针对改进服务质量处理的电信方法、 协议和设备 【技术领域】
本发明涉及电信方法、 协议和设备， 更具体地， 涉及与改进的移动因特网协议 (MIP) 相关的方法、 协议和设备。背景技术
在第三代合作伙伴计划 (3GPP) 核心网的版本 8 中采用了多个不同的移动性协议。 在这种电信网络中的移动性管理通常有两类， 一类是基于主机的移动性管理， 另一类是基 于网络的移动性管理。
基于主机的移动性管理的示例是移动因特网协议 (MIP 或移动 IPv6)。移动 IP 允 许 IP 分组在数据网络 ( 如， 因特网 ) 上的与位置无关的路由。每个移动设备 ( 即， 移动节 点 ) 通过归属地址来标识， 而不考虑其在因特网中的当前位置。当远离其归属网络时， 移 动节点与标识其当前位置的转交地址相关联， 其归属地址经由到其归属代理 ( 见以下的定 义 ) 的隧道与本地端点相关联。移动 IP 规定了移动节点如何向其归属代理登记， 以及归属 代理如何将分组通过隧道路由到移动节点。
图 1 示出了移动 IP 网络的基本概况， 该移动 IP 网络具有归属网络 1 和外地网络 3。移动节点 5 的归属网络 1 是移动节点 5 在其中接收其标识 IP 地址 ( 被称为归属地址 ) 的网络。移动节点 5 的归属地址是在其归属网络 1 内分配给移动节点 5 的 IP 地址。外地 网络 3 是移动节点在远离其归属网络 1 时在其中进行操作的网络 ( 如图 1 所示 )。
移动节点 5 的转交地址是节点在外地网络 3 中操作时的物理 IP 地址。归属代理 (HA)7 是移动节点 5 的归属网络 1 中的路由器， 当移动节点 5 远离其归属网络 1 时， 该路由 器通过隧道将分组传递到移动节点 5。HA 7 保持移动节点 5 的当前位置信息 (IP 地址信 息 )， 并与一个或多个接入路由器 (AR)9 一起使用。AR 9 是存储与移动节点 5 访问相关外 地网络 3 有关的信息的路由器。AR 9 也广告移动 IP 所使用的转交地址。归属地址与转交 地址的关联被称为 “绑定” 。HA 7 经由隧道 11 将分组路由到 AR 9， AR9 接着将分组转发到 移动节点 5。
与基于主机的移动性管理相反， 基于网络的移动性管理的示例是 GPRS 隧道协议 (GTP)。基于网络的移动性管理的另一示例是代理移动 IP(PMIP 或代理移动 IPv6)， 这是因 特网工程任务组 (IETF) 开发的新标准。
为了有助于进一步解释这些基于网络的移动性管理协议， 现在参照图 2， 图2示 出了示例性电信网络的更详细概况， 该示例性电信网络被称为使用长期演进 (LTE) 标准的 E-UTRAN( 演进的 UMTS 陆地无线接入网 )。该网络包括多个无线基站 ( 也被称为 eNodeB、 NodeB 等 )21a、 21b、 21c， 每个无线基站维护一个或多个小区 ( 未示出 )。每个小区内的用 户设备 (“UE” ， 即， 移动设备或移动节点 )23a、 23b、 23c、 23d 与该小区的相应 eNodeB 21 通 信。
在 E-UTRAN 中， eNodeB 21 能够通过被称为 X2 接口 ( 图 2 的虚线所示 ) 的接口彼 此通信。每个 eNodeB 21 还具有与核心网的一个或多个接口。这些被称为 S1 接口。具体地， eNodeB 21 具有到一个或多个移动性管理实体 (MME)25a、 25b 的一个或多个 S1 接口， 这 将在以下进行详述。
电信网络还包括服务网关 (SGW)29。服务网关 29 经由 S1u 接口与 eNodeB 21a 连 接， 并经由 S11 接口与 MME 25a 连接。将理解， 服务网关 29 可以与每个所述设备及诸如服 务 GPRS 支持节点 (SGSN， 未示出 ) 之类的其它节点中的一个或多个连接。服务网关 29 尤 其适于执行用户数据分组的路由和转发， 同时还在 eNodeB 间切换期间 ( 例如， 当 UE 23a 从 eNodeB 21a 切换到 eNodeB 21c 时 ) 充当用户面的移动性锚。服务网关 29 还充当 LTE 与其 它 3GPP 技术之间移动性的锚。它还管理并存储 UE 上下文， 例如 IP 承载服务的参数、 以及 网络因特网路由信息。
