МЕХАНИЗМ ОБНАРУЖЕНИЯ СЕРВЕРА
MECHANISM OF SERVER DETECTION

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение касается механизма, используемого для обнаружения функции приложения или сервера, используемого для связи. В частности, данное изобретение относится к улучшенному механизму, гарантирующему, что элемент управления сетью, такой как шлюзовый элемент сети, и терминальное оборудование, такое как оборудование пользователя, при установлении соединения установят связь с одним и тем же сервером/прокси-сервером, таким как прокси-функция управления вызовом (Proxy-Call State Control Function, P-CSCF) в сети подсистемы передачи мультимедийных сообщений на базе протоколов Интернета (Internet Protocol, IP) (IP Multimedia Subsystem, IMS).
Для целей данного изобретения, которое будет описано ниже, следует отметить, что
rd
- терминальное оборудование или оборудование пользователя (User Equipment, UE) может быть, например, любым устройством, посредством которого пользователь может получать доступ к сети связи; это подразумевает мобильный телефон, так же как и немобильные устройства и сети, независимо от базовой технологической платформы, на которой они основаны; только в качестве примера следует отметить, что оборудование связи, используемое согласно принципам, стандартизированным организацией Проект сотрудничества по созданию системы третьего поколения (3 Generation Partnership Project, 3GPP), и известное, например, как терминалы универсальной мобильной системы связи (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS), является подходящим для того, чтобы использоваться в связи с данным изобретением; однако терминальное оборудование или оборудование пользователя также может быть таким, которое использует функции и компоненты, специфицированные рабочей группой по инженерным проблемам Интернета (Internet Engineering Task Force, IETF);
- когда здесь ссылка делается на вызов или сеанс связи, это иллюстрирует только общий пример соединения для любого контента; контент, в том смысле, в каком он употребляется в данном изобретении, означает мультимедийные данные по меньшей мере одного из следующих видов: аудиоданные (например, речь), видеоданные, данные изображения, текстовые данные и метаданные, описывающие атрибуты данных аудио, видео, изображения и/или текста, какую-либо их комбинацию или даже, альтернативно или дополнительно, другие данные, такие как, например, машинный код прикладной программы, к которому должен быть получен доступ или который должен быть загружен;
- шаги способа, которые, вероятно, будут осуществляться как части программного кода и выполняться с использованием процессора в одном из объектов, описанных ниже, являются независимыми от программного кода и могут быть определены с использованием какого-либо известного или разработанного в будущем языка программирования;
- шаги способа и/или устройства, которые, вероятно, будут осуществляться как компоненты оборудования в одном из объектов, являются независимыми от аппаратных средств и могут быть реализованы с применением какой-либо из известной или разработанной в будущем технологии аппаратных средств или каких-либо их гибридов, таких как интегральные схемы на структуре металл-оксид-полупроводник (Metal-Oxide-Semiconductor, MOS), на комплементарной структуре металл-оксид-полупроводник (Complementary MOS, CMOS), интегральные схемы, выполненные с применением биполярной CMOS-технологии (Bipolar CMOS, BiCMOS), эмиттерно-связанная логика (Emitter-Coupled Logic, ECL), транзисторно-транзисторная логика (Transistor-Transistor Logic, TTL) и т.д., с использованием, например, компонентов специализированных интегральных схем (Application Specific IC, ASIC) или компонентов для обработки цифровых сигналов (Digital Signal Processing, DSP);
- вообще, любой шаг способа является подходящим для реализации в виде программных или аппаратных средств без изменения идеи данного изобретения;
- устройства или средства либо клиенты/серверы могут быть реализованы как отдельные устройства или средства, но это не исключает, что они реализуются распределенным образом по всей системе, пока сохраняются функциональные возможности устройства.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
rd
В последние годы во всем мире имело место возрастающее расширение сетей связи, например сетей на основе проводной связи, таких как цифровая сеть с интеграцией служб (Integrated Services Digital Network, ISDN), или беспроводные сети, такие как система по стандарту множественного доступа с кодовым разделением каналов CDMA-2000 (Code Division Multiple Access, CDMA), системы сотовой подвижной радиосвязи третьего поколения (3rd Generation, 3G), подобные UMTS, системы сотовой подвижной радиосвязи второго поколения (2nd Generation, 2G), подобные глобальной системе подвижной связи (Global System for Mobile communications (GSM), системы пакетной радиосвязи общего пользования (General Packet Radio System, GPRS), увеличенные скорости передачи данных для эволюции GSM (Enhanced Data Rates for Global Evolutions, EDGE), или другая система радиосвязи, такая как беспроводная локальная сеть (Wireless Local Area Network, WLAN). Различные организации, такие как 3GPP, технический комитет по конвергенции служб и протоколов сетей связи и Интернета для усовершенствованных сетей (Telecoms & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks, TISPAN), Международный Союз по телекоммуникациям (International Telecommunication Union, ITU), Проект сотрудничества по созданию системы третьего поколения, номер 2 (3Generation Partnership Project 2, 3GPP2), IETF, компания CableLabs и т.п. работают над стандартами для сети электросвязи и сред многостанционного доступа.
Современной технологией для объединения Интернета с миром сотовых систем подвижной радиосвязи является подсистема передачи мультимедийных сообщений на базе протоколов Интернет или IMS. Подсистема IMS представляет собой стандартизированную архитектуру для операторов, намеревающихся предоставлять мобильные и фиксированные мультимедийные услуги. Подсистема IMS использует реализацию передачи речи по протоколу IP (Voice over IP, VolP), которая основана на стандартизированной организацией 3GPP реализации протокола инициирования сеансов связи (Session Initiation Protocol, SIP) и выполняется поверх стандартного протокола IP. Поддерживаются как системы связи с пакетной коммутацией (Packet-Switched, PS), так и с коммутацией каналов (Circuit Switched, CS).
Когда соединение или сеанс связи должен быть начат, должен быть установлен канал связи и должны быть выполнены различные процессы конфигурирования, чтобы настроить необходимые элементы сети, а также установить для подключения правила политики и начисления платы.
Один пример шагов, выполняемых во время установления соединения связи, показан на фиг.6.
На фиг.6 изображена упрощенная диаграмма сигнализации, иллюстрирующая передачу сигналов во время установления соединения связи между терминальным оборудованием (UE) и сетью. Сеть содержит элемент управления сетью, такой как шлюзовый узел поддержки GPRS (GPRS Gateway Service Node, GGSN), в качестве основного элемента сети, и узел сервера, такой как функция P-CSCF подсистемы IMS, а также элемент управления политикой, такой как функция правил политики и начисления платы (Policy and Charging Rules Function, PCRF), функция выбора политики (Policy Decision Function, PDF) или подсистема управления ресурсами и доступом (Resource and Admission Control Sub-system RACS). В примере диаграммы на фиг.6 функции (функциональные элементы) PCRF и P-CSCF изображены как части одного элемента сети (совместно размещенными). Однако следует отметить, что эти элементы также могут быть отдельными элементами. В качестве протокола для управления интерфейсом можно использовать протокол Diameter (например, в случае использования 3GPP Rel.7), но могут использоваться также и другие протоколы, которые известны специалистам в данной области техники.
На шаге 1 оборудование UE активизирует первичный контекст протокола пакетной передачи данных (Packet Data Protocol, PDP), посылая соответствующий запрос к сети, то есть к узлу GGSN. На шаге 2 узел GGSN выбирает элемент управления политикой (например, внешнюю или совместно размещенную функцию PCRF), чтобы установить связь на основании предоставляемой идентификации пользователя, например, международного ISDN-номера подвижной станции (Mobile Subscriber ISDN, MSISDN). Затем, на шаге 3, узел GGSN посылает начальное сообщение запроса контроля кредита (Credit Control Request, CCR) в выбранный элемент управления политикой. Это сообщение содержит пару атрибут-значение (Attribute Value Pair, AVP) Context-Type (тип контекста), установленную на PRIMARY (ПЕРВИЧНЫЙ) и IP-адрес, назначенный оборудованию UE. Хотя сеансов связи подсистемы IMS нет, элемент управления политикой авторизует, на шаге 4, активизацию первичного PDP контекста, посылая начальное сообщение ответа контроля кредита (Credit Control Answer, CCA) с парой AVP Result-Code, установленной на SUCCESS (УСПЕХ). Элемент управления политикой может установить предел максимального качества обслуживания (Quality of Service, QoS) для первичного (общего назначения) PDP контекста согласно политике оператора (например, максимальному классу трафика: интерактивного или фонового) и может послать предварительно сконфигурированные правила загрузки, если предварительно сконфигурированное правило, установленное для PDP контекста общего назначения, предусмотрено в элементе управления политикой. На шаге 5 узел GGSN активизирует первичный PDP контекст. Список функций P-CSCF может быть возвращен в UE. Если элемент управления политикой и сервер P-CSCF расположены совместно, то те же самые обнаруженные адреса посылают в UE. На шагах 8 и 9 UE успешно регистрируется для подсистемы IMS через сервер P-CSCF. Узел GGSN будет посылать будущие запросы выбранному элементу управления политикой, такому как функция PCRF.
