CN1842011A - 一种基于流量进行计费的改进方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于流量进行计费的改进方法，运行在具有工作在穿透模式下的计费网关的网络环境中，包括如下步骤：(1)可用计费网关接收到接入层网络设备发送来的计费更新报文并重组后，发送所述重组后的计费更新报文到远程认证拨号用户服务服务器，其中所述计费更新报文中含有用户流量的信息；(2)所述远程认证拨号用户服务服务器接收所述计费更新报文，并通过对计费更新报文中所含的用户流量与本地数据库中的对应用户流量进行比较，并根据比较结果返回计费应答报文到所述可用计费网关(3)所述可用计费网关收到所述计费应答报文后，从计费应答报文后获取当前用户流量，并用此用户流量数值更新本地表中用户流量。采用本发明所述的方法能在较好的维护上网用户流量的情况下改进计费方法，避免网络经营商的经济损失。

Description

一种基于流量进行计费的改进方法和系统

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体地说，涉及一种基于流量进行计费的改进方法和系统。

背景技术

随着宽带网络技术的发展，运营商、企业网以及校园网都要求宽带网络能够提供智能的计费、认证、可管理的网络，以便能够很好地提供网络运营的条件，同时，还需要实现基于用户的流量计费，通过精细化的流量计费，彻底消除以往基于时长的计费带来的Proxy(代理服务器)上网问题，以免使网络长时间被Proxy占用而使计费无法收回成本。

计费网关以硬件方式代替软件方式处理网络管理和计费，不仅可以解决软件网关所遗留的问题，而且全面提速、提供千兆线速转发，另外，通过其强大的流量处理能力，可以有效地提升网络的整体安全性和可靠性。但为了保证运营商的利益和终端用户的服务质量，在计费网关单方面异常断电重启的情况下，如何在保证网络应用的稳定性和可靠性的同时，最大程度地有效维护当前所有上网用户基于流量的计费，是目前上网计费系统不得不考虑的问题。

当前，基于硬件方式的计费网关处理基于上网用户流量的管理和计费的一种方式为计费网关工作于穿透模式，图1所示为典型的计费网关工作于穿透模式下的网络接入计费系统的网络环境。在该系统中，核心部件为接入层网络设备、计费网关和RADIUS(RemoteAuthentication Dial-In User Service，远程认证拨号用户服务)服务器。

为了保证网络运营的可靠性及稳定性，图1中所示的计费网关也可以为设为两台互为备份的计费网关，图2所示即为同时拥有两台互为备份的计费网关的组网结构图。其中，在该组网结构中，交换机之间运行STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)协议，由于STP协议保证将每台交换机放在树形结构上，从而使任何2台交换机之间只有一条路径，亦即，可以确保数据流量从A和B只走其一，如果存在冗余链路，对应的端口就设置成阻塞模式而不转发分组。这种组网形式和功能消除了出现网桥回路的可能，计费网关之间运行VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由备份协议)协议，以监视RADIUS-link(远程认证拨号用户服务-连接)端口。

但在上述两种实际的网络环境中，都存在计费网关异常重起后的流量计量不准确问题。具体地说就是，在计费网关重启过程中，由于计费网关重启的时间间隔很短，终端用户、接入层交换机以及RADIUS(Remote Authentication Dial-In User Service，远程认证拨号用户服务)服务器都不知道这个情况的，因此，在计费网关重启后，接入层设备上用户所连接的认证端口仍是开启的，所有认证过的用户都能正常上网。但是，在计费更新时，RADIUS接收到的当前用户的流量是从零开始的，在一段时间内是一个很小的量，远比RADIUS服务器上数据库中保存的用户流量要小，此时，RADIUS服务器会认为计费网关所记录的用户流量不准确，从而将该流量丢弃，造成用户可以在一段时间内免费上网，给运营商带来了很大的经济损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种在上述两种网络环境中，能保证计费网关设备异常重启后，在最大程度上有效地维护基于用户上网流量的计费的方法和系统。

为此，本发明提供的一种基于流量进行计费的改进方法，运行工作在穿透模式下的计费网关的网络环境中，所述网络环境包括接入层网络设备、远程认证拨号用户服务服务器、至少一台计费网关和一个用户，所述接入层网络设备通过计费网关连接到远程认证拨号用户服务服务器，其包括如下步骤：

