專利名稱：一種媒體流穿越網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，尤其涉及一種媒體流穿越網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
IMS是第三代移動(dòng)通信伙伴組織提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)。IMS使用SIP呼叫控制機(jī)制來(lái)創(chuàng)建、管理和終結(jié)各種類型的多媒體業(yè)務(wù)。這種多媒體通信不僅僅是簡(jiǎn)單的視音頻通信，還包括即時(shí)消息、同址瀏覽、協(xié)同工作、流媒體等等業(yè)務(wù)，特別是新通信方式和傳統(tǒng)語(yǔ)音融合的業(yè)務(wù)，可以說(shuō)IMS提供了業(yè)務(wù)融合的基礎(chǔ)。
IMS的一個(gè)重要特點(diǎn)是對(duì)各種接入技術(shù)的廣泛適應(yīng)性。目前3GPP提出的IMS能夠支持2G和3G的移動(dòng)接入方式，由于IMS與接入技術(shù)的無(wú)關(guān)性，3GPP和ITU-T等標(biāo)準(zhǔn)化組織都在研究擴(kuò)展IMS的能力，以適應(yīng)固定終端在呼叫流程和鑒權(quán)能力方面相對(duì)移動(dòng)終端的不同，增強(qiáng)在接入安全和QoS方面的能力，支持包括固網(wǎng)在內(nèi)的多種接入技術(shù)，構(gòu)造固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)融合的公共核心網(wǎng)。
由于當(dāng)前公網(wǎng)地址的匱乏性，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)使用的大量用戶是使用私網(wǎng)地址的，為了擴(kuò)大IMS網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍，需要解決網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT問(wèn)題。目前廣泛使用的NAT轉(zhuǎn)換技術(shù)包括以下幾種1、NAT/ALG方式普通NAT設(shè)備只處理IP頭以及TCP/UDP頭，不處理攜帶的數(shù)據(jù)，NAT/ALG方式需要對(duì)消息凈荷中的IP地址信息進(jìn)行處理，如圖1示。NAT/ALG方式一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是不能識(shí)別加密后的報(bào)文內(nèi)容，所以必須保證報(bào)文采用明文傳送，這使得報(bào)文在公網(wǎng)中傳送時(shí)有很大的安全隱患。
2、MIDCOM方式如圖2所示，與NAT/ALG不同的是，MIDCOM的框架結(jié)構(gòu)是采用可信的第三方(MIDCOM Agent)對(duì)Middlebox(NAT/FW)進(jìn)行控制的機(jī)制，應(yīng)用業(yè)務(wù)識(shí)別的智能也由Middlebox轉(zhuǎn)移到外部的MIDCOM Agent上，因此應(yīng)用協(xié)議對(duì)Middlebox是透明的。
3、STUN方式私網(wǎng)接入用戶通過(guò)某種機(jī)制預(yù)先得到其地址對(duì)應(yīng)在出口NAT上的對(duì)外地址，然后在報(bào)文負(fù)載中所描述的地址信息就直接填寫出口NAT上的對(duì)外地址，而不是私網(wǎng)內(nèi)用戶的私有IP地址，這樣報(bào)文負(fù)載中的內(nèi)容在經(jīng)過(guò)NAT時(shí)就無(wú)需被修改了，只需按普通NAT流程轉(zhuǎn)換報(bào)文頭的IP地址即可，負(fù)載中的IP地址信息和報(bào)文頭地址信息又是一致的。
現(xiàn)網(wǎng)中存在大量私網(wǎng)用戶需要使用IMS系統(tǒng)提供的服務(wù)，目前的方案包括信令網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT穿越和媒體NAT穿越兩部分，基本組網(wǎng)如圖3所示。
對(duì)于信令穿越NAT，邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF(或稱Policy Enforcement Function，即策略執(zhí)行功能PEF)簡(jiǎn)單充當(dāng)NAT設(shè)備，當(dāng)私網(wǎng)用戶注冊(cè)時(shí)，BGF固化分配給該用戶的信令通道，用于后續(xù)終端用戶與IMS系統(tǒng)的信令交互，主要處理流程如圖4所示步驟400私網(wǎng)用戶UE1發(fā)起注冊(cè)REGISTER消息，該消息通過(guò)私網(wǎng)到達(dá)BGF。
步驟401BGF收到REGISTER消息，通過(guò)目的地址判斷該消息需要發(fā)送給公網(wǎng)上的P-CSCF，建立臨時(shí)映射通道(分配網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口)，將消息前傳給P-CSCF。
步驟402P-CSCF判斷請(qǐng)求注冊(cè)用戶為私網(wǎng)用戶，則通過(guò)P-CSCF和BGF之間的接口，將BGF臨時(shí)分配給該用戶的信令通道(網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口)下發(fā)給BGF，要求BGF固化該用戶的信令通道，用于后續(xù)該私網(wǎng)用戶與P-CSCF的信令交互。
步驟403BGF完成信令通道固化處理后，將處理結(jié)果通過(guò)P-CSCF和BGF之間的接口(同上)發(fā)送給P-CSCF。
步驟404P-CSCF收到BGF響應(yīng)后，完成后續(xù)的注冊(cè)請(qǐng)求處理，將REGISTER消息前傳；此時(shí)已經(jīng)完成信令NAT的穿越。
而對(duì)于媒體穿越NAT，需要P-CSCF將會(huì)話信令中攜帶媒體流信息下發(fā)給BGF，用于建立會(huì)話時(shí)的媒體映射通道，以IMS系統(tǒng)中的INVITE消息為例，具體流程如5圖所示步驟500私網(wǎng)用戶UE1發(fā)起會(huì)話建立請(qǐng)求INVITE，該消息通過(guò)私網(wǎng)到達(dá)BGF。