В основном, существует три стандартных механизма обнаружения (или выбора) сервера P-CSCF:
- Адрес сервера P-CSCF может быть получен в результате процедуры обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста GPRS/PDP элементом управления сетью (таким как узел GGSN). В связи с этим следует отметить, что функция поддержки политики и начисления платы (Policy and Charging Enforcement Function, PCEF), которая расположена в узле GGSN, может обслуживаться одним или несколькими узлами PCRF. Функции PCEF может осуществлять связь с соответствующей функцией PCRF на основе сети пакетной передачи данных (Packet Data Network, PDN), подключенной к ней, вместе с информацией идентификации оборудования UE (если она доступна), которая может быть специфической для сети доступа на базе протокола IP (IP Connectivity Access Network, IP-CAN). Возможно, что та же самая функция PCRF осуществляет связь с определенным оборудованием UE независимо от используемой сети IP-CAN.
- Самые первые терминалы осуществляют связь только с предварительно сконфигурированным адресом сервера P-CSCF, принятым по технологии конфигурирования и управление по радио (Over The Air, OTA). Это означает, что адрес или логическое имя сервера P-CSCF должно быть сконфигурировано в оборудовании UE.
- Адрес сервера P-CSCF может быть принят в результате запроса протокола динамической конфигурации хоста (Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP) (то есть так называемого механизма обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP). Кроме того, известны некоторые частные решения для обнаружения сервера.
Однако, как указано выше, есть несколько возможных механизмов, предложенных для выбора сервера (P-CSCF), из которых в определенных архитектурах сетей работает только выбор сервера P-CSCF на основе контекста PDP. Таким образом, может иметь место случай, когда оборудование UE выбрало (например, вследствие запроса протокола DHCP) сервер P-CSCF, отличный от того, с которым устанавливает связь узел GGSN, или узел GGSN устанавливает связь с элементом управления политикой (например, функцией PCRF), не подключенным к тому же серверу P-CSCF, с которым оборудование UE установило связь.
Соответствующий пример показан на фиг.7. На фиг.7 показана упрощенная диаграмма сигнализации, иллюстрирующая передачу сигналов во время установления соединения связи между терминальным оборудованием (UE) и сетью установления соединения, которая подобна диаграмме на фиг.6 (следует отметить, что одинаковые шаги на фиг.6 и 7 обозначены одинаковыми позициями, поэтому соответствующее описание опущено).
Шаги 1-5 на фиг.7 эквивалентны шагам 1-5 на фиг.6. Это означает, что узел GGSN активизировал контекст PDP после осуществления связи с сервером P-CSCF, выбранным им (то есть PCRF/P-CSCF1; шаг 2). Однако в случае, если механизм обнаружения сервера P-CSCF, используемый оборудованием UE, является, например, механизмом обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP, узел GGSN не может знать, какой сервер P-CSCF выбран оборудованием UE. Это может привести к ситуации, в которой оборудование UE выбирает другой сервер P-CSCF (то есть PCRF/P-CSCF2), чем выбранный узел GGSN, и передает соответствующее сообщение регистрации (шаг 8) на этот (второй) сервер P-CSCF2. Сервер Р-CSCF2 отвечает на сообщение регистрации сообщением 200 OK SIP (шаг 9), о том, что регистрация SIP была успешной. Однако, когда оборудование UE посылает сообщение INVITE (ПРИГЛАШЕНИЕ), такое как OFFER (ПРЕДЛОЖЕНИЕ) протокола описания сеанса связи (Session Description Protocol, SDP), на сервер P-CSCF 2 (шаг 10), PCRF/P-CSCF2 будет пробовать определить соединения восходящей линии (Uplink, UL)/нисходящий линии (Downlink, DL) сети, выполнить авторизацию качества обслуживания (Quality of Service, QoS) и определить категорию трафика для потоков мультимедийной информации для соединения (шаг 11). Так как PCRF/P-CSCF2 не является сервером, первоначально выбранным и установившим связь посредством узла GGSN для оборудования UE, будет иметься несоответствие. Следовательно, сеанс SIP не сможет быть успешно установлен, о чем оборудование UE уведомляется на шаге 13 соответствующим ответом SDP.
В современных архитектурах сетей, таких как сети 3GPP, является обязательным, чтобы оборудование UE могло свободно решать, какой из описанных механизмов оно будет использовать для получения адреса сервера P-CSCF. Так, выбор механизма обнаружения сервера P-CSCF выполняется логикой терминалов. Однако это может вызвать конфликт, так как в некоторых из современных архитектур единственным механизмом, пригодным для использования для обнаружения сервера P-CSCF, является механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP.
Кроме того, в настоящее время в эксплуатации есть такие терминалы, которые поддерживают обнаружение сервера P-CSCF на основе только технологии ОТА или только протокола DHCP, но не имеют поддержки механизма обнаружения сервера P-CSCF на основе GPRS или на основе контекста PDP.
Таким образом, возникает проблема, когда при использовании существующих механизмов обнаружения узел GGSN использует один механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе GPRS/PDP контекста и не знает сервера P-CSCF, выбранного оборудованием UE, использующим, например, обнаружение P-CSCF на основе протокола DHCP (или альтернативно адрес или логическое имя P-CSCF было сконфигурировано в оборудовании UE), и могут быть выбраны различные серверы P-CSCF, так что сеанс SIP не сможет быть установлен.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, целью данного изобретения является предложить улучшенный механизм выбора сервера, такого как функция P-CSCF, для соединения связи. В частности, целью данного изобретения является создание механизма, гарантирующего, что все виды терминалов посылают сообщение регистрации (такой как регистрация SIP) на тот же самый сервер/прокси-сервер (подобный P-CSCF), который был выбран заранее элементом управления сетью, таким как узел GGSN системы GPRS, или на сервер (P-CSCF), подключенный к тому элементу управления политикой (например, функции PDF, функции PCRF, подсистеме RACS), с которым элемент управления сетью (узел GGSN) установил связь ранее (в зависимости от развертывания сети).
Эта цель достигается мерами, определяемыми в прилагаемой формуле изобретения.
В частности, согласно одному аспекту предложенного решения, предлагается, например, способ, включающий выполнение первого выбора сервера на основе первой процедуры обнаружения, прием сообщения запроса, связанного со вторым выбором сервера на основе второй процедуры обнаружения, и ответ на сообщение запроса посредством передачи информации об адресе сервера, выбранного при первом выборе на основе первой процедуры обнаружения.
Согласно другому аспекту предложенного решения предлагается, например, устройство, содержащее блок выбора, сконфигурированный для выполнения выбора сервера на основе первой процедуры обнаружения, приемный блок, сконфигурированный для приема сообщения запроса, связанного со вторым выбором сервера на основе второй процедуры обнаружения, процессор, сконфигурированный для обработки сообщения запроса и ответа на сообщение запроса посредством передачи информации об адресе сервера, выбранного при первом выборе на основе первой процедуры обнаружения.
Согласно еще одному аспекту предложенного решения предлагается, например, компьютерный программный продукт для компьютера, содержащий части программного кода, которые, когда упомянутый продукт выполняется в компьютере, заставляют упомянутый компьютер функционировать в качестве элемента управления сетью для соединения терминального оборудования через сеть, причем компьютерный программный продукт сконфигурирован для выполнения первого выбора сервера на основе первой процедуры обнаружения, приема сообщения запроса, связанного со вторым выбором сервера на основе второй процедуры обнаружения, обработки сообщения запроса и ответа на сообщение запроса посредством передачи информации об адресе сервера, выбранного при первом выборе на основе первой процедуры обнаружения.
Согласно дополнительным усовершенствованиям предложенное решение может включать один или несколько из следующих признаков:
- первый выбор может выполняться шлюзовым элементом сети, а второй выбор может выполняться терминальным оборудованием;
- выполнение выбора, прием и ответ может выполняться элементом агента ретрансляции;
- первая процедура обнаружения может быть механизмом обнаружения на основе контекста протокола пакетной передачи данных;
вторая процедура обнаружения может быть механизмом обнаружения на основе протокола динамической конфигурации хоста;
- выбираемый сервер может содержать по меньшей мере один из сервера функции приложения и прокси-сервера; тогда сервер функции приложения может содержать прокси-функцию управления вызовом;
- элемент агента ретрансляции может входить в состав шлюзового элемента сети;
- может быть предусмотрен по меньшей мере один элемент управления политикой; кроме того, только один элемент управления политикой может назначаться серверу;
- альтернативно, множество элементов управления политикой может предоставляться серверу, причем может выполняться заранее заданный механизм балансирования загрузки, чтобы выбирать один и тот же из множества элементов управления политикой; и заранее заданный механизм балансирования загрузки может выполняться в сервере и в шлюзовом элементе сети.
