WO2014169865A1 - 一种网络计费方法、控制器、数据中心及系统、存储介质 - Google Patents

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WO2014169865A1
WO2014169865A1 PCT/CN2014/076690 CN2014076690W WO2014169865A1 WO 2014169865 A1 WO2014169865 A1 WO 2014169865A1 CN 2014076690 W CN2014076690 W CN 2014076690W WO 2014169865 A1 WO2014169865 A1 WO 2014169865A1
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network element
charging
information
data center
processing
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王静
周娜
毕以峰
汪军
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04M15/82—Criteria or parameters used for performing billing operations
    • H04M15/8228—Session based

Definitions

  • Network charging method controller, data center and system, storage medium
  • Embodiments of the present invention relate to a software-defined network technology, a data center virtualization technology, a charging technology, and a 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project)-packet domain (PS) core network technology, and more particularly to a network.
  • the Open Flow protocol uses a separate architecture from forwarding and control.
  • the control plane entity uses a controller based on the Open Flow protocol to implement various forwarding logics
  • the forwarding plane entity uses a gateway based on the Open Flow protocol to perform controlled according to the flow table delivered by the controller. Forward.
  • the behavior of the gateway is standardized. For example, after receiving a packet, the gateway parses the header of the packet, the L2/L3/L4 related field value, and searches the flow table as a keyword to match one of the flow tables. After the entry, the packet field is transformed according to the instruction set in the content of the entry.
  • SDN Software Defined Network
  • Open Flow protocol is a further evolution of the Open Flow protocol.
  • SDN can implement various complex network applications in software programming on the control plane, and the forwarding plane device does not need to be changed.
  • the control surface uses a general-purpose server and a general-purpose operating system, it is possible to implement script programming using a general software programming tool or a computer programming language, Python, so that various new network protocol changes can be realized through the forwarding plane. It's very simple, and the new technology deployment cycle will be greatly shortened.
  • the evolved core network (EPC, Evolved Packet Core) is a new type of packet core network introduced in the 3GPP phase 8.
  • the EPC further flattens the network, and the forwarding plane equipment is further divided into service.
  • Service Gateway (SGW, Serving Gateway)
  • Packet Data Gateway (PGW, PDN Gateway). Since R8, EPC has carried out a series of functional enhancements, including the introduction of shunting and other technologies. These enhancements require a new protocol specification cycle of one to two years, implemented by equipment vendors, tested and deployed by operators. Thus, the introduction cycle of new network features has become very long and costly.
  • the goal of the Open Flow protocol can solve these problems. In the Open Flow protocol, only the control network element in the Open Flow protocol needs to be modified.
  • the logic of the controller can introduce new network features and be controlled by the controller. Face devices complete this new feature, and new network features are introduced quickly.
  • the Open Flow protocol is currently mainly used in Layer 2 switching networks. For the network elements in the EPC that require service control, the Open Flow protocol cannot directly support it. After the introduction of the Open Flow mechanism, the function and control mode of the user plane network element of the existing EPC will be affected.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the system architecture of the SDN EPC.
  • the universal gateway (UGW, Unified GateWay) in Figure 1 only has the user plane function, and all control plane functions are executed by the controller.
  • the functions of the control plane include: user plane tunnel establishment, modification, quality of service (Qos, Quality of Service) guarantee, and so on.
  • the UGW can be divided into SGW and P-GW according to the function implementation.
  • the SGW and the PGW are essentially unified gateways UGW with the same function, which enables a more flexible networking for the EPC, and the controller can flexibly introduce application functions through the application program interface (API) to enhance the EPC.
  • API application program interface
  • the P-GW is responsible for the Charging Trigger Function (CTF), the Charging Data Function (CDF) function, and the Charging Gateway Function (CGF) function.
  • CTF Charging Trigger Function
  • CDF Charging Data Function
  • CGF Charging Gateway Function
  • the P-GW is responsible for the P-GW. Collecting and credit control of billing information, and supporting an interface with the billing system network element to implement off-line/online billing and content billing functions.
  • the billing function packet gateway needs to have a logic control operation related to billing in addition to the route forwarding function.
  • the implementation logic is complex, high in cost, and has no universal characteristics, and is no longer suitable for a new generation mobile communication network that controls the separation of the forwarding phase. Summary of the invention
  • an embodiment of the present invention provides a network charging method, a controller, a data center, a system, and a storage medium, which can implement a charging service of an SDN EPC network, and is simple in implementation, low in cost, and versatile. Strong.
  • a network charging method comprising:
  • the requesting charging resource message includes: charging policy information, user status information, and general gateway UGW information;
  • the data center management network element sends the charging policy information, the user status information, and the UGW information to the processing network element; the processing network element performs the data stream transmission with the UGW according to the UGW information, and And charging the data flow according to the charging policy information and the user state information, and feeding back the charging processing information to the data center management network element;
  • the data center management network element feeds back the charging processing information to the controller.
  • the method further includes: when the data center management network element receives the charging processing information of the online charging system, feeding back the charging processing information to the controller.
  • the processing the information of the network element includes: processing an address or tunnel information of the network element;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage reporting level;
  • the user status information includes: a user identifier, a user location information, a service network information, an access network type, a user closed user group CSG information, and a user-signed charging feature;
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • the processing network element performs the online charging, the charging the data stream according to the charging policy information and the user status information includes:
  • the processing network element requests and obtains a credit line of each charging level from the online charging system; the credit line includes: a traffic volume, a duration;
  • the processing network element performs traffic and duration statistics on the data flow, and monitors a credit limit consumed by each of the charging levels; when the credit quota is exhausted, the processing network element reports to the online meter
  • the fee system sends a credit limit control update message and obtains an updated credit line.
  • the charging the data stream according to the charging policy information and the user status information includes:
  • the processing network element performs traffic and duration statistics on the data flow according to the charging policy information and the user state information, and monitors triggering of the charging event.
  • the method further includes:
  • the data center management network element sends the user status information change notification message to the processing network element when receiving the user status information change notification message sent by the controller;
  • the processing network element When the charging event is triggered and the credit amount is re-authorized, the processing network element sends a credit limit control update message to the online charging system and obtains an updated credit line;
  • the online charging system sends a session suspension message to the data center management network element.
  • the method further includes:
  • the data center management network element sends the user status information change notification message to the processing network element when receiving the user status information change notification message sent by the controller;
  • the processing network element When the charging event is triggered, the processing network element sends the charging event and the traffic and duration statistics of the data flow to the offline charging system by using the accounting message; or, the processing network element passes the data record.
  • the transport message sends the generated call detail record CDR to the offline billing system.
  • the method further includes: when the session is aborted, the data center management network element notifies the controller of the session suspension message, and releases the user plane channel/link through the controller;
  • the data center management network element When the context of the session or the data packet protocol PDP is deleted, the data center management network element receives the charging related session release message sent by the controller, and notifies the processing network element to suspend charging and the upper 4 ⁇ charging processing.
  • the data center management network element releases the related resources of the processing network element, and deletes the charging policy information, the user status information, and the UGW information.
  • a network charging method comprising:
  • the charging processing information fed back by the data center management network element is received.
  • the processing the information of the network element includes: processing an address or tunnel information of the network element;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage reporting level;
  • the user status information includes: a user identifier, user location information, service network information, an access network type, CSG information, and a subscription feature of the user subscription;
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • the method further includes: when receiving the user status information change notification message sent by the mobility management network element, sending the user status information change notification message to the data center management network element.
  • the method further includes: receiving a session suspension message sent by the data center management network element when the session is suspended, and releasing the user plane channel/link;
  • a charging related session release message is sent to the data center management network element.
  • a data center system where the data center system includes: a data center management network element and a processing network element;
  • the data center management network element is configured to: when receiving the requesting charging resource message sent by the controller, the virtual machine supports processing the charging function of the network element, and feeds back information of the processing network element to the controller.
  • the request charging resource message includes: charging policy information, user status information, and UGW information; sending the charging policy information, user status information, and UGW information to the processing network element; The charging processing information fed back by the network element is fed back to the controller;
  • the processing network element is configured to perform data transmission according to the UGW information and the UGW, and perform charging on the data flow according to the charging policy information and user state information, and feedback the charging processing information.
  • the processing network element is configured to perform data transmission according to the UGW information and the UGW, and perform charging on the data flow according to the charging policy information and user state information, and feedback the charging processing information.
  • the data center further includes an online charging system, configured to send charging processing information to the data center management network element;
  • the data center management network element is further configured to feed back the charging processing information sent by the online charging system to the controller.
  • the processing the information of the network element includes: processing an address or tunnel information of the network element;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage reporting level;
  • the user status information includes: a user identifier, a user location information, a service network information, an access network type, a user CSG information, and a subscription feature of the user subscription;
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • the processing network element When the processing network element performs online charging, the processing network element is further configured to request and acquire a credit line of each charging level from the online charging system; the credit line includes: a traffic volume, a duration; and And performing flow rate and duration statistics on the data stream, and monitoring a credit limit consumed by each of the billing levels; sending a credit limit control update message to the online billing system when the credit line is exhausted; Obtain an updated credit line;
  • the online charging system is configured to provide a credit line for each charging level to the processing network element when receiving the request for processing the network element; when receiving the credit limit control update message of the processing network element And providing the processing network element with an updated credit line.
  • the processing network element When the processing network element performs online charging, the processing network element is further configured to perform traffic flow and duration statistics on the data flow according to the charging policy information and user status information, and monitor triggering of the charging event.
  • the data center management network element is further configured to: when receiving the user status information change notification message sent by the controller, send the user status information change notification message to the Processing the network element;
  • the processing network element is further configured to: when the charging event is triggered, and the credit amount re-authorization, send a credit limit control update message to the online charging system, and obtain an updated credit line; the online charging system, And configured to send a session suspension message to the data center management network element when the credit limit in the online charging system is exhausted.
  • the data center further includes: an offline charging system; the data center management network element is further configured to receive a user status information change notification message sent by the controller, Sending the user status information change notification message to the processing network element;
  • the processing network element is further configured to: when the charging event is triggered, send the charging event and the traffic and the length statistics of the data flow to the offline charging system by using the accounting message; or, the processing network Transmitting the generated CDR to the offline charging system by using a data record transmission message System
  • the offline charging system is configured to receive the charging event sent by the processing network element, the traffic of the data flow, the statistics of the duration, or the CDR.
  • the data center management network element is further configured to: when the session is aborted, notify the controller of the session suspension message, release the user plane channel/link through the controller; and delete the context of the session or the data packet protocol PDP Receiving the charging related session release message sent by the controller, and notifying the processing network element to suspend the charging and the charging processing information; releasing the related resources of the processing network element, and deleting the charging policy Information, user status information, and UGW information.
  • a controller the controller, the controller includes: a first receiving unit, a first transmitting unit, a second receiving unit, a configuration unit, a second transmitting unit, and a third receiving unit;
  • the first receiving unit is configured to receive user status information sent by the mobility management network element and charging policy information sent by the charging rule network element;
  • the first sending unit is configured to send a request charging resource message including the charging policy information, the user state information, and the UGW information to the data center management network element;
  • the second receiving unit is configured to receive information about the processing network element sent by the data center management network element
  • the configuration unit is configured to configure a flow table for the UGW according to the information of the processing network element
  • the second sending unit is configured to send the configured flow table to the UGW;
  • the third receiving unit is configured to receive charging processing information fed back by the data center management network element when charging the data stream by using the processing network element.
