一種路徑建立的方法、控制器及移動(dòng)性管理實(shí)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)核心網(wǎng)分流的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種一種路徑建立的方法、控制器及移動(dòng)性管理實(shí)體(MME)。
【背景技術(shù)】
[0002]OpenFlow協(xié)議采用轉(zhuǎn)發(fā)/控制分離架構(gòu)，外置控制面實(shí)體采用OpenFlow協(xié)議控制轉(zhuǎn)發(fā)面設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種轉(zhuǎn)發(fā)邏輯，而轉(zhuǎn)發(fā)面設(shè)備主要功能就是根據(jù)OpenFlow控制器下發(fā)的流表執(zhí)行受控轉(zhuǎn)發(fā)，其行為是標(biāo)準(zhǔn)化的:收到一條報(bào)文，取出其頭部L2/L3/L4相關(guān)字段值，以其作為關(guān)鍵字查找流表，匹配到一個(gè)表項(xiàng)后，根據(jù)表項(xiàng)內(nèi)容中的指令集對(duì)報(bào)文字段進(jìn)行處理，完畢后根據(jù)指示轉(zhuǎn)發(fā)到某一邏輯或物理端口。
[0003]EPC (Evolved Packet Core,演進(jìn)的分組核心網(wǎng))是3GPP R8階段引入的新型分組核心網(wǎng)，其將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步扁平化，轉(zhuǎn)發(fā)面設(shè)備分為SGW (Serving Gateway，服務(wù)網(wǎng)關(guān))和PGW(PDN Gateway，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān))，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，引入OpenFlow機(jī)制后對(duì)既有EPC的用戶面網(wǎng)元功能和控制方式有一定的影響，如圖1所示。
[0004]圖1中的UGW (Unified Gateway，通用網(wǎng)關(guān))僅具有用戶面功能，所有控制面管理功能都由控制器Controller完成,包括用戶面隧道的建立、修改、QoS保證等等。通過(guò)Controller的邏輯控制，UGW按功能實(shí)現(xiàn)可分為SGW和P_GW，SGW和PGW本質(zhì)上是具有相同功能的統(tǒng)一網(wǎng)關(guān)UGW。這對(duì)EPC核心網(wǎng)來(lái)說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)更加靈活的組網(wǎng)，并且Controller可以通過(guò)API (Applicat1n Program Interface,應(yīng)用程序接口)靈活的引入應(yīng)用功能以增強(qiáng)核心網(wǎng)的能力。
[0005]為了支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂絻?yōu)化和業(yè)務(wù)連續(xù)性，EPC網(wǎng)絡(luò)采用如圖2所描述的方式:用戶在old UGff (P-GW)上建立了訪問(wèn)Serverl的優(yōu)化路徑，old UGff (P-GW)是靠近用戶側(cè)的錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)。當(dāng)用戶發(fā)生了移動(dòng)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)有更適合的錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)可以為用戶提供服務(wù),那么就在new UGff (P-GW)上建立相同APN (Access Point Name，接入點(diǎn)名稱)的PDN(Packet Data Network,分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))連接,為用戶后續(xù)發(fā)起相同APN的新業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)鏈路，并建立old UGff和new UGff之間的轉(zhuǎn)發(fā)通道用來(lái)支持IP地址不變的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，保證連續(xù)性。用戶在新的UGW服務(wù)范圍內(nèi)，可以繼續(xù)使用old UGff (P-GW)分配的IPl繼續(xù)原有業(yè)務(wù)，可以使用new UGff (P-Gff)分配的IP2進(jìn)行啟動(dòng)相同訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的新業(yè)務(wù)。
[0006]在EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，為了實(shí)現(xiàn)圖2所述的過(guò)程需要執(zhí)行圖3所示步驟，圖3以用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求過(guò)程中建立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通道及建立相同APN的新TON連接為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0007]圖3中的new S/P-GW以及old S/P-GW是位于UGW上的不同邏輯功能單元，對(duì)于一個(gè)UGW來(lái)說(shuō)可以既作為S-GW又作為P-GW，取決于控制器指定的角色。
[0008]步驟S301，用戶有上行數(shù)據(jù)或者信令發(fā)送會(huì)觸發(fā)UE發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求過(guò)程，UE向MME發(fā)送業(yè)務(wù)請(qǐng)求消息。基站在轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)請(qǐng)求消息時(shí)，將標(biāo)識(shí)用戶位置的基站ID和/或基站配置的TAI信息發(fā)送給MME。
[0009]步驟S302，MME根據(jù)上下文中保存的會(huì)話信息建立相應(yīng)的無(wú)線承載。MME在無(wú)線承載建立請(qǐng)求消息中將old SGff的地址和TEID發(fā)送給基站?；驹跓o(wú)線承載建立響應(yīng)消息中將eNB的用戶面地址和TEID發(fā)送給MME。
[0010]步驟S303?步驟S307是調(diào)用MME發(fā)起的SGW重定位過(guò)程，目的是建立數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)通道。
[0011]步驟S303，MME根據(jù)步驟S301所述的標(biāo)識(shí)用戶位置的信息確定是否要選擇新的服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW。如果是，那么就向新的SGW發(fā)送創(chuàng)建會(huì)話請(qǐng)求消息，消息中攜帶eNB的地址和TEID，建立用戶的下行數(shù)據(jù)面通道。消息中同時(shí)攜帶錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)的控制面地址、用戶面地址和TEID信息。
[0012]步驟S304，新選擇的SGW向錨點(diǎn)ο I d P-Gff網(wǎng)關(guān)發(fā)送修改承載請(qǐng)求消息，消息中攜帶new SGW分配的用戶面地址和TEID信息。
[0013]步驟S305，P-Gff回復(fù)修改承載響應(yīng)消息。
