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北京邮电大学硕士学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 摘要 i m s ( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ) 是一种全新的多媒体业务形式，它 能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。目前， i m s 被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引 入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。同时i m s 也在经历着不断的变革，相关标准也在日趋成熟。 i m s 以其业务、控制、承载完全分离的水平架构，集中的用户属 性和接入无关等特性，一方面解决了目前软交换技术还无法解决的问 题，如用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的i p 多媒体业 务提供等；另一方面，其接入无关性，也使得i m s 成为固定和移动 网络融合演进的基础。 本文主要讨论了i m s 计费策略的演进，分析了在i m s 中引入策 略控制的方式，概述了相关协议，如p c i m 策略表达协议和新一代的 丸认协议- - d i a m e t e r 等。另外，本文还给出了i m s 中关键网元一p d f 的原型实现并分析了相关测试结果。 关键词：i p 多媒体子系统、策略决策功能、策略核心信息模型、 d i a m e t e r 、策略和计费控制架构 i i i 北京邮电人学硕士学位论文 i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 t h ee v o l u t i o no fc h a r g i n gp o l i c y i ni m sa n dt h ei m p l e m e n t a t i o no f p d f p r o t o t y p es y s t e m a b s t r a c t i m s ( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ) i sa b r a n dn e wm u l t i m e d i as e r v i c e p l a t f o r m ，a n d i tc a n p r o v i d e c u s t o m e r sm o r ef l e s ht y p e s ，m o r e d i v e r s i f i c a t i o n si nm u l t i m e d i as e r v i c e s a tp r e s e n t ，i m si sr e g a r d e da st h e c o r et e c h n i q u eo ft h en e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k s ，a n d ，a l s oi ti st h em o s t i m p o r t a n tw a yt oc o n v e r g ev o i c e ，d a t aa n dv i d e os e r v i c e m e a n w h i l ei m s i se v o l u t i n gs h a r p l ya n dt h er e l a t e ds t a n d a r d sa r er e a c h i n ga g r e e m e n t s g r a d u a l l y i nt h i sp a p e r , t h ee v o l u t i o no fc h a r g i n gp o l i c yi ni m si sp o i n t e do u t ， a n dt h ew a yo fu s i n gp o l i c yc o n t r o li ni m si sa n a l y s e d ，a n da l s ot h i s p a p e rg i v e sas h o r ti n t r o d u c t i o no fr e l a t e dp r o t o c o l sl i k ed i a m e t e ra n d p c i m a tl a s t ，o n ep r o t o t y p eo ft h ek e yn e t w o r ke l e m e n ti ni m s ，p d f , i s e m u l a t e da n dt h ec o n c e m e dr e s u l t sa r ea n a l y s e da n dl i s t e d 1 e yw o r d s ：i m s 、p d f 、p c i m 、d i a m e t e r 、p c c i v 北京邮电大学硕士学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 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 本人签名： 本人承担一切相关责任。 