  • the processing the information of the network element includes: processing an address or tunnel information of the network element;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage reporting level;
  • the user status information includes: a user identifier, user location information, service network information, an access network type, CSG information, and a subscription feature of the user subscription;
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • the controller further includes a third sending unit, configured to send the user state information change notification message to the data center management network element when receiving the user state information change notification message sent by the mobility management network element .
  • the controller further includes: a release unit and a fourth transmitting unit;
  • the releasing unit is configured to receive a session suspension message sent by the data center management network element when the session is aborted, and release the user plane channel/link;
  • the fourth sending unit is configured to send a charging related session release message to the data center management network element when the context of the session or the PDP is deleted.
  • a network charging system comprising any of the data centers described above, any of the controllers described above, and a UGW.
  • a storage medium storing a computer program, the computer program being configured to perform the aforementioned network charging method.
  • the network charging method, the controller, the data center, and the system according to the embodiment of the present invention, when the data center management network element receives the requesting charging resource message sent by the controller, the virtual machine supports the charging function of the network element, and Returning the information of the processing network element to the controller; where the request charging resource message includes: charging policy information, user status information, and general gateway UGW information; the data center management network element The billing policy information, the user state information, and the UGW information are sent to the processing network element; the processing network element performs the data stream transmission with the UGW according to the UGW information, and according to the charging policy information and the user status.
  • the information is used to charge the data stream, and the charging processing information is fed back to the data center management network element; the data center management network element feeds back the charging processing information to the controller.
  • the charging service for the SDN EPC network is realized, and the implementation is simple, the cost is low, and the versatility is strong.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the system architecture of the SDN EPC
  • FIG. 2 is a schematic flowchart 1 of an implementation process of a network charging method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a second schematic diagram of an implementation process of a network charging method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a data center according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of a controller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a network charging system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic flowchart of an implementation process of a network online charging method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic flowchart of an implementation process of a network offline charging method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic flowchart of an implementation process of a network content charging method according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • the embodiment of the invention describes a network charging method performed by a data center. As shown in FIG. 2, the method includes the following steps:
  • Step 201 When the data center management network element receives the request charging resource message sent by the controller, the virtual machine supports processing the charging function of the network element, and feeds back the information of the processing network element to the controller.
  • the request charging resource message includes: charging policy information, user status information, and UGW information.
  • the method further includes: when the data center management network element receives the charging processing information of the online charging system, the charging processing information is fed back to the controller.
  • the information of the processing network element includes: processing an address of the network element or tunnel information;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage report Grade
  • the user status information includes: a user identifier, a user location information, a service network information, an access network type, a Closed Subscriber Group (CSG) information, and a charging feature subscribed by the user;
  • CSG Closed Subscriber Group
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • the charging the data stream according to the charging policy information and the user status information includes:
  • the processing network element requests and obtains a credit line of each charging level from the online charging system; the credit line includes: a traffic volume, a duration;
  • the processing network element performs traffic and duration statistics on the data flow, and monitors a credit limit consumed by each of the charging levels; when the credit quota is exhausted, the processing network element reports to the online meter
  • the fee system sends a credit limit control update message and obtains an updated credit line.
  • the charging the data stream according to the charging policy information and the user status information includes:
  • the processing network element performs traffic and duration statistics on the data flow according to the charging policy information and the user state information, and monitors triggering of the charging event.
  • the data center management network element and the controller support the Sxx interface defined by the embodiment of the present invention, and the data center management network element of the Sxx interface can receive the request charging resource message sent by the controller.
  • the data center management network element can send the control information of the user to the controller by the online charging system or the offline charging system implemented by the virtual machine through the Sxx interface, and then the controller processes the user plane link accordingly.
  • the controller can request and obtain the address or tunnel information of the processing network element from the data center management network element through the Sxx interface.
  • Step 202 The data center management network element sends the charging policy information, the user status information, and the UGW information to the processing network element.
  • the processing network element performs data flow according to the UGW information and the UGW. Transmitting, and according to the charging policy information and user status information
  • the data stream performs charging, and the charging processing information is fed back to the data center management network element.
  • the method further includes:
  • the data center management network element sends the user status information change notification message to the processing network element when receiving the user status information change notification message sent by the controller;
  • the processing network element When the charging event is triggered and the credit amount is re-authorized, the processing network element sends a credit limit control update message to the online charging system and obtains an updated credit line;
  • the online charging system sends a session suspension message to the data center management network element.
  • the processing network element receives the service data to be charged from the UGW, it calculates the consumption of the traffic and the duration of each service data, and calculates all the service data corresponding to each charging level according to the charging policy information.
  • Traffic and duration consumption is the use of credit lines, real-time monitoring of the current credit line remaining, and requesting new credits from the online billing system under the condition that the credit line is exhausted or credit re-authorization is satisfied.
  • a credit or a credit reauthorization process is enabled.
  • the online charging system is responsible for credit control of the credit amount, assigning a new credit limit or re-authorizing the credit line to the processing network element.
  • the online charging system notifies the data center management network element that the controller disconnects the user plane connection when the credit limit is limited.
  • the method further includes:
  • the data center management network element sends the user status information change notification message to the processing network element when receiving the user status information change notification message sent by the controller;
  • the processing network element When the charging event is triggered, the processing network element sends the charging event and the traffic and duration statistics of the data flow to the offline charging system by using the accounting message; or, the processing network element passes the data record.
  • the transfer message sends the generated call detail record (CDR, Calling Detail Records) to the offline billing system.
  • Step 203 The data center management network element feeds back the charging processing information to the control Cry.
  • the method further includes:
  • the data center management network element When the session is aborted, the data center management network element notifies the controller of the session suspension message, and releases the user plane channel/link through the controller;
  • the data center management network element receives the charging related session release message sent by the controller, and notifies the processing network element to suspend the charging and The billing processing information;
  • the data center management network element releases the related resources of the processing network element, and deletes the charging policy information, the user status information, and the UGW information.
  • the embodiment of the present invention further describes a network charging method performed by a controller. As shown in FIG. 3, the method includes the following steps:
  • Step 301 Receive user status information sent by the mobility management network element, charging policy information sent by the charging rule network element, and send a request charging resource message including the charging policy information, user status information, and UGW information to Data center management network element.
  • the Sll or Gn interface of the General Packet Radio Service Tunneling Protocol is supported between the controller and the mobility management network element, so that the controller can be compatible with the existing mobile. Sex management network element device.
  • the controller can obtain user status information through the S11 or Gn interface.
  • the controller and the charging rule network element support a Gx interface, and the Gx interface enables the controller to be compatible with the existing charging rule to generate the network element.
  • the controller can obtain billing policy information.
  • the enhanced OpenFlow protocol is supported between the controller and the UGW, and the Open Flow protocol enables the controller to send the service data that needs to be charged to the virtual machine for charging information statistics in the data center, that is, the processing network. yuan.
  • the processing the information of the network element includes: processing an address or tunnel information of the network element;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage reporting level;
  • the user status information includes: a user identifier, user location information, service network information, an access network type, CSG information, and a subscription feature of the user subscription;
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • Step 302 Receive information about the processing network element sent by the data center management network element.
  • the method further includes:
  • Step 303 Configure a flow table according to the information about the processing network element, and send the configured flow table to the UGW.
  • Step 304 Receive charging processing information fed back by the data center management network element when charging the data stream by using the processing network element.
  • the method further includes:
  • a charging related session release message is sent to the data center management network element.
  • the embodiment of the present invention further describes a data center that is applicable to the foregoing network charging method.
  • the data center includes: a data center management network element 41 and a processing network element 42; wherein, the data center
  • the management network element 41 is configured to: when receiving the requesting charging resource message sent by the controller, the virtual machine supports processing the charging function of the network element, and feeds back information of the processing network element 42 to the controller;
  • the request charging resource message includes: charging policy information, user status information, and UGW information; sending the charging policy information, user status information, and UGW information to the processing network element 42; Bill 42 feedback processing letter Feedback to the controller;
  • the processing network element 42 is configured to perform data transmission according to the UGW information and the UGW, and perform charging on the data flow according to the charging policy information and user state information, and perform charging processing information. Feedback to the data center management network element 41.
  • the data center further includes an online charging system 43 configured to send charging processing information to the data center management network element;
  • the data center management network element 41 is further configured to feed back the billing processing information sent by the online charging system 43 to the controller.
  • the information about the processing network element includes: processing an address of the network element or the tunnel information;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage reporting level;
  • the user status information includes: a user identifier, a user location information, a service network information, an access network type, a user CSG information, and a subscription feature of the user subscription;
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • the processing network element performs online charging
  • the processing network element 42 is further configured to request and obtain a credit line for each charging level from the online charging system 43.
  • the credit line includes: a traffic volume, a duration; and, performing traffic on the data stream, Length statistics, and monitoring the credit line consumed by each of the billing levels; when the credit line is exhausted, sending a credit limit control update message to the online billing system 43 and obtaining an updated credit line;
  • the online charging system 43 is configured to provide a credit line of each charging level to the processing network element 42 when receiving the request of the processing network element 42; and receive the credit line of the processing network element 42.
  • the processing network element 42 is provided with an updated credit line.
  • the processing network element 42 is further configured to perform traffic flow and duration statistics on the data flow according to the charging policy information and user state information. And monitor the triggering of the billing event.
  • the data center management network element 41 is further configured to: when receiving the user status information change notification message sent by the controller, send the user status information change notification message to the processing network element 42;
  • the processing network element 42 is further configured to send a credit limit control update message to the online charging system 43 and obtain an updated credit line when the charging event is triggered and the credit amount is re-authorized;
  • the online charging system 43 is further configured to send a session abort message to the data center management network element 41 when the credit limit in the online charging system 43 is exhausted.
  • the data center further includes: an offline charging system 44;
  • the data center management network element 41 is further configured to: when receiving the user status information change notification message sent by the controller, send the user status information change notification message to the processing network element 42;
  • the processing network element 42 is further configured to: when the charging event is triggered, send the charging event and the traffic and duration statistics of the data flow to the offline charging system 44 by using the accounting message; or Processing the network element sends the generated CDR to the offline charging system 44 by using a data record transmission message;
  • the offline charging system 44 is configured to receive the charging event and the data flow, the duration statistics, or the CDR sent by the processing network element 42.
  • the data center management network element 41 is further configured to notify the controller of the session suspension message when the session is suspended, and release the user plane channel/link through the controller; when the context of the session or PDP Receiving, receiving the charging related session release message sent by the controller, and notifying the processing network element 42 to suspend charging and uploading the charging processing information; releasing the location
  • the related resources of the network element 42 are determined, and the charging policy information, the user status information, and the UGW information are deleted.
  • the embodiment of the present invention further describes a controller applicable to the foregoing network charging method.
  • the controller includes: a first receiving unit 51, a first sending unit 52, and a second receiving unit 53, a configuration unit 54, a second sending unit 55, and a third receiving unit 56;
  • the first receiving unit 51 is configured to receive user status information sent by the mobility management network element and charging policy information sent by the charging rule network element;
  • the first sending unit 52 is configured to send a request charging resource message including the charging policy information, user status information, and UGW information to the data center management network element;
  • the second receiving unit 53 is configured to receive information about the processing network element sent by the data center management network element;
  • the configuration unit 54 is configured to configure a flow table for the UGW according to the information of the processing network element
  • the second sending unit 55 is configured to send the configured flow table to the UGW
  • the third receiving unit 56 is configured to receive the data stream when the processing network element performs charging by using the processing network element.
