CN105450552B - 基于sdn网络对应用服务链的策略与计费控制方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制方法与设备；PCRF为应用确定应用服务链，并将对应的应用服务链信息发送至SDN控制器；所述SDN控制器根据所述应用服务链信息，为所述应用确定转发规则，并发送至对应的服务链基础网络；所述服务链基础网络中的服务链执行点SCEP根据所述转发规则，执行对应的服务功能。与现有技术相比，本发明是前所未有的对具有增值服务链的LTE策略与计费控制方法的改变游戏规则的提议，增强了现有3GPP LTE/EPS架构和策略控制，支持SDN OpenFlow和服务链；使得运营商能够针对具有不同附加价值服务功能的不同应用流进行动态计费。

Description

基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制方法与设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的技术。
背景技术
策略与计费控制(Policy and Charging Control，PCC)包括策略服务器，如策略与计费规则功能(Policy and Charging Rule Function，PCRF)，和策略执行功能，如策略与计费执行功能(Policy and Charging Enforcement Function，PCEF)或流量检测功能(Traffic Detection Function，TDF)，执行深度包检测以检测应用流量，如检测facebook，google email等应用的流量，或者，执行动态QoS和计费控制。策略执行功能也连接至计费系统和用户数据库，被用于帮助运营商动态控制用户和应用消耗数据网络资源。策略决定可以基于多个触发器，包括用户的数据使用量、服务等级、位置信息、应用、URL、源IP地址、时间信息、拥塞程度等等。PCC架构目前已经在4G LTE EPC核心网络中被很好的建立了。
特别地，考虑到软件定义网络(Software-Defined Network，SDN)的部署，其中，分组转发与控制功能相分离，控制功能从专有网络设备中被分离出来，而由中心“容器”，如SDN控制器，来执行。SDN控制器将告知分组转发设备怎样使用标准协议，如OpenFlow协议，来发送应用数据流。SDN的关键目的是促进网络开发和应用虚拟化。
策略控制的部署以及随后新出现的SDN引起了一些重要的议题，即，运营商怎样控制支持并交付给终端用户的服务方式。现有的网络服务部署模型相对静止，并且，对插入和策略选择来说，都束缚于拓扑结构。此外，现有的网络服务部署模型并不能很好地适应于虚拟化的弹性服务环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制方法与设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制方法，其中，该方法包括以下步骤：
a PCRF根据应用对应的多维上下文信息，为所述应用确定应用服务链，并将对应的应用服务链信息发送至SDN控制器；
b所述SDN控制器根据所述应用服务链信息，为所述应用确定转发规则，并发送至对应的服务链基础网络；
c所述服务链基础网络中的服务链执行点(Service Chaining EnforcementPoint，SCEP)根据所述转发规则，执行对应的服务功能。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的PCRF，其中，所述PCRF用于根据应用对应的多维上下文信息，为所述应用确定应用服务链，并将对应的应用服务链信息发送至SDN控制器。
根据本发明的又一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的SDN控制器，其中，所述SDN控制器用于：
-接收对应的PCRF所发送的应用服务链信息；
-根据所述应用服务链信息，为对应的应用确定转发规则，并发送至对应的服务链基础网络。
根据本发明的再一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的SCEP，其中，所述SCEP用于根据SDN控制器所发送的转发规则，执行对应的服务功能。
根据本发明的再一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的TDF，其中，所述TDF包括入口SCEP，所述TDF对应用的应用流进行深度包检测，以对所述应用流进行分流处理，并转发至其余SCEP；其中，所述TDF还接收PCRF所发送的应用服务链信息，并将包括所述应用服务链信息的计费请求发送至对应的在线计费系统(OnlineCharging System，OCS)和/或离线计费系统(Offline Charging System，OFCS)，以对所述应用进行计费处理。
