专利名称：一种实现组播业务计费的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信网络中的组播技术领域，尤其涉及组播业务的计费管理 方法及其相应设备。
背景技术：
在当前通信网络系统中，组播业务(如IPTV网络电视、IP会议电视业务、 IP网上课程等)越来越成为一种普遍公众的服务。图i是一种典型的IP组播业务网络接入系统结构示例，用户终端11-路由 器14之间使用组成员关系协议，如目前IPV4网络中典型的IGMP(互联网组管 理协议)，用户终端11通过此协议告诉本地路由器14，希望加入并接收某个特 定组播组的信息，同时本地路由器14通过此协议周期性地査询局域网内某个已 知组的成员是否处于活动状态(即该网段是否仍有属于某个组播组的成员)， 以建立并且维护路由器直接联网段的组成成员关系信息；同时为了有效地抑制 组播业务协议报文在链路层的扩散，在接入层二层网络设备12中引入了 IGMP Snoopmg/Proxy (IGMP侦听/代理)等组播协议。接入层网络设备可以是DSLAM (数字用户线接入服务器)、LAN-SWITCH (网络交换机)、OLT (光线路终 端)等以向用户终端提供组播业务复制、分发。图1进一步示意出认证服务器 13、计费服务器15分别可以对组播业务进行认证、计费等管理。在组播业务计费方面，网络接入设备12可以实现前述IGMP Proxy功能，它 过滤来自用户终端11的组播业务加入请求，向认证服务器13请求认证；认证 成功后，它向本地路由器14申请该组播数据流，并在该组播数据流下行后转发 给该用户终端、开始计费处理；在该用户终端11发出组播业务离开请求后停止 计费、生成CDR(Call Detail Record)话单直接发送给外部计费服务器15,或以文 件的方式存储在接入设备12本地文件系统，由外部计费服务器15通过 TFTP/FTP (简单文件传送协议/文件传送协议)下载该话单文件，解析得到用户组播业务计费信息。但是，上述组播计费方式存在如下缺陷1)、对于网络接入设备12来说， 该方式会消耗很多的CPU资源和内存资源以生成CDR话单文件，相对影响了 网络接入设备的性能例如频道切换性能，和其他协议处理性能；2) 、 CDR话 单的格式单一，网络接入设备12可为不同业务服务提供商的组播业务提供服务， 单一的CDR话单不能满足不同业务服务提供商的需要；3)、如果网络10存在 多个组播业务提供商，各组播业务提供商的CDR话单需要进一步通过计费服务 器10进行分拣处理生成各自需要的CDR话单。发明内容本发明提出了一种简单的组播业务计费处理方式，网络接入设备在响应用 户终端的组播业务请求后，仅仅需要执行简单的数据报文封装和转发，由特定 的计费服务器来完成复杂的计费信息处理。根据本发明的一个方面，这里提供一种组播业务计费方法，包括如下步骤a)、 用户终端发起组播业务请求；b)、网络接入设备决定是否响应所述组播业务请求、 并将响应后的组播业务请求封装成单播报文转发给计费服务器；c)、计费服务器 解析所述单播报文对该用户组播业务进行计费管理。优选地，本发明方法步骤b)中,网络接入设备进一步将一个用户计费标识封 装在所述单播报文中。用户计费标识可以是所述用户端口信息、或该用户终端 对应的单播PPP会话标识。优选地，本发明方法所述单播报文可以是以太网单播报文、IP单播报文、或 PPP单播报文。优选地，本发明方法步骤b)中，网络接入设备进一步将其设备标识封装在所述单播报文中。优选地,本发明方法步骤b)中，网络接入设备进一步将所述单播报文转发给 不同组播业务供应商所对应的计费服务器。根据本发明的另外一个方面,这里提供一种辅助组播业务计费的网络接入设 备，包括组播管理装置用于识别并决定是否响应组播业务请求；封装装置: 将所响应的组播业务请求封装成单播报文转发给计费服务器。 优选地，本发明所提供的网络接入设备封装装置进一步将一个用户计费标识 封装在所述单播报文中。上述用户计费标识可以是所述用户端口信息、或该用 户终端对应的单播PPP会话标识。优选地,本发明所提供的网络接入设备所产生的单播报文可以是以太网单播 报文、IP单播报文、或PPP单播报文。优选地，本发明所提供的网络接入设备封装装置进一步将一个网络接入设备 的设备标识封装在所述单播报文中。优选地,本发明所提供的网络接入设备进一步包括一计费服务器配置表用 于记录组播组与计费服务器参数对应关系；所述封装装置根据所响应的组播业 务请求组播组选择相应的计费服务器参数对单播报文进行封装。