CN103889002A - 流控方法及装置、移动节点、接入网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流控方法，包括：移动节点通过路由请求RS消息，将用户策略发送至移动网络的第一网元；所述移动节点接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有移动网络的第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息。本发明还公开了一种流控装置、接入网关及移动节点。本发明的第二网元能够获取MN的用户策略，根据用户策略决策业务流的上下行传输路径，并向MN发送上行业务流路由信息，使移动节点上下行业务流传输路径都由网络侧控制，从而实现网络侧智能流控。

Description

流控方法及装置、移动节点、接入网关

技术领域

本发明涉及流控技术，尤其涉及一种移动接入网络中的流控方法及装置、移动节点、接入网关。

背景技术

随着互联网接入技术和移动终端的迅猛发展，人们对使用移动技术接入互联网的需求也越来越强烈，为满足用户移动性需求，未来互联网协议需要支持移动性，允许移动终端无感知地在不同的网络间漫游。为此，互联网工程任务组（IETF，The Internet Engineering Task Force）成立了一系列移动IP工作组，并制定了移动IPv4协议（MIPv4，Mobile IPv4）、移动IPv6协议（PMIPv6，Mobile IPv6）等移动IP相关协议。然而，现有移动IP技术大多为基于移动终端侧的移动性方案，其要求移动终端必须部署相关协议，这大大增加了移动终端协议的复杂度，同时使得现有大多数移动终端无法享受这些技术提供的移动性支持。为此，IETF在2005年8月成立了基于网络的本地移动性管理（NETLMM，Network-based Localized Mobility Management）工作组，并提出代理移动IPv6（PMIPv6）技术。由于PMIPv6不需要修改移动节点（MN，MobileNode）协议栈，并能重用MIPv6的相关信令，符合实际部署需求，因此PMIPv6技术近年来受到广泛关注。

随着无线网络技术的发展，目前越来越多的移动终端同时配备多个网络接口，如WiMax、3G、无线保真（WiFi，Wireless Fidelity）等。如何同时利用多个网络接口接入多个异构网络域，充分利用异构网络的接入能力，最大限度地提高用户体验，是目前多接入系统面临的主要难题，在PMIPv6环境下，移动节点的多个网络接口可同时接入相同的PMIPv6域，如图1所示，移动节点同时配备3G及WiFi网卡，且分别接入同一个PMIPv6域中的不同动接入网关（MAG，Mobile Access Gateway）。充分利用移动终端的多个网络接口并在各个接口间调度特定业务流是有必要的。目前主要的流控方式有以下两种：主机侧流控和网络侧流控。对于前者而言，由移动终端生成策略并决定业务流的传输路径，将业务流传输路径策略同步至网络侧；然而，移动终端侧的流控对移动终端的能耗及计算需求较大，因此对于资源受限的移动用户来说不太适用。对于网络侧流控，由网络侧负责为移动终端选择业务流传输策略，网络侧综合考虑移动终端的接入状况、业务需求和整个网络的负载均衡等因素，为移动终端生成策略，并向移动终端下发策略，而移动终端只需根据网络侧的流控策略为数据包选择合适的路径，移动终端本身的资源消耗大大减少。

近年来，IETF NETEXT工作组致力于完善PMIPv6相关协议标准，在PMIPv6网络侧流移动性方面提供了多种方案。其中Kuntal Chowdhury等人在逻辑接口技术的基础上，根据各接口网络前缀相同与否，总结了三种流移动性方案：多个网络接口同一个网络前缀方案，多接口不同网络前缀方案（各个接口初始分配的网络前缀完全不同）以及多接口部分网络前缀相同方案。B.Sarikaya等人通过扩展绑定缓存和增加家乡网络前缀选项来制定多接口节点的家乡接口以实现流移动性。Tran Minh Trung等人根据为MN各接口分配家乡网络前缀的时间，提出了Proactive Signaling和Re-active Signaling两种流移动解决方案。

上述PMIPv6流移动性方案对移动节点网络接口地址配置及其流移动信令交互进行了规范，但其存在以下不足之处：首先，上述方案中本地移动锚点（LMA，Local Mobility Anchor）无法获取用户策略，无法根据用户策略为MN业务流选择合适的路径；其次，这些技术只是对移动节点下行数据流传输路径改变时的操作进行了规范，而不涉及移动节点上行业务流路径的选择问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种流控方法及装置、移动节点、接入网关，能对移动节点的上下行业务流进行传输控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种流控方法，包括：

