CN107872541A - 一种终端地址的分配方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种终端地址的分配方法和系统，涉及通信技术领域，其中的方法包括：PGW接收到PCRF下发的对于终端的用户策略信息，其中，用户策略信息包括：保障地址标识；PGW获取与保障地址标识相对应的保障地址并发送给终端。本发明的分配方法和系统，通过PCRF通知PGW用户的保障地址标识，由PGW为用户分配保障地址，可以在用户上线过程中为用户提供差异化服务；通过在Gx接口新增Address‑pool‑Information AVP属性值，能够标识用户签约的保障地址池；用户终端侧不需要做任何的附加操作，订购业务后重新正常上线，业务部署方案灵活扩展性好，且不会影响现网业务流程，可以拓展新业务。

Description

一种终端地址的分配方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种终端地址的分配方法和系统。
背景技术
随着移动互联网的发展，手机终端成为人们工作生活的必备工具。例如，普通手机用户经过移动核心网后，通过中国电信163网络进行数据传输，但是163网络国际出口拥塞较为严重，访问国外网址体验很差。为了满足一些跨国企业员工使用手机访问境外网址的需求，需要在移动网上建立一种保障用户体验的方法。在传统的固定网络中，各加速厂商普遍采用通过客户端与代理服务器建立隧道的方法，代理服务器通常有中国电信CN2地址，使用CN2网络与境外互通，从而提高用户访问国外网站速度的效果。电信运营商具有网络优势，可以简化用户连上公网后，再通过客户端建立隧道的方式来实现网络加速的方法。移动网具有数据集中的优势，全省的用户流量汇聚在省核心节点，由核心设备PGW(PDNGateway)分配地址，容易实现为用户提供直接高质量的访问体验。
目前，核心网为移动网用户分配私网地址，私网地址经过NAT转换后，通过CE设备将数据传输到163骨干网。核心网NAT设备具有CN2地址，可以直接与CN2网络互通。CN2网络是中国电信下一代承载网(ChinaNetNextCarryingNetwork)。CN2网络是一个多业务的承载网络，它能够支持数据、语音、视频多种业务融合的应用。目前，在用户上线过程中，为保障用户分配单独的地址池，区别于普通用户的地址池。但是，在LTE(Long Term Evolution，长期演进)网络中，PGW根据APN绑定的地址池无法区分出保障用户与普通用户，用户如果有享受加速服务的需求，则需要更换APN(Access Point Name，接入点名称)后重新上线，且有些终端无法自行修改APN，因此，在LTE网络中，需要一种在用户上线过程中灵活控制用户地址池的方法。
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终端地址的分配方法和系统。
根据本发明的一个方面，提供一种终端地址的分配方法，包括：分组数据网关PGW接收到策略与计费规则功能单元PCRF下发的对于终端的用户策略信息，其中，所述用户策略信息包括：保障地址标识；所述PGW获取与所述保障地址标识相对应的保障地址并发送给所述终端。
可选地，所述PGW获取与所述保障地址标识相对应的保障地址并发送给所述终端包括：所述PGW确定与所述保障地址标识相对应的保障地址池；所述PGW从所述保障地址池中提取所述保障地址并发送给所述终端；其中，所述保障地址包括：专用私网地址。
可选地，所述PGW接收到MME发送的Create Session Request消息，请求为所述终端建立承载；所述PGW向所述PCRF发送CC-Request消息，请求与所述终端相对应的策略信息；所述PCRF通过GX接口向所述PGW发送CC-Answer消息，所述CC-Answer消息携带有所述用户策略信息。
可选地，所述PCRF通过GX接口向所述PGW发送CC-Answer消息包括：所述PCRF将所述保障地址标识封装成Address-pool-Information AVP，并将所述Address-pool-Information AVP添加在所述CC-Answer消息中。
可选地，所述PGW获取所述CC-Answer消息中的所述Address-pool-InformationAVP，并从所述Address-pool-Information AVP中解析出所述保障地址标识。
可选地，所述PCRF接收到所述终端订购的网络保障业务，生成与所述终端对应的所述保障地址标识，并存储所述终端与所述保障地址标识的对应关系；在所述PGW从所述保障地址池中提取专用私网地址后，通过Create Session Response消息将所述专用私网地址发送给所述终端。
