CN105491176A - 一种用于pcrf寻址的方法及系统 - Google Patents

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本发明公开了一种用于策略计费和规则功能PCRF寻址的方法和系统，包括：能力开放网关接收到应用服务器发送的能力调用请求消息；能力请求消息中携带用户终端UE的公网IP地址；能力开放网关通过网络地址翻译NAT设备查询UE的私网IP地址，并将私网IP地址发送到Diameter路由代理DRA；DRA根据私网IP地址确定UE归属的PCRF。本发明的用于PCRF寻址的方法及系统，通过基于能力开放网关向NAT设备查询用户公、私网IP地址，并且在DRA上设置用户私网IP地址与归属PCRF的对应关系，能够根据用户私网IP地址获取归属PCRF，解决了NAT场景下PCRF的寻址问题，能够方便运营商针对用户设置多种策略和计费规则。

Description

一种用于PCRF寻址的方法及系统
技术领域
本发明涉及移动网络技术领域，尤其涉及一种用于PCRF寻址的方法及系统。
背景技术
能力开放网关的功能是将运营商网络的策略与计费控制能力、统计分析等能力开放给应用或终端，形成差异化、精细化的产品和服务的能力。能力开放网关同时也是保障运营商网络安全的有效屏障。用户进行网络附着时，核心网一般为其分配私网IP地址，当用户访问公网应用时将经过NAT设备进行公私网IP地址转换，应用服务器一般获取不到用户私网IP地址，因此，在调用能力开放网关提供的QoS能力时仅携带用户公网IP地址。PCRF(PolicyandChargingRulesFunction：策略与计费规则功能单元)是业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制策略决策点，为PCEF(策略与计费执行功能单元)选择及提供可用的策略和计费控制决策。在NAT场景下，能力开放网关选择PCRF时，将通过用户公网IP地址寻址到用户归属地DRA，再由DRA进一步寻址用户归属PCRF；但DRA中只有用户私网IP地址与用户归属PCRF的对应关系，而能力开放网关发送给DRA的消息中只携带了用户公网IP地址，因此DRA将无法正确寻址到用户归属的PCRF。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种用于策略计费和规则功能PCRF寻址的方法，能够根据用户私网IP地址获取归属PCRF。
一种用于策略计费和规则功能PCRF寻址的方法，包括：能力开放网关接收到应用服务器发送的能力调用请求消息；所述能力请求消息中携带用户终端UE的公网IP地址；所述能力开放网关通过网络地址翻译NAT设备查询所述UE的私网IP地址，并将所述私网IP地址发送到Diameter路由代理DRA；所述DRA根据所述私网IP地址确定所述UE归属的PCRF。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述能力开放网关根据所述公网IP地址从归属域的H-NAT设备中获取所述UE的私网IP地址和端口号；所述能力开放网关将所述私网IP地址和端口号插入到能力调用消息中并将所述能力调用消息转换为RxDiameter消息转发给访问域中的V-DRA；所述V-DRA根据所述公网IP地址将所述RxDiameter消息路由至归属域中的H-DRA；所述H-DRA根据所述RxDiameter消息中的所述私网IP地址和在本地存储的私网IP地址与归属域中的H-PCRF地址的对应关系确定所述UE归属的H-PCRF。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述UE请求附着网络，归属用户服务器HSS对所述UE进行鉴权，并且所述UE获得网络侧分配的所述私网IP地址；所述UE与网络侧建立IP-CAN会话，归属域中的策略和计费执行功能实体H-PCEF通过所述H-DRA向所述H-PCRF发起资源申请的CCR-I消息；所述CCR-I消息中携带的所述UE的信息包括：所述私网IP地址、国际移动用户识别码IMSI；所述H-PCRF通过所述H-DRA将CCA-I消息返回给所述H-PCEF；所述H-DRA存储所述私网IP地址与所述H-PCRF地址的对应关系。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述UE发送应用数据流；所述应用数据流中包括所述私网IP地址；所述H-NAT设备将所述应用数据流中的所述私网IP地址替换为所述公网IP地址，并将所述应用数据流发送到对应的应用服务器。