致的IP地址，将该IP地址分配给所述UE。
其中，所述TNAN网元与所述P-GW是基于GPRS隧道协议(GTP)或者代理移动因特网协议(PMIP)建立会话。其中，建立会话请求消息可以是通用无线分组业务隧道协议(GPRS Tunnel Protocol，GTP)的创建会话请求消息或者代理移动因特网协议(Proxy Mobile Internet Protocol，PMIP)的代理承载更新消息。
其中，所述TNAN网元与P-GW建立会话包括：
所述TNAN网元为所述用户设备签约的所有PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的所有PDN类型；
或者，所述TNAN网元根据所述用户设备签约的PDN类型，为每个PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在每次发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的一个PDN类型。
其中，TNAN网元在所述UE的EAP接入认证过程中从EAP认证消息中获取UE签约的PDN类型。所述EAP认证消息包括EAP认证过程中交互的消息。
其中，UE签约的PDN类型为IPv4和/或IPv6；
其中，TNAN网元可以为接入控制设备(Access Controller，AC)，或者宽带网络网关(Broadband Network Gateway，BNG)；
其中，所述IP地址请求消息包括：路由请求消息，DHCP发现消息；
其中，当TNAN网元收到广播路由请求消息时，认为其请求的PDN类型为IPv6；当TNAN网元收到DHCP发现消息时，认为其请求的PDN类型为IPv4；
其中，如果UE请求的PDN类型与本地保存的IP地址不一致时，则TNAN网元向UE返回失败指示。
其中，所述P-GW为所述用户设备分配的IP地址为IPv4地址时，所述TNAN网元还保存会话建立过程中所述P-GW发送的IPv4定时器；
如果IPv4定时器超时，所述TNAN网元仍然未收到所述UE请求所述IPv4地址的IP地址请求消息，则所述TNAN网元指示所述P-GW回收所述IPv4地址。
进一步地，TNAN网元通过更新承载消息或者删除会话消息或者代理承载更新消息，指示P-GW回收IPv4地址。
本发明实施例还提供一种去附着方法，包括：
TNAN网元向UE发起DHCP强制续借消息，要求UE重新向DHCP服务器请求IP地址，其目的是想通过发起这条消息，来终止UE的业务连接；
UE收到DHCP强制续借消息后，会向TNAN网元发起DHCP请求消息，重新申请IP地址；
TNAN网元收到DHCP请求消息后，返回DHCP否定确认；
UE重新向TNAN网元发送DHCP发现消息，TNAN网元不会重新分配IP地址给UE。
所述TNAN网元在如下情形下发送所述DHCP强制续借消息：
其中，所述TNAN网元收到来自归属位置寄存器/认证授权计费(HSS/AAA)的去附着指示消息；或者，由于本地管理配置原因需要去附着所述用户设备；或者，由于本地管理配置原因需要去连接所述UE的一个PDN连接。
其中，如果所述UE存在多个PDN连接，则所述TNAN网元去连接一个PDN连接后，再次发送DHCP强制续借消息至所述UE，开始下一个PDN连接的去连接，重复执行该步骤，直到去连接所述UE的多个PDN连接。
其中，所述TNAN网元在接收到UE发送的DHCP发现消息后，返回DHCP提供消息给所述UE，所述DHCP提供消息中携带的IP地址选项为0；以及，再次接收到所述UE发送的DHCP请求消息后，返回携带的IP地址选项为0的DHCP否定确认消息给所述UE。从而，UE无法获得IP地址而释放相关的资源信息。
本发明实施例针对UE通过可信任的非3GPP系统接入EPS时，EAP认证成功消息触发TNAN网元向移动核心网络的P-GW发起隧道建立，TNAN网元向P-GW请求IP地址，并暂时保存，后续，UE通过IP地址请求消息向TNAN网元获取IP地址。
实施例1
该实施例中，主要是描述UE同时签约IPv4和IPv6两种地址类型的前提下，对于IPv4地址请求，TNAN网元本身作为DHCP服务器。TNAN网元和P-GW建立一个会话，P-GW通过一个会话分配两个IP地址给UE，TNAN网元暂时保存P-GW为UE分配的两个IP地址；当UE仅请求其中的IPv6地址时，TNAN网元通过更新承载消息，使未被使用的IPv4地址能够及时被P-GW回收。如图3所示。
对于UE仅请求其中的IPv4地址，不需要考虑IPv6地址如何处理的问题，因为，现在的3GPP标准认为，IPv6地址很充足，不需要考虑未用的IPv6地址如何处理的问题，IPv6地址会在TNAN网元和P-GW之间的会话删除的时候一并被P-GW回收。
步骤301：UE与TNAN网元执行非3GPP特有的流程；
步骤302-303：UE执行基于3GPP的EAP接入认证，在EAP接入认证过程中，TNAN网元获取UE签约的PDN类型为IPv4和IPv6，TNAN网元收到HSS/AAA返回的认证成功的消息或者收到HSS/AAA返回的认证成功触发消息后，向P-GW发起创建会话请求，消息中携带UE签约的PDN类型。
步骤304-305：P-GW完成IP-CAN会话建立和更新P-GW地址的流程。
