CN105357774B - 针对改进服务质量处理的电信方法、协议和设备 - Google Patents

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Abstract

适于根据客户端移动因特网协议域来处理数据分组的电信网络被扩展为提供承载能力，使得子会话可以用于使业务的一部分区别于另一部分。可以给每个承载分配不同的服务质量(QoS)。可以通过电信网络中的移动节点或归属代理来建立承载。

Description

针对改进服务质量处理的电信方法、协议和设备
本申请是申请日为2009年11月27日、申请号为200980162571.2的中国发明专利申请“针对改进服务质量处理的电信方法、协议和设备”的分案申请。
技术领域
本发明涉及电信方法、协议和设备，更具体地，涉及与改进的移动因特网协议(MIP)相关的方法、协议和设备。
背景技术
在第三代合作伙伴计划(3GPP)核心网的版本8中采用了多个不同的移动性协议。在这种电信网络中的移动性管理通常有两类，一类是基于主机的移动性管理，另一类是基于网络的移动性管理。
基于主机的移动性管理的示例是移动因特网协议(MIP或移动IPv6)。移动IP允许IP分组在数据网络(如，因特网)上的与位置无关的路由。每个移动设备(即，移动节点)通过归属地址来标识，而不考虑其在因特网中的当前位置。当远离其归属网络时，移动节点与标识其当前位置的转交地址相关联，其归属地址经由到其归属代理(见以下的定义)的隧道与本地端点相关联。移动IP规定了移动节点如何向其归属代理登记，以及归属代理如何将分组通过隧道路由到移动节点。
图1示出了移动IP网络的基本概况，该移动IP网络具有归属网络1和外地网络3。移动节点5的归属网络1是移动节点5在其中接收其标识IP地址(被称为归属地址)的网络。移动节点5的归属地址是在其归属网络1内分配给移动节点5的IP地址。外地网络3是移动节点在远离其归属网络1时在其中进行操作的网络(如图1所示)。
移动节点5的转交地址是节点在外地网络3中操作时的物理IP地址。归属代理(HA)7是移动节点5的归属网络1中的路由器，当移动节点5远离其归属网络1时，该路由器通过隧道将分组传递到移动节点5。HA 7保持移动节点5的当前位置信息(IP地址信息)，并与一个或多个接入路由器(AR)9一起使用。AR 9是存储与移动节点5访问相关外地网络3有关的信息的路由器。AR 9也广告移动IP所使用的转交地址。归属地址与转交地址的关联被称为“绑定”。HA 7经由隧道11将分组路由到AR 9，AR9接着将分组转发到移动节点5。
与基于主机的移动性管理相反，基于网络的移动性管理的示例是GPRS隧道协议(GTP)。基于网络的移动性管理的另一示例是代理移动IP(PMIP或代理移动IPv6)，这是因特网工程任务组(IETF)开发的新标准。
为了有助于进一步解释这些基于网络的移动性管理协议，现在参照图2，图2示出了示例性电信网络的更详细概况，该示例性电信网络被称为使用长期演进(LTE)标准的E-UTRAN(演进的UMTS陆地无线接入网)。该网络包括多个无线基站(也被称为eNodeB、NodeB等)21a、21b、21c，每个无线基站维护一个或多个小区(未示出)。每个小区内的用户设备(“UE”，即，移动设备或移动节点)23a、23b、23c、23d与该小区的相应eNodeB 21通信。
在E-UTRAN中，eNodeB 21能够通过被称为X2接口(图2的虚线所示)的接口彼此通信。每个eNodeB 21还具有与核心网的一个或多个接口。这些被称为S1接口。具体地，eNodeB21具有到一个或多个移动性管理实体(MME)25a、25b的一个或多个S1接口，这将在以下进行详述。
电信网络还包括服务网关(SGW)29。服务网关29经由S1u接口与eNodeB 21a连接，并经由S11接口与MME 25a连接。将理解，服务网关29可以与每个所述设备及诸如服务GPRS支持节点(SGSN，未示出)之类的其它节点中的一个或多个连接。服务网关29尤其适于执行用户数据分组的路由和转发，同时还在eNodeB间切换期间(例如，当UE 23a从eNodeB 21a切换到eNodeB 21c时)充当用户面的移动性锚。服务网关29还充当LTE与其它3GPP技术之间移动性的锚。它还管理并存储UE上下文，例如IP承载服务的参数、以及网络因特网路由信息。
服务网关29经由S5接口与分组数据网络网关(PDN GW)31连接。PDN GW 31通过成为针对UE的业务的退出和进入的点，向外部分组数据网络(例如因特网33)提供到UE的连接。
尤其，MME 25a负责空闲模式UE跟踪以及寻呼过程。它也涉及承载激活/去激活过程，并负责为UE选择初始服务网关(SGW)。
如上所述，PDN GW 31通过成为针对UE 23的业务的退出和进入的点，(经由SGi接口)提供从UE 23到外部分组数据网络33(例如因特网)的连接。UE 23可以同时具有与多于一个PDN GW 31的连接，以接入多个PDN 33。尤其，PDN GW 31执行策略实施(enforcement)、针对每个用户的分组过滤、收费支持、合法拦截以及分组屏蔽。PDN GW 31的另一个关键的角色是经由S2接口(未示出)充当3GPP和非3GPP技术之间移动性的锚。
