家庭网关策略控制的系统和方法

摘要

本发明提供一种资源接纳控制方法，资源接纳控制子系统RACS向家庭网关下发控制策略，所述家庭网关执行所述控制策略。本发明方法和系统，采用家庭网关实现资源控制执行功能RECF，由家庭网关进行QoS控制，从而可以有效的保证用户上行流量的服务质量，且家庭网关易于部署，增加了系统的灵活性。

权利要求

1.一种资源接纳控制方法，其特征在于：资源接纳控制子系统RACS向家庭网关下发控制策略，所述家庭网关执行所述控制策略。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述RACS包括接入资源接纳控制功能x-RACF，所述x-RACF生成控制策略并直接或通过家庭网关管理服务器将上行流量的控制策略下发给所述家庭网关。

3.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述控制策略是用户上线时，所述x-RACF根据该用户的签约信息中的QoS相关信息生成的初始策略。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述控制策略是所述x-RACF收到的资源初始化请求后，根据资源状况及用户签约信息对所述请求做出接纳决策时生成的相应的QoS策略。

5.一种资源接纳控制系统，其特征在于，该系统包括：资源接纳控制子系统RACS及家庭网关，其中，所述RACS用于向家庭网关下发控制策略，所述家庭网关用于接收并执行所述控制策略。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述资源接纳控制子系统RACS包括接入资源接纳控制功能x-RACF，所述x-RACF与所述家庭网关连接，用于生成控制策略并直接将上行流量的控制策略下发给所述家庭网关。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括家庭网关管理服务器，所述资源接纳控制子系统RACS包括接入资源接纳控制功能x-RACF，所述x-RACF通过所述家庭网关管理服务器与所述家庭网关连接，用于生成控制策略并通过家庭网关管理服务器将上行流量的控制策略下发给所述家庭网关。

8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于：所述控制策略是用户上线时，所述x-RACF根据该用户的签约信息中的QoS相关信息生成的初始策略。

9.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于：所述控制策略是所述x-RACF收到的资源初始化请求后，根据资源状况及用户签约信息对所述请求做出接纳决策时生成的相应的QoS策略。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述家庭网关管理服务器是自动配置服务器ACS。

说明书

家庭网关策略控制的系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及资源接纳技术领域，更具体地涉及一种资源接纳控制子系统中家庭网关策略控制的系统和方法。

背景技术

[0002] NGN(Network Generation Network，下一代网络)是当前通信标准领域的一个热点研究课题，它采用IP等分组技术作为承载网技术融合固定通信和移动通信，NGN可以提供更丰富的多媒体业务，如具有实时要求的新兴业务(如VoIP、视频会议、多媒体远程教学、视频点播等)，这些业务要求通信网络能提供高效的端到端的服务质量(Quality ofService，QoS)支持；同时用户对网络服务质量的要求也越来越高，因此，如何提供端到端的QoS将是NGN的核心问题之一。

[0003] TISPAN(Telecommunication and Internet converged Services and Protocolsfor Advanced Networking，电信和互联网融合业务及高级网络协)是ETSI下属的一个标准组织，它成立了专门的研究组，致力于NGN技术标准的制定工作，TISPAN将NGN架构分为业务层和传输层，在传输控制层引入了NASS(Network Attachment Subsystem，网络附着子系统)与RACS(Resourceand Admission Control Subsystem，资源接纳控制子系统)，NASS负责为上层业务层提供独立的用户接入管理，而RACS则解决NGN承载网的QoS问题。

[0004] RACS负责将业务层的资源需求与传输层的资源分配相关联，主要完成策略控制、资源预留、接纳控制、NAT(Network Address Translation，网络地址转换)穿越等功能，RACS通过一系列QoS策略为业务层提供传输层的控制服务，使得用户终端(User Equipment，UE)可以获得所需服务质量保证。

[0005] 在RACS最新的草案中，提供了RACS的功能框架，如附图1所示，图中：

[0006] SPDF(Service-based Policy Decision Function，基于业务的策略决策功能)根据AF(Application Function，应用功能)的资源请求，选择本地策略，并将请求映射成IP QoS参数，发送给x-RACF和BGF，以请求相应的资源。

[0007] x-RACF(generic Resource and Admission Control Function，接入资源接纳控制功能；)从SPDF接收请求，然后基于所保存的策略实现接纳控制，接受或拒绝对传送资源的请求。x-RACF可以通过e4参考点从网络附着子系统(Network Attachment Sub-System，NASS)获得网络附着信息和用户QoS签约信息，从而可以根据网络位置信息(例如接入用户的物理节点的地址)确定可用的网络资源，同时在处理资源分配请求时参考用户的QoS签约信息。

