10。该架构包括演进型通用陆地无线接入网化volved-Universal Terrestrial Radio Network，E-UTRAN) 12和EPC移动核屯、网。EPC为终端用户会话和连接管理提供了一套丰富的 机制。因此EPC具有多个功能实体，包括:位于数据路径上的服务网关14和PDN网关16; W及 作为控制面功能的移动性管理实体(MobiIity Management Entity，MME) 18、归属用户系统 化ome Subscriber System,HSS)20和分组控制规则功能（Packet Control and Rule Function，PCRF)22。此架构支持连接的按需建立与认证、服务质量（Quality of Service, QoS)策略与计费、所建立的连接的移动性W及其他会话处理能力。另外，EPC还提供对前一 代无线接入网（radio access network,RAN)即UMTS陆地RAN(I)MTS Terrestrial RAN, UTRAN)W及GSM EDGE RAN(GERAN)的后向兼容。
[0037] 当用户设备（User Equipment,UE)24上电并且通过接入点名称（Access Point Name, APN)附着至网络时，终端用户连接被建立。MME 18方便了用于建立位于W下接口中的 PDN连接段的信令:PDN网关16与服务网关14之间的S5接口、E-UTRAN 12的eNB与服务网关14 之间的Sl-U接口 W及E-UTRAN 12与肥24之间的无线接口 LTE-Uu。
[0038] 在当前LTE架构中，GTP是针对隧道承载连接的最常用的协议。从eNB至PDN网关16 的GTP连接提供分层的层2传输，肥的IP分组可W通过层2传输经由隧道被发送至PDN网关16 (肥的第一跳路由器）。GTP控制协议提供QoS策略协商能力、计量和计费功能、UE定位信息、 核屯、网元的负载信息W及保活和其他连接信息。注意，EPC功能实体是基于IP网络的UDP上 的覆盖(overlay),而IP网络通常又基于MPLS网络。在数据面上，例如E-UTRAN 12与服务网 关14之间的连接W及服务网关14与PDN网关16之间的连接可W通过几种互联网协议 (Internet ProtocolJP)W及在图中未示出的MPLS路由器来连接。用根据下述公开内容的 直接W太网传输来替代运样的扩展分层传输。另外，集中式EPC导致长的回程。网络虚拟化 使得分散化趋势成为可能。
[0039] 网络虚拟化
[0040] 本公开内容中的被虚拟化的网络段是E-UTRAN 12的eNB(Sl-U)与至因特网/外网 的PDN网关(gateway，GW) 16接口（SGi)之间的网络段。集中式交换机/传输路径控制器具有 网络拓扑和状态的全景图。该交换机控制器被配置成为EPC控制功能提供建立传输路径的 服务。OpenFlow与转发控制单元分离（Forwarding and Conhol Element Separation, ForCES)协议使得集中式控制器能够对传输面上的分布式交换机进行编程。然而，运些协议 在不扩展的情况下都不支持GTP/PDN连接的需求。
[0041 ] 开放式网络论坛(Open Networking ForunuONF)中所指定的OpenFlow定义了控制 器和交换机分离的模型，其中转发面功能能够被编程。尽管该模型灵活地适用分组转发，但 是交换机当前仅执行与PDN连接处理相比相对简单的转发功能，并且不保持状态。即使需要 扩展，OpenFlow协议及其能力仍有望支持PDN连接处理。
[0042] ForCES在因特网工程任务组（Internet Engineering Task Force, IETF)中被指 定，并且定义了可编程逻辑功能块(logical化nctional blocks，LFB)。虽然化rCES提供了 一种灵活的模型，但是在EPC网络中应用运种模型的挑战在于构建明确定义了的标准接口， 可W针对该接口实现专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、 网络处理单元(Network Process Unit,NPU)或者其他交换机硬件。
[0043] 其他协议例如H.248W及通用交换机管理协议(Generalized Switch Management Protocol，GSMP)及其变体也提供将控制面与传输面分离开的模型。然而，运些协议在无明 显扩展和另外工作的情况下不能用于提取PDN连接。
[0044] 本公开内容的方面提供实施方式的分散式EPC架构，该架构提供了用于对集中式 控制器W及从eNB( Sl-U接口）至接入IP网络的网关(SGi接口）的分布式传输面进行支持的 接口和机制。EPC控制功能一一MME、SGW和PGW控制面、PCRF及其他支持功能一一可W被实现 为实施方式的分散式EPC架构中的虚拟功能。在一些实施方式中，EPC控制功能可W请求交 换机控制器为PDN连接建立传输路径。
[0045] 分散式EPC架构
[0046] 参见图2，分散式EPC包括多个EPC站点30。每个EPC站点30中的架构聚焦于W下接 口和机制，所述接口和机制用于对集中式EPC控制器W及从RAN 38中的eNB 36(SI-U接口） 至接入IP网络40的网关(SGi接口）的分布式传输面34进行支持，如图2所示。集中式EPC控制 器包括连接会话控制功能，即MME 18、SGW 14和PGW 16控制面、PCRF 22W及其他支持功能， 它们很可能被实现为虚拟功能。注意，EPC控制功能请求交换机控制器32为PDN连接建立传 输路径。
