用于IPv4和IPv6转移的系统和方法

专利名称：用于IPv4和IPv6转移的系统和方法
用于IPv4和IPv6转移的系统和方法
背景
当今互联网的快速扩展揭示了 IPv4地址空间太小而不能适用未来的 需要。这在一些国家已经成为问题。下一代网络协议IPv6是对该问题的极 好的解决方案，其中主要的优点在于极大的地址空间。然而从IPv4到IPv6 的过渡(transition)很难，因为它引入新的问题，例如IPv4和IPv6网络的分 离。这导致用户不能够在两个完全不同的网络之间通信。
附图的简要说明
当使用附图一起阅读时，从下面详述的说明中最佳地理解本公开的方 面，其中


图1是可根据实施方式实现IPv4和IPv6转移(migration)的网络系统 100配置的图形表示；
图2A和2B包括示出用于才艮据实施方式实现的IPv4和IPv6转移的发 端侧(originating-side)处理的流程图3是示出根据实施方式实现的终端侧(termination side)处理的流程
图4是示出根据实施方式促进IPv4和IPv6转移的I-BCF处理的流程
图5是示出用于根据实施方式评估I-BCF处理规则的I-BCF例行子程 序的流程图；以及
图6是以利用根据实施方式实现的双协议栈模拟的IPv4和IPv6转移 为特征的示例性信令流程的图形表示。
5详细描迷
网络地址转换(translation)—协议转换(NAPT-PT)是在IPv4和IPV6 网络之间穿越(traverse)的机制。IPv4-v6互通问题包括信令路径部分和媒体 路径部分。信令路径将使用用于rport的RFC 3581来支持NAT穿越，并 4吏用RFC 4092和RFC 4091 (连同RFC 3388 —起)来支持可选网络地址 类型(AltemativeNetwork Address Type, ANAT)功能，这S合终端侧提供 两种IP地址类型以最小化NAPT-PT使用。正如所理解的，rport是Via首 部字段的参数，其允许客户机请求服务器将响应发送回请求来自于的源IP 地址和端口。 "rport"参数类似于"收到的"参数，只不过"rport"包括端 口号而不是IP地址。
移动互通已在TR23.981中提出且不在这里进一步描述。TR23.981基 于PDP类型的限制，PDP类型可只为IPv4或只为IPv6。在这种情况下， 移动终端只呈现为IPV4终端或只为IPV6终端，取决于连通性情况。如果 服务通用无线分组业务(GPRS )支持节点(serving GPRS support node , SGSN)和网关GPRS支持节点(gateway GPRS support node, GGSN)都 支持双协议栈或IPv6,则UE将只呈现为IPv6。否则，如果这两者都支持 IPv4,则UE将只呈现为IPv4。在其它情况下可不建立PDP上下文。
互通的固定部分较复杂。希望固定的UE为双协议栈的，并同时使用 两个协议栈来最小化网络内部NAPT-PT的使用。通常知道，NAPT-PT违 反对等IP连通性假设，并因此它对很多应用造成困难。
图1是可根据实施方式实现IPv4和IPv6转移的网络系统100配置的 图形表示。系统100包括提供专用IPv4核心地址域的供应商核心140网络。 通过供应商核心140所服务的IP地址访问域120a-120b可向用户设备(UE ) 110-112提供IP地址。UE 111-112可通过例如数字用户线(DSL)和网络 地址转换(NAT)设备122a-122b与供应商核心140连接，设备122a-122b 提供网络终端宽带接入并提供IP伪装(IP masquerading)。设备l22a-l22b 可实现为集成设备，虽然分离的DSL和NAT设备例如DSL调制解调器和 路由器可代替设备122a-122b。接入设备122a-122b可通过资源控制增强功能(resource control enforcement function, RCEF ) 124a-124b与供应商网络通过接口连接，资 源控制增强功能124a-124b与边界功能例如核心网络边界网关功能 (C-BGF ) 126a-126b和网络地址转换-协议转换(NAPT-PT )功能128a-128b 通信地耦合，功能126a-126b和功能128a-128b与供应商核心网络140通 过接口连接并可与IMS控制面150通过接口连接。IMS控制面150包括访 问资源禾口才妄纟内4空制功能(Access-Resource and Admission Control Function , A-RACF ) /服务决策功能(service policy decision function , SPDF )(在这 里称为A-RACF/SPDF 152)。 A-RACF/SPDF 152便于接入网络中的资源预 留和接纳控制，并且还便于会话的端到端支持。A-RACF/SPDF 152的决策 功能可便于媒体平面资源的授权，例如服务质量(QoS)、策略控制、带宽 管理和其它策略特征。