步骤306：P-GW收到创建会话请求后，根据UE签约的PDN类型为IPv4和IPv6，会为UE分配两个IP地址，并向TNAN网元发送创建会话响应，消息中携带其为UE分配的IPv4地址和IPv6地址，且携带IPv4定时器。TNAN网元收到该消息之后，在本地保存IPv4地址、IPv6地址和IPv4定时器。
步骤307-308：UE会定时以广播方式发送路由请求消息，TNAN网元收到该消息后，根据路由请求消息隐含支持IPv6的信息，向UE发送路由通告消息，消息中携带IPv6地址。
步骤309：如果TNAN网元在IPv4定时器到达时，仍然没有收到UE发来的DHCP发现消息，则其向P-GW发送更新承载命令，消息中携带回收IPv4地址的指示。
步骤310：P-GW收到更新承载命令，会根据承载标识找到其关联的IPv4地址，向TNAN网元发送更新承载请求消息，消息中可以携带或者不携带IPv4地址，因为，即使不携带，TNAN网元也能够根据承载标识找到要回收的IPv4地址。
步骤311：TNAN网元收到更新承载请求消息后，根据消息中携带的IPv4地址，或者如果消息中不携带IPv4地址，TNAN网元会根据承载标识找到其关联的IPv4地址，然后，本地释放IPv4地址，且向P-GW发送更新承载响应消息；P-GW收到更新承载响应消息后，会回收IPv4地址到本地地址池或者外部IP地址分配的服务器。
步骤312：后续，如果TNAN网元收到UE发送的动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)发现消息，但是TNAN网元已经释放了IPv4地址，则TNAN网元根据消息类型隐含支持的IPv4地址类型，向P-GW发送更新承载命令，消息中携带请求IPv4地址的指示。
步骤313：P-GW收到更新承载命令之后，会根据请求IPv4地址的指示，为UE分配一个IPv4地址，并向TNAN网元发送更新承载请求消息，该消息中携带IPv4地址。
步骤314-316：TNAN网元收到更新承载请求消息后，从消息中获取IPv4地址，并向UE发送DHCP提供消息，该消息中携带IPv4地址；同时，也会向P-GW发送更新承载响应消息。
步骤317：UE和TNAN网元之间完成DHCP请求和DHCP确认流程，UE获取IPv4地址。
实施例2
该实施例与实施例1相同，对于IPv4地址请求，TNAN网元本身作为DHCP服务器，TNAN网元和P-GW建立一个会话。但是，UE仅签约一种IPv4地址类型，TNAN网元暂时保存P-GW为UE分配的一个IPv4地址；主要解决，UE仅请求IPv6地址时的具体处理以及未被使用的IPv4地址被合理回收的问题。
步骤401：UE与TNAN网元执行非3GPP特有的流程；
步骤402-403：UE执行基于3GPP的EAP接入认证，在EAP接入认证过程中，TNAN网元获取UE签约的PDN类型为IPv4和IPv6，TNAN网元收到HSS/AAA返回的认证成功的消息或者收到HSS/AAA返回的认证成功触发消息后，向P-GW发起创建会话的请求，消息中携带UE签约的PDN类型。
步骤404-405：P-GW完成IP-CAN会话建立和更新P-GW地址的流程。
步骤406：P-GW收到创建会话的请求后，根据消息中携带UE签约的PDN类型，向TNAN网元发送创建会话响应，消息中携带其为UE分配的IPv4地址，且也携带IPv4定时器。TNAN网元收到该消息之后，本地保存该IPv4地址和IPv4定时器。
步骤407：UE会定时以广播方式发送路由请求消息；
步骤408：TNAN网元收到该路由请求消息后，会根据路由请求消息隐含支持IPv6的信息，知道UE要请求IPv6地址，这与UE签约的PDN类型不一致，不支持为UE分配IPv6地址，因此，TNAN网元向UE发送路由通告消息，消息中携带指示，该指示说明不支持IPv6的分配，这需要在现有的路由通告消息中扩展该指示，或者在现有的消息参数中增加特殊值的定义，来隐含说明不支持IPv6的分配。UE收到路由通告消息之后，根据指示知道网络不支持IPv6地址的分配，没有获取IPv6地址。因此，该UE无法接入移动核心网。
步骤409-411：后续，在IPv4定时器超时前，如果TNAN网元收到DHCP发现消息，则TNAN网元根据消息类型隐含支持的IPv4地址类型，通过DHCP提供消息分配IPv4地址给UE。
如果没有发生步骤409-411，会执行下面的步骤：
步骤412：如果TNAN网元在IPv4定时器到达时，仍然没有收到UE发来的DHCP发现消息，则其与P-GW之间执行删除会话的流程，以删除该会话并释放IPv4地址。
实施例3
该实施例与实施例1的区别在于，TNAN网元和P-GW之间创建的隧道会话包括两个，一个用来传递IPv4地址，另一个用来传递IPv6地址；因此，当UE仅请求其中的IPv6地址时，IPv4地址如何处理的流程也不同。如图5所示，包括：
步骤501-502：与步骤301-302相同。
步骤503：在EAP接入认证过程中，TNAN网元获取UE签约的PDN类型为IPv4和IPv6，TNAN网元收到HSS/AAA返回的认证成功的消息或者收到HSS/AAA返回的认证成功触发消息之后，向P-GW发起创建会话请求，消息中携带UE签约的PDN类型为IPv4。