步驟501BGF通過(guò)該用戶注冊(cè)時(shí)固化的信令通道將INVITE消息前傳給P-CSCF。
步驟502、P-CSCF收到INVITE消息后，將UE1用戶會(huì)話時(shí)使用的媒體流地址和端口信息下發(fā)給BGF，要求BGF建立用戶會(huì)話時(shí)的媒體通道(BGF分配的接入側(cè)地址、端口和網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口)。
步驟503BGF收到媒體映射建立請(qǐng)求后，根據(jù)UE1的媒體流地址和端口信息分配媒體映射通道(每個(gè)媒體流對(duì)應(yīng)BGF的接入側(cè)地址、端口和網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址、端口)，完成后將處理響應(yīng)帶給P-CSCF。
步驟504P-CSCF收到媒體映射建立成功響應(yīng)后，用BGF分配的網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口替換INVITE請(qǐng)求中SDP消息體的媒體流地址和端口信息，然后將INVITE消息前傳。此時(shí)完成主叫側(cè)用戶媒體映射的初始創(chuàng)建。
上述方案在某些場(chǎng)景時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，以下以虛擬局域網(wǎng)VLAN用戶的基本場(chǎng)景為例，如圖6所示用戶UE1和UE2屬于不同VLAN用戶，兩用戶存在地址重疊的情況，不同的VLAN1和VLAN2通過(guò)BGF的不同物理接口接入公網(wǎng)。不同的VLAN用戶，對(duì)于信令NAT穿越不存在問(wèn)題，這是因?yàn)椴煌琕LAN用戶通過(guò)BGF接入的網(wǎng)口不同，BGF可以分配不同的網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址或端口，在信令通道固化時(shí)，BGF可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口將其固化，用于該用戶與網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)信令交互。
而對(duì)于媒體NAT穿越，因?yàn)椴煌脩舻牡刂反嬖谥丿B，依據(jù)前述方案，P-CSCF下發(fā)給BGF的不同VLAN用戶的媒體映射數(shù)據(jù)會(huì)相同，則分配媒體映射時(shí)，BGF將不知道分配哪個(gè)VLAN的媒體映射對(duì)。如果BGF按沒(méi)有VLAN來(lái)確定媒體映射對(duì)，盡管兩個(gè)VLAN用戶媒體通道可以用不同的地址組標(biāo)識(shí)區(qū)分開(kāi)，但是在會(huì)話時(shí)，到達(dá)BGF的上行媒體流(從UE側(cè)發(fā)往網(wǎng)絡(luò)側(cè))卻不能確定使用哪條通道將媒體流轉(zhuǎn)發(fā)出去。對(duì)于其他網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)不同用戶的地址重疊時(shí)也存在同樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種媒體流穿越網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中建立的媒體映射關(guān)系在不同用戶地址重疊時(shí)存在不能正確轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的問(wèn)題。
本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種建立用于轉(zhuǎn)換媒體流的媒體映射關(guān)系的方法，包括如下步驟第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體獲取需要傳送的媒體流的地址信息，并將能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)和所述地址信息發(fā)送到邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實(shí)體；所述BGF實(shí)體根據(jù)所述地址信息建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系，并在該映射關(guān)系中綁定所述標(biāo)識(shí)。
其中，第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)一步獲取需要傳送的媒體流的服務(wù)質(zhì)量QoS信息，并將所述標(biāo)識(shí)、地址信息和QoS信息發(fā)送到負(fù)責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體生成相應(yīng)的QoS策略，并將所述標(biāo)識(shí)、地址信息和QoS策略發(fā)送到所述BGF實(shí)體，BGF實(shí)體將QoS策略與建立的媒體映射關(guān)系關(guān)聯(lián)。
所述第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實(shí)體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實(shí)體；P-CSCF實(shí)體與SPDF/PDF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Gq’接口，SPDF/PDF實(shí)體與BGF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Ia接口。
一種建立用于轉(zhuǎn)換媒體流的媒體映射關(guān)系的方法，包括如下步驟第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體獲取需要傳送的媒體流的相關(guān)信息并發(fā)送到負(fù)責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，所述相關(guān)信息包括地址信息和服務(wù)質(zhì)量QoS信息；第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)QoS信息生成相應(yīng)的QoS策略，并將該QoS策略和所述地址信息發(fā)送到BGF實(shí)體；BGF實(shí)體根據(jù)所述地址信息建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系，并將所述QoS策略與該媒體映射關(guān)系關(guān)聯(lián)。
