服務層南向接口和服務質量的制作方法
【專利說明】服務層南向接口和服務質量
[0001] 相交申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年7月25日提交的U.S.臨時專利申請序列號No.61/858,386的權 益，其全部內容在此引入W供參考。
【背景技術】
[0003] 服務質量(QoS)通常是指提供特定級別（質量）的服務的、在兩個端點之間的數據 管道，諸如通用分組無線業(yè)務(GPRS)隧道協議(GTP)隧道。服務的級別或質量可W由參數， 諸如最大比特率、延遲、丟包率等定義。提供QoS的現有方法包括資源預留和無資源預留的 分組標記。網絡中的資源預留傳統(tǒng)上用于與流媒體，諸如視頻和音頻相關聯的網際協議 (IP)流。在示例性通信網絡，諸如機器對機器(M2M)網絡或系統(tǒng)中，連接到網絡的M2M設備的 數量可W比連接到通常寬帶和移動網絡的高出若干數量級。現有的資源預留技術對各個通 信網絡，諸如M2M系統(tǒng)很低效。

【發(fā)明內容】

[0004] 在此描述用于由服務層配置服務質量(QoS)規(guī)則的系統(tǒng)、方法和裝置實施例?，F有 的資源預留技術對M2M通信低效。在此所述的示例性實施例中，系統(tǒng)包括駐留在服務層上的 服務層服務器W及駐留在接入網絡上的控制平面節(jié)點，其中，服務層服務器經由控制平面 接口，與控制平面節(jié)點通信?？刂破矫娼涌谀苡脕砼渲没诒粚ぶ返膶ο蟮姆召|量(QoS) 策略(規(guī)則）。在該上下文中，例如，對象可W是存儲器位置、互聯網地址、資源名稱或值。例 如，服務層可W基于對象，通過將包括一個或多個參數的QoS提供消息發(fā)送到控制平面節(jié) 點，配置用于接入網絡的一個或多個QoS規(guī)則?？刂破矫婀?jié)點可W確定在一個或多個QoS規(guī) 則中識別的對象，并且可W將QoS規(guī)則分發(fā)到可用來訪問該對象的一個或多個路由器。接入 網絡可W根據參數，應用一個或多個QoS規(guī)則。
[0005] 在示例性實施例中，系統(tǒng)包括駐留在服務層內的服務層服務器和駐留在接入網絡 內的控制平面節(jié)點。服務層服務器經由控制平面接口，提供服務質量(QoS)規(guī)則。QoS規(guī)則與 對象相關聯，使得當該對象被識別時，該QoS規(guī)則被應用。該對象能是網際協議(IP)地址、端 口號或資源名稱的至少一個。QoS規(guī)則可W指示各種參數。例如，與對象相關聯的QoS可W指 示與該對象相關聯的消息應當被引導通過接入網絡的路徑。在一個實施例中，服務層服務 器是服務能力服務器，并且控制平面節(jié)點是策略和計費規(guī)則功能(PCRF)。此外，QoS規(guī)則可 W在基于直徑的Rx接口上，從服務能力服務器提供給PCRF。替代地，QoS規(guī)則可W經由機器 類型通信交互工作功能，從服務能力服務器間接地提供給PCRF。
[0006] 在另一示例性實施例中，接入網絡中的路由器可W接收指示對象的消息。路由器 可W對該消息執(zhí)行深度包檢測。路由器可W在深度包檢測期間，識別由該消息指示的對象， 并且響應于識別該對象，可W將服務質量(QoS)規(guī)則應用于該消息。該對象可W指示消息的 目的地。目的地可W是網際協議（IP)地址、端口號或資源名稱。例如，路由器可W確定接入 網絡處于擁塞狀況，并且基于該擁塞狀況，路由器可W在QoS規(guī)則中指示的退避時間內拒絕 該消息。通過另一實例，路由器可w通過接入網絡的優(yōu)選路徑，路由該消息，其中，優(yōu)選路徑 由QoS規(guī)則指示。
【附圖說明】
[0007] 圖1是根據示例性實施例的示例性網絡架構的框圖；
[0008] 圖2是圖示服務質量(QoS)資源預留的實例的系統(tǒng)圖；
[0009] 圖3是QoS分組標記的實例的系統(tǒng)圖；
[0010]圖4是根據示例性實施例，用于由服務層配置QoS的呼叫流；
