实现组播控制的网络控制系统和方法

专利名称：实现组播控制的网络控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及下一代网络(Next Generation Network, NGN),尤其涉及一种 在NGN中实现组播控制的网络控制系统和方法。
背景技术：
在下 一代网络(Next Generation Network ， NGN)的研究过程中，ITU-T和 TISPAN分别提出了结构和功能基本相同的分层NGN网络结构。为了使用户 能够随时随地实现NGN业务接入，并获得无缝隙的、高质量的业务服务,ITU-T 在其NGN体系架构的传输层定义了 一个网络附着控制系统(Network Attachment and Control Function, NACF )，其结构如图1所示，主要包括网络 接入控制功能实体(Network Access Control FE )，鉴权和认i正功能实体 (Authentication & Authorization FE)，用户描述功能实体(User Profile FE), 位置管理功能实体(Location Management FE)等。网络附着控制系统能够完 成对用户的IP地址和终端配置参数的分配、在地址分配程序期间或之前用户 的认证、依据用户业务清单(profile)的网络接入授权、依据用户业务清单的 接入网络配置、位置管理以及接入网络的管理等。为了实现上述相同的目的，TISPAN在其NGN体系架构的传输层定义了 一个网络附着子系统(Network Attachment Subsystem, NASS ),通过NASS完 成对用户的IP地址和终端配置参数的分配、在地址分配程序期间或之前进行 用户的认证、依据用户业务清单(profile )的网络接入授权、依据用户业务清 单的接入网络配置、位置管理以及接入网络的管理。NASS的体系架构如图2所示，在NASS的众多功能实体当中，用户网络
网关配置功能(Customer Network Gateway Configuration Function , CNGCF ) 实体在客户端设备(Customer Premises Equipment, CPE )初始化和更新的时候 提供给用户如内部的防火墙控制、QoS等附加配置信息。接入中继功能(Access Relay Function , ARF )实体在CPE和NASS之间起中继作用，它从CPE接收 网络接入请求，并前转CPE的请求到NASS。网络接入配置功能(Network Access Configuration Function , NACF )实体主要负责为用户分配IP地址，提供网络 配置参数等，起着动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol ， DHCP)服务器或远端用户拨入鉴权服务(Remote Authentication Dial in User Service, RADIUS )服务器等作用。连接会话定位和存储功能(Connectivity Session Location and Repository Function , CLF)实体记录分配给CPE的IP地 址和通过NACF实体提供的网络定位信息之间的联系、网络位置信息和地理位 置信息之间的联系，CLF实体还存储分配了 IP地址的用户识别符、用户网络 QoS描述以及与用户私有定位信息相关的用户参数。用户接入授权功能(User Access Authorization Function , UAAF )实体进4亍用户驺ri正、基于用户网绍一青 单的网络接入授权，其中来自于用户业务清单的验证、授权信息存储在用户描 述数据功能(Profile Database Function , PDBF )实体中。PDBF实体存储用户 的认证、鉴权数据，以及和网络接入配置相关的信息的数据库。接入管理功能 (Access Management Function , AMF )实体转4匕用户发出的网络4矣入^"求， 将IP地址分配以及可能的网络配置参数请求发往NACF实体；并向UAAF实 体发送请求，由UAAF实体验证用户和网络接入的授权、得到用户的接入配置 参数。当前在这两种NGN体系中，都已经能够实现为IP多媒体服务(IP Multimedia Service, IMS)业务，传统固定电话网/综合服务数字网(Public Switched Telephone Network / Integrated Services Digital Network, PSTN/ISDN) 提供接入鉴权控制服务，但是却还不能为流媒体业务(如IPTV业务)提供支 持，尤其不能为这些流媒体业务提供组播控制和复制方面的功能。 在传统的网络中，有以下几种方案可以实现组播控制方案一是组播控制方案，该方案提供了一个组管理协议， 一旦该协议被激活使用，它能自动识别与组播路由器连接的端口。