CN112751902B

CN112751902B - 网际协议地址重分配的方法及装置、终端、存储介质

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Publication number: CN112751902B
Application number: CN201911054556.8A
Authority: CN
Inventors: 谷群; 孙兴
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Communications Ltd Research Institute
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Communications Ltd Research Institute
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2039-10-31
Also published as: CN112751902A

Abstract

本申请实施例公开了一种网际协议地址重分配的方法，包括：响应于终端的IP地址重分配的需求，SMF向AF发送IP地址和\或策略分配请求；接收AF分配的IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略；向AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配。本申请实施例还同时提供了一种网际协议地址重分配的装置、设备及存储介质。

Description

网际协议地址重分配的方法及装置、终端、存储介质

技术领域

本申请涉及移动通信领域，涉及但不限定于一种网际协议地址重分配的方法及装置、终端、存储介质。

背景技术

随着移动网络用户的不断增加和用户需求的日趋多样化，为了保证用户的信息安全并对用户的行为进行更加有针对性的管理，在用户上网时可以针对用户的不同属性在对应的地址池中分配相应的网际协议(Internet Protocol，IP)地址，以方便对该用户上网的行为进行更有效地管控，减小其他用户受影响的范围。但是，为了保证用户的位置与其IP地址所在的地址池严格对应，在4G网络中通过在移动性管理实体(Mobility ManagementEntity，MME)上配置相关的下线策略，以使用户发生跨区移动时能够迫使用户下线并重新分配新的IP地址。

为了实现针对不同的用户，不同接入点名称(Access Point Name，APN)，不同地区实现不同的跨区下线策略，需在MME上进行复杂的策略配置，会造成策略配置量大大增加，而且一旦跨区下线策略发生变化，改动周期过长，影响业务上线时间和用户体验。而且这种策略配置方法和下线策略不能适用在5G核心网中，需要提供一种基于5G的用户跨区地址重分配方案。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种网际协议地址重分配的方法及装置、终端、存储介质，解决了在5G核心网中如何设计有效的策略配置方法和下线策略的问题。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的方法，所述方法包括：

响应于终端的IP地址重分配的需求，SMF向AF发送IP地址和\或策略分配请求；

接收AF分配的IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略；

向AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配。

第二方面，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的方法，所述方法包括：

AF接收SMF发送的IP地址和\或策略分配请求；

响应所述IP地址和\或策略分配请求，为终端确定IP地址和重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同区域实现不同的跨区下线策略；

将所述IP地址和\或重分配策略发送给SMF。

第三方面，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的方法，所述方法包括：

AMF接收SMF发送的IP地址和重分配策略；

检测终端的当前状态；所述当前状态包括所述终端所处的业务信息、用户标识和位置区域；

判断所述当前状态与所述重分配策略是否相符；

当所述终端的当前状态与所述重分配策略不相符时，发起所述终端的PDU会话释放流程；

根据所述IP地址和重分配策略，实现所述终端的IP地址重分配。

第四方面，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的装置，所述装置包括第一发送模块、第一接收模块和第二发送模块，其中：

所述第一发送模块，用于响应于终端的IP地址重分配的需求，SMF向应用功能实体AF发送IP地址和\或策略分配请求；

所述第一接收模块，用于接收AF分配的IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略；

所述第二发送模块，用于向AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配。

第五方面，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的装置，所述装置包括第三接收模块、确定模块和第四发送模块，其中：

所述第三接收模块，用于AF接收SMF发送的IP地址和\或策略分配请求；

所述确定模块，用于响应所述IP地址和\或策略分配请求，为终端确定IP地址和重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同区域实现不同的跨区下线策略；

所述第四发送模块，用于将所述IP地址和\或重分配策略发送给SMF。

第六方面，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的装置，所述装置包括第四接收模块、检测模块、判断模块、会话释放模块和地址重分配模块，其中：

所述第四接收模块，用于AMF接收SMF发送的IP地址和重分配策略；

所述检测模块，用于检测终端的当前状态；所述当前状态包括所述终端所处的业务信息、用户标识和位置区域；

所述判断模块，用于判断所述当前状态与所述重分配策略是否相符；

所述会话释放模块，用于当所述终端的当前状态与所述重分配策略不相符时，发起所述终端的PDU会话释放流程；

所述地址重分配模块，用于根据所述IP地址和重分配策略，实现所述终端的IP地址重分配。

第七方面，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的步骤。

第八方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行上述提供的网际协议地址重分配的方法。

在本申请实施例中，首先，响应于终端的IP地址重分配的需求，SMF向应用功能实体AF发送IP地址和\或策略分配请求；然后，接收AF分配的IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略；最后，向AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配，如此，通过采用专门的AF实现对IP地址进行管理、分配和更新，在PDU会话建立流程中，SMF通过与专门的AF交互，获取IP地址和重策略分配，利用新的策略配置方法及下线策略，以减少实现不同策略时在全网各个网元上复杂的策略配置量。

附图说明

图1为相关技术中5G分组网络架构图；

图2为相关技术中PDU会话建立的流程示意图；

图3为相关技术中PDU会话释放的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的5G分组网络的架构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种网际协议地址重分配的方法的实现流程示意图；