服务网关 29 经由 S5 接口与分组数据网络网关 (PDN GW)31 连接。PDN GW 31 通过 成为针对 UE 的业务的退出和进入的点， 向外部分组数据网络 ( 例如因特网 33) 提供到 UE 的连接。
尤其， MME 25a 负责空闲模式 UE 跟踪以及寻呼过程。它也涉及承载激活 / 去激活 过程， 并负责为 UE 选择初始服务网关 (SGW)。
如上所述， PDN GW 31 通过成为针对 UE 23 的业务的退出和进入的点， ( 经由 SGi 接口 ) 提供从 UE 23 到外部分组数据网络 33( 例如因特网 ) 的连接。UE 23 可以同时具 有与多于一个 PDN GW 31 的连接， 以接入多个 PDN 33。尤其， PDN GW 31 执行策略实施 (enforcement)、 针对每个用户的分组过滤、 收费支持、 合法拦截以及分组屏蔽。PDN GW 31 的另一个关键的角色是经由 S2 接口 ( 未示出 ) 充当 3GPP 和非 3GPP 技术之间移动性的锚。 正如代理移动 IP 协议 RFC 5213 所定义的， 代理移动 IP 系统中的移动性管理定义 了在过程中涉及的两个网络实体 -- 本地移动性锚 (LMA) 和移动接入网关 (MAG)。 当应用于 图 2 的 3GPP 架构的 S5 接口时， SGW 29 充当 MAG， 而 PDN GW 31 充当 LMA。MAG 是接入路由 器上的功能， 用于管理附着于其接入链路的移动主机的移动性相关信令。LMA 是代理移动 IP 域中移动主机的归属代理。协议工作如下 ：
·移动主机进入 PMIP 域
·在该链路上的移动接入网关检查主机授权
·移动主机获取 IP 地址
·移动接入网关更新与主机的当前位置有关的本地移动性锚
·MAG 和 LMA 均创建双向隧道
由 GTP 和 PMIP 所提供的基于网络的移动性管理提供与移动 IP 类似的功能。 然而， 基于网络的移动性管理不需要对移动主机的网络栈进行任何修改。换言之， 如它的名称所 示， 网络关心的是移动性。
然而， GTP 与 PMIP 之间的关键功能差别在于， 前者还支持移动性会话内子会话 ( 被 称为 “承载” 或 3GPP 标准较老版本中的 “PDP 上下文” ) 的建立。承载使得能够通过使用集 中化的业务分类来提供服务质量 (QoS) 差别。结果， 下行链路分组需要被分类并分配给仅 在 ( 例如在图 2 中所示的 PDN 网关 31 中的 ) 锚点中的特定 QoS 类 ( 在 3GPP 标准中被称为 “映射至承载” )。承载可以被认为是具有不同 QoS 特性的 UE 23 和第一跳路由器 ( 即， PDN GW 31) 之间的 L2 信道。当建立新的承载时， PDN GW 31 和 UE 达成协议 ： 在新的承载上放置 哪些通过 5 元组标识的 IP 微流 ( 即， 如以下进一步详细解释的服务数据流 SDF)。因此， 将
通过 PDN GW 31 发送到 UE( 反之亦然 ) 的所有分组进行分类， 以查看分组应当被放置到的 承载。通过查看完这 5 元组值并将它们与分组中的报头字段进行比较来执行该分类。分组 路径上的后续元件 ( 例如， SGW 29， eNodeB 21) 不必再次分类， 因为它们已经知道分组所在 的承载， 因而知道应用什么样的 QoS。
图 3 示出了 LTE 电信系统中服务数据流 (SDF) 与承载之间的关系。服务数据流是 与特定 5 元组过滤器组匹配的 IP 分组集合。 换言之， SDF 是业务的一部分， 而承载是传送设 施。SDF 被放置在承载上 ( 或通过或经由承载传送 )。承载本身是具有唯一服务质量 (QoS) 类的虚拟连接。
在图 3 中， 具有第一 QoS 类 (QoS1) 的第一承载 301 被示为携带多个服务数据流 SDF11 到 SDF1N， 而具有第二 QoS 类 (QoS2) 的第二承载 303 被示为携带多个服务数据流 SDF21 到 SDF2N。在图 2 的网络中， UE 23 与 PDN 网关 31 之间的数据路径上的承载将具有三部分 ：
-UE 23a 与 eNodeB 21a 之间的无线承载，