[0014]步驟S306,new SGW回復(fù)創(chuàng)建會(huì)話響應(yīng)消息,消息中攜帶new SGW分配的新的上行用戶面地址和TEID。
[0015]步驟S307，MME通過(guò)SGW重定位通知消息將new SGff的用戶面地址和TEID信息通知基站，基站回復(fù)SGW重定位確認(rèn)消息。
[0016]步驟S308，如果用戶的APN簽約是允許分流的，那么根據(jù)步驟S301獲取的用戶位置信息，MME還可以確定錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)是否合適。如果有更合適的錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)提供APN的接入，那么啟動(dòng)步驟S308?步驟S316的建立相同APN的PDN連接過(guò)程，目的是為用戶分配新的IP地址，使得用戶可以使用新的IP地址繼續(xù)訪問(wèn)APN對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)。
[0017]步驟S309,MME通過(guò)NAS (Non Access Stratum,非接入層)消息觸發(fā)UE發(fā)起可用于分流的APN的新的PDN連接建立，也即相同APN的PDN連接建立。
[0018]步驟S310，UE發(fā)起指定APN的PDN連接建立請(qǐng)求消息。
[0019]步驟S311，MME發(fā)起指定APN的新的PDN連接建立過(guò)程，將隧道建立到new S-Gff和new P-GW上。MME向new SGW發(fā)送創(chuàng)建會(huì)話請(qǐng)求消息，消息中攜帶new P-GW的控制面、用戶面地址和TEID。new S-GW向new P-GW發(fā)送創(chuàng)建會(huì)話請(qǐng)求消息，消息中攜帶new S-Gff的用戶面地址和TEID信息用于下行數(shù)據(jù)傳輸，new P-Gff回復(fù)創(chuàng)建會(huì)話響應(yīng)消息，消息中攜帶new P-GW分配的用戶面地址和TEID用于上行數(shù)據(jù)傳輸。在本流程中可以認(rèn)為new S-Gff和new P-Gff之間是內(nèi)部操作。
[0020]步驟S312,new P_GW回復(fù)創(chuàng)建會(huì)話響應(yīng)消息,消息中攜帶new P_GW分配的用戶面地址和TEID用于上行數(shù)據(jù)傳輸。new S-GW向MME回復(fù)創(chuàng)建會(huì)話響應(yīng)，消息中攜帶new S-Gff分配的用于上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟-GW用戶面地址和TEID信息。在本流程中可以認(rèn)為new S-Gff和new P-Gff之間是內(nèi)部操作。
[0021]步驟S313，MME通過(guò)無(wú)線承載建立過(guò)程建立新PDN連接對(duì)應(yīng)的無(wú)線承載。MME在無(wú)線承載建立請(qǐng)求消息中攜帶new S-Gff分配的上行用戶面地址和TEID。
[0022]步驟S314，MME向UE回復(fù)TON連接建立接受消息，消息中攜帶為用戶新分配的IP地址或者IP前綴信息。
[0023]上述流程中，轉(zhuǎn)發(fā)隧道的建立和新PDN連接的建立依據(jù)既有的EPS網(wǎng)絡(luò)機(jī)制分為兩個(gè)部分完成。在基于SDN的EPC網(wǎng)絡(luò)中，由于控制器對(duì)通用網(wǎng)關(guān)UGW的操作不再依賴于傳統(tǒng)的GTP (GPRS Tunnel Protocol，GPRS隧道協(xié)議)協(xié)議操作過(guò)程，可以在一個(gè)過(guò)程中下發(fā)多個(gè)流表，因此存在流程上進(jìn)一步的優(yōu)化空間。針對(duì)上述問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0024]本發(fā)明提供了一種路徑建立方法、控制器及MME，以至少解決基于SDN的EPC網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)通道的建立和新TON連接的建立分為兩個(gè)部分完成的流程優(yōu)化問(wèn)題。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種路徑建立的方法，所述方法包括:
[0026]控制器接收移動(dòng)性管理實(shí)體MME發(fā)送的用戶位置信息；
[0027]所述控制器確定新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)并向新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)和舊錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)發(fā)送下發(fā)流表，所述流表用于建立新的路由通道和新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)和舊錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)間的轉(zhuǎn)發(fā)通道；
[0028]所述控制器通過(guò)控制消息，通知MME觸發(fā)接入點(diǎn)APN的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)PDN連接建立過(guò)程，并指示MME響應(yīng)用戶設(shè)備UE發(fā)起的APN的PDN連接建立請(qǐng)求。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種路徑建立的方法，包括:
[0030]MME向控制器發(fā)送用戶位置信息；
[0031]所述MME接收控制器發(fā)送的通知消息；
[0032]所述MME根據(jù)所述通知消息觸發(fā)APN的PDN連接建立過(guò)程，并響應(yīng)用戶設(shè)備UE發(fā)起的APN的PDN連接建立請(qǐng)求，在響應(yīng)消息中將用戶設(shè)備在新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)的IP地址或者IP地址前綴發(fā)送給UE。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種控制器，包括:
[0034]接收模塊，用于接收移動(dòng)性管理實(shí)體MME發(fā)送的用戶位置信息；
[0035]發(fā)送模塊，用于確定新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)并向新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)和舊錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)發(fā)送下發(fā)流表，所述流表用于建立新的路由通道和新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)和舊錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)間的轉(zhuǎn)發(fā)通道；優(yōu)選的，發(fā)送模塊包括第一下發(fā)單元和第二下發(fā)單元；第一下發(fā)單元，用于向新錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)下發(fā)第一流表，其中所述第一流表用于建立承載上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屡f錨點(diǎn)網(wǎng)關(guān)之間的轉(zhuǎn)發(fā)通道，并為新錨點(diǎn)分配用戶面地址和隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)TEID信息，建