  • the data center manages the accounting processing information fed back by the network element.
  • the information about the processing network element includes: processing an address of the network element or the tunnel information;
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, and a usage reporting level;
  • the user status information includes: a user identifier, user location information, service network information, an access network type, CSG information, and a subscription feature of the user subscription;
  • the UGW information includes: an address or tunnel information of the UGW.
  • the controller further includes a third sending unit 57, configured to send the user state information change notification message to the data when receiving the user state information change notification message sent by the mobility management network element
  • the center manages network elements.
  • the controller further includes: a release unit 58 and a fourth sending unit 59; wherein the releasing unit 58 is configured to receive a session suspension message sent by the data center management network element when the session is suspended, and release User plane channel/link;
  • the fourth sending unit 59 is configured to send a charging related session release message to the data center management network element when the context of the session or the PDP is deleted.
  • the embodiment of the present invention further describes a network charging system suitable for the network charging method.
  • the network charging system includes: the data center 61 shown in FIG. 4, and the data shown in FIG. Controller 62 and UGW 63.
  • the function implementation of the data center 61 can be understood by referring to the data center shown in FIG. 4.
  • the function implementation of the controller 62 can be understood by referring to the controller shown in FIG. 5, and the implementation of the UGW 63 can be implemented. This is understood in conjunction with the data center shown in Figure 4 and the controller shown in Figure 5.
  • the network charging system in the embodiment of the present invention can implement online charging, offline charging, and content charging. among them,
  • the processing network element in the data center is specifically a statistical network element; and the statistical network element and the online charging system are all implemented by using a virtual machine.
  • the processing network element in the data center is specifically a statistical network element; and the statistical network element and the offline charging system are all implemented by using a virtual machine.
  • the processing network element in the data center is specifically a transmission detection network element;
  • the data center includes an online charging system and an offline charging network element;
  • the transmission detection network element, online Both the billing system and the offline billing network element are implemented by using a virtual machine.
  • FIG. 7 is a schematic flowchart of an implementation process of an online online charging method according to an embodiment of the present invention.
  • steps 701 to 712 are an implementation process of online charging during a session establishment process
  • steps 713 to 717 are used to change charging conditions.
  • the steps 718 to 722 are the implementation process of the online charging when the credit authorization is terminated
  • the steps 723 to 727 are the implementation process of the online charging when the session is terminated.
  • Step 701 The mobility management network element sends a create session or PDP context charging message to the controller.
  • This step is to create a channel/link for the user plane.
  • the charging message includes: user identification, charging characteristics signed by the user, and the like.
  • Step 702 The controller obtains charging policy information by interacting with the charging rule network element.
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, a charging reporting level, and the like.
  • Step 703 The controller sends a charging message to the data center management network element.
  • the charging message includes: charging information, a requested statistical network element address or tunnel information, a user IP address, and UGW information.
  • the charging information includes a user identifier, a charging rule, and the like.
  • the tunnel information of the statistical network element is carried in the charging message only when the data is sent by the tunnel between the UGW and the statistical network element.
  • This parameter is optional.
  • the user IP address can be provided by the data center or by the controller. In the case that the controller specifies the user IP address, the data center needs to perform network address translation (NAT) on the user address to ensure that the downlink data reaches the statistical network element.
  • the UGW information includes the UGW address or tunnel information. In this way, the statistical network element can complete the routing of the downlink data.
  • Step 704 The data center management network element performs resource configuration.
  • the data center management network element uses a virtual machine to implement a statistical network element, and configures a function for the statistical network element to allocate an address or tunnel information for the statistical network element.
  • Step 705 The data center management network element sends the charging information and the UGW information to the statistical network element.
  • the statistical network element can identify the relationship between the service data and the charging rule, and can send the downlink data to the UGW in an IP manner or a tunnel manner.
  • Step 706 The statistical network element acquires a credit line of each charging level from the online charging system.
  • the credit line includes: traffic of the business data and duration.
  • Step 707 The data center management network element responds to the charging message of the controller, and sends the address or tunnel information of the statistical network element, and the data center sends the IP address assigned by the user to the controller.
  • Step 708 The controller generates a flow table for the UGW.
  • the UGW can specify the data flow that needs to perform online charging according to the charging rule to the statistical network element of the data center.
  • Step 709 The controller sends the flow table to the UGW by using the OFPT_FLOW_MOD message in the Open Flow protocol.
  • Step 710 The uplink and downlink data may be sent by using an IP or a tunnel between the UGW and the statistical network element.
  • Step 711 The statistical network element of the data center performs statistics on the flow and duration of the data, and monitors the usage of the credit.
  • Step 712 When the credit quota is exhausted, the statistical network element sends a credit control update message to the online charging system to obtain a new credit limit.
  • Step 713 In order to support the charging, the mobility management network element needs to notify the controller of the user status change message by using the bearer or PDP context modification message when the status information of the user access changes.
  • Step 714 When the controller finds that the user status changes, the controller notifies the data center to manage the network element.
  • Step 715 The controller sends the status information of the user access to the data center management network element by using a notification message.
  • Step 716 The data center management network element notifies the user network status to the statistical network element.
  • Step 717 After the charging trigger event and the credit re-authorization condition are met, the statistical network element passes The credit control update message obtains a new credit line to the online billing system.
  • Step 718 When the credit limit of the user in the online charging system is exhausted, the online charging system sends a session termination message to the data center management network element.
  • Steps 719, 720 The data center management network element releases the statistical network element virtual machine resource when the charging resource is not needed.
  • Step 721 The data center management network element notifies the controller of the termination of the session by using a feedback message, and the controller performs the release of the user plane channel/link operation.
  • Step 722 The controller deletes the flow table information related to the online charging data of the user, and notifies the mobility management network element to delete the wireless bearer related information.
  • Step 723 The network deletes the session or the PDP context due to the user being logged off or the subscription is invalid.
  • Step 724 The controller informs the data center management network element of the online charging related session release through the notification message.
  • the data center management network element in turn notifies the statistical network element to initiate a credit control termination message to the online charging system.
  • Step 725 Step 726: When the data center management network element does not need the online charging function, the data center management network element releases the statistical virtual machine resource related to the online charging, and deletes the charging policy, the user identifier, and the like.
  • Step 727 The controller deletes the flow table information related to the online charging data of the user.
  • FIG. 8 is a schematic flowchart of an implementation of a network offline charging method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, steps 801 to 810 are implementations of offline charging during a session establishment process, and steps 811 to 815 are changed for charging conditions.
  • the offline charging implementation process, steps 816 to 820, is an implementation process of offline charging when the session is terminated.
  • Step 801 The mobility management network element sends a create session or PDP context charging message to the controller.
  • This step is to establish a channel/link for the user plane.
  • the charging message includes: a user identifier, a charging feature signed by the user, and the like.
  • Step 802 The controller obtains charging policy information by interacting with the charging rule network element.
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, a charging reporting level, and the like.
  • Step 803 The controller sends a charging message to the data center management network element.
  • the charging message includes: charging information, a requested statistical network element address or tunnel information, a user IP address, and UGW information.
  • the charging information includes a user identifier, a charging rule, and the like.
  • the tunnel information of the statistical network element is carried in the charging message only when the data is sent by the tunnel between the UGW and the statistical network element.
  • This parameter is optional.
  • the user IP address can be provided by the data center or by the controller. In the case that the controller specifies the user IP address, the data center needs to perform NAT on the user address to ensure that the downlink data reaches the statistical network element.
  • the information of the UGW includes the address of the UGW or the tunnel information. In this way, the statistics network element can complete the routing of the downlink data.
  • Step 804 The data center management network element performs resource configuration.
  • the data center management network element uses a virtual machine to implement a statistical network element, and configures a function for the statistical network element to allocate an address or tunnel information for the statistical network element.
  • Step 805 The data center management network element sends the charging information and the UGW information to the statistical network element.
  • the statistical network element can identify the relationship between the service data and the charging rule, and can send the downlink data to the UGW in an IP manner or a tunnel manner.
  • Step 806 The data center management network element responds to the charging message of the controller, and sends the address or tunnel information of the statistical network element, and the data center sends the IP address allocated by the user to the controller.
  • Step 807 The controller generates a flow table for the UGW.
  • the UGW can specify the data flow that needs to perform online charging according to the charging rule to the statistical network element of the data center.
  • Step 808 The controller uses the OFPT_FLOW_MOD message in the Open Flow protocol to send the flow table to the UGW.
  • Step 810 The statistics network element of the data center performs traffic statistics and duration statistics on the data, and monitors the usage of the credit amount.
  • Step 811 In order to support charging, the mobility management network element needs to notify the controller of the user status change message by using the bearer or PDP context modification message when the status information of the user access changes.
  • Step 812 When the controller finds that the user status changes, the controller notifies the data center to manage the network element.
  • Step 814 The data center management network element notifies the user network status to the statistical network element.
  • Step 815 When the user status change satisfies the charging event, the statistical network element sends the charging event and the statistical information to the offline charging network element by using the accounting message, or the generated data rate (CDR, which is generated by the data record transmission message). Committed Data Rate ) is sent to the offline charging network element.
  • the former mode is applicable to the case where the Rf interface is supported between the statistical network element and the offline charging network element.
  • the latter mode is applicable to the case where the Ga network interface is supported between the statistical network element and the offline charging network element.
  • Step 816 The network deletes the session or PDP context due to user logout or invalidation of the subscription.
  • Step 817 The controller informs the data center to manage the offline charging related session release of the network element by using a notification message.
  • the data center management network element further instructs the statistical network element to transmit statistics to the offline charging system through the accounting message or the data record transmission message.
  • Step 818 Step 819: The data center management network element releases the statistical virtual machine resource related to the offline charging, and deletes the accounting policy, the user identifier, and the like, when the charging resource is not required.
  • Step 820 The controller deletes the flow table information related to the offline charging data of the user.
  • FIG. 9 is a schematic flowchart of implementing a network content charging method according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG.
  • Steps 901 to 914 are content charging implementation processes during the session establishment process, and steps 915 to 919 are content charging implementation processes when the charging conditions are changed.
  • Steps 920 to 924 are content charging implementation processes when the credit authorization is terminated. (Applicable only to the online charging situation),
  • Steps 925 to 929 are the content charging implementation process when the session is terminated.
  • Step 901 The mobility management network element sends a create session or PDP context charging message to the controller.
  • This step is to create a channel/link for the user plane.
  • the charging message includes: user identification, charging characteristics signed by the user, and the like.
  • Step 902 The controller obtains charging policy information by interacting with the charging rule network element.
  • the charging policy information includes: a charging level, a charging method, a measuring method, a charging reporting level, and the like.
  • Step 903 The controller sends an accounting message to the data center management network element.
  • the charging message includes: charging information, a requested statistical network element address or tunnel information, a user IP address, and UGW information.
  • the charging information includes a user identifier, a charging rule, and the like.
  • the tunnel information of the statistical network element is carried in the charging message only when the data is sent by the tunnel between the UGW and the statistical network element.
  • This parameter is optional.
  • the user IP address can be provided by the data center or by the controller. In the case that the controller specifies the user IP address, the data center needs to perform NAT on the user address to ensure that the downlink data reaches the statistical network element.
  • the information of the UGW includes the address of the UGW or the tunnel information. In this way, the statistics network element can complete the routing of the downlink data.
