专利名称：宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法
技术领域：
本发明涉及一种宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，属于数据通信技术领域。
背景技术：
随着互联网和现代通信技术的快速发展，IP网将会作为多业务的统一承载网，在IP网上将同时承载语音、视频、数据及企业互连等多种不同通信业务。现在，在统一的IP承载网上解决多业务区分和业务服务质量保证的通常做法有两种一种是在网络层面做复杂的QoS控制，通过IP地址段或五元组的方式进行流分类和质量保证；另一种是采用多端口的ADSL Modem或家庭网关，通过端口来识别区分业务，然后做相应的QoS控制来保证业务的服务质量。但是，这两种现有技术存在以下问题和不足(1)在网络汇聚层根据不同的IP地址段或五元组区分业务的方法，对网络层设备的要求比较高，需要对不同IP地址段所对应的不同业务进行规划管理，导致汇聚层及核心层设备的技术复杂度和业务服务质量管理的成本较高。
(2)通过物理端口识别和区分业务的方式，只能标识终端或应用；用户必须根据不同物理端口连接不同终端，导致用户使用不甚方便，可扩展性较差。而且，对于家庭网络设备以无线连接方式与接入终端相连时，无法依靠物理端口来区分业务和终端。
(3)业务平台无法感知终端类型和应用类型，难以实现根据应用终端类型推送不同显示方式的内容。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，该方法通过网络中的应用终端和接入终端、网络资源管理服务器、业务平台等设备的协同配合，实现了业务区分和服务质量保证。该方法作为一种比较理想、效果较好、部署成本合理的技术方案，能够加强运营商对网络资源的精确管控和业务流程的控制，实现业务流量的消耗与业务收入关系成比例，并从应用和内容中获得应有的收益。
为了达到上述目的，本发明提供了一种宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于包括下列操作步骤(1)业务感知阶段由应用终端向业务平台或接入终端传递包括但不限于终端类型、业务类型、服务质量等级的相关业务信息；(2)业务认证阶段由业务平台对应用终端发送来的业务信息进行认证鉴权、同时进行网络资源配置的相关处理；(3)业务标记和质量保证的信息传输阶段基于优先级进行业务区分，以及在服务质量保证策略基础上进行业务数据的传输；(4)资源释放阶段应用终端结束应用后，与业务平台和接入终端配合完成网络资源的释放。
所述步骤(1)根据接入终端的不同，分别采用下述两种不同操作步骤(11)桥接式接入终端时，应用终端在获取地址时通过标准动态主机配置协议DHCP的Option77字段或以太网点到点协议(PPPoE，PPP over Ethernet)的Vender-Specific TAG字段向业务平台传递至少包括终端类型、业务类型、服务质量等级的业务信息；(12)路由式接入终端时，应用终端在获取地址时通过标准动态主机配置协议DHCP的Option77字段的向接入终端传递至少包括终端类型、业务类型、服务质量等级的业务信息。
所述步骤(2)进一步包括下述操作内容
(21)业务平台根据应用终端发送来的业务信息进行业务认证鉴权，决定是否接收业务请求；(22)如果通过业务认证，则业务平台向应用终端返回认证鉴权响应包，响应包中携带有服务质量等级参数的鉴权结果信息，再执行后续操作；如果业务认证没有通过，则应用终端的请求被拒绝，业务平台向应用终端发送“拒绝”响应包，结束业务过程；(23)业务平台向宽带网络资源管理服务器申请网络带宽资源，网络资源管理服务器对其进行处理，并向业务平台返回网络资源请求响应；(24)根据接入终端类型采用不同的方式，在接入终端上分别建立相应的服务等级映射。