正如代理移动IP协议RFC 5213所定义的，代理移动IP系统中的移动性管理定义了在过程中涉及的两个网络实体--本地移动性锚(LMA)和移动接入网关(MAG)。当应用于图2的3GPP架构的S5接口时，SGW 29充当MAG，而PDN GW 31充当LMA。MAG是接入路由器上的功能，用于管理附着于其接入链路的移动主机的移动性相关信令。LMA是代理移动IP域中移动主机的归属代理。协议工作如下：
·移动主机进入PMIP域
·在该链路上的移动接入网关检查主机授权
·移动主机获取IP地址
·移动接入网关更新与主机的当前位置有关的本地移动性锚
·MAG和LMA均创建双向隧道
由GTP和PMIP所提供的基于网络的移动性管理提供与移动IP类似的功能。然而，基于网络的移动性管理不需要对移动主机的网络栈进行任何修改。换言之，如它的名称所示，网络关心的是移动性。
然而，GTP与PMIP之间的关键功能差别在于，前者还支持移动性会话内子会话(被称为“承载”或3GPP标准较老版本中的“PDP上下文”)的建立。承载使得能够通过使用集中化的业务分类来提供服务质量(QoS)差别。结果，下行链路分组需要被分类并分配给仅在(例如在图2中所示的PDN网关31中的)锚点中的特定QoS类(在3GPP标准中被称为“映射至承载”)。承载可以被认为是具有不同QoS特性的UE 23和第一跳路由器(即，PDN GW 31)之间的L2信道。当建立新的承载时，PDN GW 31和UE达成协议：在新的承载上放置哪些通过5元组标识的IP微流(即，如以下进一步详细解释的服务数据流SDF)。因此，将通过PDN GW 31发送到UE(反之亦然)的所有分组进行分类，以查看分组应当被放置到的承载。通过查看完这5元组值并将它们与分组中的报头字段进行比较来执行该分类。分组路径上的后续元件(例如，SGW 29，eNodeB 21)不必再次分类，因为它们已经知道分组所在的承载，因而知道应用什么样的QoS。
图3示出了LTE电信系统中服务数据流(SDF)与承载之间的关系。服务数据流是与特定5元组过滤器组匹配的IP分组集合。换言之，SDF是业务的一部分，而承载是传送设施。SDF被放置在承载上(或通过或经由承载传送)。承载本身是具有唯一服务质量(QoS)类的虚拟连接。
在图3中，具有第一QoS类(QoS1)的第一承载301被示为携带多个服务数据流SDF11到SDF1N，而具有第二QoS类(QoS2)的第二承载303被示为携带多个服务数据流SDF21到SDF2N。在图2的网络中，UE 23与PDN网关31之间的数据路径上的承载将具有三部分：
-UE 23a与eNodeB 21a之间的无线承载，
-eNodeB 21a与SGW 29之间的数据承载，S1u承载，以及
-SWG 29与PDN GW 31之间的数据承载，S5承载。
由于将分组分类并分配给特定QoS类，相应地对分组进行标记。具体地，通过隧道端点标识符(TEID)来标识承载，该标识符向网络中的所有后续节点告知分类结果(如上所述)。TEID用于标识分组仅通过S1u和S5接口行进到哪个承载上，其中使用GTP协议携带分组。通过空中接口使用不同字段/机制(即，无线相关标识符)，其中GTP不用于携带分组。
针对上行链路分组，移动节点执行分类和承载映射，以及所有后续节点可以依赖于该分类(一个节点实际上对它进行验证)，以进行网络控制。
然而，应该注意，基于PMIP的解决方案不包括承载能力(即，不能建立承载)，而是需要在PDN GW 31和服务网关29中执行分组分类。为了实现分组分类，策略和收费规则功能(PCRF)必须将分类规则下载到服务网关29(即，除了图2中示出的PDN GW 31之外)。此外，在服务网关改变之后(例如由于切换)，也必须将策略规则下载到新的服务网关。这具有以下缺点：产生过度的策略相关信令，并使策略系统知道移动性。
当前，移动因特网协议(MIP)(也称为客户端移动因特网协议(CMIP))是被认为针对非3GPP接入的通用使用的唯一基于主机的移动性协议。类似于PMIP，它缺乏承载能力，因而具有需要非3GPP接入的网关中的流分类的缺点。换言之，控制节点必须为了流分类的目的而查看CMIP隧道。然而，如果CMIP隧道被加密，则这是不可能的了。
发明内容
本发明的目的是提供针对电信网络的方法和移动因特网协议(或客户端移动因特网协议)，以及适于执行这种通信协议和方法的设备，其不受上述一个或多个缺点困扰。
具体地，本发明的目的是提供移动因特网协议(或客户端移动因特网协议)，其中基于主机的移动性管理包括承载支持。
根据本发明的第一方面，提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络中的方法，适于使用移动因特网协议(MIP)处理业务。该方法包括以下步骤：提供一个或多个承载，用于在移动性会话内传输数据分组，所述一个或多个承载使得能够在移动性会话内创建子会话。
该方法可以包括将密钥值与每个承载相关联的步骤。
密钥值可以表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量(QoS)。
该方法还可以包括：将外部报头与每个承载相关联的步骤，其中外部报头用于在用户面上对数据分组进行路由。这具有甚至在下层数据分组加密时也能操作分组的优点。
可以使用移动因特网协议的绑定更新和/或绑定肯定应答消息来执行承载的建立。可以通过电信网络中的移动节点或归属代理来建立承载。
多个承载中的第一和第二承载使得给定移动节点的业务的第一部分能够区别于给定移动节点的业务的第二部分。