  • Step 904 The data center management network element performs resource configuration.
  • the data center management network element uses the virtual machine to implement the data center transmission detection network element, and performs the function of configuring the network element for the data center transmission, such as data statistics, online charging credit control, offline charging information reporting, and the like.
  • the central transmission detects the network element assignment address and/or user plane tunnel information.
  • Step 905 The data center management network element sends the charging information and the UGW information to the data center transmission detection network element.
  • the data center transmission detection network element can identify the relationship between the application and the charging rule, and can send the downlink data to the UGW in an IP manner or a tunnel manner.
  • the data center transmission detection network element can request the content charging credit limit from the data center content charging system, and detect and count the data received by the downlink.
  • Step 906 The data center management network element responds to the charging message of the controller, and transmits the data center to detect the address or tunnel information of the network element, and the data center sends the IP address allocated by the user to the controller.
  • Step 907 The controller generates a flow table for the UGW.
  • the UGW performs content charging on the data center transmission detection network element that can identify the service data that needs to be charged by the content according to the charging rule, and specifies the routing to the data center for the service data that cannot be identified according to the charging rule.
  • the data center transmission detection network element performs content detection and charging.
  • Step 908 The controller uses the OFPT_FLOW_MOD message of the Open Flow to send the flow table to the UGW.
  • Step 909 The uplink and downlink data may be sent in an IP or tunnel manner between the UGW and the data center transmission detection network element.
  • Step 910 The data center transmission detection network element performs data detection and data statistics on the received uplink data stream.
  • Step 911 The data center transmission detection network element performs an online or offline charging function.
  • online credit line credit re-authorization For example, online credit line credit re-authorization, offline billing, and online billing data traffic and duration statistics.
  • Step 912 The data center transmission detection network element detects the application type in the data flow and reports it to the data center management network element, and the data center management network element feeds back the application type to the controller.
  • Step 913 After the controller knows the application information, if the data stream is found to require content charging, the data stream is forwarded to the data center of the data center to detect the network element; if the data stream is found to be content-free, the data stream is Forward directly from UGW to an external network server.
  • Step 914 The controller sends a flow table to specify a new route forwarding mode after the application information is learned.
  • Step 916 When the controller finds that the user status changes, the controller notifies the data center to manage the network element.
  • Step 917 The controller sends the status information of the user access to the data center management network element by using a notification message.
  • Step 918 The data center management network element notifies the data center transmission detection network element of the user status.
  • Step 919 When the data center transmission detection network element performs online charging, if the user status change satisfies the charging trigger event and the credit reauthorization condition, the data center transmission detection network element sends the credit control update message to the data center content charging system. Get a new credit line. The data center transmission detection network element reports the charging event and statistics information to the offline charging network element when the user status change changes to meet the charging triggering event.
  • Step 920 When the credit limit of the user in the data center content charging system is exhausted, the data center content charging system sends a session termination message to the data center management network element.
  • Steps 921, 922 The data center management network element releases the data center transmission detection network element virtual machine resource without requiring the charging resource.
  • Step 923 The data center management network element notifies the controller of the termination of the session by using the feedback message, and the controller performs the operation of releasing the user plane channel/link.
  • Step 924 The controller deletes the flow table information related to the user content charging data, and the controller notifies the mobility management network element to delete the radio bearer.
  • Step 925 The network deletes the session or the PDP context due to the user being logged off or the subscription is invalid.
  • Step 926 The controller informs the data center to notify the data center to manage the release of the content related session of the network element through the notification message.
  • the data center management network element further informs the data center to transmit the detection network element to terminate the online, or offline charging session, and report the statistical information.
  • Step 927 Step 928: The data center management network element releases the content detection-related transmission detection virtual machine resource, and deletes the charging policy, the user identifier, and the like.
  • Step 929 The controller deletes the flow table information related to the user content charging data.
  • the present invention also describes a storage medium in which a computer program is stored, the computer program being configured to execute the network charging method of the foregoing embodiments.
  • the charging service for the SDN EPC network is realized, and the implementation manner is simple, the cost is low, and the versatility is strong.