(1)可用计费网关接收到接入层网络设备发送来的计费更新报文并重组后，发送所述重组后的计费更新报文到远程认证拨号用户服务器，其中所述计费更新报文中携带有当前用户流量信息；

(2)所述远程认证拨号用户服务器接收到前述计费更新的报文后，根据计费更新报文中的用户流量与本地数据库中的用户流量比较的结果，返回计费应答报文到所述可用计费网关；

(3)所述可用计费网关收到计费应答报文后，从计费应答报文后获取当前用户流量，并用此用户流量数值更新本地表中用户流量。

其中，步骤(2)中具体的比较处理步骤为：

(21)所述远程认证拨号用户服务服务器获取所述计费更新报文中的用户流量F1；

(22)所述远程认证拨号用户服务器获取本地数据库中的用户流量F2；

(23)判断所述F1是否大于F2，如F1大于F2则用F1更新数据库中的F2；否则，则将所述F2写入计费应答报文；

(24)发关计费应答报文到计费网关。

其中，所述的计费网关即可以为两个，也可以为一个。

其中，当所述的计费网关为两个时，则其中一个处于工作状态，另外则一个处于备用状态，如果所述处于工作状态的计费网关由于某种未知原因单方面异常重启之后，所述处于备用状态的计费网关马上处于工作状态，使得终端上网用户的正常上网业务不会受到任何影响。

其中，所述接入层网络设备之间运行生成树协议，所述计费网关之间运行虚拟路由备份协议。

与本发明对应的基于流量进行计费的系统，包括：

接入层网络设备，用来接入上网用户；

工作在穿透模式下的计费网关，用来完成用户流量的采集；

远程认证拨号用户服务器，至少用来配合计费网关完成智能计费；

所述接入层网络设备通过计费网关连接到远程认证拨号用户服务服务器；其中：

所述远程认证拨号用户服务服务器通过比较计费网关传来的含有用户流量信息的计费更新报文与本地数据库中对应的用户流量，进而在返回计费应答报文中写入适当的用户流量信息给计费网关。

其中，所述远程认证拨号用户服务服务器的比较处理过程为：

接收所述接入层网络设备传来的计费更新报文；

获取所述计费更新报文中的用户流量F1；

获取本地数据库流量中的用户流量F2；

判断所述F1是否大于F2，如F1大于F2则用F1更新F2，否则将所述F2写入计费应答报文；

发送计费应答报文到所述计费网关。

其中，所述计费网关即可以为两个，也可以为一个。

其中，当所述的计费网关为两个时，其中一个处于工作状态，另一个处于备用状态，如果所述处于工作状态的计费网关由于某种未知原因单方面异常重启之后，所述处于备用状态的计费网关马上处于工作状态，使得终端上网用户的正常上网业务不会受到任何影响。

其中，所述两个计费网关何者处于主用状态，何者处于备用状态，是通过在接入层设备中备置实现。

与现有的技术方案相比较，由于本发明提供的方法和系统中，当计费网关因异常断电重启后，通过及时地发送计费更新报文给远程认证拨号用户服务器，进而使其更新数据库中的用户流量，并进一步根据计费更新报文中的信息决定返回给计费网关的应答报文。从而解决了现有技术中当计费网关重启之后，计费更新请求中较小的用户流量被远程认证拨号用户服务服务器认为异常从而抛弃，使得一段时间内的上网用户流量计量不准确的问题。

附图说明

图1是本发明仅有一个计费网关工作在穿透模式下的组网结构图。

图2是本发明同时拥有两个互为备份的计费网关工作在穿透模式下的组网结构图。

图3是本发明提供的基于流量进行计费的改进方法流程图。

具体实施方式

本发明的关键点就在于在本发明所应用的具体网络环境中，RADIUS服务器能够智能的识别计费网关发送来的计费更新报文，并根据计费更新报文中的信息决定返回给计费网关的应答报文。基于此，本发明提供了以下的方法和系统，具体的实施方式将结合附图进一步详细说明。

根据现有网络环境中计费网关的具体工作模式的差异，本发明所提供的方法具体有两种实施方式(计费网关单机模式或双机互为备份模式)，以下将以具有工作在穿透模式下的计费网关双机备份为典型网络环境进行阐述，具有工作在穿透模式下的单个计费网关的网络环境中应用本方法时只是相应省略某些步骤而已。