该方法还包括提供IP流过滤器组的步骤，其中，在该IP流过滤器组中的IP流过滤器被配置为将数据分组与相应的承载相匹配。
可以提供缺省承载，其中该缺省承载被配置为携带尚未被IP流过滤器中的任何一个匹配的分组。
该方法还包括将描述符字段与每个承载相关联的步骤，描述符字段描述了在网络中的其它节点处要如何对待承载中的分组。
使用通用路由封装(GRE)可以将密钥值分配给每个分组。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的移动节点中的方法，适于执行移动因特网协议。所述方法包括以下步骤：将绑定请求消息发送到第二节点，所述绑定请求消息包括与移动节点所请求的与一个或多个承载相关联的一个或多个下行链路密钥值；以及从所述第二节点接收绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值。
根据本发明的另一个方面，提供了适于执行上述方法的移动节点。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的归属代理节点中的方法，适于支持移动因特网协议。所述方法包括以下步骤：将承载建立消息发送到第二节点，所述承载建立消息包括与归属代理节点所请求的与一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；以及从所述第二节点接收承载建立肯定应答消息，所述承载建立肯定应答消息包括与一个或多个承载相关联的一个或多个下行链路密钥值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的归属代理节点中的方法，适于执行移动因特网协议。其特征在于所述方法包括以下步骤：从第二节点接收绑定请求消息，所述绑定请求消息包括与第二节点所请求的与一个或多个承载相关联一个或多个下行链路密钥值；以及将绑定肯定应答消息发送到第二节点，所述绑定肯定应答消息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种适于执行上述两段的方法的归属代理节点。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的接入路由器节点中的方法，适于执行移动因特网协议，其特征在于所述方法包括以下步骤：针对一个或多个承载配置服务质量功能；以及将服务质量功能应用于经过接入路由器的分组。
根据本发明的另一个方面，提供了适于执行上述方法的接入路由器。
附图说明
为了更好的理解本发明，以及更清楚地示出如何实现该发明，将参考仅作为示例的以下附图，其中：
图1示出了移动IP网络的基本概况；
图2示出了使用长期演进(LTE)标准的电信网络的概况；
图3示出了基于网络的移动性管理域中承载和服务数据流(SDF)之间的关系；
图4示出了根据本发明一个实施例的流程图；
图5示出了根据本发明的承载；
图6示出了在建立、修改或删除承载期间移动节点所执行的步骤；
图7示出了在建立、修改或删除承载期间归属代理所执行的步骤；
图8示出了移动节点或归属代理执行的步骤；
图9示出了中间节点执行的步骤；
图10示出了根据本发明另一实施例的流程图；以及
图11示出了根据本发明另一实施例的流程图。
具体实施方式
将针对移动因特网协议(MIP)域(或被称为客户端移动因特网协议(CMIP))来描述以下实施例。
根据本发明，扩展基于主机的移动性管理系统(诸如CMIP系统)来提供承载支持。承载使得能够在给定移动性会话内提供子会话。每个承载被分配有一个密钥值，密钥值表示例如与一起传输的数据分组相关联的服务质量(QoS)。使用现有的移动IP标准的扩展(例如扩展到MIPv6标准)，在归属代理和移动节点之间端到端地建立承载。
这样，本发明的承载使单个移动节点的一部分业务能够与同一移动节点的其它部分业务分离。换言之，承载能够例如基于服务质量QoS来实现移动节点的业务内的区分。
图4示出了有助于进一步说明本发明的消息流，示出了各种阶段和步骤。401至409中示出的阶段和步骤说明移动节点(MN)如何建立绑定，以及如何设置与归属代理(HA)的隧道。注意，各种阶段和步骤401至409是根据现有CMIP过程的标准阶段和步骤。
410至423中示出的阶段和步骤描述如何根据本发明建立承载，而424至433中示出的阶段和步骤描述如何执行切换。
在承载建立期间(步骤410)，密钥值是可协商的，以及IP流过滤器描述在给定承载上传输的分组。实质上，每个端点将它想要为该承载接收的密钥值通知给另一个端点。例如，在步骤411中，MN将绑定更新消息发送到HA，这通知HA要由HA在下行链路分组中使用的下行链路密钥。同样，在步骤413中，HA将绑定肯定应答消息发送到MN，这尤其通知MN要由MN在上行链路分组中使用的上行链路密钥。每个密钥值例如与QoS描述符相对应。QoS描述符仅在信令中使用(表示为消息411-413以及426-428中的“QoS”)。注意，密钥值可以是任何QoS描述符。例如在3GPP上下文中，密钥值可以是类别标识符(QCI)、分配和保持策略(ARP)、最大比特速率(MBR)或保证比特速率(GBR)值。