Abstract

本发明公开了一种网络计费方法，包括：数据中心管理网元接收到控制器发送的请求计费资源消息时，通过虚拟机支持处理网元的计费功能，并将所述处理网元的信息反馈给所述控制器；所述数据中心管理网元将所述计费策略信息、用户状态信息以及UGW信息发送至所述处理网元；所述处理网元根据所述UGW信息与所述UGW进行数据流的传输，并根据所述计费策略信息、用户状态信息对所述数据流进行计费，将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元；所述数据中心管理网元将所述计费处理信息反馈至所述控制器。本发明同时还公开了一种数据中心、控制器、UGW及网络计费系统。采用本发明的技术方案，实现了对SDN EPC网络的计费业务。

Description

一种网络计费方法、 控制器、 数据中心及系统、 存储介质 技术领域
本发明实施例涉及软件定义网络技术、 数据中心虚拟化技术、 计费技 术以及第三代合作伙伴项目 （ 3GPP， The 3rd Generation Partnership Project ) 一分组域（PS )核心网技术， 尤其涉及一种网络计费方法、 控制器、 数据 中心及系统、 存储介质。 背景技术
美国斯坦福大学于 2008年提出了开流（ Open Flow )协议， Open Flow 协议釆用转发与控制相分离的架构。 在 Open Flow协议架构中， 控制面实 体釆用基于 Open Flow协议的控制器来实现各种转发逻辑， 而转发面实体 釆用基于 Open Flow协议的网关来根据控制器下发的流表执行受控转发。 网关的行为是标准化的， 例如， 网关接收到一条报文后， 解析出该报文的 头部—— L2/L3/L4 相关字段值， 作为关键字查找流表， 匹配到流表中的一 个表项后， 根据表项内容中的指令集对报文字段进行变换， 变换完毕后根 据表项的指示将报文转发到某一逻辑或物理端口。 软件定义网络（SDN， Software Defined Network )是 Open Flow协议的进一步演进， SDN可以在 控制面釆用软件编程的方式来实现各种复杂的网络应用， 而转发面设备则 无需做任何改变。 并且， 由于控制面釆用通用服务器和通用操作系统， 因 此， 可以使用通用的软件编程工具， 或者计算机编程语言—— Python 来实 现脚本编程， 如此， 通过转发面来实现各种新型的网络协议变得非常简单， 而且新技术部署周期也将大大缩短。
演进的核心网 （ EPC， Evolved Packet Core )是 3GPP 8阶段引入的新 型分组核心网， EPC 将网络进一步扁平化， 转发面的设备被进一步分为服 务网关（ SGW， Serving Gateway )和分组数据网关（ PGW， PDN Gateway )。 自 R8以来， EPC进行了一系列的功能增强， 包括引入分流等技术， 这些功 能的增强都需要一至两年的新的协议规范制订周期， 由设备供应商进行实 现、 由运营商进行测试、 部署， 如此， 网络新特性的引入周期变得非常漫 长， 而且代价高昂。 而 Open Flow协议的目标可以解决这些问题， 在 Open Flow 协议中， 仅需修改 Open Flow 协议中的控制网元——控制器 ( Controller ) 的逻辑既可引入新的网络特性， 由控制器控制转发面设备完 成这新型功能， 网络新功能引入速度快。 然而， Open Flow协议目前的主要 应用于二层交换网络中， 对于需要进行业务控制的 EPC 中的网元， Open Flow协议无法直接支持。 引入 Open Flow机制后对既有的 EPC的用户面网 元功能和控制方式都会产生影响。
图 1为 SDN EPC的系统架构示意图，图 1中的通用网关（ UGW， Unified GateWay )仅具有用户面功能， 所有控制面功能都由控制器来执行。 控制面 的功能包括： 用户面隧道的建立、修改、服务质量（Qos， Quality of Service ) 保证等等。通过控制器的逻辑控制， UGW按功能实现可分为 SGW和 P-GW。 SGW和 PGW本质上是具有相同功能的统一网关 UGW， 这对 EPC而言可 以实现更加灵活的组网， 并且控制器可以通过应用程序接口 （API， Application Program Interface )灵活的引入应用功能以增强 EPC的能力。
实现计费功能是运营商对网络的基本需求，在基于 SDN的演进 EPC网 络中同样需要考虑这个需求的实现。 现有技术中， 由 P-GW集成计费触发 功能（ CTF， Charging Trigger Function ),计费数据功能（ CDF， Charging Data Function ) 以及计费网关（CGF， Charging Gateway Function )功能， P-GW 负责计费信息的搜集和信用控制， 并支持与计费系网元之间的接口， 实现 离 /在线计费以及内容计费功能。 现有技术的计费功能分组网关， 从实现上 来讲除了具备路由转发功能外还需要具备和计费相关的逻辑控制操作， 相 对于 SDN网络的 UGW来说， 实现逻辑复杂， 成本高， 不具有通用性特点， 不再适用于控制转发相分离的新一代移动通信网络。 发明内容
为解决上述技术问题， 本发明实施例提供一种网络计费方法、 控制器、 数据中心及系统、 存储介质， 能够实现 SDN EPC网络的计费业务， 并且， 实现方式简单、 成本低、 通用性强。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种网络计费方法， 所述方法包括：
数据中心管理网元接收到控制器发送的请求计费资源消息时， 通过虚 拟机支持处理网元的计费功能， 并将所述处理网元的信息反馈给所述控制 器； 其中， 所述请求计费资源消息包括： 计费策略信息、 用户状态信息以 及通用网关 UGW信息；
所述数据中心管理网元将所述计费策略信息、用户状态信息以及 UGW 信息发送至所述处理网元； 所述处理网元根据所述 UGW信息与所述 UGW 进行数据流的传输， 并根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据 流进行计费， 将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元；
所述数据中心管理网元将所述计费处理信息反馈至所述控制器。
所述方法还包括： 所述数据中心管理网元接收到在线计费系统的计费 处理信息时， 将所述计费处理信息反馈至所述控制器。
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息；
所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 用户闭合用户组 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。 所述处理网元执行在线计费时， 所述根据所述计费策略信息、 用户状 态信息对所述数据流进行计费， 包括：
所述处理网元向在线计费系统请求并获取每个计费等级的信用额度； 所述信用额度包括： 流量、 时长；
所述处理网元对所述数据流进行流量、 时长统计， 并监控所述每个计 费等级所消耗的信用额度； 在所述信用额度消耗尽时， 所述处理网元向所 述在线计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度。
所述处理网元执行离线计费时， 所述根据所述计费策略信息、 用户状 态信息对所述数据流进行计费， 包括：
所述处理网元根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进 行流量、 时长统计， 并监控计费事件的触发。
所述处理网元执行在线计费时， 所述方法还包括：
所述数据中心管理网元接收到所述控制器发送的用户状态信息改变通 知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理网元；
当计费事件触发、 以及信用额度重授权时， 所述处理网元向所述在线 计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度；
当所述在线计费系统中的信用额度消耗尽时， 所述在线计费系统向所 述数据中心管理网元发送会话中止消息。
所述处理网元执行离线计费时， 所述方法还包括：
所述数据中心管理网元接收到所述控制器发送的用户状态信息改变通 知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理网元；
当计费事件触发时， 所述处理网元通过记账消息将所述计费事件和所 述数据流的流量、 时长统计结果发送至离线计费系统； 或者， 所述处理网 元通过数据记录传输消息将生成的呼叫详细记录 CDR发送至离线计费系 统。 所述方法还包括： 当会话中止时， 所述数据中心管理网元将会话中止 消息通知给所述控制器， 通过所述控制器释放用户面通道 /链路；
当会话或者数据包协议 PDP的上下文删除时， 所述数据中心管理网元 接收所述控制器发送的计费相关会话释放消息， 并通知所述处理网元中止 计费以及上 4艮计费处理信息；
所述数据中心管理网元释放所述处理网元的相关资源， 并删除计费策 略信息、 用户状态信息以及 UGW信息。
一种网络计费方法， 所述方法包括：
接收移动性管理网元发送的用户状态信息、 计费规则网元发送的计费 策略信息，将包括所述计费策略信息、用户状态信息以及 UGW信息的请求 计费资源消息发送至数据中心管理网元；
接收所述数据中心管理网元发送的所述处理网元的信息；
根据所述处理网元的信息，为所述 UGW配置流表；将所配置的流表发 送至所述 UGW;
当通过所述处理网元对数据流进行计费时， 接收所述数据中心管理网 元反馈的计费处理信息。
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息；
所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
所述方法还包括： 接收到所述移动性管理网元发送的用户状态信息改 变通知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述数据中心管 理网元。 所述方法还包括： 当会话中止时， 接收所述数据中心管理网元发送的 会话中止消息， 并释放用户面通道 /链路；
当会话或者 PDP的上下文删除时， 发送计费相关会话释放消息至所述 数据中心管理网元。
一种数据中心， 所述数据中心系统包括： 数据中心管理网元、 处理网 元； 其中，
所述数据中心管理网元， 配置为接收到控制器发送的请求计费资源消 息时， 通过虚拟机支持处理网元的计费功能， 并将所述处理网元的信息反 馈给所述控制器； 其中， 所述请求计费资源消息包括： 计费策略信息、 用 户状态信息以及 UGW信息；将所述计费策略信息、用户状态信息以及 UGW 信息发送至所述处理网元； 将所述处理网元反馈的计费处理信息反馈至所 述控制器；
所述处理网元，配置为根据所述 UGW信息与所述 UGW进行数据流的 传输， 并根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进行计费， 将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元。
所述数据中心还包括在线计费系统， 配置为向所述数据中心管理网元 发送计费处理信息；
所述数据中心管理网元， 还配置为将所述在线计费系统发送的计费处 理信息反馈至所述控制器。
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息；
所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 用户 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。 所述处理网元执行在线计费时， 所述处理网元， 还配置为向所述在线 计费系统请求并获取每个计费等级的信用额度； 所述信用额度包括： 流量、 时长； 以及， 对所述数据流进行流量、 时长统计， 并监控所述每个计费等 级所消耗的信用额度； 在所述信用额度消耗尽时， 向所述在线计费系统发 送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度；
所述在线计费系统， 配置为收到所述处理网元的请求时， 向所述处理 网元提供每个计费等级的信用额度； 接收到所述处理网元的信用额度控制 更新消息时， 向所述处理网元提供更新的信用额度。
所述处理网元执行在线计费时， 所述处理网元， 还配置为根据所述计 费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进行流量、 时长统计， 并监控计 费事件的触发。
所述处理网元执行在线计费时， 所述数据中心管理网元， 还配置为接 收到所述控制器发送的用户状态信息改变通知消息时， 将所述用户状态信 息改变通知消息发送至所述处理网元；
所述处理网元， 还配置为当计费事件触发、 以及信用额度重授权时， 向所述在线计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度； 所述在线计费系统， 还配置为当所述在线计费系统中的信用额度消耗 尽时， 向所述数据中心管理网元发送会话中止消息。
所述处理网元执行离线计费时， 所述数据中心还包括： 离线计费系统； 所述数据中心管理网元， 还配置为接收到所述控制器发送的用户状态 信息改变通知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理 网元；
所述处理网元， 还配置为当计费事件触发时， 通过记账消息将所述计 费事件和所述数据流的流量、 时长统计结果发送至离线计费系统； 或者， 所述处理网元通过数据记录传输消息将生成的 CDR发送至所述离线计费系 统；
所述离线计费系统， 配置为接收所述处理网元发送的所述计费事件和 所述数据流的流量、 时长统计结果， 或者 CDR。
所述数据中心管理网元， 还配置为当会话中止时， 将会话中止消息通 知给所述控制器， 通过所述控制器释放用户面通道 /链路； 当会话或者数据 包协议 PDP的上下文删除时， 接收所述控制器发送的计费相关会话释放消 息， 并通知所述处理网元中止计费以及上 ^艮计费处理信息； 释放所述处理 网元的相关资源， 并删除计费策略信息、 用户状态信息以及 UGW信息。
一种控制器， 所述控制器， 所述控制器包括： 第一接收单元、 第一发 送单元、 第二接收单元、 配置单元、 第二发送单元以及第三接收单元； 其 中，
所述第一接收单元， 配置为接收移动性管理网元发送的用户状态信息、 计费规则网元发送的计费策略信息；