日期：丛螬2 ，造 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 本人签名： 导师签名：7 善占乒壁卜 适鬻! k 121 盈日期：d 幽】! 兰! 经 醐：扣峭 北京邮电大学硕士学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 1 1 引言 第一章绪论 随着3 g 时代的到来，用户对移动通信有了更高的期望，用户不仅要求有稳 定的语音通信，而且还要求能够进行数据和多媒体的多种方式通信。运营商不仅 要满足用户的这些需求，而且还要在当前通信变革时代中保证自身的优势地位。 这就要求运营商建立强大的基础运营支撑网络，能够快速增加新的业务，提高服 务的渗透度，减少用户的流失，保持自身的核心竞争力。 针对这些需求，3 g p p 在r 5 版本中提出了i m s 标准。i m s ( i pm u l t i m e d i a s u b s y s t e m ) 将口技术与移动通信深度融合，具备通信与接入方式无关、多媒体 业务控制功能与承载能力分离、呼叫与会话分离、应用与服务分离等诸多显著特 点的新体系，被当前业界公认为未来融合的控制平台，备受各大标准组织、设备 提供商以及运营商的关注i t j 。 1 2 新一代的a a a 协议- - d i a m e t e r d i a m e t e r1 2 j 系列协议是新一代的a a a 技术，由于其强大的可扩展性和安全 保证，正在得到越来越多的关注。d i a m e t e r 的设计目的是创建一个能够充分满足 目前乃至今后i p 网络( 包括n g n 以及3 g 等等) 用户访问控制要求的a a a 协议。 因而在i m s 中也得到了广泛的应用，是i m s 体系中仅次于s i p 而得到广泛应用 的协议，主要用到c x ，d x ，g x ，r x 等参考点处。 d i a m e t e r 继承自r a d i u s 协议，而r a d i u s 一直被广泛应用于很多的i s p 和企业网。实际上，这个协议在设计之初，都是应用于仅支持若干要求简单基于 服务器认证的终端用户的小型网络设备的。a a a 服务的安全、可升级性对于 r a d i u s 来说也都不能十分令人满意，d i a m e t e r 协议的出现弥补了这些不足。 本文将在第二章详细介绍d i a m e t e r 协议及其在i m s 中的具体应用。 1 3 策略核心信息模型 “策略”是一个抽象的概念，网络管理中的策略代表了管理员既定的管理目 标，而实旌这些高层次的目标有赖于各种低层次的网络实体的协助，所以必须有 某种转换机制将抽象的目标与具体的网络实体结合起来。i e t f 和d m t f 提出了 北京邮电大学硕士学位论文 i m s 中计费策略演迸及p d f 原型系统的实现 策略核心信息模型( p o l i c yc o r ei n f o r m a t i o nm o d e l ) ，该模型对策略的概念进行 了解释，并采用面向对象的“类”( c l a s s ) 结构对组成策略的各要素进行具体的描 述，以便于网络实体对策略的理解。 策略可以用一组策略规则来表示。每一条策略规则由一组策略条件和一组策 略行为组成。策略规则可以聚合成策略组，策略组本身也可以嵌套，以表达一个 复杂的策略。 本文将在第三章详细介绍策略核心信息模型。 1 4i m s 中计费策略演进 i m s 的接入无关性要求对不同的接入提供无缝的及时的策略控制，所以 3 g p p 在其r 5 中对i m s 的策略控制机制进行了规定，并称之为基于业务的本地 策略一s b i j p ( s e r v i c eb a s e dl o c a lp o l i c y ) ：i m s 中丰富多彩的多媒体业务也是其 显著特点之一，为了对其进行灵活的计费，在r 6 中3 g p p 又提出了基于流的计 费一f b c ( f l o wb a s e dc h a r g i n g ) 技术。 策略控制和基于流的计费有很多相似的功能，这样策略控制和基于流的计费 属于两套不同的系统，有各自的功能实体及接口并不是一个好的部署方案，无疑 增加了网络配置、实体功能的复杂性，导致了成本的增加，同时降低了控制的效 率。基于此，3 g p p 在r 7 中提出了策略控制和计费架构- - p c c ( p o l i c ya n dc h a r g i n g c o n t r 0 1 ) 把二者融合到一起。p c c 架构的提出开创了i m s 中策略控制新的局面 一以后策略控制将包含两方面的内容：接入控制策略和计费策略。 本文将在第四章介绍i m s 计费框架，在第五章介绍i m s 中计费策略的演进： 从f b c 到p c c 。