CN103731901A - 一种路由转发的方法、系统及控制器 - Google Patents

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CN103731901A CN201210384607.5A CN201210384607A CN103731901A CN 103731901 A CN103731901 A CN 103731901A CN 201210384607 A CN201210384607 A CN 201210384607A CN 103731901 A CN103731901 A CN 103731901A
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Abstract

本发明提供了一种路由转发的方法及系统，所述方法包括：控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW；eNB和AGW分别根据收到的路由流表，进行数据的分发。本发明还提供一种控制器。本发明通过控制器将路由流表发送至eNB和AGW，能够实现将扩展的OpenFlow协议应用于EPS中，降低了网络升级的成本，能够简化网络升级，缩短网络升级的周期。

Description

一种路由转发的方法、系统及控制器
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种路由转发的方法、系统及控制器。
背景技术
为了保持第三代移动通信系统在通信领域的竞争力，为用户提供速率更快、时延更低、更加个性化的移动通信服务，降低运营商的运营成本，第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)标准工作组正致力于演进分组系统(Evolved Packet System，EPS)的研究。图1示出了EPS的结构示意图，如图1所示，整个EPS包括无线接入网和核心网两部分。核心网包括归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)、移动性管理实体(MobilityManagement Entity，MME)、服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)、策略计费规则功能(Policy and Charging Rule Function，PCRF)、服务网关(Serving Gateway，SGW)、分组数据网关(PDN Gateway，PGW)和分组数据网络(Packet Data Network，PDN)。下面详细各部分功能：
HSS，包含了归属位置寄存器(Home Location Register，HLR)的所有功能，是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网。
MME，是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的非接入层信令管理、终端的安全验证功能、终端的移动性管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理。
SGSN，是(GSM EDGE Radio Access Network，GERAN)和UTRAN用户接入核心网络的业务支持点，功能上与移动性管理实体类似，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能。
服务网关，是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法监听和分组数据路由和转发功能；服务网关负责统计用户终端使用无线网的情况，并产生终端使用无线网的话单，传送给计费网关。
分组数据网关，是演进系统和该系统外部分组数据网络的网关，它连接到因特网和分组数据网络上，负责终端的互联网协议(Internet Protocol，IP)地址分配、计费功能、分组包过滤、策略控制等功能。
GPRS(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)网关支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)，支持GPRS网络的边缘路由功能，即GGSN负责将GPRS网络的数据进行路由转发，并通过防火墙和过滤功能来保护GPRS网络数据的完整性。GGSN还具有计费功能。
PGW包含了GGSN的全部功能，即可认为GGSN作为PGW的一个子功能，内嵌在PGW内。因此SGSN可以直接和PGW连接，使用Gn/Gp接口。
分组数据网络，是运营商的IP业务网络，该网络通过运营商的核心网为用户提供IP服务。
策略计费规则功能实体，是演进系统中负责提供计费控制、在线信用控制、门限控制、服务质量(Quality of Service，QoS)策略方面规则的服务器。
无线接入网，是由演进基站(E-UTRAN NodeB，eNB)和3G无线网络控制器(Radio Network Control，RNC)组成，它主要负责无线信号的收发，通过空中接口和终端联系，管理空中接口的无线资源、资源调度、接入控制。
EPS自从2006年从3GPP R8阶段引入以来，经过6年的发展，逐渐引入新的功能，而每一次功能的引入几乎都要涉及上述这些功能网元的修改。这种修改一方面使得运营商网络升级成本变高，另一方面由于不同的设备是不同设备商提供，不同网元对不同的功能的支持程度不统一还会带来很多对接测试问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种路由转发的方法、系统及控制器，能够通过扩展的OpenFlow协议建立路由转发路径，降低网络运营成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种路由转发的方法，所述方法包括：
控制器将预先生成的路由流表分别下发至基站(eNB)和接入网关(AGW)；
eNB和AGW分别根据收到的路由流表，进行数据的分发。
进一步地，所述方法还包括：
控制器获取UE的标识和UE的相关信息；
控制器根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；
其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
其中，所述控制器获取UE的标识和UE签约信息为：
控制器接收移动管理实体(MME)发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识和UE签约信息；或者，
控制器接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识；与归属用户服务器(HSS)交互获取UE签约信息。
其中，所述控制器获取策略信息为：
所述控制器获取自身预先配置的策略信息或从策略计费规则功能实体PCRF中获取策略信息。