Согласно еще одному аспекту предложенного решения предлагается, например, способ, включающий выполнение первого выбора сервера на основе первой процедуры обнаружения, прием сообщения запроса, связанного со вторым выбором сервера на основе второй процедуры обнаружения, пересылку информации, включенной в сообщение запроса, на сервер конфигурации, подключенный к сети связи, прием в ответ от сервера конфигурации информации об адресе, обработку принятой информации об адресе на основе первой процедуры обнаружения и ответ на сообщение запроса посредством передачи информации об адресе, извлеченной при обработке принятой информации об адресе.
Согласно еще одному аспекту предложенного решения предлагается, например, устройство, содержащее блок выбора, сконфигурированный для выполнения выбора сервера на основе первой процедуры обнаружения, приемный блок, сконфигурированный для приема сообщения запроса, связанного со вторым выбором сервера на основе второй процедуры обнаружения, блок пересылки, сконфигурированный для пересылки информации, включенной в сообщение запроса, на сервер конфигурации, подключенный к сети связи, процессор, сконфигурированный для обработки информации об адресе, принимаемой в ответ от сервера конфигурации, на основе первой процедуры обнаружения и для ответа на сообщение запроса посредством передачи информации об адресе, извлеченной при обработке принятой информации об адресе.
Согласно еще одному аспекту предложенного решения предлагается, например, компьютерный программный продукт для компьютера, содержащий части программного кода, которые, когда упомянутый продукт выполняется на компьютере, заставляют упомянутый компьютер функционировать в качестве элемента управления сетью для соединения терминального оборудования через сеть, причем компьютерный программный продукт сконфигурирован для выполнения первого выбора сервера на основе первой процедуры обнаружения, приема сообщения запроса, связанного со вторым выбором сервера на основе второй процедуры обнаружения, пересылки информации, включенной в сообщение запроса, от элемента агента ретрансляции на сервер конфигурации, подключенный к сети связи, приема в ответ от сервера конфигурации информации об адресе, обработки принятой информации об адресе на основе первой процедуры обнаружения и ответа на сообщение запроса посредством передачи информации об адресе, извлеченной при обработке полученной информации об адресе.
Согласно дополнительным усовершенствованиям предложенное решение может включать один или несколько из следующих признаков:
- выполнение выбора, прием, пересылка, обработка и ответ могут выполняться элементом агента ретрансляции;
- первая процедура обнаружения может быть механизмом обнаружения на основе контекста протокола пакетной передачи данных;
- вторая процедура обнаружения может быть механизмом обнаружения на основе протокола динамической конфигурации хоста;
- выбираемый сервер может содержать прокси-функцию управления вызовом;
- элемент агента ретрансляции может входить в состав шлюзового элемента сети;
- может быть предусмотрен по меньшей мере один элемент управления политикой;
- заранее заданный механизм балансирования загрузки может быть выполнен в сервере и в шлюзовом элементе сети.
Согласно еще одному аспекту предложенного решения предлагается, например, устройство, содержащее средства выбора для выполнения выбора сервера на основе первой процедуры обнаружения, приемные средства для приема сообщения запроса, связанного со вторым выбором сервера на основе второй процедуры обнаружения, средства обработки для обработки сообщения запроса и средства ответа для ответа на сообщение запроса посредством передачи информации об адресе сервера, выбранного при первом выборе на основе первой процедуры обнаружения.
Согласно еще одному аспекту предложенного решения предлагается, например, система, содержащая по меньшей мере первый и второй сервер, элемент управления сетью, выполняющий первый выбор первого сервера на основе первой процедуры обнаружения, терминальное оборудование, выполняющее второй выбор второго сервера на основе второй процедуры обнаружения, причем второй сервер сконфигурирован для приема сообщения запроса от терминального оборудования, определения первого сервера, выбранного элементом управления сетью связи, и пересылки сообщения запроса услуги на первый сервер на основе сообщения запроса, принятого от терминального оборудования.
На основе предложенных решений возможно гарантировать, что соединение, такое как сеанс связи SIP, для терминала или оборудования UE, которое не поддерживает заранее заданный механизм обнаружения сервера, но использует механизм обнаружения, отличный от используемого элементом управления сетью связи, будет устанавливаться должным образом, независимо от того, терминал какого типа используется или какой вид доступа выбирается. Другими словами, можно избежать того, что сеанс связи и т.п.будет отклонен из-за несоответствия серверов (P-CSCF), выбранных оборудованием UE и элементом управления сетью, соответственно.
Вышеупомянутые и другие цели, отличительные признаки и преимущества изобретения станут более очевидными после обращения к описанию и сопроводительным чертежам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показана схема, иллюстрирующая упрощенную структуру сети, включая архитектуру управления политикой и начислением платы, в которой может быть применено данное изобретение.
На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая детали шлюзового элемента сети в структуре сети, показанной на фиг.1.
На фиг.3 показана блок-схема, иллюстрирующая способ обнаружения сервера согласно первому примеру осуществления данного изобретения.
На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая способ обнаружения сервера согласно второму примеру осуществления данного изобретения.
На фиг.5 показана схема, иллюстрирующая ситуацию соединения между элементами сети после того, как выполнен механизм обнаружения сервера.
На фиг.6 показана схема сигнализации, иллюстрирующая выбор сервера P-CSCF согласно известному уровню техники.
На фиг.7 показана схема сигнализации, иллюстрирующая выбор сервера P-CSCF согласно известному уровню техники.
На фиг.8 показана схема сигнализации, иллюстрирующая выбор сервера P-CSCF согласно первому альтернативному примеру.
На фиг.9 показана схема, иллюстрирующая механизм обеспечения широкополосного доступа.
На фиг.10 показана блок-схема, иллюстрирующая выбор сервера Р-CSCF согласно первому альтернативному примеру.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ФОРМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже примеры и формы осуществления данного изобретения описываются со ссылкой на чертежи. Чтобы иллюстрировать данное изобретение, примеры и формы осуществления изобретения будут описаны в связи с системой 3GPP, в которой должно быть установлено соединение сеанса связи для функции приложения (Application Function, AF) сети IMS, то есть соединение передачи мультимедийной информации или сеанс связи терминала, расположенного в этой сети IMS. Однако следует отметить, что данное изобретение не ограничено применением в такой системе или среде, но применимо также и в других сетевых системах, типах соединений и т.п., например, в системе управления политикой TISPAN.
Основная архитектура сети системы связи, содержащая механизмы начисления платы и выполнения сеанса, может быть выполнена в виде общеизвестной архитектуры сети IMS. Такая архитектура сети содержит несколько узлов управления или функций CSCF, которые являются серверами SIP или прокси-серверами, выполняющими несколько функций (такими как запрашивающая CSCF (Interrogating CSCF, 1-CSCF), прокси-сервер CSCF (Proxy CSCF, P-CSCF), обслуживающая CSCF (Serving CSCF, S-SCSF)), и используемыми для обработки пакетов сигнализации SIP в подсистеме IMS. Кроме того, предусматриваются функциональные возможности для начисления платы, подобные подсистеме начисления платы независимо от времени оказания услуги (Offline Charging System, OFCS) или подсистеме начисления платы в режиме реального времени (Online Charging System, OCS), которые используются для управления начислением платы. Кроме того, сетевые узлы, подобные функции управления на границе между сетями разных провайдеров (Interconnect Border Control Function, IBCF), функции определения местоположения абонента (Subscription Locator Function, SLF) и серверу домашних абонентов (Home Subscriber Server, HSS), которые запрашиваются через интерфейсы от 1-CSCF, являются частью полной архитектуры. Общие функции и взаимосвязи этих элементов известны специалистам и описаны в соответствующих спецификациях, поэтому их подробное описание здесь опущено. Однако следует отметить, что предлагается несколько дополнительных элементов сети и каналов сигнализации, используемых для соединения связи.