根据本发明的再一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的系统，包括如上所述的PCRF，如上所述的SDN控制器，如上所述的SCEP，及如上所述的TDF。
与现有技术相比，本发明在SDN网络中，PCRF确定应用服务链并将对应信息发送至SDN控制器，SDN控制器据此确定转发规则并发送至服务链基础网络，服务链基础网络中的各个SCEP根据该转发规则，执行对应的服务功能。本发明是前所未有的对具有增值服务链的LTE策略与计费控制方法的改变游戏规则的提议，增强了现有3GPP LTE/EPS架构和策略控制，支持SDN OpenFlow和服务链。
进一步地，本发明拓展了PCRF的能力，使之不仅为QoS控制和计费定义应用检测和控制(Application Detection and Control，ADC)规则，还支持为每个应用确定应用服务链。因此，PCRF可以结合考虑用户的多维属性，如客户细分、数据计费计划、位置信息、接入技术、年龄、时间段等，绑定应用至关联的服务链。这样，PCRF可以为应用和用户动态定义对应的应用服务链。
本发明提出了一个策略控制服务链机制，来控制部署于SDN受控网络的价值附加的方式，并延伸网络流控制的SDN转发策略规则，及面向应用的流控制，来包括用户参数选择、用户资料和网络状态。用户认知将在控制层面和数据层面的接口处被要求，以确保运营商可以继续对用户的信用服务保证。基于服务链的每个用户策略提供了服务供应配给的灵活方式，并促进了他们的部署。
本发明同样使得运营商能够针对具有不同附加价值服务功能的不同应用流进行动态计费。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本发明一个方面的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的方法流程图；
图2示出根据本发明一个优选实施例的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的示意图；
图3示出根据本发明另一个优选实施例的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的示意图；
图4示出根据本发明又一个优选实施例的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1示出根据本发明一个方面的基于SDN(Software-Defined Network)网络对应用服务链的策略与计费控制的方法流程图。
在步骤S101中，PCRF为应用确定应用服务链，并将对应的应用服务链信息发送至SDN控制器。
具体地，在步骤S101中，PCRF为应用确定应用服务链，如，为应用确定对应的服务功能，或进一步地，根据该应用对应的多维上下文信息，确定对应的应用服务链，进而，该PCRF将该应用服务链信息发送至SDN网络的SDN控制器。
在此，应用服务链是一个有顺序的服务功能列表，该列表可以被重排。应用服务链的概念包括以一个特定的顺序应用多个服务功能。服务功能可以单个使用或与应用服务链中的其他服务功能一起使用，以使得由网络运营商提供的服务可用。
在此，PCRF具有开放的API，以与SDN控制器相互作用，因此，PCRF可以传递应用服务链信息至SDN控制器。
在此，PCRF被拓展了能力，其不仅可以为QoS控制和计费定义应用检测和控制规则，还支持为每个应用确定应用服务链。进一步地，PCRF还可以结合考虑用户的多维属性，如客户细分、数据计费计划、位置信息、接入技术、年龄、时间段等，绑定应用至关联的服务链。这样，PCRF可以为应用和用户动态定义对应的应用服务链。
本领域技术人员应能理解上述确定或发送应用服务链的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的确定或发送应用服务链的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，在步骤S101中，所述PCRF根据所述应用对应的多维上下文信息，确定所述应用的应用服务链。
具体地，在步骤S101中，PCRF根据应用对应的多维上下文信息，如上述的客户细分、数据计费计划、位置信息、接入技术、年龄、时间段等信息，确定对应的应用服务链，如将考虑该多维上下文信息所得的应用服务链称为增值应用服务链，并将该增值应用服务链发送至SDN控制器。
更优选地，所述多维上下文信息包括以下至少任一项：
-TDF应用上下文信息；
-用户知识上下文信息；
-用户计费信息；
-用户无线接入和位置信息。
在此，TDF应用上下文信息例如应用流描述信息层3至层7、应用赞助信息等，TDF应用流信息可以通过Rx接口，从应用功能(Application Function，AF)中获取，或者，TDF应用流信息可以由TDF检测并通过Sd接口发送至PCRF以请求ADC规则。