所述步骤(22)中业务平台向应用终端返回的认证鉴权响应包有两种(221)如果应用终端采用桥接式接入终端时，业务平台返回的认证鉴权响应包中包括经过业务平台验证后的DHCP的Option77字段或PPPoE的Vender-Specific TAG字段信息，以及业务平台向应用终端分配的IP地址参数；(222)如果应用终端采用路由式接入终端时，业务平台通过终端的远程管理接口、或基于客户侧终端设备广域网管理协议TR069标准(TR069 CPE WANManagement Protocol)的方式、或其它方式返回的认证鉴权响应包中包括终端类型信息。
所述步骤(24)中，接入终端建立服务等级映射过程包括下述两种情况(241)在桥接式接入终端时，接入终端先截获DHCP响应包中的Option77字段或PPPoE响应包中的Vender-Specific TAG字段，建立优先级映射表和QoS控制表，再向应用终端透明传输DHCP或PPPoE响应包；(242)在路由式接入终端时，接入终端根据上述步骤(22)中业务平台返回的业务认证响应包信息建立优先级映射表和QoS控制表。
所述步骤(3)进一步包括下述操作内容(31)应用终端收到业务平台发送的DHCP或PPPoE响应包后，开始发送数据流量；
(32)接入终端根据优先级映射表进行业务区分和流分类，并作相应标记；然后根据优先级转发上行数据流；(33)宽带接入网络根据优先级转发数据流或者向业务平台上行转发数据流，或者接收业务平台下行发送来的数据流；(34)宽带网络设备在数据传输过程中，基于QoS策略对数据流进行相关的控制保证；(35)宽带网络向接入终端转发下行数据流；(36)接入终端根据QoS控制表进行队列调度保证，再向应用终端转发下行数据流。
所述步骤(4)进一步包括下述操作内容(41)应用终端结束应用，发送DHCP或PPPoE的释放请求；(42)接入终端截获DHCP或PPPoE释放请求，删除优先级映射表和QoS控制表；如果是桥接式接入终端，该接入终端向业务平台透明传输DHCP或PPPoE释放请求；如果是路由式接入终端，该接入终端释放应用终端的IP地址；(43)业务平台收到应用终端的释放请求，释放相应资源至少包括通知网络资源管理服务器释放相关资源，或者刷新相应的可用资源统计参数。
本发明是一种宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，具有下列各种优点本发明采用在定制的终端上进行业务识别，这是一种最彻底和最容易实现的方式，网络层只需按照业务的优先级标记进行转发，对网络层设备的改造量少，也无需对不同IP地址段所对应的不同业务进行规划管理，能有效降低汇聚及核心层设备的技术复杂度和业务服务质量管理的成本。
与接入终端多个物理端口进行业务区分的传统方法相比较，其物理端口只能标识终端或应用，用户必须根据不同物理端口连接相应的不同终端，导致使用不方便，可扩展性差。尤其是在家庭网络设备采用无线连接方式与接入终端相连时，根本无法依靠物理端口区分业务和终端。
本发明通过网络中的应用终端与接入终端、网络资源管理服务器、业务平台等设备的协同配合，实现了业务区分和服务质量保证。该方式还能同时区分终端和应用，适用于有线和无线接入方式，又很容易扩展，以获取用户所需的服务等级，能够方便地在网络层为不同用户的不同业务提供不同质量的服务。本发明适用于交换式或路由式接入终端，可藉助于现有技术的接入设备的配置方法，配置用户的业务权限和服务质量等级参数。
本发明采用的应用终端与接入终端协同区分业务的方式，使得业务平台在业务认证鉴权时，很容易识别本业务的认证请求，拒绝其它业务认证的请求，确保业务畅通。另外，这种工作方式，使得业务平台可以感知、识别终端类型和应用类型，从而可以根据应用终端类型推送不同显示方式的内容。
本发明中的业务管理平台可藉助于现有技术的接入设备的配置方法，在接入终端上对用户的业务权限和服务质量等级参数进行远程配置。因此，业务管理和网络配置可以根据业务的不同发展阶段进行灵活调整。在现有的IP网的数字用户线路接入复用设备DSLAM和宽带接入服务器BRAS上只需要进行软件升级，其它改动非常少，有利于快速推广。因此，本发明是一种能够为运营商加强对网络资源的精确管控和业务流程的控制，实现业务流量的消耗与业务收入关系成比例，以从应用和内容中获得应有收益的技术方案，且部署成本合理、效果比较理想，故应用前景很好。