Кроме того, элементы сети и их функции, описанные здесь, могут быть реализованы программными средствами, например, компьютерным программным продуктом для компьютера, или аппаратными средствами. В любом случае для того, чтобы выполнять соответствующие им функции, используемые устройства или серверы/клиенты, такие как терминальное оборудование, элемент управления базовой сетью связи, CSCF, элемент подсистемы сети доступа, подобный элементу подсистемы базовой станции (Base Station System, BSS) или элементу сети радиодоступа (Radio Access Network, RAN) и т.п., содержат несколько средств и компонентов (не показанных), которые требуются для управления, обработки и функциональных возможностей связи/сигнализации. Такие средства могут включать, например, процессор для выполнения команд, программ и для обработки данных, средства для хранения команд, программ и данных, также служащие в качестве рабочей области процессора и т.п. (например, постоянное запоминающее устройство (Read-Only Memory, ROM), оперативное запоминающее устройство (Random-Access Memory, RAM), электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM) и т.п.), средства ввода для ввода данных и команд программного обеспечения (например, дискета, компакт-диск, постоянное запоминающее устройство (Compact Disc Read Only Memory, CD-ROM), EEPROM и т.п.), средства интерфейса пользователя для обеспечения пользователю возможностей контроля и манипуляции (например, экран, клавиатура и т.п.), интерфейсные средства для установления линий связи и/или соединений под управлением процессора (например, проводные и беспроводные интерфейсные средства, антенна и т.д.) и т.п. Это означает, что соответствующие части сети, подобные домену IMS, могут содержать несколько непоказанных элементов и/или функциональных возможностей, которые известны, однако, специалистам в данной области техники и поэтому не описаны здесь более подробно.
На фиг.1 показана упрощенная структура сети, включая архитектуру управления политикой и начислением платы, в которой применимо данное изобретение. Позиция 1 обозначает шлюзовый (Gateway, GW) элемент сети в качестве элемента управления сетью, такой как узел GGSN. Шлюз GW или узел GGSN 1 могут включать функцию поддержки управления и начисления платы (PCEF), охватывающую функциональные возможности обнаружения потока IP услуги, поддержки политики и начисления платы на основании потока IP. Позиция 2 обозначает функцию приложения сети IMS, такую как Р-CSCF. Позиция 2а обозначает другой сервер (или множество серверов) или прокси-сервер (или множество прокси-серверов), подключаемый к сети. Позиция 3 обозначает элемент управления политикой, такой как функция PCRF, который координирует сетевые ресурсы, чтобы удовлетворить потребности пользователей, которые авторизованы использовать запрашиваемые услуги, и охватывает функциональные возможности решения управления политикой и управления начислением платы на основании потока IP. Хотя ниже элемент 3 управления политикой описан как функция PCRF, следует отметить, что элемент управления политикой также может быть функцией PDF или подсистемой RACS. Функция PCRF 3 позволяет использовать статические правила начисления платы и динамическое управление в дополнение к начислению платы на основании правил. Функция динамического управления достигается через взаимодействие в реальном масштабе времени с PCEF 11. Шлюз GW 1 (PCEF 11) подключен к функции PCRF 3 через интерфейс Gx, который основан, например, на протоколе Diameter, и AF (или сервер P-CSCF) 2 подключен к функции PCRF 3 через интерфейс Rx (дополнительный сервер или серверы 2a могут быть подключены также к элементу управления политикой посредством соответствующих интерфейсов). Как упомянуто выше, вместо протокола Diameter, в зависимости от архитектуры сети, возможно также использование протокола другого вида.
Позиция 4 обозначает сервер конфигурации, такой как сервер протокола DHCP, пригодный для использования для обнаружения сервера на основе протокола DHCP. Например, сервер 4 конфигурации связан с сетью через элемент агента ретрансляции, такой как агент ретрансляции DHCP (не показанный на фиг.1) в шлюзовом элементе 1 сети.
Позиция 5 обозначает подсистему OFCS. Позиция 6 обозначает подсистему OCS, содержащую, например, узел 61 управления услугами (Service Control Point, SCP) настраиваемого программного приложение для предоставления интеллектуальных услуг в сетях мобильной связи стандарта GSM (Customized Applications for Mobile Enhanced Logic, CAMEL) и блок 62 контроля кредитоспособности на основе потока данных услуги. Подсистема OFCS 5 подключена к шлюзу 1 через интерфейс Gz и подсистема OCS 6 подключена к шлюзу 1 через интерфейс Gy.
Позиция 7 обозначает хранилище профилей абонентов (Subscription Profile Repository, SPR), содержащее всю информацию, связанную с абонентами и подпиской, которая необходима для политик на основе подписки и политики уровня доступа и правил начисления платы элементом управления политикой (здесь функция PCRF), который подключен к функции PCRF через интерфейс Sp.
Позиция 8 обозначает терминал или оборудование пользователя (UE), для которого соединение связи или сеанс должен быть установлены с сетью посредством элемента управления сетью (узла GGSN) 1. Подключение терминала 8 к сети выполняется посредством соответствующих интерфейсов и подсистем (например, подсистемы сети доступа), которые хорошо известны.
В системе на фиг.1 функции PCRF 3 и P-CSCF 2 показаны как отдельные элементы. Однако, вместо того, чтобы быть внешним элементом сети, функция PCRF 3 может быть совместно расположена в P-CSCF 2.
На фиг.2 показана более подробная схема шлюзового элемента 1 сети согласно фиг.1. Следует отметить, что те же самые ссылочные позиции используются для эквивалентных элементов, поэтому их дальнейшее описание здесь опущено.
Позиция 12 обозначает элемент агента ретрансляции, который является пригодным для использования в механизме обнаружения, реализуемом между терминалом и сетью, например, в связи с механизмом обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP. Элемент 12 агента ретрансляции содержит процессор 121 для выполнения обработки и управления ею в соответствующем механизме обнаружения.
Позиция 122 обозначает интерфейс или элемент ввода-вывода (Input/Output, I/O) для осуществления связи между элементом 12 агента ретрансляции (то есть процессором 121) и оборудованием UE. Это означает, что через элемент I/O 122 данные, такие как сообщения запросов и ответов, передаются между элементом 12 агента ретрансляции и оборудованием UE.
Позиция 123 обозначает интерфейс или элемент ввода-вывода (I/O) для осуществления связи между элементом 12 агента ретрансляции (то есть процессором 121) и сервером конфигурации, используемым для получения информации об адресе в механизме обнаружения, таком как сервер протокола DHCP. Это означает, что через элемент I/O 123 данные, такие как сообщения запроса и ответа, передаются между элементом 12 агента ретрансляции и сервером конфигурации. В частности, информация сообщения запроса от оборудования UE может пересылаться через этот элемент I/O 123.
Позиция 124 обозначает память для хранения в ней данных, таких как компьютерный программный продукт, выполняемый процессором 121, и буферизации информации об адресе, принимаемой от другого элемента для ее пересылки. Память служит также рабочей областью для процессора 121.
Позиция 13 обозначает блок выбора, посредством которого шлюзовый элемент 1 сети способен выполнять механизм обнаружения сервера другого типа, такой как механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP. Блок 13 выбора подключен к сети, чтобы получать информацию об адресах серверов, таких как один или несколько серверов P-CSCF, и выбора одного из этих серверов для установления соединения связи для оборудования UE (соответствующего, например, шагу 2 на фиг.6). Выбор одного из серверов, то есть одного сервера P-CSCF, основан на заранее заданном алгоритме, известном специалистам в данной области техники.
Следует отметить, что информация, отыскиваемая блоком выбора 13, такая как информация об адресе одного или нескольких серверов/прокси-серверов, выбранных шлюзовым элементом 1 сети в процедуре обнаружения, основанной, например, на контексте PDP, может предоставляться блоком выбора 13 элементу 12 агента ретрансляции и сохраняться там, например, в памяти 124, для дальнейшей обработки.
В ситуации, в которой вовлеченные в установление соединения или сеанса связи блоки, такие как терминальное оборудование или UE 8 и элемент управления сетью или шлюзовый элемент сети (узел GGSN) 1, для выбора сервера/прокси-сервера, такого как P-CSCF 2, для сеанса связи используют другой механизм обнаружения, необходимо гарантировать выбор этими блоками того же самого сервера/прокси-сервера, чтобы установление сеанса связи было успешным. Например, можно предположить ситуацию, в которой узел GGSN 1 использует механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP, а оборудование UE использует механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP.
Согласно первому примеру осуществления данного изобретения элемент агента ретрансляции, используемый для механизма обнаружения второго типа, применяемого терминалом, используется для передачи соответствующей информации об адресе, чтобы гарантировать, что все виды терминалов (которые использует механизм обнаружения не первого, а другого (второго) типа), будут посылать сообщение регистрации (например, регистрации SIP) на тот же сервер/прокси-сервер (то есть P-CSCF), с которым шлюзовый узел сети (GGSN) устанавливает связь в результате обнаружения сервера P-CSCF, основанного на первом механизме обнаружения (например, механизме обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP контекста), или на сервер P-CSCF, связанный с элементом управления политикой (например, функцией PCRF), с которым узел GGSN установил связь ранее (в зависимости от развертывания сети (NW)), или на сервер Р-CSCF, предварительно сконфигурированный (например, фиксированной предварительной установкой соответствующего адреса) для работы с элементом управления политикой (функцией PCRF), которому узел GGSN уже послал запрос Diameter ранее. Например, в случае, если терминал использует механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP, элемент агента ретрансляции является элементом агента ретрансляции DHCP, расположенным в шлюзовом элементе сети. Элемент агента ретрансляции отвечает на запрос прокси-сервера на основе протокола DHCP, посланный терминалом от имени (нормально отвечающего) сервера DHCP, когда шлюзовый элемент сети, использующий механизм обнаружения на основе PDP контекста, установил связь с сервером P-CSCF для установления сеанса.