图6A为本申请实施例提供的PDU会话建立的流程示意图；

图6B为本申请实施例提供的SMF与UAMF之间交互时IP地址和策略分配的流程示意图；

图6C为本申请实施例提供的SMF与UAMF之间交互时会话信息转发的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种网际协议地址重分配的装置的组成结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种网际协议地址重分配的装置的组成结构示意图；

图9为本申请实施例提供又一种的网际协议地址重分配的装置的组成结构示意图；

图10为本申请实施例提供的网际协议地址重分配的设备的一种硬件实体示意图。

具体实施方式

下面先介绍一下相关技术中5G分组网络架构，如图1所述，5G分组网络架主要包括用户终端(User Equipment，UE)、无线接入网(Radio Access Network，RAN)、数据网络(Date Network，DN)、会话管理功能(Session Management Function，SMF)、接入及移动性管理功能(Access and Mobility Management Function，AMF)、用户平面功能(User PlaneFunction，UPF)、策略控制功能(Policy Control Function，PCF)、应用功能(ApplicationFunction，AF)、网络切片管理功能(Network Slice Selection Function，NSSF)、鉴权服务功能(Authentication Server Function，AUSF)、统一数据管理(Unified DataManagement，UDM)等网元，其中主要的各网元功能如下：

UE为用户终端即手机，(R)AN为(无线)接入网即基站；

DN为运营商数据网络，提供运营商服务，互联网接入或第三方服务；

UPF包括路由和转发、用户面策略执行、合法监听、流量报告、流标记和流缓存；

SMF负责会话管理、IP地址分配、UPF选择和控制和下发流策略和路由指向给UPF；

AMF负责注册管理、连接管理、移动性管理和可达性管理；

PCF负责网络整体策略管理和接入策略管理；

UDM生成鉴权向量和用户永久标识(Subscriber Permanent Identifier，SUPI)处理，为用户服务的网络存储(Net Function，NF)管理和签约管理；

图2为相关技术中协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)会话建立的流程示意图，即一个完整的分配IP地址的流程，该过程假设UE已经在AMF上注册，因此，除非是紧急注册的UE，否则AMF已经从UDM检索了用户订阅数据，具体过程如下：

1)UE向AMF发送非接入层(Non-Access Stratum，NAS)消息，如单网切片选择支持信息(Single Network Slice Selection Assistance Information，S-NSSAI)、数据网络名称(Date Network Name，DNN)、PDU会话ID、请求类型、旧PDU会话ID、N1 SM容器。其中，N1SM容器中带有PDU会话建立请求；

2)AMF收到消息，进行SMF选择，将存储S-NSSAI(s)、DNN、PDU会话ID、SMF ID以及PDU会话的访问类型的关联；

3)AMF发送PDU会话建立连接管理上下文请求(Nsmf_PDU Session_CreateSMContext Request)消息给SMF，其中携带该用户相关信息，如用户位置信息(UserLocation Information，ULI)，PDU会话状态通知的订阅，DNN选择模式等；

4)AMF与UDM交互会话管理订阅数据；

5)SMF发送PDU会话建立连接管理上下文响应(Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Response)消息给AMF，其中携带了原因值和会话管理(SessionManagement，SM)上下文等；

6)初次建立PDU会话期间执行二级身份验证/授权；

7)如果要为PDU会话使用动态策略控制和计费(Policy Control and Charging，PCC)，SMF根据AMF的指示或本地配置选择PCF。否则，SMF可以应用本地策略。SMF可以执行SM策略关联建立过程，以便与PCF建立SM策略关联，并为PDU会话获得默认的PCC规则；

8)SMF根据UPF的位置、DNN、权重信息等选择UPF。如果不需要PCC规则作为UPF选择的输入，则可以在步骤8之后执行步骤7；

9)SMF可以执行SMF发起的SM策略关联修改过程，以提供关于已满足的策略控制请求触发条件的信息。如果请求类型为“初始请求”，并且部署了动态PCC，并且PDU会话类型为IPv4、IPv6或IPv4v6，那么SMF将使用分配的UE IP地址/前缀通知PCF(如果满足策略控制请求触发条件)；

10)SMF发起建立N4会话并与UPF合作分配核心网隧道信息(CN Tunnel Info)；

11)SMF将核心网隧道信息相关信息告知AMF；

12)AMF向RAN发送NAS消息，包含N2 PDU会话请求，携带从SMF得到的核心网隧道信息；

13)RAN为UE分配接入隧道信息(AN Tunnel Info)，且PDU会话建立成功；

14)RAN响应N2 PDU会话响应消息给AMF，携带原因值和接入隧道信息等；

15)AMF发送PDU会话更新连接管理上下文(Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext)请求，携带SM上下文ID、N2 SM信息和请求类型等。AMF将从(R)AN接收到的N2 SM信息，携带接入隧道信息等，转发给SMF；

16)SMF向UPF提供隧道信息以及相应的转发规则；

17)至18)SMF发送PDU会话更新连接管理上下文响应(Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response)消息给AMF，携带原因值；