[0008] BGF(Border Gateway Function，边界网关功能)是于接入网和核心网之间实现核心边界网关功能，也可以位于两个核心网之间的网关。BGF在SPDF的控制下完成NAT、门控、QoS标记、带宽限制、使用测量以及资源同步功能。

[0009] RCEF(Resource Control Enforcement Function，资源控制执行功能)是位于传输层功能实体中的策略执行体，它可以驻留在承载层的任何网段(接入、核心)或者网段的边界点，实施x-RACF通过Re参考点传送过来的策略，完成门控、QoS标记、带宽限制等功能。目前RACS对处于核心网中的RCEF如何控制尚未标准化。

[0010] BTF(Basic Transmission Function，基本传送功能)是位于传输设备中的支持基本的控制功能和基本的转发功能等的逻辑实体。

[0011] 由于用户的业务流在网络上会经过一些不同质的子网段，为了保证端到端的QoS，RACS在根据业务流的资源请求做出策略决策后，需要把策略下发到这些子网段的边界点上的策略执行功能上，由策略执行功能根据策略对相应的流量打上该网段的QoS优先级标记，保证其在该网段中的QoS。

[0012] 如图2所示，RACS通过控制接入网接入节点(Access Node，AN)、IP边界点、核心网边界点(BGF)来达到对业务流进行策略控制。

[0013] 首先UE与AF进行业务层的信令协商，AF根据协商的QoS向RACS发起资源请求，RACS收到请求，根据用户签约信息、传输资源状况、以及运营商策略做出接纳决策，如果接纳，则生成控制策略，策略的内容包括(业务流描述信息、上下行带宽、QoS级别等)，RACS将策略下发给相应的传输层功能实体，由控制点设备根据策略对相应的业务流实施QoS策略。

[0014] 就目前运营商的运营现状来看，其接入网(即从连接用户的第一台局端设备到业务接入服务器(BRAS(Bandwidth Remote Access Server，宽带远程接入服务器)/SR(Service Router，业务路由器))负载较重，因此，尤其需要对这一段网络提供有效的QoS保证。但是目前的RACS控制方式中对接入网的控制是通过对AN和IP Edge进行的。在IP Edge上只能对接入网中下行的报文流量进行有效的QoS控制；在AN(如DSLAM(DigitalSubscriber Line Access Multiplexer，数字用户接入复用器))上对上行流量进行控制的话，由于现网的DSLAM设备很多，进行升级改造代价很大。

发明内容

[0015] 本发明要解决的技术问题是提供一种资源接纳控制方法及系统，以有效保证用户的服务质量。

[0016] 为解决以上技术问题，本发明提供一种资源接纳控制方法，资源接纳控制子系统RACS向家庭网关下发控制策略，所述家庭网关执行所述控制策略。

[0017] 进一步地，所述RACS包括接入资源接纳控制功能x-RACF，所述x-RACF生成控制策略并直接或通过家庭网关管理服务器将上行流量的控制策略下发给所述家庭网关。

[0018] 进一步地，所述控制策略是用户上线时，所述x-RACF根据该用户的签约信息中的QoS相关信息生成的初始策略。

[0019] 进一步地，所述控制策略是所述RACF收到的资源初始化请求后，根据资源状况及用户签约信息对所述请求做出接纳决策时生成的相应的QoS策略。

[0020] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种资源接纳控制系统，该系统包括：接入资源接纳控制功能x-RACF及家庭网关，其中，所述RACS用于向家庭网关下发控制策略，所述家庭网关用于接收并执行所述控制策略。

[0021] 进一步地，所述资源接纳控制子系统RACS包括接入资源接纳控制功能x-RACF，所述x-RACF与所述家庭网关连接，用于生成控制策略并直接将上行流量的控制策略下发给所述家庭网关。

[0022] 进一步地，所述系统还包括家庭网关管理服务器，所述资源接纳控制子系统RACS包括接入资源接纳控制功能x-RACF，所述x-RACF通过所述家庭网关管理服务器与所述家庭网关连接，用于生成控制策略并通过家庭网关管理服务器将上行流量的控制策略下发给所述家庭网关。