[0047] 图2示出分散式EPC架构。该架构包括多个EPC站点30。每个EPC站点30的架构都包 括EPC控制功能W及每个EPC站点30中的交换机控制器32和分布式传输面34。在传输面％ 中，L3错定器(L3-ANC)是IP会话的错定器，而L2错定器(L2-ANC)用作用于支持RAN 38内的 肥24的移动性的错定点。在一些实施方式中，L2错定器和L3错定器是逻辑实体。
[0048] 交换机控制器32可W具有从无线节点至因特网接入点的传输面34的全景图。整个 回程网络的该集中式视图使得交换机控制器32能够均衡网络中多个交换/传输实体之间的 负载，W及能够使用更多的并发消息序列来潜在地建立和切换连接。在此架构中，至3GPP网 络的肥信令不改变。使用3GPP NAS(非接入层)信令和Sl-C接口。
[0049] 分组数据网络连接的传输
[0050] 图3示出了GTP PDN连接传输架构和实施方式的W太网PDN连接传输架构的比较 图。
[0化1] 如图3A所示，传统的3GPP GTP隧道PDN传输对根据TS 23.401中3GPP架构规格的用 于传输UE 24的PDN连接的用户面进行了描述。GTP-U(和无线链路中的PDCP)承载在UE 24与 PDN GW 16之间传输用户的IP数据分组。eNB 36与PDN GW 16之间的PDN承载的回程网络是 MPLS还可W用于其电信级能力的IP网络。
[0052]如图3B所示，实施方式的直接W太网PDN传输技术在回程网络中将PDN连接直接通 过作为传输面34的W太网来传输。UE 24可W有多个PDN连接，并且该网络通过使用虚拟媒 体接入控制(Media Access Control ,MAC)地址标识L2错定器和L3错定器上的端口来支持 该特征。虚拟MAC地址对于单个UE的PDN连接组可W是唯一的。虚拟MAC地址和UE IP地址的 组合可W唯一地标识PDN连接。针对电信级能力，回程网络可W使用TRIlX或者802. laq。需 要用每个PDN连接的虚拟MC地址来标识可能包括Sl-U和S5上的（点对点)PDN连接段的肥连 接。传输路径上的虚拟网络段(或PDN连接段)的流表被分组至该PDN连接的点对点流表绑定 集(binding)。该肥可W有多个PDN连接，每个PDN连接在该网络中由eNB、L2错定器和L3错定 器中的点对点流表绑定集来标识。L2错定器和L3错定器中的每一个可W是W太网交换机的 至少一部分。因此，L2错定器和L3错定器中的每一个可W具有针对每个用户所允许的最大 PDN连接数量(通常是9)的虚拟MAC地址，其中上述虚拟MAC地址可W与点对点流表绑定集对 应。基于用户IP地址、RAB(无线接入承载)标识W及在L2错定器和L3错定器处的虚拟MAC地 址的集合来在该网络中转发PDN连接。针对电信级能力，回程网络可W使用TRI化或者 802.laq〇
[0化3] 连接处理
[0054]连接处理包括连接路径的建立、针对连接的终端用户IP流的策略和QoS、计费、定 位信息W及其他方面。因为在每个EPC站点30中都有请求并且管理交换机和无线网络中的 优先资源的集中式交换机控制器32,所W用于运些连接的QoS提供被简化。在回传网络中， QoS通过关于聚合最大比特速率(Aggregate Maximum Bit Rate,AMBR)的策略来处理，并且 GTP转发使用Diffserv类和DSCP类。此新的架构可W支持AMBR(扩展至Open Flow)上的提供 和策略，并且支持基于Diffserv类和DSCP类来转发用户数据分组。类似地，可W利用化en Flow协议扩展来支持计费、定位信息和其他会话特征。由于具有充分了解网络拓扑的虚拟 EPC/会话控制与交换机控制器32,所W可W并行处理许多操作。按照W下来提供连接建立 和切换。
[0化日]连接建立
[0056] 图4示出了用于建立PDN连接的网络配置图，其中肥24发起用于附着至EPC站点30 的信令。EPC认证用户并且提供授权策略。包括连接会话控制功能MME 18、SGW 14和PGW 16 控制面W及PCRF 22的EPC认证肥24并且提供授权策略。EPC控制器建立eNB 36与L3错定器 之间的连接路径，并且无线接入网38建立至肥24的无线承载。在图4中示出了该过程。
[0057] 为了建立用于承载肥IP数据流量的传输路径，EPC控制器请求交换机控制器配置 在经过L3错定器、L2错定器和eNB 36的传输路径上的流表条目。EPC控制器生成虚拟隧道端 点标识（Virtual I'unnel Endpoint Identity,TEID)并且将TEID与交换机中的表关联。 TEID被携带在3GPP Sl-C信令中，因此无需改变3GPP协议。
[0058] 如图4所示，在步骤1处，开机时UE 24尝试通过发送附着请求消息来附着，该附着 请求消息具有用于建立PDN连接的多个参数，包括UE 24的国际移动用户识别码 (International Mobile Subscriber Identity, IMSI)和默认接入点名称（Access 化int Name, APNK与默认网络的连接、QoSW及其他协议选项）dEPC控制器中的MME 18从归属用户 服务器化ome Subsc;r;Lber Server,服S)20(未示出）中获得认证向量并且完成与肥24的一 系列交互，W验证其真实