可选地，在所述终端获取所述专用私网地址后，使用所述专用私网地址发送上行数据；所述PGW将所述上行数据发送至网络地址转换NAT服务器；所述NAT服务器将所述上行数据中的所述专用私网地址替换为多业务网络的地址，并发送至所述多业务网络；所述NAT服务器接收到所述多业务网络发送给所述终端的下行数据，则将所述下行数据中的多业务网路的地址替换为所述专用私网地址，并发送给所述终端；其中，所述多业务网络包括：CN2网络。
根据本发明的另一方面，提供一种终端地址的分配系统，包括：分组数据网关PGW和策略与计费规则功能单元PCRF；所述PGW接收到所述PCRF下发的对于终端的用户策略信息，其中，所述用户策略信息包括：保障地址标识；所述PGW获取与所述保障地址标识相对应的保障地址并发送给所述终端。
可选地，所述PGW确定与所述保障地址标识相对应的保障地址池，从所述保障地址池中提取所述保障地址并发送给所述终端；其中，所述保障地址包括：专用私网地址。
可选地，还包括：MME；所述PGW接收到所述MME发送的Create Session Request消息，请求为所述终端建立承载；所述PGW向所述PCRF发送CC-Request消息，请求与所述终端相对应的策略信息；所述PCRF通过GX接口向所述PGW发送CC-Answer消息，所述CC-Answer消息携带有所述用户策略信息。
可选地，所述PCRF将所述保障地址标识封装成Address-pool-Information AVP，并将所述Address-pool-Information AVP添加在所述CC-Answer消息中。
可选地，所述PGW获取所述CC-Answer消息中的所述Address-pool-InformationAVP，并从所述Address-pool-Information AVP中解析出所述保障地址标识。
可选地，所述PCRF接收到所述终端订购的网络保障业务，生成与所述终端对应的所述保障地址标识，并存储所述终端与所述保障地址标识的对应关系；在所述PGW从所述保障地址池中提取专用私网地址后，通过Create Session Response消息将所述专用私网地址发送给所述终端。
可选地，还包括：网络地址转换NAT服务器；在所述终端获取所述专用私网地址后，使用所述专用私网地址发送上行数据；所述PGW将所述上行数据发送至所述NAT服务器；所述NAT服务器将所述上行数据中的所述专用私网地址替换为多业务网络的地址，并发送至所述多业务网络；所述NAT服务器接收到所述多业务网络发送给所述终端的下行数据，则将所述下行数据中的多业务网路的地址替换为所述专用私网地址，并发送给所述终端；其中，所述多业务网络包括：CN2网络。
本发明的终端地址的分配方法和系统，通过PCRF通知PGW用户的保障地址标识，由PGW为用户分配保障地址，可以在用户上线过程中为用户提供差异化服务；通过在Gx接口新增Address-pool-Information AVP属性值，能够标识用户签约的保障地址池；用户终端侧不需要做任何的附加操作，订购业务后重新正常上线，即可获得提速保障效果，业务部署方案灵活扩展性好，且不会影响现网业务流程。
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为根据本发明的终端地址的分配方法的一个实施例的流程示意图；
图2为Diameter协议使用AVP携带属性信息的示意图；
图3为根据本发明的终端地址的分配方法的另一个实施例的流程示意图；
图4为根据本发明的终端地址的分配系统的一个实施例的示意图。
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为根据本发明的终端地址的分配方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：
步骤101，PGW(PDN Gateway，PDN网关)接收到PCRF(Policy and Charging RulesFunction，策略与计费规则功能单元)下发的对于终端的用户策略信息，用户策略信息包括：保障地址标识等。
步骤102，PGW获取与保障地址标识相对应的保障地址并发送给终端。
PCRF是核心网的策略控制实体，用户上线过程中，PGW需要到PCRF获取用户签约信息。为了在NAT(Network Address Translation，网络地址转换)设备上区别出保障用户和非保障用户，需要为保障用户分配特殊的地址池。根据PCRF通知的保障地址标识，PGW确定与保障地址标识相对应的保障地址池，从保障地址池中提取保障地址并发送给终端，保障地址包括：专用私网地址等。
上述实施例中的终端地址的分配方法，通过PCRF通知PGW用户的保障地址标识，由PGW为用户分配保障地址池以及保障地址，在用户上线过程中能够差异化的服务。