[0023] 进一步地，所述控制策略是用户上线时，所述x-RACF根据该用户的签约信息中的QoS相关信息生成的初始策略。

[0024] 进一步地，所述控制策略是所述x-RACF收到的资源初始化请求后，根据资源状况及用户签约信息对所述请求做出接纳决策时生成的相应的QoS策略。

[0025] 进一步地，所述家庭网关管理服务器是自动配置服务器ACS。

[0026] 相较于现有技术，本发明方法和系统采用家庭网关实现资源控制执行功能RECF，由家庭网关进行QoS控制，从而可以有效的保证用户上行流量的服务质量，且家庭网关易于部署，增加了系统的灵活性。

附图说明

[0027] 图1是现有技术中TISPAN的资源接纳控制子系统RACS的架构图。

[0028] 图2是现有技术中RACS控制传输层的架构示意图。

[0029] 图3是本发明的RACS直接控制家庭网关示意图。

[0030] 图4是本发明的RACS直接控制家庭网关方案中静态策略下发流程图。

[0031] 图5是本发明的RACS直接控制家庭网关方案中动态策略下发流程图。

[0032] 图6是本发明的RACS间接控制家庭网关示意图。

[0033] 图7是本发明的RACS间接控制家庭网关方案中静态策略下发流程图。

[0034] 图8是本发明的RACS间接控制家庭网关方案中动态策略下发流程图。

具体实施方式

[0035] 本发明资源接纳控制方法和系统的主要思想是：资源接纳控制子系统RACS向家庭网关下发上行流量控制策略，所述家庭网关执行所述控制策略。

[0036] 即由家庭网关实现资源控制执行功能RCEF，RACS可采用两种方式向家庭网关下发控制策略，一种是RACS直接向家庭网关下发，另一种是RACS通过家庭网关管理服务器向家庭网关下发。

[0037] 在家庭网关(Customer Network Gateway，CNG)上要实现RCEF逻辑功能实体，该实体的主要功能是在x-RACF的指导下进行策略执行。

[0038] RCEF(CNG)从x-RACF接收策略，策略的主要内容有：业务流模板(如IP五元组)、IP QoS优先级、二层QoS优先级、上行带宽、下行带宽、门控等。

[0039] 业务流模板是用于对通过家庭网关的报文进行匹配，如果匹配成功，则对其执行策略中描述的QoS控制。

[0040] QoS优先级是描述该业务流的服务优先级的，在不同的传输层网段会有不同的映射，映射后的优先级取值会设置在报文首部标识业务优先级的字段中，IP QoS优先级指IP首部的DSCP字段；二层QoS优先级指报文二层首部中的QoS优先级字段(如：802.1p)。传输层实体会根据相应的首部中的优先级进行转发，以保证报文流的时延。

[0041] 上下带宽是该业务数据流允许的最大上行流带宽；下行带宽是该业务数据流允许的最大下行流带宽。

[0042] 门控是指是否允许某种业务流通过，在用户初时上线时，x-RACF可以根据用户签约的业务为其下发一些门控，后续用户还可以通过动态申请更新门控。

[0043] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，本实施方法只是实现本发明的一个具体实例。

[0044] 以下通过具体实例分别对以上两种方式下的资源接纳控制方法进行详细说明：

[0045] 方式1：RACS直接控制家庭网关

[0046] 下面分别介绍RACS对家庭网关进行策略控制的流程。

[0047] 应用实例1

[0048] 1、用户上线时触发RACS对家庭网关下发策略的处理流程

[0049] 当一个用户上线时，首先会进行身份认证交互，在确认用户身份合法时，需要通知RACS对该用户生成一个初始策略，并下发给传输层策略执行实体(包括家庭网关上的RCEF)执行，具体流程如附图4所示：

[0050] 步骤401：X-RACF收到用户上线的通知，用户上线可以由IP边界点设备(如BRAS)对X-RACF进行通知，也可以由NASS进行通知；

[0051] 步骤402：如果X-RACF上没有用户的签约信息，那么X-RACF会与NASS交互，获取该用户的签约信息；如果是由NASS通知X-RACF用户上线，那么可以在通知消息中将用户签约信息一起发给X-RACF；

[0052] 步骤403：X-RACF根据该用户的签约信息中的QoS相关信息生成一个初始策略；

[0053] 步骤404：X-RACF将初始策略分别下发传输功能实体上的RCEF进行策略执行，其中包括驻留家庭网关上的RCEF；

[0054] 步骤405：RCEF向X-RACF回复应答。

[0055] 应用实例2

[0056] 2、用户请求业务时RACS对家庭网关下发策略的处理流程

[0057] 当用户动态发起一个有QoS保证的业务时，会通过业务层的协商确定该业务的QoS，业务控制层根据协商的QoS向RACS发起资源请求，由RACS生成传输层的QoS策略下发给传输层策略执行实体(包括家庭网关上的RCEF)执行，具体流程如附图5所示：