在此，用户知识上下文信息例如用户允许的增值服务、服务优先级、用户允许的QoS、用户分类(如公司、个人、成人、年轻人等分类)、年龄、生日等信息。用户知识上下文信息可以通过每个3GPP PCC架构的Sp接口，从归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)或用户属性存储器(Subscription Profile Repository，SPR)等用户信息库中获取。例如，年轻用户执行家长监护增值服务功能，公司采用公司安全服务功能等。
在此，用户计费信息例如基于策略的支出计数状态，可以通过与OCS间的Sy接口获得。
在此，多维上下文信息还可以包括用户无线接入和位置信息，PCRF可以从PGW获取移动网络信息，如无线接入类型和用户位置信息。通过这些信息，PCRF可以为用户应用定义服务链。例如，当用户具有3G/4G连接，视频流通过视频优化程序引导为在低带宽条件下流畅的视频数据流。当用户使用WLAN连接，视频流不需要特殊优化，可以直接从源路由至用户设备。
在步骤S101中，PCRF根据该应用所对应的上述任意多个多维上下文信息，确定该应用的应用服务链。
本领域技术人员应能理解上述多维上下文信息仅为举例，其他现有的或今后可能出现的多维上下文信息如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，基于上述多维上下文信息，PCRF可以在ADC规则中，在给定应用流上加入增值服务链。增强的ADC规则将包括以下信息中的至少任一项：
-ADC规则标识符；
-TDF应用标识符；
-监听键；
-出入口状态；
-QoS信息，如，UL最大化比特率，DL最大化比特率；
-计费信息，如，费率，在线/离线计费或计量方式；
-重定向信息；
-赞助信息；
-增值服务链信息。
在此，在ADC规则中的增值服务链信息AVP还将包括：
1)TDF应用的服务链ID，该服务链ID将会是新的AVP，并在计费引擎中被用于新的计费计划；
2)一个或多个具有特定重排顺序的服务功能。
本领域技术人员应能理解上述增强的ADC规则中所包括的信息仅为举例，其他现有的或今后可能出现的增强的ADC规则中所包括的信息如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在步骤S102中，所述SDN控制器根据所述应用服务链信息，为所述应用确定转发规则，并发送至对应的服务链基础网络。
具体地，在步骤S102中，SDN控制器根据在步骤S101中自PCRF接收到的应用服务链信息，为该应用确定转发规则，该转发规则例如包括如何执行该应用服务链所对应的服务功能，执行服务功能的顺序等，进而，该SDN控制器将该转发规则发送至对应的服务链基础网络。
在此，服务链基础网络是由相互连接的SCEP和服务功能组成一个网络。服务功能则是一个基于网络或应用的数据包处理、应用、计算或存储资源。
在此，SDN控制器可以为每个用户应用流动态定义分组数据转发规则。这些转发规则使得被分类的应用流，以如从PCRF来的应用服务链定义的特定顺序，来执行对应的服务功能。
在步骤S103中，所述服务链基础网络中的SCEP根据所述转发规则，执行对应的服务功能。
在此，SCEP可以是一个物理节点，也可以是一个虚拟节点，以根据转发规则，执行对应的服务功能。在一个服务功能执行完成后，SCEP转发数据包至下一个SCEP，以进行进一步的数据包处理。
优选地，在步骤S103中，所述服务链基础网络中的SCEP根据所述转发规则中的服务功能执行顺序，依次执行对应的服务功能。
具体地，转发规则中包括有服务功能的执行顺序，各个SCEP根据该执行顺序，依次执行对应的服务功能。
例如，图2示出了两个用户的应用数据流，其中，不同的应用对应不同的应用服务链，PCRF为应用确定应用服务链之后，将该应用服务链信息发送至SDN控制器；SDN控制器根据该应用服务链信息，为该两个用户确定了不同的转发规则，并将转发规则发送至服务链基础网络；服务链基础网络中，该两个应用所对应的不同SCEP，根据该转发规则，分别执行对应的服务功能。
例如，用户A(在上用户)的应用对应的是服务功能1和服务功能4，PCRF为其确定应用服务链之后，发送至SDN控制器；SDN控制器根据该应用服务链信息，为该用户A确定了转发规则，在此，TDF充当入口SCEP，将上排两个SCEP从左至右分别称为SCEP1、SCEP2，将下排三个SCEP从左至右分别称为SCEP3、SCEP4和SCEP5，则该转发规则例如定义了应用流的转发顺序是自入口SCEP至SCEP1，再从SCEP1至SCEP4。SDN控制器将该转发规则发送至服务链基础网络后，该服务链基础网络中的SCEP分别根据该转发规则，执行对应的服务功能。如，入口SCEP对该应用流进行分流处理，并转发至SCEP1，SCEP1对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能1，再将该应用流转发至SCEP4，SCEP4对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能4。