在一个实施例中，PGW接收到MME(Mobility Management Entity)发送的CreateSession Request消息，请求为终端建立承载。PGW向PCRF发送CC-Request消息，请求与终端相对应的策略信息。PCRF通过GX接口向PGW发送CC-Answer消息，CC-Answer消息携带有用户策略信息。PCRF将保障地址标识封装成Address-pool-Information AVP，并将Address-pool-Information AVP添加在CC-Answer消息中。不需要对现有的业务流程进行修改，仅对Gx接口作个别字段的扩展。
PCRF支持从BOSS(Business&Operation Support System，BOSS)接收用户业务签约信息，保存终端与保障地址池的映射信息，例如手机号码与保障地址池的映射关系等，并在CCA消息中将Address-pool-Information属性值下发给PGW。PGW收到Address-pool-Information值后，优先在其对应的保障地址池中为用户分配保障地址。
PCRF与PGW间的Gx接口使用Diameter协议，PCRF相当于Diameter server，是处理PCC rule请求的网络实体。PCEF相当于Diameter Client，是在数据面请求PCC(策略控制和计费))Rule的实体。Diameter协议使用灵活的AVP携带属性信息如图2所示。
Gx接口中TS29.212R12中定义了90个AVP用于表示PCC规则，为了使PCRF在下发给PGW的消息中携带保障地址标识，需要扩展一个AVP用于表示该用户可用的地址池。如下表1所示，新增AVP Code为1017(目前协议未使用)的Address-pool-information条目，用于携带OcterString行的保障地址标识，保障地址标识为8进制数组成的序列，其非强制必选属性。
Attribute Name AVP Code Value Type
Address-pool-Information 1017 OctetString
表1-Address-pool-Information的属性定义表
CC-Request(CCR)消息用于PCEF发到PCRF请求用户PCC(策略控制和计费)规则。PGW收到规则再按策略为用户建立对应的数据通道。CC-Answer(CCA)是PCRF响应PCEF的消息，其中携带了用户相关的策略属性，新增的Address-pool-Information属性就包含在这个消息中，CC-Answer消息的内容如下所示：
PGW获取CC-Answer消息中的Address-pool-Information AVP，从Address-pool-Information AVP中解析出保障地址标识。PGW在与Address-pool-Information属性值对应的保障地址池中为用户分配地址，不再默认根据用户APN选择地址池。
PCRF接收到终端订购的网络保障业务，生成与终端对应的保障地址标识，并存储终端与保障地址标识的对应关系。在PGW从保障地址池中提取专用私网地址后，通过CreateSession Response消息将专用私网地址发送给终端。用户获得特殊的私网地址后，经过NAT转换成CN2地址，直接通过CN2网络访问境外网站。
在终端获取专用私网地址后，使用专用私网地址发送上行数据。PGW将上行数据发送至网络地址转换NAT服务器。NAT服务器将上行数据中的专用私网地址替换为多业务网络的地址，并发送至多业务网络。NAT服务器接收到多业务网络发送给终端的下行数据，则将下行数据中的多业务网路的地址替换为专用私网地址，并发送给终端。其中，多业务网包括：CN2网络等。
例如，NAT服务器针对特殊地址段用户，转换成CN2地址访问外网。用户签约网络提速业务后，终端无需附加操作，正常上线即可获取保障地址，即专用私网地址。用户数据到达NAT设备后，转换成专用的CN2网络地址，数据通过CN2网络传输，从而提高用户访问Internet的速度，特别是境外网站。
图3为根据本发明的终端地址的分配方法的另一个实施例的流程示意图，如图3所示：
步骤301，终端通过BOSS系统订购“网络提速业务”，订购信息传递到PCRF，生成终端与保障地址池的对应关系，即保障地址标识与终端号码或IMSI等的对应关系。
步骤302，终端正常连接4G网络，MME将发送Create Session Request消息到PGW请求建立承载。
步骤303，PGW通过CC-Request消息到PCRF请求用户的策略信息。
步骤304，PCRF判断此用户签约了特殊保障业务，将Address-pool-Information属性与策略属性下发给PGW，Address-pool-Information属性的值为保障地址标识，策略属性包括计费策略等。
步骤305，PGW识别出Address-pool-Information属性值为保障地址标识后，优先使用保障地址标识对应的保障地址池为用户分配专用私网地址。