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述应用服务器向所述能力开放网关发送用于能力调用的HTTP请求消息；所述能力开放网关将所述HTTP请求消息转换为RxDiameter请求消息，转发到所述H-DRA；所述H-DRA向所述H-PCRF发送认证授权请求AAR消息，所述AAR消息中包括：所述私网IP地址、计费信息、会话类型；所述H-PCRF向所述H-DRA返回AAR消息上报查询结果；所述V-DRA向所述述能力开放网关返回RxDiameter响应消息，所RxDiameter响应消息包所述查询结果；所述能力开放网关向所述应用服务器返回包括所述查询结果的HTTP响应消息。
本发明要解决的一个技术问题是提供一种用于PCRF寻址的系统，能够根据用户私网IP地址获取归属PCRF。
一种用于PCRF寻址的系统，包括：能力开放网关，用于接收应用服务器发送的能力调用请求消息；所述能力请求消息中携带用户终端UE的公网IP地址；通过网络地址翻译NAT设备查询所述UE的私网IP地址，并将所述私网IP地址发送到Diameter路由代理DRA；所述DRA，用于根据所述私网IP地址确定所述UE归属的PCRF。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述DRA包括:V-DRA和H-DRA；所述能力开放网关，还用于根据所述公网IP地址从归属域的H-NAT设备中获取所述UE的私网IP地址和端口号；将所述私网IP地址和端口号插入到能力调用消息中并将所述能力调用消息转换为RxDiameter消息转发给访问域中的所述V-DRA；所述V-DRA，用于根据所述公网IP地址将所述RxDiameter消息路由至归属域中的H-DRA；所述H-DRA，用于根据所述RxDiameter消息中的所述私网IP地址和在本地存储的私网IP地址与归属域中的H-PCRF地址的对应关系确定所述UE归属的H-PCRF。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述H-DRA，还用于存储所述私网IP地址与所述H-PCRF地址的对应关系；其中，所述UE请求附着网络，归属用户服务器HSS对所述UE进行鉴权，并且所述UE获得网络侧分配的所述私网IP地址；所述UE与网络侧建立IP-CAN会话，归属域中的策略和计费执行功能实体H-PCEF通过所述H-DRA向所述H-PCRF发起资源申请的CCR-I消息；所述CCR-I消息中携带的所述UE的信息包括：所述私网IP地址、国际移动用户识别码IMSI；所述H-PCRF通过所述H-DRA将CCA-I消息返回给所述H-PCEF。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述UE发送应用数据流；所述应用数据流中包括所述私网IP地址；所述H-NAT设备将所述应用数据流中的所述私网IP地址替换为所述公网IP地址，并将所述应用数据流发送到对应的应用服务器。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述能力开放网关，还用于接收所述应用服务器发送的用于能力调用的HTTP请求消息；将所述HTTP请求消息转换为RxDiameter请求消息，转发到所述H-DRA；所述H-DRA，还用于向所述H-PCRF发送认证授权请求AAR消息，所述AAR消息中包括：所述私网IP地址、计费信息、会话类型；其中，所述H-PCRF向所述H-DRA返回AAR消息上报查询结果；所述V-DRA，还用于向所述述能力开放网关返回RxDiameter响应消息，所RxDiameter响应消息包所述查询结果；所述能力开放网关，还用于向所述应用服务器返回包括所述查询结果的HTTP响应消息
本发明的用于PCRF寻址的方法及系统，通过基于能力开放网关向NAT设备查询用户公、私网IP地址，并且在DRA上设置用户私网IP地址与归属PCRF的对应关系，能够根据用户私网IP地址获取归属PCRF，解决了NAT场景下PCRF的寻址问题，能够方便运营商针对用户设置多种策略和计费规则。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明的用于PCRF寻址的方法的一个实施例的流程图；
图2为根据本发明的用于PCRF寻址的方法的另一个实施例的信令流程图；