当路由器收到主机通过IGMP Report报文申请加入组播组的请求时，组播路由器会创建一个包含请求类型为 加入、组播组地址和主机有效MAC地址等的数据包发送到二层交换机，当二 层交换机接收到该数据包时，交换机负责转换数据包同时更改组播组的转发行 为。至此，该组播流量只被二层以太网交换机发送到与适当IP组播客户机相 连的那些端口。方案二是组播流控制方案，该方案主要是在组播流控制单元(Multicast Traffic Control Unit, MTCU)中对用户加入组播组的数量设置最大的门限，并 对不同的组播组的设定不同的优先，当组播流控制单元MTCU已经达到其转发 组播的门限时，若有新的用户加入组播组，组播流控制单元MTCU将会通过用 户的优先级，选择最低优先级的用户离开，而让新的高优先级的用户加入组播 组，从而达到对组播流量的控制。方案三为受控组播方案，主要应用于组播路由器、以太网交换机、与以太 网交换机连接的用户主机、portal服务器和AAA服务器组成的系统，在该系统 中通过portal服务器作用于用户的认证接口 ， AAA服务器作用于用户组播权限 的配置，并通过组播路由器和AAA服务器之间的接口，以及组播路由器和portal 服务之间的接口获得用户组播组的权限配置和认证，然后在以太网组播路由器 与以太网交换机之间控制以太网交换机进行组播转发。以上几个方案，方案一只解决了IP组播报文在二层交换机组成的网络中泛 滥问题，根据此方法，无论用户有没有获得该组播报文的权限，用户只要加入 组播组，就能够获得组播报文。因此，网络设备无法根据用户权限来控制组播 报文转发；方案二通过限制组播组中用户的数量，保证了加入组播组的优先级 高的用户首先获得组播报文，但是由于该方法限制了用户加入组播的数量，从 而造成一部分人无法获得组播信息；方案三中必须通过portal服务器提供的接 口输入用户名和密码进行认证，而没有考虑其它方式的接入认证。其次必须在AAA服务器上保存用户加入组播组的权限，并通过Radius协议的扩展，把用户 的组播权限配置传送给组播路由器，若用户通过其它方式和其它功能实体配置 和发送用户组播权限，则没有考虑；该方案没有考虑根据IP组播流而产生的计 费信息通知给AAA服务器；该方案也没有考虑用户的在线状态；该方案也没有 考虑资源接纳控制方面的内容，根据资源考虑IP组播的QOS。发明内容为了在NGN的组播控制中克服以上缺点，本发明提供了一种实现组播控制 的网络控制系统，使得组播业务在NGN中能够根据用户的接入权限、组播业务 流的权限以资源和接纳控制方式进行控制和转发，从而实现组播业务可控制可 管理可运营。本发明还提供了一种在NGN中实现组播控制的方法，使得组播业务在 NGN中能够根据用户的接入权限、组播业务流的权限以资源的接纳控制方式 进行控制和转发，实现组播业务的可控制可管理可运营。本发明提供的网络控制系统，包括业务控制功能系统、资源接纳控制系统、 鉴权和认证功能实体、接入管理功能实体和接入控制功能实体，其特征在于， 还包括组播控制功能实体和组播复制功能实体，其中，组播控制功能实体，用于生成用户组播权限表，并根据用户组播权限表判 断发起加入组播业务组的请求的用户是否有接收相应组播业务的权限；组播复制功能实体，用于接收用户发起的加入组播业务组的请求并转发给 组播控制功能实体，并根据组播控制功能实体的通知向有权限的用户复制并转 发组播报文。可选的，所述的组播控制功能实体包括组播信息获取单元，用于从业务控制功能系统中的用户管理系统获得用户 组播组与组播业务的对应信息；
资源信息获取单元，用于从资源接纳控制系统为用户申请网络资源，判断用户是否能获得接收组播业务的资源，并记录网络资源信息；用户信息获取单元，用于从接入管理功能实体获得用户信息，所述用户信息包括用户的MAC地址、VLAN标识以及用户在线状态；用户组播权限表生成单元，用于根据获取的用户信息和组播组信息生成用户组播权限表；用户权限判断单元，用于判断发起加入组播业务组的请求的用户是否有加 入组播业务组的权限。可选的，所述的组播控制功能实体还包括 存储单元，用于存储所述的用户组播权限表；接收单元，用于接收组播复制功能实体转发的用户加入组播业务组的请求；通知单元，用于将所述用户的权限信息发送给组播复制功能实体。 可选的，所述的组播控制功能实体还包括计费信息发送单元，用于向鉴权和认证功能实体发送从组播复制功能实体 获得的用户组播流量统计信息和用户信息。可选的，所述的组播复制功能实体包括接收单元，用于接收用户发送的加入组播业务组的请求；请求消息转发单元，用于在获取用户信息后，将用户加入组播业务组的请 求转发给组播控制功能实体；权限消息接收单元，用于接收组播控制功能实体发送的对应于所请求的组 播业务的用户权限信息；用户信息获取单元，用于根据权限消息接收单元转发的用户权限信息获取 请求加入组4番业务组的用户复制信息，包括组播组地址和用户MAC地址；组播复制控制列表生成单元，用于根据用户信息获取单元得到的用户信息 生成组播复制控制列表 存储单元，用于存储所述组播复制控制列表；组播报文复制单元，用于根据所述用户权限信息，向用户复制组播报文。可选的，所述的组播复制功能实体进一步包括 组播报文接收单元，用于接收组播报文，并转发给组播报文复制单元； 组播报文转发单元，用于将组播报文复制单元复制的组播报文转发给特定 用户。