[0011 ]圖5是根據示例性實施例，具有與服務能力服務器(SCS)的接口的3GPP演進分組核 屯、化PC)架構的系統(tǒng)圖；
[0012]圖6A是可W實現一個或多個公開的實施例的示例性機器對機器(M2M)或物聯網 (ΙοΤ)通信系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；
[0013]圖6Β是可W在圖6Α中所示的Μ2Μ/Ι0Τ通信系統(tǒng)內使用的示例性架構的系統(tǒng)圖； [0014]圖6C是可W在圖6Α中所示的通信系統(tǒng)內使用的示例性Μ2Μ/Ι0Τ終端或網關設備的 系統(tǒng)圖；W及
[001引圖抓是可W體現圖6Α的通信系統(tǒng)的方面的示例性計算系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0016]提供隨后的詳細描述來示出示例性實施例并且不旨在限制本發(fā)明的范圍、適用性 或結構。可W在元件和步驟的功能和排列方面做出各種改變，而不背離本發(fā)明的精神和范 圍。
[0017] 參考圖1，示例性Μ2Μ系統(tǒng)100包括多個設備，諸如多個機器對機器(Μ2Μ)設備102， W及能經由接入網絡101與Μ2Μ設備通信的服務層104。如在此所使用的，Μ2Μ設備可W指網 絡中通信的任何設備，諸如網關設備或終端(端點設備）。盡管所示的系統(tǒng)100包括Μ2Μ設備 102,但將理解到，期望時，其他設備可W在系統(tǒng)100內通信。Μ2Μ設備102能包括Μ2Μ端點設 備、路由器等。作為一個實例，一個或多個Μ2Μ設備102可W具有圖6C中所示的硬件架構(在 下文更充分所述)或其變形，或一個或多個Μ2Μ設備102可W具有圖6D中所示的計算系統(tǒng)的 架構（也在下文更充分描述）。服務層104可W包括服務能力服務器（SCS)、M2M服務器、 oneM2M服務器等。由此，能包括接入網絡101的系統(tǒng)100能提供可W包括M2M服務器或SCS的 服務層104和一個或多個M2M設備102之間的連接性。服務層104可W進一步提供用于一個或 多個應用，諸如網絡應用116的服務，由此與之通信。根據所示的實施例，接入網絡101包括 可W在設備102和服務層104之間路由數據流量的一個或多個數據平面節(jié)點106。與服務層 104相比更接近設備102的數據平面節(jié)點106可W被稱為南邊緣節(jié)點，其能包括例如一個或 多個南邊緣路由器108。與設備102相比更接近服務層104的數據平面節(jié)點106可W被稱為北 邊緣節(jié)點，其能包括例如一個或多個北邊緣路由器110。由此，數據平面節(jié)點106能包括南邊 緣路由器108和北邊緣路由器110。作為一個實例，路由器108和110可W具有圖6C中所示的 構造(在下文更充分描述)或其變形。在示例性實施例中，系統(tǒng)100為服務層104提供能由服 務層104使用的控制平面接口 112, W便為接入網絡101提供服務質量(QoS)信息，如下文進 一步所述。
[0018]仍然參考圖1，根據所示的實施例，服務層104具有與接入網絡101的控制平面接口 112?？刂破矫娼涌谀苡脕砼渲梅召|量(QoS)策略，諸如基于被尋址的對象的QoS規(guī)則。在 該上下文中，例如，對象可W是存儲器位置、值、互聯網地址或資源名稱。接入網絡101可W 包括可W分發(fā)QoS規(guī)則來選擇數據平面節(jié)點106中的一個的一個或多個控制平面節(jié)點114。 一個或多個控制平面節(jié)點114通常也可W被稱為網絡控制平面114,并且一個或多個數據平 面節(jié)點通常也可W被稱為數據平面106。根據示例性實施例，控制平面節(jié)點114將示例性QoS 規(guī)則僅分發(fā)給可W用來訪問在QoS規(guī)則中識別的對象的數據平面節(jié)點106。在一些情況下， 如下面進一步描述的，數據平面路由器108和110中的一個或多個可W執(zhí)行深度包檢測 (DPI)來認識到規(guī)則中識別的對象是否正被訪問。