NGN中资源接纳控制接口及流程的研究
黄荷仙 2007/08/27
摘要 资源接纳控制功能的引入,是电信网可控可管理念在NGN中的一个体现。本文介绍了在ITU-T Y.2111提出的资源接纳控制功能的体系架构,并探讨了此架构下资源控制的主要功能在不同层之间接口上的实现以及具体的业务流程。图1 ITU-T RACF的功能架构
RACF由策略决策功能实体PD-FE和传送资源控制功能TRC-FE两个功能实体组成。PD-FE基于网络策略规则、业务控制功能SCF提供的业务信息、网络附着控制功能NACF提供的传送层签约信息,以及TRC-FE提供的资源接纳决策结果,做出网络资源接纳控制的最后决策。可以基于每个流对传送层的策略执行功能实体。PE-FE下发资源接纳控制策略。TRC-FE负责收集和维护传送网的拓扑和资源状态信息,基于拓扑、连接性、网络、节点资源的可用性以及接入网中的传送层签约信息等网络信息控制资源的使用,提供传送网络接纳控制的决策。PD-FE通过Rt参考点请求TRC-FE检测或者决定所请求的媒体流路径上的QoS资源。
3、层间接口上传递的信息
3.1 业务控制层和RACF之间的Rs接口
如图1所示,SCF通过Rs接口和RACF进行交互,传送来自业务层的用于进行QoS资源授权和预留所需要的信息,除维护和管理接口上的会话信息外,主要包括资源控制处理信息、请求提供QoS保证的媒体相关的信息、资源控制动作相关的信息以及计费关联信息。
资源控制处理信息提供了Rs接口上的资源控制会话相关的信息,如SCF的标识符及所属的服务提供商、用户的标识符以及地址信息、资源请求优先级、该会话所请求的资源的预留保持时间等。
媒体相关的信息是SCF根据用户的业务请求(如业务层的信令)得到的。每个业务层的会话里可能包含多种业务(例如话音、视频等),每个业务又可能包含多个媒体流。相应地,Rs接口上的媒体信息可能包含多种业务类型的多个数据流的描述,每种媒体用一个媒体序号标识,每个媒体流(包括上下行)用流号标识。具体包括如下信息:
(1)媒体序号和业务类型。
(2)应用业务类别。
(3)媒体优先级。
(4)具体媒体流的描述
图2 SCF发起QoS控制的授权、预留和接纳流程
(2)CPE发起的授权、预留和接纳流程
在CPE发起资源请求的场景下,经过上面第3步授权后(见图2),PD-FE将向SCF返回授权结果。随后的流程可以描述如下。
图3 CPE发起QoS控制的授权、预留和接纳流程
4.2 NAPT控制和NAT穿越相关流程
根据NAT/NAPT功能在承载网上部署位置的不同,RACF支持近端NAPT控制和远端NAT穿越两种场景。
近端和远端是从运营商的角度来看的一种称呼。
近端NAPT设备一般设置在接入网和核心传送网的边界上和/或核心传送网与核心传送网的边界,实现不同子网和/或管理域之间隐藏网络地址传送,或者解决公共地址紧缺的问题。近端NAPT控制主要包含两方面:在实现NAPT功能的设备(即PE-FE)上进行地址绑定:根据绑定信息修改应用信令消息。
远端NAPT设备一般设置在企业网和用户驻地网中,用于保护其内部网络,这些NAT设备不在运营商的控制范围内,CPE位于这些NAT设备后面。从CPE发起的信令消息中关于媒体流的地址描述可能为私有地址,网络需要提供NAT穿越机制。NAT穿越主要完成:获取媒体中继的地址,分别修改到主被叫的应用信令消息,使得CPE之间的媒体流变成主被叫CPE分别和媒体中继设备之间的流。
NAPT控制和媒体NAT穿越的流程基本上相同,具体如下。
(1)触发请求
SCF从主叫/被叫方发送的信令消息体中提取源/目的地址和端口号信息,并将相应信息发送给PD-FE。当确定需要支持远端NAT穿越,SCF通过Rs接口请求地址绑定信息。
当从SCF收到源/目的地址和端口号以及其他相关信息时,PD-FE检查NAPT策略规则,确定是否调用NAPT控制程序,例如,是否需要对网络地址进行隐藏(如在接入网和核心网之间)。若需要,通过Rw接口请求NAPT绑定信息。
(2)如果在接入网和核心网边界或者核心网之间需要NAPT控制功能,PD-FE将根据从SCF收到的地址信息确定PE-FE,并请求PE-FE上的本地地址/端口和公网地址/端口信息。如果SCF要求支持NAT穿越,PE-FE将请求提供媒体中继的地址/端口信息。
(3)PE-FE产生地址绑定信息并发送给PD-FE。
(4)PD-FE向SCF返回该地址绑定信息,如果执行了NAPT控制,PD-FE应指示SCF进行应用层信令消息体的修改。
(5)SCF根据收到的绑定信息和PD-FE提供的NAPT策略决策修改业务信令消息体中的媒体地址和/或端口号信息,包括发送给被叫和主叫的信令流。
5、结束语
资源接纳控制功能的引入,是电信网可控可管理念在NGN中的一个体现。目前这方面还有很多问题有待进一步的研究,如各个不同组织(ITU-T,Tispan,3GPP以及3GPP2等)之间提出的功能架构的一致性、对IPTV等新业务的支持、不同运营商之间接口上传送的网络QoS信息、端到端的业务流程、功能架构中各接口功能和协议的研究等。
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