图1是本发明宽带网络上实现业务区分和服务质量控制的系统结构组成示意图。
图2是本发明宽带网络上业务区分和业务服务质量控制的实现方法的流程方框3是本发明实现业务区分和质量控制的方法的操作流程时序图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
参见图1，介绍本发明方法的应用环境一实现业务区分和服务质量控制的系统结构组成，该系统主要由应用终端、接入终端、宽带网络和业务平台四个层次的网元组成。这些网元都是现行宽带网络中的传统设备，各自完成本身的特定功能，藉由应用终端与接入终端、网络资源管理服务器、业务平台等设备的协同配合，实现了业务区分和服务质量保证。
参见图2和图3，介绍本发明一种宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其包括下列操作步骤(1)业务感知阶段由应用终端向业务平台或接入终端传递包括但不限于终端类型、业务类型、服务质量等级的相关信息；(2)业务认证阶段由业务平台对应用终端发送来的信息进行认证鉴权、同时进行网络资源配置的相关处理；(3)业务标记和质量保证的信息传输阶段基于优先级进行业务区分，以及在服务质量保证策略基础上进行数据传输；(4)资源释放阶段应用终端结束应用后，与业务平台和接入终端配合完成网络资源的释放。
下面对上述各个步骤的操作内容作进一步具体介绍在步骤(1)中，根据接入终端的不同，分别采用下述两种不同操作如果是桥接式接入终端，应用终端在获取地址时通过标准动态主机配置协议DHCP的Option77字段或PPPoE的Vender-Specific TAG字段向业务平台传递包括终端类型、业务类型、服务质量等级等信息；如果是路由式接入终端时，应用终端在获取地址时通过标准DHCP协议的Option77字段向接入终端传递终端类型、业务类型、服务质量等级等信息。
对于其他接入中可能使用的协议，也可以考虑携带各种相关参数信息。
在步骤(2)中，进一步包括下述操作内容(21)业务平台根据应用终端发送来的信息进行业务认证鉴权，决定是否接收业务请求；
(22)如果通过业务认证，则业务平台向应用终端返回认证鉴权响应包，响应包中携带有服务质量等级参数的鉴权结果信息，然后执行后续操作；此时，业务平台向应用终端返回的认证鉴权响应包有两种如果应用终端采用桥接式接入终端时，业务平台返回的认证鉴权响应包中包括经过业务平台验证后的DHCP的Option77字段或PPPoE的Vender-Specific TAG字段信息，以及业务平台向应用终端分配的IP地址参数；如果应用终端采用路由式接入终端时，业务平台通过终端的远程管理接口、或TR069方式、或其它方式返回的认证鉴权响应包中包括终端类型信息。
如果业务认证没有通过，则应用终端的请求被拒绝，业务平台向应用终端发送“拒绝”响应包，结束业务过程；(23)业务平台向宽带网络资源管理服务器申请网络带宽资源，网络资源管理服务器向业务平台返回网络资源请求响应；(24)根据接入终端类型采用不同的方式，在接入终端上分别建立相应的服务等级映射，此时，接入终端建立服务等级映射过程也有下述两种情况在桥接式接入终端时，接入终端先截获DHCP响应包中的Option77字段或PPPoE响应包中的Vender-Specific TAG字段，建立优先级映射表和QoS控制表，再向应用终端透传DHCP或PPPoE响应包；在路由式接入终端时，接入终端根据上述步骤(22)中业务平台返回的业务认证响应包信息建立优先级映射表和QoS控制表。
在步骤(3)中，进一步包括下述操作内容(31)应用终端收到业务平台发送的DHCP或PPPoE响应包后，开始发送数据流量；(32)接入终端根据优先级映射表进行业务区分和流分类，并作相应标记；然后根据优先级转发上行数据流；(33)宽带接入网络根据优先级转发数据流或者向业务平台上行转发数据流，或者接收业务平台下行发送来的数据流；(34)宽带网络设备在数据传输过程中进行基于QoS策略的数据流的控制保证；(35)宽带网络向接入终端转发下行数据流；(36)接入终端根据QoS控制表进行队列调度保证，再向应用终端转发下行数据流。