步骤504-505：与步骤304-305相同。
步骤506：P-GW收到创建会话请求后，根据消息中携带的UE签约的PDN类型，向TNAN网元发送创建会话响应，消息中携带其为UE分配的IPv4地址，且携带IPv4定时器。TNAN网元收到该消息之后，本地保存IPv4地址和IPv4定时器。
步骤507-508：TNAN网元和P-GW之间新创建一个会话，消息中携带UE签约的PDN类型为IPv6。P-GW发送创建会话响应消息给TNAN网元，TNAN网元收到创建会话响应消息之后，从消息中获取IPv6地址，并本地保存IPv6地址。
这里说明一下，由于两个会话是属于一个UE的，P-GW需要对这两个会话进行关联，TNAN网元同样需要进行会话关联。
步骤509-510：UE会定时发送广播路由请求消息，TNAN网元收到该消息后，会根据路由请求消息隐含支持IPv6的信息，向UE发送路由通告消息，消息中携带IPv6地址。
步骤511：如果TNAN网元在IPv4定时器超时时，仍然没有收到UE发来的DHCP发现消息，则其向P-GW发送删除会话请求消息，该会话标识对应的是传输IPv4的会话标识。
步骤512：P-GW收到删除会话请求消息后，本地删除该会话相应的信息，并向TNAN网元发送删除会话响应消息。
步骤513：后续，当TNAN网元收到DHCP发现消息时，根据消息类型隐含支持的IPv4地址类型，向P-GW发送创建会话请求，消息中携带PDN类型为IPv4。
步骤514：P-GW收到创建会话请求后，向TNAN网元发送创建会话响应消息，消息中携带其为UE分配的IPv4地址，且携带IPv4定时器。
步骤515-517：TNAN网元收到创建会话响应消息后，获取IPv4地址，并向UE发送DHCP提供消息，该消息中携带该IPv4地址；然后，执行DHCP请求和响应流程，完成分配IPv4地址给UE。
实施例4
该实施例中，主要是描述网络侧发起的去附着流程，包括：HSS/AAA发起的，或者TNAN网元作为DHCP服务器发起的。
对于去附着流程，如果是已经建立了多个PDN连接的话，则在去连接每个PDN连接时，需要重复步骤602-611。
步骤601：由于用户的签约信息被删除或者要求用户重新认证/授权等原因，HSS/AAA会向TNAN网元发送去附着指示消息；
步骤602：TNAN网元支持DHCP服务器的功能，当收到去附着指示消息时，或者，由于本地管理配置原因，比如：管理者因为维护设备或者其他原因，要强制去附着该UE，或者去连接该UE的一个PDN连接，则向UE发起DHCP强制续借消息，要求UE重新向DHCP服务器请求IP地址。
步骤603-604：UE收到DHCP强制续借消息后，向TNAN网元发起DHCP请求消息，重新申请IP地址。TNAN网元收到DHCP请求消息后，其不希望为UE分配一个新的IP地址，则返回DHCP NAK(否定确认)响应给UE。
步骤605-608：UE重新向TNAN网元发送DHCP发现消息，进入正常的DHCP地址分配请求流程。但是，因为TNAN网元发起DHCP强制续借消息的目的是去附着该UE，不会分配IP地址给UE，所以，TNAN网元在发送给UE的DHCP提供消息中携带的IP地址选项为0，后续，当TNAN网元收到DHCP请求消息时，TNAN网元返回DHCP否定确认消息给UE，消息中携带的IP地址选项也为0。因此，UE无法获得IP地址而释放相关的资源信息。
步骤609-611：TNAN网元在发送DHCP强制续借消息的时候，即可发起网关控制会话和会话的删除，这些操作可以发生在步骤602-608中的任何时刻，与步骤602没有先后顺序。
步骤612：TNAN网元向HSS/AAA发送去附着确认消息。
实施例4主要是以DHCPv4流程来进行描述，这种触发方式同样适用于DHCPv6，区别在于DHCPv6的具体消息定义与DHCPv4的定义有区别，使用相应的消息进行替换即可。
以上实施例中，TNAN网元和P-GW之间建立的是GTP隧道，该发明也适用于PMIP隧道的建立，采用相应的消息替换即可，比如：代理承载更新消息代替创建/更新/删除会话请求消息，代理承载确认消息代替创建/更新/删除会话响应消息，并且，需要增加的参数也同样适用于PMIP消息。
另外，TNAN网元从P-GW获取的IPv6地址理解为IPv6地址前缀，同样，UE从TNAN网元获取的IPv6地址理解为IPv6地址前缀。
本发明实施例提供一种可信任的非3GPP接入网网元，所述可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元包括地址获取单元和地址分配单元，如图7所示，其中：
所述地址获取单元用于：受到EAP认证成功消息的触发或者收到EAP认证成功触发消息，与移动网络的分组数据网络网关(P-GW)建立会话，并保存会话建立过程中所述P-GW为用户设备分配的IP地址；以及，
所述地址分配单元用于：接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果本地存在与所述用户设备请求的分组数据网络(PDN)类型一致的IP地址，将该IP地址分配给所述用户设备。
其中，所述地址获取单元是用于：基于GPRS隧道协议(GTP)或者代理移动因特网协议(PMIP)与所述P-GW建立会话。
其中，所述地址获取单元与P-GW建立会话的具体方法参见方法实施例。