相类似地，用户B(在下用户)的应用对应的是服务功能2、服务功能3和服务功能5，PCRF为其确定应用服务链之后，发送至SDN控制器；SDN控制器根据该应用服务链信息，为该用户B确定了转发规则，如该转发规则定义了应用流的转发顺序是自入口SCEP至SCEP1，再从SCEP1至SCEP2，接着从SCEP2至SCEP5。SDN控制器将该转发规则发送至服务链基础网络后，该服务链基础网络中的SCEP分别根据该转发规则，执行对应的服务功能。如，入口SCEP对该应用流进行分流处理，并转发至SCEP1，SCEP1对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能2，再将该应用流转发至SCEP2，SCEP2对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能3，再将该应用流转发至SCEP5，SCEP5对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能5。
在此，SCEP保证一个列表的服务功能被以一个特定的顺序重排，该特定顺序对应与该服务功能链相关联的应用流。
本领域技术人员应能理解上述执行服务功能的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的执行服务功能的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，所述SCEP包括服务链分类功能和服务链转发功能，其中，所述服务链分类功能对所述应用的应用流进行分流处理；所述服务链转发功能将所述应用流转发至所述服务功能和/或其余SCEP。
具体地，该SCEP包括服务链分类功能(Service Chaining ClassificationFunction，SC-CL)和服务链转发功能(Service Chaining Forwarding Function，SC-FWD)，其中，所述服务链分类功能是SCEP节点的逻辑功能部分，对所述应用的应用流进行分流处理。当数据包进入入口SCEP时，SC-CL被强制执行。SC-CL基于他们的服务特性或其他策略，将进入的数据包/帧分类至不同的服务流。
所述服务链转发功能是SCEP节点的逻辑功能部分，将所述应用流转发至所述服务功能和/或其余SCEP。服务链转发功能负责转发数据包至服务功能、或转发数据包至其他SCEP节点，当存在出口SC-IN(Service Chaining Infrastructure Network，服务链基础网络)时，从数据包中移除SC-IN特定信息。SC-FWD在所有的SCEP节点中被强制执行。
优选地，所述SCEP中的入口SCEP包括TDF，所述TDF接收所述PCRF所发送的应用服务链信息，并将包括所述应用服务链信息的计费请求发送至对应的OCS和/或OFCS，以对所述应用进行计费处理。
具体地，TDF可以充当入口SCEP，TDF例如通过Sd接口，接收自PCRF发送的应用服务链信息，随后，该TDF例如通过Gyn接口，发送计费请求至对应的OCS，或者，通过Gzn接口，发送计费请求至对应的OFCS，该计费请求包括该应用服务链信息，接着，该OCS和/或OFCS对该应用进行计费处理。
在此，PCRF除了将用户应用流和相关增值服务链传递至SDN，也同样传递在ADC规则中的应用服务链信息至TDF/PCEF。当在TDF/PCEF中获取到服务链信息，TDF/PCEF可以发送计费请求至OCS和/或OFCS，该计费请求包括该应用服务链信息。因此，OCS和/或OFCS可以对具有不同应用服务链的不同应用采用不同的计费计划。一种全新的服务链信息AVP，如包括服务链ID的AVP，应被加在计费请求的Ro和Rf接口。服务链信息AVP将允许在OCS和OFCS中的新的计费机制，以相应地计费SDN OpenFlow和服务链。这样，运营商可以对具有不同QoS，不同增值服务功能的应用提供不同的计费规则。
在此，该TDF可以是单独的，也可以与PGW(Packet Gateway，分组网关)集中在一起。
图3示出根据本发明另一个优选实施例的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的示意图。其中，TDF与PGW分立，TDF可以充当入口SCEP。
图4示出根据本发明又一个优选实施例的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的示意图。其中，TDF与PGW集中在一起，TDF可以充当入口SCEP。
优选地，该TDF对所述应用流进行深度包检测，以对所述应用流进行分流处理，并转发至其余SCEP。
