（信号与信息处理专业论文）sbbc承载控制系统的研究和实现.pdf

；，itilll 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：= i 叠止日期： 沙1 1 7 、；，7 ： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 怕洲 日期：苎! ! ：! ：尘 日期： 兰! ：三：! s b b c 承载控制系统的研究和实现 摘要 s b b c ，s e r v i c eb a s e db e a r e rc o n t r o l ，基于业务的承载控制，是 由3 g p p 2 在x s 0 0 1 3 0 1 2 中提出的e v - d o 数据网络为主要承载的承 载策略控制。这一框架主要研究会话控制和承载级资源控制机制之间 的联系，它将应用层级别的业务决策和承载资源的策略执行结合起 来。在这样的体系下，可以支持对i m s 媒体业务流将要使用的承载 业务流进行授权和控制。所以在i m s 控制平面和用户平面的分离的 设计思想下，运营商可以通过s b b c 对服务质量( q o s ) 、i m s 媒体 业务流的源目标和媒体业务数据流的开始和停止时间进行控制，此 外，s b b c 还对计费关联进行了定义。 本文将首先讨论s b b c 框架，包括它的逻辑功能划分及接口；在 此基础上讨论s b b c 的包括门控、q o s 控制和计费控制关键技术，以 及涉及的接口协议d i a m e t e r 。基于以上的讨论，本文提出支持i p c a n 会话建立、修改、删除和q o s 控制的s b b c 实现方案，包括系统的 总体流程设计、关键模块的实现策略和系统测试结果。 关键词：s b b c 、d i a m e t e r 、策略控制、q o s 控制 s t u d ya n di m p l e m e n t a t i o no fs b b c a b s t r a c t s b b c ，s e r v i c eb a s e db e a r e rc o n t r o l ，i sab e a r e rp o l i c yc o n t r o l s y s t e mb a s e do nc d 心0 0 0 e v - d 0b e a r e rn e t w o r k a n di ti sd e f i n e db y 3 g p p 2i nt h ex s 0 0 1 3 0 1 2 i ti n t e g r a t e st h ea p p l i c a t i o n - l e v e l ss e r v i c e d e c i s i o na n db e a r e r - l e v e l sr e s o u r c ep o l i c ye n f o r c e m e n t i tc a np r o v i d e a u t h o r i z a t i o na n dc o n t r o lt ot h eb e a r e rs e r v i c ef l o wt h a ti su s e db yt h e i m ss e r v i c e w i t ht h es e p a r a t i o nd e s i g no ft h ec o n t r o lp l a n ea n dt h eu s e r p l a n eo fi m s ，o p e r a t o r sc a nu s es b b ct oc o n t r o lq u a l i t yo fs e r v i c e ( q o s ) ，s o u r c e d e s t i n a t i o no fi m s m e d i at r a f f i c ，a n dw h e nt h em e d i as t a r t s a n ds t o p s ，c h a r g i n gc o r r e l a t i o ni ss p e c i f i e da sa na d d i t i o n a lc a p a b i l i t y l a t e ro n t h i sp a p e rw i l lf i r s t l yd i s c u s st h es b b ca r c h i t e c t u r e ，i n c l u d i n gi