在步骤(4)中，进一步包括下述操作内容(41)应用终端结束应用，发送DHCP或PPPoE的释放请求；(42)接入终端截获DHCP或PPPoE释放请求，删除优先级映射表和QoS控制表；如果是桥接式接入终端，该接入终端向业务平台透明传输DHCP或PPPoE释放请求；如果是路由式接入终端，该接入终端释放应用终端的IP地址；(43)业务平台收到应用终端的释放请求，释放相应资源；例如通知网络资源管理服务器释放相关资源，或者刷新相应的可用资源统计参数。
下面以DHCP接入(PPPOE拨号接入类似)为例，介绍本发明整个交互流程(其中前三个步骤为用户认证处理阶段，后三个步骤是用户使用业务阶段)(1)应用终端(如IPTV机顶盒)开机上电，通过接入终端进行接入认证(例如通过DHCP Option82和DHCP Option60携带认证信息，通过DHCPOption77携带终端类型及服务质量参数)；(2)业务平台根据DHCP Option77中的业务类型决定是否响应DHCP请求包，从而能够在一定程度上防止伪造的DHCP攻击；如果业务认证通过，则分配相应的IP地址并记录Option77携带的信息。然后，业务平台根据分配给用户的IP地址和Option77的服务等级信息向网络管理平台申请端到端的服务质量。
(3)接入终端监听DHCP数据包，获取Option77，记录应用终端MAC和终端类型及服务质量参数等信息。如果接入终端已支持业务远程管理，就可直接确定应用终端的业务权限和服务等级，如果不支持，则直接采用应用终端的服务等级。
(4)接入终端对于上行的业务流量，根据MAC地址进行对应的服务等级作优先级(如802.1p)标记，对于下行的流量，进行队列调度保证下行带宽。对于其它没有申请质量服务的流量，通过端口限速或最低优先级方式处理。
(5)宽带网络设备(如DSLAM设备)根据优先级标记进行优先转发，在宽带接入汇聚设备(如汇聚层交换机、宽带接入服务器或业务路由器)对业务进行基于QoS策略的控制管理。
(6)业务平台监测网络服务质量和业务平台运行性能，统计网络和业务使用的情况。
权利要求
1.一种宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于包括下列操作步骤(1)业务感知阶段由应用终端向业务平台或接入终端传递包括但不限于终端类型、业务类型、服务质量等级的相关业务信息；(2)业务认证阶段由业务平台对应用终端发送来的业务信息进行认证鉴权、同时进行网络资源配置的相关处理；(3)业务标记和质量保证的信息传输阶段基于优先级进行业务区分，以及在服务质量保证策略基础上进行业务数据的传输；(4)资源释放阶段应用终端结束应用后，与业务平台和接入终端配合完成网络资源的释放。
2.根据权利要求1所述的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于所述步骤(1)根据接入终端的不同，分别采用下述两种不同操作步骤(11)桥接式接入终端时，应用终端在获取地址时通过标准动态主机配置协议DHCP的Option77字段或以太网点到点协议PPPoE的Vender-SpecificTAG字段向业务平台传递至少包括终端类型、业务类型、服务质量等级的业务信息；(12)路由式接入终端时，应用终端在获取地址时通过标准动态主机配置协议DHCP的Option77字段的向接入终端传递至少包括终端类型、业务类型、服务质量等级的业务信息。
3.根据权利要求1所述的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于所述步骤(2)进一步包括下述操作内容(21)业务平台根据应用终端发送来的业务信息进行业务认证鉴权，决定是否接收业务请求；(22)如果通过业务认证，则业务平台向应用终端返回认证鉴权响应包，响应包中携带有服务质量等级参数的鉴权结果信息，再执行后续操作；如果业务认证没有通过，则应用终端的请求被拒绝，业务平台向应用终端发送“拒绝”响应包，结束业务过程；(23)业务平台向宽带网络资源管理服务器申请网络带宽资源，网络资源管理服务器对其进行处理，并向业务平台返回网络资源请求响应；(24)根据接入终端类型采用不同的方式，在接入终端上分别建立相应的服务等级映射。
