WO2012088829A1 - 一种网络系统及其网元间消息交互的方法 - Google Patents

一种网络系统及其网元间消息交互的方法 Download PDF

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WO2012088829A1
WO2012088829A1 PCT/CN2011/074659 CN2011074659W WO2012088829A1 WO 2012088829 A1 WO2012088829 A1 WO 2012088829A1 CN 2011074659 W CN2011074659 W CN 2011074659W WO 2012088829 A1 WO2012088829 A1 WO 2012088829A1
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WO
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user
message
request
interaction
mapping relationship
Prior art date
Application number
PCT/CN2011/074659
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English (en)
French (fr)
Inventor
姚成亮
颜正清
张世伟
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W60/00—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration

Definitions

  • the present invention relates to the field of mobile communications and the Internet, and in particular, to a network system for identity identification and location separation, and a method for message interaction between network elements.
  • the IP address serves both as the location identifier for the communication and as the identity for the user.
  • TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol
  • the system routes the 4 ⁇ query to the destination through the user's IP address, and the application also establishes a connection construction session through the IP address. Complete the app function.
  • the IP address has a dual role, both as the identity of the application user and as the location information of the communication node. In this case, when the location of the user moves, the identity changes, which causes the upper layer service to be interrupted, and the mobility of the user service cannot be realized. Indeed hindered the development and application of mobile Internet.
  • a network with identity and location separation is introduced.
  • the host configures an Access Identification (AID) as the identity;
  • the Access Service Router (ASR) is equipped with a Route Identifier (RID) as the location identifier.
  • the Identity and Location Register (ILR) is used as the mapping relationship server to store the mapping relationship between the AID and the RID. All hosts are registered and authenticated by the ASR and access the network. When the Host accesses the ASR and leaves the ASR, the ASR needs to report to the ILR.
  • the ILR saves the mapping relationship between the identity AID of the Host and the RID of the location ⁇ AID, RID>.
  • the ASR needs to initiate a mapping relationship query to the ILR.
  • the ILR also provides a response to the query mapping relationship.
  • the mapping between identity and location information needs to be exchanged between the two network devices of ASR and ILR. It is necessary to define a method and corresponding connection of message interaction between network elements. mouth
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a network system and a method for message interaction between network elements, which are used to provide a mechanism for interaction between network elements between an access service router and a mapping relationship server of a network system. Implement the interaction of identity and location mapping messages.
  • the present invention provides a network system, where the network system includes: a client device, an access service router, and a mapping relationship server, where: the mapping relationship server is configured to: save an identity (AID) and Corresponding location identifier
  • the access service router is configured to: perform a user registration process, and/or a user location information query process by using an interaction message of the request and response mode with the mapping relationship server according to the request of the client device, And/or user offline process.
  • the interaction message includes a combination of the following information: a version number, a type of message interaction, a message length, a message parameter, and a first packet protocol version.
  • the type of the interaction message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, a user offline response, a user location information query request, and a user location information query response;
  • the message parameters include one of the following parameters or a combination thereof according to the type: the identity device AID of the client device, the location identifier RID, the return code, and the first packet of the user service.
  • the access service router performs the user registration process according to the request of the user equipment and the interaction message between the mapping relationship server and the request and response mode, where the interaction message includes: a user registration request message and a user Registering a reply message; the access service router is configured to perform a user registration process by using an interactive message of the request and response mode with the mapping relationship server according to the request of the client device as follows: When the user is registered, the access service router accessing the user registration request message reports the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier of the user to the mapping relationship server, so that the mapping relationship server saves the user.
  • the access service router performs the process of querying the user location information by using the interaction message of the request and response mode by the mapping relationship server according to the request of the user equipment, where the interaction message includes: the user location information query The request message and the user location information query response message; the access service router is configured to perform the user location information query process according to the request of the user equipment according to the request of the user equipment, and the mapping relationship server utilizes the request and response mode:
  • the access service router accessing the device, when receiving the service packet initially sent by the user to the destination user, uses the user location information query request message to send a query request of the location identifier of the destination user to the mapping relationship server; and receiving the mapping relationship After querying the mapping relation database according to the query request, the server uses the user location information to query the query result returned by the response message to the access service router.
  • the access service router is further configured to: in the process of querying the user location information, the access service router accessed by the user equipment saves the first service packet initially sent by the user to the destination user. After receiving the query response message, the packet forwards the first packet to the access service router of the destination user according to the query result; or, the access service router is further configured to: in the user location information query process The access service router accessing the user equipment sends the first packet of the service packet initially sent by the user to the mapping user to the mapping relationship server; and the mapping relationship server is further configured to: query the identity of the destination user After the identification, the first packet is forwarded to the access service router of the destination user according to the query result.
  • the access service router performs the offline process of the user according to the request of the user equipment and the interaction message of the mapping relationship server by using the request and response mode
  • the interaction message includes: a user offline request message and a user offline response message;
  • the access service router is configured to perform a user offline process by using an interaction message of the mapping relationship server with the request and response mode according to the request of the user equipment as follows:
  • the access service router accessed by the user equipment reports the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier of the user to the mapping relationship server when the user is offline; and receiving the mapping relationship server After the saved mapping relationship between the identity of the user and the access location identifier thereof is deleted and deleted, the confirmation information returned by the user offline response message to the access service router is used.
  • the mapping relationship server is further configured to: return the corresponding error code if an operation error occurs during the execution of the user registration process, and/or the user location information query process, and/or the user offline process
  • the access service router is further configured to: perform corresponding exception processing according to the error code.
  • the format of the message parameter carried by the interaction message is: a type (T) + a length (L) + a value (V); wherein the type is a parameter type used to identify the parameter; Length, used to identify the length of the parameter; the value range, used to carry the content of the parameter.
  • the access service router is configured with a message interaction state machine, which is used to provide a reliability mechanism for a user registration process, and/or a user location information query process, and/or a user offline process,
  • the state of the state machine includes an initialization state, a wait for acknowledgement state, and an end state.
  • the present invention also provides a method for message interaction between network elements, which is used to implement message interaction in a network system including a client device, an access service router, and a mapping relationship server, and the method includes:
  • the mapping relationship server stores mapping relationship information between the identity identifier (AID) and the corresponding location identifier (RID); and the access service router performs the interaction message with the mapping relationship server by using the request and response mode according to the request of the client device User registration process, and/or user location information query process, And/or user offline process.
  • the interaction message includes a combination of the following information: a version number, a type of message interaction, a message length, a message parameter, and a first packet protocol version;
  • the type of the interaction message includes: a user registration request, a user Registration response; user offline request, user offline response; user location information query request, and user location information query response;
  • the message parameters carried by the interaction message include one of the following parameters or a combination thereof according to different types: The identity device AID of the end device, the location identifier RID, the return code, and the first packet of the user's service.
  • the access service router performs the user registration process according to the request of the user equipment and the interaction message of the mapping relationship server by using the request and response mode, where the interaction message includes: a user registration request message and a user registration a response message; the step of the access service router performing the user registration process with the interaction message of the mapping relationship server using the request and response mode according to the request of the user equipment: the access service router accessed by the user equipment is registered by the user The user registration request message is used to report the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier thereof to the mapping relationship server; and the mapping relationship server saves the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier thereof, and utilizes The user registration response message returns confirmation information to the access service router.
  • the interaction message includes: a user registration request message and a user registration a response message
  • the step of the access service router performing the user registration process with the interaction message of the mapping relationship server using the request and response mode according to the request of the user equipment: the access service router accessed
  • the access service router performs the process of querying the user location information by using the interaction message of the request and response mode by the mapping relationship server according to the request of the user equipment, where the interaction message includes: the user location information query request Message and user location information query response message;
  • the step of the access service router performing the user location information query process by using the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment includes: the access service router accessed by the user equipment, receiving the When the user initially sends the service packet to the destination user, the user location information query request message is used to send the query request of the location identifier of the destination user to the mapping relationship server;
  • the mapping relationship server queries the mapping relation database according to the query request and returns the query result to the access service router by using the user location information query response message.
  • the first packet of the service packet initially sent by the user to the destination user is sent to the access service router of the destination user by one of the following methods:
  • the access service router saves the first packet, and after receiving the query response message, forwards the first packet to an access service router of the destination user according to the query result; or, the access service accessed by the user equipment
  • the router sends the first packet to the mapping service server, and after searching the identity of the destination user, the mapping relationship server forwards the first packet to the access service router of the destination user according to the query result.
  • the access service router performs the offline process of the user with the interaction message of the request and response mode according to the request of the user equipment, and the interaction message includes: the user offline request message and the user offline a response message; the step of the access service router performing the offline process of the user with the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment: the access service router accessed by the user equipment is offline when the user is offline And mapping, by the user offline request message, the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier thereof to the mapping relationship server; and mapping the saved identity identifier of the user and the access location identifier thereof by the mapping relationship server After the relationship is logged off, the user offline response message is used to return confirmation information to the access service router.
  • the format of the message parameter carried by the interaction message is: type (T) + length (L) + value (V); wherein the type is used to identify the parameter type of the parameter;
  • the length of the parameter is used to identify the length of the parameter.
  • the value range is used to carry the content of the parameter.
  • the access service router is configured with a message interaction state machine, which is used to provide a reliability mechanism for a user registration process, and/or a user location information query process, and/or a user offline process.
  • the state of the state machine includes an initialization state, a wait for acknowledgement state, and an end state.
  • the present invention also provides an access service router, which is located in a network system including a client equipment, an access service router, and a mapping relationship server, where the access service router includes a message with the mapping relationship server.
  • An interactive interactive message interface configured to: send and receive an interactive message, the interaction message comprising a combination of the following information: a version number, a type of message interaction, a message length, a message parameter, and a first package protocol version .
  • the type of the interaction message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, a user offline response, a user location information query request, and a user location information query response;
  • the carried message parameters include one of the following parameters or a combination thereof according to the type: the identity device AID of the client device, the location identifier RID, the return code, and the first packet of the user service.
  • the access service router further includes: a message interaction state machine, where the state machine is set to: a user registration process between the access service router and the mapping relationship server, and/or a user location
  • the information query process, and/or the user offline process provides a reliability mechanism
  • the state of the state machine includes an initialization state, a wait confirmation state, and an end state.