-eNodeB 21a 与 SGW 29 之间的数据承载， S1u 承载， 以及
-SWG 29 与 PDN GW 31 之间的数据承载， S5 承载。
由于将分组分类并分配给特定 QoS 类， 相应地对分组进行标记。具体地， 通过隧道 端点标识符 (TEID) 来标识承载， 该标识符向网络中的所有后续节点告知分类结果 ( 如上所 述 )。TEID 用于标识分组仅通过 S1u 和 S5 接口行进到哪个承载上， 其中使用 GTP 协议携带 分组。通过空中接口使用不同字段 / 机制 ( 即， 无线相关标识符 )， 其中 GTP 不用于携带分 组。
针对上行链路分组， 移动节点执行分类和承载映射， 以及所有后续节点可以依赖 于该分类 ( 一个节点实际上对它进行验证 )， 以进行网络控制。
然而， 应该注意， 基于 PMIP 的解决方案不包括承载能力 ( 即， 不能建立承载 )， 而是 需要在 PDN GW 31 和服务网关 29 中执行分组分类。为了实现分组分类， 策略和收费规则功 能 (PCRF) 必须将分类规则下载到服务网关 29( 即， 除了图 2 中示出的 PDN GW 31 之外 )。 此外， 在服务网关改变之后 ( 例如由于切换 )， 也必须将策略规则下载到新的服务网关。这 具有以下缺点 ： 产生过度的策略相关信令， 并使策略系统知道移动性。
当前， 移动因特网协议 (MIP)( 也称为客户端移动因特网协议 (CMIP)) 是被认为针 对非 3GPP 接入的通用使用的唯一基于主机的移动性协议。类似于 PMIP， 它缺乏承载能力， 因而具有需要非 3GPP 接入的网关中的流分类的缺点。换言之， 控制节点必须为了流分类的 目的而查看 CMIP 隧道。然而， 如果 CMIP 隧道被加密， 则这是不可能的了。 发明内容
本发明的目的是提供针对电信网络的方法和移动因特网协议 ( 或客户端移动因 特网协议 )， 以及适于执行这种通信协议和方法的设备， 其不受上述一个或多个缺点困扰。
具体地， 本发明的目的是提供移动因特网协议 ( 或客户端移动因特网协议 )， 其中 基于主机的移动性管理包括承载支持。
根据本发明的第一方面， 提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络中的方 法， 适于使用移动因特网协议 (MIP) 处理业务。该方法包括以下步骤 ： 提供一个或多个承 载， 用于在移动性会话内传输数据分组， 所述一个或多个承载使得能够在移动性会话内创建子会话。
该方法可以包括将密钥值与每个承载相关联的步骤。
密钥值可以表示通过关联承载所传输的数据分组的服务质量 (QoS)。
该方法还可以包括 ： 将外部报头与每个承载相关联的步骤， 其中外部报头用于在 用户面上对数据分组进行路由。这具有甚至在下层数据分组加密时也能操作分组的优点。
可以使用移动因特网协议的绑定更新和 / 或绑定肯定应答消息来执行承载的建 立。可以通过电信网络中的移动节点或归属代理来建立承载。
多个承载中的第一和第二承载使得给定移动节点的业务的第一部分能够区别于 给定移动节点的业务的第二部分。
该方法还包括提供 IP 流过滤器组的步骤， 其中， 在该 IP 流过滤器组中的 IP 流过 滤器被配置为将数据分组与相应的承载相匹配。
可以提供缺省承载， 其中该缺省承载被配置为携带尚未被 IP 流过滤器中的任何 一个匹配的分组。
该方法还包括将描述符字段与每个承载相关联的步骤， 描述符字段描述了在网络 中的其它节点处要如何对待承载中的分组。 使用通用路由封装 (GRE) 可以将密钥值分配给每个分组。
根据本发明的另一个方面， 提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的移动 节点中的方法， 适于执行移动因特网协议。 所述方法包括以下步骤 ： 将绑定请求消息发送到 第二节点， 所述绑定请求消息包括与移动节点所请求的与一个或多个承载相关联的一个或 多个下行链路密钥值 ； 以及从所述第二节点接收绑定肯定应答消息， 所述绑定肯定应答消 息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值。
根据本发明的另一个方面， 提供了适于执行上述方法的移动节点。