可选的，所述的组播复制功能实体还包括计费信息发送单元，用于向鉴权和认证功能实体发送经统计获得的用户组 播流量统计信息和用户信息。可选的，所述的组播控制功能实体在生成用户组播权限表时，要执行以下 步骤向资源接纳控制系统为用户申请网络资源，判断用户是否能获得接收组播 业务的资源，并记录网络资源信息；通过接入管理功能实体获得包括用户的MAC地址、VLAN标识，用户在线状 态的用户信息；通过业务控制功能系统中的用户管理系统获得用户组播组与组播业务的 对应信息；通过接入管理功能实体或者鉴权和认证功能实体获取用户的权限信息；关联上述部分或者全部信息，形成用户组播权限表。可选的，当组播复制功能实体向用户转发报文的时候，组播复制功能实体 同时进行组播流量统计，并将该组播流量统计信息和相应的用户信息发送给鉴 权和认证功能实体进行计费。可选的，当组播复制功能实体向用户转发报文的时候，组播复制功能实体 同时进行组播流量统计，并将该组播流量统计信息和相应的用户信息发送给组 播控制功能实体，组播控制功能实体将该信息转发给鉴权和认证功能实体进行 计费。
本发明提供的实现组播控制的方法包括以下步骤A、 用户向网络控制系统发起加入组播业务的请求；B、 组播控制功能实体生成用户组播权限表，根据用户组播权限表判断用 户是否有接收相应组播业务的权限，并生成用户权限信息发送给组播复制功能 实体；C、 组播复制功能实体根据组播控制功能实体的通知，向有权限的用户转 发相应的组播业务流。可选的，在所述步骤A之前，还包括用户通过中继功能实体接入到网络控 制系统的步骤。可选的，在所述步骤A之前，还包括用户在网络控制系统中完成网络接入 认证的步骤。可选的，所述网络接入认证是由网络控制系统中的鉴权和认证功能实体完 成的。可选的，所述步骤C具体包括以下步骤所述组播复制功能实体收到组播控制功能实体发送的用户权限信息后，根 据有权限的用户申请加入的组播组信息和用户MAC地址生成组播复制控制列 表；所述组播复制功能实体根据组播复制控制列表中的信息向有权限的用户 复制并转发组纟番纟艮文。可选的，所述步骤C之后还包括以下步骤组播复制功能实体向鉴权和认证功能实体发送特定用户的组播流量统计 信息和用户信息；鉴权和认证功能实体依据所述组播流量统计信息对该用户进行计费。 可选的，所述步骤C之后还包括以下步骤所述组播复制功能实体向组播控制功能实体发送特定用户的组播流量统 计信息和用户信息； 所述组播控制功能实体向网络控制系统中的鉴权和认证功能实体转发上述信息；所述鉴权和认证功能实体依据所述组播流量统计信息对该用户进行计费。 可选的，所述用户组播权限表包括用户信息、组播业务信息和网络资源信自、("、0可选的，所述用户信息包括用户在线状态、用户MAC地址、VLAN标识 和用户权限。可选的，所述组播控制功能实体生成用户组播权限表的步骤具体包括组播控制功能实体收到用户加入组播业务的请求后，向资源接纳控制系统为用户申请网络资源，判断用户是否能获得接收组播 业务的资源，并记录网络资源信息；通过接入管理功能实体获得包括用户的MAC地址、VLAN标识，用户在线状 态的用户信息；通过业务控制功能系统中的用户管理系统获得用户组播组与组播业务的对应信息；通过接入管理功能实体或者鉴权和认证功能实体获取用户的权限信自 ,&、关联上述部分或者全部信息，形成用户组播权限表。 本发明还提供了另外一种实现组播控制的方法，其特征在于，包括 用户向网络控制系统发起加入组播业务的请求；资源接纳控制系统检查网络控制系统是否已经为用户申请了网络资源预 留，如果已经为用户申请了网络资源预留，则组播复制功能实体向用户转发相 应的组播业务流。可选的，所述网络控制系统为用户申请网络资源预留的步骤具体包括 网络控制系统在用户接入认证后，向资源接纳控制系统发送资 源预留请求消息，携带该用户的QoS参数；资源接纳控制系统根据所述用户的QoS参数和自身的资源分配策略向该用 户分配网络资源；资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信息。 可选的，所述资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信 息后，如果该用户尚未申请加入组播业务，则资源接纳控制系统在收到其他用 户发起的加入组播业务的请求后，将该资源分配给后申请的用户，但该后申请 的用户必须在申请资源预留的用户申请加入组播业务的时候让出其所占用的 资源。可选的，所述资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信 息后，不能再将该用户申请预留的资源分配给其他用户使用。可选的，所述资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信 息后，收到申请预留资源的用户发起的加入组播业务的请求后，向网络控制系 统查询该用户是否仍然有权限获取该预留资源，如果是，将该预留资源分配给 该用户占用。可选的，所述的QoS参数包括带宽和业务类型。