移动节点通过路由请求RS消息，将用户策略发送至移动网络的第一网元；

所述移动节点接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有移动网络的第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息。

优选地，所述方法还包括：

所述第一网元获取所述用户策略后，通过代理绑定更新PBU消息或GPRS隧道协议GTP请求消息，将所述用户策略发送至所述第二网元。

优选地，所述方法还包括：

所述第二网元根据接收的所述用户策略为所述移动节点的业务流重新分配业务流迁移策略，通过流控消息，将所分配的业务流迁移策略信息发送至所述第一网元。

优选地，所述方法还包括：

所述第二网元接收到PBU消息或GTP请求消息后，向所述第一网元发送代理绑定更新应答PBA消息或GTP响应消息后，通知所述第一网元接收到所述用户策略；

所述第一网元接收到所述PBA消息或GTP响应消息后，向所述移动节点发送路由广播RA消息，通知所述移动节点接收到所述用户策略。

优选地，所述第二网元根据接收的所述用户策略为所述移动节点的业务流重新分配业务流迁移策略，包括：

所述第二网元确定所述移动节点通过两个以上的网络接口接入时，根据所述两个以上的网络接口的网络状况、所述移动节点的业务流信息及所述用户策略，为所述移动节点的业务流重新分配最优业务流迁移策略。

优选地，所述方法还包括：

所述移动节点根据所接收的所述最优业务流迁移策略信息将业务流切换至对应的传输路径。

优选地，所述第一网元为3GPP系统或非3GPP系统的接入网关，所述第二网元为分组数据网络网关P-GW。

一种流控方法，包括：

第一网元接收到移动节点发送的包含有用户策略的路由请求RS消息后，将所述用户策略发送至所述第二网元；

所述第一网元接收所述第二网元发送的包含有第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息的流控消息后，通过邻居请求消息，将所述业务流迁移策略信息发送至所述移动节点。

优选地，所述方法还包括：

所述第二网元接收到PBU消息或GPRS隧道协议GTP请求消息后，向所述第一网元发送代理绑定更新应答PBA消息或GTP响应消息后，通知所述第一网元接收到所述用户策略;

所述第一网元接收到所述PBA消息或GTP响应消息后，向所述移动节点发送路由广播RA消息，通知所述移动节点接收到所述用户策略。

优选地，所述方法还包括：

所述第二网元确定所述移动节点通过两个以上的网络接口接入时，根据所述两个以上的网络接口的网络状况、所述移动节点的业务流信息及所述用户策略，为所述移动节点的业务流重新分配最优传输路径。

优选地，所述第一网元为3GPP系统或非3GPP系统的接入网关，所述第二网元为分组数据网络网关P-GW。

一种流控装置，包括接收单元和发送单元，其中：

接收单元，用于接收移动节点发送的路由请求RS消息，所述RS消息中包含有所述移动节点的用户为业务流设置的用户策略；

发送单元，用于通过邻居请求消息将所述业务流迁移策略信息发送至所述移动节点。

优选地，所述接收单元，还用于接收到所述RS消息后，触发所述发送单元向所述移动节点发送路由广播RA消息，通知所述移动节点接收到所述用户策略；

所述接收单元，还用于接收到所述第二网元发送的代理绑定更新应答PBA消息或GTP响应消息后，确认所述第二网元接收到所述用户策略。

一种接入网关，包括上述的流控装置。

一种流控装置，包括发送单元和接收单元，其中：

发送单元，用于通过路由请求RS消息将用户策略至移动网络的第一网元；

接收单元，用于接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有移动网络的第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息。

优选地，所述装置还包括切换单元；

所述接收单元，还用于接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有所述第二网元为所述装置分配的业务流迁移策略信息；

对应的，切换单元，用于根据所述业务流迁移策略信息将业务流切换至对应的传输路径。

一种移动节点，包括前述的流控装置。

本发明中，移动网络的第二网元如LMA确定移动节点通过两个以上的网络接口接入时，根据两个以上的网络接口的网络状况、移动节点的业务流及其用户策略，为移动节点的业务流重新分配传输路径，并将移动节点的业务流切换到传输路径。移动节点检测到移动节点的用户为业务流设置的用户策略时，通过RS消息发送至移动网络的第一网元如MAG；MAG获取用户策略后，通过PBU消息发送至移动网络的第二网元。本发明中，第二网元能够获取MN的用户策略，根据用户策略决策业务流的上下行传输路径，并向MN发送上行业务流路由信息，使移动节点上下行业务流传输路径都由网络侧控制，从而实现网络侧智能流控。