在切换阶段424期间，在步骤426中，MN将绑定更新消息发送到包括承载的完整列表的HA。在图4的示例中，注意，为了参考方便，仅一个承载被示为已建立，这样，“完整列表”仅针对在消息426中重复的一项。然而将理解，如果存在多个承载，那么将会列出多个(5元组、下行链路密钥、QoS)值。此外注意，在实践中，如果在承载(即子会话)中存在多个微流(即SDF)，则5元组可以表示5元组列表。也将理解，在不偏离本发明范围的情况下可以使用除了5元组以外的机制。
当移动节点到达并在那里设置绑定时，在绑定上行链路消息中包括承载的完整列表使得新的接入能够设置QoS。
根据第一设置，接入路由器(AR1)可以监听或监控绑定更新和绑定肯定应答(BU/BA)消息，并获知建立了哪些承载，并确定QoS和相关联的密钥。然后，AR1可以将QoS提供给在标记了这些(上行链路或下行链路)密钥的隧道中传输的所有分组。
根据第二设置，在MIP信令的路径中提供代理(即当MN不将它的绑定更新消息发送到HA，而是发送到诸如AR1的代理时)，然后在这种设置中，AR1被配置为通过检查它所代理的消息来获知承载。
根据第三设置，正如在本申请后面将解释的，策略和收费服务器(例如策略和收费规则功能，PCRF)适于利用QoS显式地配置AR1。这包括在AR1和PCRF之间协商QoS规定。
在用户面中使用隧道，例如通用路由封装(GRE)隧道，以将可以携带针对每个分组的密钥值的分组通过隧道传送。该密钥值标识分组所属的承载。如果对分组有效载荷进行加密，则不应该对GRE隧道进行加密，从而实际上可以通过中间节点(在图4中的AR1，即“中间盒(middlebox)”)导出承载。
如上所述，中间节点可以监听经过的MIP信令并获知承载。因而，如果将“代理”(即AR1)插入信令的路径(作为CMIP的扩展)，则此外，中间节点可以管理(police)和改变承载请求。当建立承载时，MN有效地向网络请求资源。它有效地请求“我想要这些微流针对该带宽具有这些(好的)QoS属性”。这可以有效地产生预留带宽，并向这些分组提供低延迟。对这些请求的管理是网络行为，即检查该用户是否对这些请求和资源有权限。收费包括对用户拥有资源的时间和/或在该承载中发送的业务量的多少进行计数的计数器的设置，所以收费系统之后可以将这些计数转换为货币值。
图5示出了根据本发明实施例的要格式化以在承载上传输的分组的构造。
通过以下特征定义格式化用于在承载上传输的分组：
●外IP报头42；
●GRE报头44，包括密钥值；
以及
●内IP分组，包括组合的报头46和有效载荷48。
如上所述，包含在GRE报头44中的密钥值指示分配给该特定承载上的该特定分组有效载荷的服务质量类。外IP报头42在用户面中用于路由分组。根据以上将理解，即使对内IP分组(即，包括报头46和有效载荷48)加密，节点仍能够监听或监控包括密钥值的外IP报头42和GRE报头44。这样，节点能够在不必对分组进行解密的情况下将QoS应用于分组。
在承载建立期间，在MN和HA之间交换QoS描述符。作为该过程的一部分，接入路由器也获知QoS描述符(例如根据以上描述的三个单独设置中的一个)。之后，描述符不再进行沟通，而是存储在这三个节点中。然而注意，当重新发送所有QoS描述符时，在切换期间发生例外。
将会理解，单独的分组不携带描述符。相反，密钥值与分组相关联，用作针对先前交换的QoS描述符的引用。
IP流过滤器组匹配要分配给特定承载的分组。流过滤器是5元组值的列表，各包括：IP源地址、IP目的地址、源端口、目的端口、协议(例如，TCP或UDP)。这些在承载建立期间使用绑定更新信令安装在MN与HA之间。中间节点不必需要IP流过滤器。此外，用户面分组不包含IP流过滤器。当HA或MN将分组发送到HA和MN中的另一个时，针对流过滤器检查分组，以找到分组应该被放置在其中的承载。然后，将承载的密钥置于(如果由MN发送，则为上行链路，如果由HA发送，则为下行链路的)GRE报头中。
描述符字段描述了应在网络中的其它节点处如何处理特定承载中的分组。例如，针对3GPP系统，这可以包括与QoS类标识符(QCI)、分配和保持策略(ARP)、最大比特速率(MBR)或保证比特速率(GBR)相关的一个或多个值。
QCI是用作对接入节点特定参数的引用的标量，该接入节点特定参数控制承载级分组转发处理(例如，调度权重、许可阈值、队列管理阈值、链路层协议配置等)，并且通过拥有该接入点(例如，eNodeB21)的运营商预先配置。
GBR表示期望由GBR承载提供的比特速率。MBR限制期望由GBR承载提供的比特速率(例如，速率成形函数可以忽略过多的业务)。
APR可以包含与优先级级别(标量)、以及先占能力和易损性标记有关的信息。ARP的主要目的是决定是接受承载建立/修改请求，还是需要在资源受限的情况下拒绝承载建立/修改请求。ARP的优先级级别信息用于该决定，以确保具有较高优先级级别的承载的请求优先。此外，ARP可以(例如，由eNodeB)用于决定在例外资源受限期间(例如，切换期间)丢弃的承载。ARP的先占能力信息决定应当丢弃具有较低ARP优先级级别的承载，以释放所需资源。ARP的先占脆弱性信息通过具有较高ARP优先级值的能够占先的承载定义了承载是否可应用于这种丢弃。一旦进行了成功的建立，承载的ARP不应对承载级分组转发处理具有任何影响(如调度和速率控制)。换言之，优选使用描述符字段的其它值(即，QCI、GBR和MBR)来确定分组转发处理。
承载存在于CMIP绑定内，即，在一个归属地址(HoA)和一个转交地址(CoA)的绑定内。在HA中，每个HoA具有登记的CoA，这是绑定。每个绑定对应于一个MN。每个MN可以具有零个、一个或多个承载。