根据本发明的另外一个方面，这里提供一种组播业务计费服务器，包括过 滤装置识别、过滤出用于组播业务计费的单播报文；处理装置获取所述单 播报文所携带的组播业务请求并进行解析；数据库根据所述解析结果记录组 播业务起始或停止计费的组播计费信息和所接收的单播报文时间。根据本发明的另外一个方面,这里提供一种组播业务计费系统，至少包括-个发起组播业务请求的用户终端；如前所述的网络接入设备，以决定是否响应 所述组播业务请求、并将响应后的组播业务请求封装成单播报文转发给计费服 务器；以及一个如前所述的计费服务器，以解析所述单播报文对用户组播业务 进行计费管理。本发明具有如下优点1) 、由于负责组播请求管理的的网络接入设备仅仅需要将响应的组播业务 请求封装成单播报文转发至计费服务器，由特定的计费服务器来完成计费处理， 从而减轻了对网络接入设备的报文处理任务，提高对组播频道切换响应速度。 进一步地，单播报文根据配置发向对应组播业务服务商的计费服务器，自动完成 分拣过程，并可根据配置实现负载均衡和备分的作用。2) 、计费服务器通过解析所述单播报文，可获得所有原始用户信息，不受 一般CDR话单内容限制，业务服务提供商的新需求开发只涉及计费服务器的软 件升级，不会影响嵌入式接入设备，加快新需求的开发速度，节省开发和升级 成本。
通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加明 显，其中图1是一种典型的IP组播业务系统结构示例；图2根据本发明所提供的一种组播业务系统计费方法实施例；图3是根据本发明所提供的一种网络接入设备功能结构框图实施例；图4是一种典型的IGMP协议报文结构例；图5是根据本发明所提供的用于组播业务计费的单播报文结构实施例； 图6是本发明所提供的组播业务计费服务器配置列表； 图7是根据本发明所提供的计费服务器功能结构框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。图2是根据本发明所提供的一种组播业务系统计费方法实施例图，图例中虽然仅提供了基于IPv4中的IGMP协议方式，但本发明所述思想同样适用在基 于IPv6的MLD (组播监听者协议)协议、或其他组成员关系协议方式。IGMP 协议随着技术的发展具有不同的协议版本号(IGMP有三个版本，IGMP第一版 由RFC1112定义，目前通用的是IGMP第二版，由RFC2236定义。IGMP第二: 版目前仍然是一个草案)，以下实施例重点引用IGMP第二版阐述本发明思想。步骤S20，用户终端11发起组播业务加入请求--IGMP Join请求，典型的组 播业务请求可以是一个以太网IGMP报文帧。步骤S21，网络接入设备12过滤出IGMP Join请求。并通过相关组播接入 管理方式(例如:组播业务认证、连接许可控制CAC等)来决定是否响应所述组播 加入请求。例如网络接入设备12可以基于IGMPJoin请求进行认证。认证的 方式可以是基于本地认证方式实现，也可以通过远程认证方式访问认证服务器 13来实现(图例步骤S211);连接许可控制CAC可以通过对用户接口带宽等资 源进行检査决定是否响应所述IGMP Join请求。在响应所述组播加入请求的情 况下，与用户终端11接入所对应的用户端口被加入组播转发表。如果响应所述 IGMP Join请求，而且该请求是该组播组在该网络接入设备上的第一个IGMP Join请求、网络接入设备12进一步向组播路由器14发出IGMP Join请求(步骤 212)，从网络侧申请相应的组播数据流。步骤S22，在响应所述组播加入请求的情况下，网络接入设备12根据所建 立的组播转发表将来自网络侧的组播数据流分发至新加入的用户端口。步骤S23，根据本发明思想，网络接入设备12将获得响应的IGMP Jdn请 求封装成为一个用于本发明组播业务计费的单播报文，单播报文的目标地址被设 置为计费服务器15对应的地址，例如计费服务器]5的MAC地址，IP地址， UDP端口号或其组合。步骤S24，单播报文根据所设置的目标地址通过网络IO被转发给相应的计 费服务器15。步骤S25，计费服务器15解析前述单播报文中的IGMP Join请求对用户组 播业务进行计费管理。以下是用户终端11发起组播业务离开请求--IGMP Leave请求的处理方式步骤S20'，用户终端11在进行组播业务切换或离开当前组播应用时，它发 出IGMP Leave请求，典型的组播业务请求可以是一个以太网IGMP报文帧。