其中所述相關(guān)信息進(jìn)一步包括能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體將該標(biāo)識(shí)發(fā)送到BGF實(shí)體，BGF實(shí)體將該標(biāo)識(shí)與建立的媒體映射關(guān)系綁定。
通過(guò)擴(kuò)展第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體與第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的現(xiàn)有接口傳送所述媒體流的相關(guān)信息；通過(guò)擴(kuò)展第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體與BGF實(shí)體之間的現(xiàn)有接口傳送所述地址信息、QoS策略和所述標(biāo)識(shí)。
第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實(shí)體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實(shí)體；P-CSCF實(shí)體與SPDF/PDF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Gq’接口，SPDF/PDF實(shí)體與BGF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Ia接口。
一種媒體流穿越網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的方法，包括如下步驟將用戶發(fā)送的媒體流傳送到網(wǎng)絡(luò)中的邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實(shí)體；所述BGF實(shí)體根據(jù)能夠識(shí)別所述用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)和媒體流中的源地址信息，匹配用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的、并且綁定有能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)的媒體映射關(guān)系確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口；以及BGF通過(guò)確定的端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。
其中，所述BGF實(shí)體進(jìn)一步根據(jù)與媒體映射關(guān)系相關(guān)聯(lián)的QoS策略，對(duì)利用該媒體映射關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)的媒體流進(jìn)行QoS控制。
一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括用戶設(shè)備，用于收發(fā)信令和媒體流；第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，用于獲取所述用戶設(shè)備需要傳送的媒體流的地址信息和能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)，并下發(fā)建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系；
邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實(shí)體，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)體提供的所述地址信息和所述標(biāo)識(shí)建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系并綁定所述標(biāo)識(shí)，以及在接收到用戶設(shè)備發(fā)送的媒體流時(shí)，根據(jù)能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)和源地址信息匹配所述媒體映射關(guān)系以確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口，并通過(guò)該端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。
所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包括第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，用于完成服務(wù)質(zhì)量QoS策略決策，接收第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體獲取的QoS信息，根據(jù)該QoS信息生成相應(yīng)的QoS策略并發(fā)送到所述BGF實(shí)體，BGF實(shí)體將其與相應(yīng)的媒體映射關(guān)系關(guān)聯(lián)，并對(duì)利用該媒體映射關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)的媒體流進(jìn)行QoS控制。
所述第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通過(guò)擴(kuò)展的接口將所述地址信息、標(biāo)識(shí)和QoS信息發(fā)送到第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通過(guò)擴(kuò)展的接口將所述地址信息和標(biāo)識(shí)透?jìng)髦罛GF實(shí)體。