其中，所述控制器将预先生成的路由流表下发至eNB为：
控制器通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；
所述eNB根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述eNB根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME；
所述控制器将预先生成的路由流表下发至AGW为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW。
其中，所述控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW为：
控制器通过分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；
所述eNB根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述eNB根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
其中，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
相应地，在所述AGW根据收到的路由流表，进行数据的分发之前，所述方法还包括：
所述控制器确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
其中，所述AGW根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述AGW根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立分发路径，进行数据的分发。
其中，所述控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW为：
当eNB接收到UE发来的上行数据后，根据预先配置的控制器地址或MME下发的控制器地址，向控制器发送路由流表请求；
所述控制器接收到所述路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器将预先生成的路由流表下发至AGW为：
控制器通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
相应地，所述控制器将预先生成的路由流表下发至eNB为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；
所述AGW根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
一种路由转发的系统，包括UE、MME，还包括：控制器、eNB和AGW；其中，
所述控制器，用于将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW；
所述eNB和AGW，分别用于根据收到的路由流表，进行数据的分发。
进一步地，所述控制器，还用于获取UE的标识和UE的相关信息；并根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
其中，所述控制器，具体用于接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识和UE签约信息；或者，接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识；与HSS交互获取UE签约信息。
其中，所述控制器，具体用于获取自身预先配置的策略信息或从PCRF中获取策略信息。
其中，所述控制器，具体用于通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；还用于确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；
所述eNB，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
其中，所述控制器，具体用于分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；
所述eNB，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
其中，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
所述控制器，还用于确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
其中，所述AGW，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立分发路径，进行数据的分发。
其中，所述控制器，具体用于确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述eNB，具体用于在接收到UE发来的上行数据后，根据预先配置的控制器地址或MME下发的控制器地址，向控制器发送路由流表请求；
所述控制器，具体用于接收到所述路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器，具体用于通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；当确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB，并向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
一种控制器，用于将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW。
进一步地，所述控制器，还用于获取UE的标识和UE的相关信息；并根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
其中，所述控制器，具体用于通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；还用于确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW。
其中，所述控制器，具体用于分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
所述控制器，还用于确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