代理呼叫会话控制功能(P-CSCF ) 154可包括ALG功能。P-CSCF 154 可在注册期间被分配给终端，并位于所有会话信令消息的信令路径中。此 夕卜，P-CSCF 154可便于在其它功能中间的用户认证。服务CSCF(S-CSCF) 156包括信令面(signaling plane)的中央节点，并可实现为SIP服务器， 且另外提供会话控制。S-CSCF 156可例如通过与归属用户服务器(home subscriber server , HSS )的接口来管理用户配置文件(profile)。 S-CSCF 156 管理-使用户位置例如IP地址与SIP地址绑定的SIP注册。S-CSCF l56部 署在信令路径中，并可检查会话的任何信令消息。S-CSCF 156包括用于决 定SIP消息将被转发到哪个应用服务器的功能。进一步地，除了其它功能 以外，S-CSCF 156还可例如通过电子号码(electronic numbering , ENUM) 查找来提供路由服务，并增强网络操作员策略。
询问CSCF (I-CSCF) 158包括SIP功能，其具有分配给其的在域名 系统(DNS)中公布的IP地址，以便于通过远程服务器定位并使用该位置 作为转发点例如用于注册。I-CSCF 158可查询HSS来获得用户位置，并接 着将SIP请求按规定路线发送到分配给用户的S-CSCF。互连边界控制功 能(I-BCF) 160向外部网络提供网关。
互通边界网关功能(I-BGF ) /转换网关(I-BGF/TrGW) 142提供媒体网关边界网关功能，且NAPT-PT 144提供在IPv4和IPv6网络之间的穿越， 因而便于与公共IPv4 IP网络170通过接口连接。
在例证性实施例中，系统100包括全IPv4地址域180，例如只支持IPv4 终端例如UE 113的蜂窝网络系统。IPv4地址域180可包括服务通用无线 分组服务(GPRS)支持节点(SGSN) 182,其负责在其地理服务区域内 从UE传送IPv4数据分组并将IPv4数据分组传送到UE。 SGSN 182提供 分组路由和转移、移动性管理例如连接/分离和位置管理、逻辑链接管理以 及认证和计费功能。SGSN 182可与网关GPRS支持节点(GGSN)通过接 口连接，GGSN 184提供GPRS骨干网络和外部分组数据网络例如供应商 核心网络140和IMS控制面150之间的接口 。 GGSN 184将从SGSN 182 4妻收的GPRS分组转换成适当的分组数据协议(PDP)格式例如IPv4或 X.25，并将分组发送到相应的分组数据网络。同样，GGSN 184将进入的 数据分组的PDP地址转换成目的地用户例如UE 113的地址。重新寻址的 分组^皮发送到适当的SGSN， SGSN将分组传送到^皮寻址的UE。
示例性系统100的寻址机制规定了全局IPv6地址的使用。除在链路层 以外，IPv6的不同本地地址将不在信令和媒体路径上使用来提供服务。由 C-BGF的多个实例控制的每个接入网络可具有其自己的IPv4地址域，即 使这不是很希望的，因为它增加了 NAPT使用。供应商核心网络140可具 有专用IPv4域，其可不同于在接入网络中使用的IPv4地址域，例如地址 域120a-120b。处理实体例如边界网关功能可从地址域接收消息，其将在 消息被发送到第二地址域之前被评估和/或处理。如果处理实体布置在两个 不同的IPv4地址域例如第一专用IPv4地址域和第二专用IPv4地址域、第 一专用IPv4地址域和公共IPv4地址域等之间，则IPv4地址域在这里一皮称 为有IPv4域失配。
由于带宽和负载共享考虑因素，固定的UE可使用C-BGF的多个实例。 固定的UE可实现为仅支持IPv4的设备、仅支持IPv6的设备或适合于支 持IPv4和IPv6地址的双协议栈设备。固定的UE可通过直接连接、家庭 网关、企业边缘路由器或另一适当的设备来连接RCEF。移动的UE可通 过SGSN和GGSN访问系统100。 GGSN由与P-CSCF的供应商相同的供应商提供。GGSN位于IPv4类型的家庭网络中(基于TR23.981 )。
如果在访问IPv4域和供应商核心IPv4域之间存在差异，则NAPT可 在C-BGF中实现。对于IPv4和IPv6过渡，NAPT-PT功能可位于C-BGF 中。如果供应商核心IPv4域不是 ^共的，则可在I-BCF中部署NAPT功 能。在I-BGF中部署的NAPT-PT功能提供IPv4-v6转换。IPv4-v6转换可
用于流到供应商网络/从供应商网络流到对等网络。该转换也可用于供应商 网络内部的媒体流。