第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實(shí)體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實(shí)體；P-CSCF實(shí)體與SPDF/PDF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Gq’接口，SPDF/PDF實(shí)體與BGF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Ia接口。
本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明在邊界媒體網(wǎng)關(guān)功能實(shí)體建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系時(shí)綁定用戶所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，在后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)用戶側(cè)發(fā)送的媒體流時(shí)通過(guò)源地址和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)查詢媒體映射關(guān)系獲得轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口，因此，即使不同網(wǎng)絡(luò)中用戶的地址重疊，邊界媒體網(wǎng)關(guān)功能實(shí)體也能正確的匹配轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系。
本發(fā)明根據(jù)需要傳送的媒體的QoS信息生成相應(yīng)的QoS策略并與建立的媒體映射關(guān)系關(guān)聯(lián)，利用該QoS策略對(duì)通過(guò)該媒體映射關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)的媒體流進(jìn)行QoS控制，因而能夠充分保證傳送媒體流的服務(wù)質(zhì)量要求；同時(shí)，將建立媒體映射關(guān)系的流程與生成QoS策略的流程融合，簡(jiǎn)化了處理流程，提高了系統(tǒng)效率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中MIDCOM的框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中用戶通過(guò)NAT使用IMS業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)信令穿越NAT的流程圖；圖5為現(xiàn)有IMS網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)會(huì)話請(qǐng)求INVITE建立媒體映射通道的流程圖；圖6為現(xiàn)有技術(shù)中VLAN用戶使用IMS業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7A為本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)在BGF中的媒體映射關(guān)系中綁定VLAN標(biāo)識(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B為本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)注冊(cè)過(guò)程建立用戶標(biāo)識(shí)和VLAN標(biāo)識(shí)綁定的流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例中在用戶建立會(huì)話時(shí)建立媒體映射關(guān)系的流程圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例中支持媒體映射關(guān)系建立和服務(wù)質(zhì)量控制的系統(tǒng)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例中建立媒體映射和下發(fā)服務(wù)質(zhì)量控制策略的流程圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例中多級(jí)NAT場(chǎng)景的系統(tǒng)示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)BGF動(dòng)態(tài)獲取VLAN信息的系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了解決不同用戶地址重疊而導(dǎo)致媒體流的傳輸問(wèn)題，本發(fā)明在建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體流映射關(guān)系時(shí)綁定能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)。進(jìn)一步的，在后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)媒體流時(shí)，利用媒體流中的源地址和能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)匹配所述媒體流映射關(guān)系確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體的端口。
本實(shí)施例主要以虛擬局域網(wǎng)VLAN用戶使用IMS業(yè)務(wù)為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中，能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)采用VLAN標(biāo)識(shí)。
參閱圖7A所示，不同VLAN的用戶通過(guò)不同的物理端口接入到邊界網(wǎng)絡(luò)功能BGF(或稱Policy Enforcement Function，即策略執(zhí)行功能PEF)，BGF充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT設(shè)備。當(dāng)VALN用戶注冊(cè)時(shí)，BGF固化分配給該用戶的信令通道，用于后續(xù)終端用戶與IMS系統(tǒng)的信令交互。