附图说明

图1为基于PMIPv6的移动接入网络架构示意图；

图2为本发明实施例的移动节点接入流程图；

图3为本发明实施例的流控方法的流程图；

图4为本发明实施例的流控装置的组成结构示意图；

图5为本发明实施例的另一种流控装置的组成结构示意图。

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。

本发明的基本思想为，目前PMIPv6协议中现有流移动性方案大都是LMA根据自身策略为移动节点下行数据选择传输路径，而没有考虑用户的偏好。为了使LMA在为移动节点选择业务流传输路径时，尽可能地满足用户的需求而进一步提高用户体验，本发明通过对路由请求（RS）消息/路由广播（RA）消息、代理绑定更新（PBU）消息/代理绑定更新应答（PBA）消息进行扩展，将用户的偏好等辅助决策信息传输给MAG，同时通过在PBU/PBA消息中添加用户策略选项将用户策略信息转发给LMA。

当LMA为移动节点下行业务流分配合适的传输路径后，只需通过更改本身路由就能将下行业务流调度到合适的路径。本发明中，LMA为MN下行数据分配传输路径的同时，也为MN的上行数据分配合适传输路径，即MN上下行数据传输数据的路径都由网络侧决策。为了使MN获取上行数据传输路径的路由策略消息，本发明通过在LMA与MAG之间增加流控（FC）消息和流控应答（FCA）消息的方式，使LMA能够将MN上行数据传输路径消息通知给MAG，同时MAG通过邻居请求（NS）消息和邻居应答（NA）消息将上行数据传输路径消息通知给MN。

图3为本发明实施例的流控方法的流程图，如图3所示，以PMIP协议为例描述本发明的技术方案，本发明实施例的流控方法包括以下步骤：

步骤S100：系统初始化，LMA监听PMIPv6网络接口的注册消息，监听LMA各网络接口数据包，并分析数据，获取业务流信息及网络状况等。

本发明中，网络状况至少包括传输链路的信噪比、传输信号功率等；业务流信息至少包括业务类型、业务的服务质量信息等。

步骤S101：移动节点具有多个网络接口，且网络接口1与MAG1连接，按图2所示的移动节点PMIPv6基本接入流程接入PMIPv6域，具体包括以下步骤：

步骤1，移动节点向MAG发送路由请求消息；

步骤2，MAG接收到路由请求消息后向LMA发送代理绑定更新消息；

步骤3，当LMA接收到代理绑定更新消息后，根据RFC5213中定义的相关操作，向MAG发送代理绑定更新应答消息，并与MAG间建立隧道；

步骤4，MAG接收到代理绑定更新应答消息后，建立到LMA的隧道；

步骤5，MAG向移动节点发送路由广播。

LMA获得MN接口1接入消息，将MN网络接口与MN-ID绑定，并向MN发送接口绑定应答消息。

步骤S102：MN进入MAG2覆盖范围，网络接口2按照步骤S101的方式接入PMIPv6域。

LMA接收到接口2接入消息，检测到MN新接口接入；LMA监听到网络状况信息获取信号，将根据之前捕获到的数据包，统计分析获得的移动节点各网络接口状况及移动节点业务流信息。

步骤S103：当MN检测到用户设置策略后，将该用户策略包含于路由请求消息中，然后发送到网络侧MAG处（该步骤可以在移动节点第一个网络接口接入PMIPv6域后的任意时间进行，其中用户策略根据不同的业务流特点而不同，例如，用户策略可以是不同业务流对不同QoS参数的需求权重，如VoIP对时延要求高，因此对VoIP业务流的路径进行选择时网络时延因素权重大，而对于FTP等高带宽需求业务流则是带宽权重大等）。然后监听包含有用户策略的RA应答消息。同时设置RS超时重传，如果在规定时间内没有接收到应答消息，则MN将再次发送包含有用户策略的RS消息，直到收到应答消息。