其中，所述地址获取单元用于通过如下方式获取所述用户设备签约的PDN类型：
在所述用户设备的EAP接入认证过程中从EAP认证消息中获取所述用户设备签约的PDN类型。
所述地址获取单元还用于：在所述P-GW为所述用户设备分配的IP地址为IPv4地址时，保存会话建立过程中所述P-GW发送的IPv4定时器；
所述地址分配单元还用于：如果所述IPv4定时器超时，仍然未收到所述用户设备请求所述IPv4地址的IP地址请求消息，则指示所述P-GW回收所述IPv4地址。
其中，所述地址分配单元通过更新承载消息或者删除会话消息或者代理承载更新消息，指示所述P-GW回收IPv4地址。
其中，所述地址分配单元还用于：如果所述P-GW回收所述IPv4地址后，接收到所述用户设备的动态主机配置协议(DHCP)发现消息，则请求所述P-GW为所述用户设备分配IPv4地址，并将分配的IPv4地址发送给所述用户设备。
其中，所述地址分配单元还用于：当所述IP地址请求消息为路由请求消息时，认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv6；当所述IP地址请求消息为DHCP发现消息时，认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv4。
其中，所述地址分配单元还用于：接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果所述用户设备请求的PDN类型不是用户设备签约的PDN类型，则向所述用户设备返回失败指示。
其中，所述TNAN网元为接入控制设备(AC)或者宽带网络网关(BNG)。
本发明实施例还提供一种可信任的非3GPP接入网网元，所述TNAN网元包括去附着单元，用于：
向用户设备发送DHCP强制续借消息，要求所述用户设备重新向所述TNAN网元请求IP地址；
接收所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回DHCP否定确认消息给所述用户设备；
接收到用户设备发送的DHCP发现消息，不分配IP地址给所述用户设备。
其中，所述去附着单元用于在如下情形下发送所述DHCP强制续借消息：
收到来自HSS/AAA的去附着指示消息；或者，由于本地管理配置原因需要去附着所述用户设备；或者，由于本地管理配置原因需要去连接所述用户设备的一个PDN连接。
其中，所述去附着单元还用于：如果所述用户设备存在多个PDN连接，则去连接一个PDN连接后，再次发送DHCP强制续借消息至所述用户设备，开始下一个PDN连接的去连接，重复执行该步骤，直到去连接所述用户设备的多个PDN连接。
其中，所述去附着单元还用于：在接收到用户设备发送的DHCP发现消息后，返回DHCP提供消息给所述用户设备，所述DHCP提供消息中携带的IP地址选项为0；以及，再次接收到所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回携带的IP地址选项为0的DHCP否定确认消息给所述用户设备。
本发明实施例还提供一种包括上述地址获取单元、地址分配单元和去附着单元的TNAN网元。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
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 (30)

1.一种通过可信任的非3GPP网络接入移动网络的方法，其特征在于，包括：
可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元受到可扩展认证协议(EAP)认证成功消息的触发或者收到EAP认证成功触发消息，与移动网络的分组数据网络网关(P-GW)建立会话，并保存会话建立过程中所述P-GW为用户设备分配的IP地址；以及，
所述TNAN网元接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果本地存在与所述用户设备请求的分组数据网络(PDN)类型一致的IP地址，将该IP地址分配给所述用户设备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TNAN网元与所述P-GW是基于GPRS隧道协议(GTP)或者代理移动因特网协议(PMIP)建立会话。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述TNAN网元与P-GW建立会话包括：
所述TNAN网元为所述用户设备签约的所有PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的所有PDN类型；
或者，所述TNAN网元根据所述用户设备签约的PDN类型，为每个PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在每次发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的一个PDN类型。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述TNAN网元通过如下方式获取所述用户设备签约的PDN类型：