19)SMF向UE发送IPv6地址确认消息。

图3为相关技术中PDU会话释放的流程示意图，这里给出一种实现方式，但本申请实施例包括但不限于具体的实施手段：

1)第1a)步是由用户发起的PDU会话释放，第1b)步是由PCF发起的PDU会话释放，第1c)步是由AMF发起的PDU会话释放，第1d)步是由RAN发起的PDU会话释放，第1e)步是由SMF自己发起的PDU会话释放；

2)SMF通过第2)步消息通知UPF释放会话；

3)SMF将PDU会话释放消息通知AMF；

4)至7)AMF通知RAN将N2接口的资源释放；

8)至10)用户通过N1接口发送PDU会话释放的ACK消息传给SMF；

11)如果是用户、PCF或RAN侧发起的释放流程，SMF需将PDU会话释放的会话管理上下文通知AMF，其中需携带SMF ID，PDU会话ID，DNN和S-NSSAI；

12)如果部署了动态PCC规则，SMF还需通知PCF此会话的策略控制功能被终止。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

针对上述的相关技术中存在的问题，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的方法，应用于终端，该方法所实现的功能可以通过终端中的处理器调用程序代码来实现，当然程序代码可以保存在计算机存储介质中，可见，该终端至少包括处理器和存储介质。

为了方便对IP地址进行管理，分配和更新，本申请实施例专门设计一个专门的应用功能网元AF实现相关功能，如用户地址管理功能网元(UE Address ManagementFunction，UAMF)，以减少实现不同策略时在全网各个网元上复杂的配置策略。图4为本申请实施例更新的5G分组网络架构。在图4中UAMF为本申请实施例中新增的一个负责用户IP地址分配的新的服务化网元。

图5为本申请实施例提供的一种网际协议地址重分配的方法的实现流程示意图，如图5所示，该方法包括：

步骤S501，响应于终端的网际协议IP地址重分配的需求，SMF向AF发送IP地址和\或策略分配请求。

这里，所述SMF为会话管理功能实体，负责会话管理、UPF选择和控制和下发流策略和路由指向给UPF。

这里，所述AF为应用功能实体，比如本申请实施例新增的UAMF网元，负责管理和分配IP地址。

这里，所述IP地址和\或策略分配请求携带的参数有CN NF ID、消息容器(MessageContainer(s))和用户地址(UE address)；还可以包括流量描述(Traffic Description)、目标用户标识符(Target UE Identifier(s))、空间有效条件(Spatial ValidityCondition)和时间有效条件(Temporal Validity Condition)等参数；其中，用户地址为UAMF为用户分配的IP地址。

需要说明的是，SMF通过与UAMF交互，发送IP地址和\或策略分配请求，以获取终端的IP地址和重分配策略。

步骤S502，SMF接收AF分配的IP地址和\或重分配策略。

这里，所述重分配策略为专门的AF即UAMF针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略。

需要说明的是，当所述IP地址和\或策略分配请求中携带流量描述信息时，所述重分配策略为基于不同的业务实现不同的跨区下线策略，比如，在一些场景中，对IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)上的语音业务不执行跨区下线，对中国移动互联网(China Mobile Net，CMNET)上的数据业务执行跨区下线。

需要说明的是，当所述IP地址和\或策略分配请求中携带目标用户标识符时，所述重分配策略为基于不同用户实现不同的跨区下线策略，比如，对于用户群A执行跨区下线，对于用户群B不执行跨区下线。

需要说明的是，当所述IP地址和\或策略分配请求中携带空间有效条件时，所述重分配策略为基于所述终端所处的不同的区域实现不同的跨区下线策略；比如，对于区县1至5执行跨区下线，对于区县6至9不执行跨区下线。

需要说明的是，当所述IP地址和\或策略分配请求中携带时间有效条件时，所述时间有效条件包含地址重分配等待时间，所述重分配策略为基于所述终端在相邻区域的边界来回移动而实现的跨区下线策略。

步骤S503，SMF向AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配。

这里，所述AMF为接入及移动性管理功能实体，负责注册管理、连接管理、移动性管理和可达性管理。

需要说明的是，所述SMF向所述AMF发送所述IP地址和重分配策略，以使所述AMF根据接收的所述重分配策略对所述IP地址进行重分配。

在本申请实施例中，首先，响应于终端的IP地址重分配的需求，SMF向AF发送IP地址和\或策略分配请求；然后，接收AF分配的IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略；最后，向AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配，如此，通过采用专门的AF实现对IP地址进行管理、分配和更新，在PDU会话建立流程中，SMF通过与专门的AF即UAMF交互，获取IP地址和重分配策略，利用新的策略配置方法及下线策略，以减少实现不同策略时在全网各个网元上复杂的策略配置量。

在其他实施例中，需要说明的是，如果终端在区县的边界上来回移动，开启跨区下线功能后会造成终端用户频繁被踢下线以分配对应区县的IP地址，导致终端用户因“乒乓效应”无法正常使用数据业务。

当所述IP地址和\或策略分配请求中携带时间有效条件时，所述时间有效条件包含地址重分配等待时间，所述基于所述终端在相邻区域的边界来回移动而实现的跨区下线策略，包括：