根据一个实施例，承载之一可以被表示为缺省承载。缺省承载的提供使得能够传输尚未由任何IP流过滤器匹配的所有分组。移动节点或归属地址可以指定甚至针对这种分组的分组处理，在该情况下，MN应当针对地址指定具有零前缀长度的IP流过滤器，以及针对全部其它字段指定通配符。
图6是公开了在通过承载的移动节点MN建立期间执行的步骤的简化流图。这些步骤对应于图4的步骤411至413，并将在以下进行更加详细的描述。注意，还可以使用类似的消息流以修改或删除承载。
如果MN想要建立新的承载，修改现有的承载或删除承载，则它在步骤501中向HA发送新绑定更新。在一个实施例中，MN列出所请求的承载，它们的参数在绑定更新消息501中。绑定更新消息中的参数指定流过滤器(5元组)、所期望的下行链路密钥和流的QoS。绑定更新消息还可以包含其它信息，如归属地址或转交地址。HA通过在步骤503中发送绑定肯定应答消息，以所请求的上行链路密钥进行响应，并重复5元组，从而MN知道响应对应于哪个承载。
HA可以控制承载参数，并在绑定肯定应答消息503中返回接受的承载列表。HA可以决定所请求的QoS级别过高(例如，低质量订制)，并将该QoS降级。这可以表示为步骤503的绑定肯定应答中的“接受QoS”消息。针对拒绝或修改的承载，绑定肯定应答消息还可以包含错误代码组，作为改变或省略的解释。
将会理解，如上所述的通过MN建立承载还可以应用于通过HA建立承载。
因而，如果HA想要建立承载，它可以通过向MN发送具有更新的承载列表的适合定义的新移动性消息来这样做。
图7示出了HA建立这种承载的流程图。这是本发明所引入的新类型的消息(承载建立)，因为在MIP中，仅MN可以开始消息收发。然而将会理解，这只是如何建立承载的一个示例。可选地，可以再用任何其它消息类型。在步骤435中，HA向MN发送指定了流过滤器(5元组)、所期望的上行链路密钥和流的QoS的该“承载建立消息”。MN在步骤437中以所请求的下行链路密钥进行响应，并重复5元组，从而HA知道响应对应于哪个承载。
因而，针对MN和HA均可以发起承载的建立。当特定网络节点想要在MN不知道的情况下向业务的特定部分提供QoS时，由HA发起承载的建立是有用的。例如，如果用户正在观看在线视频，向用户发送数据的web服务器可以请求HA向用户提供带宽预留，因而视频从不重新缓冲。这可以通过web服务器向HA发送具有所请求的QoS和携带视频的流的5元组的消息来实现。然后，HA可以设置QoS，使得用户的用户终端实际不必做任何事情(除了对消息进行肯定应答之外，这通常是通过内核而非通过浏览器来实现，使得应用开发者不知道这一点)。对于HA建立的承载来说，可以与MN建立的承载共存。
如上关于图4的描述，在当MN从一个基站移动到另一个基站时的切换过程期间，从MN发送到HA的绑定更新消息应包含全部承载。
没有新定义的扩展(即不具有携带承载的参数描述的MIP消息中的信息元素，如要在上行链路/下行链路分组中使用的密钥值、承载的QoS描述符、以及要在承载上发送的SDF的IP过滤器)的绑定更新消息移除除缺省承载之外的全部承载。这是由于，CMIP中的传统绑定更新消息的语义(即在没有由本发明提供的任何承载的情况下)使得能够建立尽力而为(best-effort)隧道。因而，甚至利用这些扩展，本发明保持这些语义。这实现了与现有系统的后向兼容。
图8描述了用户面上的行为。在步骤801，在承载建立期间，针对每个承载指定密钥值。接下来，在步骤803，在分组传输期间，将指定的密钥值附着于要在特定承载中传输的每个数据分组。如上所述，步骤805将密钥值附着于每个数据分组的一个技术是使用通用路由封装(GRE)。使用封装到达节点的分组(无密钥值)应被视为到达缺省承载。这实现了良好的后向兼容，因为利用IP中IP(IP-in-IP)封装发送的分组将在缺省承载上传送。这也实现了针对缺省分组的降低的开销。
图9描述了在中间盒(即，中间或透明节点AR)处执行的基本步骤。在步骤901，诸如非3GPP接入网的网关(GW)之类的中间盒可以监听或监控绑定更新/绑定接受消息。在步骤903，基于这种监听，网关可以导出建立了什么样的承载。如果需要具有多种类型的QoS，可以建立多个承载。例如，在视频/电话呼叫的情况下，可以针对语音打开一个承载，针对视频打开另一个承载。二者都需要特定QoS，但是并不相同(例如，语音可以丢失一些分组，而视频不行)。
接下来在步骤905，在承载上接收到的信息使得能够在接入网中配置服务质量。这可以在中间盒中执行，或者依据特定应用在其它节点中执行。例如，在监听MIP代理(如图4所示的AR1)的情况下，中间盒通过其自身配置QoS。在策略和收费服务器(PCRF)显式地利用QoS配置AR的情况下，通过PCRF来这样做。如果在步骤907确定这种QoS配置失败，则在步骤909，中间盒以ICMP消息或移动性消息对承载建立的发起者做出响应，以通知它QoS失败。如果在步骤907确定可以进行这种QoS配置，则在步骤911，中间盒将QoS视为被接受，接下来将该QoS应用于在标记了这些(上行链路或下行链路)密钥的隧道中传送的所有分组。
以上假设中间盒使用安全信道与移动节点通信，并且不对绑定更新消息进行加密。在本申请先前描述的第一和第二设置中，如果对绑定更新进行加密，则中间盒(即，图4中的AR1)无法获知承载的参数(因为它无法对绑定上行链路进行解密)。这样，它将无法配置QoS，因而具有承载的概念将不会起作用。