具体地，当TDF充当入口SCEP时，该TDF对应用流进行深度包检测(Deep PacketInspection，DPI)，或进行浅度检测(Shallow Inspection)，以对应用流进行分流处理，并将应用流转发至下一个SCEP，如将应用流转发至转发规则中所定义的下一个SCEP，该下一个SCEP再执行对应的服务功能以进一步分组处理，并将数据包转发至再下一个SCEP并执行对应的服务功能，以此类推。
在此，该TDF对该应用或应用流进行深度包检测或浅度检测，该深度包检测例如对流媒体、P2P、VoIP、短信、浏览、下载和多媒体等进行检测，该浅度检测例如对端口、目的站、协议等进行检测等。
在此，为支持为每个TDF应用传递服务链AVP，以下接口被拓展：
1)PCRF和TDF/PCEF间的Sd接口。服务链信息包括在ADC规则中，其被动态从PCRF提供至TDF/PCEF，或者，服务链信息在TDF/PCEF中由运营商预先设置。
2)在TDF/PCEF和OCS间的Gyn在线计费接口。每个TDF应用的服务链信息在MSCC被报告。
3)在TDF/PCRF和OFCS间的Gz离线计费接口。每个TDF应用的服务链信息在服务数据容器被报告。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的PCRF。
该PCRF为应用确定应用服务链，并将对应的应用服务链信息发送至SDN控制器。
具体地，PCRF为应用确定应用服务链，如，为应用确定对应的服务功能，或进一步地，根据该应用对应的多维上下文信息，确定对应的应用服务链，进而，该PCRF将该应用服务链信息发送至SDN网络的SDN控制器。
在此，应用服务链是一个有顺序的服务功能列表，该列表可以被重排。应用服务链的概念包括以一个特定的顺序应用多个服务功能。服务功能可以单个使用或与应用服务链中的其他服务功能一起使用，以使得由网络运营商提供的服务可用。
在此，PCRF具有开放的API，以与SDN控制器相互作用，因此，PCRF可以传递应用服务链信息至SDN控制器。
在此，PCRF被拓展了能力，其不仅可以为QoS控制和计费定义应用检测和控制规则，还支持为每个应用确定应用服务链。进一步地，PCRF还可以结合考虑用户的多维属性，如客户细分、数据计费计划、位置信息、接入技术、年龄、时间段等，绑定应用至关联的服务链。这样，PCRF可以为应用和用户动态定义对应的应用服务链。
本领域技术人员应能理解上述确定或发送应用服务链的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的确定或发送应用服务链的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，所述PCRF根据所述应用对应的多维上下文信息，确定所述应用的应用服务链。
具体地，PCRF根据应用对应的多维上下文信息，如上述的客户细分、数据计费计划、位置信息、接入技术、年龄、时间段等信息，确定对应的应用服务链，如将考虑该多维上下文信息所得的应用服务链称为增值应用服务链，并将该增值应用服务链发送至SDN控制器。
更优选地，所述多维上下文信息包括以下至少任一项：
-TDF应用上下文信息；
-用户知识上下文信息；
-用户计费信息；
-用户无线接入和位置信息。
在此，TDF应用上下文信息例如应用流描述信息层3至层7、应用赞助信息等，TDF应用流信息可以通过Rx接口，从应用功能(Application Function，AF)中获取，或者，TDF应用流信息可以由TDF检测并通过Sd接口发送至PCRF以请求ADC规则。
在此，用户知识上下文信息例如用户允许的增值服务、服务优先级、用户允许的QoS、用户分类(如公司、个人、成人、年轻人等分类)、年龄、生日等信息。用户知识上下文信息可以通过每个3GPP PCC架构的Sp接口，从归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)或用户属性存储器(Subscription Profile Repository，SPR)等用户信息库中获取。例如，年轻用户执行家长监护增值服务功能，公司采用公司安全服务功能等。
在此，用户计费信息例如基于策略的支出计数状态，可以通过与OCS间的Sy接口获得。
在此，多维上下文信息还可以包括用户无线接入和位置信息，PCRF可以从PGW获取移动网络信息，如无线接入类型和用户位置信息。通过这些信息，PCRF可以为用户应用定义服务链。例如，当用户具有3G/4G连接，视频流通过视频优化程序引导为在低带宽条件下流畅的视频数据流。当用户使用WLAN连接，视频流不需要特殊优化，可以直接从源路由至用户设备。
PCRF根据该应用所对应的上述任意多个多维上下文信息，确定该应用的应用服务链。
本领域技术人员应能理解上述多维上下文信息仅为举例，其他现有的或今后可能出现的多维上下文信息如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，基于上述多维上下文信息，PCRF可以在ADC规则中，在给定应用流上加入增值服务链。增强的ADC规则将包括以下信息中的至少任一项：