[0058] 步骤501：AF根据业务层协商的QoS向SPDF发起资源初始化请求；

[0059] 步骤502：SPDF对请求进行授权，并做出初步的策略决策；

[0060] 步骤503：SPDF向X-RACF发起资源初始化请求，X-RACF根据资源状况和签约信息对请求做出接纳决策，并生成相应的QoS策略；

[0061] 步骤504：X-RACF向传输层功能实体上的RCEF下发策略，其中包括驻留家庭网关上的RCEF；

[0062] X-RACF同时向接入节点AN、IP临界点及家庭网关的RCEF下发策略，其中，RACS向家庭网关下发的控制策略针对上行流量的控制策略；向AN下发的控制策略也是针对上行流量的，而向IP边界点下发的控制策略是针对上下行流量的。

[0063] 步骤505：RCEF向X-RACF回复应答；

[0064] 步骤506：X-RACF向SPDF回复应答；

[0065] 步骤507：SPDF向BGF下发策略；

[0066] 步骤508：BGF向SPDF回复应答；

[0067] 步骤509：SPDF向AF回复资源初始化请求应答。

[0068] 方案2：RACS间接控制家庭网关

[0069] 家庭网关管理服务器是对家庭网关进行控制管理的功能实体，如：BBF定义(宽带论坛，Broadband Forum)的ACS(自动配置服务器，AutoConfiguration Server)，ACS通过TR069协议可以对家庭网关进行配置、日志提取、版本升级等管理操作。

[0070] 家庭网关出于成本考虑，一般不希望功能做的太复杂。如果RACS直接控制家庭网关的话，家庭网关需要为ACS和RACS各出一个管理接口。并且，家庭网关数量众多，对于RACS来说，如果直接控制家庭网关的话，负荷也比较重。因此，出于上述两个原因，我们还提出一种RACS间接控制家庭网关的方案。

[0071] 当RACS需要向家庭网关下发策略时，RACS将策略发给家庭网关管理服务器，家庭网关管理服务器对策略进行格式转换(转换前后的协议格式会不同，例如：转换前的协议格式是Diameter的，转换后是TR069的)，将策略下发给相应的家庭网关。

[0072] 以家庭网关管理服务器是ACS为例，ACS和家庭网关之间原来存在TR069协议的管理通道，基于TR069协议进行扩展，使之能传递QoS控制信息(如：媒体流五元组，带宽，QoS优先级等)。对ACS功能进行扩展，使之能从RACS接收QoS策略，并对策略进行格式转换。

[0073] 具体流程与图4、图5差别不多，主要是增加了ACS做策略代理的中间步骤，具体流程参见图7、图8。

[0074] 为实现以上资源接纳控制方法，本发明还提供一种资源接纳控制系统，该系统包括：资源接纳控制子系统RACS及家庭网关，其中，所述RACS用于向家庭网关下发控制策略，所述家庭网关用于接收并执行所述控制策略。

[0075] 所述资源接纳控制子系统RACS包括SPDF及接入资源接纳控制功能x-RACF。

[0076] 在第一种实现方式下，所述x-RACF与所述家庭网关连接，用于生成控制策略并直接将上行流量控制策略下发给所述家庭网关；

[0077] 在第二种方式下，所述系统还包括家庭网关管理服务器，所述资源接纳控制子系统RACS包括接入资源接纳控制功能x-RACF，所述x-RACF通过所述家庭网关管理服务器与所述家庭网关连接，用于生成控制策略并通过家庭网关管理服务器将上行流量控制策略下发给所述家庭网关。

[0078] 用户上线时，所述控制策略是所述x-RACF根据该用户的签约信息中的QoS相关信息生成的初始策略。

[0079] 用户发起有QoS保证的业务时，所述控制策略是所述x-RACF收到的资源初始化请求后，根据资源状况及用户签约信息对所述请求做出接纳决策时生成的相应的QoS策略。

[0080] RACS向家庭网关下发的控制策略针对上行流量的控制策略；RACS向家庭网关下发控制策略的同时向接入节点AN和IP边界点下发控制策略，其中，向AN下发的控制策略也是针对上行流量的，向IP边界点下发的控制策略是针对上下行流量的。

[0081] 本发明方法和系统，采用家庭网关实现资源控制执行功能RECF，由家庭网关进行QoS控制，从而可以有效的保证用户上行流量的服务质量，且家庭网关易于部署，增加了系统的灵活性。