最后在第六章给出i m s 网络中与计费策略紧密相关的网元 - p d f ( p o l i c yd e c i s i o nf u n c t i o n ) 原型系统的设计及其实现。 2 北京邮电人学硕士学位论文 i m s 中计费策略演迸及p d f 原型系统的实现 第二章d i a m e t e r 协议及在i m s 中的应用 d i a m e t e r 包含基础协议、不同的应用扩展，d i a m e t e r 基础协议旨在提供一个 a a a 框架，以用于各种应用。基础协议还定义了所有d i a m e t e r 应用使用的，并 且所有d i a m e t e r 设备都必须支持的消息格式、传输、差错报告和安全服务，如 图2 i 所示： 2 1d i a m e t e r 基本协议 图2 - 1d i 撇协议框架结构 这一部分主要介绍d i a m e t e r 总体的特性，包括传输机制、安全机制以及常用 实体，而协议的消息格式和具体消息类别和功能请参阅【2 】。 2 1 1d i a m e t e r 传输机制 r a d i u s 协议一个主要弊端就是传输层用的是u d p ，不能提供有可靠的有保 证的服务，d i a m e t e r 协议的传输层则可以使用t c p 或s c t p 。d i a m e t e r 客户端只 需支持t c p 或s c t p 之一即可，但d i a m e t e r 代理和服务器则必须两者都支持。 然而s c t p 是最好的选择，主要是因为d i a m e t e r 两端存在面向连接的关系。s c t p 能够将几个独立的流联合起来形成单一流，这样要比为每个流都打开一个t c p 连接要好。当和对端( p e e r ) 连接时，应该首先尝试s c t p 连接，失败后再尝试 t c p 连接。 2 1 2d i a m e t e r 安全机制 d i a m e t e r 不但可以保证h o p t oh o p 的安全传输，而且可以提供e n dt oe n d 的 安全机制。在实现h o pt oh o p 的安全时主要采用i p s e c 和t l s ( 传输层安全) 协 议来实现。在d i a m e t e r 中，所以节点都必须支持i p s e c ，而对于客户端来说t l s 可选，而d i a m e t e r 的其他实体必须支持t l s 。在域内( i n t r a d o m a i n ) 首先考虑 3 北京邮电大学硕士学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 用i p s e c ，而在域间( i n t e r d o m a i n ) 则应该首先考虑t l s 。而对于e n dt oe n d 则 采用d i a m e t e rc m s ( c r y p t o g r a p h i cm e s s a g es y n t a x ) 应用协议。由于d i a m e t e r 网络中存在不可信的r e l a y ( 中继) 和p r o x y ( 代理) ，而i p s e c 和t l s 又只能实 现跳到跳的安全，所以i e t f 定义了d i a m e t e rc m s 应用协议来保证数据安全。 2 1 3d i a m e t e r 实体 在d i a m e t e r 协议中，包括多种类型的d i a m e t e r 节点。除了d i a m e t e r 客户端 和d i a m e t e r 服务器外，还有如下几种代理： 口d i a m e t e r 中继能够从d i a m e t e r 请求消息中提取信息，再根据d i a m e t e r 基 于域的路由表的内容决定消息发送的下一跳d i a m e t e r 节点。d i a m e t e r 中继只对 过往消息进行路由信息的修改，而不改动消息中的其他内容。 口d i a m e t e r 代理根据d i a m e t e r 路由表的内容决定消息发送的下一跳 d i a m e t e r 节点。此外，d i a m e t e r 代理能够修改消息中的相应内容。 r t d i a m e t e r 重定向器不对消息进行应用层的处理，它统一处理d i a m e t e r 消 息的路由配置。当一个d i a m e t e r 节点按照配置将一个不知道如何路由的请求消 息发给d i a m e t e r 重定向器时，重定向器将根据其详尽的路由配置信息，把路由 指示信息加入到请求消息的响应里，从而明确地通知该d i a m e t e r 节点的下一跳 d i a m e t e r 节点。 口d i a m e t e r 协议转换器主要用于实现r a d i u s 与d i a m e t e r ，或者t a c a c s + 与d i a m e t e r 之间的协议转换。 2 2d i a m e t e rs i p 应用协议 d i a m e t e rs i p 应用【3 1 定义了一个能被s i p 服务器用来实现用户认证以及对不 同s i p 资源进行授权的应用协议。在功能上，这个协议与i m s 定义的c x 接1 2 类 似，但其设计更为通用，使得其他s i p 应用情形也能适用。