步骤S21',网络接入设备12通过相关组播接入管理对IGMP Leave请求的 进行响应，例如在接收到来自用户终端11的IGMP Leave请求后，它通过GSQ 査询(特定组査询)询问与用户终端11接入所对应的用户端口是否还存在其它 用户终端在侦听该组播流，以决定是否响应该离开请求，从而将该用户端口从 组播组转发表中删除(步骤S211');也可以执行快速离开机制，在接收到IGMP Leave请求后立即响应该离开请求、直接将与用户终端11接入所对应的用户端 口从组播组转发表中删除。当该用户终端是该组播组在网络接入设备最后一个 用户时候，它进一步在向组播路由器14发出IGMP Leave请求(步骤S212') 以申请退出该组播数据流。步骤S22'，在响应所述组播离开请求的情况下，网络接入设备12根据组 播组转发表停止对用户终端11所对应的用户端口的组播数据流转发。步骤S23'，网络接入设备12将获得响应的IGMP Leave请求封装成为一 个用于组播计费目的的单播报文，单播报文的目标地址被设置为计费服务器15 的地址，例如计费服务器的MAC地址，IP地址，UDP端口号或其组合。
步骤S24'，单播报文根据所设置的目标地址被网络IO转发给相应的计费 服务器15;步骤S25'，计费服务器15解析所述单播报文中的IGMP Leave请求对用 户组播业务进行计费管理。值得说明的是，为了避免最后的Leave记费单播因为网络故障报文丢失， 网络接入设备12会周期发送GMQ査询用户终端是否仍然在线，在线用户终端 会发送响应报文(步骤S26)。网络接入设备可以有选择地将用户的响应报文转 换为单播报文(组播加入)发送到计费服务器，增加记费信息的可靠性。同样， 在IGMPvl中，当一个用户终端要离开一个组播组时,它不会发出离开请求消息， 网络接入设备12可以通过GMQ査询-应答机制来确定该用户端口下的所有用户终端已经离开该组播组，进而可以生成 一 组播业务离开请求--IGMP Leave报文、 并与其用户端口一起封装成单播报文转发给计费服务器。作为本发明方法的一种优选实施方式，在前述步骤S23、 S23'中，网络接 入设备12可进一步将---个用户计费标识--可以是用户终端11接入所对应的用户 端口信息、或该用户终端对应的单播PPP会话标识一起封装在单播报文中。作为本发明方法的一种优选实施方式，在前述步骤S23、 S23'中，网络接 入设备12可进一步将其设备标识封装在所述单播报文中，如此， 一个计费服务 器15可对多个网络接入设备12的组播业务进行计费管理。作为本发明方法的一种优选实施方式，步骤S23、 S23'中，网络接入设备 12进一步根据不同的业务供应商提供的组播业务，将所述单播报文转发给该组 播组所对应的业务供应商所的计费服务器，如此，不需要再对计费服务器所形 成的话单进行进一步分拣以提供给不同的业务提供商，而且不同业务提供商可 根据自身的需求开发独立的计费软件获得所需要的计费信息。图4是根据本发明所提供的一种网络接入设备功能结构框图实施例，它具 体可实现在DSLAM的用户板卡中，它包括一个组播管理装置--IGMP Proxy 31、 封装装置32，其中IGMP Proxy 31由过滤装置311、处理装置312组成。过滤装置311识别出来自用户端口的组播业务请求30，图3A即为一种典 型的组播业务请求…以太网IGMP报文帧结构例，相关规范可参考RFC2236, IGMP报文通过IP数据包进行传输，以IP头42中的协议类型字段值为2来指
明其为IGMP报文，图例示意出长度为8字节的IGMPv2报文43，它包括IGMP 消息类型431、最大响应时间432、校验和433、以及组播地址434字段信息， 其中IGMP消息类型字段431为0x16时指示IGMPv2成员报告、为0x17曰寸 指示退出组播组；组播地址434为该报告报文中请求加入或退出的组播组地址； 组播业务请求的用户终端信息可以是IP头42中的源IP地址、或MAC头41头 中的源MAC地址。以太网IGMP报文帧被过滤装置311转发给处理装置312以决定对其IGMP 报文所包含的组播业务请求是否响应；对于IGMP Join请求来说，它可以通过 不同方式的组播接入管理方法(例如:组播业务认证、连接许可控制CAC等方式) 来决定是否响应所述请求，例如处理装置312可以基于IGMP Join请求进行 认证认证的方式可以是基于本地认证方式实现，也可以通过远程认证方式来 实现；连接许可控制CAC可以通过对用户接口带宽等资源进行检査决定是否响 应所述IGMP Join请求。