所述第一发送单元， 配置为将包括所述计费策略信息、 用户状态信息 以及 UGW信息的请求计费资源消息发送至数据中心管理网元；
所述第二接收单元， 配置为接收所述数据中心管理网元发送的所述处 理网元的信息；
所述配置单元， 配置为才艮据所述处理网元的信息为所述 UGW 配置流 表；
所述第二发送单元， 配置为将所配置的流表发送至所述 UGW;
所述第三接收单元， 配置为当通过所述处理网元对数据流进行计费时， 接收所述数据中心管理网元反馈的计费处理信息。
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息；
所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级； 所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
所述控制器还包括第三发送单元， 配置为接收到所述移动性管理网元 发送的用户状态信息改变通知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息 发送至所述数据中心管理网元。
所述控制器还包括： 释放单元以及第四发送单元； 其中
所述释放单元， 配置为当会话中止时， 接收所述数据中心管理网元发 送的会话中止消息， 并释放用户面通道 /链路；
所述第四发送单元， 配置为当会话或者 PDP的上下文删除时， 发送计 费相关会话释放消息至所述数据中心管理网元。
一种网络计费系统， 所述网络计费系统包括上面所述的任意数据中心、 上面所述的任意控制器以及 UGW。
一种存储介质， 所述存储介质中存储有计算机程序， 所述计算机程序 配置为执行前述的网络计费方法。
本发明实施例记载的网络计费方法、 控制器、 数据中心及系统， 数据 中心管理网元接收到控制器发送的请求计费资源消息时， 通过虚拟机支持 处理网元的计费功能， 并将所述处理网元的信息反馈给所述控制器； 其中， 所述请求计费资源消息包括： 计费策略信息、 用户状态信息以及通用网关 UGW信息； 所述数据中心管理网元将所述计费策略信息、 用户状态信息以 及 UGW信息发送至所述处理网元；所述处理网元根据所述 UGW信息与所 述 UGW进行数据流的传输，并根据所述计费策略信息、用户状态信息对所 述数据流进行计费， 将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元； 所述 数据中心管理网元将所述计费处理信息反馈至所述控制器。 如此， 实现了 对 SDN EPC网络的计费业务， 并且， 实现方式简单、 成本低、 通用性强。 附图说明
图 1为 SDN EPC的系统架构示意图；
图 2为本发明实施例网络计费方法的实现流程示意图一；
图 3为本发明实施例网络计费方法的实现流程示意图二；
图 4为本发明实施例数据中心的结构组成示意图；
图 5为本发明实施例控制器的结构组成示意图；
图 6为本发明实施例网络计费系统的结构组成示意图；
图 7为本发明实施例网络在线计费方法的实现流程示意图；
图 8为本发明实施例网络离线计费方法的实现流程示意图；
图 9为本发明实施例网络内容计费方法的实现流程示意图。 具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容， 下面结合附图对 本发明的实现进行详细阐述， 所附附图仅供参考说明之用， 并非用来限定 本发明。
本发明实施例记载了一种由数据中心执行的网络计费方法， 如图 2所 示， 所述方法包括以下步骤：
步骤 201 : 数据中心管理网元接收到控制器发送的请求计费资源消息 时， 通过虚拟机支持处理网元的计费功能， 并将所述处理网元的信息反馈 给所述控制器。
其中， 所述请求计费资源消息包括： 计费策略信息、 用户状态信息以 及 UGW信息。
优选地， 所述方法还包括： 所述数据中心管理网元接收到在线计费系 统的计费处理信息时， 将所述计费处理信息反馈至所述控制器。
优选地， 所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息； 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 用户闭合用户组（CSG， Closed Subscriber Group )信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
所述处理网元执行在线计费时， 所述根据所述计费策略信息、 用户状 态信息对所述数据流进行计费， 包括：
所述处理网元向在线计费系统请求并获取每个计费等级的信用额度； 所述信用额度包括： 流量、 时长；
所述处理网元对所述数据流进行流量、 时长统计， 并监控所述每个计 费等级所消耗的信用额度； 在所述信用额度消耗尽时， 所述处理网元向所 述在线计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度。
所述处理网元执行离线计费时， 所述根据所述计费策略信息、 用户状 态信息对所述数据流进行计费， 包括：
所述处理网元根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进 行流量、 时长统计， 并监控计费事件的触发。
优选地，数据中心管理网元和控制器之间支持本发明实施例定义的 Sxx 接口， 通过 Sxx接口数据中心管理网元可以接收控制器发送的请求计费资 源消息。 并且， 数据中心管理网元通过 Sxx接口可以将虚拟机实现的在线 计费系统或者离线计费系统对用户的控制信息发送至控制器， 然后， 由控 制器对用户面链路进行相应地处理。 再者， 控制器通过 Sxx接口可以向数 据中心管理网元请求并获得处理网元的地址或隧道信息。
步骤 202: 所述数据中心管理网元将所述计费策略信息、 用户状态信息 以及 UGW信息发送至所述处理网元；所述处理网元根据所述 UGW信息与 所述 UGW进行数据流的传输，并根据所述计费策略信息、用户状态信息对 所述数据流进行计费， 将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元。 优选地， 所述处理网元执行在线计费时， 所述方法还包括：
所述数据中心管理网元接收到所述控制器发送的用户状态信息改变通 知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理网元；
当计费事件触发、 以及信用额度重授权时， 所述处理网元向所述在线 计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度；
当所述在线计费系统中的信用额度消耗尽时， 所述在线计费系统向所 述数据中心管理网元发送会话中止消息。
具体地，处理网元接收到来自 UGW的待计费的业务数据时，统计每条 业务数据的流量和时长的消耗情况， 根据计费策略信息计算每个计费等级 所对应的所有业务数据的流量和时长消耗情况； 流量和时长的使用即为信 用额度的使用， 实时监控当前所剩下的信用额度， 在信用额度用尽或者满 足信用重授权的条件下向在线计费系统请求新的信用额度或者启用信用重 授权过程。 相应地， 在线计费系统， 则负责计费额度的信用控制， 分配新 的信用额度或者对信用额度重新授权给处理网元。 并且， 在线计费系统在 信用额度受限的情况下通知数据中心管理网元告知控制器断掉用户面的连 接。
优选地， 所述处理网元执行离线计费时， 所述方法还包括：
所述数据中心管理网元接收到所述控制器发送的用户状态信息改变通 知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理网元；
当计费事件触发时， 所述处理网元通过记账消息将所述计费事件和所 述数据流的流量、 时长统计结果发送至离线计费系统； 或者， 所述处理网 元通过数据记录传输消息将生成的呼叫详细记录 （CDR， Calling Detail Records )发送至离线计费系统。
步骤 203:所述数据中心管理网元将所述计费处理信息反馈至所述控制 哭口。
优选地， 所述方法还包括：
当会话中止时， 所述数据中心管理网元将会话中止消息通知给所述控 制器， 通过所述控制器释放用户面通道 /链路；
当会话或者数据包协议（ PDP， Packet Data Protocol )的上下文删除时， 所述数据中心管理网元接收所述控制器发送的计费相关会话释放消息， 并 通知所述处理网元中止计费以及上 ^艮计费处理信息；
所述数据中心管理网元释放所述处理网元的相关资源， 并删除计费策 略信息、 用户状态信息以及 UGW信息。
本发明实施例还记载了一种由控制器执行的网络计费方法， 如图 3 所 示， 所述方法包括以下步骤：
步骤 301 : 接收移动性管理网元发送的用户状态信息、计费规则网元发 送的计费策略信息，将包括所述计费策略信息、用户状态信息以及 UGW信 息的请求计费资源消息发送至数据中心管理网元。
优选地， 控制器和移动性管理网元之间支持通用分组无线服务技术隧 道协议（ GTP-C， General Packet Radio Service Tunnelling Protocol-C )的 Sll 或者 Gn接口， 使得控制器可以兼容已有的移动性管理网元设备。 通过 S11 或者 Gn接口， 控制器可以获得用户状态信息。
优选地， 控制器和计费规则网元之间支持 Gx接口， Gx接口使控制器 可以兼容已有的计费规则生成网元。 通过 Gx接口， 控制器可以获得计费策 略信息。
优选地， 控制器和 UGW之间支持增强的 Open Flow协议， Open Flow 协议使控制器可以将需要计费的业务数据发送到数据中心的用于计费信息 统计的虚拟机上， 也即处理网元。
优选地， 所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息； 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
步骤 302: 接收所述数据中心管理网元发送的所述处理网元的信息。 优选地， 所述方法还包括：
接收到所述移动性管理网元发送的用户状态信息改变通知消息时， 将 所述用户状态信息改变通知消息发送至所述数据中心管理网元。
步骤 303: 根据所述处理网元的信息所述 UGW配置流表； 将所配置的 流表发送至所述 UGW。
步骤 304: 当通过所述处理网元对数据流进行计费时，接收所述数据中 心管理网元反馈的计费处理信息。
优选地， 所述方法还包括：
当会话中止时， 接收所述数据中心管理网元发送的会话中止消息， 并 释放用户面通道 /链路；
当会话或者数据包协议 PDP的上下文删除时， 发送计费相关会话释放 消息至所述数据中心管理网元。
本发明实施例还记载了一种适用于上述网络计费方法的数据中心， 如 图 4所示， 所述数据中心包括： 数据中心管理网元 41、 处理网元 42; 其中， 所述数据中心管理网元 41， 配置为接收到控制器发送的请求计费资源 消息时， 通过虚拟机支持处理网元的计费功能， 并将所述处理网元 42的信 息反馈给所述控制器； 其中， 所述请求计费资源消息包括： 计费策略信息、 用户状态信息以及 UGW信息； 将所述计费策略信息、 用户状态信息以及 UGW信息发送至所述处理网元 42; 将所述处理网元 42反馈的计费处理信 息反馈至所述控制器；
所述处理网元 42， 配置为根据所述 UGW信息与所述 UGW进行数据 流的传输， 并根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进行计 费， 将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元 41。
优选地， 所述数据中心还包括在线计费系统 43， 配置为向所述数据中 心管理网元发送计费处理信息；
所述数据中心管理网元 41，还配置为将所述在线计费系统 43发送的计 费处理信息反馈至所述控制器。
优选地， 所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息； 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 用户 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
优选地， 所述处理网元执行在线计费时，
所述处理网元 42，还配置为向所述在线计费系统 43请求并获取每个计 费等级的信用额度； 所述信用额度包括： 流量、 时长； 以及， 对所述数据 流进行流量、 时长统计， 并监控所述每个计费等级所消耗的信用额度； 在 所述信用额度消耗尽时， 向所述在线计费系统 43发送信用额度控制更新消 息并获取更新的信用额度；
所述在线计费系统 43， 配置为收到所述处理网元 42的请求时， 向所述 处理网元 42提供每个计费等级的信用额度； 接收到所述处理网元 42的信 用额度控制更新消息时， 向所述处理网元 42提供更新的信用额度。
优选地， 所述处理网元执行在线计费时， 所述处理网元 42， 还配置为 根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进行流量、 时长统计， 并监控计费事件的触发。
优选地， 所述处理网元 42执行在线计费时，
所述数据中心管理网元 41， 还配置为接收到所述控制器发送的用户状 态信息改变通知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处 理网元 42;
所述处理网元 42，还配置为当计费事件触发、 以及信用额度重授权时， 向所述在线计费系统 43 发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额 度；
所述在线计费系统 43，还配置为当所述在线计费系统 43中的信用额度 消耗尽时， 向所述数据中心管理网元 41发送会话中止消息。
优选地， 所述处理网元执行离线计费时， 所述数据中心还包括： 离线 计费系统 44;
所述数据中心管理网元 41， 还配置为接收到所述控制器发送的用户状 态信息改变通知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处 理网元 42;
所述处理网元 42， 还配置为当计费事件触发时， 通过记账消息将所述 计费事件和所述数据流的流量、 时长统计结果发送至离线计费系统 44; 或 者， 所述处理网元通过数据记录传输消息将生成的 CDR发送至所述离线计 费系统 44;
所述离线计费系统 44，配置为接收所述处理网元 42发送的所述计费事 件和所述数据流的流量、 时长统计结果， 或者 CDR。
优选地， 所述数据中心管理网元 41， 还配置为当会话中止时， 将会话 中止消息通知给所述控制器， 通过所述控制器释放用户面通道 /链路； 当会 话或者 PDP的上下文删除时， 接收所述控制器发送的计费相关会话释放消 息， 并通知所述处理网元 42中止计费以及上 ^艮计费处理信息； 释放所述处 理网元 42的相关资源， 并删除计费策略信息、 用户状态信息以及 UGW信 息。