其结构如图2 2 所示： 具体的命令代码及相关功能请参阅 3 】。 4 北京邮电大学硕十学位论文 i m s 中计费策略演迸及p d f 原型系统的实现 图2 - 2d i a m e t e r 在s i p 环境中应用的一般结构 d i a m e t e rs i p 应用的一个流程示例如图2 3 所示： d i a m e t e rs i p 应用主要涉及到认证和授权，即a a 服务。s i ps e r v e r l 可以认 为是i - c s c f ，而s i ps e r v e r 2 可以认为是s c s c f ，d i a m e t e rs e r v e r 则为h s s 。 通过2 、3 两步找到为该用户服务的s - c s c f ，通过5 、6 两步下载该用户的认证 向量，通过1 2 认证通过，1 3 、1 4 下载该用户的用户配置以实现对该用户各种业 务的认证和授权。 一一一一 s e 】? v e r s e 上 1r e g i s t e 【 2i ) a r 3lf 一 一4 r e g i ； t e r 5 a r 一 一 6 i a a 一 74 0 l 屎注册 一8 4 0i 求沿：jl , i f 砑r e g i s t p l 上ol l a r 1 1u a a 一 一 l2r j g i s t e r 一 1 3s a r 一 14s a a 1 52 0 0o k 一 162 0 0i) k 图2 3d i a m e t e rs i p 流程示例 2 3d i a m e t e r 信任控制应用 d i a m e t e r 信任控制( c c ) 【4 】应用用于各种不同业务的实时信用和成本控制。 这种业务也就是大家熟知的预付费业务，由于这种业务给网络运营商提供的更多 5 北京邮电大学硕士学位论文 i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 的便利，而且也给用户提供了方便，如运营商不必再给用户更多的审查就可提供 服务，因此这种业务已经在移动通信领域得到了广泛应用。并且在其他领域有乐 观的应用前景。以前移动通信中的预付费业务主要由智能网( 小) 来实现，例如 g s m 中的c a m e l ，全坤的网络计费和信任控制将采用d i a m e t e r 计费和信任控 制应用。 图2 - 4d i a m e t e rc c 体系结构 图2 - 4 中l 是认证和授权，用的是d i a m e t e r 基本协议和d i a m e t e rs i p 应用 协议等，2 和3 是实时计费，用到是c c 协议。c cc l i e n t 在i m s 可以是a s ( 应 用服务器) 、m r f c ( 媒体资源功能控制) 和s - c s c f 等，通过它们提供的计费标 志和d i a m e t e rc c 应用协议实现实时计费。一种典型的计费流程如图2 5 所示。 c c 应用协议主要有一个请求命令：c c r ，一个响应命令c c a ，它们通过所 包含的各种不同d i a m e t e r a v p 来实现各种实时控制。通过2 、3 得到初始的提供 单元，u e 快要用完该单元时会发送中间请求，并报告使用情况，在用户信用许 可的范围内u e 可以发送若干个中间单元直到会话结束，通过9 来终止c c 服务。 6 北京邮电大学硕上学位论文 i m s 中计费策略演迸及p d f 原型系统的实现 a a a a a 协议 o k li n v i t e 2c c r ( i n i t i a lr e q u e；t ) 一 3c c a ( g r a n t e du ：a i t s ) 4i n v i t e 5c c r ( u p d a t er e q u e s t ，u s ed u n i t s ) - 6c c a ( g r a n t du n i t s ) 7b y e 8b y e 9c c r ( t e r m in a t eu s e ,lu n i t s ) l oc c a 2 4 小结 图2 - 5i m s 实时计费流程示例 d i a m e t e r 协议具有良好的网络适应性和可扩展性、良好的失败控制和检测机 制、完整的传送层安全保证( 包括域内和域间) 、支持安全和可扩展的漫游等等优 点，使得它在全p 的网络中得到广泛的应用。i m s 在c x ，d x 和计费等接口采 用d i a m e t e r 协议，并且通过3 g p p 和i e t f 的广泛合作，必将有更多的d i a m e t e r 应用协议应用到i m s 中去。随着 m s 的不断演进，d i a m e t e r 在 m s 体系中有着 广泛的应用前景。 7 北京邮电人学硕士学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 第三章p c i m 协议及策略表达 p c i m 是通用信息模型c l m ( c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l ) 的扩展，而c i m 是另一个组织一d m t f ( d i s t r i b u t e dm a n a g e m e n tt a s kf o r c e ) 最先提出的。