  • the present invention further provides a mapping relationship server, which is located in a network system including a client device, an access service router, and a mapping relationship server, where the mapping relationship server includes message interaction with the access service router.
  • the interactive message interface is configured to: send and receive an interaction message, the interaction message comprising a combination of the following information: a version number, a type of message interaction, a message length, a message parameter, and a first package protocol version.
  • the type of the interaction message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, a user offline response, a user location information query request, and a user location information query response;
  • the message parameters include one of the following parameters or a combination thereof according to the type: the identity device AID of the client device, the location identifier RID, the return code, and the use The first package of the business.
  • the present invention also proposes an interactive message including a combination of the following information: a version number, a type of an interactive message, a message length, and a message parameter.
  • the type of the interactive message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, a user offline response, a user location information query request, and a user location information query response;
  • the message parameters include one of the following parameters or a combination thereof according to the type: the identity device AID of the client device, the location identifier RID, the return code, and the first packet of the user service.
  • the format of the message parameter carried by the interactive message is: a type (T) + a length (L) + a value (V); wherein the type is a parameter type for identifying the parameter; Length, used to identify the length of the parameter; the value range, used to carry the content of the parameter.
  • the interactive message is carried in a Transmission Control Protocol (TCP), a User Datagram Protocol (UDP) or an Original Internet Protocol (RAWIP).
  • TCP Transmission Control Protocol
  • UDP User Datagram Protocol
  • RAWIP Original Internet Protocol
  • the invention provides a message interaction process definition, a message interaction model, a message interaction interface and a format definition, and a state machine definition for realizing a message interaction process, in an identity and location separation network, a message interaction process definition of message interaction between ASR and ILR two network elements, effectively Solved the problem of message interaction between network elements.
  • the invention is not limited to the identity and location separation network.
  • a set of message interaction processes between network elements can be completely implemented. Since the interactive message uses the mode of request response, the reliability of the interaction can be effectively ensured, and the security code carried in the message can ensure the security of the interaction.
  • an exception handling mechanism is also set and the state machine is used to control the interaction process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an identity and location separation network topology
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a user registration process
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a first packet of a user location query process by ILR forwarding mode
  • FIG. 4 is another schematic diagram of a user location query process.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a user offline process
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an ASR and ILR message interaction model
  • FIG. 7 is a schematic diagram of an interactive message encapsulation format
  • FIG. 8 is a schematic diagram of an overall format of an interactive message
  • FIG. 10 is a schematic diagram of the interactive message TLV format
  • FIG. 11 is a schematic diagram of the ASR state machine.
  • the interaction process includes: a user registration process, a user offline process, and a user location information query process.
  • User registration process In the user access identity and location separation network, the routing node ASR accessed by the user reports the mapping relationship between the user identity and its access location identifier to the mapping relationship server ILR, and the mapping information is saved by the ILR server. And the ASR is replied to the confirmation information.
  • the offline process of the user When the user is offline from the identity and location, the offline routing request is sent by the routing node ASR to the mapping relationship server ILR, and the mapping relationship between the user's identity and its location identifier is reported.
  • the user location information query process When the user initially sends a service packet to a destination user, the ASR to the mapping server is accessed by the user. The ILR sends a query request for the location identifier of the destination user. After receiving the query request, the ILR queries the server mapping database and returns the queried result (location identifier) to the ASR.
  • the first packet forwarded by the user to the ASR can be sent to the ILR through the message interface, and then the ILR queries the destination AID and forwards it to the destination ASR.
  • the original ASR can also save the first packet to be received.
  • the result of the query returned by the ILR is sent to the destination ASR.
  • the ILR can return its error code to the ASR if an operation error occurs, for ASR to refer to and corresponding exception handling.
  • the interactive message should include a combination of the following information: version number, type of interactive message, message length, and message parameters. Further, the interaction message may further include a first package protocol version of the service. The version number is defined to support the version of different interactive messages or future upgrades. Generally, if the first packet of the service is sent to the ILR through the message and then forwarded by the ILR, the bearer protocol version of the first packet needs to be specified in the message to facilitate the ILR selection.
  • the protocol stack forwards; defines the type of the interactive message to support various operations; defines the message length, and the receiving end judges and processes the message length according to the field; Further, the type of the interactive message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, a user offline response, a user location information query request, and a user location information query response; further, the message parameters carried in the interaction message include One of the following information or a combination thereof: AID - requesting identity ID information of the mobile terminal;
  • RID - location routing identifier used to query the location route identifier result returned in the request response message, the location route identifier registered in the login request message, and the source route identifier carried in the first packet query request; return code - ILR processing operation Return code; first packet - user service first packet data;
  • the operations refer to types of operations such as login, logout, and query, or new operational types can be added later for application requirements. Among them, the login and logout are for the entire system, which are consistent with the registration (online) and offline operations expressed from the perspective of the user.
  • the mapping server ILR for identity and location identification can be described as a mapping plane from a more abstract and professional way.
  • the above operations can be abstractly understood as mapping of a mapping plane's work completion identity and location identifier and providing related query services.
  • the interaction message between ASR and ILR in Figure 6 can also be called an operation message.
  • the parameter format of the interaction message is: (T) + length (L) + value (V); wherein the type is used to identify the parameter type of the parameter; the length is used to identify the parameter The length of the parameter; the value range is used to carry the content of the parameter.
  • the interactive message belongs to an application message, and may be carried on any transmission bearer protocol, which may be IP TCP/User Datagram Protocol (UDP) I original IP (RAWIP), or other transmission. protocol.
  • UDP IP TCP/User Datagram Protocol
  • RAWIP original IP
  • the message interaction state machine can be set to complete the message interaction process between ASR and ILR; Because the bearer protocol of the message is not mandatory, the state machine implements a reliability mechanism (including an acknowledgment mechanism and a timeout retransmission mechanism) for the message interaction process. Further, the state machine implements the definition of the interactive message timing. The timer is used to support the confirmation of the waiting operation request and complete the timeout retransmission function. At the same time, it is necessary to set the exception handling in the interaction process, implement the error code returning that needs to support the remote operation, and perform the corresponding exception handling mechanism locally.
  • the exception handling mechanism can be integrated into the state machine or implemented separately in the processing flow.
  • a network system includes a user equipment, an access service router, and a mapping relationship server, where: the mapping relationship server is configured to: save mapping relationship information between an identity identifier (AID) and a corresponding location identifier (RID);
  • the access service router performs a user registration process, and/or a user location information query process, and/or a user offline process by using an interaction message of the request and response mode with the mapping relationship server according to the request of the client device.
  • the interaction message includes a combination of the following information: a version number, a type of message interaction, a message length, and a message parameter.
  • the type of the interaction message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, and a user offline response; a user location information query request and a user location information query response; and the message parameters carried by the interaction message are different according to types. It includes one of the following parameters or a combination thereof: the identity device AID of the client device, the location identifier RID, the return code, and the first packet of the user service.
  • the access service router is configured to: perform, according to the request of the user equipment, the user registration process by using the interaction message of the request and response mode by the mapping relationship server, where the interaction message includes: a user registration request message and a user registration response message;
  • the access service router accessing the user equipment reports the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier of the user to the mapping server by using the user registration request message;
  • the mapping relationship server saves the identity of the user.
  • a mapping relationship between the identifier and its access location identifier, and using the user registration response message to the access service The router returns a confirmation message.
  • the access service router performs the process of querying the user location information by using the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment, where the interaction message includes: a user location information query request message and a user location information query.
  • the response service message when the user equipment accesses the service message initially sent by the user to the destination user, uses the user location information query request message to send the query request of the location identifier of the destination user to the mapping relationship server.
  • the mapping relationship server queries the mapping relation database according to the query request and returns the query result to the access service router by using the user location information query response message.
  • the first packet of the service that is initially sent by the user to the destination user is sent to the access service router of the destination user by one of the following methods: an access service router accessed by the user equipment Saving the first packet, after receiving the query response message, forwarding the first packet to the access service router of the destination user according to the query result; or, the access service router accessed by the user equipment sends the first packet
  • the mapping relationship server queries the identity of the destination user
  • the mapping relationship server forwards the first packet to the access service router of the destination user according to the query result.
  • the access service router is requested by the user equipment.
  • the interaction message includes: a user offline request message and a user offline response message; and the access service router accessed by the user equipment is offline when the user is offline.
  • the ingress router returns a confirmation message.
  • the mapping relationship server is further configured to: return the corresponding error code if an operation error occurs during the execution of the user registration process, and/or the user location information query process, and/or the user offline process
  • the access service router is further configured to: perform corresponding exception processing according to the error code.
  • the message parameter includes one of the following parameters or a combination thereof according to a type: a client end The device's identity AID, location ID RID, return code, and the first packet of the user's service.
  • the format of the message parameter carried by the interaction message is: type (T) + length (L) + value (V); wherein the type is used to identify the parameter type of the parameter; the length is used to identify the parameter.
  • the access service router is configured with a message interaction state machine, and the state machine is configured to provide a reliability mechanism for a user registration process, and/or a user location information query process, and/or a user offline process, where the state of the state machine includes Initialization state, wait for acknowledgement state, and end state.
  • An access service router is located in a network system including a client device, an access service router, and a mapping relationship server, where the access service router includes an interaction message interface for performing message interaction with the mapping relationship server, and the interaction message interface Set to: send and receive interactive messages, the interaction message includes a combination of the following information: version number, type of message interaction, message length, and message parameters.
  • the type of the interaction message includes: a user registration request and a user registration response; a user offline request and a user offline response; a user location information query request and a user location information query response; and the message parameters carried by the interaction message are different according to types, including One of the following parameters or a combination thereof: the identity device AID of the client device, the location identifier RID, the return code, and the first packet of the user service.
  • the format of the message parameter carried by the interaction message is: type (T) + length (L) + value (V); wherein the type is used to identify the parameter type of the parameter; the length is used to identify the parameter. The length of the value range used to carry the content of the parameter.
  • the access service router further includes: a message interaction state machine, the state machine is used for a user registration process between the access service router and the mapping relationship server, and/or a user location information query process, and/or a user offline process
  • a reliability mechanism is provided, and the state of the state machine includes an initialization state, a wait confirmation state, and an end state.