上面概述了根据所公开的实施方式实现的对IPv4和IPv6转移以及与 互通相关的问题的解决方案的一般系统配置。从上面概述中，如果供应商 核心IPv4域和访问IPv4域相同，则可进一步限制NAPT使用。
提供了根据实施方式实现的与NAPT-PT和NAPT相关的处理规则的 介绍。NAPT-PT和NAPT处理规则可施加影响于P-CSCF 154、媒体网关 控制功能(MGCF)、媒体资源功能(MRF)、应用服务器和I-BCF 160。
根据实施方式，NAPT-PT或NAPT的调用在供应商网络内部被有利地 最小化。这里公开的实施方式规定在媒体路径的所有情况下，在供应商网 络内部将NAPT-PT操作限制为最多 一次。如果沿着媒体路径对IPv4地址 域失配存在所需的NAPT操作，则有利地将不存在仅为了协议转换目的的 NAPT-PT才喿作。供应商网络在传输层和媒体层由I-BGF 142、 GGSN 184 和C-BGF 126a-126c毗接。根据在供应商网络的各种基础结构中实现的处 理规则实现了不同的目标。在下列项中可进一步明确表达那些目的
目标1 (Ol):对于特定的流或会话的媒体路径，NAPT-PT在单个供 应商网络内部只^皮调用 一次。
目标2 ( 02 ):每当可能时，NAPT操作与NAPT-PT操作合并。
目标3 (03 ):只有当沿着正常媒体路径不存在有NAPT-PT能力的网 元(network element)时，才为了 NAPT-PT使用绕过媒体业务。
目标4 ( 04 ):所公开的实施方式的实现独立于接入网络和供应商核心 网络中的网络IPv4寻址计划，而IPv6地址被设想为全局的。
目标5(05):由于信令路径的递归，例如使用来自S-CSCF 156的下游节点的305 SIP响应，避免了 S-CSCF 156中业务逻辑的不必要的调用。
在本例中，作i定供应商访问地址域120a-120b、供应商核心网络140 地址域和公共互联网例如IP网络170对IPv4都是不同的IP地址域。在上 面提到的IP域中的一些被共享的情况下，可应用下文中进一步讨论的处理 规则，因为IPv4地址域只强加NAPT要求。
就NAPT-PT才喿作而言，在这里所公开的实施方式中，地址域的合并 将不影响NAPT-PT位置，而当前的工作假设提出最有挑战性的情况。将 没有由于IPv4的网络寻址计划中的不同而产生处理MJ'j的变化。
进一 步假定沿着信令路径的所有设备都是支持ANAT功能的双协议栈 网元，如在这里通过引用并入的RFC 4092和RFC 4091中规定的。执行 NAPT功能的网元也可执行NAPT-PT功能。
进一步々i定在网络边缘的一些边界元件没有NAPT-PT和NAPT操作 的能力。因此在接入侧上的网络可分成两种类型。如这里提到的，A类网 络包括能够执行NAPT-PT和NAPT操作的接入网络，例如该网络包括 C-BGF。在本例中，假定IPv4地址域120a-120b在A类接入网络中实现。 如这里提到的，B类网络包括不能执行NAPT-PT和NAPT操作的接入网 络，例如GGSN。在本例中，假定IPv4地址域180在B类接入网络中实 现。
接入网络类型的指定仅用于表示目的。关于接入网络类型的任何决定 将是局部的，例如P-CSCF 154知道是否它有相应的SPDF和C-BGF,以 便执行NAPT-PT任务。
假定边界元件C-BGF有NAPT-PT和NAPT能力，而GGSN没有 NAPT-PT和NAPT功能。 一般来说，具有相应的SPDF和C-BGF 126a-126c 的P-CSCF 154被考虑为A类，而所有其它类型的网络被考虑为B类，例 如提供IP地址域180的网络。
这里所公开的实施方式以在P-CSCF 154、 MGCF、 MRFC、应用服务 器和I-BCF 160实现的处理规则为特征。
如下概述这里所公开的实施方式的操作原理原理1(P1): IP版本选择决策点应在网络的边界。决策点的责任是在
本地或远程调用所需的NAPT-PT操作。可能的终端点是I-BCF 160以及终 端P-CSCF、 MGCF、 MRFC和应用服务器。只有由I-BCF 160控制的 NAPT-PT操作可例如被P-CSCF 154或被MGCF远程调用。
原理2 (P2):如果在会话描述协议(SDP)中只有一个IP版本，且 如果在SIP信令路径上紧邻的下游实体不是终端UE或对等网络，则有 NAPT-PT能力的网元，例如具有相应的SPDF和C-BGF的I-BCF 160和 P-CSCF 154应模拟双协议栈用户设备。
对该操作的检测点在发端和终端P-CSCF或I-BCF上。根据所公开的 实施方式实现的第 一操作规则如下
规则Gl:每当对IPv4业务检测到地址域失配时，执行NAPT调用。