t s l o g i c a lf u n c t i o n a l i t i e sa n di n t e r f a c e sb e t w e e nt h e m t h e ni tw i l ld i s c u s s t h ek e yt e c h n o l o g i e si n c l u d i n gg m i n g ，q o sc o n t r o l ，c h a r g i n gc o n t r o la n d d i a m e t e rp r o t o c 0 1 f o rt h er e m a i n d e ro ft h ep a p e r , w ew i l la d v a n c ea n i m p l e m e n t a t i o ns y s t e mo fs b b c ，w h i c hs u p p o r t st h ee s t a b l i s h m e n t ， m o d i f i c a t i o na n dr e m o v a lo fi p c a ns e s s i o na n dq o s c o n t r 0 1 i n c l u d i n g i t sp r o c e d u r e d e s i g n ，i m p l e m e n t a t i o ns t r a t e g ya n ds y s t e mt e s t k e y w o r d s ：s b b c ，d i a m e t e r , p o l i c yc o n t r o l ，q o sc o n t r o l 目录 第一章绪论。二1 1 1 研究背景l 1 2 研究目的2 1 3 论文的组织结构2 第二二章s b b c 框架3 2 1 术语定义3 2 2s b b c 体系结构4 2 2 1s b b c 体系结构参考模型。5 2 2 2 实体描述5 2 2 2 1a f ( a p p l i c a t i o nf u n c t i o n ) 。5 2 2 2 2p c r f ( p o l i c ya n dc h a r g i n gr u l e sf u n c t i o n ) 6 2 2 2 3a g w ( a c c e s sg a t e w a y ) 6 2 2 2 4 各实体间对应关系6 2 2 3 参考点描述6 2 2 3 1t x 参考点6 2 2 3 2t y 参考点7 2 3 功能描述。7 2 3 1 门控7 2 3 2q o s 控制8 2 3 2 1 端到端的承载资源建立8 2 3 2 2 处理请求的承载资源8 2 3 2 3 规则授权的p u l l 模式和p u s h 模式9 2 3 3 计费控制1 0 2 3 3 1 计费规则。1 0 2 3 3 2 业务数据流过滤器( s e r v i c ed a t af l o wf i l t e r s ) 和计费1 l 2 3 4q o s 参数映射1 2 2 3 4 1q o s 参数映射概括1 2 2 3 4 2 网络侧参数映射1 4 2 3 4 3u e 侧参数映射2 3 2 4d i a m e t e r 仂议2 5 2 4 1 协议栈结构2 6 2 4 2 d i a m e t e r 消息格式2 6 2 4 2 1d i a m e t e r 消息头2 6 2 4 2 2d i a m e t e rj f j 呻：1 7 2 4 3d i a m e t e rc c 协议2 8 第三章试验系统设计2 9 3 1 试验系统总体设计。2 9 3 2 试验系统流程3 0 3 2 1i p - c a n 会话建立阶段3l 3 2 2i p - c a n 会话修改阶段3 3 3 2 3p a n 会话删除阶段。4 l 3 3 所用技术4 2 3 3 1o s i m s 平台和u c tp c f 。4 2 3 3 2u c ti m sc l i e n t l l o j 4 4 3 3 3d i a m e t e r 协议栈4 4 3 3 4i p t a b l e s 和t c 4 5 3 3 4 1i p t a b l e s 4 5 3 3 4 2t c 4 8 第四章实验系统实现5 0 4 1 主要模块实现策略5 0 4 1 1p c r f 实现策略二5 0 4 1 2a g w 实现策略5 3 4 2 相关功能的实现。