步骤S104：MAG接收到包含有用户策略消息的RS后，将该策略消息包含于PBU消息中，通过PBU消息将用户策略发送给LMA。

步骤S105：LMA接收到包含有用户策略消息的PBU消息后，更新用户策略然后回复用户策略更新应答消息，根据新的用户策略及网络状况等信息为移动节点所有业务流作流控决策（业务流迁移策略）。

步骤S106：LMA收到用户更新消息后向MAG发送PBA应答消息，表示已经收到用户策略。

步骤S107：MAG接收到包含用户策略消息的PBA应答消息后，向MN发送包含有用户策略的路由广播消息。

步骤S108：MN接收到包含用户策略的路由广播消息后，检查路由广播消息中包含的用户策略是否与之前发送的策略相同，如果相同，即LMA已经正确接收到用户策略，MN取消RS超时重传，否则继续向网络侧发送用户策略。

步骤S109：当LMA检测到移动节点有新接口接入、移动节点接入网络状况或者移动用户策略发生变化时，将根据用户策略、业务流类型及网络状况为移动节点不同业务流的上下行数据做流控决策，将业务流分配到最佳的传输路径上。LMA更新LMA的路由，将下行业务流转发到最佳路径上传输。然后向与移动节点相连的任意MAG发送流控消息，该流控消息中包含移动节点上行业务流的路由信息。为了确保MN接收到路由消息，LMA将设置FC超时重传机制。

步骤S110：MAG当接收到流控消息后，MAG将向MN发送包含上行业务流路由信息的邻居请求消息。

步骤S111：MN接收到包含有上行路由信息的邻居请求消息后，首先更新上行数据传输路由，然后向MAG发送包含有上行路由信息的邻居广播应答消息，以确认其收到路由信息。

步骤S112：MAG接收到MN发送的包含有上行路由信息的邻居广播应答消息后，向LMA发送流控应答消息。LMA接收到流控应答消息后，取消FC重传，移动节点上行业务流传输路径控制结束。

GPRS隧道协议（GTP，GPRS TunnellingProtocol）也存在上述的PMIP协议描述的问题，本发明同样适用于GTP协议。因此，当上述PMIP协议被GTP协议替换时，上述的MAG可以为3GPP接入网络的或非3GPP接入网络的接入网关，LMA可以为3GPP核心网的分组数据网络网关P-GW。由于通过GTP协议实现本发明技术方案的方式与前述PMIP协议实现本发明技术方案的方式基本相同，只是所涉及的网元不同，这里不再赘述其细节。

图4为本发明实施例的流控装置的组成结构示意图，如图4所示，本示例的流控装置包括接收单元40和发送单元41，其中：

接收单元40，用于接收移动节点发送的路由请求RS消息，所述RS消息中包含有所述移动节点的用户为业务流设置的用户策略；

发送单元41，用于通过邻居请求消息将所述业务流迁移策略信息发送至所述移动节点。

上述接收单元40，还用于接收到所述RS消息后，触发所述发送单元向所述移动节点发送路由广播RA消息，通知所述移动节点接收到所述用户策略；

所述接收单元40，还用于接收到所述第二网元发送的代理绑定更新应答PBA消息或GTP响应消息后，确认所述第二网元接收到所述用户策略。

本发明中，所述第一网元为3GPP系统或非3GPP系统的接入网关，如可以为MAG；所述第二网元为分组数据网络网关P-GW，如可以为LMA。

本领域技术人员应当理解，图4所示的流控装置涉及的处理单元的功能能通过硬件电路，或由处理器执行相应的软件所实现。上述各处理单元的功能，可结合前述本发明流控方法的相关实施例及实例的描述而理解。

本发明还记载了一种接入网关，包括图4所示的流控装置。

图5为本发明实施例的另一种流控装置的组成结构示意图，如图5所示，本发明实施例的流控装置包括发送单元50和接收单元51，其中：

发送单元50，用于通过路由请求RS消息将用户策略至移动网络的第一网元；

接收单元51，用于接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有移动网络的第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息。

在图5所示的流控装置的基础上，本发明实施例的流控装置还包括切换单元（图5中未示出）；

上述接收单元51，还用于接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有所述第二网元为所述装置分配的业务流迁移策略信息；