-ADC规则标识符；
-TDF应用标识符；
-监听键；
-出入口状态；
-QoS信息，如，UL最大化比特率，DL最大化比特率；
-计费信息，如，费率，在线/离线计费或计量方式；
-重定向信息；
-赞助信息；
-增值服务链信息。
在此，在ADC规则中的增值服务链信息AVP还将包括：
1)TDF应用的服务链ID，该服务链ID将会是新的AVP，并在计费引擎中被用于新的计费计划；
2)一个或多个具有特定重排顺序的服务功能。
本领域技术人员应能理解上述增强的ADC规则中所包括的信息仅为举例，其他现有的或今后可能出现的增强的ADC规则中所包括的信息如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
根据本发明的又一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的SDN控制器。
该SDN控制器接收对应的PCRF所发送的应用服务链信息；根据所述应用服务链信息，为对应的应用确定转发规则，并发送至对应的服务链基础网络。
具体地，SDN控制器接收对应的PCRF所发送的应用服务链信息，根据该应用服务链信息，为该应用确定转发规则，该转发规则例如包括如何执行该应用服务链所对应的服务功能，执行服务功能的顺序等，进而，该SDN控制器将该转发规则发送至对应的服务链基础网络。
在此，服务链基础网络是由相互连接的SCEP和服务功能组成一个网络。服务功能则是一个基于网络或应用的数据包处理、应用、计算或存储资源。
在此，SDN控制器可以为每个用户应用流动态定义分组数据转发规则。这些转发规则使得被分类的应用流，以如从PCRF来的应用服务链定义的特定顺序，来执行对应的服务功能。
根据本发明的再一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的SCEP。
该SCEP根据SDN控制器所发送的转发规则，执行对应的服务功能。
在此，SCEP可以是一个物理节点，也可以是一个虚拟节点，以根据转发规则，执行对应的服务功能。在一个服务功能执行完成后，SCEP转发数据包至下一个SCEP，以进行进一步的数据包处理。
优选地，所述服务链基础网络中的SCEP根据所述转发规则中的服务功能执行顺序，依次执行对应的服务功能。
具体地，转发规则中包括有服务功能的执行顺序，各个SCEP根据该执行顺序，依次执行对应的服务功能。
例如，图2示出了两个用户的应用数据流，其中，不同的应用对应不同的应用服务链，PCRF为应用确定应用服务链之后，将该应用服务链信息发送至SDN控制器；SDN控制器根据该应用服务链信息，为该两个用户确定了不同的转发规则，并将转发规则发送至服务链基础网络；服务链基础网络中，该两个应用所对应的不同SCEP，根据该转发规则，分别执行对应的服务功能。
例如，用户A(在上用户)的应用对应的是服务功能1和服务功能4，PCRF为其确定应用服务链之后，发送至SDN控制器；SDN控制器根据该应用服务链信息，为该用户A确定了转发规则，在此，TDF充当入口SCEP，将上排两个SCEP从左至右分别称为SCEP1、SCEP2，将下排三个SCEP从左至右分别称为SCEP3、SCEP4和SCEP5，则该转发规则例如定义了应用流的转发顺序是自入口SCEP至SCEP1，再从SCEP1至SCEP4。SDN控制器将该转发规则发送至服务链基础网络后，该服务链基础网络中的SCEP分别根据该转发规则，执行对应的服务功能。如，入口SCEP对该应用流进行分流处理，并转发至SCEP1，SCEP1对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能1，再将该应用流转发至SCEP4，SCEP4对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能4。
相类似地，用户B(在下用户)的应用对应的是服务功能2、服务功能3和服务功能5，PCRF为其确定应用服务链之后，发送至SDN控制器；SDN控制器根据该应用服务链信息，为该用户B确定了转发规则，如该转发规则定义了应用流的转发顺序是自入口SCEP至SCEP1，再从SCEP1至SCEP2，接着从SCEP2至SCEP5。SDN控制器将该转发规则发送至服务链基础网络后，该服务链基础网络中的SCEP分别根据该转发规则，执行对应的服务功能。如，入口SCEP对该应用流进行分流处理，并转发至SCEP1，SCEP1对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能2，再将该应用流转发至SCEP2，SCEP2对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能3，再将该应用流转发至SCEP5，SCEP5对接收到的应用流进行数据包处理，以执行服务功能5。