5 9 4 2 1 门控功能的实现5 9 4 2 2 流量控制功能的实现。6 l 4 2 3q o s 参数映射功能的实现6 3 4 2 4d i a m e t e r 消息的实现“ 4 2 5 计费信息的提供6 5 4 3 系统测试6 6 4 3 1 测试用例。6 6 4 3 2 测试结果举倒：。6 8 4 3 2 1 适用场景6 8 4 3 2 2 测试条件说明6 8 4 3 2 3 测试过程以及主要结果6 8 第五章论文总结与未米展望7 4 参考文献7 6 致谢7 7 作者攻读学位期间发表的学术论文7 8 北京邮电大学硕士学位论文 s b b c 承载控制系统的研究和实现 1 1 研究背景 第一章绪论 近年来，融合已经成为电信业发展的热点和趋势。从网络融合的角度来讲， 包括所谓的电信网络、互联网和有线电视网络的“三网”融合，而针对于电信网络， 目前融合主要指固定网络和移动网络的融合。随着3 g 时代的到来，用户对移动 通信有了更高的期望，不再仅仅满足于语音通信，而且还要求能够进行灵活的、 多样化的、个性化的数据和多媒体的多种方式的通信。 针对这些要求，3 g p p 标准化组织在r 5 版本中提出了i m s ( i pm u l t i m e d i a s u b s y s t e m ，i p 多媒体子系统) 标准。随后，i m s 逐渐成为实现网络融合和业务融 合的核心标准，国际标准组织也开始对i m s 进行研究。i m s 作为未来移动、固网 融合的发展方向，正吸引着越来越多运营商、厂商的关注，也使n g n 的概念更 加清晰、实现更加迅速，并将为用户带来更加丰富多彩的业务。 控制平面和用户平面的分离可能是i m s 设计中最重要的方面之一。这两层之 间完全独立并不可行，因为没有用户平面和控制平面之间的交互，运营商将无法 控制服务质量( o o s ) 、i m s 媒体业务流的源目标、以及媒体业务流开始和停止 的时间。除此之外，任何电信系统中，计费控制也是至关重要的功能。因此对i m s 进行承载和计费的控制机制，特别对移动承载网络进行策略和计费控制的机制也 就成为两大标准组织( 3 g p p 和3 g p p 2 ) 对下一代网络进行重点研究讨论的内容 之一。i m s 系统在其发展的过程中也出现了这两大标准组织所定义的两种类型： 以g p r s 承载为主体的由3 g p p 定义的i m s 系统；以c d m a 2 0 0 0e v - d o 承载为主体 的由3 g p p 2 定义的m m d 系统。3 g p p 对承载进行策略和计费控制机制的研究从r 6 版本的s b l p ( 基于服务的本地策略) ，发展至i j r 8 版本的p c c 机制；3 g p p 2 对承载 进行策略和计费控制机制的研究称为s b b c ( s e r v i c eb a s e db e a r e rc o n t r o l ，基于业 务的承载控制) 。 s b b c 的基本原理与p c c 的基本原理相同都是基于i e t f 定义的策略控制模 型，主要研究会话控制和承载级资源控制机制之间的联系。这种联系通过两个接 1 2 1 t x 和t y 来进行定义。其中，t x 接e l 连接了p c r f ( p o l i c ya n dc h a r g i n gr u l e s f u n c t i o n ，策略和计费规则功能) 和a f ( a p p l i c a t i o nf u n c t i o n ，应用功能，例如 p c s c f ) ，负责应用级别的业务决策；t y 接口连接了p c r f 和a g w ( a c c e s s g a t e w a y ，接入网关) ，主要负责承载资源策略的执行。其中策略决策者是p c r f , 策略执行者是a g w ( h p p c c 中的p c e f ) 。所不同的是。s b b c 的承载网络是e v - d o 网络，p c c 的承载网络是g p r s 网络。s b b c 中a g w 的功能由p d s n 实现，p c c 中 北京邮电大学硕上学位论文s b b c 承载控制系统的研究和实现 p c e f 的功能由g g s n 实现。 s b b c 在国内的研究还没有广泛开展，所以对于s b b c 的研究特别是实验系 统的实现，有着重要意义。 1 2 研究目的 3 g p p 2 的s b b c 规范定义了s b b c 各部分的定义、功能、各部分之间的接口以 及与核心网之间的接口，是实现策略计费的核心与基础。