图3为根据本发明的用于PCRF寻址的系统的一个实施例的结构以及信令交互的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。
图1为根据本发明的用于PCRF寻址的方法的一个实施例的流程图，如图1所示：
步骤101，能力开放网关接收到应用服务器发送的能力调用请求消息，能力请求消息中携带用户终端UE的公网IP地址。
步骤102，能力开放网关通过网络地址翻译NAT设备查询UE的私网IP地址，并将私网IP地址发送到Diameter路由代理DRA。
步骤103，DRA根据私网IP地址确定UE归属的PCRF。
随着PCC(PolicyControlandCharging，策略控制和计费)架构的引入，采用Diameter(直径)协议向PCRF申请网络资源，一般通过DRA利用用户侧IP地址找到存有相关IP-CAN(IPConnectivityAccessNetwork，IP连通接入网络)信息的PCRF。
在一个实施例中，能力开放网关根据公网IP地址从归属域的H-NAT设备中获取UE的私网IP地址和端口号。能力开放网关将私网IP地址和端口号插入到能力调用消息中并将能力调用消息转换为RxDiameter消息转发给访问域中的V-DRA。
V-DRA根据公网IP地址将RxDiameter消息路由至归属域中的H-DRA。H-DRA根据RxDiameter消息中的私网IP地址和在本地存储的私网IP地址与归属域中的H-PCRF地址的对应关系确定UE归属的H-PCRF。PCRF可以提供关于业务数据流检测、门控、基于QoS(服务质量)和基于流计费(除信用控制外)的网络控制功能。
上述实施例提供的用于PCRF寻址的方法，通过基于能力开放网关向NAT设备查询用户公、私网IP地址，并且在DRA上设置用户私网IP地址与归属PCRF的对应关系，解决了NAT场景下PCRF的寻址问题。
图2为根据本发明的用于PCRF寻址的方法的另一个实施例的信令流程图，如图2所示：
步骤201、202，UE请求附着网络，归属用户服务器HSS对UE进行鉴权，并且UE获得网络侧分配的私网IP地址。
步骤203、204，UE与网络侧建立IP-CAN会话，归属域中的H-PCEF通过H-DRA向H-PCRF发起资源申请的CCR-I消息。CCR-I消息中携带的UE的信息包括：私网IP地址、国际移动用户识别码IMSI等。
步骤205，H-PCRF通过H-DRA将CCA-I消息返回给H-PCEF。H-DRA存储私网IP地址与H-PCRF地址的对应关系。
PCEF(PolicyandChargingEnforcementFucntion，策略和计费执行功能)，该功能实体主要包含业务数据流的检测、策略执行和基于流的计费功能。该功能实体位于网关，例如GPRS(通用分组无线服务)的GGSN(网关GPRS支持节点)、EPC(演进分组核心网)的P-GW(分组数据网络网关)、WLAN(无线局域网)中是PDG(分组数据网关)，也可独立部署。
步骤206，UE发送应用数据流，应用数据流中包括私网IP地址。
步骤207，H-NAT设备将应用数据流中的私网IP地址替换为公网IP地址，并将应用数据流发送到对应的应用服务器。
步骤208，应用服务器向能力开放网关发送用于能力调用的HTTP请求消息。
步骤209，能力开放网关将HTTP请求消息转换为RxDiameter请求消息，转发到H-DRA。
步骤210，H-DRA向H-PCRF发送认证授权请求AAR消息，AAR消息中包括：私网IP地址、计费信息、会话类型等。
步骤211，H-PCRF向H-DRA返回AAR消息上报查询结果，可以包括UE的计费策略、业务数据流检测、QoS规则等。
步骤212，H-DRA向述能力开放网关返回RxDiameter响应消息，所RxDiameter响应消息包查询结果。
步骤213，能力开放网关向应用服务器返回包括查询结果的HTTP响应消息。
在一个实施例中，本发明提供一种用于PCRF寻址的系统，包括：能力开放网关31和DRA。能力开放网关31接收应用服务器发送的能力调用请求消息。能力请求消息中携带用户终端UE的公网IP地址。通过NAT设备查询UE的私网IP地址，并将私网IP地址发送到Diameter路由代理DRA。DRA根据私网IP地址确定UE归属的PCRF。
在一个实施例中，DRA包括:V-DRA和H-DRA，即图3中的DRA1和DRA2。能力开放网关31根据公网IP地址从归属域的H-NAT设备中获取UE的私网IP地址和端口号，将私网IP地址和端口号插入到能力调用消息中并将能力调用消息转换为RxDiameter消息转发给访问域中的DRA1。