  • a mapping relationship server is located in a network system including a client device, an access service router, and a mapping relationship server, where the mapping relationship server includes an interaction message interface for performing message interaction with the access service router, and the interaction message interface is configured.
  • the interactive message includes a combination of the following information: version number, type of message interaction, message length, And message parameters.
  • the type of the interaction message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, a user offline response, a user location information query request, and a user location information query response; the message parameters carried by the interaction message are different according to types It includes one of the following parameters or a combination thereof: the identity device AID of the client device, the location identifier RID, the return code, and the first packet of the user service.
  • the format of the message parameter carried by the interaction message is: type (T) + length (L) + value (V); wherein the type is used to identify the parameter type of the parameter; the length is used to identify the parameter. The length of the value range used to carry the content of the parameter.
  • a method for message interaction between network elements configured to implement message interaction in a network system including a client device, an access service router, and a mapping relationship server, where the method includes: the mapping relationship server stores an identity (AID) and a corresponding Mapping information of the location identifier (RID); the access service router performs a user registration process and/or a user location information query process by using an interaction message of the request and response mode with the mapping relationship server according to the request of the client device, And/or user offline process.
  • the interaction message includes a combination of the following information: a version number, a type of an interaction message, a message length, and a message parameter.
  • the type of the interaction message includes: a user registration request, a user registration response, a user offline request, and a user offline response.
  • the user location information query request and the user location information query response; the message parameters carried by the interaction message include one of the following parameters or a combination thereof according to different types: the identity identifier AID of the client device, the location identifier RID, The return code, as well as the first package of the user's business.
  • the access service router performs the user registration process with the interaction message of the mapping relationship server using the request and response mode according to the request of the user equipment, where the interaction message includes: a user registration request message and a user registration response message;
  • the step of the service router performing the user registration process by using the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment includes: the access service router accessed by the user equipment uses the user registration request when the user registers
  • the mapping relationship relationship server reports the mapping relationship between the identity of the user and the access location identifier thereof; and the mapping relationship server saves the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier thereof, and uses the user registration response message to
  • the access service router returns an acknowledgement message.
  • the access service router performs the process of querying the user location information by using the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment, where the interaction message includes: a user location information query request message, a user location information query a response message; the step of the access service router performing the user location information query by using the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment: the access service router accessed by the user equipment,
  • the user location information query request message is used to send the query request of the location identifier of the destination user to the mapping relationship server; and the mapping relationship server queries the mapping relation database according to the query request and queries the query result.
  • the user service information inquiry response message is returned to the access service router.
  • the first packet of the service that is initially sent by the user to the destination user is sent to the access service router of the destination user by one of the following methods: an access service router accessed by the user equipment Saving the first packet, after receiving the query response message, forwarding the first packet to the access service router of the destination user according to the query result; or, the access service router accessed by the user equipment sends the first packet
  • the mapping relationship server queries the identity of the destination user, the mapping relationship server forwards the first packet to the access service router of the destination user according to the query result.
  • the access service router performs the offline process of the user by using the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment, and the interaction message includes: a user offline request message and a user offline response message;
  • the step of the ingress service router performing the user offline process by using the interaction message of the request and response mode by the mapping service server according to the request of the user equipment includes: the access service router accessed by the user equipment is offline when the user is offline. And the mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier thereof is reported to the server; and the mapping relationship server deletes the saved mapping relationship between the identity identifier of the user and the access location identifier thereof, And returning confirmation information to the access service router by using a user offline response message.
  • the format of the message parameter carried by the interaction message is: type (T) + length (L) + value (V); wherein the type is used to identify the parameter type of the parameter; the length is used to identify the parameter.
  • the access service router is configured with a message interaction state machine, and the state machine is configured to provide a reliability mechanism for a user registration process, and/or a user location information query process, and/or a user offline process, where the state of the state machine includes Initialization state, wait for acknowledgement state, and end state.
  • the mapping relationship server may be an identity and an Location & Location Register (IRR), or another server for storing and processing the mapping between the identity and the location identifier.
  • IRR Location & Location Register
  • the user identity and location separation network is simply referred to as SILSN (Subscriber Identifier & Locator Separation Network).
  • SILSN Subscriber Identifier & Locator Separation Network
  • the SILSN is composed of an Access Service Router (ASR), a User Equipment (UE), and an Identity and Location Register (Identification & Location Register). , ILR) and other components. among them:
  • ASR Access Service Router
  • UE User Equipment
  • ILR Identity and Location Register
  • the access service routers ASR1 and ASR2 are respectively used to access the user terminals UE1 and UE2, and are responsible for realizing access for the user terminal and taking over the location routing and forwarding function; the identity identifier and the location registration register ILR are used to assume the location registration and identity of the user. Identification function; Responsible for saving and maintaining the mapping relationship between the identity AID and the location identifier RID, including location identification registration, location identification cancellation, and location identification query.
  • the user terminals UE1 and UE2 respectively have unique identification identifiers (AID1 and AID2), and the location identifiers are determined by the router identifiers RID1 and RID2 of the access service routers ASR1 and ASR2. .
  • the identity and location registration registers ie, the mapping relationship server
  • the access service router belong to two network elements in the system, and mapping information between the identity identifier and the location identifier is required between them and is completed. Corresponding registration, logout and identification query functions. Therefore, the process of message interaction, the format of the message interaction, the interface, and the method for implementing the message interaction process by the two network elements are defined between the two network elements. The following describes the message interaction process between ASR and ILR, the message interaction interface between ASR and ILR, the message format, and the method of ASR and ILR implementation message interaction process.
  • the message interaction process between the ASR and the ILR includes: a user registration process, a user offline process, and a user location identification query process.
  • the user registration process the user access identity and the location separation network, the routing node ASR accessed by the user accesses the mapping relationship between the user identity and the access location identifier of the mapping relationship server ILR, and is saved by the ILR. Map the information and respond to the ASR with a confirmation message.
  • the user registration process is shown in Figure 2. The specific steps include:
  • S200 The UE accesses the identity identifier and the location separation network, and initiates a UE access request to the access service router ASR.
  • the access request needs to notify the ASR of the AID value of the UE.
  • the access service router ASR receives the UE access request, parses the AID value in the access request, and uses the address of the ASR inbound interface that accesses the UE as the RID, and sends the ⁇ AID, 1 10> mapping registration to the ILR. Request
  • the mapping relationship server ILR receives the ⁇ AID, 1 10> mapping registration request, performs registration processing, and saves the ⁇ AID, RID> mapping information into the database;
  • mapping relationship server sends a mapping registration response message to the access service router ASR. If the ILR registration is abnormal, the response message may carry a corresponding error code for ASR reference and analysis.
  • the ASR receives the mapping registration response message of the ILR, ends the registration process, and sends the UE to the UE. Respond to the UE access response.
  • the focus of the present invention is the interface between the ASR and the ILR, the access procedure between the UE and the ASR in the above step is optional, and may be other modes, and may not require the use of the request and The mechanism of response.
  • the access service router ASR sends a query request for the location identifier of the destination user to the mapping relationship server ILR, and the ILR queries the query request after receiving the query request.
  • the internal mapping database returns the result of the query (the location ID of the destination user) to the ASR.
  • the first packet of the service sent by the user to the ASR can be sent to the ILR through the message interface, and then the IRR queries the destination RID and then forwards it to the destination ASR.
  • the original ASR can also save the first packet, and the IRR is to be received.
  • the returned query result is sent to the destination ASR.
  • the processing of the first packet is performed by the ILR transit forwarding mechanism, and includes the following steps: S300: The UE sends the first service >3 ⁇ 4 text (referred to as the first packet) sent to a destination user (AID) to the first packet. The ASR to be accessed;
  • S310 The ASR receives the first packet sent by the UE to a certain destination AID service. Because it is the first packet, the ASR cannot obtain the AID and RID mapping information of the destination user locally, and needs to initiate a location identifier query request to the ILR, where the request carries: The destination AID, the local RID, and the first packet data;
  • S320 The ILR receives the query request of the ASR, and performs a search process on the database according to the destination AID parameter therein;
  • S330 Encapsulate and forward the first packet to the destination ASR according to the found destination RID value.
  • S340 Return the found result, that is, the destination ⁇ AID, RID> mapping information, as a location identifier query response to the local ASR;
  • S350 The local ASR saves the destination ⁇ 0, RID> mapping information to its local, and ends the process.
  • the processing of the first packet uses the ASR cache and then forwards the mechanism, including the following steps:
  • S400 The UE sends the first service packet sent to a destination user (AID) to the ASR it accesses;
  • S410 The ASR saves the first service text, and sends a location identifier query request to the ILR, where the request carries: a destination AID;
  • the ILR organizes the query result, that is, the destination ⁇ AID, RID> mapping information, and sends it as a location identifier query response message to the local ASR;
  • S440 The local ASR saves the destination ⁇ 0, RID> mapping information to the local;
  • S450 The local ASR sends the first service packet buffered locally to the destination ASR according to the destination ⁇ AID, 1 10> mapping information.
  • mapping node ASR reports the mapping relationship between the user's identity and its location identifier to the mapping relationship server ILR, and the saved mapping information is completed by the ILR register.
  • the logout is deleted and the confirmation message is sent back to the ASR.
  • the steps include:
  • S500 The UE needs to initiate a UE offline request to the access service router ASR when the network is offline from the identity identifier and the location, and the AID value of the UE needs to be notified to the ASR in the offline request.
  • the ASR receives the offline request of the UE, parses the AID value in the offline request, uses the address of the ASR inbound interface that is connected to the UE as the RID, and sends an ⁇ AID, RID> mapping offline logout request to the ILR.
  • the ILR receives the ⁇ AID, RID> mapping offline logout request, performs a logout process, and deletes the ⁇ AID, RID> mapping information from the database;
  • the ILR sends a mapping offline registration response message to the ASR. If the ILR registration is abnormal, the response message may carry a corresponding error code for ASR reference and analysis.
  • S540 The ASR receives the mapped offline response message of the ILR, ends the offline logout process, and The UE responds to the UE offline response.