本實(shí)施例中，通過(guò)擴(kuò)展P-CSCF與BGF之間的接口，在用戶注冊(cè)時(shí)建立用戶和所在VLAN網(wǎng)絡(luò)的VLAN標(biāo)識(shí)的綁定關(guān)系，在后續(xù)會(huì)話建立過(guò)程中BGF將VLAN標(biāo)識(shí)與建立的媒體映射關(guān)系綁定。由于不同VLAN用戶通過(guò)不同的物理接口接入BGF，BGF能夠根據(jù)物理接口區(qū)分用戶的VLAN標(biāo)識(shí)。BGF在接收到VLAN用戶發(fā)送的媒體流時(shí)，根據(jù)VLAN標(biāo)識(shí)和源地址信息匹配所述媒體映射關(guān)系以確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口，并通過(guò)該端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。
參閱圖7B所示，在用戶注冊(cè)時(shí)，IMS系統(tǒng)中的代理呼叫會(huì)話控制功能P-CSCF建立用戶和VLAN ID綁定關(guān)系的處理流程如下步驟700VLAN用戶UE1發(fā)起注冊(cè)REGISTER，該消息通過(guò)VLAN到達(dá)BGF。
步驟701BGF收到REGISTER消息，因?yàn)椴煌琕LAN通過(guò)不同的物理接口接入BGF，通過(guò)接口信息BGF可以為UE1用戶分配網(wǎng)絡(luò)側(cè)的IP地址和端口，建立臨時(shí)的信令通道，完成后將注冊(cè)REGISTER請(qǐng)求前傳給P-CSCF。
步驟702P-CSCF判斷請(qǐng)求注冊(cè)用戶為私網(wǎng)用戶，則通過(guò)P-CSCF和BGF之間的接口，將BGF臨時(shí)分配給該用戶的信令通道(網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口)下發(fā)給BGF，要求BGF固化該用戶的信令通道，用于后續(xù)該私網(wǎng)用戶與P-CSCF的信令交互。
步驟703BGF成功處理固化請(qǐng)求后，將UE1用戶所在VLAN網(wǎng)的VLANID通過(guò)響應(yīng)消息帶給P-CSCF。
步驟704P-CSCF收到BGF響應(yīng)后，保存該用戶與VLAN ID的關(guān)聯(lián)關(guān)系，用于后續(xù)建立會(huì)話時(shí)媒體NAT的建立.完成后續(xù)的注冊(cè)請(qǐng)求處理后，P-CSCF將REGISTER消息前傳。此時(shí)已經(jīng)完成VLAN用戶信令NAT的穿越。
參閱圖8所示，VLAN用戶建立會(huì)話時(shí)，使用注冊(cè)時(shí)該用戶與VLAN ID的綁定關(guān)系建立媒體映射關(guān)系，其處理流程如下步驟800VLAN中的UE1發(fā)出會(huì)話建立請(qǐng)求INVITE，用戶會(huì)話時(shí)需要的媒體流相關(guān)信息通過(guò)INVITE消息中的SDP消息體攜帶，該請(qǐng)求通過(guò)VLAN到達(dá)BGF。
步驟801BGF通過(guò)該用戶注冊(cè)時(shí)固化的信令通道將INVITE消息前傳給P-CSCF。
步驟802P-CSCF收到INVITE消息后，將UE1會(huì)話時(shí)的媒體相關(guān)信息下發(fā)給BGF，用于BGF建立用戶會(huì)話時(shí)的媒體映射，同時(shí)P-CSCF將注冊(cè)時(shí)與用戶綁定的VLAN ID下發(fā)給BGF，用于BGF區(qū)分不同的VLAN用戶建立媒體映射。
步驟803BGF根據(jù)UE1會(huì)話時(shí)的媒體流信息(IP地址和端口)和UE1關(guān)聯(lián)的VLAN ID，建立會(huì)話時(shí)的媒體映射對(duì)，通過(guò)響應(yīng)消息將該信息帶給P-CSCF。
步驟804P-CSCF用BGF分配的網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口替換INVITE請(qǐng)求中SDP消息體的媒體流地址和端口，然后將INVITE消息前傳到被叫側(cè)。此時(shí)完成主叫側(cè)用戶媒體映射的初始創(chuàng)建(完成會(huì)話建立可能經(jīng)過(guò)多次交互)。
步驟805、UE1發(fā)送媒體流。
步驟806、BGF接收到媒體流后提取用戶的VLAN標(biāo)識(shí)和源地址信息，并與媒體映射關(guān)系進(jìn)行匹配以確定轉(zhuǎn)發(fā)端口，并確定的端口發(fā)送媒體流。
當(dāng)會(huì)話需要作QoS控制時(shí)，此時(shí)場(chǎng)景請(qǐng)參閱圖9所示。在該場(chǎng)景中，不同的VLAN通過(guò)BGF不同的物理口接入，P-CSCF和BGF通過(guò)內(nèi)部接口(使用COPS協(xié)議)固化信令通道，因?yàn)樵摻涌跊](méi)有規(guī)范，可能在BGF實(shí)現(xiàn)信令代理功能后取消。用戶要求的QoS服務(wù)是通過(guò)P-CSCF、SPDF、BGF之間的交互完成，P-CSCF與SPDF之間接口、SPDF和BGF之間接口是標(biāo)準(zhǔn)Gq’和Ia接口。
本實(shí)施例使媒體NAT映射的建立融合在QoS流程中，即通過(guò)擴(kuò)展Gq’、Ia接口，支持媒體NAT映射建立和QoS控制。該場(chǎng)景中VLAN用戶的注冊(cè)流程同前述描述，信令通道的建立由BGF自己完成，信令通道的固化由P-CSCF和BGF之間內(nèi)部接口完成。當(dāng)BGF實(shí)現(xiàn)信令代理功能后，該接口可以取消。對(duì)于會(huì)話流程，將在BGF建立會(huì)話的媒體映射對(duì)和實(shí)施QoS策略兩個(gè)流程合一，通過(guò)擴(kuò)展P-CSCF與SPDF之間的Gq’接口和SPDF與BGF之間的Ia接口，在下發(fā)QoS控制策略時(shí)，也處理媒體NAT映射，從而簡(jiǎn)化流程。參閱圖10所示，建立媒體映射關(guān)系的過(guò)程如下步驟1000VLAN中的UE1發(fā)出會(huì)話建立請(qǐng)求INVITE，用戶會(huì)話時(shí)需要的媒體流相關(guān)信息通過(guò)INVITE消息中的SDP消息體攜帶，該請(qǐng)求通過(guò)VLAN到達(dá)BGF。