p c i m 主要包含p c i m 的框架协议r f c 3 0 6 0 ，p c i m 的扩展协议( p c i m e ) r f c 3 4 6 0 以 及一些特定领域内的扩展，如q p t m ( q o sp o l i c yi n f o r m a t i o nm o d e l ) r f c 3 6 4 4 等。 3 1p c i m 框架- - r f c 3 0 6 0 p c i m 5 1 框架定义了两类对象类：一种是结构类，表示策略信息和控制信息； 另一种是关联类，表示各结构类实例间的关系。 下图是p c i m 的核心类和关联类。 图3 - 1p c i m 的类关系 图中矩形表示结构类，箭头代表关联。 一个关联总是连接两个类，这两个类可以是同一个类，例如，关联 “p o l i c y g r o u p l n p o l i c y g r o u p ”表示策略组的递归包含。个关联包含两个元组， 北京邮电大学硕士学位论文 i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 分别对应相连接的两个类。这两个元组指示了每一个类可以有多少实例与另一个 类的一个实例相关。例如，关联“p o l i c y r u l e i n p o l i c y c 打o u p ”中对应p o l i c y g r o u p 和p o l i c y r u l e 类的元组都是q 即“o n ”。p o l i c y g r o u p 类旁边的“”表示一 个p o l i c y r u l e 可以不与任何p o l i c y g r o u p 相关，或与一个或多个p o l i c y c a o u p 相 关。换句话说，一个p o l i c y r u l e 可以不属于任何p o l i c y g r o u p ，属于一个 p o l i c y g r o u p 或属于多个p o l i c y g r o u p 。p o l i c y r u l e 旁边的“，表示一个p o l i c y g r o u p 可以不与任何p o l i c y r u l e 相关，或与一个或多个p o l i c y r u l e 相关。换句话说，一 个p o l i c y g r o u p 可以不包含任何p o l i c y r u l e ，包含一个p o l i e y g r o u p 或包含多个 p o l i c y g r o u p 。 p o l i c y g r o u p l n s y s t e m 和p o l i c y r u l e l n s y s t e m 旁边的“w 表示这个关联是“弱 会聚 用来限定命名范围，所以这两个关联表示p o l i c y g r o u p 和p o l i c y r u l e 只能 在s y s t e m 对象范围命名。在弱会聚的另一端必定是元组“1 1 。 图中( a ) 、( b ) 、( c ) 、( d ) 、( e ) 、( 0 、( 曲、( h ) 、( i ) 、( j ) 代表的关联如下： ( a ) p o l i c y g r o u p l n p o l i c y g r o u p ：通过它可以实现策略组的递归嵌套，对于策略的 可扩展性和可管理性是非常重要的，因为利用它可以构造复杂的便于管理的 策略。 ( b ) p o l i c y g r o u p l n s y s t e m 表示策略组在s y s t e m 对象命名范围之内。 ( c ) p o l i c y r u l e l n s y s t e m ：表示策略规则在s y s t e m 对象命名范围之内。 ( d ) p o l i c y r e p o s i t o r y l n p o l i c y r e p o s i t o r y ：用来表示p o l i c y r e p o s i t o r y 之间的递归包 含。 ( e ) p o l i c y r u l e l n p o l i c y g r o u p 通过它可以把多个简单的策略规则聚合成策略组， 以表达较为复杂的策略。 ( 0p o l i c y c o n d i t i o n i n p o l i c y r e p o s i t o r y - 表示某个可重复使用的策略条件包含在某 个p o l i c y r e p o s i t o r y 中。 ( g ) p o l i c y a c t i o n l n p o l i c y r e p o s i t o r y ：表示某个可重复使用的策略行为包含在某个 p o l i c y r e p o s i t o r y 中。 。 ( h ) p o l i c y c o n d i t i o n l n p o l i c y r u l e ：通过它可以使一条策略规则包含零个或多个 p o l i c y c o n d i t i o n 类的实例。 ( i ) p o l i c y r u l e v a l i d i t y p e r i o d ：通过它可以使策略规则与多个 p o l i c y t i m e p e r i o d c o n d i t i o n 策略时间周期相关联，策略时间周期描述了策略何 时被激活，何时被阻塞。 0 ) p o l i c y a c t i o n l n p o l i c y r u l e ：通过它可以使一条策略规则包含零个或多个策略行 为类的实例。 既然它们都采用面向对象中的类的概念，那么它们都有自己的继承及派生关 9 北京邮电人学硕上学位论文 i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 系，它们的继承关系图如下： 图3 - 2p c i m 的结构类继承关系 图3 - 3p c i m 的关联类继承关系 1 0 北京邮电大学硕上学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 具体的结构类介绍如下： p o l i c y c o n d i t i o n ：这个类用来决定策略规则的一组策略行为是否应该被执行， 它派生自p o l i c y 类。p o l i c y c o n d i t i o n 只是一个基类，必须派生子类来描述真正的 条件信息。p o l i c y t i m e p e r i o d c o n d i t i o n 是它的一个派生类，这个类用来表示一个 时间段，在这段时间内策略规则是激活的，否则，策略规则被阻塞。如果一个策 略规则不包含这个类的一个实例，那么这个策略规则在任何时间都是激活的。 p o l i c y a c t i o n ：这个类表示影响系统、设备、网络流量等的一个或多个操作， 只有当策略规则的策略条件为“真时，策略行为才会被执行。它通常会改变一 个或多个组件的配置。 p o l i c y r u l e ：这个类的含义是“i fc o n d i t i o n ，t h e na c t i o n ， 策略规则的策 略条件和策略行为分别在p o l i c y c o n d i t i o n 和p o l i c y a c t i o n 的子类中描述。这些条 件和行为通过p o l i c y c o n d i t i o n l n p o l i c y r u l e 和p o l i c y a c t i o n l n p o l i c y r u l e 与策略规 则的实例相关联。 p o l i c y g r o u p ：这个类是一个通用的聚合工具，它可以把多个策略规则或策略 组聚合成一个容器，当一个策略组包含多个策略组时，不允许出现循环，也不允 许出现极端情况；策略组也可以只包含它本身。 p o l i c y r e p o s i t o r y ：是为管理方便而定义的类似容器功能的类，主要为一些可 重复使用的信息提供域。 3 2p c i m 的扩展协议- - r f c 3 4 6 0 r f c 3 4 6 0 ，它是r f c 3 0 6 0 的扩展，我们可称之为p c i m e 【6 j ，总体而言，p c i m e 主要引进两种类型的扩展：一种是新增了一些类，这些类的引入使p c i m 能覆盖 更多的领域。第二种是对现有的类型进行更改，有的换名有的增加属性值。这些 变化可以分别反映在p c i m 的结构图和联系图上，结构图的变化如图3 4 所示。 红色表示是新加的类，蓝色表示被删除的类。从这个结构图上我们可以看出 一个最明显的变化是在r f c 3 0 6 0 中的p o l i c y r e p o s i t o r y 将不被采用，而将其更名 为r e u s a b l e p o l i c y c o n t a i n e r ，这个变化主要是因为原来的p o l i c y r e p o s i t o r y 类表示 一个容器或者是一个域的概念，但是它跟在宏观上的策略应用框架中的实体 p o l i c yr e p o s i t o r y 重名了。这个概念如图3 5 所示。 北京邮电大学硕士学位论文 i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 m a n a g e d e l e m e n t 图3 - 4 p c i m c 结构类图 1 2 北京邮电大学硕上学位论文i m s 中计费策略演迸及p d f 原型系统的实现 图3 - 5 策略应用框架 这个实体我们可译为策略仓库，它主要是存放一个体系中的所有策略信息。 该图中p d p 和p e p 放到一起，其实实际上他们往往是分开的实体，当p d p 进行 决策时会从策略仓库中取出相应策略，然后由p e p 执行并应用到网络元素中。 另外从图3 4 中我们可以看出p c i m e 增加了很多的类。