  • ASR1 and ASR2 are shown as peer-to-peer, two-way symmetric, with six messages between each ASR and ILR: login request (ie user registration request), login response (ie user registration response).
  • the logout request ie, the user's offline request
  • the logout response ie, the user's offline response
  • the query request and the query response
  • each message corresponds to a type of operation of the mapping plane
  • the above message interacts between the ILR mapping server and the ASR
  • the request and response pairing mechanisms are used to achieve the reliability of the interaction; message interaction can be achieved by establishing a reliable TCP link between the ILR and the ASR.
  • the format and interface of message interaction between ASR and ILR The above describes the message interaction process and the overall interaction model between the two network elements of ASR and ILR. The following describes and describes the format and interface of message interaction between ASR and ILR.
  • the interactive message is encapsulated as application layer data in IP/TCP or IP/UDP or other transport layer protocols.
  • TCP is used as an example.
  • the default value of the port number of the TCP service listening port is 5050, and it is recommended to support configuration.
  • the interactive message format is composed of a common header and an extended parameter type length value (Type Length Value, TLV format, each interactive message has a common header, and the extended parameter TLV is operated by the interactive message type.
  • Version number indicates the mapping operation
  • the version number of the protocol is 1
  • the first packet protocol tag 2bit: the IP protocol type tag of the first packet, whether IPv4 or IPv6 or future extension
  • the default 0 value indicates IPV4, and 1 indicates IPV6
  • Reserved tag 2bit: Used for future extended tag bits.
  • Operation type, lbyte The type of operation used to identify the operation message. The operation types are:
  • TLV Logout ACK Message length, 2byte: Indicates the length of the message, and the length includes the public header.
  • TLV is defined as a Type, Length, and Value triplet.
  • Type, 2byte Indicates the type of this parameter.
  • Length, 2byte Indicates the length of the TLV, including the length of the TLV header.
  • Value Indicates the value of the value of this parameter.
  • the length is determined by (Length - 4 ).
  • RID location route identifier, used to query the location route identifier result returned in the request response message, the location route identifier registered in the login request message, and the source route identifier carried in the first packet query request, and the specific form of the RID can be used.
  • 3 return code, the operation code used to return the ILR to the ASR to execute the return code information
  • 4 the first packet data, used to forward the first packet data content carried in the query request message.
  • the operation parameters in the above interactive message are defined in a common way, that is, they are all of the same Type type, but the specific meanings are not necessarily the same, and the specific meaning is determined by the operation type of the operation message.
  • the parameter TLV conditions that need to be carried in the six messages are as follows: ASR and ILR interactive message carrying TLV situation table
  • the ASR state machine implementation takes into account that the ASR and ILR operation messages have an interaction process waiting for confirmation.
  • the state machine mechanism is implemented on the ASR side, considering that the ILR side only needs to respond to the request, without waiting or For more complicated processes, the processing is relatively simple, and the ILR side state machine is not given.
  • its implementation can be implemented by referring to the state machine mechanism on the ASR side.
  • the three state machine states on the ASR side are: an initialization state, a wait state, and an end state.
  • the initialization state indicates that the state machine has just been established, and the corresponding registration message or request message needs to be sent according to the type of the state machine.
  • the state is an instantaneous state, and when the state is reached, the message is automatically sent and The state jumps to wait for the acknowledgment state; waiting for the acknowledgment state, indicating that the state machine is waiting to receive the acknowledgment message sent by the ILR.
  • the system needs to start the retransmission timeout timer. When the timeout timer expires, the operation message needs to be resent and the number of timeouts is incremented. If the number of timeouts does not reach the upper limit (the upper limit of the demo system is set to 3 times) ) , then continue to wait for the confirmation state, if it exceeds the upper limit, it will jump to the end state.
  • the confirmation message that the ILR is received in this state also jumps to the end state.
  • End state Indicates the end of the operation process. Since the current user-based operation is random and dynamic, there is no need to keep saving and retaining. Therefore, in the end state, the state machine resources need to be destroyed and released. Since each state machine corresponds to a mapping plane operation of the user (ie, the operation specified in the interaction message), the state machine has a type attribute, and the types are divided into: a user registration state machine, a request mapping location address state machine, and an offline logout state machine. . The state processing diagrams for these types of state machines are identical, as described in Figure 11.
  • the present invention provides a message interaction process definition, a message interaction model, a message interaction interface and format definition, and a state machine definition for implementing a message interaction process in a message and location separation network.
  • the invention is not limited to the identity and location separation network, as long as it is between two network elements in the communication network that need to perform message interaction, the inventor user can completely implement a set of inter-network element messages according to the invention. Interaction process.
  • the present invention provides a message interaction process definition, a message interaction model, an interface and format definition of a message interaction, and a state machine definition for implementing a message interaction process in a message and location separation network in which messages are exchanged between ASR and ILR. , effectively solve the problem of message interaction between network elements.
  • the invention is not limited to the identity and location separation network.
