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呼叫控制機制來創(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單的視音頻通信，還包括即時消息、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)語音融合的業(yè)務(wù)，可以說IMS提供了業(yè)務(wù)融合的基礎(chǔ)。
IMS的一個重要特點是對各種接入技術(shù)的廣泛適應(yīng)性。目前3GPP提出的IMS能夠支持2G和3G的移動接入方式，由于IMS與接入技術(shù)的無關(guān)性，3GPP和ITU-T等標準化組織都在研究擴展IMS的能力，以適應(yīng)固定終端在呼叫流程和鑒權(quán)能力方面相對移動終端的不同，增強在接入安全和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)和移動網(wǎng)融合的公共核心網(wǎng)。
由于當前公網(wǎng)地址的匱乏性，當前網(wǎng)絡(luò)使用的大量用戶是使用私網(wǎng)地址的，為了擴大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方式需要對消息凈荷中的IP地址信息進行處理，如圖1示。NAT/ALG方式一個明顯的缺點是不能識別加密后的報文內(nèi)容，所以必須保證報文采用明文傳送，這使得報文在公網(wǎng)中傳送時有很大的安全隱患。
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Middlebox(NAT/FW)進行控制的機制，應(yīng)用業(yè)務(wù)識別的智能也由Middlebox轉(zhuǎn)移到外部的MIDCOM Agent上，因此應(yīng)用協(xié)議對Middlebox是透明的。
3、STUN方式私網(wǎng)接入用戶通過某種機制預(yù)先得到其地址對應(yīng)在出口NAT上的對外地址，然后在報文負載中所描述的地址信息就直接填寫出口NAT上的對外地址，而不是私網(wǎng)內(nèi)用戶的私有IP地址，這樣報文負載中的內(nèi)容在經(jīng)過NAT時就無需被修改了，只需按普通NAT流程轉(zhuǎn)換報文頭的IP地址即可，負載中的IP地址信息和報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)簡單充當NAT設(shè)備，當私網(wǎng)用戶注冊時，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REGISTER消息，該消息通過私網(wǎng)到達BGF。
步驟401BGF收到REGISTER消息，通過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判斷請求注冊用戶為私網(wǎng)用戶，則通過P-CSCF和BGF之間的接口，將BGF臨時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)的注冊請求處理，將REGISTER消息前傳；此時已經(jīng)完成信令NAT的穿越。
而對于媒體穿越NAT，需要P-CSCF將會話信令中攜帶媒體流信息下發(fā)給BGF，用于建立會話時的媒體映射通道，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)起會話建立請求INVITE，該消息通過私網(wǎng)到達BGF。
步驟501BGF通過該用戶注冊時固化的信令通道將INVITE消息前傳給P-CSCF。
步驟502、P-CSCF收到INVITE消息后，將UE1用戶會話時使用的媒體流地址和端口信息下發(fā)給BGF，要求BGF建立用戶會話時的媒體通道(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(每個媒體流對應(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。
上述方案在某些場景時會出現(xiàn)問題，以下以虛擬局域網(wǎng)VLAN用戶的基本場景為例，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BGF的不同物理接口接入公網(wǎng)。不同的VLAN用戶，對于信令NAT穿越不存在問題，這是因為不同VLAN用戶通過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，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。
而對于媒體NAT穿越，因為不同用戶的地址存在重疊，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)會相同，則分配媒體映射時，BGF將不知道分配哪個VLAN的媒體映射對。如果BGF按沒有VLAN來確定媒體映射對，盡管兩個VLAN用戶媒體通道可以用不同的地址組標識區(qū)分開，但是在會話時，到達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。對于其他網(wǎng)絡(luò)，當不同用戶的地址重疊時也存在同樣的問題。

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存在不能正確轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的問題。
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)實體獲取需要傳送的媒體流的地址信息，并將能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識和所述地址信息發(fā)送到邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實體；所述BGF實體根據(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)系中綁定所述標識。
其中，第一網(wǎng)絡(luò)實體進一步獲取需要傳送的媒體流的服務(wù)質(zhì)量QoS信息，并將所述標識、地址信息和QoS信息發(fā)送到負責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實體，第二網(wǎng)絡(luò)實體生成相應(yīng)的QoS策略，并將所述標識、地址信息和QoS策略發(fā)送到所述BGF實體，BGF實體將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)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實體；P-CSCF實體與SPDF/PDF實體之間為擴展的Gq’接口，SPDF/PDF實體與BGF實體之間為擴展的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)實體獲取需要傳送的媒體流的相關(guān)信息并發(fā)送到負責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實體，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實體；BGF實體根據(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)信息進一步包括能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體將該標識發(fā)送到BGF實體，BGF實體將該標識與建立的媒體映射關(guān)系綁定。