根据本发明的另一个方面， 提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的归属 代理节点中的方法， 适于支持移动因特网协议。 所述方法包括以下步骤 ： 将承载建立消息发 送到第二节点， 所述承载建立消息包括与归属代理节点所请求的与一个或多个承载相关联 的一个或多个上行链路密钥值 ； 以及从所述第二节点接收承载建立肯定应答消息， 所述承 载建立肯定应答消息包括与一个或多个承载相关联的一个或多个下行链路密钥值。
根据本发明的另一个方面， 提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的归属 代理节点中的方法， 适于执行移动因特网协议。 其特征在于所述方法包括以下步骤 ： 从第二 节点接收绑定请求消息， 所述绑定请求消息包括与第二节点所请求的与一个或多个承载相 关联一个或多个下行链路密钥值 ； 以及将绑定肯定应答消息发送到第二节点， 所述绑定肯 定应答消息包括分别与一个或多个承载相关联的一个或多个上行链路密钥值。
根据本发明的另一个方面， 提供了一种适于执行上述两段的方法的归属代理节 点。
根据本发明的另一个方面， 提供了一种在基于主机的移动性管理电信网络的接入 路由器节点中的方法， 适于执行移动因特网协议， 其特征在于所述方法包括以下步骤 ： 针对 一个或多个承载配置服务质量功能 ； 以及将服务质量功能应用于经过接入路由器的分组。
根据本发明的另一个方面， 提供了适于执行上述方法的接入路由器。
附图说明 为了更好的理解本发明， 以及更清楚地示出如何实现该发明， 将参考仅作为示例 的以下附图， 其中 ：
图 1 示出了移动 IP 网络的基本概况 ；
图 2 示出了使用长期演进 (LTE) 标准的电信网络的概况 ；
图 3 示出了基于网络的移动性管理域中承载和服务数据流 (SDF) 之间的关系 ；
图 4 示出了根据本发明一个实施例的流程图 ；
图 5 示出了根据本发明的承载 ；
图 6 示出了在建立、 修改或删除承载期间移动节点所执行的步骤 ；
图 7 示出了在建立、 修改或删除承载期间归属代理所执行的步骤 ；
图 8 示出了移动节点或归属代理执行的步骤 ；
图 9 示出了中间节点执行的步骤 ；
图 1O 示出了根据本发明另一实施例的流程图 ； 以及
图 11 示出了根据本发明另一实施例的流程图。
具体实施方式 将针对移动因特网协议 (MIP) 域 ( 或被称为客户端移动因特网协议 (CMIP)) 来描 述以下实施例。
根据本发明， 扩展基于主机的移动性管理系统 ( 诸如 CMIP 系统 ) 来提供承载支 持。承载使得能够在给定移动性会话内提供子会话。每个承载被分配有一个密钥值， 密钥 值表示例如与一起传输的数据分组相关联的服务质量 (QoS)。 使用现有的移动 IP 标准的扩 展 ( 例如扩展到 MIPv6 标准 )， 在归属代理和移动节点之间端到端地建立承载。
这样， 本发明的承载使单个移动节点的一部分业务能够与同一移动节点的其它部 分业务分离。换言之， 承载能够例如基于服务质量 QoS 来实现移动节点的业务内的区分。
图 4 示出了有助于进一步说明本发明的消息流， 示出了各种阶段和步骤。401 至 409 中示出的阶段和步骤说明移动节点 (MN) 如何建立绑定， 以及如何设置与归属代理 (HA) 的隧道。注意， 各种阶段和步骤 401 至 409 是根据现有 CMIP 过程的标准阶段和步骤。
410 至 423 中示出的阶段和步骤描述如何根据本发明建立承载， 而 424 至 433 中示 出的阶段和步骤描述如何执行切换。
在承载建立期间 ( 步骤 410)， 密钥值是可协商的， 以及 IP 流过滤器描述在给定承 载上传输的分组。 实质上， 每个端点将它想要为该承载接收的密钥值通知给另一个端点。 例 如， 在步骤 411 中， MN 将绑定更新消息发送到 HA， 这通知 HA 要由 HA 在下行链路分组中使用 的下行链路密钥。 同样， 在步骤 413 中， HA 将绑定肯定应答消息发送到 MN， 这尤其通知 MN 要 由 MN 在上行链路分组中使用的上行链路密钥。每个密钥值例如与 QoS 描述符相对应。QoS 描述符仅在信令中使用 ( 表示为消息 411-413 以及 426-428 中的 “QoS” )。注意， 密钥值可 以是任何 QoS 描述符。 例如在 3GPP 上下文中， 密钥值可以是类别标识符 (QCI)、 分配和保持 策略 (ARP)、 最大比特速率 (MBR) 或保证比特速率 (GBR) 值。