本发明实施例还记载了一种适用于上述网络计费方法的控制器，如图 5 所示， 所述控制器包括： 第一接收单元 51、 第一发送单元 52、 第二接收单 元 53、 配置单元 54、 第二发送单元 55以及第三接收单元 56; 其中，
所述第一接收单元 51， 配置为接收移动性管理网元发送的用户状态信 息、 计费规则网元发送的计费策略信息；
所述第一发送单元 52， 配置为将包括所述计费策略信息、 用户状态信 息以及 UGW信息的请求计费资源消息发送至数据中心管理网元；
所述第二接收单元 53， 配置为接收所述数据中心管理网元发送的所述 处理网元的信息；
所述配置单元 54， 配置为根据所述处理网元的信息为所述 UGW配置 流表；
所述第二发送单元 55， 配置为将所配置的流表发送至所述 UGW; 所述第三接收单元 56， 配置为当通过所述处理网元对数据流进行计费 时， 接收所述数据中心管理网元反馈的计费处理信息。
优选地， 所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息； 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
优选地， 所述控制器还包括第三发送单元 57， 配置为接收到所述移动 性管理网元发送的用户状态信息改变通知消息时， 将所述用户状态信息改 变通知消息发送至所述数据中心管理网元。 优选地， 所述控制器还包括： 释放单元 58以及第四发送单元 59; 其中 所述释放单元 58， 配置为当会话中止时， 接收所述数据中心管理网元 发送的会话中止消息， 并释放用户面通道 /链路；
所述第四发送单元 59， 配置为当会话或者 PDP的上下文删除时， 发送 计费相关会话释放消息至所述数据中心管理网元。
本发明实施例还记载了一种适用于上述网络计费方法的网络计费系 统， 如图 6所示， 所述网络计费系统包括： 图 4所示的数据中心 61、 图 5 所示的控制器 62以及 UGW 63。
本领域的技术人员应理解， 数据中心 61的功能实现可参照图 4所示的 数据中心进行理解， 控制器 62的功能实现可参照图 5所示的控制器进行理 解， 而 UGW 63的实现可结合图 4所示的数据中心以及图 5所示的控制器 进行理解。
本发明实施例的网络计费系统可以实现在线计费、 离线计费以及内容 计费。 其中，
网络计费系统实现在线计费时， 所述数据中心中的处理网元具体为统 计网元； 并且， 统计网元和在线计费系统均釆用虚拟机来实现。
网络计费系统实现离线计费时， 所述数据中心中的处理网元具体为统 计网元； 并且， 统计网元和离线计费系统均釆用虚拟机来实现。
网络计费系统实现内容计费时， 所述数据中心中的处理网元具体为传 输检测网元； 所述数据中心中的包括在线计费系统以及离线计费网元； 传 输检测网元、 在线计费系统以及离线计费网元均釆用虚拟机来实现。
本领域的技术人员应当理解， 网络计费系统中的各个装置的功能及各 装置之间的交互方式等， 可参照前述网络计费方法、 数据中心、 控制器以 及 UGW的相关描述而理解， 此处不再赘述。
下面结合具体实施例对本发明的网络计费方法做进一步详细描述。 图 7为本发明实施例网络在线计费方法的实现流程示意图， 如图 7所 示， 步骤 701〜步骤 712为会话建立过程时在线计费的实现过程， 步骤 713~ 步骤 717为计费条件改变时在线计费的实现过程， 步骤 718〜步骤 722为信 用授权终止时在线计费的实现过程， 步骤 723〜步骤 727为会话终止时在线 计费的实现过程。
步骤 701 : 移动性管理网元发送创建会话或者 PDP上下文计费消息至 控制器。
本步骤是为了建立用户面的通道 /链接。 所述计费消息中包括： 用户标 识、 用户签约的计费特征等信息。
步骤 702:控制器通过与计费规则网元进行交互，而获得计费策略信息。 这里， 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 计 费上报等级等。
步骤 703： 控制器向数据中心管理网元发送计费消息。
这里， 计费消息中包括： 计费信息、 请求的统计网元地址或隧道信息、 用户 IP地址以及 UGW信息。 其中， 计费信息包括用户标识、 计费规则等。
优选地，统计网元的隧道信息仅在 UGW与统计网元间釆用隧道方式发 送数据时携带在所述计费消息中， 此参数为可选项。 用户 IP地址可以由数 据中心提供， 也可以控制器指定。 在控制器指定用户 IP地址的情况下， 数 据中心需要对用户地址进行网络地址转换 （ NAT， Network Address Translation ) 以保证下行数据到达统计网元上。 UGW的信息包括 UGW的 地址或隧道信息， 如此， 统计网元可以完成下行数据的路由。
步骤 704: 数据中心管理网元进行资源配置。
具体地， 数据中心管理网元釆用虚拟机来实现统计网元， 为统计网元 配置功能， 为统计网元分配地址或隧道信息。
步骤 705：数据中心管理网元为统计网元下发计费信息以及 UGW信息。 如此， 统计网元可以识别业务数据和计费规则的关系， 并且， 可以将 下行数据以 IP方式或者隧道方式发送至 UGW。
步骤 706: 统计网元向在线计费系统获取每个计费等级的信用额度。 这里， 信用额度包括： 业务数据的流量以及时长。
步骤 707: 数据中心管理网元响应控制器的计费消息， 将统计网元的地 址或隧道信息， 数据中心为用户分配的 IP地址发送至控制器。
步骤 708: 控制器为 UGW生成流表。
如此， UGW可以根据计费规则对需要执行在线计费的数据流指定路由 到数据中心的统计网元上。
步骤 709:控制器釆用 Open Flow协议中的 OFPT— FLOW— MOD消息为 UGW下发流表。
步骤 710: 上下行数据可以在 UGW和统计网元间以 IP或者隧道方式 发送。
步骤 711 : 数据中心的统计网元对数据进行流量、 时长的统计， 监控信 用额度使用情况。
步骤 712: 当信用额度用尽的情况下， 统计网元向在线计费系统发送信 用控制更新消息以获取新的信用额度。
步骤 713: 移动性管理网元为了支持计费， 需要在用户接入的状态信息 发生改变时， 釆用承载或者 PDP上下文修改消息将用户状态改变消息通知 给所述控制器。
步骤 714: 控制器发现用户状态发生改变时， 通知数据中心管理网元。 步骤 715:控制器通过通知消息将用户接入的状态信息发送至数据中心 管理网元。
步骤 716: 数据中心管理网元将用户状态通知给统计网元。
步骤 717: 在满足计费触发事件以及信用重授权条件下， 统计网元通过 信用控制更新消息向在线计费系统获得新的信用额度。
步骤 718: 当在线计费系统中用户的信用额度用尽时， 在线计费系统向 数据中心管理网元发送会话终止消息。
步骤 719、 720: 数据中心管理网元在不需要计费资源时释放统计网元 虚拟机资源。
步骤 721：数据中心管理网元通过反馈消息将会话终止发生通知给控制 器， 控制器执行释放用户面通道 /链接操作。
步骤 722: 控制器删除用户在线计费数据相关的流表信息， 通知移动性 管理网元删除无线承载相关信息。
步骤 723: 网络由于用户注销或者签约失效等原因导致会话或者 PDP 上下文删除。
步骤 724:控制器通过通知消息告知数据中心管理网元在线计费相关会 话释放。 数据中心管理网元进而通知统计网元发起向在线计费系统的信用 控制终止消息。
步骤 725、 步骤 726: 数据中心管理网元在不需要在线计费功能时， 释 放在线计费相关的统计虚拟机资源， 删除计费策略、 用户标识等信息。
步骤 727: 控制器删除用户在线计费数据相关的流表信息。
图 8为本发明实施例网络离线计费方法的实现流程示意图， 如图 8所 示， 步骤 801〜步骤 810为会话建立过程时离线计费的实现过程， 步骤 811~ 步骤 815为计费条件改变时离线计费的实现过程， 步骤 816〜步骤 820为会 话终止时离线计费的实现过程。
步骤 801 : 移动性管理网元发送创建会话或者 PDP上下文计费消息至 控制器。
本步骤是为了建立用户面的通道 /链接。 所述计费消息中包括： 用户标 识、 用户签约的计费特征等信息。 步骤 802:控制器通过与计费规则网元进行交互，而获得计费策略信息。 这里， 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 计 费上报等级等。
步骤 803： 控制器向数据中心管理网元发送计费消息。
这里， 计费消息中包括： 计费信息、 请求的统计网元地址或隧道信息、 用户 IP地址以及 UGW信息。 其中， 计费信息包括用户标识、 计费规则等。
优选地，统计网元的隧道信息仅在 UGW与统计网元间釆用隧道方式发 送数据时携带在所述计费消息中， 此参数为可选项。 用户 IP地址可以由数 据中心提供， 也可以控制器指定。 在控制器指定用户 IP地址的情况下， 数 据中心需要对用户地址进行 NAT 以保证下行数据到达统计网元上。 UGW 的信息包括 UGW的地址或隧道信息，如此，统计网元可以完成下行数据的 路由。
步骤 804: 数据中心管理网元进行资源配置。
具体地， 数据中心管理网元釆用虚拟机来实现统计网元， 为统计网元 配置功能， 为统计网元分配地址或隧道信息。
步骤 805：数据中心管理网元为统计网元下发计费信息以及 UGW信息。 如此， 统计网元可以识别业务数据和计费规则的关系， 并且， 可以将 下行数据以 IP方式或者隧道方式发送至 UGW。
步骤 806: 数据中心管理网元响应控制器的计费消息， 将统计网元的地 址或隧道信息， 数据中心为用户分配的 IP地址发送至控制器。
步骤 807: 控制器为 UGW生成流表。
如此， UGW可以根据计费规则对需要执行在线计费的数据流指定路由 到数据中心的统计网元上。
步骤 808:控制器釆用 Open Flow协议中的 OFPT— FLOW— MOD消息为 UGW下发流表。 步骤 809： 上下行数据可以在 UGW和统计网元间以 IP或者隧道方式 发送。
步骤 810: 数据中心的统计网元对数据进行流量、 时长的统计， 监控信 用额度使用情况。
步骤 811 : 移动性管理网元为了支持计费， 需要在用户接入的状态信息 发生改变时， 釆用承载或者 PDP上下文修改消息将用户状态改变消息通知 给所述控制器。
步骤 812: 控制器发现用户状态发生改变时， 通知数据中心管理网元。 步骤 813:控制器通过通知消息将用户接入的状态信息发送至数据中心 管理网元。
步骤 814: 数据中心管理网元将用户状态通知给统计网元。
步骤 815: 当用户状态改变满足计费事件时， 统计网元通过记账消息将 计费事件和统计信息发送至离线计费网元， 或者通过数据记录传输消息将 生成的承诺数据速率（ CDR， Committed Data Rate )发送至离线计费网元。 前一种方式适用于统计网元和离线计费网元之间支持 Rf接口的情况， 后一 种方式适用于统计网元和离线计费网元之间支持 Ga接口的情况。
步骤 816: 网络由于用户注销或者签约失效等原因导致会话或者 PDP 上下文删除。
步骤 817:控制器通过通知消息告知数据中心管理网元离线计费相关会 话释放。 数据中心管理网元进而通知统计网元通过记账消息或者数据记录 传输消息向离线计费系统上 统计信息。
步骤 818、 步骤 819: 数据中心管理网元在不需要计费资源时， 释放离 线计费相关的统计虚拟机资源， 删除计费策略、 用户标识等信息。
步骤 820: 控制器删除用户离线计费数据相关的流表信息。
图 9为本发明实施例网络内容计费方法的实现流程示意图， 如图 9所 示， 步骤 901〜步骤 914为会话建立过程时内容计费实现过程， 步骤 915〜步 骤 919为计费条件改变时内容计费实现过程， 步骤 920〜步骤 924为信用授 权终止时内容计费实现过程（仅适用于在线计费情况）， 步骤 925〜步骤 929 为会话终止时内容计费实现过程。
步骤 901 : 移动性管理网元发送创建会话或者 PDP上下文计费消息至 控制器。
本步骤是为了建立用户面的通道 /链接。 所述计费消息中包括： 用户标 识、 用户签约的计费特征等信息。
步骤 902:控制器通过与计费规则网元进行交互，而获得计费策略信息。 这里， 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 计 费上报等级等。
步骤 903： 控制器向数据中心管理网元发送计费消息。
这里， 计费消息中包括： 计费信息、 请求的统计网元地址或隧道信息、 用户 IP地址以及 UGW信息。 其中， 计费信息包括用户标识、 计费规则等。
优选地，统计网元的隧道信息仅在 UGW与统计网元间釆用隧道方式发 送数据时携带在所述计费消息中， 此参数为可选项。 用户 IP地址可以由数 据中心提供， 也可以控制器指定。 在控制器指定用户 IP地址的情况下， 数 据中心需要对用户地址进行 NAT 以保证下行数据到达统计网元上。 UGW 的信息包括 UGW的地址或隧道信息，如此，统计网元可以完成下行数据的 路由。
步骤 904: 数据中心管理网元进行资源配置。
具体地， 数据中心管理网元釆用虚拟机实现数据中心传输检测网元， 为数据中心传输检测网元配置功能， 例如数据统计、 在线计费信用控制、 离线计费信息上报等功能， 为数据中心传输检测网元分配地址和 /或用户面 隧道信息。 步骤 905:数据中心管理网元为数据中心传输检测网元下发计费信息以 及 UGW信息。
如此， 数据中心传输检测网元可以识别应用和计费规则的关系， 可以 将下行数据以 IP方式或者隧道方式发送至 UGW。 数据中心传输检测网元 可以向数据中心内容计费系统请求内容计费信用额度， 并且对下行接收到 的数据进行检测和统计。
步骤 906: 数据中心管理网元响应控制器的计费消息， 将数据中心传输 检测网元的地址或隧道信息，数据中心为用户分配的 IP地址发送至控制器。
步骤 907: 控制器为 UGW生成流表。
如此， UGW根据计费规则对于能够识别需要内容计费的业务数据指定 路由到数据中心的数据中心传输检测网元上进行内容计费， 对于根据计费 规则无法识别的业务数据指定路由到数据中心的数据中心传输检测网元上 进行内容检测和计费。
步骤 908: 控制器釆用 Open Flow的 OFPT— FLOW— MOD消息为 UGW 下发流表。
步骤 909: 上下行数据可以在 UGW和数据中心传输检测网元间以 IP 或者隧道方式发送。
步骤 910:数据中心传输检测网元对接收到的上行数据流执行数据检测 和数据统计功能。
步骤 911 : 数据中心传输检测网元执行在线或者离线计费功能。
例如在线计费的信用额度重授权、 离线计费和在线计费的数据流量和 时长统计等。
步骤 912:数据中心传输检测网元检测出数据流中的应用类型后上报给 数据中心管理网元， 由数据中心管理网元将所述应用类型反馈给控制器。