DRA1根据公网IP地址将RxDiameter消息路由至归属域中的DRA2。DRA2根据RxDiameter消息中的私网IP地址和在本地存储的私网IP地址与归属域中的H-PCRF地址的对应关系确定UE归属的H-PCRF。
在一个实施例中，DRA2存储私网IP地址与H-PCRF地址的对应关系。UE请求附着网络，归属用户服务器HSS对UE进行鉴权，并且UE获得网络侧分配的私网IP地址。UE与网络侧建立IP-CAN会话，归属域中的策略和计费执行功能实体H-PCEF通过DRA2向H-PCRF发起资源申请的CCR-I消息。CCR-I消息中携带的UE的信息包括：私网IP地址、国际移动用户识别码IMSI等。H-PCRF通过DRA2将CCA-I消息返回给H-PCEF。
在一个实施例中，UE发送应用数据流，应用数据流中包括私网IP地址。H-NAT设备将应用数据流中的私网IP地址替换为公网IP地址，并将应用数据流发送到对应的应用服务器。
在一个实施例中，能力开放网关31接收应用服务器发送的用于能力调用的HTTP请求消息，将HTTP请求消息转换为RxDiameter请求消息，转发到DRA2。
DRA2向H-PCRF发送认证授权请求AAR消息，AAR消息中可以包括：私网IP地址、计费信息、会话类型等。H-PCRF向DRA2返回AAR消息上报查询结果，包括UE的计费策略、业务数据流检测、QoS规则等。
DRA1向述能力开放网关31返回RxDiameter响应消息，所RxDiameter响应消息包查询结果。能力开放网关31向应用服务器返回包括查询结果的HTTP响应消息。
如图3所示，系统中的主要交互流程如下：
交互1：应用服务器向能力开放网关31发送能力调用请求消息，携带用户公网IP地址信息。
交互2：能力开放网关31基于该用户公网IP地址查找到用户归属省NAT设备，并基于用户公网IP/端口向NAT设备查询到用户私网IP/端口。
交互3：能力开放网关31将查询到的用户私网IP/端口插入能力调用消息中并转换为Rx消息转发给DRA1。
在一个实施例，现在的Diameter协议只能通过Framed-IP-AddressAVP携带私网IP，因此如果同时携带公网/私网IP，可以通过两种方式实现：一种是新增一个AVP来携带公网IP，另一种是考虑扩展Framed-IP-AddressAVP，让其支持带多个值，即同时携带公网/私网IP。
交互4：DRA1基于用户公网IP把Rx消息路由至归属省DRA2。
交互5：DRA2根据Rx消息中的用户私网IP地址及本地存储的用户私网IP地址与PCRF地址的对应关系找到用户归属PCRF。
上述实施例提供的用于PCRF寻址的方法及系统，通过基于能力开放网关向NAT设备查询用户公、私网IP地址，并且在DRA上设置用户私网IP地址与归属PCRF的对应关系，解决了NAT场景下PCRF的寻址问题，能够方便运营商针对用户设置多种策略和计费规则。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种用于策略计费和规则功能PCRF寻址的方法，其特征在于，包括：
能力开放网关接收到应用服务器发送的能力调用请求消息；所述能力请求消息中携带用户终端UE的公网IP地址；
所述能力开放网关通过网络地址翻译NAT设备查询所述UE的私网IP地址，并将所述私网IP地址发送到Diameter路由代理DRA；
所述DRA根据所述私网IP地址确定所述UE归属的PCRF。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述能力开放网关根据所述公网IP地址从归属域的H-NAT设备中获取所述UE的私网IP地址和端口号；
所述能力开放网关将所述公网IP地址、私网IP地址插入到能力调用消息中并将所述能力调用消息转换为RxDiameter消息转发给访问域中的V-DRA；
所述V-DRA根据所述公网IP地址将所述RxDiameter消息路由至归属域中的H-DRA；
所述H-DRA根据所述RxDiameter消息中的所述私网IP地址和在本地存储的私网IP地址与归属域中的H-PCRF地址的对应关系确定所述UE归属的H-PCRF。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述UE请求附着网络，归属用户服务器HSS对所述UE进行鉴权，并且所述UE获得网络侧分配的所述私网IP地址；