然而，s b b c 规范只提 供了一个系统框架的标准规范，并没有对s b b c 系统本身内部的实现机制有明确 的指导，因此要基于s b b c 规范来实现下一代策略计费功能，必须探讨具体的 s b b c 实现方案。 因此，本文的目的在于，通过参照3 g p p 2 相关规范提出的s b b c 框架和相关 流程，在阅读大量s b b c 规范以及相关协议的基础上，对其中的关键概念和流程 进行了分析，同时提出了s b b c 的具体实现方案。主要是针对用户接入系统、注 册、申请资源、使用资源的一系列流程进行实现。 1 3 论文的组织结构 论文的主要内容包括绪论、s b b c 框架的介绍、系统的研究和设计以及实现 和测试等方面。论文将按照如下的结构进行组织： 第一章，绪论。对课题的研究背景、研究目标做简要的介绍，帮助读者理解 论文的研究思路。 第二章，s b b c 框架以及涉及的关键技术的分析，因为系统是基于3 g p p 2 s b b c 规范来实现的，因此这里对s b b c 参考框架，涉及的接口协议( d i a m e t e r 协议等) 、重要的功能和流程进行了详细的介绍。 第三章，系统设计。给出整个流程实现方案的详细介绍，包括流程细节，所 用技术，消息内容等。 第四章，试验系统实现。提出了s b b c 实验系统关键模块的实现策略，包括 所用的技术，最后给出了重要功能的测试结果。 第五章，结束语。对本文已经完成的研究工作进行总结。并对下一步工作 进行了展望。 2 北京邮电人学硕士学位论文 s b b c 承载控制系统的研究和实现 2 1 术语定义 第二章s b b c 框架 s b b c ，s 珂v i c eb a s e db e a r a c o n t r o l ，基于业务的承载控制这一系统可以 允许应用功能( a f ，见下文定义) 通过一些中间节点，利用流量平面功能( 亿伍c p l a n ef u n c t i o n ，t p f ，见下文定义) 来控制计费和授权承载路径上的资源并控制 承载路径上的i p 流。 i p c a n ：i p c o n n e c t i v i t ya c c e s sn e t w o r k ，即为l p 连接访问网络，i p c a n 是通 过i p 实现u e 与i m s 实体之间的连通的网络实体和接口的集合，典型的例子就是 g p r s 。该术语通常使用于蜂窝系统中表示3 g p p 接入网络如g p r s 、e d g e 或 3 g p p 2 接入网络e v - d o 等，但也可以用于描述w i ，a n 或d s l 网络。 i p c a ns e s s i o n ，i p c a n 会话。一个i p c a ns e s s i o n 可以包含一个或者多个 i p c a nb e a r e r 。包含多个i p c a nb e a r e r 的i p c a ns e s s i o n 称之为i p c a ns p e c i f i c 。 i p c a nb e a r e r ，i p - c a n 承载，定义 c a p a c i t y , d e l a 弘b i te r r o rr a t e 一系列参数 的i p 传输通道。 s e r v i c ed a t af l o w ，与一个s e r v i c ed a t af l o wt e m p l a t e 匹配的p a c k e tf l o w 集合。 s e r v i c ed a t af l o wf i l t e r ，标识组成一个s e r v i c ed a t af l o w 的多个p a c k e tf l o w 的 i ph e a d e r 参数值范围。 i pf l o w ，i p 流，具有相同五元组的m 包组成。 i pf l o we s t a b l i s h m e n t ，通过r s v p ( 资源预留协议) 预留过程或者和一个新i p 地址进行的包交换过程，建立的i pf l o w 。 p a c k e tf l o w ，经过t r a f f i cp l a n ef u n c t i o n 的特定的用户数据流。p a c k e tf l o w 可 以是口流。 q o sc l a s si d e n t i f i e r ，一个i p c a nq o s 参数( 除了b i t r a t e s 之外) 的标识。