通過擴展第一網(wǎng)絡(luò)實體與第二網(wǎng)絡(luò)實體之間的現(xiàn)有接口傳送所述媒體流的相關(guān)信息；通過擴展第二網(wǎng)絡(luò)實體與BGF實體之間的現(xiàn)有接口傳送所述地址信息、QoS策略和所述標識。
第一網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實體；P-CSCF實體與SPDF/PDF實體之間為擴展的Gq’接口，SPDF/PDF實體與BGF實體之間為擴展的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實體；所述BGF實體根據(jù)能夠識別所述用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識和媒體流中的源地址信息，匹配用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的、并且綁定有能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識的媒體映射關(guān)系確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口；以及BGF通過確定的端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。
其中，所述BGF實體進一步根據(jù)與媒體映射關(guān)系相關(guān)聯(lián)的QoS策略，對利用該媒體映射關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)的媒體流進行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別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識，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實體，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制實體提供的所述地址信息和所述標識建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系并綁定所述標識，以及在接收到用戶設(shè)備發(fā)送的媒體流時，根據(jù)能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識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實體，BGF實體將其與相應(yīng)的媒體映射關(guān)系關(guān)聯(lián)，并對利用該媒體映射關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)的媒體流進行QoS控制。
所述第一網(wǎng)絡(luò)實體通過擴展的接口將所述地址信息、標識和QoS信息發(fā)送到第二網(wǎng)絡(luò)實體，第二網(wǎng)絡(luò)實體通過擴展的接口將所述地址信息和標識透傳至BGF實體。
第一網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實體；P-CSCF實體與SPDF/PDF實體之間為擴展的Gq’接口，SPDF/PDF實體與BGF實體之間為擴展的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)功能實體建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系時綁定用戶所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標識，在后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)用戶側(cè)發(fā)送的媒體流時通過源地址和網(wǎng)絡(luò)標識查詢媒體映射關(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策略對通過該媒體映射關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)的媒體流進行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，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)中通過會話請求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)明實施例中實現(xiàn)在BGF中的媒體映射關(guān)系中綁定VLAN標識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B為本發(fā)明實施例中通過注冊過程建立用戶標識和VLAN標識綁定的流程圖；圖8為本發(fā)明實施例中在用戶建立會話時建立媒體映射關(guān)系的流程圖；圖9為本發(fā)明實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)明實施例中多級NAT場景的系統(tǒng)示意圖；圖12為本發(fā)明實施例中實現(xiàn)BGF動態(tài)獲取VLAN信息的系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
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)系時綁定能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識。進一步的，在后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)媒體流時，利用媒體流中的源地址和能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識匹配所述媒體流映射關(guān)系確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體的端口。
本實施例主要以虛擬局域網(wǎng)VLAN用戶使用IMS業(yè)務(wù)為例進行詳細說明，其中，能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識采用VLAN標識。
參閱圖7A所示，不同VLAN的用戶通過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充當網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT設(shè)備。當VALN用戶注冊時，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。
本實施例中，通過擴展P-CSCF與BGF之間的接口，在用戶注冊時建立用戶和所在VLAN網(wǎng)絡(luò)的VLAN標識的綁定關(guān)系，在后續(xù)會話建立過程中BGF將VLAN標識與建立的媒體映射關(guān)系綁定。由于不同VLAN用戶通過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標識。BGF在接收到VLAN用戶發(fā)送的媒體流時，根據(jù)VLAN標識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，并通過該端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。
參閱圖7B所示，在用戶注冊時，IMS系統(tǒng)中的代理呼叫會話控制功能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REGISTER，該消息通過VLAN到達BGF。