步骤306，PGW通过Create Session Response消息将分配的地址传递给终端。
步骤307、308，终端成功获取地址后，使用该地址发送上行数据包，数据包经PGW到达核心网NAT服务器。NAT与CN2网络互通联系，将此用户的专用私网地址映射到CN2网络地址，并将数据报文通过CN2网络传送到目的地址。
步骤309、310，返回的数据通过CN2网络到达NAT服务器后，由NAT服务器转换为用户的专用私网地址，将数据包传送给终端。
上述实施例提供的终端地址的分配方法，通过PCRF通知PGW用户的保障地址标识，由PGW为用户分配保障地址，可以在用户上线过程中为用户提供差异化服务；通过在Gx接口新增Address-pool-Information AVP属性值，能够标识用户签约的保障地址池；用户终端侧不需要做任何的附加操作，订购业务后重新正常上线，即可获得提速保障效果；PCRF、PGW可以通过软件改造实现，不需要新增网元，业务部署方案灵活扩展性好，且不会影响现网业务流程，可以拓展新业务。
如图4所示，本发明提供一种终端地址的分配系统，包括：终端41、分组数据网关PGW44、MME42、PCRF43、NET服务器45和eNB基站46。PGW 44接收到PCRF43下发的对于终端的用户策略信息，其中，用户策略信息包括：保障地址标识。PGW44获取与保障地址标识相对应的保障地址并发送给终端41。PGW44通过确定与保障地址标识相对应的保障地址池，从保障地址池中提取保障地址并发送给终端41。其中，保障地址包括：专用私网地址。
PGW44接收到MME42发送的Create Session Request消息，请求为终端41建立承载。PGW44向PCRF43发送CC-Request消息，请求与终端41相对应的策略信息。PCRF43通过GX接口向PGW44发送CC-Answer消息，CC-Answer消息携带有用户策略信息。
PCRF43将保障地址标识封装成Address-pool-Information AVP，并将Address-pool-Information AVP添加在CC-Answer消息中。PGW44获取CC-Answer消息中的Address-pool-Information AVP，并从Address-pool-Information AVP中解析出保障地址标识。
PCRF43接收到终端订购的网络保障业务，生成与终端41对应的保障地址标识，并存储终端41与保障地址标识的对应关系。在PGW44从保障地址池中提取专用私网地址后，通过Create Session Response消息将专用私网地址发送给终端41。
在终端41获取专用私网地址后，使用专用私网地址发送上行数据。PGW44将上行数据发送至NAT服务器45，NAT服务器45将上行数据中的专用私网地址替换为多业务网络的地址，并发送至多业务网络。NAT服务器45接收到多业务网络发送给终端的下行数据，则将下行数据中的多业务网路的地址替换为专用私网地址，并发送给终端41，其中，多业务网络包括：CN2网络等。
上述实施例提供的终端地址的分配方法和系统，通过PCRF通知PGW用户的保障地址标识，由PGW为用户分配保障地址，可以在用户上线过程中为用户提供差异化服务；通过在Gx接口新增Address-pool-Information AVP属性值，能够标识用户签约的保障地址池；用户终端侧不需要做任何的附加操作，订购业务后重新正常上线，即可获得提速保障效果；PCRF、PGW可以通过软件改造实现，不需要新增网元，业务部署方案灵活扩展性好，且不会影响现网业务流程；不仅能在IPv4环境下使用，同样可以应用在IPv6环境下，可以在移动网开通“网络提速业务”(针对境外等网站访)等业务，拓展新业务。
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 (14)

1.一种终端地址的分配方法，其特征在于，包括：
分组数据网关PGW接收到策略与计费规则功能单元PCRF下发的对于终端的用户策略信息，其中，所述用户策略信息包括：保障地址标识；
所述PGW获取与所述保障地址标识相对应的保障地址并发送给所述终端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PGW获取与所述保障地址标识相对应的保障地址并发送给所述终端包括：
所述PGW确定与所述保障地址标识相对应的保障地址池；
所述PGW从所述保障地址池中提取所述保障地址并发送给所述终端；其中，所述保障地址包括：专用私网地址。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述PGW接收到MME发送的Create Session Request消息，请求为所述终端建立承载；
所述PGW向所述PCRF发送CC-Request消息，请求与所述终端相对应的策略信息；