网 络可能给多个i p c a nt y p e 相应的q o s ，如果相同的q o s 参数，可以用相同的q c i 标识。 l o c a lr e s o u r c eb a s e dp o l i c y ，本术语指的是一些策略或者规则，这些策略和 规则指挥基站所拥有的或者a g w 所在的访问网络的承载资源的分配这些策略 是由网络的运营商来制定和实现，并且一般情况下都是动态的。新的策略能够在 任何时候执行，并且根据一天中不同的时间来执行不同的策略。 l o c a lr e s o u r c eb a s e da u t h o r i z a t i o n ：，这一术语指的是根据运营商的l r b p 和 接入网中资源的可用性所进行的授权。 s e r v i c eb a s e d a u t h o r i z a t i o n ：，本术语指的是用于基于应用决策的接入网承载 3 北京邮电大学硕士学位论文 s b b c 承载控制系统的研究和实现 资源的授权，其中应用决策可能是由用户的协商而来。总体来说，如果在承载上 的资源请求没有超过应用级别上的已协商的资源，承载资源将会被授权。 p o l i c yc o n t r o l ，p c r f 指示a g w 如何控制i p c a nb ( 强t r o l 策略控制包括q o s 控制和门控。 门控，允许阻止一个s d f 的i p 包通过 计费控制，将属于一个s d f 的i p 包和计费键进行关联，实现在线离线计费 a p p l i c a t i o nf u n c t i o n ，a f 应用功能，是用于请求承载资源限制应用的实体。 a p p l i c a t i o nf u n c t i o n 的一个例子为p c s c f 。a p p l i c a t i o nf u n c t i o n 提供了所有运行 于口承载上的业务的应用层级别信息，并且这些业务将会使用基于业务的承载控 制。 c r f ，c h a r g i n gr u l e sf u n c t i o n ，计费规则功能，主要基于订阅信息，应用信 息等进行动态计费规则决策，并下发给a g w 包含的t p f 执行。 p d p ，p o l i c yd e c i s i o np o i n t ，策略决策点，主要负责l r b p 的授权和协助a f 进行基于业务的授权。 t p f ，t r a f f i cp l a n ef u n c t i o n ，流量平面功能。处于承载路径上，主要负责计 费功能。g p r f 中的g g s n 和c d m a 2 0 0 0 中的p d s n 都包含了t p f 的功能。 p e p ，p o l i c ye n f o r c e m e n tp o i n t ，策略执行点。处于承载路径上，执行基于业 务的q o s 策略、基于用户的授权等。 a v p ，a t t r i b u t ev 址u ep a i r ，属性值对，是d i a m c t c r 协议中定义的一种封装数 据信息的方式，每个a v p 由它的a v pc o d e 来唯一标识。 2 2s b b c 体系结构 在本小节中，将会介绍s b b c 的体系结构参考模型，并对其中涉及到的相关 实体和参考点进行说明。 4 北京邮电大学硕士学位论文s b b c 承载控制系统的研究和实现 2 2 1s b b c 体系结构参考模型 a f ( , p p l i c a l i o nf l 聃。i i i ) i t x p c r f ( p o l i c ya n dc h a 删凹 r u l e sf u n c t i o n ) 叵= 1 i t y a g w ( a c c e s sg a t e w a y ) 圆圈 图2 ls b b c 参考框架 s b b c 的体系参考框架如图2 i t i 】所示，3 g p p 2 定义的s b b c 由不同的逻辑功能 模块以及模块间的参考点接口组成，具体包括：a f ，p c r f ，a g 、三个逻辑模 块，同时定义了t x ，t y 等接口p c r f 模块中包含c r f ( c h a r g i n gr u l e sf u n c t i o n ， 计费规则功能) 和p d p ( p o l i c yd e c i s i o np o i n t ，策略决策点) ，a g w 中包括t p f ( t r a f f i cp l a n ef u n c t i o n ，流量平面功能) 和p e p ( p o l i c ye n f o r c c m e a tp o i n t ，策略 执行点) ，各个模块的作用具体参见2 2 2 d , 节。 