图1为现有技术中ITU-T的NGN体系架构中的NACF的结构图。 图2为现有技术中TISPAN的NGN体系架构中NASS的结构图； 图3为本发明实施例中实现组播控制的方法流程图一； 图4为本发明实施例中实现组播控制的方法流程图二； 图5为本发明网络控制系统中的组播控制功能实体的结构图； 图6为本发明网络控制系统中的组播复制功能实体的结构图； 图7为本发明实施例中实现组播控制的网络控制系统结构图一； 图8为本发明实施例中实现组播控制的网络控制系统结构图二。
具体实施方式
本发明方法思路为当用户向网络控制系统发起加入组4番业务组的请求后，组播复制功能实体将请求消息转发给组播控制功能实体，组4番控制功能实 体依照一定的规则判断用户是否有接入权限，并指示组播复制功能实体根据用 户的权限向用户复制并发送组播报文，实现组播业务可控制可管理可运营。 本发明提供的网络控制系统在现有系统中增加了组播复制功能实体和组播控制功能实体，使得组播业务在NGN中能够根据用户的接入权限、組播业务 流的权限以资源的接入控制方式进行控制和转发，实现组播业务可控制可管理 可运营。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实 施例，对本发明作进一步详细说明。参见图3，为本发明实施例中实现组播控制的方法流程图一，应用于图 7所示的网络附着和控制功能系统中。包括步骤301 ，用户通过接入中继功能实体接入到网络附着和控制功能系统中；步骤302,用户在网络附着和控制功能系统中由鉴权和认证功能实体完 成网络接入认证，并将认证信息存储在网络接入控制功能实体中；步骤303，用户通过接入中继功能实体向支持组播控制功能的网络附着 和控制功能系统申请加入组播业务；步骤304,组播复制功能实体接收上述加入组播业务的申请； 步骤305，组播复制功能实体向组播控制功能实体转发上述请求； 步骤306，组播控制功能实体通过与其连接的功能实体获得用户组播权 限表；这个步骤具休包括组播控制功能实体向资源和接纳控制功能系统为用户申请网络资源，判断 用户是否能获得接收组播业务的资源，并记录网络资源信息；组播控制功能实体通过网络接入控制功能实体获得用户的MAC地址、VLAN 标识，用户在线状态等用户信息；组播控制功能实体通过业务控制功能系统中的用户管理系统获得用户组 播组与组播业务的对应信息；组播控制功能实体通过网络接入控制功能实体或者鉴权和认证功能实体 获取用户的权限信息；组播控制功能实体关联上述信息中的全部或者部分信息，形成用户组播权 限表。步骤307,组播控制功能实体根据用户组播权限表判断用户是否有获取 其所请求的组播业务的权限；如果有，执行步骤308;如果无，执行步骤 309;其中，若系统没有可供分配的网路资源、用户没有订购或者注册该组 播业务或者用户在发起加入组播业务的请求后随即下线，组播控制功能实 体都会认为用户没有组播权限。步骤308,组播控制功能实体通知组播复制功能实体向用户转发组播、'六.组播控制功能实体在发送通知消息的时候，同时发送用户的组播业务组和MAC地址等信息，组播复制功能实体根据该信息建立组播复制控制列 表，并复制组播流转发给相应用户。同时，组播复制功能实体还能完成计 费功能，即在向用户发送组播流的时候进行流量统计，并将流量统计和用 户信息发送给鉴权和认证功能实体或者先发送给组播控制功能实体，再由 组播控制功能实体转发给鉴权和认证功能实体，对相应用户进行计费。 步骤309,通知组播复制功能实体禁止向用户转发组播流。 参见图4,为本发明实施例中实现组播控制的方法流程图二，应用于图 8所示的网络附着子系统中。包括步骤401,用户通过接入中继功能实体ARF接入到网络附着子系统 NASS中 ， 步骤402，用户在网络附着子系统NASS中用户接入授权功能实体UAAF完成网络接入认证；步骤403，用户通过接入中继功能实体ARF向支持组播控制功能的网络附着子系统NASS申请加入组播业务；步骤404，组播复制功能实体接收上述加入组播业务的申请；步骤405,组播复制功能实体向组播控制功能实体转发上述请求；步骤406 ，组播控制功能实体通过与其连接的功能实体获得用户组播权限表；这个步骤具体包括组播控制功能实体向资源接纳控制子系统RACS为用户申请网络资源，判 断用户是否能获得接收组播业务的资源，并记录网络资源信息；组播控制功能实体通过用户接入授权功能实体获得用户的MAC地址、 VLAN标识，用户在线状态等用户信息；组播控制功能实体通过业务控制子系统和应用SCSA中的用户管理系统获 得用户组播组与組播业务的对应信息；组播控制功能实体通过用户接入授权功能实体获取用户的权限信息；组播控制功能实体关联上述信息中的全部或者部分信息，形成用户组播权 限表。步骤407，组播控制功能实体根据用户组播权限表判断用户是否有获取 其所请求的组播业务的权限；如果有，执行步骤408;如果无，执行步骤 409;其中，若系统没有可供分配的网路资源、用户没有订购或者注册该组 播业务或者用户在发起加入组播业务的请求后随即下线，组播控制功能实 体都会认为用户没有组播权限。步骤408，组播控制功能实体通知组播复制功能实体向用户转发组播、、六.