如这里提到的，"发端，，或"发源"侧表示会话的初始SIP INVITE请 求发起的网络侧。对发端侧指定的规则规定了对转发SIP INVITE请求所 进行的处理，和对响应于由终端侧收到INVITE而在发端侧接收到的来自 于终端侧的200 SIP响应的所进行的处理。第一发端侧规则(规则01 )如 下
规则Ol:如果在SIP INVITE请求的SDP中只有一个地址类型，则A 类接入网络中的P-CSCF应才莫拟双协议栈UE (才艮据原理P2 )。
由P-CSCF 154 4丸4亍的对UE的"双协i义栈才莫拟"(DSE )以ANAT组 重新格式化SDP,以向终端側提供两种地址类型。在ANAT中的第 一组应 为UE的IP地址类型。
第二发端侧规则(规则02)如下
规则02:当接收到200 SIP响应时，执行了 DSE的网元应负责选择 响应中的IP版本。如果回答的地址类型包括由发端UE使用的IP版本， 则NAPT-PT操作不应在发端侧上执行。
图2A和2B包括示出对根据实施方式实现的IPv4和IPv6转移的发端 侧处理的流程图。
li现在参考图2A,例如当接收到SIP消息时，调用处理例行程序(步骤
202),且进行评估以确定所接收的消息是否是INVITE (步骤204)。在所 接收的消息不是INVITE的情况下，例如消息是响应，处理进行到参考图 2B在下文中更充分描述的步骤222。
如果所接收的消息包括INVITE,则进行评估以确定接入网络是否是A 类接入网络(步骤206 ),即，接入网络是否能够执行NAPT-PT和NAPT 操作。如果网络不是A类接入网络，则根据传统机制处理消息(步骤218)。 如果接入网络在步骤206被评估为A类接入网络，则进行评估以确定可选 网络地址类型(ANAT)是否在SDP中(步骤208)。如果ANAT包括在 SDP中，则进行评估以确定是否有IPv4地址域失配(步骤210 )。如果没 有IPv4地址域失配，则例行程序可根据步骤218继续进行，以根据传统机 制处理消息。如果在步骤210识别出IPv4地址域失配，则根据规则Gl准 备IPv4地址(步骤212 )，且接着根据传统机制处理分组(步骤218 )。
再次返回到步骤208,如果在SDP中没有ANAT,则P-CSCF 154调 用NAPT-PT处理，以根据规则Ol准备另一地址类型(步骤214)。也就 是说，如果只有IPv4地址包括在消息中，则IPv6地址被准备并包括在 INVITE中。同样，如果只有IPv6地址包括在INVITE消息中，则IPv4地 址被准备并包括在INVITE消息中。因此，P-CSCF 154以ANAT组重新格 式化SDP,以向终端侧提供两种地址类型。在INVITE的ANAT中的第一 组被设置为发端UE的IP地址类型。接着进行评估以确定发端UE是否为 IPv4 UE (步骤216 )。如果发端UE包括IPv4 UE，则处理根据步骤210继 续进行以评估是否有IPv4地址域失配。如果UE不是IPv4 UE,即，UE 是IPv6或双协议栈UE，则可接着根据传统机制处理INVITE消息(步骤 218),且发端侧处理循环可随即结束(步骤220)。
现在参考图2B，发端侧处理评估所接收的消息，以确定消息是否包括 接收200响应(步骤222 )。如果消息不包括接收200,则根据对收到的响 应的传统消息处理来处理所接收的消息(步骤258 )。如果所接收的消息是 接收200消息，则进行评估以确定接入网络是否包括A类接入网络(步骤 224)。如果接入网络不是A类接入网络，则根据步骤258,根据对收到的
12响应的传统消息处理来处理所接收的消息。如果在步骤224确定了接入网 络包括A类接入网络，则进行评估以确定是否对发端消息(对该发端消息
接收到了当前响应)执行了双协议栈模拟(步骤226 )。如果确定了没有对 发端消息执行DSE,则可进行评估以确定是否有IPv4地址域失配(步骤 228)。如果没有识别出IPv4地址域失配，则根据步骤258，根据对收到的 响应的传统消息处理来处理消息。如果在步骤228确定了 IPv4域失配存在， 则ANAT中的IPv4地址根据规则02被无效(步骤230)，且不对发端侧 执行NAPT-PT处理(步骤232)。根据步骤258，根据对收到的响应的传 统消息处理来4妾着处理具有一皮无效的IPv4地址的消息。
再次返回到步骤226,如果对发端消息执行了双协议栈模拟，则根据 规则02进行评估以确定是否只有一个地址是有效的(步骤234)。如果两 个地址都是有效的，则发端UE的IP类型被选择为地址类型(步骤236 ), 且不对发端侧执行NAPT-PT (步骤238 )。接着进行评估以确定发端UE是 否包括IPv4 UE (步骤240 )。如果发端UE不包括IPv4 UE,则根据步骤 258，根据对收到的响应的传统消息处理来接着处理消息。如果在步骤240 发端UE被识别为IPv4 UE,则进行评估以确定是否有IPv4地址域失配(步 骤242)。如果没有IPv4地址域失配，则才艮据步骤258,根据对收到的响应 的传统消息处理来接着处理消息。如果在步骤242识别出IPv4地址域失配， 则调用终止阶段NAPT处理(步骤244)，且接着根据步骤256处理消息。