  • a set of message interaction processes between network elements can be completely implemented. Since the interactive message uses the mode of request response, the reliability of the interaction can be effectively ensured, and the security code carried in the message can ensure the security of the interaction.
  • an exception handling mechanism is also set and the state machine is used to control the interaction process.

Landscapes

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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

一种网络系统及其网元间消息交互的方法
技术领域 本发明涉及移动通讯领域和互联网领域， 尤其涉及一种身份标识和位置 分离的网络系统及其中网元间消息交互的方法。
背景技术
在以往的互联网中， 用户的身份信息和位置信息是统一的。 IP地址既作 为通信的位置标识又作为用户的身份标识。 在传输控制协议 /互联网络协议 ( Transmission Control Protocol/Internet Protocol , TCP/IP )互联网络中系统通 过用户的 IP地址将 4艮文查询路由到目的地， 应用程序也通过 IP地址来建立 连接构建会话完成应用功能。 这样的话， IP地址就具有了两重角色， 既对上 作为应用用户的身份标识，又对下作为通信节点的位置信息。在这种情形下， 当用户的位置发生移动时， 则身份标识跟着发生变化， 就导致了上层业务必 须中断， 无法实现用户业务的移动性。 严重的阻碍了移动互联网的发展和应 用。 基于以上问题， 目前引入身份标识和位置分离的网络， 如图 1所示， 在 身份和位置分离的网络中，主机（ Host )配置接入标识（ Access Identification, AID )作为身份标识； 接入服务路由器 ( Access Service Router, ASR ) 配备 路由标识（Route Identifier, RID )作为位置标识； 身份标识和位置登记寄存 器（ Identification & Locater Register, ILR )作为映射关系服务器， 保存 AID 与 RID的映射关系信息。 所有 Host通过 ASR进行注册和认证并接入网络。 Host接入到 ASR上， 以及离开 ASR的行为， ASR都需向 ILR汇报。 ILR保 存 Host的身份标识 AID和所在位置 RID的映射关系 <AID, RID>。 在报文转 发过程中， ASR需要向 ILR发起映射关系查询。 ILR同时提供对查询映射关 系的响应。 在身份标识和位置分离网络， 需要在 ASR和 ILR两个网络设备间交互 身份和位置信息的映射关系， 需要定义一种网元间消息交互的方法和相应接 口
发明内容 本发明所要解决的技术问题在于， 提供一种网络系统及其网元间消息交 互的方法， 用于在网络系统的接入服务路由器和映射关系服务器之间提供网 元间交互的机制， 实现身份和位置映射消息的交互。
为了解决上述问题， 本发明提出了一种网络系统， 该网络系统包括： 用 户端设备、 接入服务路由器、 以及映射关系服务器， 其中： 所述映射关系服务器设置为： 保存身份标识（AID ) 与对应的位置标识
( RID ) 的映射关系信息； 所述接入服务路由器设置为： 根据用户端设备的请求， 与映射关系服务 器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程、和 /或用户位置信息查 询过程、 和 /或用户离线过程。 本发明的网络系统中， 所述交互消息包括下述信息的组合： 版本号、 消 息交互的类型、 消息长度、 消息参数、 以及首包协议版本。 本发明的网络系统中， 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户 注册应答； 用户离线请求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 以及用 户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。 本发明的网络系统中， 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与 映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程中， 所述 交互消息包括： 用户注册请求消息和用户注册应答消息； 所述接入服务路由器是设置为按如下方式根据用户端设备的请求， 与映 射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户注册时， 利用用户注册请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系， 以使所述映射关系服务器保存该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关 系； 以及 接收映射关系服务器利用用户注册应答消息向所述接入服务路由器返回 的确认信息。 本发明的网络系统中， 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与 映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程 中， 所述交互消息包括： 用户位置信息查询请求消息和用户位置信息查询应 答消息； 所述接入服务路由器是设置为按如下方式根据用户端设备的请求， 与映 射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程： 用户端设备接入的接入服务路由器， 在收到该用户向目的用户初始发送 的业务报文时， 利用用户位置信息查询请求消息向映射关系服务器发送目的 用户所在位置标识的查询请求； 以及 接收映射关系服务器根据查询请求查询映射关系数据库后， 利用用户位 置信息查询应答消息向所述接入服务路由器返回的查询结果。 本发明的网络系统中， 所述接入服务路由器还设置为： 在所述用户位置 信息查询过程中， 用户端设备接入的接入服务路由器保存用户向目的用户初 始发送的业务报文的首包， 在收到所述查询应答消息后， 根据查询结果将所 述首包转发至目的用户的接入服务路由器； 或者， 所述接入服务路由器还设置为： 在所述用户位置信息查询过程中， 用户 端设备接入的接入服务路由器将用户向目的用户初始发送的业务报文的首包 发送给映射关系服务器； 以及， 所述映射关系服务器还设置为： 在查询到目 的用户的身份标识后， 根据查询结果将所述首包转发至目的用户的接入服务 路由器。 本发明的网络系统中， 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与 映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户离线过程中， 所述 交互消息包括： 用户离线请求消息和用户离线应答消息； 所述接入服务路由器是设置为按如下方式根据用户端设备的请求， 与映 射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户离线过程： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户离线时， 利用用户离线请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 接收所述映射关系服务器在将所保存的该用户的身份标识和其接入位置 标识的映射关系注销删除后， 利用用户离线应答消息向所述接入服务路由器 返回的确认信息。 本发明的网络系统中， 所述映射关系服务器还设置为： 在执行用户注册 过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程中， 若发生操作错 误则将其相应错误码返回给所述接入服务路由器； 接入服务路由器还设置为： 根据所述错误码进行对应的异常处理。 本发明的网络系统中， 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型 （T ) +长度（L ) +值（V ) ; 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述 长度， 用以标识该参数的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。 本发明的网络系统中， 所述接入服务路由器配置有消息交互状态机， 该 状态机用于为用户注册过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线 过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结 束态。 为了解决上述问题， 本发明还提出了一种网元间消息交互的方法， 该方 法用于在包括用户端设备、 接入服务路由器、 映射关系服务器的网络系统实 现消息交互， 该方法包括： 所述映射关系服务器保存身份标识（AID )与对应的位置标识（RID )的 映射关系信息； 以及 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户注册过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程。 本发明的方法中， 所述交互消息包括下述信息的组合： 版本号、 消息交 互的类型、 消息长度、 消息参数、 以及首包协议版本； 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 以及用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。 本发明的方法中， 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射 关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程中， 所述交互 消息包括： 用户注册请求消息和用户注册应答消息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户注册过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户注册时， 利用用户注册请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 所述映射关系服务器保存该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关 系， 并利用用户注册应答消息向所述接入服务路由器返回确认信息。 本发明的方法中， 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射 关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程中， 所述交互消息包括： 用户位置信息查询请求消息和用户位置信息查询应答消 息；
所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器， 在收到该用户向目的用户初始发送 的业务报文时， 利用用户位置信息查询请求消息向映射关系服务器发送目的 用户所在位置标识的查询请求； 以及 映射关系服务器根据查询请求查询映射关系数据库并将查询结果利用用 户位置信息查询应答消息返回给所述接入服务路由器。 本发明的方法中， 在所述用户位置信息查询过程中， 用户向目的用户初 始发送的业务报文的首包， 通过如下方式之一发送到目的用户的接入服务路 由器： 用户端设备接入的接入服务路由器保存所述首包， 在收到所述查询应答 消息后，根据查询结果将所述首包转发至目的用户的接入服务路由器； 或者， 用户端设备接入的接入服务路由器将首包发送给映射关系服务器， 所述 映射关系服务器在查询到目的用户的身份标识后， 根据查询结果将所述首包 转发至目的用户的接入服务路由器。 本发明的方法中， 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射 关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户离线过程中， 所述交互 消息包括： 用户离线请求消息和用户离线应答消息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户离线过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户离线时， 利用用户离线请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 所述映射关系服务器在将所保存的该用户的身份标识和其接入位置标识 的映射关系注销删除后， 并利用用户离线应答消息向所述接入服务路由器返 回确认信息。 本发明的方法中， 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型 （T ) +长 度（L ) +值（V ) ； 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长 度， 用以标识该参数的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。 本发明的方法中， 所述接入服务路由器配置有消息交互状态机， 该状态 机用于为用户注册过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程 提供可靠性机制，所述状态机的状态包括初始化态、等待确认态以及结束态。 为了解决上述问题， 本发明还提出了一种接入服务路由器， 位于包括用 户端设备、 接入服务路由器、 映射关系服务器的网络系统中， 该接入服务路 由器包括与所述映射关系服务器进行消息交互的交互消息接口， 该交互消息接口设置为： 发送和接收交互消息， 该所述交互消息包括下 述信息的组合： 版本号、 消息交互的类型、 消息长度、 消息参数、 以及首包 协议版本。 本发明的接入服务路由器中，所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 以 及用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。 本发明的接入服务路由器中， 所述接入服务路由器还包括： 消息交互状 态机， 该状态机设置为： 为接入服务路由器与映射关系服务器之间的用户注册 过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结束态。 为了解决上述问题， 本发明还提出了一种映射关系服务器， 位于包括用 户端设备、 接入服务路由器、 映射关系服务器的网络系统中， 该映射关系服 务器包括与所述接入服务路由器进行消息交互的交互消息接口， 该交互消息 接口设置为： 发送和接收交互消息， 所述交互消息包括下述信息的组合： 版 本号、 消息交互的类型、 消息长度、 消息参数、 以及首包协议版本。 本发明的映射关系服务器中， 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 和用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。 为了解决上述问题， 本发明还提出了一种交互消息， 该交互消息包括下 述信息的组合： 版本号、 交互消息的类型、 消息长度、 以及消息参数。 本发明的交互消息中， 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 和用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。 本发明的交互消息中， 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型（T ) +长度（L ) +值（ V )； 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以标识该参数 的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。 本发明的交互消息中， 所述交互消息承载在传输控制协议（TCP ) , 用户数据包协议（UDP ) 或原始互联网络协议（RAWIP ) 。