在此，SCEP保证一个列表的服务功能被以一个特定的顺序重排，该特定顺序对应与该服务功能链相关联的应用流。
本领域技术人员应能理解上述执行服务功能的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的执行服务功能的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，所述SCEP包括服务链分类功能和服务链转发功能，其中，所述服务链分类功能对所述应用的应用流进行分流处理；所述服务链转发功能将所述应用流转发至所述服务功能和/或其余SCEP。
具体地，该SCEP包括服务链分类功能(Service Chaining ClassificationFunction，SC-CL)和服务链转发功能(Service Chaining Forwarding Function，SC-FWD)，其中，所述服务链分类功能是SCEP节点的逻辑功能部分，对所述应用的应用流进行分流处理。当数据包进入入口SCEP时，SC-CL被强制执行。SC-CL基于他们的服务特性或其他策略，将进入的数据包/帧分类至不同的服务流。
所述服务链转发功能是SCEP节点的逻辑功能部分，将所述应用流转发至所述服务功能和/或其余SCEP。服务链转发功能负责转发数据包至服务功能、或转发数据包至其他SCEP节点，当存在出口SC-IN(Service Chaining Infrastructure Network，服务链基础网络)时，从数据包中移除SC-IN特定信息。SC-FWD在所有的SCEP节点中被强制执行。
根据本发明的再一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的TDF。
该SCEP中的入口SCEP包括TDF，该TDF接收所述PCRF所发送的应用服务链信息，并将包括所述应用服务链信息的计费请求发送至对应的OCS和/或OFCS，以对所述应用进行计费处理。
具体地，TDF可以充当入口SCEP，TDF例如通过Sd接口，接收自PCRF发送的应用服务链信息，随后，该TDF例如通过Gyn接口，发送计费请求至对应的OCS，或者，通过Gzn接口，发送计费请求至对应的OFCS，该计费请求包括该应用服务链信息，接着，该OCS和/或OFCS对该应用进行计费处理。
在此，PCRF除了将用户应用流和相关增值服务链传递至SDN，也同样传递在ADC规则中的应用服务链信息至TDF/PCEF。当在TDF/PCEF中获取到服务链信息，TDF/PCEF可以发送计费请求至OCS和/或OFCS，该计费请求包括该应用服务链信息。因此，OCS和/或OFCS可以对具有不同应用服务链的不同应用采用不同的计费计划。一种全新的服务链信息AVP，如包括服务链ID的AVP，应被加在计费请求的Ro和Rf接口。服务链信息AVP将允许在OCS和OFCS中的新的计费机制，以相应地计费SDN OpenFlow和服务链。这样，运营商可以对具有不同QoS，不同增值服务功能的应用提供不同的计费规则。
在此，该TDF可以是单独的，也可以与PGW(Packet Gateway，分组网关)集中在一起。
图3示出根据本发明另一个优选实施例的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的示意图。其中，TDF与PGW分立，TDF可以充当入口SCEP。
图4示出根据本发明又一个优选实施例的基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的示意图。其中，TDF与PGW集中在一起，TDF可以充当入口SCEP。
优选地，该TDF对所述应用流进行深度包检测，以对所述应用流进行分流处理，并转发至其余SCEP。
具体地，当TDF充当入口SCEP时，该TDF对应用流进行深度包检测(Deep PacketInspection，DPI)，或进行浅度检测(Shallow Inspection)，以对应用流进行分流处理，并将应用流转发至下一个SCEP，如将应用流转发至转发规则中所定义的下一个SCEP，该下一个SCEP再执行对应的服务功能以进一步分组处理，并将数据包转发至再下一个SCEP并执行对应的服务功能，以此类推。
在此，该TDF对该应用或应用流进行深度包检测或浅度检测，该深度包检测例如对流媒体、P2P、VoIP、短信、浏览、下载和多媒体等进行检测，该浅度检测例如对端口、目的站、协议等进行检测等。
在此，为支持为每个TDF应用传递服务链AVP，以下接口被拓展：
1)PCRF和TDF/PCEF间的Sd接口。服务链信息包括在ADC规则中，其被动态从PCRF提供至TDF/PCEF，或者，服务链信息在TDF/PCEF中由运营商预先设置。
2)在TDF/PCEF和OCS间的Gyn在线计费接口。每个TDF应用的服务链信息在MSCC被报告。
3)在TDF/PCRF和OFCS间的Gz离线计费接口。每个TDF应用的服务链信息在服务数据容器被报告。