步驟1001BGF通過(guò)該用戶注冊(cè)時(shí)固化的信令通道將INVITE消息前傳給P-CSCF。
步驟1002P-CSCF將UE1用戶會(huì)話時(shí)所需的媒體流的地址和端口信息、QoS信息、用戶注冊(cè)時(shí)綁定的VLAN ID通過(guò)擴(kuò)展的Gq′接口給基于服務(wù)的策略決策功能SPDF，SPDF透?jìng)鹘oBGF區(qū)分不同的VLAN用戶建立媒體映射和指定QoS策略。
步驟1003SPDF收到請(qǐng)求后，根據(jù)本地策略計(jì)算最終控制QoS資源的策略決策，將策略決策信息、UE1用戶會(huì)話時(shí)的媒體流地址和端口信息、VLANID等信息通過(guò)擴(kuò)展Ia接口下發(fā)給BGF。
步驟1004BGF根據(jù)UE1用戶會(huì)話時(shí)的媒體流地址和端口信息、VLAN ID信息建立會(huì)話時(shí)媒體映射通道，同時(shí)實(shí)施SPDF下發(fā)的QoS策略，完成后將處理結(jié)果通過(guò)擴(kuò)展Ia接口上傳給SPDF設(shè)備。
步驟1005SPDF完成后續(xù)的QoS處理后，通過(guò)擴(kuò)展Gq′接口將媒體映射信息透?jìng)鹘oP-CSCF。
步驟1006P-CSCF用BGF分配的網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址和端口替換INVITE請(qǐng)求中SDP消息體的媒體流地址和端口，然后將INVITE消息前傳到被叫側(cè)。此時(shí)完成主叫側(cè)用戶媒體映射的初始創(chuàng)建。
步驟1007當(dāng)被叫側(cè)回183響應(yīng)后，P-CSCF判斷需要更改先前建立的媒體映射和QoS信息，則通過(guò)Gq’接口通知SPDF更改。如先建立了轉(zhuǎn)發(fā)音頻流和視頻流的映射關(guān)系，通過(guò)協(xié)商后只轉(zhuǎn)發(fā)音頻流，則通知?jiǎng)h除轉(zhuǎn)發(fā)視頻流的映射關(guān)系。又如，協(xié)商后的QoS信息與在先的QoS信息發(fā)生變化，此時(shí)需要重新生成QoS策略并通知BGF更改。
步驟1008SPDF則將更改后的QoS策略和媒體映射信息通過(guò)擴(kuò)展Ia接口下發(fā)給BGF。
步驟1009BGF完成更改媒體映射信息后，回響應(yīng)給SPDF。
步驟1010SPDF將媒體映射信息透?jìng)鹘oP-CSCF。
步驟1011P-CSCF更改INVITE消息體中媒體映射信息后，將消息前傳給用戶UE1。
在步驟1007中，P-CSCF判斷不需要更改映射關(guān)系和QoS信息時(shí)，則不再進(jìn)行步驟1008至步驟1011。
上述媒體NAT映射的建立與QoS流程的融合同樣適用于其他需要完成NAT映射和QoS控制的應(yīng)用場(chǎng)景，而不僅限于通過(guò)綁定VLAN以防止不同用戶地址重疊而不能正確轉(zhuǎn)發(fā)媒體的應(yīng)用中。
上述方法同樣適用于圖11所示的存在多級(jí)NAT的場(chǎng)景。在該場(chǎng)景中，VLAN用戶信令和媒體通道的建立完全同前述方案，對(duì)于媒體NAT，中間級(jí)聯(lián)的NAT設(shè)備1、2僅充當(dāng)NAT功能，不會(huì)更改信令消息體的媒體流地址和端口消息，因此，P-CSCF下發(fā)給BGF的媒體流地址和端口仍然是原UE1的信息，BGF據(jù)此建立媒體映射通道。
參閱圖12所示，當(dāng)不同的VLAN通過(guò)同一物理接口接入BGF時(shí)，BGF動(dòng)態(tài)獲取VLAN信息，例如從SWITCH過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包的IP頭中包含VLAN標(biāo)識(shí)，用于指示該包來(lái)自哪個(gè)VLAN網(wǎng)，當(dāng)BGF同一物理口收到含有不同VLAN標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)包時(shí)，BGF可以據(jù)此建立不同的NAT映射區(qū)分不同VLAN。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的數(shù)據(jù)包發(fā)到BGF不同的網(wǎng)絡(luò)側(cè)地址或端口時(shí)，BGF可以在IP頭中加入相應(yīng)VLAN標(biāo)識(shí)后前傳給SWITCH，SWITCH可以據(jù)此將包正確分發(fā)給用戶。因此，前面描述的VLAN用戶的注冊(cè)和會(huì)話流程同樣適用圖12所示的場(chǎng)景。
對(duì)于區(qū)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)不限于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，也可是網(wǎng)段信息等。
雖然本實(shí)施例以VLAN用戶使用IMS業(yè)務(wù)為例進(jìn)行說(shuō)明，但并不限于此，上述方法同樣適用于地址重疊的不同終端的其他媒體流處理，例如，地址重疊用戶需要作QoS控制，或者查詢地址重疊用戶的物理位置信息等應(yīng)用。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種建立用于轉(zhuǎn)換媒體流的媒體映射關(guān)系的方法，其特征在于，包括如下步驟第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體獲取需要傳送的媒體流的地址信息，并將能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)和所述地址信息發(fā)送到邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實(shí)體；所述BGF實(shí)體根據(jù)所述地址信息建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系，并在該映射關(guān)系中綁定所述標(biāo)識(shí)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在用戶注冊(cè)時(shí)獲取能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)識(shí)為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)或地址段信息。