再次返回到步骤246,在有效的地址类型不同于发端UE地址类型的 情况下，执行终止阶段NAPT-PT (步骤248)。接着进行评估以确定发端 UE是否是IPv4 UE (步骤250 )。如果发端UE不是IPv4 UE，则接着根据 步骤256处理消息。如果在步骤250发端UE被确定为IPv4 UE，则接着 进行评估以确定是否有IPv4地址域失配(步骤252 )。如果识别出IPv4地 址域失配，则调用发起阶段取消NAPT处理(步骤254),且接着根据步骤 256处理消息。如果在步骤252没有识别出IPv4地址域失配，则接着根据 步骤256处理消息，且发端侧处理循环可随即结束(步骤258)。
在终端侧上，所接收的SIP消息包括SIP INVITE请求消息。除了在终 端侧上消息的进一步转发以外，如果在终端侧UE不是双协议栈UE的情况下，在SIP INVITE请求的SDP中提供了两个IP版本，则终端侧;险测点 或实体还负责选择IP版本。选定的IP版本接着在200 SIP响应上被发送到 发端侧。如果不能解决IP版本不兼容性，则终端侧另外负责使用I-BCF。
根据实施方式实现的第一终端侧规则(规则T1)如下。
规则Tl:当收到没有ANAT组的SDP INVITE请求时，如果检测到
UE版本失配，则当接入网络是A类时，终端侧将执行所需的NAPT-PT功
6匕 目匕。
根据实施方式实现的第二终端侧规则(规则T2)如下。
规则T2:当收到没有ANAT组的SDP INVITE请求时，如果检测到 UE版本失配，则当不能在本地执行所需的NAPT-PT功能时，终端侧将调 用I-BCF来执行这样的功能。
该操:作可使对SIP INVITE请求的处理停止，并将SIP INVITE请求转 发到I-BCF,其顶级路由首部设置到转发实体，以便请求在NAPT-PT调用 之后被I-BCF发送回，用于进一步的处理。
根据实施方式实现的第三终端侧规则(规则T3)如下。
规则T3:当在SDP中收到具有ANAT组的SDP INVITE请求时，如 果在IPv4被选择或终端UE是双协议栈的情况下必须在终端侧执行NAPT 操作，则发送到UE的SDP INVITE请求只包括第一 ANAT组的值。发送 到S-CSCF的相应的200 SIP响应将以有效的第一 ANAT组并以无效的第 二 ANAT组作出响应。
如果供应商的接入和核心IPv4地址域之间存在不同，则执行NAPT 操作。
根据实施方式实现的第四终端侧规则(规则T4)如下。
规则T4:当在SDP中收到具有ANAT组的SDP INVITE请求时，如 果不使用规则T3，则200 SIP响应将根据用户终端类型作出响应。在这种 情况下，发送到UE的SDP INVITE请求只包括UE的地址类型。
终端侧将根据选定的IP地址类型对待转发的SIP INVITE请求消除SDP中的ANAT组。
图3是示出根据实施方式实现的终端侧处理的流程图。
终端侧处理被调用(步骤302 )，且INVITE消息从发端网络被接收(步 骤304 )。进行评估以确定ANAT是否包括在SDP中(步骤306 )。如果ANAT 没包括在SDP中，则进行评估以确定终端侧网络是否是A类接入网络， 且是否有IP版本失配。如果接入网络是A类网络且有IP版本失配，则根 据发端规则1调用发起阶段NAPT-PT (步骤310)。终端侧处理例行程序 循环可随即结束(步骤336)。
再次返回到步骤308,如果接入网络不是A类网络，或如果没有IP版 本失配，则进行评估以确定是否IP版本失配(步骤312 )。如果IP版本失 配，则根据终端规则2 ( T2 )在I-BCF调用NAPT-PT处理(步骤314 ), 且处理随即终止(步骤316)。
再次返回到步骤312，如果确定了没有IP版本失配，则进行评估以确 定终端侧UE是否是IPv4 UE,以及接入网络是否是A类网络(步骤318 )。 如果UE不是IPv4 UE,或如果接入网络不是A类网络，则终端侧处理可 根据步骤336终止。如果确定了 UE是IPv4 UE或接入网络是A类接入网 络，则进行评估以确定是否有IPv4地址域失配(步骤320)。如果识别出 没有IPv4地址域失配，则根据步骤336终端侧处理可结束。如果在步骤 320识別出IPv4地址域失配，则根据规则Gl调用NAPT处理(步骤322 ), 且终端侧处理可接着根据传统处理机制继续进行，以便INVITE转发到终 端侧UE (步骤334 )。