На фиг.3 показана блок-схема, иллюстрирующая выбор сервера/прокси-сервера согласно этому первому примеру. На шаге S10, шлюзовый элемент 1 сети выполняет первый механизм обнаружения для выбора прокси-сервера, такой как механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP контекста, и выбирает определенный сервер P-CSCF. Выбор может выполняться, например, блоком 13 выбора. Детали механизма обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP контекста известны специалистам в данной области техники и поэтому здесь подробно не описываются.
Затем, на шаге S20, выбор прокси-сервера, основанный на механизме обнаружения второго типа, отличающемся от используемого шлюзовым элементом 1 сети, начинается терминалом (UE) 8. Терминал 8 использует механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP, описанный выше. Поэтому терминал 8 на шаге S30 посылает сообщение запроса к сети, чтобы установить связь с сервером DHCP для получения информации об адресах серверов P-CSCF, подходящих для выбора. Сообщение запроса принимается на шаге S40 элементом 12 агента ретрансляции DHCP шлюзового элемента 1 сети. Элемент 12 агента ретрансляции, то есть его процессор, информируется блоком 13 выбора, например, о том, что шлюзовый элемент сети уже установил связь с сервером P-CSCF в предыдущей процедуре обнаружения. Кроме того, информация об адресе по меньшей мере выбранного сервера P-CSCF передается из блока 13 выбора в элемент 12 агента ретрансляции и сохраняется, например, в памяти 124.
Следовательно, элемент агента ретрансляции отвечает на шаге S50 на сообщение запроса терминала 8 от имени сервера DHCP. Агент ретрансляции посылает информацию об адресе, связанную с сервером Р-CSCF, выбранным шлюзовым элементом 1 сети (блоком 13 выбора) в предыдущем механизме обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP, которая может храниться в памяти 124, и извлекает ее оттуда. Таким образом, выполнение обоих механизмов обнаружения приводит к выбору одного и того же сервера P-CSCF.
На основании этой информации обеспечивается возможность того, что узел GGSN 1 установит связь с корректным элементом управления политикой (таким как функция PCRF (внешним или расположенным совместно)). Сервер P-CSCF должен послать самую первую команду, такую как команда протокола Diameter, если используется этот тип протокола, элементу управления политикой (в этом примере - функции PCRF). Это означает, что конфигурация сети или механизм (например, механизм типа SLF, но с динамическим способом выбора) должны быть такими, которые гарантируют, что эти запросы будут находить тот же экземпляр элемента управления политикой (функции PCRF), с которым узел GGSN ранее установил связь.
Одна возможность гарантировать это состоит в том, чтобы конфигурировать зависимость между функциями PCRF и P-CSCF таким образом, чтобы имелся только один выделенный элемент PCRF, обслуживающий одну или несколько функций P-CSCF. Однако, если это не так, то есть в ситуации, в которой может быть много функций PCRF, обслуживающих каждую из функций P-CSCF, узел GGSN снабжается механизмом балансирования загрузки, чтобы выбирать между функциями PCRF.
Как модификация, также возможно, что элемент управления политикой обеспечивается возможностями запрашивать P-CSCF, заданный выделенным абонентом/подпиской или терминальным устройством абонента, посредством базы данных. Например, запрос может происходить через интерфейс Sp от хранилища профилей подписок (Subscription Profile Repository, SPR) в архитектуре 3GPP Rel-7 или через эталонную точку е4 от подсистемы присоединения сети (Network Attachment Subsystem, NASS) в модели TISPAN. Эталонная точка е4 может быть интерфейсом между функцией обнаружения и сохранения сеанса соединения (Connectivity Session Location and Repository Function, CLF) и RACS.
Другие органы стандартизации также могут определять свои способы получения подобной информации. Кроме того, сервер P-CSCF имеет подобную логику (кроме возможностей интерфейса SP/e4), чтобы устанавливать связь с тем же самым элементом управления политикой (таким как функция PCRF). Альтернативно, элемент управления политикой содержит собственный механизм для согласования, какая из функций PCRF, с которыми установлена связь (то есть PCRF, с которой устанавливает связь сервера P-CSCF, и сервер P-CSCF, с которым устанавливает связь узел GGSN), обслуживает абонента.
Согласно следующему (второму) примеру осуществления данного изобретения обеспечивается, что все виды терминалов (которые не используют первый вид механизма обнаружения, а используют другой (второй тип)), посылают сообщение регистрации (например, регистрации SIP) на тот же самый сервер/прокси-сервер (то есть P-CSCF), с которым устанавливает связь шлюзовый узел сети (GGSN) в результате обнаружения сервера P-CSCF, основанного на первом механизме обнаружения (например, механизме обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP контекста), или на сервер P-CSCF, который подключен к элементу управления политикой (например, функция PCRF), с которым узел GGSN установил связь ранее (в зависимости от развертывания сети (NW)), или на сервер P-CSCF, который предварительно сконфигурирован для работы с функцией PCRF, и на который узел GGSN уже послал запрос Diameter ранее. Для этого элемент агента ретрансляции, используемый для механизма обнаружения второго типа, который используется терминалом, используется для изменения соответствующей информации об адресе. Например, в случае если терминал использует механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP, элемент агента ретрансляции является элементом агента ретрансляции протокола DHCP, расположенном в шлюзовом элементе сети. Элемент агента ретрансляции отвечает на основании протокола DHCP на запрос прокси-сервера, посланный терминалом после модификации ответов сервера DHCP, используя тот же самый алгоритм, который шлюзовый элемент 1 сети (узел GGSN) использует в механизме обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP контекста.
На фиг.4 описывается блок-схема, иллюстрирующая выбор сервера/прокси-сервера согласно этому второму примеру. На шаге S110, шлюзовый элемент 1 сети использует для выбора прокси-сервера первый механизм обнаружения, такой как механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP контекста, и выбирает определенный сервер P-CSCF. Выбор может быть выполнен, например, блоком выбора 13 на основе определенного алгоритма. Детали механизма обнаружения сервера P-CSCF на основе PDP контекста известны специалистам в данной области техники и поэтому здесь подробно не описаны.
Затем, на шаге S120, выбор прокси-сервера, основанный на втором типе механизма обнаружения, отличающемся от используемого шлюзовым элементом 1 сети, начинает терминал (UE) 8. Терминал 8 использует описанный выше механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP. Поэтому терминал 8 посылает на шаге S130 сообщение запроса к сети, чтобы установить связь с сервером протокола DHCP для получения информации об адресе подходящих серверов P-CSCFs для выбора.
Сообщение запроса принимается на шаге S140 элементом 12 агента ретрансляции DHCP шлюзового элемента 1 сети. Информация, содержащаяся в этом сообщении запроса, пересылается на шаге S150 на соответствующий сервер 4 конфигурации (например, DHCP) обычным образом. Сервер 4 конфигурации отвечает на запрос, посылая, например, информацию об адресе соответствующих серверов/прокси-серверов (Р-CSCF) элементу 12 агента ретрансляции.
На шаге S160, элемент 12 агента ретрансляции, то есть процессор 121, обрабатывает информацию об адресе, принятую от сервера протокола DHCP. Более конкретно, ответ сервера протокола DHCP модифицируется путем использования того же самого алгоритма, который узел GGSN (то есть блок 13 выбора) использует в механизме обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP. Затем, на шаге S170, элемент 12 агента ретрансляции отвечает на запрос терминала 8, посылая информацию об адресе соответствующего P-CSCF, найденную в процессе модификации. Информация об адресе содержит, тот же самый адрес сервера, что и адрес, полученный на шаге S110, вследствие использования того же самого алгоритма.
Другими словами, элемент 12 агента ретрансляции протокола DHCP действует как сервер по отношению к клиенту (то есть терминалу) и как ретранслятор по отношению к серверу (серверу конфигурации).
Кроме того, тот же самый алгоритм, который узел GGSN 1 использует в механизме обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP, должен быть сконфигурирован для протокола DHCP. Вся необходимая информация, такая как информация, касающаяся идентификации (ID) абонента, подобная IP-адресу оборудования UE, Международному идентификатору абонента подвижной связи (International Mobile Subscribers Identity, IMSI) или номеру MSISDN, может передаваться в интерфейсе между шлюзовым элементом 1 сети и сервером конфигурации (сервером протокола DHCP).
На основе принимаемой информации обеспечивается возможность того, чтобы узел GGSN 1 установил связь с корректным элементом управления политикой (таким как функция PCRF (внешняя или расположенная совместно)). Сервер P-CSCF должен послать самую первую команду, такую как команда протокола Diameter, элементу управления политикой (например, функции PCRF). Это означает, что должна быть такая конфигурация сети или механизм (например, механизм вида SLF, но с динамическим способом для выбора), который гарантирует, что эти запросы будут находить тот же самый экземпляр элемента управления политикой, с которым узел GGSN ранее установил связь.