在响应所述组播加入请求的情况下，与用户终端ll接 入所对应的用户端口被加入组播转发表(图例未示意出)。对于IGMPLeave请 求来说，它也可以通过不同处理方式来决定是否响应所述请求，例如它通过 GSQ查询判断当前用户端口是否还存在其它用户终端在侦听该组播流，以决定 是否响应该离开请求、将其对应的用户端口从组播组转发表中删除，以停止组 播业务也可以执行快速离开机制，在接收到IGMP Leave请求后直接响应该离 开请求、将其对应的端口从组播组转发表中删除，以停止组播业务。值得说明的是，为了避免最后的Leave记费单播因为网络故障报文丢失， IGMP Proxy会周期发送GMQ查询用户是否仍然在线，在线用户会发送响应报 文。网络接入设备12可以有选择地将用户的响应报文转换为单播报文(组播加 入)发送到计费服务器，增加记费信息的可靠性。同样，在IGMP第一版中，当 ^个用户终端要离开- 个组播组时，它不会发出离开请求消息，IGMP Proxy可以 通过发送GMQ进行査询-应答机制来确定一用户端口下的用户终端已经离开组 播组，进而可以生成一组播业务离开请求--IGMP Leave报文或构造一个包括上 述离开请求的以太网IGMP报文帧。根据本实施例所提供的网络接入设备，它进一步包括一封装装置32，处理 装置312在成功响应组播业务请求后，将其所接收的以太网IGMP报文帧作为
组播计费数据转发给封装装置32，以将其封装成用于组播业务计费的单播报文、 发送给目标计费服务器。图5是根据本发明所提供的组播业务计费单播报文结 构实施例；封装装置32将来自用户终端的以太网IGMP报文帧30以UDP (用 户数据报协议)协议方式被封装在一个IP单播报文34中，IP头52的目标地址 被设置为计费服务器IP地址，作为二层以太网络数据帧，它进一步包括MAC 头51。作为一种优选实施方式，封装装置32可使用其他单播报文如以太网单播报 文，或PPP单播报文，其原理与IP单播报文一样。对于以太网单播报文封装， 封装装置32为来自用户终端的以太网IGMP报文帧30添加MAC头51后发送 给计费服务器；对于PPP单播报文，封装装置32为来自用户终端的以太网IGMP 报文帧30产生PPP头后进一步添加MAC头后发送给PPP服务器，例如BRAS。作为一种优选实施方式，封装装置32可进一步将一个用户计费标识Iflndex 542—可以是用户终端U接入所对应在网络接入设备中的用户端口信息、或该用 户终端对应的单播PPP会话标识一起封装在单播报文中，如此，接收该单播报 文的计费服务器或PPP服务器可根据网络接入设备所提供的用户计费标识作为 依据计费。作为一种优选实施方式，为方便接收单播报文的计费服务器对网络中的多 个网络接入设备12计费信息进行管理或区分，封装装置32进一步将其一个设 备标识Device—ID 541封装在所述单播报文34中。实际应用中，接入网络设备所提供的组播业务可能来自不同的组播业务提 供商，为实现计费分拣的目的，网络接入设备可将所产生的用于组播计费的单播 报文直接发送给不同的组播业务提供商所对应的计费服务器;同时，各组播业务 提供商也可以具有不同的计费服务器以实现对计费管理的负载分担或备份目 的，因此，作为一种优选实施方式，网络接入设备12还可以进一步包括计费服 务器配置表33 (如图6所示)，封装装置32可进一步根据组播业务请求的组播 组地址査找其所对应的计费服务器参数,例如目标计费服务器IP地址和UDP端 口号的组合、对单播报文34的目标IP地址和UDP端口号进行设置，向其所属 的业务提供商直接提供计费信息。图7是根据本发明所提供的计费服务器功能结构框图，它包括 接收装置71，接收来自网络IO的数据报文并进行解封装处理，典型的数据 报文如以太网数据帧，接收装置对其进行解封装处理还原出数据帧中所承载的数据包。过滤装置72，它识别、过滤出所还原出来的数据包是否为本发明所定义的 组播计费报文。结合图5所提供的单播报文结构实施例，它根据封装后的IGMP 报文54中的原始用户终端的以太网IGMP报文帧30中的IP头42的协议类型， 判定装置提取IP数据包所承载的用户数据并对相关字段进行分析，如图5中所 承载的以太网IGMP报文帧30的IP头42内的协议字段为2指明其为IGMP报 文。处理装置73，它根据过滤装置提供的组播计费数据包对其进行解析处理， 例如根据IGMP报文的消息类型431来判断是否是开始或停止计费；根据IP头 42中的源IP地址、或MAC头41头中的源MAC地址来识别组播业务请求的用 户终端信息。