在切换阶段 424 期间， 在步骤 426 中， MN 将绑定更新消息发送到包括承载的完整 列表的 HA。在图 4 的示例中， 注意， 为了参考方便， 仅一个承载被示为已建立， 这样， “完整
列表” 仅针对在消息 426 中重复的一项。然而将理解， 如果存在多个承载， 那么将会列出多 个 (5 元组、 下行链路密钥、 QoS) 值。此外注意， 在实践中， 如果在承载 ( 即子会话 ) 中存在 多个微流 ( 即 SDF)， 则 5 元组可以表示 5 元组列表。也将理解， 在不偏离本发明范围的情况 下可以使用除了 5 元组以外的机制。
当移动节点到达并在那里设置绑定时， 在绑定上行链路消息中包括承载的完整列 表使得新的接入能够设置 QoS。
根据第一设置， 接入路由器 (AR1) 可以监听或监控绑定更新和绑定肯定应答 (BU/ BA) 消息， 并获知建立了哪些承载， 并确定 QoS 和相关联的密钥。然后， AR1 可以将 QoS 提供 给在标记了这些 ( 上行链路或下行链路 ) 密钥的隧道中传输的所有分组。
根据第二设置， 在 MIP 信令的路径中提供代理 ( 即当 MN 不将它的绑定更新消息发 送到 HA， 而是发送到诸如 AR1 的代理时 )， 然后在这种设置中， AR1 被配置为通过检查它所代 理的消息来获知承载。
根据第三设置， 正如在本申请后面将解释的， 策略和收费服务器 ( 例如策略和收 费规则功能， PCRF) 适于利用 QoS 显式地配置 AR1。这包括在 AR1 和 PCRF 之间协商 QoS 规 定。 在用户面中使用隧道， 例如通用路由封装 (GRE) 隧道， 以将可以携带针对每个分 组的密钥值的分组通过隧道传送。该密钥值标识分组所属的承载。如果对分组有效载荷进 行加密， 则不应该对 GRE 隧道进行加密， 从而实际上可以通过中间节点 ( 在图 4 中的 AR1， 即 “中间盒 (middlebox)” ) 导出承载。
如上所述， 中间节点可以监听经过的 MIP 信令并获知承载。因而， 如果将 “代 理” ( 即 AR1) 插入信令的路径 ( 作为 CMIP 的扩展 )， 则此外， 中间节点可以管理 (police) 和改变承载请求。当建立承载时， MN 有效地向网络请求资源。它有效地请求 “我想要这些 微流针对该带宽具有这些 ( 好的 )QoS 属性” 。这可以有效地产生预留带宽， 并向这些分组 提供低延迟。 对这些请求的管理是网络行为， 即检查该用户是否对这些请求和资源有权限。 收费包括对用户拥有资源的时间和 / 或在该承载中发送的业务量的多少进行计数的计数 器的设置， 所以收费系统之后可以将这些计数转换为货币值。
图 5 示出了根据本发明实施例的要格式化以在承载上传输的分组的构造。
通过以下特征定义格式化用于在承载上传输的分组 ：
●外 IP 报头 42 ；
● GRE 报头 44， 包括密钥值 ；
以及
●内 IP 分组， 包括组合的报头 46 和有效载荷 48。
如上所述， 包含在 GRE 报头 44 中的密钥值指示分配给该特定承载上的该特定分组 有效载荷的服务质量类。外 IP 报头 42 在用户面中用于路由分组。根据以上将理解， 即使 对内 IP 分组 ( 即， 包括报头 46 和有效载荷 48) 加密， 节点仍能够监听或监控包括密钥值的 外 IP 报头 42 和 GRE 报头 44。这样， 节点能够在不必对分组进行解密的情况下将 QoS 应用 于分组。
在承载建立期间， 在 MN 和 HA 之间交换 QoS 描述符。作为该过程的一部分， 接入路 由器也获知 QoS 描述符 ( 例如根据以上描述的三个单独设置中的一个 )。 之后， 描述符不再
进行沟通， 而是存储在这三个节点中。然而注意， 当重新发送所有 QoS 描述符时， 在切换期 间发生例外。