Одна возможность гарантировать это состоит в том, чтобы конфигурировать зависимость между элементами управления политикой, подобными функциям PCRF, и серверами/прокси-серверами, подобными Р-CSCF, таким образом, чтобы только один заранее определенный элемент управления политикой обслуживал один или несколько серверов P-CSCF. Однако если это не так, то есть в ситуации, в которой может быть много элементов управления политикой (функций PCRF), обслуживающих каждый из серверов P-CSCF, узел GGSN может быть снабжен механизмом балансирования загрузки, чтобы выполнять выбор между элементами управления политикой (функциями PCRF). Кроме того, сервер P-CSCF имеет подобную логику, чтобы устанавливать связь с тем же самым элементом управления политикой (PCRF). Альтернативно, элемент управления политикой (PCRF) содержит собственный механизм согласования для согласования, какой из элементов управления политикой (PCRF), с которыми установлена связь (то есть элемент управления политикой, с которым установил связь сервер P-CSCF, и сервер P-CSCF, с которым установил связь узел GGSN), обслуживает абонента.
На фиг.5 иллюстрируются связи между функциями PCRF и P-CSCF, а также подключение серверов P-CSCF и узла GGSN к функции PCRF. Ссылочные позиции 1-1, 1-2 и 1-3 обозначают соответствующий узел GGSN (шлюзовый элемент сети). Ссылочные позиции 3-1 и 3-2 обозначают функции PCRF. Ссылочные позиции 2-1, 2-2 и 2-3 обозначают серверы P-CSCF. Функция PCRF 3-1 обслуживает серверы P-CSCF 2-1 и 2-2, в то время как функция PCRF 3-2 обслуживает сервер P-CSCF 2-3. В случае если сервер Р-CSCF обслуживается обеими функциями PCRF 3-1 и 3-2, функции PCRF 3-1 и 3-2 могут содержать соединение, чтобы позволить работать механизму согласования. В ситуации, показанной на фиг.5, для соединения связи, которое должно быть установлено, и после выбора сервера/прокси-сервера, как описано, например, в связи с фиг.3 или фиг.5, выбирается сервер Р-CSCF 2-2, и узел GGSN 1-1 подключается к функции PCRF 3-1, имеющей соединение с выбранным сервером P-CSCF 2-2.
Следует отметить, что идентификаторы функции PCRF могут быть предварительно сконфигурированы для узла GGSN с 1-1 по 1-3.
Ниже описаны возможные примеры, позволяющие гарантировать, что все виды терминалов (которые используют механизм обнаружения не первого вида, а другого (второго) типа) будут посылать сообщение регистрации (например, регистрации SIP) на тот же самый сервер/прокси-сервер (то есть P-CSCF), с которым установил связь шлюзовый узел сети (GGSN) в результате обнаружения сервера P-CSCF, основанного на первом механизме обнаружения (например, механизма обнаружения сервера Р-CSCF на основе PDP контекста), или на сервер P-CSCF, связанный с элементом управления политикой (например, PCRF), с которым узел GGSN установил связь ранее (в зависимости от конфигурации сети (NW)), или на сервер P-CSCF, который предварительно сконфигурирован (например, фиксированной предварительной установкой соответствующего адреса) для работы с той функцией PCRF, которой узел GGSN уже ранее послал запрос, такой как запрос протокола Diameter.
Согласно первому примеру первичный сервер P-CSCF имеет такую же логику (то есть используемый алгоритм) как шлюзовой элемент сети (GGSN), который использует выбор сервера P-CSCF на основе контекста PDP. Поэтому, когда с первичным сервером P-CSCF устанавливает связь терминал, но с ним заранее не установил связь шлюзовый элемент сети, первичный сервер P-CSCF выполняет обработку передачи на основе этого алгоритма и определяет другой, вторичный сервер P-CSCF (то есть сервер P-CSCF, выбранный узлом GGSN). Тогда первичный сервер P-CSCF способен переадресовать сообщение регистрации терминала, такое как сообщение SIP REGISTER, на другой (вторичный) сервер P-CSCF, с которым ранее была установлена связь (то есть, который был выбран) узлом GGSN. Опционально, сервер P-CSCF может принимать номер MSISDN как часть унифицированного идентификатора ресурса (Uniform Resource Identifier, URI)) запроса (request-URI). Сервер P-CSCF может использовать номер MSISDN в алгоритме для определения другого (вторичного) сервера P-CSCF. Следует отметить, что перенаправление основано на предварительно сконфигурированной информации (то есть адресе следующего сервера Р-CSCF).
Кроме того, P-CSCF/PCRF конфигурируется для авторизации сообщений SIP REGISTER, чтобы проверять, посылается ли сообщение SIP REGISTER корректному серверу P-CSCF или приняла ли ранее функция PCRF запрос CCR Diameter, несущий тот же самый IP-адрес оборудования UE. Информация корректного сервера P-CSCF может быть доступна в течение периода регистрации IMS.
Соответствующий механизм показан на фиг.8. Здесь на шаге 1 оборудование UE активизирует первичный контекст PDP (протокола пакетной передачи данных), посылая соответствующий запрос в сеть, то есть на узел GGSN. На шаге 2 узел GGSN выбирает элемент управления политикой (например, внешнюю или расположенную совместно функцию PCRF), чтобы установить связь на основании идентичности пользователя, например, с помощью ISDN-номера подвижного абонента (MSISDN). Затем, на шаге 3, узел GGSN посылает начальное сообщение CCR (запроса проверки кредитоспособности) выбранному элементу управления политикой (то есть PCRF/P-CSCF2). Это сообщение содержит пару атрибут-значение (AVP) Context-Type (тип контекста), установленную на PRIMARY (ПЕРВИЧНЫЙ), и IP-адрес, назначенный оборудованию UE. Хотя сеансов связи подсистемы IMS нет, элемент управления политикой выполняет авторизацию активизации первичного PDP контекста на шаге 4, посылая начальное сообщение ответа контроля кредита (Credit Control Answer, CCA) с парой AVP Result-Code, установленной на SUCCESS (УСПЕХ). Элемент управления политикой может установить предел максимального качества обслуживания (QoS) для первичного (общего назначения) PDP контекста согласно политике оператора (например, максимальному классу трафика: интерактивного или фонового) и может послать предварительно сконфигурированные правила загрузки, если предварительно сконфигурированное правило, установленное для PDP контекста общего назначения, предусмотрено в элементе управления политикой. На шаге 5 узел GGSN активизирует первичный контекст PDP. Список серверов P-CSCF может быть возвращен в оборудование UE. Если элемент управления политикой и сервер P-CSCF расположены совместно, те же самые обнаруженные адреса посылаются в оборудование UE. Это означает, что узел GGSN активизировал контекст PDP после осуществления связи с сервером P-CSCF, выбранным им (то есть PCRF/P-CSCF1; шаг 2). Теперь, оборудование UE использует механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP. Предположим, что оборудование UE выбирает другой сервер P-CSCF (то есть PCRF/P-CSCF1), чем выбранный узлом GGSN (которым является PCRF/P-CSCF2), оно посылает соответствующее сообщение регистрации (шаг 7) на этот (второй) сервер P-CSCF1. Сервер P-CSCF1, имеющий ту же самую логику, подобную узлу GGSN, определяет сервер P-CSCF2 как выбранный узлом GGSN и пересылает сообщение Register на сервер P-CSCF2 (шаги 9 и 10). Шаги 11 и 12 являются сообщениями 200 OK для подтверждения регистрации шагов 9 и 10. Имеет место обычная процедура регистрации, специфицированная, например, в 3GPP или IETF. Единственным исключением для специфицированной нормальной процедуры регистрации является то, что сервер P-CSCF1 может самостоятельно удаляться из установленных маршрутов (route-set) (поскольку не имеется никакой потребности оставлять его в сигнальном маршруте, как только сеанс связи установлен).
На шаге 12 оборудование UE посылает сообщение INVITE (ПРИГЛАШЕНИЕ), такое как OFFER (ПРЕДЛОЖЕНИЕ) протокола описания сеанса связи (Session Description Protocol, SDP) на сервер P-CSCF2, который определяет на шаге 13, например, восходящее/нисходящее (Uplink, UL /Downlink, DL) соединения, выполняет авторизацию качества обслуживания (Quality of Service, QoS) и определяет категорию трафика для потоков мультимедийных данных для соединения. Сервер P-CSCF2 может послать обновленную информацию правил управления политикой и начислением платы (Policy and Charging Control, PCC) в сеть доступа (шаги 14 и 15). На шаге 17 соответствующий ответ SDP посылается на сервер P-CSCF2, который посылает соответствующий ответ SDP оборудованию UE (шаг 18). Таким образом, сеанс связи может быть успешно установлен.