本发明给出了在身份和位置分离网络中 ASR和 ILR两网元间消息交互 的消息交互过程定义、 消息交互模型、 消息交互的接口和格式定义以及实现 消息交互过程的状态机定义， 有效地解决了网元间消息交互的问题。 同时， 该发明并不局限于身份和位置分离网络， 只要是通信网络中的两个需要进行 消息交互的网元之间都可以， 根据该发明可完整实现一套网元间消息交互过 程。 由于交互消息釆用请求应答的模式， 可有效保证交互的可靠性， 而消息 中携带的安全码可确保交互的安全性。 同时， 本发明的技术方案中， 还设置 有异常处理机制并釆用状态机控制交互过程。
附图概述 图 1是身份和位置分离网络拓朴示意图； 图 2是用户注册过程示意图； 图 3是用户位置查询过程的一种首包由 ILR转发方式的示意图； 图 4是用户位置查询过程的另一种首包由 ASR緩存发送方式的示意图； 图 5是用户离线过程示意图； 图 6是 ASR与 ILR消息交互模型示意图； 图 7是交互消息封装格式示意图； 图 8是交互消息整体格式示意图； 图 9是交互消息公共首部格式示意图； 图 10是交互消息 TLV格式示意图； 图 11是 ASR状态机示意图。
本发明的较佳实施方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 以下结合附图对本发明 的实施例进行详细说明。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实 施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 为了在身份和位置分离网络中的 ASR和 ILR两个网元间实现身份和位 置映射消息的交互过程， 就需要一种网元间消息交互的技术方案。 本发明的 网元间消息交互的技术方案， 包括以下几部分内容： A、 定义 ASR与 ILR间消息交互过程；
B、 定义 ASR与 ILR间消息交互接口、 交互消息格式；
C、 定义 ASR与 ILR实现消息交互过程的方式；
A、 定义所述 ASR与 ILR之间消息交互过程， 交互过程包括： 用户注 册过程、 用户离线过程和用户位置信息查询过程。 用户注册过程： 用户接入身份和位置分离网络中， 由其所接入的路由节 点 ASR向映射关系服务器 ILR上报用户的身份标识和其接入位置标识的映 射关系， 并由 ILR服务器保存映射信息并向 ASR回应确认信息； 用户离线过程： 用户从身份和位置分离网络中离线时， 由其所在路由节 点 ASR向映射关系服务器 ILR发送离线请求， 上报用户的身份标识和其位 置标识的映射关系， 并由 ILR完成对所保存映射信息的注销删除后向 ASR 回应确认信息； 用户位置信息查询过程： 当用户向某个目的用户初始发送业务报文时，该用户所接入的 ASR向映 射关系服务器 ILR发送目的用户所在位置标识的查询请求， ILR接收到查询 请求后查询服务器映射数据库，并将查询到的结果 (位置标识 )返回给 ASR。
该用户位置信息查询过程中，对于用户转发到 ASR的首包可以通过消息 接口发送到 ILR而后由 ILR查询到目的 AID后转发到目的 ASR; 也可以由 原 ASR对首包进行保存， 待接收到 ILR返回的查询结果后再发送到目的 ASR。 以上用户注册过程、 用户离线过程和用户位置信息查询过程三个操作过 程中， ILR如果发生操作错误也可以将其错误码返回给 ASR, 用以供 ASR 进行参考和相应的异常处理。
B、 定义所述交互消息的格式 该交互消息应包括下述信息的组合： 版本号、 交互消息的类型、 消息长 度、 以及消息参数。 进一步地， 该交互消息中还可包括业务的首包协议版本。 定义版本号是为了支持不同交互消息的版本或者未来的升级， 一般的， 若业务首包通过消息发送到 ILR而后由 ILR转发，则需要在消息中指明首包 的承载协议版本便于 ILR选择相应的协议栈进行转发； 定义交互消息的类型， 以支持各种不同的操作过程； 定义消息长度， 接 收端根据该字段对消息长度进行判断和处理； 进一步的， 交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答、 用户 离线请求、用户离线应答、用户位置信息查询请求和用户位置信息查询应答； 进一步地， 所述交互消息中携带的消息参数包括下述信息之一或它们的 组合： AID——请求移动终端的身份 ID信息；
RID——位置路由标识， 用以查询请求应答消息中返回的位置路由标识 结果、 登录请求消息中登录的位置路由标识、 以及首包查询请求中携带的源 路由标识； 返回码—— ILR处理操作的返回码； 首包——用户业务首包数据； 上述这些消息参数在不同的交互消息中代表的含义不同， 不同的交互消 息所包含的参数多少也不同， 取决于该交互消息的操作含义。 所述操作是指 登录、 注销和查询等操作类型， 或者待以后应用需求需要还可以增加新的操 作类型。 其中， 登录和注销是针对整个系统来说的， 其分别与从用户角度表 述的注册（上线）、 离线操作是一致的。 身份和位置标识的映射服务器 ILR, 从更抽象和专业的方式可描述为映射平面， 上述操作可抽象理解成一个映射 平面的工作完成身份和位置标识的映射及提供相关的查询服务等。 例如图 6 中 ASR与 ILR之间的交互消息， 也可称为操作消息。 进一步的， 定义交互消息携带的参数格式为： 类型 （T ) +长度（L ) + 值（V ) ； 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以 标识该参数的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。 进一步的， 交互消息属于应用消息， 它可以承载在任意的传输承载协议 之上， 可以是 IP之 TCP/用户数据包协议（ User Datagram Protocol , UDP ) I 原始 IP ( RAWIP ) , 也可以是其他传输协议。
C. 定义 ASR与 ILR实现消息交互过程的方式： 可设置消息交互状态机， 用以完成 ASR与 ILR之间的消息交互过程； 由于该消息的承载协议并未做强制要求， 故状态机实现需提供消息交互过程 的可靠性机制 （包括： 确认机制、 以及超时重传机制等） ； 进一步的， 在状 态机实现定义交互消息定时器， 利用定时器支持等待操作请求的确认并完成 超时重传功能； 同时， 需要在交互过程设置异常处理， 实现需支持远端操作的错误码回 传并在本地进行相应的异常处理机制， 该异常处理机制可以集成在状态机中 实现也可以在处理流程中单独实现。 基于上述 A、 B、 C三种分析定义， 下面对实现接入服务路由器和映射 关系服务器的消息交互的网络系统、 交互方法、 及对应的具有交互消息接口 的接入服务路由器和映射关系服务器进行详细说明。 一种网络系统， 该系统包括用户端设备、 接入服务路由器、 映射关系服 务器， 其中： 所述映射关系服务器设置为： 保存身份标识（AID ) 与对应的位置标识 ( RID ) 的映射关系信息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与 映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程、和 /或用 户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程。 所述交互消息中包括下述信息的组合： 版本号、 消息交互的类型、 消息 长度、 以及消息参数。 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册 应答； 用户离线请求、 以及用户离线应答； 用户位置信息查询请求和用户位 置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述 参数的之一或它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返 回码、 以及用户业务的首包。 所述接入服务路由器设置为： 根据用户端设备的请求， 与映射关系服务 器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程中 ,所述交互消息包括： 用户注册请求消息和用户注册应答消息； 用户端设备接入的接入服务路由器 在用户注册时， 利用用户注册请求消息向映射关系服务器上报该用户的身份 标识和其接入位置标识的映射关系； 所述映射关系服务器保存该用户的身份 标识和其接入位置标识的映射关系， 并利用用户注册应答消息向所述接入服 务路由器返回确认信息。 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程中，所述交互消息包括： 用户位置信息查询请求消息以及用户位置信息查询应答消息； 用户端设备接 入的接入服务路由器， 在收到该用户向目的用户初始发送的业务报文时， 利 用用户位置信息查询请求消息向映射关系服务器发送目的用户所在位置标识 的查询请求； 映射关系服务器根据查询请求查询映射关系数据库并将查询结 果利用用户位置信息查询应答消息返回给所述接入服务路由器。 在所述用户位置信息查询过程中， 用户向目的用户初始发送的业务 "^文 的首包， 通过如下方式之一发送到目的用户的接入服务路由器： 用户端设备 接入的接入服务路由器保存所述首包， 在收到所述查询应答消息后， 根据查 询结果将所述首包转发至目的用户的接入服务路由器； 或者， 用户端设备接 入的接入服务路由器将首包发送给映射关系服务器， 所述映射关系服务器在 查询到目的用户的身份标识后， 根据查询结果将所述首包转发至目的用户的 接入服务路由器。 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户离线过程中， 所述交互消息包括： 用户离 线请求消息、 用户离线应答消息； 用户端设备接入的接入服务路由器在用户 离线时， 利用用户离线请求消息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和 其接入位置标识的映射关系； 所述映射关系服务器在将所保存的该用户的身 份标识和其接入位置标识的映射关系注销删除后， 并利用用户离线应答消息 向所述接入服务路由器返回确认信息。 所述映射关系服务器还设置为： 在执行用户注册过程、 和 /或用户位置信 息查询过程、 和 /或用户离线过程中， 若发生操作错误则将其相应错误码返回 给所述接入服务路由器； 接入服务路由器还设置为： 根据所述错误码进行对 应的异常处理。 所述消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或它们的组合： 用 户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用户业务的首包。 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型 （T ) +长度（L ) +值（V ) ； 其 中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以标识该参数的 长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。 所述接入服务路由器配置有消息交互状态机， 该状态机用于为用户注册 过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结束态。
一种接入服务路由器， 位于包括用户端设备、 接入服务路由器以及映射 关系服务器的网络系统中， 该接入服务路由器包括与所述映射关系服务器进 行消息交互的交互消息接口，该交互消息接口设置为：发送和接收交互消息， 该交互消息包括下述信息的组合： 版本号、 消息交互的类型、 消息长度以及 消息参数。 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求以及用户注册应答； 用户离线 请求以及用户离线应答； 用户位置信息查询请求和用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型 （T ) +长度（L ) +值（V ) ; 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以 标识该参数的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。 所述接入服务路由器还包括： 消息交互状态机， 该状态机用于为接入服 务路由器与映射关系服务器之间的用户注册过程、和 /或用户位置信息查询过 程、 和 /或用户离线过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结束态。
一种映射关系服务器， 位于包括用户端设备、 接入服务路由器、 映射关 系服务器的网络系统中， 该映射关系服务器包括与所述接入服务路由器进行 消息交互的交互消息接口， 该交互消息接口设置为： 发送和接收交互消息， 该交互消息包括下述信息的组合： 版本号、 消息交互的类型、 消息长度、 以 及消息参数。 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求和用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 还包括下述参数的之一 或它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及 用户业务的首包。所述交互消息携带的消息参数格式为：类型（T ) +长度（L ) +值（V ) ; 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以 标识该参数的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。