其中几个主要的类介 绍如下： p o l i c y s e t ：它是一个a b s t r a c t 类，主要是把p c i m 中单独存在的p o l i c y g r o u p 和p o l i c y r u l e 归到一个父类的子类中，便于进行描述和批量处理。 s i m p l e p o l i c y c o n d i t i o n s i m p l e p o l i c y a e t i o n ：它们都是条件类和行为类新增的 类，主要是可以用它们分别组成复合的条件类和行为类 ( c o m p o u n d p o l i c y c o n d i t i o n c o m p o u n d p o l i c y a c t i o n ) ，这两个复合类可以形成逻 辑上更为复杂的类。 p o l i c y v a r i a b l e p o l i c y v a l u e ：这两个新增的类主要是为了用新的逻辑来表示 p o l i c y c o n d i t i o n 和p o l i c y a c t i o n 。在p c i m e 中条件是否满足已经不再是 p o l i c y c o n d i t o n 中简单的条件逻辑是否为t r u e ，而是表示为它所包含的 p o l i c y v a r i a b l e 是否等于提供的p o l i c y v a l u e ，而p o l i c y a c t i o n 则表示为把 p o l i c y v a r i a b l e 设置为给出的p o l i c y v a l u e ，这样的更新使条件类所表示的对象和 情形更为一般化，而且更加接近机器实现。其中p o l i e y c o n d i t i o n 的逻辑可表示如 下： 1 3 北京邮电人学硕士学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 图3 - 6p o l i c y c o n d i t i o n 的逻辑原理 图中表示的是s i m p l e p o l i c y c o n d i t i o n 的逻辑，它可以通过联系类 p o l i c y c o n d i t i o n l n p o l i c y c o n d i t i o n 来形成c o m p o u n d p o l i c y c o n d i t i o n ，进而形成最 终的p o l i c y c o n d i t o n 。图中线条旁边的是相应的联系类，总体上上图可表示为： 一个条件类通过检查给出的策略值( p o l i c y v a l u e ) 是否符合它本身的策略条件 ( p o l i c y v a r i a b l e ) 所期望的策略值来判断是否满足条件。 而p o l i c y a c t i o n 类的逻辑原理与此类似，只是它是用p o l i c y v a l u e 来设置 p o l i c y v a r i a b l e ，当然p o l i c y v a r i a b l e 首先要检测该值是否是它所期望的。 图3 4 中还新增了c o l l e c t i o n 类，这个类主要是用来表示资源。p c i m 中并没 有一个表示具体资源的类，p c i m e 中p o l i c y r u l e 中有一个p o l i c y r o l e 属性，它可 以对相应的资源进行一个笼统的分类。在p c i m e 中通过引入c o l l e c t i o n 类使策略 所属的资源更为具体化。 p c i m e 中的联系图变化如图3 7 所示： 从图中我们可以看到相对于结构图，联系图的变化更大。这主要是因为，结 构类通过联系类来形成复合的结构类，结构图中一个类的增删必然会带来相应的 联系类都得改变。 联系类一般是所见即所得的，即通过名字我们就可以判断这个联系类用在哪 两个结构类中，从而实现相应的复合结构类。至于具体每个变化的联系类这里就 不再详细给出。 1 4 北京邮电大学硕士学位论文 i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 u n r o o t e d 图3 7 p c i m e 联系图 1 5 北京邮电人学硕士学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 3 3q o s 的p c i m 建模- - r f c 3 6 4 4 p d f 原型系统要用p c i m 来描述i m s 的计费和承载策略，属于p c i m 的应用 建模。现有i e t f 的r f c 中正好有一个关于q o s 的p c i m 应用建模- - r f c 3 6 4 4 ， 也就是q p i m ( q o sp o l i c yi n f o r m a t i o nm o d e l )【刀，基于通过q p i m 进行横向对 比的考虑，我们就对它进行了较为详细的了解。 