其中，所述控制器，具体用于确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器，具体用于接收到eNB发来的路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器，具体用于通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；当确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB，并向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
本发明通过控制器将路由流表发送至eNB和AGW，能够实现将扩展的OpenFlow协议应用于EPS中，降低了网络升级的成本，能够简化网络升级，缩短网络升级的周期。
附图说明
图1为现有EPS系统的结构示意图；
图2为本发明路由转发的方法实现流程示意图；
图3为本发明路由转发的方法实施例一的实现流程示意图；
图4为本发明路由转发的方法实施例二的实现流程示意图；
图5为本发明路由转发的方法实施例三的实现流程示意图；
图6为本发明路由转发的方法实施例四的实现流程示意图；
图7为本发明路由转发的方法实施例五的实现流程示意图；
图8为本发明路由转发的方法实施例六的实现流程示意图；
图9为本发明路由转发的方法实施例七的实现流程示意图；
图10为本发明路由转发的系统结构示意图。
具体实施方式
美国斯坦福大学于2008年提出了一种OpenFlow协议，该协议采用转发/控制分离架构，外置控制面实体采用OpenFlow协议控制转发面设备实现各种转发逻辑，而转发面设备主要功能就是根据OpenFlow控制器下发的流表执行受控转发，其行为是标准化的：收到一条报文，取出其头部相关字段值，以其作为关键字查找流表，匹配到一个表项后，根据表项内容中的指令集对报文字段进行变换，完毕后根据指示转发到某一逻辑或物理端口。该协议进一步演进，成为软件定义网络(Software Defined Network，SDN)技术，即可以在控制面采用软件编程实现各种复杂的网络应用，而转发面设备无需任何改变，由于控制面采用通用服务器+通用操作系统，并且可以使用通用的软件编程工具，也可以使用Python这样的脚本编程语言实现，这使得新的网络协议的支持变得非常简单，而且新技术部署周期大大缩短。
然而，可以看出如果将SDN的思想引入EPS，可以解决上述在EPS网络中引入新功能所带来的问题。而OpenFlow协议目前的涉及都是基于二层交换或者三层路由的，因此为了将其在EPS网络中引入，也需要做相应做一定的扩展以便其能够EPS所需要的必要的功能。
本发明的基本思想为：控制器将预先生成的路由流表分别下发至基站eNB和接入网关AGW；eNB和AGW分别根据收到的路由流表，进行数据的分发。
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2示出了本发明路由转发的方法实现流程，如图2所示，所述方法包括：
步骤201，控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW；
具体地，控制器通过向eNB发送添加(Add)消息，将所述路由流表下发至eNB；所述控制器确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；或者，
控制器通过分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；其中，所述发送至所述AGW的路由流表中还可以包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；或者，
所述控制器接确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；或者，
当eNB接收到UE发来的上行数据时，根据预先配置的控制器地址或MME下发的控制器地址，向控制器发送路由流表请求；所述控制器接收到所述路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；或者，
控制器通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；所述控制器确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB。这里，上述添加消息具体可以为路由流表下发消息。
另外，在本步骤之前，所述方法还可以包括：控制器获取UE的标识和UE的相关信息；控制器根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息；
具体地，控制器获取UE的标识和UE签约信息的方式如下：控制器接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识和UE签约信息，或者，控制器接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识；与HSS交互获取UE签约信息、计费信息。
所述控制器获取策略信息为：所述控制器获取自身预先配置的策略信息或从PCRF中获取策略信息。
步骤202，eNB和AGW分别根据收到的路由流表，进行数据的分发；
当eNB接收到控制器通过发送添加消息下发的路由流表后，所述eNB根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME；
或者，当eNB接收到控制器下发的路由流表，且所述AGW接收到的路由流表中还包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示时，所述eNB根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，并发送初始上下文建立响应或承载建立响应给MME；
所述控制器确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发；或者，
在AGW接收到的路由流表包括缓存指示，且控制器确认无线承载建立完成后下发路由流表至eNB的情况下，所述控制器确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
下面以具体的实施例对上述方法进行进一步说明，其中，SGW和PGW在非漫游情况下、或者漫游场景的本地访问情况下可以合设。当合设时，将其称其为接入网关(AGW)。SGW和PGW两个网元在本发明中不需要自己交互建立转发路径，转发路径的建立都是通过控制器完成的。此外PGW原有的分配或者协助分配IP地址、策略下发等功能也都由控制器完成。在本发明中都在后续的流程中都将按照合设网元AGW考虑。本发明中，都以这种合设的场景为例，对于非合设的场景，控制器需要对两个网元分别下流表，过程类似。
图3示出了本发明路由转发的方法实施例一的实现流程，这里所述实施例一具体说明了附着过程中路由流表的生成过程，如图3所示，所述实施例一包括下述步骤：
步骤301～302，UE通过eNB向MME发起附着请求。
步骤303，MME判断是否要对UE发起鉴权过程，若需要，UE、MME和HSS之间完成鉴权过程。