组播控制功能实体在发送通知消息的时候，同时发送用户的组播业务组和MAC地址等信息，组播复制功能实体根据该信息建立组播复制控制列表，并复制組播流转发给相应用户。同时，組播复制功能实体还能完成计 费功能，即在向用户发送组播流的时候进行流量统计，并将流量统计和用 户信息发送给用户接入授权功能实体或者先发送给组播控制功能实体，再 由组播控制功能实体转发给用户接入授权功能实体，对相应用户进行计费。步骤409，通知组播复制功能实体禁止向用户转发组播流。 本发明还提供了另外一种实现组播控制的方法，包括 用户向网络控制系统发起加入组播业务的请求；资源接纳控制系统检查网络控制系统是否已经为用户申请了网络资源预 留，如果已经为用户申请了网络资源预留，则组播复制功能实体向用户转发相 应的组播业务流。其中，所述网络控制系统为用户申请网络资源预留的步骤具体包括 网络控制系统在用户接入认证后，向资源接纳控制系统发送资 源预留请求消息，携带该用户的QoS参数(包括带宽和业务类型等)；资源接纳控制系统根据所述用户的QoS参数和自身的资源分配策略向该用 户分配网络资源；资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信息。该实现组播控制的方法中对于用户申请资源预留后的处理情况包括资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信息后，如果该 用户尚未申请加入组播业务，则资源接纳控制系统在收到其他用户发起的加入 组播业务的请求后，将该资源分配给后申请的用户，但该后申请的用户必须在 申请资源预留的用户申请加入组播业务的时候让出其所占用的资源；和资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信息后，不能再 将该用户申请预留的资源分配给其他用户使用。为了提高网络的安全性，还可以这样实现资源接纳控制系统向网络控制 系统反馈为用户分配的资源信息后，收到申请预留资源的用户发起的加入组播 业务的请求后，向网络控制系统查询该用户是否仍然有权限获取该预留资源， 如果是，将该预留资源分配给该用户占用。下面介绍本发明提供的网络控制系统，参见图7和图8。图7为对现有技术中ITU-T的网络附着和控制功能系统NACF的改进， 增加了组播控制功能实体MCF和组播复制功能实体MRF,其中，組播复制 功能实体连接组播控制功能实体和接入中继功能实体，用于根据组播控制 功能实体的通知通过接入中继功能实体向有权限的用户转发组播流；组播 控制功能实体连接鉴权和认证功能实体和网络接入控制功能实体，这两个 功能实体都能够向组播控制功能实体提供用户信息；组播控制功能实体连 接到资源和接纳控制系统，用于为用户申请资源；組播控制功能实体连接 到业务控制功能系统，获取用户申请的组播业务组的信息。在图7所示的 网络控制系统中实现组播控制的处理过程包括用户通过接入中继功能实体接入网络附着和控制功能系统，用户在网 络附着和控制功能系统中进行认证并获得通过后，通过接入中继功能实体 申请加入组播业务；组播控制功能实体MCF连接到鉴权和认证功能实体，为组播用户的发送 者和接收者进行认证，并把收集的组播用户的发送者发送的组播流的统计信息 和接收者接收的组播流统计信息传送给鉴权和认证功能实体，便于根据组播流 的统计信息对用户进行计费；组播控制功能实体MCF连接到业务控制功能系统(Service Control Functions ， SCF)(如IPTV业务系统中的用户管理系统，IMS系统中的归属 用户服务器等)上，MCF从业务控制功能系统SCF中获得用户申请授权的组 播业务组的信息(如IPTV业务系统中IPTV频道和组播组地址的对应关系， 用户的等级而行成的优先级等)；组播控制功能实体MCF连接到资源和接纳控制功能系统(Resource and Admission Control Functions, RACF)上，乂人资源和接纳控制功能系统RACF 中根据具体策略规则，检查资源可用性，为授权用户分配转发组播报文的资源； 组播控制功能实体MCF连接到网络接入功能实体上，从网络接入功能 实体中获得用户信息(如用户的在线状态、MAC地址、VLAN标识、用户的 权限等)；组播控制功能实体通过和以上系统或者功能实体互联，获取用户的权 限信息，组成用户组播权限表，并依照用户组播权限表来控制用户的组播 业务接入。组播复制功能实体连接到组播控制功能实体，当用户申请加入组播组时， 组播控制功能实体根据用户组播权限表，向组播复制功能实体发送用户信息和 权限信息，组播复制功能实体根据用户申请加入組播组的信息，形成组播复制 控制列表(Multicast Replication Control List, MRCL包括组播组地址，用户MAC 地址等)，并根据用户组播接入访问列表MRCL向用户复制组播业务流；组播复制功能实体连接接入中继功能实体，通过接入中继功能实体把组播 流转发给有权限的用户设备；組播复制功能实体还能在转发组播流的时候进行组播流量统计，并将统计 信息和用户信息发送给鉴权和认证功能实体，或者先将统计信息发送给组插-控 制功能实体，然后由组播控制功能实体将流量统计信息和用户信息发送给鉴权 和认证功能实体，方便对用户进行计费。