NGN中資源接納控制接口及流程的研究

黃荷仙 2007/08/27

圖1　ITU-T RACF的功能架構

　　RACF由策略決策功能實(shí)體PD-FE和傳送資源控制功能TRC-FE兩個(gè)功能實(shí)體組成。PD-FE基于網(wǎng)絡(luò )策略規則、業(yè)務(wù)控制功能SCF提供的業(yè)務(wù)信息、網(wǎng)絡(luò )附著(zhù)控制功能NACF提供的傳送層簽約信息，以及TRC-FE提供的資源接納決策結果，做出網(wǎng)絡(luò )資源接納控制的最后決策。可以基于每個(gè)流對傳送層的策略執行功能實(shí)體。PE-FE下發(fā)資源接納控制策略。TRC-FE負責收集和維護傳送網(wǎng)的拓撲和資源狀態(tài)信息，基于拓撲、連接性、網(wǎng)絡(luò )、節點(diǎn)資源的可用性以及接入網(wǎng)中的傳送層簽約信息等網(wǎng)絡(luò )信息控制資源的使用，提供傳送網(wǎng)絡(luò )接納控制的決策。PD-FE通過(guò)Rt參考點(diǎn)請求TRC-FE檢測或者決定所請求的媒體流路徑上的QoS資源。

3、層間接口上傳遞的信息

　　3.1 業(yè)務(wù)控制層和RACF之間的Rs接口

　　如圖1所示，SCF通過(guò)Rs接口和RACF進(jìn)行交互，傳送來(lái)自業(yè)務(wù)層的用于進(jìn)行QoS資源授權和預留所需要的信息，除維護和管理接口上的會(huì )話(huà)信息外，主要包括資源控制處理信息、請求提供QoS保證的媒體相關(guān)的信息、資源控制動(dòng)作相關(guān)的信息以及計費關(guān)聯(lián)信息。

　　資源控制處理信息提供了Rs接口上的資源控制會(huì )話(huà)相關(guān)的信息，如SCF的標識符及所屬的服務(wù)提供商、用戶(hù)的標識符以及地址信息、資源請求優(yōu)先級、該會(huì )話(huà)所請求的資源的預留保持時(shí)間等。

　　媒體相關(guān)的信息是SCF根據用戶(hù)的業(yè)務(wù)請求（如業(yè)務(wù)層的信令）得到的。每個(gè)業(yè)務(wù)層的會(huì )話(huà)里可能包含多種業(yè)務(wù)（例如話(huà)音、視頻等），每個(gè)業(yè)務(wù)又可能包含多個(gè)媒體流。相應地，Rs接口上的媒體信息可能包含多種業(yè)務(wù)類(lèi)型的多個(gè)數據流的描述，每種媒體用一個(gè)媒體序號標識，每個(gè)媒體流（包括上下行）用流號標識。具體包括如下信息：

　　（1）媒體序號和業(yè)務(wù)類(lèi)型。

　　（2）應用業(yè)務(wù)類(lèi)別。

　　（3）媒體優(yōu)先級。

　　（4）具體媒體流的描述 　

• 流的方向（上行、下行、雙向）；



• 流號；



• 流的狀態(tài)（上下行門(mén)控開(kāi)關(guān)狀態(tài)）；



• 流的五元組（源和目的地址、端口號、四層協(xié)議號）；



• 請求的最大帶寬（上下行帶寬分別描述）。

• 觸發(fā)請求

• 發(fā)送請求

• 授權

• 可用性檢查

• 最終決策

• 安裝接納決策

• PE-FE安裝和/或執行PD-FE發(fā)送的最終接納決策，并向PD-FE報告執行結果。

• PD-FE向SCF發(fā)送資源初始響應。

圖2　SCF發(fā)起QoS控制的授權、預留和接納流程

　　（2）CPE發(fā)起的授權、預留和接納流程

　　在CPE發(fā)起資源請求的場(chǎng)景下，經(jīng)過(guò)上面第3步授權后（見(jiàn)圖2），PD-FE將向SCF返回授權結果。隨后的流程可以描述如下。 　