<实施例1>

如图2所示，在计费网关工作在穿透模式下的双机备份组网结构图中，交换机之间运行STP协议，由于STP协议保证将每台交换机放在树形结构上，从而使任何2台交换机之间只有一条路径，亦即，可以确保数据流量从A和B端口只走其一，如果存在冗余链路，对应的端口就设置成阻塞模式而不转发分组。计费网关之间运行VRRP协议，以监视RADIUS-link端口。计费网关1和计费网关2互为备份，正常情况下有一台计费网关处于工作状态，一台计费网关处于备份状态。

假设图2中计费网关1处于正常工作状态，计费网关2处于备份状态。当计费网关1由于某种异常单方面断电时，计费网关2马上处于工作状态，在计费网关1重启过程中，图2所示的组网结构图保证了用户的正常上网业务不会受到任何影响，另外，此时计费网关2采集到的用户流量是一个很小的值，而用户流量的维护任务由RADIUS服务器完成，在计费应答报文中，RADIUS服务器将本地数据库中的当前用户流量作为一个报文内容的一部分，返回给计费网关2，计费网关2从计费更新报文中获取当前用户的流量，并对本地用户流量做实时更新，此后用户的流量采集和记录都与计费网关1重启之前的过程一样。

具体来说，有关本发明基于流量进行计费的流程图如图3所示，在图3中，加粗虚线用来表示隔开各种设备的处理流程，最上面的表示接入层设备流程，中间的表示计费网关流程，最下面的表示RADIUS服务器流程。首先，接入层网络设备根据设定的周期定期检查计费更新周期是否结束，如果没结束则处于等待状态。如果接入层网络设备发现计费更新时间周期已经结束，则发送计费更新报文到计费网关。这时需要判断哪个计费网关可用，如果计费网关1可用则利用计费网关1获取本地表中用户流量，重组远程认证拨号用户服务服务器计费更新报文。如果计费网关1因某种原因重启变得不可用时，则进一步判断计费网关2是否可用，如果计费网关2可用，则利用计费网关2获取计费网关本地表中用户流量，重组远程认证拨号用户服务服务器计费更新报文，否则超时结束。计费更新报文重组之后，当前可用的计费网关发送计费更新报文到远程认证拨号用户服务服务器，远程认证拨号用户服务器获取计费更新报文后，获取所述计费更新报文中的用户流量F1，并从本地数据库中取出用户流量F2，然后判断所述F1是否大于F2，如F1大于F2则用F1更新数据库中的用户流量F2，并发送计费应答报文到所述可用计费网关。否则，则直接将所述F2写入计费应答报文，然后发送计费应答报文到可用计费网关。当前可用的计费网关收到所述计费应答报文后，从计费应答报文后获取当前用户流量，并用此用户流量数值更新本地表中用户流量；然后可用计费网关发送计费更新报文到NAS(Network Access Server，网络接入服务器)。

<实施例2>

按照图1所示的组网结构需要两台计费网关，如果运营商经济条件有限，只有一台计费网关时，本发明同样可以实现基于上网用户的流量进行精确的计费。

图1所示的网络结构即是这种组网情况，其中只有一台计费网关。此时计费网关的一个GE(千兆以太网)端口与核心交换机相连，另一个与外网相连，此处的外网一般是Internet或CERNET，该计费网关可以透明并线速地将流量转到外网上，同时完成基于用户的流量采集，和RADIUS服务器配合，完成智能计费和日志监控；另一个百兆、千兆自适应接口支持和RADIUS服务器通过RADIUS协议进行流量的采集上报。

具体流程上来说，和双机备份时的流程基本相同，相比之下只是缺少了两台互为备份的计费网关间的切换。如图1所示，如果计费网关单方面异常断电重启后，接入层交换机发送了计费更新报文，计费网关通过计费更新报文转发到RADIUS服务器的用户流量是一个很小的值，RADIUS服务器比较计费更新报文中携带的用户流量和本地数据库中所存储的用户流量，如果检测到计费网关送上来的流量要比本地数据库中的用户流量要小，RADIUS服务器就通过计费应答报文将本地数据库中的流量返回给计费网关，从而更新计费网关中的当前用户流量。经过这个过程之后，计费网关中的流量就比较准确了，因而也能最大程度上防止用户流量的丢失。