步骤S5021，检测到所述终端由第一位置区域移动到第二位置区域。

这里，所述第一位置区域和所述第二位置区域为相邻的区域。

这里，所述终端由第一位置区域移动到第二位置区域，指的是所述终端从所处的第一位置区域的边界移动到相邻的第二位置区域的边界，当然，也可以从所处的第二位置区域的边界移动到相邻的第一位置区域的边界，本申请实施例对此不作限定。

步骤S5022，基于所述地址重分配等待时间启动定时器，当所述定时器超时，且检测到所述终端仍处于所述第二位置区域，则发起所述终端的PDU会话释放流程。

这里，所述地址重分配等待时间为AF配置或计算得出，并向SMF下发请求时传递的参数。

这里，SMF发现终端移动到第二位置区域后，基于时间有效条件携带的地址重分配等待时间这一参数启动一个定时器，如果定时器超时后终端仍然处于第二位置区域，则SMF发起此终端的PDU会话释放流程。或者无论这段时间用户所处位置在哪里，只要定时器超时的那一瞬间用户仍然在原区域之外，则由SMF发起会话释放流程，以实现IP地址重分配。

步骤S5023，当所述定时器开启但仍未超时，且检测到述终端处于所述第一位置区域，则将所述定时器清零。

这里，在定时器开启但仍未超时这段时间，如果终端回到原区域，则将定时器清零，也就是不进行IP地址重分配。

在其他实施例中，在上述步骤S503即“向AMF发送所述IP地址和重分配策略”之后，所述方法还包括以下步骤：

步骤S504，SMF接收所述AMF发送的PDU会话释放请求。

这里，所述PDU会话释放请求为所述AMF检测到所述终端发生跨区移动或其他会话信息发生变化时而发起的。

步骤S505，SMF向所述AF重新发起IP地址和\或策略分配请求，以重新获取新的IP地址和重分配策略。

这里，SMF重新发起IP地址和\或策略分配请求即再次发起PDU会话的建立流程，从AF即UAMF重新获取新的IP地址和IP重分配策略。

本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的方法，应用于终端，该方法所实现的功能可以通过终端中的处理器调用程序代码来实现，当然程序代码可以保存在计算机存储介质中，可见，该终端至少包括处理器和存储介质。

该网际协议地址重分配的方法，包括：

步骤S521，AF接收SMF发送的IP地址和\或策略分配请求。

这里，所述AF为本申请实施例新增的UAMF网元，负责管理和分配IP地址。

这里，所述IP地址和\或策略分配请求携带有流量描述信息、目标用户标识符、空间有效条件和时间有效条件等参数。

步骤S522，响应所述IP地址和\或策略分配请求，AF为终端确定IP地址和重分配策略。

这里，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同区域实现不同的跨区下线策略。

步骤S523，AF将所述IP地址和\或重分配策略发送给SMF。

在其他实施例中，上述步骤S522，即“AF为终端确定IP地址和重分配策略”可以按照以下步骤实现：

第一步，AF根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的流量描述信息，确定与所述终端的当前业务相匹配的跨区下线策略。

这里，可对5G中已有的流量描述这一参数进行功能扩展，可基于不同的DNN、S-NSSAI、应用标识符(Application Identifier)等执行不同的下线策略。

第二步，AF根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的目标用户标识符，确定与所述用户相匹配的跨区下线策略。

这里，可对5G中已有的目标用户标识符这一参数进行功能扩展，对单用户或者用户群执行特定的下线策略。

第三步，AF根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的空间有效条件，确定与所述终端所处的位置区域相匹配的跨区下线策略。

这里，可对5G中已有的空间有效条件这一参数进行功能扩展，对每个区域或区域列表执行特定的下线策略。

第四步，AF根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略。

这里，为了避免乒乓效应的发生，AF向SMF下发请求时，可利用现有的时间有效条件参数传递“地址重分配等待时间”，此参数由AF配置或计算得出。

需要说明的是，所述SMF发现用户移动到另外一个区域后，基于地址重分配等待时间启动一个定时器，如果定时器超时后用户仍然处于另外一个区域，则AMF或SMF发起此用户的会话释放流程。

在本申请实施例中，首先，AF接收SMF发送的IP地址和\或策略分配请求；然后，响应所述IP地址和\或策略分配请求，AF为终端确定IP地址和\或重分配策略；最后，AF将所述IP地址和\或重分配策略发送给SMF，如此，通过采用专门的AF即UAMF实现对IP地址进行管理和确定重分配策略，利用新的策略配置方法及下线策略，以减少实现不同策略时在全网各个网元上复杂的策略配置量。

在其他实施例中，上述第四步即“AF根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略”，可以通过以下步骤实现：根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间间有效条件，确定地址重分配等待时间；根据所述地址重分配等待时间，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略。