图8为对现有技术中TISPAN的NGN体系架构中的网络附着子系统 NASS的改进，增加了组播控制功能实体MCF和组播复制功能实体MRF, 其中，组播复制功能实体连接组播控制功能实体和接入中继功能实体，用 于根据组播控制功能实体的通知通过接入中继功能实体向有权限的用户设 备UE转发组播流；组播控制功能实体连接用户接入授权功能实体UAAF 和接入管理功能实体AMF来获取用户信息；组播控制功能实体连接到资源 接纳控制子系统RACS,用于为用户申请网络资源；组播控制功能实体连接 到业务控制子系统和应用SCSA,用于获取用户申请的组播业务组的信息。在图8所示的网络控制系统中实现组播控制的处理过程包括用户设备UE通过接入中继功能实体ARF接入到网络附着子系统 NASS中，由用户接入授权功能实体UAAF进行用户接入认证，用户通过 接入中继功能实体ARF向NASS申请加入组播业务；组播控制功能实体连接到用户接入授权功能，为组播用户的发送者和接 收者进行认证，并把收集的组播用户的发送者和接收者发送的组播流的统计信 息和接收者接收的组播流统计信息传送给UAAF,并于根据組播流的统计信息 对用户进行计费；组播控制功能实体连接到业务控制子系统和应用SCSA (如IPTV业务系 统中的用户管理系统，IMS系统中的归属用户服务器等)，組播控制功能实体 从SCSA中获得用户申请授权的组播业务组的信息(如IPTV业务系统中IPTV 频道和组播地址的对应关系，用户的优先级等)；组播控制功能实体连接到资源接纳控制子系统RACS,判断RACS是否 能够依据一定的策略为用户分配发送相应组播的资源；组播控制功能连接接入管理功能AMF,从接入管理功能获得用户信息(例 如用户的在线状态、MAC地址、VLAN标识、.用户权限等)，也可以获得用 户接入认证信息，根据用户的在线信息发送组播流；组播控制功能实体通过和以上系统或者功能实体互联，获取用户的权 限信息，组成用户组播权限表，并依照用户組播权限表来控制用户的组播 业务接入。组播复制功能实体连接到组播控制功能实体，当用户申请加入组播组时， 组播控制功能实体根据用户组播权限表，向组播复制功能实体发送用户信息和 权限信息，组播复制功能实体根据用户申请加入组播组的信息，形成组播复制 控制列表(Multicast Replication Control List, MRCL包括组播组地址，用户MAC 地址等)，并根据用户组播接入访问列表MRCL向用户复制组播业务流；
组播复制功能实体连接接入中继功能实体ARF，通过接入中继功能实体把 组播流转发给有权限的用户设备；组播复制功能实体还能在转发组播流的时候进行组播流量统计，并将统计 信息和用户信息发送给用户接入授权功能实体，或者先将统计信息发送给组播 控制功能实体，然后由组播控制功能实体将流量统计信息和用户信息发送给用 户接入授权功能实体，方便对用户进行计费。如图5所示，为本发明网络控制系统中的组播控制功能实体的结构图， 应用于图7或图8所示的网络控制系统中，包括接收单元，用户组播权 限表生成单元，存储单元，用户权限判断单元，通知单元，资源信息获取 单元，组播信息获取单元，用户信息获取单元和计费信息发送单元。其中，接收单元，用于接收组播复制功能实体转发的用户加入组播业务组的请求；用户组播权限表生成单元，用于在收到用户加入组播业务的请求后，根据获取的用户信息生成用户组播权限表；其中，获取用户信息的步骤参见有关方法部分的陈述。 存储单元，用于存储所述的用户组播权限表；用户权限判断单元，用于根据用户组播权限表判断发起加入组播业务组的 请求的用户是否有加入组播业务组的权限；通知单元，用于将用户权限判断单元获得的用户的权限信息发送给组播复 制功能实体；组播信息获取单元，用于从图7中的业务控制功能系统中的用户管理系统 或者图8中的业务控制子系统和应用SCSA中获得用户组播組与组播业务的对 应信息；资源信息获取单元，用于从图7中的资源和接纳控制功能系统或者图8中 的资源接纳控制子系统中为用户申请网络资源，判断用户是否能获得接收组播 业务的资源，并记录网络资源信息； 用户信息获取单元，用于从图7中的网络接入控制功能实体或者图7中鉴权和认证功能实体或者图8中的用户接入授权功能UAAF中获得用户的MAC地 址、VLAN标识，用户在线状态等用户信息；计费信息发送单元，用于向图7中的鉴权和认证功能实体或者图8中的用 户接入授权功能UAAF发送从组播复制功能实体获得的用户组播流量统计信 息和用户信息。如图6所示，为本发明网络控制系统中的组播复制功能实体的结构图， 应用于图7或图8所示的网络控制系统中，包括接收单元，用于接收用户发送的加入组播业务组的请求；用户信息获取单元，用于提取发送加入组播业务组请求的用户复制信息， 包括组播组地址和用户MAC地址；组播复制控制列表生成单元，用于根据用户信息获取单元得到的用户信息 生成组播复制控制列表；存储单元，用于存储所述组播复制控制列表；请求消息转发单元，用于在获取用户信息后，将用户加入组播业务组的请 求转发给组播控制功能实体；权限消息接收单元，用于接收组播控制功能实体发送的对应于所请求的组 播业务的用户权限信息；组播报文复制单元，用于根据所述用户权限信息，从存储单元获取用户复 制信息后，向用户复制组播报文；组播报文接收单元，用于接收组播报文，并转发给组播报文复制单元；组播报文转发单元，用于将组播报文复制单元复制的组播报文通过图7中 的接入中继功能实体或者图8中的接入中继功能ARF转发给特定用户；计费信息发送单元，用于向鉴权和i人证功能实体发送经统计获得的用户组 播流量统计信息和用户信息。
