专利名称：用于控制网络结构与网络结构之间的业务量的方法
用于控制网络结构与网络结构之间的业务量的方法本发明涉及一种用于控制网络结构内的业务量的方法，所述结构包括PDN(分组数据网络)、具有DNS (域名系统)服务器的运营商核心网络、HeNB (家庭演进型Node B)或 HNB (家庭NodeB)和/或演进型节点B (eNB)或NB (Node B)以及与所述H (e) NB和/或(e) NB相关联的用户设备(UE)。此外，本发明涉及一种网络结构，优选地用于执行上述方法，所述结构包括 PDN(分组数据网络)、具有DNS(域名系统)服务器的运营商核心网络、HeNB(家庭演进型 Node B)或HNB (家庭Node B)和/或eNB (演进型Node B)或Node B(NB)以及与所述H (e) NB和/或(e)NB相关联的用户设备(UE)。在3GPP中，正在热切地寻求体系结构增强，以有效地支持本地IP连通性。目前， 在业务量针对本地网络(例如，家庭网络或企业网络)的情况下，这种本地IP连通性被简要地表示为LIPA (本地IP接入)，或者在业务量针对因特网的情况下，这种本地IP连通性被表示为SIPTO(选定IP业务量卸载)。3GPP的成果针对家庭小区(即，H(e)NB)和宏小区(即，(e)M)场景，并且针对EPS(参见参考文献3GPP TS 23. 401V8. 6. O (2009-06)， "General Packet Radio Service(GPRS)enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access")和 GPRS(参见参考文献 3GPP TS 23.060V8. 5. 1 (2009-06)/‘General Packet Radio Service(GPRS) ；Service description”)。3GPP SA2 已经根据 S2_094867，‘‘New WID for Local IPAccess & Internet Offload”开始标准化工作。本发明基于这些规范、文档和相关规范中定义的假设和原理而构建，将在下文更详细地描述本发明。在现有移动网络技术的当前状态下，通过移动网络运营商的核心网络中的PDN网关(P-GW)提供UE至外部(目标)PDN(分组数据网络)的IP连通性。移动隧道通过(e) Node B和服务网关承载业务量。类似地，在GPRS场景中，由与EPS场景中的PDN网关相对应的网关GPRS支持节点(GGSN)提供IP连通性。此外，在UTRAN无线接入(3G)中，移动隧道经由NodeB、RNC(无线网络控制器)和SGSN(服务GPRS支持节点)携带业务量。总的问题在于，预期无格式(plain)的(“哑(dump)”)因特网业务量或针对本地服务器(例如，在家庭或企业网络中)的业务量的数量将在未来极度地增长。这种类型的业务量不应该消耗移动运营商网络中的昂贵资源，因此应该尽早地从用户的网络中卸载。IP 业务量断开的一个可能位置是在H(e)NB或(e)NB处。当前的现有技术具有APN(接入点名称)的概念，所述APN允许分离业务量。APN采用FQDN(完全合格域名)的形式，并且最终被解析为P-GW或GGSN的IP地址，其中该P-GW 或GGSN提供对相应PDN的接入。在关于标准化的当前讨论中，通常假定对于LIPA/SIPT0业务量，使用分离的APN ；已经表明如下需求一个公共APN可以用于LIPA/SIPT0和非LIPA/ SIPTO类型的业务量。还没有给出在UE切换(handover)到不同H(e)NB或(e)NB时实现服务连续性的解决方案。此夕卜，可以从 TS Group Services and System Aspects ；Local IP Access and Selected IP Traffic offload (Rel. 10) ,3GPP TR 23. 829 中可获得关于 LIPA 和 SIPTO 的