将会理解， 单独的分组不携带描述符。相反， 密钥值与分组相关联， 用作针对先前 交换的 QoS 描述符的引用。
IP 流过滤器组匹配要分配给特定承载的分组。流过滤器是 5 元组值的列表， 各包 括： IP 源地址、 IP 目的地址、 源端口、 目的端口、 协议 ( 例如， TCP 或 UDP)。这些在承载建立 期间使用绑定更新信令安装在 MN 与 HA 之间。中间节点不必需要 IP 流过滤器。此外， 用户 面分组不包含 IP 流过滤器。当 HA 或 MN 将分组发送到 HA 和 MN 中的另一个时， 针对流过滤 器检查分组， 以找到分组应该被放置在其中的承载。然后， 将承载的密钥置于 ( 如果由 MN 发送， 则为上行链路， 如果由 HA 发送， 则为下行链路的 )GRE 报头中。
描述符字段描述了应在网络中的其它节点处如何处理特定承载中的分组。例如， 针对 3GPP 系统， 这可以包括与 QoS 类标识符 (QCI)、 分配和保持策略 (ARP)、 最大比特速率 (MBR) 或保证比特速率 (GBR) 相关的一个或多个值。
QCI 是用作对接入节点特定参数的引用的标量， 该接入节点特定参数控制承载级 分组转发处理 ( 例如， 调度权重、 许可阈值、 队列管理阈值、 链路层协议配置等 )， 并且通过 拥有该接入点 ( 例如， eNodeB21) 的运营商预先配置。
GBR 表示期望由 GBR 承载提供的比特速率。MBR 限制期望由 GBR 承载提供的比特 速率 ( 例如， 速率成形函数可以忽略过多的业务 )。
APR 可以包含与优先级级别 ( 标量 )、 以及先占能力和易损性标记有关的信息。 ARP 的主要目的是决定是接受承载建立 / 修改请求， 还是需要在资源受限的情况下拒绝承载建 立 / 修改请求。 ARP 的优先级级别信息用于该决定， 以确保具有较高优先级级别的承载的请 求优先。此外， ARP 可以 ( 例如， 由 eNodeB) 用于决定在例外资源受限期间 ( 例如， 切换期 间 ) 丢弃的承载。ARP 的先占能力信息决定应当丢弃具有较低 ARP 优先级级别的承载， 以 释放所需资源。ARP 的先占脆弱性信息通过具有较高 ARP 优先级值的能够占先的承载定义 了承载是否可应用于这种丢弃。一旦进行了成功的建立， 承载的 ARP 不应对承载级分组转 发处理具有任何影响 ( 如调度和速率控制 )。换言之， 优选使用描述符字段的其它值 ( 即， QCI、 GBR 和 MBR) 来确定分组转发处理。
承载存在于 CMIP 绑定内， 即， 在一个归属地址 (HoA) 和一个转交地址 (CoA) 的绑 定内。在 HA 中， 每个 HoA 具有登记的 CoA， 这是绑定。每个绑定对应于一个 MN。每个 MN 可 以具有零个、 一个或多个承载。
根据一个实施例， 承载之一可以被表示为缺省承载。缺省承载的提供使得能够传 输尚未由任何 IP 流过滤器匹配的所有分组。移动节点或归属地址可以指定甚至针对这种 分组的分组处理， 在该情况下， MN 应当针对地址指定具有零前缀长度的 IP 流过滤器， 以及 针对全部其它字段指定通配符。
图 6 是公开了在通过承载的移动节点 MN 建立期间执行的步骤的简化流图。这些 步骤对应于图 4 的步骤 411 至 413， 并将在以下进行更加详细的描述。注意， 还可以使用类 似的消息流以修改或删除承载。
如果 MN 想要建立新的承载， 修改现有的承载或删除承载， 则它在步骤 501 中向 HA 发送新绑定更新。在一个实施例中， MN 列出所请求的承载， 它们的参数在绑定更新消息 501中。 绑定更新消息中的参数指定流过滤器 (5 元组 )、 所期望的下行链路密钥和流的 QoS。 绑 定更新消息还可以包含其它信息， 如归属地址或转交地址。HA 通过在步骤 503 中发送绑定 肯定应答消息， 以所请求的上行链路密钥进行响应， 并重复 5 元组， 从而 MN 知道响应对应于 哪个承载。
HA 可以控制承载参数， 并在绑定肯定应答消息 503 中返回接受的承载列表。HA 可 以决定所请求的 QoS 级别过高 ( 例如， 低质量订制 )， 并将该 QoS 降级。这可以表示为步骤 503 的绑定肯定应答中的 “接受 QoS” 消息。针对拒绝或修改的承载， 绑定肯定应答消息还 可以包含错误代码组， 作为改变或省略的解释。