在以上描述的实施例中，将会注意到，所使用的接入路由器(AR)提供针对MIPv6的代理机制。AR可以以与MIPv4外地代理的操作方式相类似的方式向主机广告这种代理能力。然后，移动节点可以向位于接入路由器中的这些MIP代理发送绑定更新消息，MIP代理继而向归属代理发送绑定更新消息。
在呈现这种代理机制的过程中，代理可以可靠地读取、修改和响应承载修改请求，CMIP++移动节点代理机制是一种这样的机制。
图10和11描述了本申请中先前提及的第三设置的信令流，其中假设(例如)由3GPP定义策略和收费控制基础结构。现在这通过单个节点PCRF表示。
如果在阶段438，MN想要建立新的承载，则向HA发送绑定更新消息，其方式与以上实施例的步骤439中的方式相同。然而，一旦接收到绑定更新消息，HA通过在步骤440中发送策略请求来通知PCRF。PCRF然后在步骤441做出策略决定。PCRF确定是否接受策略请求，并在需要时修改QoS描述符。然后，在步骤442到444，PCRF在中间盒(AR2)中显式地设置QoS。然后，在步骤452，中间盒(AR2)可以容易地应用QoS。如在第一和第二设置中，在该设置中，中间盒不需要监听绑定上行链路消息，MIP代理也不需要这样做。
图11示出了根据3GPP PCC结构中定义的应用功能，当在阶段445由网络例如从图11的应用功能节点AF建立承载时，针对QoS建立所执行的步骤的流程图。在步骤456，从AF向PCRF发送设置QoS消息。然后，PCRF做出策略决定，并导出QoS参数。然后，在步骤458，PCRF向HA发送在如在步骤459到461中所示与MN建立承载时HA可以使用的QoS规则。一旦在步骤462接收了QoS规则肯定应答，则PCRF可以在步骤463到465配置AR2的QoS。之后，接入路由器AR2可以在步骤471中容易地应用QoS，而不必监听绑定更新消息。
本发明允许QoS信息传递到与移动性信令耦合的接入网。这减小了对策略基础结构获知移动性以及具有到接入网的信令的需求。本发明具有将GTP的特性与客户端MIP所提供的基于主机的移动性管理相结合的优点。
注意到，移动性会话表示移动节点和归属代理中为了移动性管理而使用CMIP所建立的状态。使用初始绑定更新消息来建立移动性会话，并通过从归属代理中删除移动节点的缓存条目的绑定更新来终止该移动性会话。在移动性会话期间，归属代理(经由后续的绑定更新信息)跟踪移动节点的移动，并向移动节点的当前位置(由转交地址标识)转发寻址到移动节点的全部业务。
将会理解，上述实施例中的子会话的目的是允许不同的QoS处理。然而应当注意，本发明并不限于该应用，子会话还可以用于其它应用，例如在移动会话内向子会话提供不同的安全处理。
注意，对“适于执行”或“适于支持”的引用意在表达一种包括适于执行所需功能或支持被执行的功能的操作的技术手段的设备。
应注意，上述实施例示出而非限定了本发明，本领域技术人员将能够在不偏离所附权利要求的范围的情况下设计许多备选实施例。词“包括”并不排除不同于权利要求中列出的要素或步骤的存在，“一”或“一个”并不排除多个，并且单个处理器或其它单元可以实现在权利要求中描述的多个单元的功能。权利要求中的任何参考符号不应被解释为对权利要求的范围作出限定。

Claims (24)

1.一种在基于主机的移动性管理电信网络中的方法，适于在归属代理节点与移动节点之间使用移动因特网协议MIP处理业务，所述方法包括：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话；
从移动节点向归属代理节点发送绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的所述一个或多个承载相关联；
在移动节点处从归属代理节点接收绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载使得能够在移动性会话内创建子会话。
2.根据权利要求1所述的方法，其中多个承载中的第一承载和第二承载使得给定移动节点的业务的第一部分能够区别于所述给定移动节点的业务的第二部分。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法在基于主机的移动性管理电信网络的接入路由器节点中实现，并且包括：
配置针对所述一个或多个承载的QoS功能；以及
将所述QoS功能应用于经过接入路由器节点的分组。
4.根据权利要求3所述的方法，其中配置所述QoS功能包括：监视绑定更新消息和绑定肯定应答消息中的至少一个。
5.根据权利要求3所述的方法，其中配置所述QoS功能包括：与电信网络的策略和收费规则功能协商QoS规定。
6.根据权利要求3所述的方法，其中
接入路由器包括代理接入路由器；
所述方法还包括：通过检查由代理接入路由器所处理的消息来获知一个或多个承载。
7.一种在基于主机的移动性管理电信网络中的方法，适于在归属代理节点与移动节点之间使用移动因特网协议MIP处理业务，所述方法包括：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话；
从归属代理节点向移动节点发送承载建立消息，所述承载建立消息包括分别与归属代理节点所请求的所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；以及