再次返回到步骤306,如果ANAT包括在SDP中，则进行评估以确定 是否有IPv4地址域失配(步骤324 ),即，IPv4是否被选择或UE是否是 双协议栈UE。如果没有IPv4地址域失配，则选择相应于UE类型的ANAT 的地址(步骤326 ),且终端侧处理例行程序可接着根据步骤318确定UE 是否是IPv4 UE以及接入网络是否包括A类接入网络。
再次返回到步骤324,如果识别出IPv4地址域失配，则选择INVITE 中的第一 ANAT组(步骤328 ),且评估终端规则T3所给出的IP地址类型是否不同于UE地址类型(步骤330)。如果在地址类型中没有差异，则终 端侧处理例行程序可接着根据步骤318确定UE是否是IPv4 UE以及接入 网络是否包括A类接入网络。如果在地址类型中有差异，则调用发起阶段 NAPT-PT处理(步骤332 ),且调用传统的消息处理，以便INVITE根据步 骤334转发到终端侧UE。终端侧处理例行程序循环随即可结束(步骤336 )。
当从UE接收到200 SIP响应时，如果在将SIP INVITE请求转发到终 端侧UE时执行终端侧规则Tl或T3,则可执行NAPT-PT或NAPT的终止 阶段，来尝试完成任何未决的NAPT-PT或NAPT操作。
对I-BCF 160的各种处理规则根据所公开的实施方式被实现，以便于 IPv4和IPV6转移。根据实施方式实现的第一 I-BCF规则(规则II )如下
规则II:当从网络内部收到SIP INVITE请求时，I-BCF将调用 NAPT-PT和ALG功能，下 一跳转(hop )也在同 一 网络内部。
根据实施方式实现的第二 I-BCF规则(规则12 )如下
规则12:当从被认为在供应商网络外部的网络的内部收到SIP INVITE 请求时，I-BCF将调用NAPT-PT和ALG功能，具有未被沿着媒体路径的 前一跳转解决的寻址类型的失配。如果SIP INVITE请求中的SDP具有 ANAT组，规则12将不适用，因为ANAT组的始发者可解决地址类型的失配。
根据实施方式实现的第三I-BCF规则(规则13 )如下
规则13:当从网络外部收到没有ANAT组的SIP INVITE请求时，I-BCF 将通过插入ANAT组来模拟双协议栈发端UE。第一 ANAT组将具有与SIP INVITE请求中SDP的IP版本相同的IP版本。
根据实施方式实现的第四I-BCF规则(规则I4)如下
规则14:当从网络内部收到200 SIP响应时，如果I-BCF已执行了 ANAT组插入(根据规则13 )，则在可避免本地NAPT-PT操作的条件下， I-BCF将选择IP版本。
如果在200 SIP响应中IP地址的两个版本是有效的，则I-BCF必须进
16行选择，这也意味着UE是双协议栈UE。具有单个有效的IP版本的200 SIP
响应将被正常接收到。
根据实施方式实现的第五I-BCF规则(规则I5)如下
规则15:当从网络内部收到具有ANAT组的SDP INVITE请求时，如 果在边界点必须执行NAPT操作，则200 SIP响应将以有效的第一 ANAT 组并以无效的第二 ANAT组作出响应。边界点(I-BCF )将根据选定的IP 地址类型对待转发的SIP INVITE请求消除SDP中的ANAT组。
根据实施方式实现的第六I-BCF规则(规则16)如下
规则16:当从网络内部收到具有ANAT组的SDP INVITE请求时，如 果未使用规则15,则200 SIP响应将根据对等网络的IP地址类型作出响应。
边界点(I-BCF)将才艮据选定的IP地址类型对待转发的SIP INVITE 请求消除SDP中的ANAT组。
图4是示出根据实施方式促进IPv4和IPv6转移的I-BCF处理的流程图。
I-BCF处理例行程序被调用(步骤402),且INVITE响应被接收(步 骤404)。接着进行评估以确定INVITE响应是否是200响应(步骤406 )。 如果INVITE响应是200响应，则进行评估以确定200响应是否起源于网 络内部(步骤408)。如果200响应不是来自网络内部，则当地址是IPv4 地址时就进行评估以确定是否有地址域失配(步骤410 )。如果没有地址域 失配，则I-BCF处理可继续进行以转发200响应消息(步骤422 )。如果在 步骤410识别出有地址域失配，贝'j根据规则Gl调用终止阶段NAPT处理， 且根据步骤422转发200响应消息。
再次返回到步骤408,如果200响应消息是来自网络内，则进行评估 以确定规则13是否已被调用来用于处理(步骤414 )。如果没有使用I-BCF 规则13,则根据步骤410进行评估以确定是否有地址域失配。如果使用了 I-BCF规则13,则将IP类型选择成与对等网络的IP类型相同(步骤416)。 接着进行评估以确定是否有地址类型失配(步骤418 )。如果识别出没有地 址失配，则才艮据步骤410进行评估以确定是否有地址域失配。如果在步骤
17418识别出地址域失配，则调用终止阶段NAPT-PT处理(步骤420),且 根据步骤422转发200响应消息。在200响应消息被转发之后，可根据步 一骤446终止I-BCF处理循环。