步驟701BGF收到REGISTER消息，因為不同VLAN通過不同的物理接口接入BGF，通過接口信息BGF可以為UE1用戶分配網(wǎng)絡(luò)側(cè)的IP地址和端口，建立臨時的信令通道，完成后將注冊REGISTER請求前傳給P-CSCF。
步驟702P-CSCF判斷請求注冊用戶為私網(wǎng)用戶，則通過P-CSCF和BGF之間的接口，將BGF臨時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成功處理固化請求后，將UE1用戶所在VLAN網(wǎng)的VLANID通過響應(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)建立會話時媒體NAT的建立.完成后續(xù)的注冊請求處理后，P-CSCF將REGISTER消息前傳。此時已經(jīng)完成VLAN用戶信令NAT的穿越。
參閱圖8所示，VLAN用戶建立會話時，使用注冊時該用戶與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)出會話建立請求INVITE，用戶會話時需要的媒體流相關(guān)信息通過INVITE消息中的SDP消息體攜帶，該請求通過VLAN到達BGF。
步驟801BGF通過該用戶注冊時固化的信令通道將INVITE消息前傳給P-CSCF。
步驟802P-CSCF收到INVITE消息后，將UE1會話時的媒體相關(guān)信息下發(fā)給BGF，用于BGF建立用戶會話時的媒體映射，同時P-CSCF將注冊時與用戶綁定的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會話時的媒體流信息(IP地址和端口)和UE1關(guān)聯(lián)的VLAN ID，建立會話時的媒體映射對，通過響應(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)。此時完成主叫側(cè)用戶媒體映射的初始創(chuàng)建(完成會話建立可能經(jīng)過多次交互)。
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標識和源地址信息，并與媒體映射關(guān)系進行匹配以確定轉(zhuǎn)發(fā)端口，并確定的端口發(fā)送媒體流。
當會話需要作QoS控制時，此時場景請參閱圖9所示。在該場景中，不同的VLAN通過BGF不同的物理口接入，P-CSCF和BGF通過內(nèi)部接口(使用COPS協(xié)議)固化信令通道，因為該接口沒有規(guī)范，可能在BGF實現(xiàn)信令代理功能后取消。用戶要求的QoS服務(wù)是通過P-CSCF、SPDF、BGF之間的交互完成，P-CSCF與SPDF之間接口、SPDF和BGF之間接口是標準Gq’和Ia接口。
本實施例使媒體NAT映射的建立融合在QoS流程中，即通過擴展Gq’、Ia接口，支持媒體NAT映射建立和QoS控制。該場景中VLAN用戶的注冊流程同前述描述，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BGF實現(xiàn)信令代理功能后，該接口可以取消。對于會話流程，將在BGF建立會話的媒體映射對和實施QoS策略兩個流程合一，通過擴展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，也處理媒體NAT映射，從而簡化流程。參閱圖10所示，建立媒體映射關(guān)系的過程如下步驟1000VLAN中的UE1發(fā)出會話建立請求INVITE，用戶會話時需要的媒體流相關(guān)信息通過INVITE消息中的SDP消息體攜帶，該請求通過VLAN到達BGF。
步驟1001BGF通過該用戶注冊時固化的信令通道將INVITE消息前傳給P-CSCF。
步驟1002P-CSCF將UE1用戶會話時所需的媒體流的地址和端口信息、QoS信息、用戶注冊時綁定的VLAN ID通過擴展的Gq′接口給基于服務(wù)的策略決策功能SPDF，SPDF透傳給BGF區(qū)分不同的VLAN用戶建立媒體映射和指定QoS策略。
步驟1003SPDF收到請求后，根據(jù)本地策略計算最終控制QoS資源的策略決策，將策略決策信息、UE1用戶會話時的媒體流地址和端口信息、VLANID等信息通過擴展Ia接口下發(fā)給BGF。
步驟1004BGF根據(jù)UE1用戶會話時的媒體流地址和端口信息、VLAN ID信息建立會話時媒體映射通道，同時實施SPDF下發(fā)的QoS策略，完成后將處理結(jié)果通過擴展Ia接口上傳給SPDF設(shè)備。
步驟1005SPDF完成后續(xù)的QoS處理后，通過擴展Gq′接口將媒體映射信息透傳給P-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)。此時完成主叫側(cè)用戶媒體映射的初始創(chuàng)建。
步驟1007當被叫側(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，通過協(xié)商后只轉(zhuǎn)發(fā)音頻流，則通知刪除轉(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擴展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將媒體映射信息透傳給P-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，則不再進行步驟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)用場景，而不僅限于通過綁定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NAT的場景。在該場景中，VLAN用戶信令和媒體通道的建立完全同前述方案，對于媒體NAT，中間級聯(lián)的NAT設(shè)備1、2僅充當NAT功能，不會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，當不同的VLAN通過同一物理接口接入BGF時，BGF動態(tài)獲取VLAN信息，例如從SWITCH過來的數(shù)據(jù)包的IP頭中包含VLAN標識，用于指示該包來自哪個VLAN網(wǎng)，當BGF同一物理口收到含有不同VLAN標識的數(shù)據(jù)包時，BGF可以據(jù)此建立不同的NAT映射區(qū)分不同VLAN。當網(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，BGF可以在IP頭中加入相應(yīng)VLAN標識后前傳給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用戶的注冊和會話流程同樣適用圖12所示的場景。
對于區(qū)別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識不限于網(wǎng)絡(luò)標識，也可是網(wǎng)段信息等。