2 2 2 实体描述 2 2 2 1a f ( a p p l i c a t i o nf u n c t i o n ) a f 负责当需要控帛t j p a c k e tf l o w 时向a g w 提供请求l n 。a f 的一个例子就是 p - c s c f ，不过这一能力并不限于基于i m s 的业务a p p l i c a t i o nf u n c t i o n 提供了所 有运行于口承载上的业务的应用层或业务层级别信息，其中将会使用基于业务的 授权。 a f 也向p c r f 提供信息与完成对于某些特定的s d f ( s e r v i c ed a t af l o w ) 的动 态计费规则的决定。这些信息将会包括a p p l i c a t i o ni d e n t i f i e r , m e d i ac o m p o n e n t d e s o i p t i o n s ，c h a r g i n gi d e n t i f i e r 等。 5 北京邮电大学硕士学位论文s b b c 承载控制系统的研究和实现 2 2 2 2p c r f ( p o l i c ya n dc h a r g i n gr u l e sf u n c t i o n ) p c r f 对于基于业务的q o s 认证和l r b p 控制中充当着p d p 的角色基于本地 网络策略对承载资源请求做出决策【l 】。 p c r f 同时也负责向a g w 提供运营商决定的动态计费规则。在这一过程中， p c r f 充当着c r f 的角色，负责根据a f 提供的信息和签约信息生成计费规则，并 且向t p f 提供这些计费规则以执行。 有些p c r f 功能，包括以表示签约和基于本地的应用功能信息为目的时，能 够与本地网络相联系有些功能，包括以本地策略的执行目的的，可以与a g w 的网络相联系。在漫游情况下，当a g w 位于拜访网络中，这时将可能有一个本 地和一个拜访p c r f 。在这种情况下：拜访p c r f 将会扮演a g w 和本地p c r f 之间 的代理服务器或者重定向代理的角色。 2 2 2 3a g w ( a c c e s sg a t e w a y ) a g w 提供对于流量的q o s 控制，并且提供基于流的包计费功能，支持在线 和离线计费交互【l l 。对于m m d ，p d s n 支持a g w 的功能。a g w 包括p e p 和t p f 的功能。 a g w 对于基于流的q o s 策略和l r b p ，充当p e p 的角色。对于基于签约的授 权，a g w 也充当p e p 的功能。p e p 允许或者拒绝i p 承载的分配。 a g w 也充当这t p f 的功能。t p f 在网络的功能包括允许某一个流量通过和在 离线在线计费中，某一个流量具有静态计费规则或动态计费规则。 2 2 2 4 各实体问对应关系 a f 和p c r f 之间可以是多对多的关系。一个a f 可以和多个p c r f 关联，一个 p c r f 也可以为多个a f h h 务。a f 和p c r f 可以位于同一个运营商网络，也可以在 不同域之问。a f 和p c r f 之间存在信任关系。 一个p c r f 可以给多个a g w 策略信息，但是一个a g w 只能跟单个p c r f 进行 关联p c r f 和a c w y _ 间也存在信任关系f 1 1 2 2 3 参考点描述 2 2 3 1t x 参考点 t x 是a f 和p c r f 之间的参考点。t x 参考点标识了将要在p a c k e tf l o w 上应用的 6 北京邮电人学硕士学位论文s b b c 承载控制系统的研究和实现 a f 限制。t x 参考点可以是域间的也可以是域内的t x 可以使得a f 拥有以下功能： ( 1 ) 授权建立修改指定的s e r v i c ed a t af l o w ( 2 ) 去除对指定s e r v i c ed a t af l o w 的授权 ( 3 ) 对指定s e r v i c ed a t af l o w 进行门控 ( 4 ) 从p c r f 接收承载资源不可用的通知 ( 5 ) 通过p c r f 和a g w 进行计费关联 ( 6 ) 向p c r f 提供业务信息供策略和计费规则决策。 