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)一步獲取需要傳送的媒體流的服務(wù)質(zhì)量QoS信息，并將所述標(biāo)識(shí)、地址信息和QoS信息發(fā)送到負(fù)責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體生成相應(yīng)的QoS策略，并將所述標(biāo)識(shí)、地址信息和QoS策略發(fā)送到所述BGF實(shí)體，BGF實(shí)體實(shí)施該QoS策略。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體透?jìng)魉龅刂沸畔⒑蜆?biāo)識(shí)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，通過(guò)擴(kuò)展第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體與第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的接口傳送所述媒體流的相關(guān)信息；通過(guò)擴(kuò)展第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體與BGF實(shí)體之間的接口傳送所述地址信息、QoS策略和所述標(biāo)識(shí)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實(shí)體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實(shí)體；所述P-CSCF實(shí)體與SPDF/PDF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Gq’接口，所述SPDF/PDF實(shí)體與BGF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Ia接口。
8.一種建立用于轉(zhuǎn)換媒體流的媒體映射關(guān)系的方法，其特征在于，包括如下步驟第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體獲取需要傳送的媒體流的相關(guān)信息并發(fā)送到負(fù)責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，所述相關(guān)信息包括地址信息和服務(wù)質(zhì)量QoS信息；第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)QoS信息生成相應(yīng)的QoS策略，并將該QoS策略和所述地址信息發(fā)送到BGF實(shí)體；BGF實(shí)體根據(jù)所述地址信息建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系，并實(shí)施所述QoS策略。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述相關(guān)信息進(jìn)一步包括能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體將該標(biāo)識(shí)發(fā)送到BGF實(shí)體，BGF實(shí)體將該標(biāo)識(shí)與建立的媒體映射關(guān)系綁定。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體在用戶注冊(cè)過(guò)程中獲取能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體透?jìng)魉龅刂沸畔⒑蜆?biāo)識(shí)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)識(shí)為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)或地址段信息。
13.如權(quán)利要求8至12任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)擴(kuò)展第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體與第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的現(xiàn)有接口傳送所述媒體流的相關(guān)信息；通過(guò)擴(kuò)展第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體與BGF實(shí)體之間的現(xiàn)有接口傳送所述地址信息、QoS策略和所述標(biāo)識(shí)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實(shí)體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實(shí)體；P-CSCF實(shí)體與SPDF/PDF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Gq’接口，SPDF/PDF實(shí)體與BGF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Ia接口。
15.一種媒體流穿越網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，包括如下步驟將用戶發(fā)送的媒體流傳送到網(wǎng)絡(luò)中的邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實(shí)體；所述BGF實(shí)體根據(jù)能夠識(shí)別所述用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)和媒體流中的源地址信息，匹配綁定有能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)的媒體映射關(guān)系確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口；以及BGF通過(guò)確定的端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述媒體流經(jīng)過(guò)多級(jí)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換后傳送至BGF。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，BGF根據(jù)用戶接入的物理端口確定所述標(biāo)識(shí)；或者BGF動(dòng)態(tài)的從媒體流中提取所述標(biāo)識(shí)。