处理装置73可进-一步根据Device—ID、 Iflndex字段信息来记录组 播用户所对应的网络接入设备标识、该用户终端所接入的网络接入设备的用户 端口信息；根据以太网IGMP报文帧30所包含的MAC头、IP头可进-一步记录 发起该组播业务请求的用户终端的MAC地址、IP地址信息等。数据库74对上述处理装置73所解析出的的组播计费信息进行存储以提供给 业务提供商详细的费用信息，组播计费信息可以包括如上说所述用户终端信息 MAC地址和/或IP地址、该用户终端所接入的网络接入设备的用户端口信息、 网络接入设备标识、起始和停止计费时间等。尽管上述说明为本发明提供了一些实施例，并非用来限定本发明的保护范 围，本技术领域的专业人员可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对实 施例进行各种修改，这种修改均属于本发明的范围内。
权利要求
1. 一种组播业务计费方法，包括a)、用户终端发起组播业务请求；b)、网络接入设备决定是否响应所述组播业务请求、并将响应后的组播业务请求封装成单播报文转发给计费服务器；c)、计费服务器解析所述单播报文对该用户组播业务进行计费管理。
2、 如权利要求1所述的组播业务计费方法，其特征在于所述步骤b)中,网络 接入设备进--步将一个用户计费标识封装在所述单播报文中。
3、 如权利要求2所述的组播业务计费方法，其特征在于所述用户计费标识 可以是所述用户端口信息、或该用户终端对应的单播P P P会话标识。
4、 如权利要求1所述的组播业务计费方法，其特征在于所述单播报文可以 是以太网单播报文、IP单播报文、或PPP单播报文。
5、 如权利要求1所述的组播业务计费方法，其特征在于所述步骤b)中，网 络接入设备进一步将其设备标识封装在所述单播报文中。
6、 如权利要求1所述的组播业务计费方法，其特征在于所述步骤b)中，网 络接入设备进一步将所述单播报文转发给不同组播业务供应商所对应的计费服 务器。
7、 一种辅助组播业务计费的网络接入设备，包括 组播管理装置用于识别并决定是否响应组播业务请求；封装装置将所响应的组播业务请求封装成单播报文转发给计费服务器。
8、 如权利要求7所述的网络接入设备，其特征在于所述封装装置进一步将 一个用户计费标识封装在所述单播报文中。
9、 如权利要求8所述的网络接入设备，其特征在于所述用户计费标识可以是所述用户端口信息、或该用户终端对应的单播p p p会话标识。
10、 如权利要求7所述的网络接入设备，其特征在于所述单播报文可以是以太网单播报文、IP单播报文、或ppp单播报文。
11、 如权利要求7所述的网络接入设备，其特征在于所述封装装置进一步将 一个网络接入设备的设备标识封装在所述单播报文中。
12、 如权利要求7所述的网络设备，其特征在于其进一步包括 计费服务器配置表用于记录组播组与计费服务器参数对应关系；所述封装装置根据所响应的组播业务请求组播组选择相应的计费服务器参数对单播报文进行封装。
13、 一种组播业务计费服务器，其特征在于它包括 过滤装置识别、过滤出用于组播业务计费的单播报文； 处理装置获取所述单播报文所携带的组播业务请求并进行解析； 数据库根据所述解析结果记录组播业务起始或停止计费的组播计费信息和所接收的单播报文时间。
14、 一种组播业务计费系统，包括 用户终端发起组播业务请求；网络接入设备决定是否响应所述组播业务请求、并将响应后的组播业务请 求封装成单播报文转发给计费服务器；计费服务器解析所述单播报文对用户组播业务进行计费管理。
15、 如权利要求14所述的组播业务计费系统，其特征在于所述网络接入设 备进一歩将一个用户计费标识封装在所述单播报文中。
全文摘要
本发明提供了一种组播业务计费方法及其相应设备，所述方法包括a)用户终端发起组播业务请求；b)网络接入设备决定是否响应所述组播业务请求、并将响应后的组播业务请求封装成单播报文转发给计费服务器；c)计费服务器解析所述单播报文对该用户组播业务进行计费管理。根据本发明思想，网络接入设备仅仅需要将成功响应后的组播请求封装成单播报文转发至特定的计费服务器进行计费处理，从而减轻了对网络接入设备的性能影响。
文档编号H04L12/14GK101212315SQ20061014788
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月25日 优先权日2006年12月25日
发明者吕小鹏, 周立聘, 贾镭生, 郑大勇 申请人:上海贝尔阿尔卡特股份有限公司