2 2 3 2t y 参考点 耐参考点为a g w 和p c r f 之间的参考点。耐也是v - p c r f 和h p c r f 之间的参 考点。t y 用于基于流的计费控制，基于业务的q o s 授权和基于本地资源的授权 ( l o c a lr e s o u r c e b a s e d a u t h o r i z a t i o n ) 。b 参考点可以为域间的也可以为域内的。 b 参考点能够允许p c r f 对于p 承载资源的策略决策得以在a g w 实现，并且支持 以下能力： ( 1 ) p a c k e tf l o w 的承载建立的授权。 ( 2 ) 对于p a c k e tf l o w 的修改的授权。 ( 3 ) 撤销对p a c k e tf l o w 的授权。 ( 4 ) 允许或者禁止一个p a c k e tf l o w 。 ( 5 ) 从a g w 接收与一个p a c k e tf l o w 相关的承载资源不再可用的指示。 ( 6 ) 为计费关联交换信息 ( 7 ) 为基于流的计费控制向a g w 提供动态的计费规则。 2 3 功能描述 在本小细节中，将会就s b b c 在策略控制中的主要功能，即门控、q o s 和计 费控制进行详细的说明。 2 3 1 门控 门控功能即为可以组织或允许某一个业务数据流的数据包通过网关。门控是 指在承载层定义从接入网连接核心网的控制点，它是一个逻辑传输面的功能，用 于控制与数据包流对应的m 包流的传输。门控功能是单向的，并且每个数据包流 对应的门控需要独立管理。a g w 执行门控，并用门控d 唯一标识各个门控。对 于每一个单向数据包流，相应的门控为“打开一或者“关闭 。 a f 通过p c r f 授权a g w 打开或者关闭门控当上行门控打开的时候，门控 北京邮电大学硕上学位论文s b b c 承载控制系统的研究和实现 中的上行数据包过滤器允许数据包流从具体的源地址和端口号( 属于移动终端) 流向目的地址和端口号。当下行门控打开时，门控中的下行数据包过滤器允许数 据包流通过，从具体的源地址和端口号流向目的地址和端口号( 属于移动终端) 。 源地址和端口号不是一直可用的。例如，应用层信令使用s d p ，则源地址和端口 号是不知道的。因此，此时的源地址和端口号是“通配 的。如果门控是关闭的， 则与数据包流关联的口数据包将会被丢弃 2 3 2q o s 控制 q o s 控制即为控制业务数据流的q o s 级别和带宽。主要分为以下步骤： 2 3 2 1 端到端的承载资源建立 为了保证提供端到端的q o s 协商资源，有必要在每个域都进行承载资源管 理。这里假定了一个端到端的q o s 模型，这个模型从应用信令协议( 比如s i p ) 中提取可用的信息以请求承载资源，包括端到端信息通道的本地段和远地段。每 一个端到端的q o s 资源管理可以分为三部分： ( 1 ) 呼叫发起方的接入网( 本地段) 。 ( 2 ) 骨干网。 ( 3 ) 接收方的接入网( 远地段) 。 这个模型允许每一个部分分配资源来保持数据流预留和管理资源的使用，或 者使用其它的承载资源管理方法。 2 3 2 2 处理请求的承载资源 建立或者修改一个会话将涉及端到端的应用层信令( 比如s i p s d p ) 和媒体 类型的协商【2 1 。承载资源预留过程分为两个分离的阶段：预留阶段( r e s e r v ep h a s e ) 和提交阶段( c o m m i tp h a s e ) 。 ( 1 ) 预留阶段( r e s e r v ep h a s e ) ：在预留阶段末，承载资源已经预留，但移动终 端用户并不可用。在第一阶段期间，与承载资源预留有关的信令创建门控，用于 控制各自的数据包流。 ( 2 ) 提交阶段( c o m m i tp h a s e ) ：在提交阶段末，门控打开，移动终端用户可以 使用承载资源，且开始使用记录。对于一些特殊的应用，第二阶段可以省略，即 在资源预留结束后，可以立即打开门控。 在应用层会话期间，资源预留参数可以修改，门控可以关闭或再打开，数据 包流可以创建、修改或完全去除，在这种情况下，a f 需要更新修改p c r f 上的q o s i 北京邮电大学硕士学位论文 s b b c 承载控制系统的研究和实现 参数，并且依次更新修改a g w 上的q o s 参数。 在预留阶段( r e s e r v ep h a s e ) ，移动终端用户请求a g w 预留承载资源，并通过 应用层业务数据流信息取得每一个数据包流( p a c k e tf l o w ) 的q o s 参数。