步骤304，MME与HSS交互进行位置更新过程，并获取用户的签约数据。
步骤305，MME选择合适的控制器为用户服务。
这里，MME可以通过本地预先配置选择合适的控制器，也可以通过域名解析服务器(DNS)来动态查询获取控制器的地址信息。当采用后面一种方式，可以用类似现在选择SGW/PGW的方式，通过基站标识、跟踪区标识或接入点名称(APN)构造完全合格域名/全称域名(Fully Qualified Domain Name，FQDN)来查询控制器地址。
步骤306，MME向所选择的控制器发送创建会话请求，其中携带UE的标识。
其中，所述创建会话请求可选地还可以携带UE签约所允许的QoS信息，计费信息等，当携带上述信息时，控制器不执行步骤307，直接执行步骤308。
步骤307，当MME没有将UE签约所允许的QoS信息，计费信息等发送给控制器时，控制器通过与HSS交互获取UE的签约数据。
步骤308，控制器获取UE的策略信息；
具体地，当网络中部署了PCRF，控制器还可以与PCRF交互，并获取PCRF为UE生成的策略信息；否则，控制器直接利用本地预先配置的相关策略信息。
步骤309，控制器根据获取的UE的信息，为UE选择合适的AGW，并根据UE相关信息以及相关的策略信息生成路由流表。
步骤310，控制器向MME返回创建会话响应消息。
如下图4～图9的实施例二～实施例六，都是可以应用于附着流程、业务请求流程、TAU流程以及PDN连接建立过程之后的数据路径建立过程。
图4示出了本发明路由转发的方法实施例二的实现流程，所述实施例二是建立路由转发路径的实施方式一。该实施方式适用于控制器在之前的过程中得到MME的通知，生成路由流表或者已经获得了生成路由流表的必要信息。例如在附着过程中，MME通过创建会话请求通知控制器生成相应的路由流表。
步骤400，执行附着、业务请求以及跟踪区更新过程等。
在该过程中，控制器已经获得了生成流表的必要信息，或者已经生成了流表。
步骤401～402，控制器根据生成的路由流表进行分发，向eNB发送添加消息，为eNB下发相应的路由流表；
其中，所述路由流表包含扩展的用户的标识信息、用户面转发地址、承载标识等信息。当网络中使用用户层面的GPRS隧道协议(GPRS TunnellingProtocol for the User plane，GTP-U)作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的隧道端标识和地址。当网络中使用代理移动IP协议(ProxyMobile IP，PMIP)作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的通用路由封装标识。
进一步地，所述添加消息可以是无响应消息，也可以是有应答的消息，当是有应答的消息时，eNB收到路由流表后，还会返回一个响应消息给控制器。
步骤403，MME根据之前从控制器获取的信息，生成相应的非接入层(Non-Access Stratum，NAS)消息；
具体地，例如在附着过程中，控制器向MME发送的创建会话相应消息，MME生成附着接受消息；在公用数据网(Public Data Network，PDN)连接请求过程中，MME需要生成PDN连接建立接受消息；在跟踪区更新(TRACKINGAREA UPDATE，TAU)过程中，MME需要生成TAU接受消息。特别地，在业务请求过程中，该过程不会生成任何NAS消息。因此在业务请求过程中，该步骤会跳过。
步骤404，MME向eNB发送初始上下文建立请求或者承载建立请求；
这里，当步骤403中MME生成了NAS消息，该NAS消息也包含在上述消息中。
步骤405，eNB根据收到的路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载。
步骤406，eNB完成无线承载建立后，向MME发送初始上下文建立响应或者承载建立响应。
步骤407，MME向控制器发送修改会话请求。
步骤408，控制器通过步骤407得知无线承载已经成功建立。控制器向AGW发送添加消息，为AGW下发相应的路由流表；
这里，所述路由流表包含扩展的用户的标识信息、用户面转发地址、承载标识等信息。当网络中使用GTP-U作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的隧道端标识和地址。当网络中使用PMIP作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的通用路由封装标识。
与步骤402类似，进一步地，所述添加消息可以是无响应消息，也可以是有应答的消息；当是有应答的消息时，AGW收到路由流表后，还会返回一个响应消息给控制器。
步骤409，控制器向MME返回修改会话响应。
图5示出了本发明路由转发的方法实施例三的实现流程，所述实施例三是建立路由转发路径的实施方式二。该实施方式与实施例二的应用场景类似，过程也类似，不同之处在于步骤502和步骤508，其他类似步骤不再赘述。
步骤502，控制器分别向eNB和AGW发送添加消息，下发相应的路由流表。
这里，所述路由流表包含扩展的用户的标识信息、用户面转发地址、承载标识等信息。当网络中使用GTP-U作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的隧道端标识和地址。当网络中使用PMIP作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的通用路由封装标识。
其中，所述控制器向AGW发送的路由流表中还需要包含缓存指示，用于在AGW收到下行数据时，指示所述AGW缓存所述下行数据。
这里，所述添加消息可以是无响应消息，也可以是有应答的消息；当是有应答的消息时，eNB和AGW收到路由流表后，还会分别返回一个响应消息给控制器。
步骤508，控制器通过步骤507得知无线承载已经成功建立，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存数据，根据之前收到的流表信息开始分发数据。
应当注意，所述步骤508和步骤509之间没有执行上的先后关系。
图6示出了本发明路由转发的方法实施例四的实现流程，所述实施例四是建立路由转发路径的实施方式三。该实施方式与实施例三的应用场景类似，过程也类似，不同之处在于步骤602，以及步骤607之后，其他类似步骤不再赘述。
步骤602与步骤502不同在于，控制器向AGW下发的路由流表中并不包含缓存指示。如此，当AGW收到下行数据时，可以根据流表中包含的信息直接下发给eNB，eNB若此时并没有建立好无线承载，会在本地缓存这些数据，等到无线承载建立好后直接下发这些数据。
由于下发给AGW的路由流表中没有缓存指示，因此控制器不需要通知AGW停止缓存下行数据，故步骤607及之后的步骤都为可选步骤。
图7示出了本发明路由转发的方法实施例五的实现流程，所述实施例五是建立路由转发路径的实施方式四。所述实施例五适用于控制器在之前的过程中得到MME的通知，生成流表或者已经获得了生成流表的必要信息。例如在附着过程中，MME通过创建会话请求通知控制器生成相应的流表。
