一种路径建立的方法、控制器及移动性管理实体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及软件定义网络技术和移动核心网分流的相关技术领域，具体而言，涉及一种一种路径建立的方法、控制器及移动性管理实体(MME)。
【背景技术】
[0002]OpenFlow协议采用转发/控制分离架构，外置控制面实体采用OpenFlow协议控制转发面设备实现各种转发逻辑，而转发面设备主要功能就是根据OpenFlow控制器下发的流表执行受控转发，其行为是标准化的:收到一条报文，取出其头部L2/L3/L4相关字段值，以其作为关键字查找流表，匹配到一个表项后，根据表项内容中的指令集对报文字段进行处理，完毕后根据指示转发到某一逻辑或物理端口。
[0003]EPC (Evolved Packet Core,演进的分组核心网)是3GPP R8阶段引入的新型分组核心网，其将网络进一步扁平化，转发面设备分为SGW (Serving Gateway，服务网关)和PGW(PDN Gateway，分组数据网关)，在网络架构上，引入OpenFlow机制后对既有EPC的用户面网元功能和控制方式有一定的影响，如图1所示。
[0004]图1中的UGW (Unified Gateway，通用网关)仅具有用户面功能，所有控制面管理功能都由控制器Controller完成,包括用户面隧道的建立、修改、QoS保证等等。通过Controller的逻辑控制，UGW按功能实现可分为SGW和P_GW，SGW和PGW本质上是具有相同功能的统一网关UGW。这对EPC核心网来说可以实现更加灵活的组网，并且Controller可以通过API (Applicat1n Program Interface,应用程序接口)灵活的引入应用功能以增强核心网的能力。
[0005]为了支持数据传输的路径优化和业务连续性，EPC网络采用如图2所描述的方式:用户在old UGff (P-GW)上建立了访问Serverl的优化路径，old UGff (P-GW)是靠近用户侧的锚点网关。当用户发生了移动，移动网络发现有更适合的锚点网关可以为用户提供服务,那么就在new UGff (P-GW)上建立相同APN (Access Point Name，接入点名称)的PDN(Packet Data Network,分组数据网络)连接,为用户后续发起相同APN的新业务提供数据链路，并建立old UGff和new UGff之间的转发通道用来支持IP地址不变的数据业务，保证连续性。用户在新的UGW服务范围内，可以继续使用old UGff (P-GW)分配的IPl继续原有业务，可以使用new UGff (P-Gff)分配的IP2进行启动相同访问网络内的新业务。
[0006]在EPC网络架构下，为了实现图2所述的过程需要执行图3所示步骤，图3以用户发起业务请求过程中建立数据转发通道及建立相同APN的新TON连接为例进行说明。
[0007]图3中的new S/P-GW以及old S/P-GW是位于UGW上的不同逻辑功能单元，对于一个UGW来说可以既作为S-GW又作为P-GW，取决于控制器指定的角色。
[0008]步骤S301，用户有上行数据或者信令发送会触发UE发起业务请求过程，UE向MME发送业务请求消息。基站在转发业务请求消息时，将标识用户位置的基站ID和/或基站配置的TAI信息发送给MME。
[0009]步骤S302，MME根据上下文中保存的会话信息建立相应的无线承载。MME在无线承载建立请求消息中将old SGff的地址和TEID发送给基站。基站在无线承载建立响应消息中将eNB的用户面地址和TEID发送给MME。
[0010]步骤S303?步骤S307是调用MME发起的SGW重定位过程，目的是建立数据的转发通道。
[0011]步骤S303，MME根据步骤S301所述的标识用户位置的信息确定是否要选择新的服务网关S-GW。如果是，那么就向新的SGW发送创建会话请求消息，消息中携带eNB的地址和TEID，建立用户的下行数据面通道。消息中同时携带锚点网关的控制面地址、用户面地址和TEID信息。
[0012]步骤S304，新选择的SGW向锚点ο I d P-Gff网关发送修改承载请求消息，消息中携带new SGW分配的用户面地址和TEID信息。
[0013]步骤S305，P-Gff回复修改承载响应消息。
[0014]步骤S306,new SGW回复创建会话响应消息,消息中携带new SGW分配的新的上行用户面地址和TEID。