q o s 参 数表征了数据链路层独立的描述每一个数据包流的流量特性( 比如流量说明) 和 承载资源需求。移动终端用户使用了映射规则1 2 l ，来取得应用层业务数据流的q o s 参数。 随后，移动终端用户通过指明每一个数据包流的q o s 参数，请求a g w 的承 载资源，并在请求中包含业务绑定信息( 比如1 l 可( t r a f f i cf l o wt e m p l a t e ) ) 。如 果有必要的话( 比如a g w 不知道策略信息) ，a g w 将传送业务绑定信息给p c r f 请求授权，a g w 基于提供的信息与p c r f 取得联系。如果p c r f 是v - p c r f ( v i s i t e d p o l i c ya n dc h a r g i n gr u l e sf u n c t i o n , 拜访地p c i 疆) ，信息将基于预留承载资源关联 的用户传输签约i d 沿路由传送至h p c r f ( h o m ep o l i c ya n dc h a r g i n gr u l e s f u n c t i o n ，本地p c i 强) 。 a f 从应用层信令( 比如s d p ) 获得业务数据流信息( 比如带宽，媒体类型) ， 并为每一个会话贮存相关的应用层信令信息， 通过映射流程【3 1 ，a f 将应用层的 信令信息与相映射的业务数据流，发送给p c r f 。a f 可以和多个p c r f 通信。a f 将基于本次应用会话所关联的用户i d ( 比如i m sp r i v a t ei d ) ，来联系相应的 h p c r f 。a f 所知的用户i d 和h p c r f 的用户传输签约i d 必须一致。 p c r f 依据收到a f 所提供的业务数据流信息，取得了每一个p a c k e tf l o w 的 q o s 参数。每一个数据包流的授权q o s 参数可以通过规则【2 】取得。如果a g w 已 经和p c r f 建立了一个连接，那么p c r f 将传递每一个数据包流p a c k e tf l o w 授权的 q o s 参数给a g w ，推进策略的实施。否则，p c r f 将保留这些信息，等待a g w 来 请求这些信息。 一旦收到a g w 的策略信息请求，p c r f 将使用会话标识信息( 比如数据包流 p a c k e tf l o w ) 来确定是否它已经贮存了这个会话关联数据包流( p a c k e tf l o w ) 的 授权q o s 参数。如果p c r f 是v - p c r f ，信息将基于这次请求关联的用户传输签约 d 沿路由传送至h p c r f 。如果p c r f 没有任何此次会话的关联信息，或者策略请 求信息的q o s 参数不在授权的范围内，p c r f 将用先前联系的信息联系a f 。 p c r f 通过t y 接口发送给a g w 每个数据包流p a c k e tf l o w 授权的q o s 参数，来 授权这些数据包流p a c k e tf l o w 。在收到这些授权后，a g w 将为每一个数据包流 p a c k e tf l o w 仓 j 建门控，并告知移动终端用户请求承载资源已经批准 2 3 2 3 规则授权的p u l l 模式和p u s h 模式 p c r f 通过t y 参考点确定要提供给a g w 的策略规则，有p u l l 和p u s h 两种方 9 北京邮电大学硕上学位论文s b b c 承载控制系统的研究和实现 式： ( 1 ) p u l i 模式：a g w 请求p c c 规则，p c r f 通过作为请求的响应的c c a 命令 提供p c c 规则l ( 2 ) p u s h 模式：p c r f 通过r a r 消息向a g w 主动提供p c c 规则。当p c r f 没 有收到a g w 的c c r 请求、而且p c r f 决定要有p c c 操作和或者q o s 信息 给a g w 的时候，就会触发p u s h 模式。如下事件可以触发p u s h 模式： p c r f 的内部触发； 作为v - p c r f 收到来 ah p c r f 的响应消息【l l ； p c r f 需要修改先前提供给a g w 的信息 不管使用什么模式( p u s h 还是p u l l ) ，p c r f 都要向a g w 提