在示例性實施例中，當數據平面路由器 108和110中的一個檢測到需要應用規(guī)則時，將消息發(fā)送到網絡101中的其他數據平面路由 器108和110來預留用于業(yè)務流的資源。如在此所使用的，業(yè)務流可與其他術語，諸如數據 流、網際協議流、流等互換使用。通常，分組根據其目的地，例如IP地址或端口號，特征化為 特定流。QoS規(guī)則可W應用于與特定對象相關聯的特定消息。替代地，或此外，可W將QoS規(guī) 則應用于包括與對象相關聯的多個消息的整個業(yè)務流。例如，當示例性流結束、期滿或被修 改時，數據平面路由器108和110可W向彼此發(fā)送通知來調整為該流預留的資源量(例如見 圖4)。
[0019]仍然參考圖1，根據另一實施例，服務層104將組QoS提供消息發(fā)送到接入網絡控制 平面(CP)節(jié)點114?？刂破矫婀?jié)點114可W將一個或多個QoS規(guī)則分發(fā)到可W用來訪問在QoS 規(guī)則中識別的對象的數據平面節(jié)點106。數據平面路由器108和110中的一個或多個可W使 用深度包檢測來確定在規(guī)則中識別的對象正被訪問。在一些情況下，CP節(jié)點114檢查是否能 支持M2M設備102中的一個所需的QoS規(guī)則或策略。通過示例性情形，當確定應當對數據流預 留多少資源，例如資源量時，控制平面節(jié)點114可W考慮設備102是否是組的一部分。例如， 控制平面節(jié)點114可W確定作為組的一部分的一個設備105不要求數據平面承載，由此不會 有助于合計由網絡101提供的帶寬，因為該組已經預留最大允許資源量。由此，根據上述示 例性情形，新的組成員會導致不同地共享資源，而不是導致分配的資源量增加。在一些情況 下，數據平面路由器108和110中的一個檢測需要應用規(guī)則，可W將消息發(fā)送到網絡101中的 數據平面路由器108和110的另一個來對特定數據流預留資源。例如，當數據流結束、期滿或 被修改時，數據平面路由器108和110可W向彼此發(fā)送通知來調整對該特定流預留的資源量 (例如見圖5)。
[0020] 如在此所使用的，除非另有說明，術語對象，W及諸如對象標識(ID)的衍生是指可 尋址資源、容器、值、存儲器位置等。例如，對象能托管在設備(例如，用戶設備(肥KZigBee 傳感器等）中或M2M服務器(例如，應用服務器(AS)、服務能力服務器(SCS)等）中。
[0021] 將理解到圖1中所示的系統(tǒng)100可W映射到3GPP演進分組核屯、化PC)，使得能根據 3GPP EPC，實現在此所述的實施例。例如，圖1的參考點112可W映射至lj3GPP EPC中的Rx參考 點。可W在節(jié)點，諸如eNodeB、服務網關(S-GW)和演進分組數據網關(ePDG)中實現南邊緣路 由器108?？蒞在節(jié)點，諸如分組數據網絡(PDN)網關(P-GW)和流量檢測功能(TDF)中實現北 邊緣路由器110?？刂破矫婀?jié)點114可W包括各種節(jié)點，諸如策略和計費規(guī)則功能(PCRF)、 TDF、機器類型通信(MTC)交互工作功能(MTC-IWF)、策略和計費執(zhí)行功能(PCEF)、移動管理 實體(116)、6齡(168、5-(；胖和?-6胖。將理解到上述節(jié)點中的一些可^實現數據平面節(jié)點106和 控制平面節(jié)點114。
[0022] 圖2示出包括多個M2M設備102,例如第一 M2M設備102a和第二M2M設備102b的系統(tǒng) 100的一部分。為了方便，在附圖中所示的各個實施例中的相同或等效元件可W用相同的參 考數字識別。根據一個實施例中，在圖2中圖示QoS資源預留的實例。參考圖2,根據所示的實 施例，第一和第二M2M設備102a和102b中的至少一個，例如兩者均可W請求用于相互通信 的、專用于M2M設備102a和10化的數據平面資源。例如，在202a處，第一 M2M設備102a可W將 請求消息發(fā)送到控制平面114。