На фиг.10 показана блок-схема, иллюстрирующая выбор сервера/прокси-сервера согласно примеру, показанному на фиг.8. На шаге S310 элемент управления сетью, такой как шлюзовый элемент сети, использует для выбора прокси-сервера первый механизм обнаружения, такой как механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP, и выбирает определенный сервер P-CSCF (соответствующий шагу 2 фиг.8, P-CSCF2). Детали механизма обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP известны специалистам в данной области техники и поэтому не описаны здесь более подробно.
Затем, на шаге S320, терминальным оборудованием (UE) выполняется выбор прокси-сервера/сервера, основанный на втором типе механизма обнаружения, отличающемся от используемого шлюзовым элементом сети. Терминальное оборудование может использовать, например, описанный выше механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе протокола DHCP. Детали механизма обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP известны специалистам в данной области техники и поэтому не описаны здесь более подробно. В общем, терминал посылает запрос сети, чтобы установить связь с сервером протокола DHCP и получает информацию об адресах подходящих серверов P-CSCF для выбора.
На шаге S330 терминальное оборудование выбрало соответствующий сервер P-CSCF (например, P-CSCF1), который отличается от выбранного шлюзовым узлом сети. Для начала обслуживания терминальное устройство посылает на выбранный им сервер (то есть на P-CSCF1) соответствующее сообщение запроса на услугу, которое принимается сервером P-CSCF1 на шаге S340.
Сервер P-CSCF1, имеющий логику, аналогичную логике элемента управления сетью связи в отношении выбора сервера, решает на шаге S350, что сеть (например, узел GGSN) выбрала другой сервер (то есть P-CSCF2) и получает, например, адрес сервера P-CSCF2. Теперь сервер P-CSCF1 пересылает сообщение запроса на услугу, принятое от терминального оборудования, на сервер P-CSCF2, например, посылая сообщение Register на сервер P-CSCF2.
В качестве дополнительной модификации, элемент управления политикой, такой как функция PCRF, может возвращать адрес абонента/подписки/устройства определенному корректному серверу P-CSCF в то же самое время, что и ответ на запрос.
Согласно второму примеру логическое имя первичного/вторичного сервера P-CSCF пользователя обновляется по технологии ОТА. Например, Открытый мобильный альянс (Open Mobile Alliance, ОМА) специфицировал соответствующий механизм. Решение подготовки, которое состоит из управления устройствами по стандарту ОМА (ОМА Device Management, ОМА DM) и подготовки клиентов по стандарту ОМА (ОМА Client Provisioning, ОМА СР), может быть расширено, чтобы использовать алгоритм, подобный тому, который использовал механизм обнаружения сервера P-CSCF на основе контекста PDP (или системы GPRS). Выбор основывается предпочтительно на статической информации и применим для терминалов, использующих статическую информацию сервера P-CSCF.
Согласно третьему примеру служба доменных имен (Domain Name Service, DNS) конфигурируется для предоставления различных IP-адресов для логического имени в соответствии с номером MSISDN пользователя.
Согласно четвертому примеру терминал (UE) доставляет в сеть доступа информационный элемент, сообщающий, поддерживает ли он определенный тип обнаружения сервера/прокси-сервера, такой как обнаружение сервера P-CSCF на основе протокола DHCP, или нет, например, в форме флаговой информации. Это может быть сделано, например, через интерфейс lu (следовательно, через Gn/Gp). Когда сеть доступа принимает информационный элемент, сообщающий о том, что терминал использует обнаружение сервера P-CSCF, например, на основе протокола DHCP, он выбирает функцию PCRF по умолчанию (или, в случае если функция PCRF расположена совместно с P-CSCF, то сервер P-CSCF по умолчанию). Функция PCRF по умолчанию соединяется с сервером P-CSCF, заданным по умолчанию, который предварительно сконфигурирован также для сервера протокола DHCP.
Кроме того, ниже описываются дополнительные примеры, посредством которых возможно не только гарантировать, что все виды типов терминалов будут посылать, например, сообщение регистрации SIP на один и тот же сервер/прокси-сервер, такой как сервер P-CSCF, который сеть, такая как система GPRS, выбрала ранее, но также и использовать соответствующие механизмы, позволяющие, чтобы интерфейс между шлюзовым элементом сети (независимым от доступа) и элементом управления политикой, такой как интерфейс Gx между независимым от среды доступа элементом управления сетью и элементом управления политикой, и функции выбора политики работали также и для сред широкополосного доступа. Следует отметить, что требуются изменения в общем узле GGSN, чтобы получить шлюзовый элемент сети, независимый от среды доступа.
Согласно пятому примеру, чтобы поддерживать терминалы, использующие фиксированную или широкополосную сеть доступа, или терминалы, которые выполняют подключение, такое как подключение GPRS, без модуля идентификации абонента (SIM-карты), механизмы обнаружения сервера P-CSCF основываются на IP-адресе, а не на номере MSISDN оборудования абонентской системы (Customer Premises Equipment, CPE).
Теперь опишем шестой пример. Сеть системы GPRS может назначать и общедоступные, и частные IP-адреса. Подсистемой IMS и сетью доступа могут владеть один и тот же или разные операторы. Кроме того, в настоящее время подсистема IMS считается находящейся в сети с частным IP-адресом (нахождение в сети с общедоступным IP-адресом считается связанным с риском безопасности).
Необходимо прохождение через транслятор сетевых адресов (Network Address Translator, NAT), например, если частный IP-адрес назначен для абонента, если запрос SIP маршрутизируется к сети с общедоступным IP-адресом (прохождение через NAT выполняется на границе назначенной сети IMS), или если управление сетью IMS находится не в той же самой сети с частными IP-адресами, что и ядро пакетной сети. Последний случай имеет место (фактически всегда), если запрос приходит из широкополосной сети доступа. Так как потребность в прохождении NAT зависит от технологии доступа сети, использования IP-адреса как в домашней сети, так и в сети места назначения, деловых отношений операторов и просто от недостатка данных, имеются ли общедоступные IP-адреса, оставленные для назначения в узле GGSN, нет никакого способа установить правило предварительного конфигурирования, необходимо ли прохождение NAT или нет.
Следует отметить, что сервер конфигурации, такой как сервер протокола DHCP, который обеспечивает адрес сервера P-CSCF для сети системы GPRS, отличается от сервера (например, также сервера протокола DHCP), который распределяет адрес сервера P-CSCF для широкополосного доступа. Из-за этого оператор может нацеливать пользователей из среды широкополосного доступа на использование сервера P-CSCF или определенного сервера, имеющего возможности широкополосного доступа (то есть возможности управления NAT). Этот сервер или сервер P-CSCF не должен иметь связь с элементом управления политикой, к которому подключена сеть доступа.
Чтобы обеспечивать управление политикой и начислением платы для запросов из среды широкополосного доступа, сервер с возможностью управления NAT и с возможностями сервера P-CSCF может повторно маршрутизировать запрос на второй сервер P-CSCF с возможностями управления политикой, который имеет интерфейс управления политикой с сетью широкополосного доступа (который может быть, например, одним из интерфейсов, специфицированных организацией TISPAN или 3GPP, таким как интерфейс Gx для элемента управления сетью, независимого от среды доступа). Это показано на фиг.9, где ссылочная позиция 51 обозначает терминал или оборудование пользователя, ссылочная позиция 52 обозначает сервер с возможностью управления NAT и с возможностями сервера P-CSCF, ссылочная позиция 53 обозначает второй сервер P-CSCF, и ссылочная позиция 54 обозначает элемент управления сетью, независимый от среды доступа. Соединительные линии между элементами 51, 52 и 52 описывают соединение сигнализации плоскости управления, соединительная линия между элементами 51 и 54 описывает соединение сигнализации плоскости пользователя, соответственно, посредством которых выполняется повторная маршрутизация. Обработка для переадресации аналогична описанной ранее в первом примере. Второй сервер P-CSCF 53 с возможностью управления политикой является тем же самым сервером Р-CSCF, который элемент 54 управления сетью, независимый от среды доступа (такой как узел GGSN), выбрал для запроса. Поскольку некоторое терминальное оборудование, такое как фиксированные телефоны и портативные компьютеры, не имеют SIM-карты или аналогичного модуля, и, кроме того, так как сеть на основе цифровых абонентских линий (Digital Subscriber Line, xDSL) также не способна нести информацию о номере MSISDN, узел GGSN не способен принять такую информацию. Поэтому он не может выбрать второй сервер P-CSCF (и элемент управления политикой, относящийся к нему) согласно информации о номере MSISDN. В качестве одной опции для решения этой проблемы может быть предусмотрен заданный по умолчанию условный переход в таблице выбора сервера Р-CSCF. Альтернативно, так называемые пустые номера MSISDN могут иметь свои собственные строки в таблице. Посредством этого можно проводить выбор, дающий в результате некоторый определенный элемент управления политикой (который имеет связь с определенным элементом P-CSCF с возможностью управления политикой, то есть со вторым P-CSCF 53), чтобы обслуживать запросы от пользователей широкополосного доступа. С этими шагами и конфигурациями (информация о пустых номерах MSISDN, ведущая к определенному элементу управления политикой (связанному с определенным вторым сервером P-CSCF 53) и соответствующий интерфейс, такой как интерфейс Gx между элементом управления политикой (PCRF) и PCEF, расположенным в элементе 54 управления сетью, независимом от среды доступа), функции принятия решения о политике применимы для сред широкополосного доступа.