在其他实施例中，上述步骤S523，即“将所述IP地址和重分配策略发送给SMF”之前，所述方法还包括以下步骤：

步骤S524，当所述同一个业务同一个区域的同一组用户所采用的重分配策略相同，且为首次发送时，将所述IP地址和重分配策略发送给所述SMF。

这里，先判断所述同一个业务同一个区域的同一组用户所采用的重分配策略即跨区下线策略是否相同，如果相同，再判断该相同的重分配策略是否为首次发送，如果确定为首次发送，将所述IP地址和重分配策略发送给所述SMF；比如，对于同一个业务同一个区域的同一组用户(比如号段)，如果采用的重分配策略完全一样可仅对第一个用户下发。

步骤S525，当所述同一个业务同一个区域的同一组用户所采用的重分配策略相同，且为非首次发送时，只将所述IP地址发送给所述SMF。

这里，需要说明的是，如果对于同一个业务同一个区域的同一组用户采用的重分配策略完全一样可仅对第一个用户下发，其他的用户只请求地址即可，所述重分配策略无需再次下发。

该网际协议地址重分配的方法，包括：

步骤S531，AMF接收SMF发送的IP地址和重分配策略。

步骤S532，AMF确定终端当前处理的业务信息、用户标识和位置区域。

步骤S533，AMF判断所述业务信息、用户标识和位置区域与所述重分配策略是否相符。

这里，判断的是终端当前处理的业务信息是否与所述重分配策略中与业务相关的跨区下线策略相符；或者判断所述用户标识是否与所述重分配策略中与目标用户相关的跨区下线策略相符；或者判断所述终端所处的位置区域是否与所述重分配策略中与位置区域相关的跨区下线策略相符等。

步骤S534，当所述业务信息、用户标识和位置区域中任一项与所述重分配策略不相符时，AMF发起所述终端的PDU会话释放流程。

需要说明的是，一旦用户由于业务改变或位置移动触发了上述重分配策略，则PCF，AMF或SMF触发相关的会话释放流程，以便发起新的会话建立流程获取新业务或新区域的对应IP地址。

在其他实施例中，当所述业务信息、用户标识和位置区域均与所述重分配策略相符时，所述AMF保存所述IP地址。

步骤S535，AMF根据所述IP地址和重分配策略，实现所述终端的IP地址重分配。

在本申请实施例中，首先，AMF接收SMF发送的IP地址和重分配策略；然后，检测终端的当前状态并判断所述当前状态与所述重分配策略是否相符，判断；最后，当所述终端的当前状态与所述重分配策略不相符时，AMF发起所述终端的PDU会话释放流程，如此，AMF通过接收SMF向采用专门的AF获取的IP地址和重分配策略，并根据所述终端的当前状态，按照所述重分配策略进行IP地址的重分配，即按照AF确定的新的策略配置方法及下线策略，实现了终端的IP地址重分配。

实施例二

目前在4G现网当中已经可以根据用户的位置实现IP地址细分，网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)、融合GGSN/SAE GW设备能够依据用户LAC/TA信息(位置区码location area code，跟踪区Tracking Area)从对应的IP地址池中为用户分配IP地址，即：每个GGSN、融合GGSN/SAE GW设备进行地址池分段，每段地址池对应更小一些的物理区域，如区/县(例如：一段地址池对应一个区/县)，而不是一个GGSN、融合GGSN/SAE GW设备对应全省，实现快速用户定位。但是，为了保证用户的位置与其IP地址所在的地址池严格对应，在4G网络中通过在移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)上配置相关的下线策略，以使用户发生跨区移动时能够迫使用户下线并重新分配新的IP地址。

为了实现针对不同的用户，不同接入点名称(Access Point Name，APN)，不同地区实现不同的跨区下线策略，需在MME上进行复杂的策略配置，会造成策略配置量大大增加，而且一旦跨区下线策略发生变化，改动周期过长，影响业务上线时间和用户体验。另外，如果用户在区县的边界上来回移动，开启跨区下线功能后会造成用户频繁被MME踢下线以分配对应区县的IP地址，导致用户因“乒乓效应”无法正常使用数据业务。

本申请实施例要解决的问题就是在5G核心网中利用现有参数和新设计的策略配置方法及下线策略，大大减少策略配置量，同时避免因“乒乓效应”造成的用户体验下降。本申请实施例提供了一种基于5G的用户跨区地址重分配方案，以方便对该用户的地址进行更有效地管控和更新，减小其他用户受影响的范围。

本申请实施例主要针对如下两点创造性的提出了相关地址重分配方案：

1、为了方便对IP地址进行管理，分配和更新，可以专门设计一个AF网元实现相关功能，如图4中的UAMF网元为本申请实施例新增的一个负责用户IP地址分配的新的服务化网元，以减少实现不同策略时在全网各个网元上复杂的配置策略。

2、为了实现针对不同的用户，不同地区，不同业务实现不同的跨区下线策略，需在MME上进行复杂的策略配置，会造成策略配置量大大增加，而且一旦跨区下线策略发生变化，改动周期过长，影响业务上线时间和用户体验。

例如，在某些情况下：①对IMS上的语音业务不执行跨区下线，对CMNET上的数据业务执行跨区下线；②对于区县1至5执行跨区下线，对于区县6至9不执行跨区下线；③对于用户群A执行跨区下线，对于用户群B不执行跨区下线。而这个三维的策略配置需要在全国或省内的MME进行逐台配置和修改，工作量巨大。