所述UE与网络侧建立IP-CAN会话，归属域中的策略和计费执行功能实体H-PCEF通过所述H-DRA向所述H-PCRF发起资源申请的CCR-I消息；所述CCR-I消息中携带的所述UE的信息包括：所述私网IP地址、国际移动用户识别码IMSI；
所述H-PCRF通过所述H-DRA将CCA-I消息返回给所述H-PCEF；
所述H-DRA存储所述私网IP地址与所述H-PCRF地址的对应关系。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述UE发送应用数据流；所述应用数据流中包括所述私网IP地址；
所述H-NAT设备将所述应用数据流中的所述私网IP地址替换为所述公网IP地址，并将所述应用数据流发送到对应的应用服务器。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述应用服务器向所述能力开放网关发送用于能力调用的HTTP请求消息；
所述能力开放网关将所述HTTP请求消息转换为RxDiameter请求消息，转发到所述H-DRA；
所述H-DRA向所述H-PCRF发送认证授权请求AAR消息，所述AAR消息中包括：所述私网IP地址、计费信息、会话类型；
所述H-PCRF向所述H-DRA返回AAR消息上报查询结果；
所述V-DRA向所述能力开放网关返回RxDiameter响应消息，所RxDiameter响应消息包所述查询结果；
所述能力开放网关向所述应用服务器返回包括所述查询结果的HTTP响应消息。
6.一种用于PCRF寻址的系统，其特征在于，包括：
能力开放网关，用于接收应用服务器发送的能力调用请求消息；所述能力请求消息中携带用户终端UE的公网IP地址；通过网络地址翻译NAT设备查询所述UE的私网IP地址，并将所述私网IP地址发送到Diameter路由代理DRA；
所述DRA，用于根据所述私网IP地址确定所述UE归属的PCRF。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：
所述DRA包括:V-DRA和H-DRA；
所述能力开放网关，还用于根据所述公网IP地址从归属域的H-NAT设备中获取所述UE的私网IP地址和端口号；将所述公网IP地址、私网IP地址插入到能力调用消息中并将所述能力调用消息转换为RxDiameter消息转发给访问域中的所述V-DRA；
所述V-DRA，用于根据所述公网IP地址将所述RxDiameter消息路由至归属域中的H-DRA；
所述H-DRA，用于根据所述RxDiameter消息中的所述私网IP地址和在本地存储的私网IP地址与归属域中的H-PCRF地址的对应关系确定所述UE归属的H-PCRF。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：
所述H-DRA，还用于存储所述私网IP地址与所述H-PCRF地址的对应关系；
其中，所述UE请求附着网络，归属用户服务器HSS对所述UE进行鉴权，并且所述UE获得网络侧分配的所述私网IP地址；所述UE与网络侧建立IP-CAN会话，归属域中的策略和计费执行功能实体H-PCEF通过所述H-DRA向所述H-PCRF发起资源申请的CCR-I消息；所述CCR-I消息中携带的所述UE的信息包括：所述私网IP地址、国际移动用户识别码IMSI；所述H-PCRF通过所述H-DRA将CCA-I消息返回给所述H-PCEF。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述UE发送应用数据流；所述应用数据流中包括所述私网IP地址；所述H-NAT设备将所述应用数据流中的所述私网IP地址替换为所述公网IP地址，并将所述应用数据流发送到对应的应用服务器。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：
所述能力开放网关，还用于接收所述应用服务器发送的用于能力调用的HTTP请求消息；将所述HTTP请求消息转换为RxDiameter请求消息，转发到所述H-DRA；
所述H-DRA，还用于向所述H-PCRF发送认证授权请求AAR消息，所述AAR消息中包括：所述私网IP地址、计费信息、会话类型；其中，所述H-PCRF向所述H-DRA返回AAR消息上报查询结果；
所述V-DRA，还用于向所述能力开放网关返回RxDiameter响应消息，所RxDiameter响应消息包所述查询结果；
所述能力开放网关，还用于向所述应用服务器返回包括所述查询结果的HTTP响应消息。
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