如此， 控制器可以获知流表对应业务数据所承载的应用有哪些。 步骤 913: 控制器获知应用信息后， 如果发现数据流需要内容计费， 那 么保持数据流转发到数据中心的数据中心传输检测网元上； 如果发现数据 流不需要内容计费， 那么将数据流从 UGW直接转发到外部网络服务器上。
步骤 914: 控制器下发流表指定获知应用信息后新的路由转发方式。 步骤 915: 移动性管理网元为了支持计费， 需要在用户接入的状态信息 发生改变时， 釆用承载或者 PDP上下文修改消息将用户状态改变消息通知 给所述控制器。
步骤 916: 控制器发现用户状态发生改变时， 通知数据中心管理网元。 步骤 917:控制器通过通知消息将用户接入的状态信息发送至数据中心 管理网元。
步骤 918: 数据中心管理网元将用户状态通知给数据中心传输检测网 元。
步骤 919: 数据中心传输检测网元在执行在线计费时， 如果用户状态改 变满足计费触发事件以及信用重授权条件时， 数据中心传输检测网元通过 信用控制更新消息向数据中心内容计费系统获得新的信用额度。 数据中心 传输检测网元在执行离线计费时， 如果用户状态改变满足计费触发事件时， 数据中心传输检测网元向离线计费网元上报计费事件和统计信息等。
步骤 920: 当数据中心内容计费系统中用户的信用额度用尽时， 数据中 心内容计费系统向数据中心管理网元发送会话终止消息。
步骤 921、 922: 数据中心管理网元在不需要计费资源的情况下释放数 据中心传输检测网元虚拟机资源。
步骤 923:数据中心管理网元通过反馈消息将会话终止发生通知给控制 器， 由控制器执行释放用户面通道 /链接的操作。
步骤 924: 控制器删除用户内容计费数据相关的流表信息，控制器通知 移动性管理网元删除无线承载。 步骤 925: 网络由于用户注销或者签约失效等原因导致会话或者 PDP 上下文删除。
步骤 926:控制器通过通知消息告知数据中心管理网元内容计费相关会 话释放。 数据中心管理网元进而通知数据中心传输检测网元终止在线、 或 者离线计费会话、 上报统计信息。
步骤 927、 步骤 928: 数据中心管理网元释放内容计费相关的传输检测 虚拟机资源， 以及删除计费策略、 用户标识等信息。
步骤 929: 控制器删除用户内容计费数据相关的流表信息。
本发明还记载了一种存储介质， 所述存储介质中存储有计算机程序， 所述计算机程序配置为执行前述各实施例的网络计费方法。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围。
工业实用性
通过本发明的技术方案， 实现了对 SDN EPC网络的计费业务， 并且， 实现方式简单、 成本低、 通用性强。

Claims

权利要求书
1、 一种网络计费方法， 包括：
数据中心管理网元接收到控制器发送的请求计费资源消息时， 通过虚 拟机支持处理网元的计费功能， 并将所述处理网元的信息反馈给所述控制 器； 其中， 所述请求计费资源消息包括： 计费策略信息、 用户状态信息以 及通用网关 UGW信息；
所述数据中心管理网元将所述计费策略信息、用户状态信息以及 UGW 信息发送至所述处理网元； 所述处理网元根据所述 UGW信息与所述 UGW 进行数据流的传输， 并根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据 流进行计费， 将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元；
所述数据中心管理网元将所述计费处理信息反馈至所述控制器。
2、 根据权利要求 1所述的网络计费方法， 其中， 所述方法还包括： 所 述数据中心管理网元接收到在线计费系统的计费处理信息时， 将所述计费 处理信息反馈至所述控制器。
3、 根据权利要求 1所述的网络计费方法， 其中，
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息；
所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 用户闭合用户组 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
4、 根据权利要求 2所述的网络计费方法， 其中， 所述处理网元执行在 线计费时， 所述根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进行 计费， 包括：
所述处理网元向在线计费系统请求并获取每个计费等级的信用额度； 所述信用额度包括： 流量、 时长；
所述处理网元对所述数据流进行流量、 时长统计， 并监控所述每个计 费等级所消耗的信用额度； 在所述信用额度消耗尽时， 所述处理网元向所 述在线计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度。
5、 根据权利要求 1所述的网络计费方法， 其中， 所述处理网元执行离 线计费时， 所述根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进行 计费， 包括：
所述处理网元根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进 行流量、 时长统计， 并监控计费事件的触发。
6、 根据权利要求 4所述的网络计费方法， 其中， 所述处理网元执行在 线计费时， 所述方法还包括：
所述数据中心管理网元接收到所述控制器发送的用户状态信息改变通 知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理网元；
当计费事件触发、 以及信用额度重授权时， 所述处理网元向所述在线 计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度；
当所述在线计费系统中的信用额度消耗尽时， 所述在线计费系统向所 述数据中心管理网元发送会话中止消息。
7、 根据权利要求 5所述的网络计费方法， 其中， 所述处理网元执行离 线计费时， 所述方法还包括：
所述数据中心管理网元接收到所述控制器发送的用户状态信息改变通 知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理网元；
当计费事件触发时， 所述处理网元通过记账消息将所述计费事件和所 述数据流的流量、 时长统计结果发送至离线计费系统； 或者， 所述处理网 元通过数据记录传输消息将生成的呼叫详细记录 CDR发送至离线计费系 统。
8、 根据权利要求 1至 7任一项所述的网络计费方法， 其中， 所述方法 还包括：
当会话中止时， 所述数据中心管理网元将会话中止消息通知给所述控 制器， 通过所述控制器释放用户面通道 /链路；
当会话或者数据包协议 PDP的上下文删除时， 所述数据中心管理网元 接收所述控制器发送的计费相关会话释放消息， 并通知所述处理网元中止 计费以及上 4艮计费处理信息；
所述数据中心管理网元释放所述处理网元的相关资源， 并删除计费策 略信息、 用户状态信息以及 UGW信息。
9、 一种网络计费方法， 包括：
接收移动性管理网元发送的用户状态信息、 计费规则网元发送的计费 策略信息，将包括所述计费策略信息、用户状态信息以及 UGW信息的请求 计费资源消息发送至数据中心管理网元；
接收所述数据中心管理网元发送的所述处理网元的信息；
根据所述处理网元的信息，为所述 UGW配置流表；将所配置的流表发 送至所述 UGW;
当通过所述处理网元对数据流进行计费时， 接收所述数据中心管理网 元反馈的计费处理信息。
10、 根据权利要求 9所述的网络计费方法， 其中，
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息；
所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
11、 根据权利要求 9所述的网络计费方法， 其中， 所述方法还包括： 接收到所述移动性管理网元发送的用户状态信息改变通知消息时， 将 所述用户状态信息改变通知消息发送至所述数据中心管理网元。
12、 根据权利要求 9至 11任一项所述的网络计费方法， 其中， 所述方 法还包括：
当会话中止时， 接收所述数据中心管理网元发送的会话中止消息， 并 释放用户面通道 /链路；
当会话或者 PDP的上下文删除时， 发送计费相关会话释放消息至所述 数据中心管理网元。
13、 一种数据中心， 包括： 数据中心管理网元、 处理网元； 其中， 所述数据中心管理网元， 配置为接收到控制器发送的请求计费资源消 息时， 通过虚拟机支持处理网元的计费功能， 并将所述处理网元的信息反 馈给所述控制器； 其中， 所述请求计费资源消息包括： 计费策略信息、 用 户状态信息以及 UGW信息；将所述计费策略信息、用户状态信息以及 UGW 信息发送至所述处理网元； 将所述处理网元反馈的计费处理信息反馈至所 述控制器；
所述处理网元，配置为根据所述 UGW信息与所述 UGW进行数据流的 传输， 并根据所述计费策略信息、 用户状态信息对所述数据流进行计费， 将计费处理信息反馈至所述数据中心管理网元。
14、 根据权利要求 13所述的数据中心， 其中， 所述数据中心还包括在 线计费系统， 配置为向所述数据中心管理网元发送计费处理信息；
所述数据中心管理网元， 还配置为将所述在线计费系统发送的计费处 理信息反馈至所述控制器。
15、 根据权利要求 13所述的数据中心， 其中，
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息； 所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 用户 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
16、 根据权利要求 14所述的数据中心， 其中， 所述处理网元执行在线 计费时，
所述处理网元， 还配置为向所述在线计费系统请求并获取每个计费等 级的信用额度； 所述信用额度包括： 流量、 时长； 以及， 对所述数据流进 行流量、 时长统计， 并监控所述每个计费等级所消耗的信用额度； 在所述 信用额度消耗尽时， 向所述在线计费系统发送信用额度控制更新消息并获 取更新的信用额度；
所述在线计费系统， 配置为收到所述处理网元的请求时， 向所述处理 网元提供每个计费等级的信用额度； 接收到所述处理网元的信用额度控制 更新消息时， 向所述处理网元提供更新的信用额度。
17、 根据权利要求 13所述的数据中心， 其中， 所述处理网元执行在线 计费时， 所述处理网元， 还配置为根据所述计费策略信息、 用户状态信息 对所述数据流进行流量、 时长统计， 并监控计费事件的触发。
18、 根据权利要求 16所述的数据中心， 其中， 所述处理网元执行在线 计费时，
所述数据中心管理网元， 还配置为接收到所述控制器发送的用户状态 信息改变通知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理 网元；
所述处理网元， 还配置为当计费事件触发、 以及信用额度重授权时， 向所述在线计费系统发送信用额度控制更新消息并获取更新的信用额度； 所述在线计费系统， 还配置为当所述在线计费系统中的信用额度消耗 尽时， 向所述数据中心管理网元发送会话中止消息。
19、 根据权利要求 17所述的数据中心， 其中， 所述处理网元执行离线 计费时， 所述数据中心还包括： 离线计费系统；
所述数据中心管理网元， 还配置为接收到所述控制器发送的用户状态 信息改变通知消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述处理 网元；
所述处理网元， 还配置为当计费事件触发时， 通过记账消息将所述计 费事件和所述数据流的流量、 时长统计结果发送至离线计费系统； 或者， 所述处理网元通过数据记录传输消息将生成的 CDR发送至所述离线计费系 统；
所述离线计费系统， 配置为接收所述处理网元发送的所述计费事件和 所述数据流的流量、 时长统计结果， 或者 CDR。
20、 根据权利要求 13至 19任一项所述的数据中心， 其中，
所述数据中心管理网元， 还配置为当会话中止时， 将会话中止消息通 知给所述控制器， 通过所述控制器释放用户面通道 /链路； 当会话或者数据 包协议 PDP的上下文删除时， 接收所述控制器发送的计费相关会话释放消 息， 并通知所述处理网元中止计费以及上 ^艮计费处理信息； 释放所述处理 网元的相关资源， 并删除计费策略信息、 用户状态信息以及 UGW信息。
21、 一种控制器， 包括： 第一接收单元、 第一发送单元、 第二接收单 元、 配置单元、 第二发送单元以及第三接收单元； 其中，
所述第一接收单元， 配置为接收移动性管理网元发送的用户状态信息、 计费规则网元发送的计费策略信息；
所述第一发送单元， 配置为将包括所述计费策略信息、 用户状态信息 以及 UGW信息的请求计费资源消息发送至数据中心管理网元； 所述第二接收单元， 配置为接收所述数据中心管理网元发送的所述处 理网元的信息；
所述配置单元， 配置为才艮据所述处理网元的信息为所述 UGW 配置流 表；
所述第二发送单元， 配置为将所配置的流表发送至所述 UGW;
所述第三接收单元， 配置为当通过所述处理网元对数据流进行计费时， 接收所述数据中心管理网元反馈的计费处理信息。
22、 根据权利要求 21所述的控制器， 其中，
所述处理网元的信息包括： 处理网元的地址或隧道信息；
所述计费策略信息包括： 计费等级、 计费方式、 测量方法、 用量上报 等级；
所述用户状态信息包括： 用户标识、 用户位置信息、 服务网络信息、 接入网络类型、 CSG信息、 用户签约的计费特征；
所述 UGW信息包括： 所述 UGW的地址或隧道信息。
23、 根据权利要求 22所述的控制器， 其中， 所述控制器还包括第三发 送单元， 配置为接收到所述移动性管理网元发送的用户状态信息改变通知 消息时， 将所述用户状态信息改变通知消息发送至所述数据中心管理网元。
24、 根据权利要求 21至 23任一项所述的控制器， 其中， 所述控制器 还包括： 释放单元以及第四发送单元； 其中
所述释放单元， 配置为当会话中止时， 接收所述数据中心管理网元发 送的会话中止消息， 并释放用户面通道 /链路；
所述第四发送单元， 配置为当会话或者 PDP的上下文删除时， 发送计 费相关会话释放消息至所述数据中心管理网元。
25、 一种网络计费系统， 包括权利要求 13至 20任一项所述的数据中 心、 权利要求 21至 24任一项所述的控制器以及 UGW。
26、 一种存储介质， 所述存储介质中存储有计算机程序， 所述计算机 程序配置为执行权利要求 1至 8任一项或权利要求 9至 12任一项所述的网 络计费方法。
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