所述TNAN网元在所述用户设备的EAP接入认证过程中从EAP认证消息中获取所述用户设备签约的PDN类型。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备签约的PDN类型为IPv4和/或IPv6。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述P-GW为所述用户设备分配的IP地址为IPv4地址时，所述TNAN网元还保存会话建立过程中所述P-GW发送的IPv4定时器；
如果所述IPv4定时器超时，所述TNAN网元仍然未收到所述用户设备请求所述IPv4地址的IP地址请求消息，则所述TNAN网元指示所述P-GW回收所述IPv4地址。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述TNAN网元通过更新承载消息或者删除会话消息或者代理承载更新消息，指示所述P-GW回收IPv4地址。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述P-GW回收所述IPv4地址后，所述TNAN网元接收到所述用户设备的动态主机配置协议(DHCP)发现消息，则所述TNAN网元请求所述P-GW为所述用户设备分配IPv4地址，并将分配的IPv4地址发送给所述用户设备。
9.如权利要求1至8任一所述的方法，其特征在于，所述IP地址请求消息为路由请求消息时，所述TNAN网元认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv6；所述IP地址请求消息为DHCP发现消息时，所述TNAN网元认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv4。
10.如权利要求1至8任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述TNAN网元接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果所述用户设备请求的PDN类型不是用户设备签约的PDN类型，则所述TNAN网元向所述用户设备返回失败指示。
11.如权利要求1至8任一所述的方法，其特征在于，所述TNAN网元为接入控制设备(AC)或者宽带网络网关(BNG)。
12.一种去附着方法，其特征在于，包括：
TNAN网元向用户设备发送DHCP强制续借消息，要求所述用户设备重新向所述TNAN网元请求IP地址；
所述TNAN网元接收所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回DHCP否定确认消息给所述用户设备；
所述TNAN网元接收所述用户设备发送的DHCP发现消息，所述TNAN网元不分配IP地址给所述用户设备。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述TNAN网元在如下情形下发送所述DHCP强制续借消息：
所述TNAN网元收到来自归属位置寄存器/认证授权计费(HSS/AAA)的去附着指示消息；或者，由于本地管理配置原因需要去附着所述用户设备；或者，由于本地管理配置原因需要去连接所述用户设备的一个PDN连接。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述用户设备存在多个PDN连接，则所述TNAN网元去连接一个PDN连接后，再次发送DHCP强制续借消息至所述用户设备，开始下一个PDN连接的去连接，重复执行该步骤，直到去连接所述用户设备的多个PDN连接。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述TNAN网元在接收到用户设备发送的DHCP发现消息后，返回DHCP提供消息给所述用户设备，所述DHCP提供消息中携带的IP地址选项为0；以及，再次接收到所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回携带IP地址选项为0的DHCP否定确认消息给所述用户设备。
16.一种可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元包括地址获取单元和地址分配单元，其中：
所述地址获取单元用于：受到可扩展认证协议(EAP)认证成功消息的触发或者收到EAP认证成功触发消息，与移动网络的分组数据网络网关(P-GW)建立会话，并保存会话建立过程中所述P-GW为用户设备分配的IP地址；
所述地址分配单元用于：接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果本地存在与所述用户设备请求的分组数据网络(PDN)类型一致的IP地址，将该IP地址分配给所述用户设备。
17.如权利要求16所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述地址获取单元是用于：基于GPRS隧道协议(GTP)或者代理移动因特网协议(PMIP)与所述P-GW建立会话。