4.根据权利要求3所述的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于所述步骤(22)中业务平台向应用终端返回的认证鉴权响应包有两种(221)如果应用终端采用桥接式接入终端时，业务平台返回的认证鉴权响应包中包括经过业务平台验证后的DHCP的Option77字段或PPPoE的Vender-Specific TAG字段信息，以及业务平台向应用终端分配的IP地址参数；(222)如果应用终端采用路由式接入终端时，业务平台通过终端的远程管理接口、或基于客户侧终端设备广域网管理协议TR069标准的方式、或其它方式返回的认证鉴权响应包中包括终端类型信息。
5.根据权利要求3或4所述的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于所述步骤(24)中，接入终端建立服务等级映射过程包括下述两种情况(241)在桥接式接入终端时，接入终端先截获DHCP响应包中的Option77字段或PPPoE响应包中的Vender-Specific TAG字段，建立优先级映射表和QoS控制表，再向应用终端透明传输DHCP或PPPoE响应包；(242)在路由式接入终端时，接入终端根据上述步骤(22)中业务平台返回的业务认证响应包信息建立优先级映射表和QoS控制表。
6.根据权利要求1所述的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于所述步骤(3)进一步包括下述操作内容(31)应用终端收到业务平台发送的DHCP或PPPoE响应包后，开始发送数据流量；(32)接入终端根据优先级映射表进行业务区分和流分类，并作相应标记；然后根据优先级转发上行数据流；(33)宽带接入网络根据优先级转发数据流或者向业务平台上行转发数据流，或者接收业务平台下行发送来的数据流；(34)宽带网络设备在数据传输过程中，基于QoS策略对数据流进行相关的控制保证；(35)宽带网络向接入终端转发下行数据流；(36)接入终端根据QoS控制表进行队列调度保证，再向应用终端转发下行数据流。
7.根据权利要求1所述的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，其特征在于所述步骤(4)进一步包括下述操作内容(41)应用终端结束应用，发送DHCP或PPPoE的释放请求；(42)接入终端截获DHCP或PPPoE释放请求，删除优先级映射表和QoS控制表；如果是桥接式接入终端，该接入终端向业务平台透明传输DHCP或PPPoE释放请求；如果是路由式接入终端，该接入终端释放应用终端的IP地址；(43)业务平台收到应用终端的释放请求，释放相应资源至少包括通知网络资源管理服务器释放相关资源，或者刷新相应的可用资源统计参数。
全文摘要
一种宽带网络上的业务区分和业务服务质量控制的实现方法，包括业务感知、业务认证、业务标记和质量保证的信息传输和资源释放四个阶段，通过应用终端和接入终端、网络资源管理服务器、业务平台等网络设备的协同配合，实现了业务区分和服务质量保证；还能同时区分终端和应用，适用于有线和无线接入，容易扩展，能够方便地在网络层为不同用户的不同业务提供不同质量的服务。本发明适用于交换式或路由式接入终端，可藉助于现有技术的接入设备的配置方法，配置用户的业务权限和服务质量等级参数。该方法作为一种比较理想、部署成本合理的技术方案，应用前景看好。
文档编号H04L29/06GK1753390SQ20051011666
公开日2006年3月29日 申请日期2005年10月26日 优先权日2005年10月26日
发明者陆立, 卢燕青, 张 荣, 王作强, 王波, 张涛, 张春, 郭茂文, 吴恒章, 张宇飞, 何峣, 张艳芬, 陈翥, 贾聿庸, 刘伟 申请人:广东省电信有限公司研究院