[0015]步骤S307，MME通过SGW重定位通知消息将new SGff的用户面地址和TEID信息通知基站，基站回复SGW重定位确认消息。
[0016]步骤S308，如果用户的APN签约是允许分流的，那么根据步骤S301获取的用户位置信息，MME还可以确定锚点网关是否合适。如果有更合适的锚点网关提供APN的接入，那么启动步骤S308?步骤S316的建立相同APN的PDN连接过程，目的是为用户分配新的IP地址，使得用户可以使用新的IP地址继续访问APN对应网络中的业务。
[0017]步骤S309,MME通过NAS (Non Access Stratum,非接入层)消息触发UE发起可用于分流的APN的新的PDN连接建立，也即相同APN的PDN连接建立。
[0018]步骤S310，UE发起指定APN的PDN连接建立请求消息。
[0019]步骤S311，MME发起指定APN的新的PDN连接建立过程，将隧道建立到new S-Gff和new P-GW上。MME向new SGW发送创建会话请求消息，消息中携带new P-GW的控制面、用户面地址和TEID。new S-GW向new P-GW发送创建会话请求消息，消息中携带new S-Gff的用户面地址和TEID信息用于下行数据传输，new P-Gff回复创建会话响应消息，消息中携带new P-GW分配的用户面地址和TEID用于上行数据传输。在本流程中可以认为new S-Gff和new P-Gff之间是内部操作。
[0020]步骤S312,new P_GW回复创建会话响应消息,消息中携带new P_GW分配的用户面地址和TEID用于上行数据传输。new S-GW向MME回复创建会话响应，消息中携带new S-Gff分配的用于上行数据传输的S-GW用户面地址和TEID信息。在本流程中可以认为new S-Gff和new P-Gff之间是内部操作。
[0021]步骤S313，MME通过无线承载建立过程建立新PDN连接对应的无线承载。MME在无线承载建立请求消息中携带new S-Gff分配的上行用户面地址和TEID。
[0022]步骤S314，MME向UE回复TON连接建立接受消息，消息中携带为用户新分配的IP地址或者IP前缀信息。
[0023]上述流程中，转发隧道的建立和新PDN连接的建立依据既有的EPS网络机制分为两个部分完成。在基于SDN的EPC网络中，由于控制器对通用网关UGW的操作不再依赖于传统的GTP (GPRS Tunnel Protocol，GPRS隧道协议)协议操作过程，可以在一个过程中下发多个流表，因此存在流程上进一步的优化空间。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0024]本发明提供了一种路径建立方法、控制器及MME，以至少解决基于SDN的EPC网络中转发通道的建立和新TON连接的建立分为两个部分完成的流程优化问题。
[0025]根据本发明的一个方面，提供了一种路径建立的方法，所述方法包括:
[0026]控制器接收移动性管理实体MME发送的用户位置信息；
[0027]所述控制器确定新锚点网关并向新锚点网关和旧锚点网关发送下发流表，所述流表用于建立新的路由通道和新锚点网关和旧锚点网关间的转发通道；
[0028]所述控制器通过控制消息，通知MME触发接入点APN的分组数据网络PDN连接建立过程，并指示MME响应用户设备UE发起的APN的PDN连接建立请求。
[0029]根据本发明的另一方面，提供了一种路径建立的方法，包括:
[0030]MME向控制器发送用户位置信息；
[0031]所述MME接收控制器发送的通知消息；
[0032]所述MME根据所述通知消息触发APN的PDN连接建立过程，并响应用户设备UE发起的APN的PDN连接建立请求，在响应消息中将用户设备在新锚点网关的IP地址或者IP地址前缀发送给UE。
[0033]根据本发明的再一方面，提供了一种控制器，包括:
[0034]接收模块，用于接收移动性管理实体MME发送的用户位置信息；
[0035]发送模块，用于确定新锚点网关并向新锚点网关和旧锚点网关发送下发流表，所述流表用于建立新的路由通道和新锚点网关和旧锚点网关间的转发通道；优选的，发送模块包括第一下发单元和第二下发单元；第一下发单元，用于向新锚点网关下发第一流表，其中所述第一流表用于建立承载上行数据传输的新旧锚点网关之间的转发通道，并为新锚点分配用户面地址和隧道端点标识TEID信息，建