18.如权利要求17所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述地址获取单元与P-GW建立会话包括：
所述地址获取单元为所述用户设备签约的所有PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的所有PDN类型；
或者，所述地址获取单元根据所述用户设备签约的PDN类型，为每个PDN类型与所述P-GW建立一个会话，并在每次发送创建会话请求或者代理承载更新消息给所述P-GW时，携带所述用户设备签约的一个PDN类型。
19.如权利要求18所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述地址获取单元还用于通过如下方式获取所述用户设备签约的PDN类型：
在所述用户设备的EAP接入认证过程中从EAP认证消息中获取所述用户设备签约的PDN类型。
20.如权利要求18所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述PDN类型为IPv4和/或IPv6。
21.如权利要求20所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，
所述地址获取单元还用于：在所述P-GW为所述用户设备分配的IP地址为IPv4地址时，保存会话建立过程中所述P-GW发送的IPv4定时器；
所述地址分配单元还用于：如果所述IPv4定时器超时，仍然未收到所述用户设备请求所述IPv4地址的IP地址请求消息，则指示所述P-GW回收所述IPv4地址。
22.如权利要求21所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述地址分配单元通过更新承载消息或者删除会话消息或者代理承载更新消息，指示所述P-GW回收IPv4地址。
23.如权利要求21所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述地址分配单元还用于：如果所述P-GW回收所述IPv4地址后，接收到所述用户设备的DHCP发现消息，则请求所述P-GW为所述用户设备分配IPv4地址，并将分配的IPv4地址发送给所述用户设备。
24.如权利要求16至23任一所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述地址分配单元还用于：当所述IP地址请求消息为路由请求消息时，认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv6；当所述IP地址请求消息为DHCP发现消息时，认为所述用户设备请求的PDN类型为IPv4。
25.如权利要求16至23任一所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述地址分配单元还用于：接收到所述用户设备的IP地址请求消息后，如果所述用户设备请求的PDN类型不是用户设备签约的PDN类型，则向所述用户设备返回失败指示。
26.如权利要求16至23任一所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述TNAN网元为接入控制设备(AC)或者宽带网络网关(BNG)。
27.一种可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述可信任的非3GPP接入网(TNAN)网元包括去附着单元，用于：
向用户设备发送DHCP强制续借消息，要求所述用户设备重新向所述TNAN网元请求IP地址；
以及，接收所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回DHCP否定确认消息给所述用户设备；
以及，接收到用户设备发送的DHCP发现消息，不分配IP地址给所述用户设备。
28.如权利要求27所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述去附着单元用于在如下情形下发送所述DHCP强制续借消息：
收到来自HSS/AAA的去附着指示消息；或者，由于本地管理配置原因需要去附着所述用户设备；或者，由于本地管理配置原因需要去连接所述用户设备的一个PDN连接。
29.如权利要求28所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述去附着单元还用于：如果所述用户设备存在多个PDN连接，则去连接一个PDN连接后，再次发送DHCP强制续借消息至所述用户设备，开始下一个PDN连接的去连接，重复执行该步骤，直到去连接所述用户设备的多个PDN连接。
30.如权利要求27所述的可信任的非3GPP接入网网元，其特征在于，所述去附着单元还用于：在接收到用户设备发送的DHCP发现消息后，返回DHCP提供消息给所述用户设备，所述DHCP提供消息中携带的IP地址选项为0；以及，再次接收到所述用户设备发送的DHCP请求消息后，返回携带的IP地址选项为0的DHCP否定确认消息给所述用户设备。
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