4详细信息。基于若干目的，运营商的兴趣在于在本地网络协议接入或选定网络协议业务量卸载的支持下，完全地控制属于特定用户和IP连接/流的业务量应该如何通过核心网络路由或直接通过本地网络路由。因此，本发明的目的在于改善和进一步开发一种用于按照如下方式控制网络结构与相应网络结构内的业务量的方法在不显著增加核心网络复杂性的前提下，可以对网络结构内的业务量进行可靠且灵活的控制。根据本发明，通过根据权利要求1的方法来实现上述目的。根据该权利要求，所述方法的特征在于基于可预定义的路由策略，所述DNS服务器在本地网络协议接入或选定网络协议业务量卸载的支持下控制从UE至与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络或PDN内的目的地地址的业务量，和/或从与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络或PDN内的目的地地址至UE的业务量是通过核心网络路由还是直接通过本地网络路由。此外，通过根据权利要求25的网络结构来实现上述目的。根据该权利要求，该网络结构的特征在于按照如下方式配置DNS服务器基于可预定义的路由策略，所述DNS服务器在本地网络协议接入或选择网络协议业务量卸载的支持下控制从UE至与HeNB或HNB或 eNB或NB相关联的本地网络或PDN内的目的地地址的业务量，和/或从与HeNB或HNB或 eNB或NB相关联的本地网络或PDN内的目的地地址至UE的业务量是通过核心网络路由还是直接通过本地网络路由。根据本发明，已经认识到，DNS服务器可以按照非常容易和可靠的方式来控制网络结构内的业务量。此外，还认识到，控制过程可以基于能够提供给DNS服务器的预定义路由策略。因此，从UE至目的地地址的业务量，和/或从目的地地址至UE的业务量可以通过核心网络或直接通过本地网络(或者无线接入网络RAN附近的本地业务量卸载节点)路由。 可以根据与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络或PDN内的目的地地址的位置来选择经由本地网络的直接路由过程。通过这种控制，运营商将能够灵活且动态地使能一些类型的业务量和/或用户 (IP流)通过本地网络(或RAN附近的本地业务量卸载节点)路由，以监视业务量、允许基于法律目的业务量检查、优化对特定网络服务的访问(例如，保证快速接入、移动性和QOS (服务质量))以及对网络服务增值(例如，阻止对特定站点的访问)。优选地，PDN是因特网，网络协议是IP，本地网络协议接入是LIPA(本地IP (因特网协议)接入)，以及选定网络协议业务量卸载是SIPTO(选定IP业务量卸载)。在这种情况下，对于上述目的，运营商能够针对一些类型的业务量和/或用户(IP流)灵活地和/或动态地禁用LIPA/SIPT0。根据优选实施例，基于UE的DNS请求，所述DNS服务器可以在DNS响应中指示关于以下内容的路由信息经由核心网络或经由本地网络(或无线接入网(RAN)附近的本地业务量卸载节点)的业务量路由。按照这种方式，可以通过UE的DNS请求非常容易地启动控制过程。可以以集中的方式在DNS服务器上进行这种基于DNS的动态路由策略配置/管理，从而易于与经由核心网络或经由本地网络(或无线接入网(RAN)附近的本地业务量卸载节点)控制业务量相关的管理和操作。关于非常灵活的业务量路由，LP-GW(本地PDN网关，也被称作L-GW或业务量卸载
5功能(TOF))可以与HeNB或HNB或eNB或NB相关联，或者与HeNB或HNB或eNB或NB配搭。 优选地，DNS代理功能可以在LP-GW处实现。该功能可以解译DNS请求，并将其转发至运营商DNS服务器。响应于DNS请求，DNS服务器可以发送DNS响应，其中该DNS响应具有目的地地址，以及优先地，具有指示应该如何处理业务量的附加信息。为了以非常容易的方式提供路由信息，可以通过DNS响应中的标记来提供路由信息，该路由信息向HeNB或eNB或LP-GW指示后续业务量路由。关于非常可靠的业务量控制及支持业务量的服务连续性，可以在HeNB或eNB处或 LP-GW处实现DNS代理功能，以向UE提供本地的DestNAT (目的地网络地址翻译)网络协议地址，作为DNS响应的一部分，从而建立本地DestNAT与本地网络或PDN内的目的地地址之间的绑定/关联。优选地，如果LP-GW处没有DNS代理功能，则DNS服务器可以向LP-GW请求用于本地网络或PDN内的目的地地址的DestNAT地址。在这种情况下，DNS服务器可以向请求UE直接提供DestNAT。