一种网元间消息交互的方法，用于在包括用户端设备、接入服务路由器、 映射关系服务器的网络系统实现消息交互， 该方法包括： 所述映射关系服务器保存身份标识（AID )与对应的位置标识（RID )的 映射关系信息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服 务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程、和 /或用户位置信息 查询过程、 和 /或用户离线过程。 所述交互消息中包括下述信息的组合： 版本号、 交互消息的类型、 消息 长度、 以及消息参数； 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册 应答； 用户离线请求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求和用户位置信 息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数 的之一或它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、位置标识 RID、返回码、 以及用户业务的首包。 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户注册过程中， 所述交互消息包括： 用户注 册请求消息和用户注册应答消息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户注册过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户注册时， 利用用户注册请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 所述映射关系服务器保存该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关 系， 并利用用户注册应答消息向所述接入服务路由器返回确认信息。 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程中，所述交互消息包括： 用户位置信息查询请求消息、 用户位置信息查询应答消息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器， 在收到该用户向目的用户初始发送 的业务报文时， 利用用户位置信息查询请求消息向映射关系服务器发送目的 用户所在位置标识的查询请求； 以及 映射关系服务器根据查询请求查询映射关系数据库并将查询结果利用用 户位置信息查询应答消息返回给所述接入服务路由器。 在所述用户位置信息查询过程中， 用户向目的用户初始发送的业务 4艮文 的首包， 通过如下方式之一发送到目的用户的接入服务路由器： 用户端设备接入的接入服务路由器保存所述首包， 在收到所述查询应答 消息后，根据查询结果将所述首包转发至目的用户的接入服务路由器； 或者， 用户端设备接入的接入服务路由器将首包发送给映射关系服务器， 所述 映射关系服务器在查询到目的用户的身份标识后， 根据查询结果将所述首包 转发至目的用户的接入服务路由器。 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户离线过程中， 所述交互消息包括： 用户离 线请求消息、 用户离线应答消息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户离线过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户离线时， 利用用户离线请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 所述映射关系服务器在将所保存的该用户的身份标识和其接入位置标识 的映射关系注销删除后， 并利用用户离线应答消息向所述接入服务路由器返 回确认信息。 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型（T ) +长度（L ) +值（ V )； 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以标识该参数 的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。 所述接入服务路由器配置有消息交互状态机， 该状态机用于为用户注册 过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结束态。 所述映射关系服务器可以是身份标识和位置登记寄存器（ Identification & Location Register, ILR ) , 或者其它的用于保存及处理所述身份标识与位置 标识映射关系的服务器。
下面结合附图进一步对网元间消息交互的技术方案的具体应用实例再做 详细说明，为描述方便，下文将此用户身份标识和位置分离网络简称为 SILSN ( Subscriber Identifier & Locator Separation Network ) 。 如图 1所示的身份标识和位置分离网络架构中，此 SILSN由接入服务路 由器（ Access Service Router, ASR ) 、 用户终端 （ User Equipment, UE )和 身份标识和位置登记寄存器（ Identification & Location Register, ILR )等组成。 其中：
接入服务路由器 ASR1和 ASR2分别用来接入用户终端 UE1和 UE2, 负 责为用户终端实现接入， 并承担位置路由转发功能； 身份标识和位置登记寄 存器 ILR, 用于承担用户的位置注册和身份识别功能； 负责保存和维护身份 标识 AID和位置标识 RID的映射关系， 包括位置标识登记、 位置标识注销、 以及位置标识查询等功能。 所述用户终端 UE1 和 UE2 分别存在唯一的身份标识符 （Access Identification ) AID1和 AID2 ,其位置标识则由各自所接入的接入服务路由器 ASR1和 ASR2的路由标识（ Router Identifier ) RID1和 RID2决定。 在身份和位置分离网络架构中， 身份标识和位置登记寄存器（即映射关 系服务器） 以及接入服务路由器属于系统中的两个网元， 它们之间需要交互 身份标识和位置标识的映射信息并完成相应的登记、 注销和标识查询功能。 因此， 需要在这两个网元间定义消息交互的过程、 消息交互的格式、 接口以 及两网元实现消息交互过程的方法。 下面对 ASR与 ILR间消息交互过程、 ASR与 ILR间消息交互接口、 消 息格式、 以及 ASR与 ILR实现消息交互过程的方法进行详细描述。 第一， ASR与 ILR间消息交互过程， 包括： 用户注册过程、 用户离线 过程和用户位置标识查询过程。 其中： 用户注册过程： 即用户接入身份标识和位置分离网络， 由其所接入的路 由节点 ASR向映射关系服务器 ILR上报用户的身份标识和其接入位置标识 的映射关系， 并由 ILR保存映射信息并向 ASR回应确认信息。 用户注册过 程如图 2所示， 其具体步骤包括：
S200: UE接入到所述身份标识和位置分离网络，向接入服务路由器 ASR 发起 UE接入请求， 接入请求中需要告知 ASR该 UE的 AID值；
S210: 接入服务路由器 ASR接收到 UE接入请求， 解析出该接入请求中 的 AID值并使用接入该 UE的 ASR入接口的地址作为 RID ,向 ILR发送 <AID、 1 10>映射注册请求；
S220: 映射关系服务器 ILR接收 <AID、 1 10>映射注册请求， 执行注册 登记处理， 将该 <AID、 RID>映射信息保存到数据库中；
S230: 映射关系服务器 ILR向接入服务路由器 ASR发送映射注册响应 消息， 若 ILR注册登记异常， 响应消息中可以携带相应的错误码， 供 ASR 参考和分析；
S240: ASR接收到 ILR的映射注册响应消息， 结束注册过程， 并向 UE 回应 UE接入响应。 考虑到本发明的关注点是 ASR和 ILR之间的接口， 故上面步骤中的 UE 与 ASR之间的接入过程是可选的，可以是其他的模式，也可以并不需要釆用 请求和应答的机制。
用户位置信息查询过程： 即当用户向某个目的用户初始发送业务报文 时， 其接入服务路由器 ASR向映射关系服务器 ILR发送目的用户所在位置 标识的查询请求， ILR接收到查询请求后查询其内部的映射数据库并将查询 到的结果（目的用户的位置标识）返回给 ASR。 该过程中， 对于用户发送到 ASR的业务首包可以通过消息接口发送到 ILR, 而后由 ILR查询到目的 RID 后再转发到目的 ASR, 也可以由原 ASR对首包进行保存， 待接收到 ILR返 回的查询结果后发送到目的 ASR。
所示， 其对首包的处理釆用的是由 ILR中转转发机制， 包括如下步骤： S300: UE将发送到某个目的用户 （AID )的首业务 >¾文（简称首包）发 送到其所接入的 ASR;
S310: ASR收到 UE发送到某个目的 AID业务的首包， 由于是首包， ASR本地获取不到目的用户的 AID与 RID映射信息， 需要向 ILR发起位置 标识查询请求， 该请求中携带： 目的 AID、 本端 RID和首包数据； S320: ILR接收到 ASR的查询请求， 根据其中的目的 AID参数对数据 库进行查找处理；
S330:根据查找到的目的 RID值，将该首包封装和转发报文到目的 ASR;
S340: 将查找到的结果， 即目的 <AID、 RID>映射信息， 作为位置标识 查询应答返回给本地 ASR; S350: 本地 ASR保存目的<^0、 RID>映射信息到其本地， 并结束流程。 如图 4所示，其对首包的处理釆用的是 ASR緩存而后转发的机制， 包括 如下步骤： S400: UE将发送到某个目的用户 （AID )的首业务报文发送到其所接入 的 ASR;
S410: ASR保存该首业务 文， 并向 ILR发送位置标识查询请求， 该请 求中携带： 目的 AID; S420: ILR接收到位置标识查询请求， 根据其中的目的 AID参数查询映 射数据库获取其对应的目的 RID值；
S430: ILR组织查询结果， 即目的 <AID、 RID>映射信息， 作为位置标 识查询应答消息发送到本地 ASR;
S440: 本地 ASR保存目的<^0、 RID>映射信息到本地； S450: 本地 ASR根据该目的 <AID、 1 10>映射信息发送緩存在本地的首 业务报文至目的 ASR。
用户离线过程： 即用户从身份和位置分离网络中离线时， 由其所在路由 节点 ASR向映射关系服务器 ILR上报用户的身份标识和其位置标识的映射 关系， 并由 ILR寄存器完成所保存映射信息的注销删除而后向 ASR回应确 认信息。 如图 5所示， 其步骤包括：
S500: UE 需要从身份标识和位置分离网络离线时， 向接入服务路由器 ASR发起 UE离线请求， 该离线请求中需要告知 ASR该 UE的 AID值；
S510: ASR接收到 UE离线请求， 解析出离线请求中的 AID值并使用接 入该 UE的 ASR入接口的地址作为 RID , 并向 ILR发送 <AID、 RID>映射离 线注销请求；
S520: ILR接收 <AID、 RID>映射离线注销请求， 执行注销处理， 将该 <AID、 RID>映射信息从数据库中删除；
S530: ILR向 ASR发送映射离线注册响应消息， 若 ILR注册登记异常， 响应消息中可以携带相应的错误码， 供 ASR参考和分析；
S540: ASR接收到 ILR的映射离线响应消息， 结束离线注销过程， 并向 UE回应 UE离线响应。
第二 , ASR和 ILR之间的交互消息 以上描述了 ASR和 ILR两网元间的消息交互的详细过程， 那么总体上， ASR和 ILR之间会有哪些交互消息， 其消息交互的模型是怎样的呢？ 如图 6 所示， 所示的 ASR1和 ASR2是对等的、 双向对称的， 每个 ASR与 ILR之间 具有六种消息：登录请求（即用户注册请求）、登录应答（即用户注册应答）、 注销请求 （即用户离线请求） 、 注销应答（即用户离线应答） 、 查询请求和 查询应答； 每种消息对应一种映射面的操作类型； 上述消息在 ILR映射关系 服务器和 ASR之间交互， 釆用请求和应答成对机制， 以实现交互的可靠性； 消息交互可以通过在 ILR与 ASR之间建立可靠的 TCP链接来实现。
第三， ASR和 ILR间消息交互的格式和接口 以上描述了 ASR和 ILR两网元间的消息交互过程和整体的交互模型， 下面来定义和描述 ASR和 ILR间消息交互的格式和接口。 如图 7所示， 交互消息是做作为应用层数据封装在 IP/TCP或者 IP/UDP 或者其他传输层协议之中。本实施例中以 TCP为样例描述， TCP服务监听端 端口号默认值釆用 5050, 并建议支持配置。 如图 8所示， 交互消息格式釆用公共首部和扩展参数类型长度值（Type Length Value, TLV格式组成， 每个交互消息都具有一个公共首部， 而扩展 参数 TLV 则由该交互消息的操作类型决定， 相当于是该操作所要携带的参 数， 需要携带多少参数就随后具有多少参数 TLV。 如图 9所示， 详细定义了交互消息的公共首部结构。 具体如下： 版本号， 4bit: 表示该映射操作协议的版本号， 当前版本号为 1 ; 首包协议标记， 2bit: 首包的 IP协议类型标记， 是 IPv4还是 IPv6或是 将来的扩展； 默认 0值表示 IPV4, 1表示 IPV6; 保留标记， 2bit: 供以后扩展标记位使用。 操作类型， lbyte: 用以标识该操作消息的操作类型， 操作类型有：
1 = 查询请求 （ Query REQ )
2 = 查询应答 ( Query ACK )
3 =登录请求 （ Login REQ )
4 =登录应答 （ Login ACK ) 注销请求 （ Logout REQ )
6 = 注销应答 ( Logout ACK ) 消息长度， 2byte: 表示报文的长度值， 长度包括公共首部。 如图 10所示， 参数 TLV定义为 Type, Length和 Value三元组构成。
Type, 2byte: 表示该项参数的类型。
Length, 2byte: 表示该项 TLV的长度， 包括 TLV首部长度。
Value: 表示该项参数的值内容， 长度由 （Length - 4 ) 决定。 操作参数按类型 （Type ) 包括： 1= AID, 即请求移动终端的身份 ID信息；
2= RID, 位置路由标识， 用以查询请求应答消息中返回的位置路由标识 结果、 登录请求消息中登录的位置路由标识、 以及首包查询请求中携带的源 路由标识， RID具体形式可釆用 IPV4或者 IPV6地址；
3 =返回码， 用以 ILR返回给 ASR的操作命令执行返回码信息； 4 = 首包数据， 用以首包转发查询请求消息中携带的首包数据内容。 注意： 以上交互消息中的操作参数釆用公用方式定义， 即他们都是同一 个 Type类型， 但是具体的含义却不一定相同， 具体含义由操作消息的操作 类型决定。 六种消息需要携带的参数 TLV情况如下表 1所示： ASR与 ILR交互消息携带 TLV情况表
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上文为消息格式和接口定义描述完毕， 下面来简要描述 ASR、 ILR两网 元的消息交互实现。