再次返回到步骤406,如果收到的消息不是200响应消息，则进行评 估以确定消息是否从供应商网络内部接收到(步骤424)。如果消息不是从 网络内部接收到，则进行评估以确定ANAT是否包括在消息中(步骤426 )。 如果ANAT包括在消息中，则如果需要，I-BCF继续进行以确定IPv4地址 域(步骤430 )。如果ANAT不在消息内部，则根据规则13将ANAT组插 入消息中(步骤428),且根据步骤430处理按需要继续进行以确定IPv4 地址域。处理可接着继续进行以将INVITE消息转发到网络内部的目的地 (步骤436 )。 I-BCF处理循环可随即完成(步骤446 )。
再次返回到步骤424，如果消息从网络内部接收到，则进行评估以确 定目的地是否在网络内部(步骤432)。如果目的地在网络内部，则调用发 起阶段ALG/NAPT-PT，且反转SDP中的IP类型(步骤434 )。 INVITE消 息接着根据步骤436转发到网络内部的目的地。
再次返回到步骤432,如果目的地不在网络内部，则进行评估以确定 对等网络是否是双协议栈网络(步骤438 )。如杲对等网络是双协议栈网络， 则如果需要，确定IPv4地址域(步骤442 )，且INVITE消息被转发到对等 网络(步骤444)。 I-BCF处理循环可随即根据步骤446结束。
再次返回到步骤438，如杲对等网络不是双协议栈网络，则I-BCF处 理继续进行到用于评估I-BCF规则12、 15和16的决策例行子程序(步骤 440),如下面参考图5所述的。
图5是示出用于根据实施方式评估I-BCF规则12、 15和16的I-BCF 例行子程序的流程图440。图5的处理步骤通常相应于图4中示出的步骤 440。
I-BCF例行子程序被调用(步骤500),且进行评估以确定ANAT是否 包括在SDP中(步骤502 )。如果ANAT不包括在SDP中，则根据I-BCF 规则12和16, IP类型被选择为对等网络的IP类型(步骤504 )。接着进行评估以确定是否有IP类型失配(步骤510)。
再次返回到步骤502，如果ANAT包括在SDP中，则当地址类型是IPv4 时就进行评估以确定是否需要NAPT (步骤506)。如果不需要NAPT,则 根据步骤504将IP类型选择成与对等网络相同。如果确定需要NAPT,则 IP类型选择成与ANAT组的第一地址类型相同(步骤508 )。接着4艮据步 骤510进行评估以确定是否有IP类型失配。如果没有IP类型失配，则可 接着进行评估以确定是否有IPv4地址域失配(步骤512)。如果确定没有 IPv4地址域失配，则可接着转发INVITE消息(步骤518)。如果在步骤512 识别出有IPv4地址域失配，则根据规则Gl调用发起阶段NAPT(步骤514 ), 且接着根据步骤518转发INVITE消息。
再次返回到步骤510,如果有被识别的IP地址失配，则调用发起阶段 ALG和NAPT-PT处理(步骤516 ),且根据步骤518转发INVITE消息。 I-BCF例行子程序循环随即根据步骤520结束。
图6是以利用根据实施方式实现的双协议栈模拟的IPv4和IPv6转移 为特征的示例性信令流程的图形表示。在本例中，包括仅支持IPv4的UE 的发端UE 620向仅支持IPv6的UE 621发起INVITE。为了例证的目的， 假定UE 620是A类接入网络。在这种情况下，终端P-CSCF对任何 NAPT-PT设备没有直接影响。
在发端侧上发出的INVITE 602包括SDP中的IPv4地址。当P-CSCF 654a接收到INVITE 602时，NAPT根据规则Ol被调用并重新格式化SDP 以包括ANAT。包括ANAT组中的IPv4和IPv6地址的重新格式化的INVITE 604接着通过S-CSCF 656a、 I-CSCF 658、 S-CSCF 656b被向目的地UE 621 发送，并由终端侧上的P-CSCF 654b接收。在这种情况下，P-CSCF根据 规则T4调用处理，因而从INVITE的SDP移除IPv4地址，使得地址类型 与终端侧UE 621匹西己。只包括IPv6地址的INVITE接着被转发到UE 611 ， UE 611以200响应608回答。P-CSCF使IPv4地址无效，并将200响应向 发端UE 620转发。P-CSCF处理根据规则02继续进行，且NAPT-PT处理 被调用。200响应612接着被相应地重新格式化以包括IPv4地址，且响应 转发到发端UE620。图2A-5的流程图示出连续化过程以便于理解所公开的实施方式，而
不一定表示被执行的操作的连续化。在不同实施方式中，在图2A-5中描
述的处理步骤可按变化的顺序执行，且一个或多个所示步骤可与其它步骤