• 觸發(fā)請求

• 發(fā)送請求

• 通知SCF獲取業(yè)務(wù)信息

圖3　CPE發(fā)起QoS控制的授權、預留和接納流程

　　4.2　NAPT控制和NAT穿越相關(guān)流程

　　根據NAT/NAPT功能在承載網(wǎng)上部署位置的不同，RACF支持近端NAPT控制和遠端NAT穿越兩種場(chǎng)景。

　　近端和遠端是從運營(yíng)商的角度來(lái)看的一種稱(chēng)呼。

　　近端NAPT設備一般設置在接入網(wǎng)和核心傳送網(wǎng)的邊界上和/或核心傳送網(wǎng)與核心傳送網(wǎng)的邊界，實(shí)現不同子網(wǎng)和/或管理域之間隱藏網(wǎng)絡(luò )地址傳送，或者解決公共地址緊缺的問(wèn)題。近端NAPT控制主要包含兩方面：在實(shí)現NAPT功能的設備（即PE-FE）上進(jìn)行地址綁定：根據綁定信息修改應用信令消息。

　　遠端NAPT設備一般設置在企業(yè)網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)中，用于保護其內部網(wǎng)絡(luò )，這些NAT設備不在運營(yíng)商的控制范圍內，CPE位于這些NAT設備后面。從CPE發(fā)起的信令消息中關(guān)于媒體流的地址描述可能為私有地址，網(wǎng)絡(luò )需要提供NAT穿越機制。NAT穿越主要完成：獲取媒體中繼的地址，分別修改到主被叫的應用信令消息，使得CPE之間的媒體流變成主被叫CPE分別和媒體中繼設備之間的流。

　　NAPT控制和媒體NAT穿越的流程基本上相同，具體如下。

　　（1）觸發(fā)請求

　　SCF從主叫/被叫方發(fā)送的信令消息體中提取源/目的地址和端口號信息，并將相應信息發(fā)送給PD-FE。當確定需要支持遠端NAT穿越，SCF通過(guò)Rs接口請求地址綁定信息。

　　當從SCF收到源/目的地址和端口號以及其他相關(guān)信息時(shí)，PD-FE檢查NAPT策略規則，確定是否調用NAPT控制程序，例如，是否需要對網(wǎng)絡(luò )地址進(jìn)行隱藏（如在接入網(wǎng)和核心網(wǎng)之間）。若需要，通過(guò)Rw接口請求NAPT綁定信息。

　　（2）如果在接入網(wǎng)和核心網(wǎng)邊界或者核心網(wǎng)之間需要NAPT控制功能，PD-FE將根據從SCF收到的地址信息確定PE-FE，并請求PE-FE上的本地地址/端口和公網(wǎng)地址/端口信息。如果SCF要求支持NAT穿越，PE-FE將請求提供媒體中繼的地址/端口信息。

　　（3）PE-FE產(chǎn)生地址綁定信息并發(fā)送給PD-FE。

　　（4）PD-FE向SCF返回該地址綁定信息，如果執行了NAPT控制，PD-FE應指示SCF進(jìn)行應用層信令消息體的修改。

　　（5）SCF根據收到的綁定信息和PD-FE提供的NAPT策略決策修改業(yè)務(wù)信令消息體中的媒體地址和/或端口號信息，包括發(fā)送給被叫和主叫的信令流。

5、結束語(yǔ)

　　資源接納控制功能的引入，是電信網(wǎng)可控可管理念在NGN中的一個(gè)體現。目前這方面還有很多問(wèn)題有待進(jìn)一步的研究，如各個(gè)不同組織（ITU-T，Tispan，3GPP以及3GPP2等）之間提出的功能架構的一致性、對IPTV等新業(yè)務(wù)的支持、不同運營(yíng)商之間接口上傳送的網(wǎng)絡(luò )QoS信息、端到端的業(yè)務(wù)流程、功能架構中各接口功能和協(xié)議的研究等。

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