第四、 ASR状态机实现 考虑到 ASR与 ILR的操作消息具有等待确认的交互过程， 为了完成该 工作过程， 在 ASR侧实现状态机机制， 考虑到 ILR侧仅需要对请求的响应， 无需等待或更复杂的过程， 其处理相对简单， 暂不给出 ILR侧状态机。 但其 实施可参照 ASR侧的状态机机制来实现。 如图 11所示， ASR侧的三个状态机状态为： 初始化态、 等待确认态以 及结束态。 初始化态， 表明状态机刚刚建立， 需要根据状态机的类型来发送相应的 登记消息或者请求消息， 该状态为瞬时态， 到达该状态后自动发送消息并将 状态跳转到等待确认态； 等待确认态 , 表示状态机在等待接收 ILR发送过来的确认消息。 在这个状态下， 系统需要启动重发超时定时器， 当超时定时器超时时， 需要重发操作消息并自增超时次数， 若超时次数未达上限值 (演示系统上限 值设为 3次） ， 则继续保持在等待确认态， 若超出上限值则跳转到结束态。 所在该状态下收到 ILR的确认消息则同样跳转到结束态。 结束态： 表明是操作过程的结束， 由于目前每次基于用户的操作都是随 机动态的， 不需要持续保存和保留， 故在结束态需要对状态机资源进行消亡 和释放。 由于每个状态机对应用户的一个映射平面的操作 （即交互消息中指定的 操作） ， 故状态机具有类型特性， 类型分为： 用户登记状态机、 请求映射位 置地址状态机和离线注销状态机。 而这些类型的状态机的状态处理图都是一 致的， 遵循图 11所描述。 在 ASR接收到 ILR的响应消息时， ASR实现需要 根据响应消息的类型和其中的 AID作为关键字 （key )遍历本端的状态机链 过程。 综上， 本发明给出了在身份和位置分离网络中 ASR和 ILR两网元间消 息交互的消息交互过程定义、 消息交互模型、 消息交互的接口和格式定义以 及实现消息交互过程的状态机定义。 同时， 该发明并不局限于身份和位置分 离网络， 只要是通信网络中的两个需要进行消息交互的网元之间都可以， 发 明使用者可以根据该发明完整的实现一套网元间消息交互过程。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。 以上所述仅为本发明的实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域 的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的权利要求 范围之内。
工业实用性 本发明给出了在身份和位置分离网络中 ASR和 ILR两网元间消息交互 的消息交互过程定义、 消息交互模型、 消息交互的接口和格式定义以及实现 消息交互过程的状态机定义， 有效地解决了网元间消息交互的问题。 同时， 该发明并不局限于身份和位置分离网络， 只要是通信网络中的两个需要进行 消息交互的网元之间都可以， 根据该发明可完整实现一套网元间消息交互过 程。 由于交互消息釆用请求应答的模式， 可有效保证交互的可靠性， 而消息 中携带的安全码可确保交互的安全性。 同时， 本发明的技术方案中， 还设置 有异常处理机制并釆用状态机控制交互过程。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种网络系统， 该网络系统包括： 用户端设备、 接入服务路由器、 以 及映射关系服务器， 其中： 所述映射关系服务器设置为： 保存身份标识（AID ) 与对应的位置标识 ( RID ) 的映射关系信息； 所述接入服务路由器设置为： 根据用户端设备的请求， 与映射关系服务 器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程、和 /或用户位置信息查 询过程、 和 /或用户离线过程。
2、如权利要求 1所述的网络系统， 其中， 所述交互消息包括下述信息的 组合： 版本号、 消息交互的类型、 消息长度、 消息参数、 以及首包协议版本。
3、 如权利要求 2所述的网络系统， 其中， 所述交互消息的类型包括： 用 户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请求、 用户离线应答； 用户位置信息 查询请求、 以及用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。
4、如权利要求 1或 3所述的网络系统， 其中， 所述接入服务路由器根据 用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行 用户注册过程中， 所述交互消息包括： 用户注册请求消息和用户注册应答消 息； 所述接入服务路由器是设置为按如下方式根据用户端设备的请求， 与映 射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户注册过程： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户注册时， 利用用户注册请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系， 以使所述映射关系服务器保存该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关 系； 以及 接收映射关系服务器利用用户注册应答消息向所述接入服务路由器返回 的确认信息。
5、如权利要求 1或 3所述的网络系统， 其中， 所述接入服务路由器根据 用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行 用户位置信息查询过程中， 所述交互消息包括： 用户位置信息查询请求消息 和用户位置信息查询应答消息； 所述接入服务路由器是设置为按如下方式根据用户端设备的请求， 与映 射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程： 用户端设备接入的接入服务路由器， 在收到该用户向目的用户初始发送 的业务报文时， 利用用户位置信息查询请求消息向映射关系服务器发送目的 用户所在位置标识的查询请求； 以及 接收映射关系服务器根据查询请求查询映射关系数据库后， 利用用户位 置信息查询应答消息向所述接入服务路由器返回的查询结果。
6、 如权利要求 5所述的网络系统， 其中， 所述接入服务路由器还设置为：在所述用户位置信息查询过程中， 用户 端设备接入的接入服务路由器保存用户向目的用户初始发送的业务报文的首 包， 在收到所述查询应答消息后， 根据查询结果将所述首包转发至目的用户 的接入服务路由器； 或者， 所述接入服务路由器还设置为： 在所述用户位置信息查询过程中， 用户 端设备接入的接入服务路由器将用户向目的用户初始发送的业务报文的首包 发送给映射关系服务器； 以及， 所述映射关系服务器还设置为： 在查询到目 的用户的身份标识后， 根据查询结果将所述首包转发至目的用户的接入服务 路由器。
7、如权利要求 1或 3所述的网络系统， 其中， 所述接入服务路由器根据 用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行 用户离线过程中， 所述交互消息包括： 用户离线请求消息和用户离线应答消 息；
所述接入服务路由器是设置为按如下方式根据用户端设备的请求， 与映 射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行用户离线过程： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户离线时， 利用用户离线请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 接收所述映射关系服务器在将所保存的该用户的身份标识和其接入位置 标识的映射关系注销删除后， 利用用户离线应答消息向所述接入服务路由器 返回的确认信息。
8、 如权利要求 1至 3中任一项所述的网络系统， 其中， 所述映射关系服务器还设置为： 在执行用户注册过程、 和 /或用户位置信 息查询过程、 和 /或用户离线过程中， 若发生操作错误则将其相应错误码返回 给所述接入服务路由器； 接入服务路由器还设置为： 根据所述错误码进行对应的异常处理。
9、 如权利要求 2或 3所述的网络系统， 其中， 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型（T ) +长度（L ) +值（ V )； 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以标识该参数 的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。
10、 如权利要求 1至 3中任一项所述的网络系统， 其中， 所述接入服务路由器配置有消息交互状态机， 该状态机用于为用户注册 过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结束态。
11、 一种网元间消息交互的方法， 该方法用于在包括用户端设备、 接入 月良务路由器、 映射关系服务器的网络系统实现消息交互， 该方法包括： 所述映射关系服务器保存身份标识（AID )与对应的位置标识（RID )的 映射关系信息； 以及 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户注册过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程。
12、如权利要求 11所述的方法， 其中， 所述交互消息包括下述信息的组 合： 版本号、 消息交互的类型、 消息长度、 消息参数、 以及首包协议版本； 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 以及用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。
13、 如权利要求 11或 12所述的方法， 其中， 所述接入服务路由器根据 用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行 用户注册过程中， 所述交互消息包括： 用户注册请求消息和用户注册应答消 息；
所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户注册过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户注册时， 利用用户注册请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 所述映射关系服务器保存该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关 系， 并利用用户注册应答消息向所述接入服务路由器返回确认信息。
14、 如权利要求 11或 12所述的方法， 其中， 所述接入服务路由器根据 用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行 用户位置信息查询过程中， 所述交互消息包括： 用户位置信息查询请求消息 和用户位置信息查询应答消息； 所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户位置信息查询过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器， 在收到该用户向目的用户初始发送 的业务报文时， 利用用户位置信息查询请求消息向映射关系服务器发送目的 用户所在位置标识的查询请求； 以及 映射关系服务器根据查询请求查询映射关系数据库并将查询结果利用用 户位置信息查询应答消息返回给所述接入服务路由器。
15、 如权利要求 14所述的方法， 其中， 在所述用户位置信息查询过程中， 用户向目的用户初始发送的业务 "^文 的首包， 通过如下方式之一发送到目的用户的接入服务路由器： 用户端设备接入的接入服务路由器保存所述首包， 在收到所述查询应答 消息后，根据查询结果将所述首包转发至目的用户的接入服务路由器； 或者， 用户端设备接入的接入服务路由器将首包发送给映射关系服务器， 所述 映射关系服务器在查询到目的用户的身份标识后， 根据查询结果将所述首包 转发至目的用户的接入服务路由器。
16、 如权利要求 11或 12所述的方法， 其中， 所述接入服务路由器根据 用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请求和应答模式的交互消息执行 用户离线过程中， 所述交互消息包括： 用户离线请求消息和用户离线应答消 息；
所述接入服务路由器根据用户端设备的请求， 与映射关系服务器利用请 求和应答模式的交互消息执行用户离线过程的步骤包括： 用户端设备接入的接入服务路由器在用户离线时， 利用用户离线请求消 息向映射关系服务器上报该用户的身份标识和其接入位置标识的映射关系； 以及 所述映射关系服务器在将所保存的该用户的身份标识和其接入位置标识 的映射关系注销删除后， 并利用用户离线应答消息向所述接入服务路由器返 回确认信息。
17、 如权利要求 12所述的方法， 其中， 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型（T ) +长度（L ) +值（ V )； 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以标识该参数 的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。
18、 如权利要 11或 12所述的方法， 其中， 所述接入服务路由器配置有消息交互状态机， 该状态机用于为用户注册 过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结束态。
19、 一种接入服务路由器， 位于包括用户端设备、 接入服务路由器、 映 射关系服务器的网络系统中， 该接入服务路由器包括与所述映射关系服务器 进行消息交互的交互消息接口， 该交互消息接口设置为： 发送和接收交互消息， 该所述交互消息包括下 述信息的组合： 版本号、 消息交互的类型、 消息长度、 消息参数、 以及首包 协议版本。
20、 如权利要求 19所述的接入服务路由器， 其中， 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 以及用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。
21、 如权利要求 19或 20所述的接入服务路由器， 所述接入服务路由器 还包括： 消息交互状态机， 该状态机设置为： 为接入服务路由器与映射关系服务器之间的用户注册 过程、 和 /或用户位置信息查询过程、 和 /或用户离线过程提供可靠性机制， 所述状态机的状态包括初始化态、 等待确认态以及结束态。
22、 一种映射关系服务器， 位于包括用户端设备、 接入服务路由器、 映 射关系服务器的网络系统中， 该映射关系服务器包括与所述接入服务路由器 进行消息交互的交互消息接口， 该交互消息接口设置为： 发送和接收交互消 息， 所述交互消息包括下述信息的组合： 版本号、 消息交互的类型、 消息长 度、 消息参数、 以及首包协议版本。
23、 如权利要求 22所述的映射关系服务器， 其中， 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 和用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。
24、 一种交互消息， 该交互消息包括下述信息的组合： 版本号、 交互消 息的类型、 消息长度、 以及消息参数。
25、 如权利要求 24所述的交互消息， 其中， 所述交互消息的类型包括： 用户注册请求、 用户注册应答； 用户离线请 求、 用户离线应答； 用户位置信息查询请求、 和用户位置信息查询应答； 所述交互消息携带的消息参数根据类型的不同， 包括下述参数的之一或 它们的组合： 用户端设备的身份标识 AID、 位置标识 RID、 返回码、 以及用 户业务的首包。
26、 如权利要求 25所述的交互消息， 其中， 所述交互消息携带的消息参数格式为： 类型（T) +长度（L) +值（ V)； 其中， 所述类型， 用以标识该参数的参数类型； 所述长度， 用以标识该参数 的长度； 所述值域， 用于承载该参数的内容。
27、 如权利要求 24所述的交互消息， 其中， 所述交互消息承载在传输控制协议（TCP) , 用户数据包协议（UDP) 或原始互联网络协议（RAWIP) 。
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