将会理解， 如上所述的通过 MN 建立承载还可以应用于通过 HA 建立承载。
因而， 如果 HA 想要建立承载， 它可以通过向 MN 发送具有更新的承载列表的适合定 义的新移动性消息来这样做。
图 7 示出了 HA 建立这种承载的流程图。这是本发明所引入的新类型的消息 ( 承 载建立 )， 因为在 MIP 中， 仅 MN 可以开始消息收发。然而将会理解， 这只是如何建立承载的 一个示例。可选地， 可以再用任何其它消息类型。在步骤 435 中， HA 向 MN 发送指定了流过 滤器 (5 元组 )、 所期望的上行链路密钥和流的 QoS 的该 “承载建立消息” 。MN 在步骤 437 中 以所请求的下行链路密钥进行响应， 并重复 5 元组， 从而 HA 知道响应对应于哪个承载。 因而， 针对 MN 和 HA 均可以发起承载的建立。当特定网络节点想要在 MN 不知道 的情况下向业务的特定部分提供 QoS 时， 由 HA 发起承载的建立是有用的。例如， 如果用户 正在观看在线视频， 向用户发送数据的 web 服务器可以请求 HA 向用户提供带宽预留， 因而 视频从不重新缓冲。这可以通过 web 服务器向 HA 发送具有所请求的 QoS 和携带视频的流 的 5 元组的消息来实现。然后， HA 可以设置 QoS， 使得用户的用户终端实际不必做任何事情 ( 除了对消息进行肯定应答之外， 这通常是通过内核而非通过浏览器来实现， 使得应用开发 者不知道这一点 )。对于 HA 建立的承载来说， 可以与 MN 建立的承载共存。
如上关于图 4 的描述， 在当 MN 从一个基站移动到另一个基站时的切换过程期间， 从 MN 发送到 HA 的绑定更新消息应包含全部承载。
没有新定义的扩展 ( 即不具有携带承载的参数描述的 MIP 消息中的信息元素， 如 要在上行链路 / 下行链路分组中使用的密钥值、 承载的 QoS 描述符、 以及要在承载上发送的 SDF 的 IP 过滤器 ) 的绑定更新消息移除除缺省承载之外的全部承载。这是由于， CMIP 中的 传统绑定更新消息的语义 ( 即在没有由本发明提供的任何承载的情况下 ) 使得能够建立尽 力而为 (best-effort) 隧道。因而， 甚至利用这些扩展， 本发明保持这些语义。这实现了与 现有系统的后向兼容。
图 8 描述了用户面上的行为。在步骤 801， 在承载建立期间， 针对每个承载指定密 钥值。接下来， 在步骤 803， 在分组传输期间， 将指定的密钥值附着于要在特定承载中传输 的每个数据分组。如上所述， 步骤 805 将密钥值附着于每个数据分组的一个技术是使用通 用路由封装 (GRE)。使用封装到达节点的分组 ( 无密钥值 ) 应被视为到达缺省承载。这实 现了良好的后向兼容， 因为利用 IP 中 IP(IP-in-IP) 封装发送的分组将在缺省承载上传送。 这也实现了针对缺省分组的降低的开销。
图 9 描述了在中间盒 ( 即， 中间或透明节点 AR) 处执行的基本步骤。在步骤 901， 诸如非 3GPP 接入网的网关 (GW) 之类的中间盒可以监听或监控绑定更新 / 绑定接受消息。
在步骤 903， 基于这种监听， 网关可以导出建立了什么样的承载。如果需要具有多种类型的 QoS， 可以建立多个承载。例如， 在视频 / 电话呼叫的情况下， 可以针对语音打开一个承载， 针对视频打开另一个承载。二者都需要特定 QoS， 但是并不相同 ( 例如， 语音可以丢失一些 分组， 而视频不行 )。
接下来在步骤 905， 在承载上接收到的信息使得能够在接入网中配置服务质量。 这 可以在中间盒中执行， 或者依据特定应用在其它节点中执行。例如， 在监听 MIP 代理 ( 如图 4 所示的 AR1) 的情况下， 中间盒通过其自身配置 QoS。在策略和收费服务器 (PCRF) 显式地 利用 QoS 配置 AR 的情况下， 通过 PCRF 来这样做。如果在步骤 907 确定这种 QoS 配置失败， 则在步骤 909， 中间盒以 ICMP 消息或移动性消息对承载建立的发起者做出响应， 以通知它 QoS 失败。如果在步骤 907 确定可以进行这种 QoS 配置， 则在步骤 911， 中间盒将 QoS 视为 被接受， 接下来将该 QoS 应用于在标记了这些 ( 上行链路或下行链路 ) 密钥的隧道中传送 的所有分组。