3 3 1q p i m 定义框架 q o s 策略定义流如下所示： 图3 - 8 策略定义流 一般来说q o s 策略的定义依赖3 个方面的信息：商业策略，这是由运营商 自己给出的条件，这个信息往往是很宏观的定义，也就是很接近人的自然表达方 式；网络拓扑，这是由运营商网络的结构来决定的，这个因素主要决定网络元素 ( n e t w o r ke l e m e n t ) 在策略模型中所处的角色，比如我们可以把网络元素分为核 心类和边界类，这样可以在较高的层次上定义策略而不必为每一个n e 具体配置； q o s 模型主要是i n t s e r v 还是d i f f s e r v ，模型的不同会带来策略的很大差异。 从上图我们也可以看出，通过q p i m 建模，在策略执行点( p e p ) 会自动根 据相关的设备信息或能力集把策略映射称相关参数，完成相关设备的具体配置。 3 3 2q p i m 的继承类 关于q p i m 结构类和关联类的详细继承关系图请参考 7 】，由于空间的关系这 1 6 北京邮电大学硕士学位论文i m s 中计费策略演迸及p d f 原型系统的实现 里不再给出。q p i m 从p c i m 中的a c t i o n 类中又新增4 个q o sa c t i o n 类。它 们分别是： q o s p o l i c y r s v p s i m p l e a c t i o n ：这个行为类可以通过c o p s 来控制r s v p 的 具体内容。 q o s p o l i c y a d m i s s i o n a c t i o n ：这个行为类主要通过q o s p o l i c y t r f c p r o f 类，也 就是流量配置类来对当前流进行接纳控制；主要包含3 个派生类： q o s p o l i c y p o l i c e a c t i o n 这个是管制( p o l i c i n g ) 行为类，它主要指通过测定当前 流的特性并与s l a 比较，然后采取相应行动；q o s p o l i c y s h a p e a c t i o n ：这个是整 形( s h a p e ) 行为类，它通过缓存队列，可以把突发的分组峰值速率平滑为较均 匀的速率，甚至丢弃一些分组；q o s p o l i c y r s v p a d m i s s i o n a c t i o n ：这个是特针对 r s v p 的接纳行为类。 q o s p o l i c y p h b a c t i o n - 这个类定义了网络的p h b ，主要包含2 个派生类。 q o s p o l i c y b a n d w i d t h a c t i o n ：这个类具体定义了p h b 中预留带宽的行为，主要包 括最小带宽，最大带宽，时延，时延抖动等参数的设置； q o s p o l i c y c o n g e s t i o n c o n t r o l a c t i o n ：这个类具体定义了p h b 中的拥塞控制行为 类，主要包括队列长度，丢弃算法，最小丢弃阀值，最大丢弃阀值，当队列超过 最小丢弃阀值时就采取相关丢弃算法：队头丢弃，队尾丢弃或者随机丢弃，当队 列长度大于最大丢弃阀值时全部丢弃。 q o s p o l i c y d i s c a r d a c t i o n ：这个类是无条件丢弃类，这个可能会用在 q o s p o l i c y p o l i c e a c t i o n 中进行相应的管制策略。 还有一个类挺重要的：q o s p o l i c y t r f c p r o f 这个类描述网络的流量配置，它 包含2 个派生类： q o s p o l i c y t o k e n b u c k e t t r f c p r o f 这个是令牌桶流量配置，主要有3 个参数： 令牌速率，正常突发值，超常突发值。通过这3 个参数与现有流量比较，以便采 取相应的p o l i c i n g 和s h a p i n g 。 q o s p o l i c y i n t s e r v t r f c p r o f ：这个类主要和r s v p 的流量信息( t s p e c ) 和q o s 预留信息( f l o w s p e c ) 比较，以决定采取相应行为。 3 3 3q p i m 建模举例 r s v p 示例： 一个带宽分配的策略如下： i j ( i p p r o t o c o li su d p ) t h e n ( g u a r a n t e e3 0 o f a v a i l a b l eb 聊( 1 ) i f ( p r o t o c o lt st f t p ) t h e n ( g u a r a n t e e1 0 o f a v a i l a b l eb - ( 1 由 i f ( p r o t o c o li sn f s ) t h e n ( g u a r a n t e e4 0 o f a v a i l a b l eb 聊( 1b ) 1 7 北京邮电人学硕：j ：学位论文i m s 中计费策略演进及p d f 原型系统的实现 i f ( i p p r o t o c o li sr c p ) t h e n ( g u a r a n t e e 如o f a v a i l a b l eb 聊( 2 ) i