下面将通过举例的方式来对于此实现方式进行说明，但是本申请实施例的创新点包括但不限于此实现方式。

<1>用户上线时的地址分配流程

图6A为本申请实施例提供的PDU会话建立的流程示意图，在该流程中分配IP地址和重分配策略，实施过程如下：

1)UE向AMF发送PDU会话建立请求消息；

2)AMF选择SMF；

3、4、5)AMF向SMF发送建立连接管理上下文的请求，SMF向UDM请求更新签约信息，SMF回复相关请求；

6、7)SMF选择对应的PCF，并与之建立连接；

8)SMF选择对应的UPF，并与UAMF进行信息交互获取此用户对应得IP地址和用户的IP地址的重分配策略；

9、10)SMF向PCF请求对应的策略；SMF与UPF建立Sx连接；

11-18)SMF与无线侧端到端打通会话连接。其中第11步中SMF将当前用户状态的IP地址重分配策略下发给AMF。当AMF检测到此用户的状态与IP地址重分配策略不相符时，AMF发起或由AMF通知SMF发起PDU的会话释放流程，以达到地址重分配的目的，这一过程可以参见下面(3)中用户的地址重分配流程；

19)SMF向UE发送IPv6地址确认消息；

20)退订用户订阅数据。

图6B为本申请实施例提供的SMF与UAMF之间交互时IP地址和策略分配的流程示意图；如图6B所示，对于上述步骤8)中的8b步骤，SMF与UAMF之间交互IP地址和\或策略分配请求和响应消息(Nuamf IP address and policy allocation request&response)，以获取用户的IP地址和分配策略，该IP地址和\或策略分配请求和响应消息携带的必要输入参数为CN NF ID，消息容器和用户地址；可选的输入参数有流量描述、目标用户标识符、空间有效条件和时间有效条件；必要的输出参数为结果标识(Result indication)，可选的输出参数有重定向信息(Redirection information)，具体的携带信息及功能描述见下表1：

表1：NUAMF IP地址和策略分配和响应消息携带信息及功能描述

图6C为本申请实施例提供的SMF与UAMF之间交互时会话信息转发的流程示意图，如图6C所示，对于上述步骤11)，SMF与UAMF之间交互会话信息转发请求和响应消息(Namf_Communication_N1N2MessageTransfer request&response)，会话信息转发请求中包含的信元有PDU会话ID、N2 SM信息，N1 SM容器、S-NSSAI(s)、DNN、分配的IPv4地址、接口标识interface identifier等，本申请实施例在原协议基础上新增用户IP地址重分配策略(UEIP reallocation policy)，其中携带信息及功能描述见下表2：

表2：用户IP地址重分配策略信元中携带信息及功能描述

<2>用户发生跨区移动或其他会话信息发生变化时地址重分配流程

当AMF检测到用户发生跨区移动或其他会话信息发生变化时，则由AMF或AMF通知SMF发起用户的PDU会话的释放流程，之后，AMF或SMF重新发起上文的<1>中PDU会话的建立流程，从UAMF重新获取新的IP地址和IP重分配策略。

3、如果用户在区县的边界上来回移动，开启跨区下线功能后会造成用户频繁被踢下线以分配对应区县的IP地址，导致用户因“乒乓效应”无法正常使用数据业务。

为了避免乒乓效应的发生，AF向SMF下发请求时，可利用现有的时间有效条件参数传递“地址重分配等待时间”，此参数由AF配置或计算得出。SMF发现用户移动到另外一个区域后，基于时间有效条件参数启动一个定时器，如果定时器超时后用户仍然处于另外一个区域，则AMF或SMF发起此用户的会话释放流程，AF向SMF下发请求时携带的信息及功能描述见下表3：

表3：AF向SMF下发请求时携带的信息及功能描述

在定时器开启但仍未超时这段时间，如果用户回到原区域，则定时器清零；或无论这段时间用户所处位置在哪里，只要定时器超时的那一瞬间用户仍然在原区域之外，则由SMF、AF或PCF发起会话释放流程。

在本申请实施例中，提出可以专门设计一个专门的用户地址管理UAMF网元专门对IP地址和重分配策略进行管理，分配和更新；并在5G核心网中利用现有参数和新设计的策略配置方法及下线策略，大大减少策略配置量；同时设计了新的SMF会话管理机制避免因“乒乓效应”造成的用户体验下降。

实施例三

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种网际协议地址重分配的装置，图7为本申请实施例提供的一种网际协议地址重分配的装置的组成结构示意图，如图7所示，该装置700包括第一发送模块701、第一接收模块702和第二发送模块703，其中：