Далее описаны дальнейшие возможные примеры, в которых обеспечивается возможность обнаружения сервера P-CSCF средой подсистемы IMS для всех сеансов связи в сетях широкополосного доступа, а также для экстренных вызовов/сеансов связи, выполняемых без SIM-карты в сети GPRS. Кроме того, описана возможность предоставления информации о местоположении для экстренного сеанса связи.
Вообще, как описано выше, в случае если терминальное оборудование или UE выбирает сервер P-CSCF, отличный от выбранного сетью системы GPRS (то есть узлом GGSN), последствием является то, что только регистрация SIP может быть успешно выполнена, в то время как сеанс связи SIP невозможен (хотя услуги не IMS доступны). Как подробно описано в связи с фиг.9, если элемент управления политикой, такой как функция PCRF, пробует найти существующий процесс для оборудования СРЕ (или его IP-адрес), но не достигает успеха, так как узел GGSN установил связь с другим элементом управления политикой (P-CSCF) во время процедуры активизации первичного PDP контекста, функция PCRF должна отклонить запрос сеанса SIP, а также все последующие запросы. В следующих примерах описаны решения, которые применимы также к фиксированным сетям или сетям широкополосного доступа, которые не несут информацию о номере MSISDN, и при этом терминалы, используемые этими сетями доступа, не имеют SIM-карты. При этом считается, что обычно можно делать экстренный вызов даже без SIM-карты. Если нет никакой SIM-карты, то нет никакой информации о номере MSISDN абонента, так что может возникнуть ситуация, в которой сеть системы GPRS не сможет выбрать соответствующий ей сервер P-CSCF.
Согласно седьмому примеру во время процедуры активизации первичного контекста PDP / регистрации IMS, чтобы поддерживать терминалы, использующие фиксированные или широкополосные сети доступа или терминалы, которые выполняют подключение (например, подключение системы GPRS) без SIM-карты, подобно пятому примеру, описанному выше, обнаружение сервера P-CSCF основывается на IP-адресе оборудования СРЕ (не на номере MSISDN). Эта логика действует, например, в процедуре обнаружения сервера P-CSCF на основе системы GPRS (контекста PDP), то есть поддерживается обнаружение сервера P-CSCF на основе системы GPRS. Более подробно, в случае если запрос активизации первичного PDP контекста не содержит информацию о номере MSISDN, механизм обнаружения использует алгоритм на основе IP-адреса оборудования СРЕ.
В случае установления экстренного сеанса связи / процедуры активизации вторичного контекста PDP, согласно восьмому примеру запрос активизации сеанса обеспечивается индикацией экстренного вызова (например, в SIP/полезной информации). Когда экстренный сеанс связи распознается, на основе индикации экстренного вызова, например, авторизация мультимедийной услуги не отклоняет запрашиваемый вызов. Кроме того, устанавливается, что начисление платы не требуется. Элемент управления политикой, такой как функция PCRF, продолжает получать информацию запроса сеанса SIP.
Запросы активизации вторичного контекста PDP могут содержать (опциональную) информацию индикации экстренного вызова. Чтобы ускорить установление канала для экстренных вызовов, элемент управления сетью, такой как узел GGSN, пропускает передачу запроса авторизации доступа к мультимедийной услуге.
Более подробно, когда запрос сеанса связи SIP достигает элемента управления политикой, подобного функции PCRF, элемент управления политикой проверяет, содержит ли URI запроса определенную идентификацию вызываемого телефона службы общественной безопасности (Public Safety Answering Point, PSAP), такую как номер центра экстренных служб (в формате унифицированного указателя ресурса с использованием телефонного номера (TEL-URI)) или логическое имя PSAP либо другую определенную индикацию для идентификации PSAP.
Сервер P-CSCF содержит логику для проверки, экстренный ли это вызов. Это может быть сделано, например, проверкой, несет ли запрос определенную экстренную индикацию (в SlP/полезной нагрузке), или проверкой содержания URI запроса на наличие цифр специального вида или анализа URI, чтобы определить, совпадает ли он с предварительно сконфигурированными идентификаторами URI центров экстренных служб. Следует отметить, что логика не ограничена этими примерами, а для использования пригодны также и другие механизмы.
Если определяется экстренный сеанс связи, то авторизация доступа к мультимедийным услугам не отклоняет запрашиваемый вызов.
Кроме того, принимается решение, что начисление платы не требуется. Как указано выше, запросы активизации вторичного контекста PDP могут содержать (опциональную) информацию индикации экстренного вызова. Чтобы ускорить установление канала передачи для экстренных вызовов, элемент управления сетью, такой как узел GGSN, пропускает передачу запроса авторизации доступа к мультимедийной услуге. Это означает, что информация экстренного вызова, обнаруживаемая в подсистеме IMS, имеет высокий приоритет. Если запрос активизации вторичного PDP контекста не несет эту индикацию, но управление политикой (в сервере P-CSCF) знает, что происходит экстренный вызов, оно принимает запрос канала передачи без какого-либо дальнейшего управления качеством обслуживания QoS или доступом.
С другой стороны, в случае если запрос канала передачи несет индикацию экстренного вызова, но запрос SIP не несет никакой индикации экстренного вызова, и запрос не считается экстренным вызовом в подсистеме IMS, приводится в действие обычное управление допуском, качеством обслуживания QoS и начислением платы.
Согласно этому восьмому примеру связь и соединение между подсистемой IMS (сервером P-CSCF или специальным контроллером SIP сессий, обрабатывающим запросы на установление экстренных вызовов Emergency-CSCF, E-CSCF) и элементом сети доступа конфигурируются так, что может передаваться и приниматься информация о местоположении (переносимая, например, через собственный специальный интерфейс или через интерфейс Rq или Gx (то есть интерфейсы Diameter, так что та же самая пара AVP Location Information (информации о местоположении) может применяться для всех интерфейсов)). Эта взаимосвязь может указываться IP-адресом. Обратим внимание, что требуется, чтобы не было никакого прохождения трансляции NAT между этими элементами сети.
Механизмы, описанные в седьмом и восьмом примерах, применимы ко всем видам доступа. Кроме того, узел GGSN и подсистема IMS связываются взаимно-однозначным соответствием, чтобы выполнить запрос информации о местоположении абонента. Кроме того, так как другой элемент сети применяет информацию о местоположении, это можно рассматривать как достоверную информацию (исходящую от оборудования UE информацию о местоположении рассматривают как ненадежную).
Следует отметить, что хотя изобретение описано посредством механизма, который можно применить к эталонной архитектуре 3GPP Rel.7, описанные здесь функции и механизмы не ограничены архитектурой 3GPP. Изобретение является применимым по своим принципам также и к другим архитектурам сети, специфицированным различными органами стандартизации, в которых элемент сети доступа или элемент управления политикой будет выбирать прокси-сервер/сервер, такой как P-CSCF, согласно предварительно сконфигурированной информации или специфической информации о терминале/абоненте или подписке.
Например, изобретение применимо также к архитектуре TISPAN или к специфицированной TISPAN модели управления политикой, где также применим так называемый механизм PULL, который является механизмом распределения ресурсов сети доступа в сети и в котором сеть доступа также должна выбирать элемент управления политикой.
Согласно данному изобретению предлагается механизм, гарантирующий, что один и тот же сервер/прокси-сервер выбирается различными механизмами обнаружения сервера/прокси-сервера, реализуемыми в элементе управления сетью и терминальном оборудовании соответственно. Первый выбор сервера/прокси-сервера выполняется элементом управления сетью на основе первой процедуры обнаружения. Затем второй выбор сервера/прокси-сервера начинается терминальным оборудованием на основе второй процедуры обнаружения. Элемент агента ретрансляции используется для ответа на запрос от имени сервера конфигурации или для изменения ответа сервера конфигурации так, чтобы один и тот же сервер/прокси-сервер был выбран элементом управления сетью и терминальным оборудованием. Должно быть понятно, что описание и чертежи предназначены только для иллюстрации данного изобретения посредством примера. Таким образом, предпочтительные формы осуществления данного изобретения могут изменяться в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.