步骤700，执行附着、业务请求流程以及跟踪区更新过程等。
具体地，在上述过程中，控制器已经生成流表或者已经获得了生成流表的必要信息。并将授权的QoS、承载标识信息通知给了MME。
步骤701，MME根据之前从控制器获取的信息，生成相应的NAS消息；具体地，例如在附着过程中，控制器向MME发送的创建会话相应消息，MME生成附着接受消息；在PDN连接请求过程中，MME需要生成PDN连接建立接受消息；在TAU过程中，MME需要生成TAU接受消息。特别地，在业务请求过程中，该过程不会生成任何NAS消息。因此在业务请求过程中，该步骤会跳过。
步骤702，MME向eNB发送初始上下文建立请求或者承载建立请求；
其中，上述消息中包含eNB建立承载的必要信息，包括承载标识、承载的QoS参数等。当步骤701中MME生成了NAS消息，NAS消息也包含在上述消息中。
步骤703，eNB收到步骤702的消息后，根据路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载。
步骤704，eNB完成无线承载建立后，向MME发送初始上下文建立响应或者承载建立响应。
步骤705，MME向控制器发送修改会话请求。
步骤706～707，控制器通过步骤705得知无线承载已经成功建立。控制器分别向eNB和AGW发送添加消息，分别为eNB和AGW下发相应的路由流表；
具体地，所述路由流表包含扩展的用户的标识信息、用户面转发地址、承载标识等信息。当网络中使用GTP-U作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的隧道端标识和地址。当网络中使用PMIP作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的通用路由封装标识。
这里，所述添加消息可以是无响应消息，也可以是有应答的消息；当是有应答的消息时，eNB和AGW收到路由流表后，还会分别返回一个响应消息给控制器。
步骤708，控制器向MME返回修改会话响应。
应当理解，步骤706～707和步骤708之间没有严格的先后关系。
图8示出了本发明路由转发的方法实施例六的实现流程，所述实施例六是建立路由转发路径的实施方式五。所述实施例六与实施例五类似，不同的在于如何触发下流表的方式，即步骤804之后的相关处理。其中步骤800～804的处理与步骤700～704类似，这里不做赘述。
步骤802中，MME向eNB发送初始上下文建立请求或者承载建立请求；
这里，所述初始上下文建立请求或者承载建立请求还可以包含所述控制器的地址。
步骤804之后，无线承载建立完成后，UE与eNB之间的数据链路已经建立。UE向eNB发送上行数据(UL DATA)。
步骤805，eNB可以根据本地预先配置的控制器的地址，或者根据MME下发的控制器的地址，向该控制器发送路由流表请求。
步骤806～807，控制器根据生成的路由流表，进行分发，具体可以分别向eNB和AGW发送添加消息，分别为eNB和AGW下发相应的路由流表；
其中，所述路由流表包含扩展的用户的标识信息、用户面转发地址、承载标识等信息。当网络中使用GTP-U作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的隧道端标识和地址。当网络中使用PMIP作为路由转发协议，所述路由流表还包含AGW和eNB的通用路由封装标识。
这里，所述添加消息可以是无响应消息，也可以是有应答的消息；当是有应答的消息时，eNB和AGW收到路由流表后，还会分别返回一个响应消息给控制器。
图9示出了本发明路由转发的方法实施例七的实现流程，所述实施例七是建立路由转发路径的实施方式六。所述实施例七与实施例三类似，不同的在于对eNB的流表下发过程。即步骤902和步骤909不同，其他步骤类似，这里不做赘述。
步骤902，与步骤502不同的是，步骤902中控制器通过添加消息将路由流表下发至AGW，但并不向eNB下发路由流表。
而eNB是根据步骤904中MME下发初始上下文建立请求或者承载建立请求触发建立无线承载的；该消息中包含建立无线承载所需要的QoS参数和承载标识。
步骤909，与步骤508类似，控制器收到MME发送的修改会话请求后，除了向AGW发送更新请求之外，还向eNB下发路由流表；这里，下发至eNB的路由流表与502中下发给eNB的路由流表内容类似，这里不做赘述。
上述实施方式还可以用于在切换过程中，控制器如何向目标eNB和AGW下发流表，建立转发路径。在切换过程中，控制器可以在切换准备或者UE已经切换到目标侧之后为eNB和AGW下发流表信息，与上述几个实施例中的控制器选择无线资源建立完成前，或者无线资源完成后下发流表类似。此外，通过MME更新消息通知控制器切换完成，控制器通知AGW停止缓存数据也与上述实施例类似。触发控制器下发流表可是来自于MME的修改会话请求信息，也可以是上下行数据到达AGW或者eNB后，AGW或者eNB发起请求流表消息；过程类似，这里也不再赘述。
本发明还提供一种路由转发的系统，包括UE、MME，所述系统还包括：控制器、eNB和AGW；其中，
所述控制器，用于将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW；
所述eNB和AGW，分别用于根据收到的路由流表，进行数据的分发。
其中，所述控制器，还用于获取UE的标识和UE的相关信息；并根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
其中，所述控制器，具体用于接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识和UE签约信息；或者，接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识；与HSS交互获取UE签约信息。
其中，所述控制器，具体用于获取自身预先配置的策略信息或从PCRF中获取策略信息。
其中，所述控制器，具体用于通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；还用于确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；
所述eNB，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
其中，所述控制器，具体用于分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；
所述eNB，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
其中，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
所述控制器，还用于确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