所述第一发送模块701，用于响应于终端的IP地址重分配的需求，SMF向应用功能实体AF发送IP地址和\或策略分配请求；

所述第一接收模块702，用于接收AF分配的IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略；

所述第二发送模块703，用于向AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配。

在其他实施例中，所述第一接收模块702还包括第一检测单元、会话释放单元和定时器清零单元，其中：

所述第一检测单元，用于检测到所述终端由第一位置区域移动到第二位置区域；

所述会话释放单元，用于基于所述地址重分配等待时间启动定时器，当所述定时器超时，且检测到所述终端仍处于所述第二位置区域，则发起所述终端的PDU会话释放流程；

所述定时器清零单元，用于当所述定时器开启但仍未超时，且检测到述终端处于所述第一位置区域，则将所述定时器清零。

在其他实施例中，所述装置700还包括第二接收模块和第三发送模块，其中：

所述第二接收模块，用于接收所述AMF发送的PDU会话释放请求；所述PDU会话释放请求为所述AMF检测到所述终端发生跨区移动或其他会话信息发生变化时而发起的；

所述第三发送模块，用于向所述AF重新发起IP地址和\或策略分配请求，以重新获取新的IP地址和\或重分配策略。

这里需要指出的是：以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

基于前述的实施例，本申请实施例提供另一种网际协议地址重分配的装置，图8为本申请实施例提供的另一种网际协议地址重分配的装置的组成结构示意图，如图8所示，该装置800包括第三接收模块801、确定模块802和第四发送模块803，其中：

所述第三接收模块801，用于AF接收SMF发送的IP地址和\或策略分配请求；

所述确定模块802，用于响应所述IP地址和\或策略分配请求，为终端确定IP地址和重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同区域实现不同的跨区下线策略；

所述第四发送模块803，用于将所述IP地址和\或重分配策略发送给SMF。

在其他实施例中，所述确定模块802包括第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元和第四确定单元，其中：

所述第一确定单元，用于根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的流量描述信息，确定与所述终端的当前业务相匹配的跨区下线策略；

所述第二确定单元，用于根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的目标用户标识符，确定与所述用户相匹配的跨区下线策略；

所述第三确定单元，用于根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的空间有效条件，确定与所述终端所处的位置区域相匹配的跨区下线策略；

所述第四确定单元，用于根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略。

在其他实施例中，所述第四确定单元包括第一确定子单元和第二确定子单元，其中：

所述第一确定子单元，用于根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定地址重分配等待时间；

所述第二确定子单元，用于根据所述地址重分配等待时间，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略。

在其他实施例中，所述装置800还包括第五发送模块和第六发送模块，其中：

所述第五发送模块，用于当所述同一个业务同一个区域的同一组用户所采用的重分配策略相同，且为首次发送时，将所述IP地址和重分配策略发送给所述SMF；

所述第六发送模块，用于当所述同一个业务同一个区域的同一组用户所采用的重分配策略相同，且为非首次发送时，只将所述IP地址发送给所述SMF。

基于前述的实施例，本申请实施例提供又一种网际协议地址重分配的装置，图9为本申请实施例提供又一种的网际协议地址重分配的装置的组成结构示意图，如图9所示，该装置900包括第四接收模块901、检测模块902、判断模块903、会话释放模块904和地址重分配模块905，其中：

所述第四接收模块901，用于AMF接收SMF发送的IP地址和重分配策略；

所述检测模块902，用于检测终端的当前状态；所述当前状态包括所述终端所处的业务信息、用户标识和位置区域；

所述判断模块903，用于判断所述当前状态与所述重分配策略是否相符；

所述会话释放模块904，用于当所述终端的当前状态与所述重分配策略不相符时，发起所述终端的PDU会话释放流程；

所述地址重分配模块905，用于根据所述IP地址和重分配策略，实现所述终端的IP地址重分配。

在其他实施例中，所述装置900还包括保存模块，用于当所述终端的当前状态与所述重分配策略相符时，保存所述IP地址。

这里需要指出的是：以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。

图10为本申请实施例提供的网际协议地址重分配的设备的一种硬件实体示意图，如图10所示，该设备1000的硬件实体包括：处理器1001、通信接口1002和存储器1003，其中

处理器1001通常控制设备1000的总体操作。

通信接口1002可以使设备1000通过网络与其他终端或服务器通信。

存储器1003配置为存储由处理器1001可执行的指令和应用，还可以缓存待处理器1001以及设备1000中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(Random AccessMemory，RAM)实现。

对应地，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行所述程序时实现上述实施例中提供的网际协议地址重分配的方法。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的网际协议地址重分配的方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台网际协议地址重分配的设备(可以是智能终端或者共享管理平台等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所描述的方法。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种网际协议地址重分配的方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于终端的网际协议IP地址重分配的需求，会话管理功能实体SMF向应用功能实体AF发送IP地址和\或策略分配请求；

向接入及移动性管理功能实体AMF发送所述IP地址和\或重分配策略，以实现所述终端的IP地址重分配；

其中，

当所述IP地址和\或策略分配请求中携带流量描述信息时，所述重分配策略为基于不同的业务实现不同的跨区下线策略；

当所述IP地址和\或策略分配请求中携带目标用户标识符时，所述重分配策略为基于不同用户实现不同的跨区下线策略；

当所述IP地址和\或策略分配请求中携带空间有效条件时，所述重分配策略为基于所述终端所处的不同的区域实现不同的跨区下线策略；

当所述IP地址和\或策略分配请求中携带时间有效条件时，所述重分配策略为基于所述终端在相邻区域的边界来回移动而实现的跨区下线策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间有效条件包含地址重分配等待时间，所述基于所述终端在相邻区域的边界来回移动而实现的跨区下线策略，包括：