18.如權(quán)利要求15至17任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)識(shí)為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)或地址段信息。
19.一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括用戶設(shè)備，用于收發(fā)信令和媒體流；第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，用于獲取所述用戶設(shè)備需要傳送的媒體流的地址信息和能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)，并下發(fā)建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系；邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實(shí)體，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)體提供的所述地址信息和所述標(biāo)識(shí)建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系并綁定所述標(biāo)識(shí)，以及在接收到用戶設(shè)備發(fā)送的媒體流時(shí)，根據(jù)能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)和源地址信息匹配所述媒體映射關(guān)系以確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口，并通過(guò)該端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。
20.如權(quán)利要求19所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，用于完成服務(wù)質(zhì)量QoS策略決策，接收第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體獲取的QoS信息，根據(jù)該QoS信息生成相應(yīng)的QoS策略并發(fā)送到所述BGF實(shí)體，BGF實(shí)體進(jìn)一步實(shí)施QoS策略。
21.如權(quán)利要求20所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通過(guò)擴(kuò)展的接口將所述地址信息、標(biāo)識(shí)和QoS信息發(fā)送到第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通過(guò)擴(kuò)展的接口將所述地址信息和標(biāo)識(shí)透?jìng)髦罛GF實(shí)體。
22.如權(quán)利要求21所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實(shí)體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實(shí)體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實(shí)體；P-CSCF實(shí)體與SPDF/PDF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Gq’接口，SPDF/PDF實(shí)體與BGF實(shí)體之間為擴(kuò)展的Ia接口。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種媒體流穿越網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因不同用戶地址重疊導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的邊界網(wǎng)關(guān)功能實(shí)體不能正確轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的問(wèn)題；該方法將用戶發(fā)送的媒體流傳送到網(wǎng)絡(luò)中的邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實(shí)體；所述BGF實(shí)體根據(jù)能夠識(shí)別所述用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)和媒體流中的源地址信息，匹配用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的、并且綁定有能夠識(shí)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)的媒體映射關(guān)系確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口；以及BGF通過(guò)確定的端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。本發(fā)明還同時(shí)公開(kāi)了一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04L12/24GK101043475SQ20061009449
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者丁曉強(qiáng), 簡(jiǎn)海燕, 孟慶鋒, 蘇煒, 劉慈, 文楷, 黃福清, 薛莉莉 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司