其中，所述AGW，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立分发路径，进行数据的分发。
其中，所述控制器，具体用于确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述eNB，具体用于在接收到UE发来的上行数据后，根据预先配置的控制器地址或MME下发的控制器地址，向控制器发送路由流表请求；
所述控制器，具体用于接收到所述路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器，具体用于通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；当确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB，并向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
另外，图10是以EUTRAN接入网为例进行的示意，也可以以UTRAN接入为例进行说明，在UTRAN接入的场景中，不同之处在于将图10中的eNB替换为RNC，将MME替换为SGSN，其他功能和传递消息都是类似的。
综上所述，在实现本发明提供的上述路由转发系统时，UE与现有EPS中的UE功能基本相同；eNB需要做功能增强，支持控制器网元下发路由流表信息，并且能够将流表信息与空口建立的承载对应起来，完成上下行数据路径的映射；MME，在本发明中需要剥离一部分功能，也需要增强一部分功能；其中MME以前完成的路径选择，例如SGW/PGW的选择功能、在eNB和GW间建立数据路径以及转发路径等功能，将由控制器完成。但是MME原有的鉴权、接入控制、支持域终端的NAS功能等依然保留。
SGW和PGW可以合并为AGW，在该系统中不需要自己交互建立转发路径，转发路径的建立可以通过控制器完成的。此外PGW原有的分配或者协助分配IP地址、策略下发等功能也都由控制器完成。
控制器，是在EPC中引入的新网元，是将OpenFlow引入EPC的关键网元，除了支持原有的OpenFlow协议，还需要支持EPC网络所特有的功能，包括并不局限于以下之一：支持EPC的相关转发方式，例如GTP-U、PMIP，支持3GPP的QoS、计费策略传递，支持3GPP定义的承载标识、支持3GPP定义的用户标识等。增强的这些功能或者体现为这些参数与现有流表中参数的映射，或者需要在流表中增加相关参数。为了生成相应的流表信息，控制器还需要获知网络的拓扑结构、相关网元的负荷信息等，以选择最合适的路由，这些信息可以预先配置在控制器上。
如此，本发明还提供一种控制器，用于将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW。
进一步地，所述控制器，还用于获取UE的标识和UE的相关信息；并根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
其中，所述控制器，具体用于通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；还用于确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW。
其中，所述控制器，具体用于分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
所述控制器，还用于确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
其中，所述控制器，具体用于确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器，具体用于接收到eNB发来的路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
其中，所述控制器，具体用于通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；当确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB，并向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (30)

1.一种路由转发的方法，其特征在于，所述方法包括：
控制器将预先生成的路由流表分别下发至基站eNB和接入网关AGW；
eNB和AGW分别根据收到的路由流表，进行数据的分发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制器获取UE的标识和UE的相关信息；
控制器根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；
其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器获取UE的标识和UE签约信息为：
控制器接收移动管理实体MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识和UE签约信息；或者，
控制器接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识；与归属用户服务器HSS交互获取UE签约信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器获取策略信息为：
所述控制器获取自身预先配置的策略信息或从策略计费规则功能实体PCRF中获取策略信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器将预先生成的路由流表下发至eNB为：
控制器通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；
所述eNB根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述eNB根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME；
所述控制器将预先生成的路由流表下发至AGW为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW为：
控制器通过分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；
所述eNB根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述eNB根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
相应地，在所述AGW根据收到的路由流表，进行数据的分发之前，所述方法还包括：