以上假设中间盒使用安全信道与移动节点通信， 并且不对绑定更新消息进行加 密。 在本申请先前描述的第一和第二设置中， 如果对绑定更新进行加密， 则中间盒 ( 即， 图4 中的 AR1) 无法获知承载的参数 ( 因为它无法对绑定上行链路进行解密 )。这样， 它将无法 配置 QoS， 因而具有承载的概念将不会起作用。 在以上描述的实施例中， 将会注意到， 所使用的接入路由器 (AR) 提供针对 MIPv6 的代理机制。 AR 可以以与 MIPv4 外地代理的操作方式相类似的方式向主机广告这种代理能 力。然后， 移动节点可以向位于接入路由器中的这些 MIP 代理发送绑定更新消息， MIP 代理 继而向归属代理发送绑定更新消息。
在呈现这种代理机制的过程中， 代理可以可靠地读取、 修改和响应承载修改请求， CMIP++ 移动节点代理机制是一种这样的机制。
图 10 和 11 描述了本申请中先前提及的第三设置的信令流， 其中假设 ( 例如 ) 由 3GPP 定义策略和收费控制基础结构。现在这通过单个节点 PCRF 表示。
如果在阶段 438， MN 想要建立新的承载， 则向 HA 发送绑定更新消息， 其方式与以上 实施例的步骤 439 中的方式相同。 然而， 一旦接收到绑定更新消息， HA 通过在步骤 440 中发 送策略请求来通知 PCRF。PCRF 然后在步骤 441 做出策略决定。PCRF 确定是否接受策略请 求， 并在需要时修改 QoS 描述符。然后， 在步骤 442 到 444， PCRF 在中间盒 (AR2) 中显式地 设置 QoS。然后， 在步骤 452， 中间盒 (AR2) 可以容易地应用 QoS。如在第一和第二设置中， 在该设置中， 中间盒不需要监听绑定上行链路消息， MIP 代理也不需要这样做。
图 11 示出了根据 3GPP PCC 结构中定义的应用功能， 当在阶段 445 由网络例如从 图 11 的应用功能节点 AF 建立承载时， 针对 QoS 建立所执行的步骤的流程图。在步骤 456， 从 AF 向 PCRF 发送设置 QoS 消息。然后， PCRF 做出策略决定， 并导出 QoS 参数。然后， 在步 骤 458， PCRF 向 HA 发送在如在步骤 459 到 461 中所示与 MN 建立承载时 HA 可以使用的 QoS 规则。一旦在步骤 462 接收了 QoS 规则肯定应答， 则 PCRF 可以在步骤 463 到 465 配置 AR2 的 QoS。之后， 接入路由器 AR2 可以在步骤 471 中容易地应用 QoS， 而不必监听绑定更新消 息。
本发明允许 QoS 信息传递到与移动性信令耦合的接入网。这减小了对策略基础结 构获知移动性以及具有到接入网的信令的需求。本发明具有将 GTP 的特性与客户端 MIP 所
提供的基于主机的移动性管理相结合的优点。
注意到， 移动性会话表示移动节点和归属代理中为了移动性管理而使用 CMIP 所 建立的状态。使用初始绑定更新消息来建立移动性会话， 并通过从归属代理中删除移动节 点的缓存条目的绑定更新来终止该移动性会话。在移动性会话期间， 归属代理 ( 经由后续 的绑定更新信息 ) 跟踪移动节点的移动， 并向移动节点的当前位置 ( 由转交地址标识 ) 转 发寻址到移动节点的全部业务。
将会理解， 上述实施例中的子会话的目的是允许不同的 QoS 处理。然而应当注意， 本发明并不限于该应用， 子会话还可以用于其它应用， 例如在移动会话内向子会话提供不 同的安全处理。
注意， 对 “适于执行” 或 “适于支持” 的引用意在表达一种包括适于执行所需功能 或支持被执行的功能的操作的技术手段的设备。
应注意， 上述实施例示出而非限定了本发明， 本领域技术人员将能够在不偏离所 附权利要求的范围的情况下设计许多备选实施例。词 “包括” 并不排除不同于权利要求中 列出的要素或步骤的存在， “一” 或 “一个” 并不排除多个， 并且单个处理器或其它单元可以 实现在权利要求中描述的多个单元的功能。 权利要求中的任何参考符号不应被解释为对权 利要求的范围作出限定。