在归属代理节点处从移动节点接收承载建立肯定应答消息，所述承载建立肯定应答消息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个下行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话。
8.一种在基于主机的移动性管理电信网络中的方法，适于在归属代理节点与移动节点之间使用移动因特网协议MIP处理业务，所述方法包括：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话；
在归属代理节点处从移动节点接收绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的所述一个或多个承载相关联；以及
从归属代理节点向移动节点发送绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话。
9.一种基于主机的移动性管理电信网络，包括：
适于通过以下操作支持移动因特网协议MIP的设备：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话；以及
被配置为通过以下操作支持移动因特网协议的移动节点：
从移动节点向归属代理节点发送绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的所述一个或多个承载相关联；
在移动节点处从归属代理节点接收绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载使子会话能够在移动性会话内创建。
10.一种基于主机的移动性管理电信网络，包括：
适于通过以下操作支持移动因特网协议MIP的设备：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话；以及
被配置为通过以下操作支持移动因特网协议的归属代理节点：
向移动节点发送承载建立消息，所述承载建立消息包括分别与归属代理节点所请求的所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；以及
从移动节点接收承载建立肯定应答消息，所述承载建立肯定应答消息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个下行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话。
11.一种基于主机的移动性管理电信网络，包括：
适于通过以下操作支持移动因特网协议MIP的设备：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话；
被配置为通过以下操作支持移动因特网协议的归属代理节点：
从移动节点接收绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的所述一个或多个承载相关联；以及
向移动节点发送绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话。
12.一种在基于主机的移动性管理电信网络中的方法，适于在归属代理节点与移动节点之间使用移动因特网协议MIP处理业务，所述方法包括：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头，以及所述数据分组包括所述隧道报头和所述外IP报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话。
13.根据权利要求12所述的方法，其中多个承载中的第一承载和第二承载使得给定移动节点的业务的第一部分能够区别于所述给定移动节点的业务的第二部分。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：
从移动节点向归属代理节点发送绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的所述一个或多个承载相关联；
在移动节点处从归属代理节点接收绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载使得能够在移动性会话内创建子会话。
15.根据权利要求12所述的方法，所述方法在归属代理节点中实现，并且还包括：
向移动节点发送承载建立消息，所述承载建立消息包括分别与归属代理节点所请求的所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；以及
从移动节点接收承载建立肯定应答消息，所述承载建立肯定应答消息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个下行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话。
16.根据权利要求12所述的方法，所述方法在归属代理节点中实现，并且还包括：
从移动节点接收绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的所述一个或多个承载相关联；
向移动节点处发送绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话。