雖然本實施例以VLAN用戶使用IMS業(yè)務(wù)為例進行說明，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)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(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)實體獲取需要傳送的媒體流的地址信息，并將能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識和所述地址信息發(fā)送到邊界網(wǎng)關(guān)功能BGF實體；所述BGF實體根據(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)系中綁定所述標識。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在用戶注冊時獲取能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述標識為網(wǎng)絡(luò)標識或地址段信息。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實體進一步獲取需要傳送的媒體流的服務(wù)質(zhì)量QoS信息，并將所述標識、地址信息和QoS信息發(fā)送到負責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實體，第二網(wǎng)絡(luò)實體生成相應(yīng)的QoS策略，并將所述標識、地址信息和QoS策略發(fā)送到所述BGF實體，BGF實體實施該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)實體透傳所述地址信息和標識。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，通過擴展第一網(wǎng)絡(luò)實體與第二網(wǎng)絡(luò)實體之間的接口傳送所述媒體流的相關(guān)信息；通過擴展第二網(wǎng)絡(luò)實體與BGF實體之間的接口傳送所述地址信息、QoS策略和所述標識。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實體；所述P-CSCF實體與SPDF/PDF實體之間為擴展的Gq’接口，所述SPDF/PDF實體與BGF實體之間為擴展的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)實體獲取需要傳送的媒體流的相關(guān)信息并發(fā)送到負責(zé)QoS策略決策的第二網(wǎng)絡(luò)實體，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實體；BGF實體根據(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)信息進一步包括能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體將該標識發(fā)送到BGF實體，BGF實體將該標識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)實體在用戶注冊過程中獲取能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識。
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)實體透傳所述地址信息和標識。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述標識為網(wǎng)絡(luò)標識或地址段信息。
13.如權(quán)利要求8至12任一項所述的方法，其特征在于，通過擴展第一網(wǎng)絡(luò)實體與第二網(wǎng)絡(luò)實體之間的現(xiàn)有接口傳送所述媒體流的相關(guān)信息；通過擴展第二網(wǎng)絡(luò)實體與BGF實體之間的現(xiàn)有接口傳送所述地址信息、QoS策略和所述標識。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，第一網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實體；P-CSCF實體與SPDF/PDF實體之間為擴展的Gq’接口，SPDF/PDF實體與BGF實體之間為擴展的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實體；所述BGF實體根據(jù)能夠識別所述用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識和媒體流中的源地址信息，匹配綁定有能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識的媒體映射關(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)過多級網(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識；或者BGF動態(tài)的從媒體流中提取所述標識。
18.如權(quán)利要求15至17任一項所述的方法，其特征在于，所述標識為網(wǎng)絡(luò)標識或地址段信息。
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別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識，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實體，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制實體提供的所述地址信息和所述標識建立用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的媒體映射關(guān)系并綁定所述標識，以及在接收到用戶設(shè)備發(fā)送的媒體流時，根據(jù)能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識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實體，BGF實體進一步實施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)實體通過擴展的接口將所述地址信息、標識和QoS信息發(fā)送到第二網(wǎng)絡(luò)實體，第二網(wǎng)絡(luò)實體通過擴展的接口將所述地址信息和標識透傳至BGF實體。
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)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF實體，所述第二網(wǎng)絡(luò)實體為IMS網(wǎng)絡(luò)中的SPDF/PDF實體；P-CSCF實體與SPDF/PDF實體之間為擴展的Gq’接口，SPDF/PDF實體與BGF實體之間為擴展的Ia接口。
全文摘要
本發(fā)明公開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)功能實體不能正確轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的問題；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實體；所述BGF實體根據(jù)能夠識別所述用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識和媒體流中的源地址信息，匹配用于轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的、并且綁定有能夠識別用戶所在網(wǎng)絡(luò)的標識的媒體映射關(guān)系確定轉(zhuǎn)發(fā)媒體流的端口；以及BGF通過確定的端口轉(zhuǎn)發(fā)所述媒體流。本發(fā)明還同時公開了一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
文檔編號H04L12/24GK101043475SQ20061009449
公開日2007年9月26日 申請日期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, 簡海燕, 孟慶鋒, 蘇煒, 劉慈, 文楷, 黃福清, 薛莉莉 申請人:華為技術(shù)有限公司