所述控制器确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述AGW根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述AGW根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立分发路径，进行数据的分发。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW为：
当eNB接收到UE发来的上行数据后，根据预先配置的控制器地址或MME下发的控制器地址，向控制器发送路由流表请求；
所述控制器接收到所述路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器将预先生成的路由流表下发至AGW为：
控制器通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
相应地，所述控制器将预先生成的路由流表下发至eNB为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；
所述AGW根据收到的路由流表，进行数据的分发为：
所述控制器确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
12.一种路由转发的系统，包括UE、MME，其特征在于，所述系统还包括：控制器、eNB和AGW；其中，
所述控制器，用于将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW；
所述eNB和AGW，分别用于根据收到的路由流表，进行数据的分发。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于获取UE的标识和UE的相关信息；并根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识和UE签约信息；或者，接收MME发来的创建会话请求，获取包含于所述创建会话请求中的UE的标识；与HSS交互获取UE签约信息。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于获取自身预先配置的策略信息或从PCRF中获取策略信息。
16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；还用于确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；
所述eNB，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
17.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW；
所述eNB，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立无线承载，完成承载建立后通知MME。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
所述控制器，还用于确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
19.根据权利要求17或18所述的系统，其特征在于，所述AGW，具体用于根据所述路由流表中的QoS信息、承载标识信息建立分发路径，进行数据的分发。
20.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
21.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述eNB，具体用于在接收到UE发来的上行数据后，根据预先配置的控制器地址或MME下发的控制器地址，向控制器发送路由流表请求；
所述控制器，具体用于接收到所述路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
22.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；当确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB，并向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
23.一种控制器，其特征在于，所述控制器，用于将预先生成的路由流表分别下发至eNB和AGW。
24.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器，还用于获取UE的标识和UE的相关信息；并根据所述UE的标识和UE的相关信息，生成路由流表；其中，所述UE的相关信息包括UE签约信息、UE策略信息。
25.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器，具体用于通过向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB；还用于确认无线承载建立完成后，通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW。
26.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器，具体用于分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
27.根据权利要求26所述的控制器，其特征在于，所述发送至所述AGW的路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；
所述控制器，还用于确认无线承载建立完成后，向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据。
28.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器，具体用于确认无线承载建立完成后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
29.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器，具体用于接收到eNB发来的路由流表请求后，分别向eNB和AGW发送添加消息，将所述路由流表下发给eNB和AGW。
30.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器，具体用于通过向AGW发送添加消息，将所述路由流表下发至AGW；其中，所述路由流表中包括用于当AGW接收到下行数据时，缓存所述下行数据的缓存指示；当确认无线承载建立完成后，向eNB发送添加消息，将所述路由流表下发至eNB，并向AGW发送更新消息，通知AGW停止缓存下行数据，并根据所述路由流表将收到的下行数据进行分发。
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