17.根据权利要求12所述的方法，所述方法在基于主机的移动性管理电信网络的接入路由器节点中实现，并且包括：
配置针对所述一个或多个承载的QoS功能；以及
将所述QoS功能应用于经过接入路由器节点的分组。
18.根据权利要求17所述的方法，其中配置所述QoS功能包括：监视绑定更新消息和绑定肯定应答消息中的至少一个。
19.根据权利要求17所述的方法，其中配置所述QoS功能包括：与电信网络的策略和收费规则功能协商QoS规定。
20.根据权利要求17所述的方法，其中
接入路由器包括代理接入路由器；
所述方法还包括：通过检查由代理接入路由器所处理的消息来获知一个或多个承载。
21.一种基于主机的移动性管理电信网络，包括：
被配置为通过以下操作支持移动因特网协议MIP的移动节点：
向归属代理节点发送绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的一个或多个承载相关联；
从归属代理节点接收绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话，所述数据分组包括隧道报头和外IP报头；
其中一个或多个上行链路和下行链路密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，所述一个或多个上行链路和下行链路密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；以及
适于通过以下操作支持MIP的设备：
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话。
22.一种基于主机的移动性管理电信网络，包括：
被配置为通过以下操作支持移动因特网协议MIP的归属代理节点：
向移动节点发送承载建立消息，所述承载建立消息包括分别与归属代理节点所请求的一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；以及
从移动节点接收承载建立肯定应答消息，所述承载建立肯定应答消息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个下行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话，所述数据分组包括隧道报头和外IP报头；以及
其中一个或多个上行链路和下行链路密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，所述一个或多个上行链路和下行链路密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；以及
适于通过以下操作支持MIP的设备：
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话。
23.一种基于主机的移动性管理电信网络，包括：
被配置为通过以下操作支持移动因特网协议MIP的归属代理节点：
从移动节点接收绑定请求消息，所述绑定请求消息包括一个或多个下行链路密钥值，所述一个或多个下行链路密钥值分别与移动节点请求的一个或多个承载相关联；以及
向移动节点处发送绑定肯定应答消息，所述绑定肯定应答消息包括分别与所述一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值；
其中所述一个或多个承载被配置为在移动节点与归属代理节点之间的移动性会话内传输数据分组，以使得能够在移动性会话内创建子会话，所述数据分组包括隧道报头和外IP报头；
其中一个或多个上行链路和下行链路密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，所述一个或多个上行链路和下行链路密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；以及
适于通过以下操作支持MIP的设备：
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头；
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24.一种基于主机的移动性管理电信网络的设备，所述设备包括适于通过以下操作支持移动因特网协议的处理器：
配置针对一个或多个承载的服务质量QoS功能，所述一个或多个承载通过以下操作建立：
提供一个或多个承载，用于在归属代理节点与移动节点之间的移动性会话内传输数据分组；
将密钥值与每个承载相关联，其中密钥值表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量QoS描述符，以及所述密钥值被包含在每个数据分组的基于隧道协议的隧道报头中；
将外IP报头与每个承载相关联，所述外IP报头用于在用户面上对相关联的数据分组进行路由，其中所述外IP报头和所述隧道报头是不同的报头，以及所述数据分组包括所述隧道报头和所述外IP报头；
使用所述一个或多个承载在移动性会话内创建子会话；以及将所述QoS功能应用于经过所述设备的分组。
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