对应的，切换单元，用于根据所述业务流迁移策略信息将业务流切换至对应的传输路径。

本发明中，所述第一网元为3GPP系统或非3GPP系统的接入网关，如可以为MAG；所述第二网元为分组数据网络网关P-GW，如可以为LMA。

本领域技术人员应当理解，图5所示的流控装置涉及的处理单元的功能能通过硬件电路，或由处理器执行相应的软件所实现。上述各处理单元的功能，可结合前述本发明流控方法的相关实施例及实例的描述而理解。

本发明还记载了一种移动节点，包括图5所示的流控装置。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各处理单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，其可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，其可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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 (17)

1.一种流控方法，其特征在于，所述方法包括：

移动节点通过路由请求RS消息，将用户策略发送至移动网络的第一网元；

所述移动节点接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有移动网络的第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息。

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：

所述第一网元获取所述用户策略后，通过代理绑定更新PBU消息或GPRS隧道协议GTP请求消息，将所述用户策略发送至所述第二网元。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第二网元根据接收的所述用户策略为所述移动节点的业务流重新分配业务流迁移策略，通过流控消息，将所分配的业务流迁移策略信息发送至所述第一网元。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第二网元接收到PBU消息或GTP请求消息后，向所述第一网元发送代理绑定更新应答PBA消息或GTP响应消息后，通知所述第一网元接收到所述用户策略；

所述第一网元接收到所述PBA消息或GTP响应消息后，向所述移动节点发送路由广播RA消息，通知所述移动节点接收到所述用户策略。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二网元根据接收的所述用户策略为所述移动节点的业务流重新分配业务流迁移策略，包括：

所述第二网元确定所述移动节点通过两个以上的网络接口接入时，根据所述两个以上的网络接口的网络状况、所述移动节点的业务流信息及所述用户策略，为所述移动节点的业务流重新分配最优业务流迁移策略。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述移动节点根据所接收的所述最优业务流迁移策略信息将业务流切换至对应的传输路径。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一网元为3GPP系统或非3GPP系统的接入网关，所述第二网元为分组数据网络网关P-GW。

8.一种流控方法，其特征在于，所述方法包括：

第一网元接收到移动节点发送的包含有用户策略的路由请求RS消息后，将所述用户策略发送至所述第二网元；

所述第一网元接收所述第二网元发送的包含有第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息的流控消息后，通过邻居请求消息，将所述业务流迁移策略信息发送至所述移动节点。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第二网元接收到PBU消息或GPRS隧道协议GTP请求消息后，向所述第一网元发送代理绑定更新应答PBA消息或GTP响应消息后，通知所述第一网元接收到所述用户策略;

所述第一网元接收到所述PBA消息或GTP响应消息后，向所述移动节点发送路由广播RA消息，通知所述移动节点接收到所述用户策略。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第二网元确定所述移动节点通过两个以上的网络接口接入时，根据所述两个以上的网络接口的网络状况、所述移动节点的业务流信息及所述用户策略，为所述移动节点的业务流重新分配最优传输路径。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一网元为3GPP系统或非3GPP系统的接入网关，所述第二网元为分组数据网络网关P-GW。

12.一种流控装置，其特征在于，所述装置包括接收单元和发送单元，其中：

接收单元，用于接收移动节点发送的路由请求RS消息，所述RS消息中包含有所述移动节点的用户为业务流设置的用户策略；

发送单元，用于通过邻居请求消息将所述业务流迁移策略信息发送至所述移动节点。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述接收单元，还用于接收到所述RS消息后，触发所述发送单元向所述移动节点发送路由广播RA消息，通知所述移动节点接收到所述用户策略；

所述接收单元，还用于接收到所述第二网元发送的代理绑定更新应答PBA消息或GTP响应消息后，确认所述第二网元接收到所述用户策略。

14.一种接入网关，其特征在于，所述接入网关包括权利要求12至14任一项所述的流控装置。

15.一种流控装置，其特征在于，所述装置包括发送单元和接收单元，其中：

发送单元，用于通过路由请求RS消息将用户策略至移动网络的第一网元；

接收单元，用于接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有移动网络的第二网元为所述移动节点分配的业务流迁移策略信息。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括切换单元；

所述接收单元，还用于接收所述第一网元发送的邻居请求消息，所述邻居请求消息中包含有所述第二网元为所述装置分配的业务流迁移策略信息；

对应的，切换单元，用于根据所述业务流迁移策略信息将业务流切换至对应的传输路径。

17.一种移动节点，其特征在于，所述移动节点包括权利要求15或16所述的流控装置。

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