综合图1、图2，本发明所提供的基于流量计费不准确的改进系统的具体构成是：至少包括有工作在穿透模式下的计费网关、接入层网络设备、远程认证拨号用户服务服务器及用户，其中接入层网络设备通过计费网关连接到远程认证拨号用户服务服务器。接入层网络设备根据设定的周期定期发送计费更新报文到计费网关，计费网关将报文重组后发送给远程认证拨号用户服务服务器，其关键就在于所述远程认证拨号用户服务服务器含有一个计费报文处理模块，用来接收所述计费网关重组的接入层网络设备传来的计费更新报文并进行处理，并根据处理的结果返回计费应答报文给所述计费网关。

其中，所述远程认证拨号用户服务服务器中所述的计费报文处理模块的处理过程包括：

接收所述接入层网络设备传来的计费更新报文；

获取所述计费更新报文中的用户流量F1；

获取本地数据库流量中的用户流量F2；

判断所述F1是否大于F2，如F1大于F2则用F1更新F2；

将所述F2写入计费应答报文；

发送计费应答报文到所述计费网关。

另外，本系统的计费网关可以是两个，具体构成如图2所示，也可以是单个计费网关，具体构成则如图1所示。

综上所述，采用本发明所述的方法和系统，可以防止计费网关在异常断电重启情况下，有效地维护用户的流量信息，不至于给运营商带来经济损失，同时在计费网关重启过程中，将对用户正常的上网业务的影响消除或降低到最小，保证了网络运行的可靠性和稳定性。

Claims (10)

1、一种基于流量进行计费的改进方法，运行工作在穿透模式下的计费网关的网络环境中，所述网络环境包括接入层网络设备、远程认证拨号用户服务服务器、至少一台计费网关和一个用户，所述接入层网络设备通过计费网关连接到远程认证拨号用户服务服务器，其特征在于包括如下步骤：

(1)可用计费网关接收到接入层网络设备发送来的计费更新报文并重组后，发送所述重组后的计费更新报文到远程认证拨号用户服务器，其中所述计费更新报文中携带有当前用户流量信息；

(2)所述远程认证拨号用户服务器接收到前述计费更新的报文后，根据计费更新报文中的用户流量与本地数据库中的用户流量比较的结果，返回计费应答报文到所述可用计费网关；

(3)所述可用计费网关收到计费应答报文后，从计费应答报文后获取当前用户流量，并用此用户流量数值更新本地表中用户流量。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中具体的比较处理步骤为：

(21)所述远程认证拨号用户服务服务器获取所述计费更新报文中的用户流量F1；

(22)所述远程认证拨号用户服务器获取本地数据库中的用户流量F2；

(23)判断所述F1是否大于F2，如F1大于F2则用F1更新数据库中的F2；否则，则将所述F2写入计费应答报文；

(24)发关计费应答报文到计费网关。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述的计费网关即可以为两个，也可以为一个。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述的计费网关为两个时，则其中一个处于工作状态，另外则一个处于备用状态，如果所述处于工作状态的计费网关由于某种未知原因单方面异常重启之后，所述处于备用状态的计费网关马上处于工作状态，使得终端上网用户的正常上网业务不会受到任何影响。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接入层网络设备之间运行生成树协议，所述计费网关之间运行虚拟路由备份协议。

6、一种基于流量进行计费的系统，包括：

接入层网络设备，用来接入上网用户；

工作在穿透模式下的计费网关，用来完成用户流量的采集；

远程认证拨号用户服务器，至少用来配合计费网关完成智能计费；

所述接入层网络设备通过计费网关连接到远程认证拨号用户服务服务器；其特征在于：

所述远程认证拨号用户服务服务器通过比较计费网关传来的含有用户流量信息的计费更新报文与本地数据库中对应的用户流量，进而在返回计费应答报文中写入适当的用户流量信息给计费网关。

7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述远程认证拨号用户服务服务器的比较处理过程为：

接收所述接入层网络设备传来的计费更新报文；

获取所述计费更新报文中的用户流量F1；

获取本地数据库流量中的用户流量F2；

判断所述F1是否大于F2，如F1大于F2则用F1更新F2，否则将所述F2写入计费应答报文；

发送计费应答报文到所述计费网关。

8、如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述计费网关即可以为两个，也可以为一个。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，当所述的计费网关为两个时，其中一个处于工作状态，另一个处于备用状态，如果所述处于工作状态的计费网关由于某种未知原因单方面异常重启之后，所述处于备用状态的计费网关马上处于工作状态，使得终端上网用户的正常上网业务不会受到任何影响。

10、如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述两个计费网关何者处于主用状态，何者处于备用状态，是通过在接入层设备中备置实现。

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