根据本发明的再一方面，还提供了一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的系统，包括如上所述的PCRF，如上所述的SDN控制器，如上所述的SCEP，及如上所述的TDF。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (14)

1.一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制方法，其中，该方法包括以下步骤：
a PCRF根据应用对应的多维上下文信息，为所述应用确定应用服务链，并将对应的应用服务链信息发送至SDN控制器；
b所述SDN控制器根据所述应用服务链信息，为所述应用确定转发规则，并发送至对应的服务链基础网络；
c所述服务链基础网络中的SCEP根据所述转发规则，执行对应的服务功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤c包括：
所述服务链基础网络中的SCEP根据所述转发规则中的服务功能执行顺序，依次执行对应的服务功能。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述SCEP包括服务链分类功能和服务链转发功能，其中，所述服务链分类功能对所述应用的应用流进行分流处理；所述服务链转发功能将所述应用流转发至所述服务功能和/或其余SCEP。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述SCEP中的入口SCEP包括TDF，所述TDF对所述应用流进行深度包检测，以对所述应用流进行分流处理，并转发至其余SCEP；其中，所述TDF还接收所述PCRF所发送的应用服务链信息，并将包括所述应用服务链信息的计费请求发送至对应的OCS和/或OFCS，以对所述应用进行计费处理。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多维上下文信息包括以下至少任一项：
TDF应用上下文信息；
用户知识上下文信息；
用户计费信息；
用户无线接入和位置信息。
6.一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的PCRF，其中，所述PCRF包括一装置，所述装置用于根据应用对应的多维上下文信息，为所述应用确定应用服务链，并将对应的应用服务链信息发送至SDN控制器。
7.根据权利要求6所述的PCRF，其中，所述多维上下文信息包括以下至少任一项：
TDF应用上下文信息；
用户知识上下文信息；
用户计费信息；
用户无线接入和位置信息。
8.一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的SDN控制器，其中，所述SDN控制器包括一装置，所述装置用于：
接收对应的PCRF所发送的应用服务链信息；
根据所述应用服务链信息，为对应的应用确定转发规则，并发送至对应的服务链基础网络。
9.一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的SCEP，其中，所述SCEP包括一装置，所述装置用于根据SDN控制器所发送的转发规则，执行对应的服务功能。
10.根据权利要求9所述的SCEP，其中，所述装置用于：
根据所述转发规则中的服务功能执行顺序，依次执行对应的服务功能。
11.根据权利要求9或10所述的SCEP，其中，所述SCEP包括服务链分类功能和服务链转发功能，其中，所述服务链分类功能对应用的应用流进行分流处理；所述服务链转发功能将所述应用流转发至所述服务功能和/或其余SCEP。
12.一种基于SDN网络对应用服务链的策略与计费控制的TDF，其中，所述TDF包括入口SCEP，所述TDF包括一装置，所述装置对应用的应用流进行深度包检测，以对所述应用流进行分流处理，并转发至其余SCEP；其中，所述装置还接收PCRF所发送的应用服务链信息，并将包括所述应用服务链信息的计费请求发送至对应的OCS和/或OFCS，以对所述应用进行计费处理。
13.根据权利要求12所述的TDF，其中，所述TDF与PGW集成在一起。
14.一种基于SDN网络对应用服务链的策略计费与控制的系统，包括如权利要求6或7所述的PCRF，如权利要求8所述的SDN控制器，如权利要求9至11中任一项所述的SCEP，及如权利要求12或13所述的TDF。
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"Details on key issue 4 for TDF co-located";Ericsson;《3GPP TSG SA WG2 Meeting #80》;20100903;全文 *

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