所述PCRF通过GX接口向所述PGW发送CC-Answer消息，所述CC-Answer消息携带有所述用户策略信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PCRF通过GX接口向所述PGW发送CC-Answer消息包括：
所述PCRF将所述保障地址标识封装成Address-pool-Information AVP，并将所述Address-pool-Information AVP添加在所述CC-Answer消息中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
所述PGW获取所述CC-Answer消息中的所述Address-pool-Information AVP，并从所述Address-pool-Information AVP中解析出所述保障地址标识。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述PCRF接收到所述终端订购的网络保障业务，生成与所述终端对应的所述保障地址标识，并存储所述终端与所述保障地址标识的对应关系；
在所述PGW从所述保障地址池中提取专用私网地址后，通过Create Session Response消息将所述专用私网地址发送给所述终端。
7.如权利要求2至6任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述终端获取所述专用私网地址后，使用所述专用私网地址发送上行数据；
所述PGW将所述上行数据发送至网络地址转换NAT服务器；所述NAT服务器将所述上行数据中的所述专用私网地址替换为多业务网络的地址，并发送至所述多业务网络；
所述NAT服务器接收到所述多业务网络发送给所述终端的下行数据，则将所述下行数据中的多业务网路的地址替换为所述专用私网地址，并发送给所述终端；
其中，所述多业务网络包括：CN2网络。
8.一种终端地址的分配系统，其特征在于，包括：
分组数据网关PGW和策略与计费规则功能单元PCRF；
所述PGW接收到所述PCRF下发的对于终端的用户策略信息，其中，所述用户策略信息包括：保障地址标识；所述PGW获取与所述保障地址标识相对应的保障地址并发送给所述终端。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述PGW确定与所述保障地址标识相对应的保障地址池，从所述保障地址池中提取所述保障地址并发送给所述终端；其中，所述保障地址包括：专用私网地址。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：MME；
所述PGW接收到所述MME发送的Create Session Request消息，请求为所述终端建立承载；所述PGW向所述PCRF发送CC-Request消息，请求与所述终端相对应的策略信息；所述PCRF通过GX接口向所述PGW发送CC-Answer消息，所述CC-Answer消息携带有所述用户策略信息。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，
所述PCRF将所述保障地址标识封装成Address-pool-Information AVP，并将所述Address-pool-Information AVP添加在所述CC-Answer消息中。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述PGW获取所述CC-Answer消息中的所述Address-pool-Information AVP，并从所述Address-pool-Information AVP中解析出所述保障地址标识。
13.如权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述PCRF接收到所述终端订购的网络保障业务，生成与所述终端对应的所述保障地址标识，并存储所述终端与所述保障地址标识的对应关系；在所述PGW从所述保障地址池中提取专用私网地址后，通过Create Session Response消息将所述专用私网地址发送给所述终端。
14.如权利要求9至13任意一项所述的系统，其特征在于，还包括：网络地址转换NAT服务器；
在所述终端获取所述专用私网地址后，使用所述专用私网地址发送上行数据；所述PGW将所述上行数据发送至所述NAT服务器；所述NAT服务器将所述上行数据中的所述专用私网地址替换为多业务网络的地址，并发送至所述多业务网络；所述NAT服务器接收到所述多业务网络发送给所述终端的下行数据，则将所述下行数据中的多业务网路的地址替换为所述专用私网地址，并发送给所述终端；
其中，所述多业务网络包括：CN2网络。
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