检测到所述终端由第一位置区域移动到第二位置区域；

基于所述地址重分配等待时间启动定时器，当所述定时器超时，且检测到所述终端仍处于所述第二位置区域，则发起所述终端的PDU会话释放流程；

当所述定时器开启但仍未超时，且检测到述终端处于所述第一位置区域，则将所述定时器清零。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述向接入及移动性管理功能实体AMF发送所述IP地址和重分配策略之后，所述方法还包括：

接收所述AMF发送的PDU会话释放请求；所述PDU会话释放请求为所述AMF检测到所述终端发生跨区移动或其他会话信息发生变化时而发起的；

向所述AF重新发起IP地址和\或策略分配请求，以重新获取新的IP地址和/或重分配策略。

4.一种网际协议地址重分配的方法，其特征在于，所述方法包括：

AF接收SMF发送的IP地址和\或策略分配请求；

响应所述IP地址和\或策略分配请求，为终端确定IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同区域实现不同的跨区下线策略；

将所述IP地址和\或重分配策略发送给SMF；

其中，所述响应所述IP地址和\或策略分配请求，为终端确定IP地址和重分配策略，包括：

根据所述IP地址和策略分配请求中所携带的流量描述信息，确定与所述终端的当前业务相匹配的跨区下线策略；

根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的目标用户标识符，确定与所述用户相匹配的跨区下线策略；

根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的空间有效条件，确定与所述终端所处的位置区域相匹配的跨区下线策略；

根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略，包括：

根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定地址重分配等待时间；

根据所述地址重分配等待时间，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述IP地址和重分配策略发送给SMF之前，所述方法还包括：

当同一个业务同一个区域的同一组用户所采用的重分配策略相同，且为首次发送时，将所述IP地址和重分配策略发送给所述SMF；

相应地，当所述同一个业务同一个区域的同一组用户所采用的重分配策略相同，且为非首次发送时，只将所述IP地址发送给所述SMF。

7.一种网际协议地址重分配的方法，其特征在于，所述方法包括：

AMF接收SMF发送的IP地址和重分配策略；

确定终端当前处理的业务信息、用户标识和位置区域；

判断所述业务信息、用户标识和位置区域与所述重分配策略是否相符；

当所述业务信息、用户标识和位置区域均与所述重分配策略相符时，保存所述IP地址；

当所述业务信息、用户标识和位置区域中任一项与所述重分配策略不相符时，发起所述终端的PDU会话释放流程；

8.一种网际协议地址重分配的装置，其特征在于，所述装置包括第一发送模块、第一接收模块和第二发送模块，其中：

所述第一接收模块，用于接收AF分配的IP地址和\或重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同位置区实现不同的跨区下线策略；其中，当所述IP地址和\或策略分配请求中携带流量描述信息时，所述重分配策略为基于不同的业务实现不同的跨区下线策略；当所述IP地址和\或策略分配请求中携带目标用户标识符时，所述重分配策略为基于不同用户实现不同的跨区下线策略；当所述IP地址和\或策略分配请求中携带空间有效条件时，所述重分配策略为基于所述终端所处的不同的区域实现不同的跨区下线策略；当所述IP地址和\或策略分配请求中携带时间有效条件时，所述重分配策略为基于所述终端在相邻区域的边界来回移动而实现的跨区下线策略；

9.一种网际协议地址重分配的装置，其特征在于，所述装置包括第二接收模块、确定模块和第三发送模块，其中：

所述第二接收模块，用于AF接收SMF发送的IP地址和\或策略分配请求；

所述确定模块，用于响应所述IP地址和\或策略分配请求，为终端确定IP地址和重分配策略；其中，所述重分配策略为针对不同业务、不同用户和不同区域实现不同的跨区下线策略；其中，所述响应所述IP地址和\或策略分配请求，为终端确定IP地址和重分配策略，包括：根据所述IP地址和策略分配请求中所携带的流量描述信息，确定与所述终端的当前业务相匹配的跨区下线策略；根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的目标用户标识符，确定与所述用户相匹配的跨区下线策略；根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的空间有效条件，确定与所述终端所处的位置区域相匹配的跨区下线策略；根据所述IP地址和\或策略分配请求中所携带的时间有效条件，确定与所述终端在相邻区域的边界来回移动时的跨区下线策略；

所述第三发送模块，用于将所述IP地址和\或重分配策略发送给SMF。

10.一种网际协议地址重分配的装置，其特征在于，所述装置包括第四接收模块、检测模块、判断模块、保存模块、会话释放模块和地址重分配模块，其中：

所述保存模块，用于当所述业务信息、用户标识和位置区域均与所述重分配策略相符时，保存所述IP地址；

11.一种网际协议地址重分配的设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述方法中的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行上述权利要求1至7任一项提供的网际协议地址重分配的方法。