并行地执行。此外，可不包括图2A-5的一些处理步骤的执行，而不偏离 这里/>开的实施方式。
应理解，下面的公开提供了很多不同的实施方式或实施例，用于实现 不同实施方式的不同特征。下面描述组件和布置的特定例子，以使本公开 容易理解。当然，这些仅仅是例子，且没有被规定为限制性的。此外，本 公开在不同例子中可重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的 目的，且本身不指定不同实施方式和/或所讨论的配置之间的关系。
虽然详细描述了本公开的实施方式，本领域:技术人员应理解，他们可 在这里进行各种变化、替换和变更，而不偏离本公开的实质和范围。因此， 所有这样的变化、替换和变更都意味着包括在如下列权利要求所限定的本 公开的范围内。
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权利要求
1. 一种在网络系统中会话发起的方法，所述网络系统包括具有第一地址类型的设备和具有第二地址类型的设备，所述方法包括从主叫用户设备接收会话邀请请求；确定所述主叫用户设备和被叫用户设备是否都有共同的地址类型；通过呼叫会话控制功能模拟双协议栈用户设备。
2. 如权利要求l所述的方法，其中所述呼叫会话控制功能包括代理 呼叫会话控制功能，且其中所述网络系统适合于执行网络地址端口转换和 网络地址端口转换-协议转换。
3. —种在网络系统中会话发起的方法，包括 通过终端用户设备接收会话邀请消息；确定地址类型失配存在于所述会话邀请消息的始发者和所述终端用 户i殳备之间；以及对终端侧设备执行网络地址端口转换-协议转换。
4. 如权利要求3所述的方法，其中所述执行步骤包括调用互连边界 控制功能。
5. —种在网络系统中会话发起的方法，包括 接收包括可选网络地址类型组的会话邀请请求； 确定在终端侧需要网络地址端口转换；从所述请求中移除除了第 一可选网络地址类型组之外的所有的可选 网绍J也址类型ia;以及将包括所述第 一可选网络地址类型组的所述请求转发到终端用户设备。
6. —种在网络系统中会话发起的方法，包括接收包括可选网络地址类型组的会话邀请请求；确定终端用户设备适合于双协议栈，以支持至少两种地址类型；从所述请求中移除除了第 一可选网络地址类型组之外的所有的可选网络地址类型；以及将包括所述第 一可选网络地址类型组的所述请求转发到终端用户设备。
7. —种在网络系统中会话发起的方法，包括 接收不包括可选网络地址类型组的会话邀请请求；以及 通过互连边界控制功能模拟双协议栈用户设备。
8. 如权利要求7所述的方法，其中所述模拟步骤包括将可选网络地 址类型组插入所述会话邀请请求中。
9. 如权利要求8所述的方法，其中第一可选网络地址类型组包括在 所述邀请请求的会话描述协议消息中指明的地址类型版本。
10. —种在网络中会话发起的方法，所述方法适合于执行网络地址端 口转换-协议转换，所述方法包括确定主叫用户设备未使用可选网络地址类型来通告所述主叫用户设 备的第一地址类型和第二地址类型的可用性；以及通过包括所述主叫用户设备的地址作为邀请请求中可选网络地址类 型组的第 一地址，由代理呼叫会话控制功能模拟双协议栈用户设备。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中在所述邀请请求被发送到被叫 用户设备的情况下，在所述主叫用户设备和所述被叫用户设备之间的会话 的地址类型由终端代理呼叫会话控制功能确定。
12. 如权利要求IO所述的方法，其中在所述邀请请求在传送到被叫 用户设备之前被发送到公共交换电话网的情况下，在所述主叫用户设备和 所述被叫用户设备之间的会话的地址类型由媒体网关控制功能确定。
13. 如权利要求IO所述的方法，其中如果所述邀请请求在传送到被 叫用户设备之前被发送到远程网络的情况下，在所述主叫用户设备和所述被叫用户设备之间的会话的地址类型由互连边界控制功能确定。
14.如权利要求IO所述的方法，其中如果没有遵从网络地址端口转 换-协议转换的设备包括在所述主叫用户设备和被叫用户设备之间的^ 某体 路径中，则终端设备可与遵从网络地址端口转换-协议转换的设备链接。
全文摘要
提供了用于IPv4和IPv6转移的系统、方法和计算机可读介质。NAPT-PT和NAPT的调用在供应商网络内部被最小化。在用于媒体路径的所有情况下，NAPT-PT操作在供应商网络内部最多被调用一次。而且，执行最少需要的NAPT操作。如果对于IPv4地址域失配，沿着媒体路径存在所需的NAPT操作，则没有NAPT-PT操作仅为了协议转换目的而被执行。
文档编号H04L29/12GK101523872SQ200780035649
公开日2009年9月2日 申请日期2007年9月25日 优先权日2006年9月25日
发明者黎 莫 申请人:中兴通讯股份有限公司;中兴通讯美国公司