明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种网络控制系统，包括业务控制功能系统、资源接纳控制系统、鉴权和认证功能实体、接入管理功能实体和接入控制功能实体，其特征在于，还包括组播控制功能实体和组播复制功能实体，其中，组播控制功能实体，用于生成用户组播权限表，并根据用户组播权限表判断发起加入组播业务组的请求的用户是否有接收相应组播业务的权限；组播复制功能实体，用于接收用户发起的加入组播业务组的请求并转发给组播控制功能实体，并根据组播控制功能实体的通知向有权限的用户复制并转发组播报文。
2、 如权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，所述的组播控制功 能实体包括组播信息获取单元，用于从业务控制功能系统中的用户管理系统获得用户 组播组与组播业务的对应信息；资源信息获取单元，用于从资源接纳控制系统为用户申请网络资源，判断 用户是否能获得接收组播业务的资源，并记录网络资源信息；用户信息获取单元，用于从接入管理功能实体获得用户信息，所述用户信 息包括用户的MAC地址、VLAN标识以及用户在线状态；用户组播权限表生成单元，用于根据获取的用户信息和组播组信息生成用 户组播权限表；用户权限判断单元，用于判断发起加入组播业务组的请求的用户是否有加 入组播业务组的权限。
3、 如权利要求2所述的网络控制系统，其特征在于，所述的组播控制功 能实体还包括存储单元，用于存储所述的用户组播权限表；接收单元，用于接收组播复制功能实体转发的用户加入组播业务组的请求；通知单元，用于将所述用户的权限信息发送给組播复制功能实体。
4、 如权利要求3所述的网络控制系统，其特征在于，所述的组播控制功 能实体还包括计费信息发送单元，用于向鉴权和认证功能实体发送从组播复制功能实体 获得的用户组^"流量统计信息和用户信息。
5、 如权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，所述的组播复制功 能实体包括接收单元，用于接收用户发送的加入组播业务组的请求； 请求消息转发单元，用于在获取用户信息后，将用户加入组播业务组的请求转发给组播控制功能实体；权限消息接收单元，用于接收组播控制功能实体发送的对应于所请求的组播业务的用户权限信息；用户信息获取单元，用于根据权限消息接收单元转发的用户权限信息获取 请求加入组播业务组的用户复制信息，包括组播组地址和用户MAC地址；组播复制控制列表生成单元，用于根据用户信息获取单元得到的用户信息 生成组播复制控制列表；存储单元，用于存储所述组播复制控制列表；组播报文复制单元，用于根据所述用户权限信息，向用户复制组播报文。
6、 如权利要求5所述的网络控制系统，其特征在于，所述的组播复制功 能实体进一步包括组播报文接收单元，用于接收组播报文，并转发给组播报文复制单元； 组播报文转发单元，用于将组播报文复制单元复制的组播报文转发给特定 用户。
7、 如权利要求6所述的网络控制系统，其特征在于，所述的组播复制功 能实体还包括 计费信息发送单元，用于向鉴权和认证功能实体发送经统计获得的用户组 播流量统计信息和用户信息。
8、 如权利要求所述的网络控制系统，其特征在于，所述的组播控制功能 实体在生成用户组播权限表时，要执行以下步骤向资源接纳控制系统为用户申请网络资源，判断用户是否能获得接收组播 业务的资源，并记录网络资源信息；通过接入管理功能实体获得包括用户的MAC地址、VLAN标识，用户在线状 态的用户信息；通过业务控制功能系统中的用户管理系统获得用户组播组与组播业务的 对应信息；通过接入管理功能实体或者鉴权和认证功能实体获取用户的权限信息； 关联上述部分或者全部信息，形成用户组播权限表。
9、 如权利要求8所述的网络控制系统，其特征在于，当组播复制功能实 体向用户转发报文的时候，组播复制功能实体同时进行组播流量统计，并将该 组播流量统计信息和相应的用户信息发送给鉴权和认证功能实体进行计费。
10、 如权利要求8所述的网络控制系统，其特征在于，当组播复制功能实 体向用户转发报文的时候，组播复制功能实体同时进行组播流量统计，并将该 组播流量统计信息和相应的用户信息发送给组播控制功能实体，组播控制功能 实体将该信息转发给鉴权和认证功能实体进行计费。
11、 一种实现组播控制的方法，其特征在于，包括以下步骤A、 用户向网络控制系统发起加入组播业务的请求；B、 组播控制功能实体生成用户组播权限表，根据用户组播权限表判断用 户是否有接收相应组播业务的权限，并生成用户权限信息发送给组播复制功能 实体；C、 组播复制功能实体根据组播控制功能实体的通知，向有权限的用户转 发相应的组纟番业务流。
12、 如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述步骤A之前，还包括用户通过中继功能实体接入到网络控制系统的步骤。
13、 如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述步骤A之前，还包 括用户在网络控制系统中完成网络接入认证的步骤。
14、 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述网络接入认证是由网 络控制系统中的鉴权和认证功能实体完成的。
15、 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括以下 步骤所述组播复制功能实体收到组播控制功能实体发送的用户权限信息后，根 据有权限的用户申请加入的组播组信息和用户MAC地址生成组播复制控制列表；所述组播复制功能实体根据组播复制控制列表中的信息向有权限的用户 复制并转发组播报文。
16、 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括以 下步骤组播复制功能实体向鉴权和认证功能实体发送特定用户的组播流量统计 信息和用户信息；鉴权和认证功能实体依据所述组播流量统计信息对该用户进行计费。
17、 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括以 下步骤所述组播复制功能实体向组播控制功能实体发送特定用户的组播流量统 计信息和用户信息；所述组播控制功能实体向网络控制系统中的鉴权和认证功能实体转发上 述信息；所述鉴权和认证功能实体依据所述组播流量统计信息对该用户进行计费。
18、 如权利要求11-17中任意一项所述的方法，其特征在于，所述用户组播权限表包括用户信息、组播业务信息和网络资源信息。
19、 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述用户信息包括用户在 线状态、用户MAC地址、VLAN标识和用户权限。
20、 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述组播控制功能实体生 成用户组播权限表的步骤具体包括组播控制功能实体收到用户加入组播业务的请求后，向资源接纳控制系统为用户申请网络资源，判断用户是否能获得接收组播 业务的资源，并记录网络资源信息；通过接入管理功能实体获得包括用户的MAC地址、VLAN标识，用户在线状 态的用户信息；通过业务控制功能系统中的用户管理系统获得用户组播组与组播业务的 对应信息；通过接入管理功能实体或者鉴权和认证功能实体获取用户的权限信息；关联上述部分或者全部信息，形成用户组播权限表。
21、 一种实现组播控制的方法，其特征在于，包括 用户向网络控制系统发起加入组播业务的请求；资源接纳控制系统检查网络控制系统是否已经为用户申请了网络资源预 留，如果已经为用户申请了网络资源预留，则组播复制功能实体向用户转发相 应的组播业务流。
22、 如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述网络控制系统为用户 申请网络资源预留的步骤具体包括网络控制系统在用户接入认证后，向资源接纳控制系统发送资 源预留请求消息，携带该用户的QoS参数；资源接纳控制系统根据所述用户的QoS参数和自身的资源分配策略向该用 户分配网络资源；资源接纳控制系统向网络控制系统反馈为用户分配的资源信息。
23、 如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述资源接纳控制系统向网 络控制系统反馈为用户分配的资源信息后，如果该用户尚未申请加入組播业 务，则资源接纳控制系统在收到其他用户发起的加入组播业务的请求后，将该 资源分配给后申请的用户，但该后申请的用户必须在申请资源预留的用户申请 加入组播业务的时候让出其所占用的资源。
24、 如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述资源接纳控制系统向网 络控制系统反馈为用户分配的资源信息后，不能再将该用户申请预留的资源分 配给其他用户使用。
25、 如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述资源接纳控制系统向网 络控制系统反馈为用户分配的资源信息后，收到申请预留资源的用户发起的加 入组播业务的请求后，向网络控制系统查询该用户是否仍然有权限获取该预留 资源，如果是，将该预留资源分配给该用户占用。
26、 如权利要求22-25中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的QoS 参数包括带宽和业务类型。
全文摘要
本发明涉及NGN技术，公开了一种实现组播控制的网络控制系统和方法，所述网络控制系统包括控制功能实体和组播复制功能实体。所述方法包括用户向网络控制系统发起加入组播业务的请求；组播控制功能实体生成用户组播权限表，并根据用户组播权限表判断用户是否有接收相应组播业务的权限，并将判断结果发送给组播复制功能实体；组播复制功能实体根据组播控制功能实体的通知，向有权限的用户转发相应的组播业务流。通过实施本发明，能够在NGN网络中实现组播业务的可控制可管理可运营。
文档编号H04L12/18GK101155046SQ20061006279
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月25日 优先权日2006年9月25日
发明者李继军 申请人:华为技术有限公司