根据优选实施例，H (e) NB或(e) NB (HeNB或HNB或eNB或NB)或LP-GW可以具有二次NAT功能(Twice-NAT)，以将源地址和目的地地址翻译为两个不同的地址，分别为源网络地址翻译(SrcNAT)的地址和DestNAT地址。此外，如果DestNAT地址包括本地网络或PDN 内的目的地地址，则可以执行无状态(stateless)的Twice-NATing。例如，在UE和LP-GW 之间使用IPv6的情况下，而真实的目的地IP地址是IPv4地址，则DestNAT可以采用例如类似如下的格式“ 2001 3001 2521 5323 FFFF FFFF FFFF IPv4-address_of-destinati on”。在没有包括具有DNS代理功能的LP-GW或HeNB或eNB的情况下，DNS服务器可以向UE直接提供DestNAT地址。可以与如上一段提及的格式相同的格式提供该DestNAT地址。基于上述Twice-NATing，在UE切换至不同H(e)NB或(e) NB时，可以实现针对本地 IP接入业务量或选择IP业务量卸载(例如SIPT0)业务量的服务连续性。根据另一优选实施例，在UE切换至不同H(e)NB或(e)NB时，可以通过使用简单隧穿(simple tunnelling)或源路由来实现针对本地IP接入业务量或选择IP业务量卸载业务量的服务连续性。在具体实施例内，UE可以支持到H(e)NB或(e)NB的隧穿机制。优选地，UE的网络层可以保持每连接或流的状态，以决定是否应该使IP流/业务量隧穿。备选地，UE可以支持源路由机制，以保持上述的服务连续性。在另一优选实施例中，可以在DNS响应中指示两个地址，一个地址指示本地网络或PDN内的目的地地址，另一个地址用于隧穿。在备选方法中，可以在DNS响应中指示两个地址，在PDN内可路由的LP-GW地址， 及本地网络或PDN内的目的地地址。以上提及的实施例涉及支持唯一单个PDP (分组数据协议)上下文/PDN连接的UE 的解决方案。但是，可以存在支持多个PDP上下文/PDN连接的UE的场景。在这种情况下， 基于UE的DNS请求，所述DNS服务器可以选择并在DNS响应中向UE指示对于特定业务量流或连接使用哪个APN。在该解决方案中，将通过核心网络来支持关于本地网络协议接入业务量或“选择网络协议业务量卸载”业务量的服务连续性。
根据优选实施例，至少一个PDP上下文/PDN连接可以专用于LIPA和/或SIPTP。 DNS服务器可以选择相关的PDP上下文/PDN连接。优选地，DNS服务器可以预先知道可用的APN或PDP上下文/PDN连接。在另一优选实施例中，UE可以在之前的DNS请求中向UE通知当前可用的APN。因此，可以向DNS服务器实际告知关于PDP上下文/PDN连接的可用APN。优选地，DNS服务器可以基于对可用的一个APN或多个APN划分优先级的参数或度量来选择APN。因此，UE能够从DNS响应中识别所推荐的APN，从而可以路由业务量。根据优选实施例，DNS服务器还可以通过只使用响应中的标记来指示UE应该使用针对特定业务量流或连接的预配置APN。根据优选实施例，UE可以由于DNS响应中的指示或标记而不对针对本地网络协议接入和/或选择网络协议业务量卸载的DNS响应的结果进行高速缓存，或者可以完全禁用针对相应的APN的DNS高速缓存。在另一优选实施例中，可以在DNS服务器的选择过程中涉及UE。本发明提出了一组机制，使得运营商能够控制UE的业务量处理，并且决定如何通过本地网络协议接入和/或选择网络协议业务量卸载(例如，LIPA或SIPT0)或核心网络对 UE的业务量进行路由。决策可以根据域名、目的地地址的种类或类型、应用的种类或类型。 在H(e)NB/(e)NB、DNS服务器、和/或UE处实现LP-GW的技术效果视具体实施例而定。在本发明中，给出了使得运营商能够动态地控制特定UE的业务量流是应该通过本地网络(或无线接入网(RAN)附近的本地业务量卸载节点)直接路由或还是通过核心网络路由的不同解决方案。优选地，本发明还涉及LIPA/SIPT0业务量的服务连续性。在讨论中，考虑了 H(e) NB处的LIPA/SIPT0，但是可以将相同的设计方法轻松地应用到(e) NB处的MACRO SIPTO上。本发明使得运营商能够动态地/灵活地控制往返于特定UE的特定业务量是应该通过LIPA/SIPT0路由还是通过运营商的核心网络路由。此外，还考虑了支持LIPA/SIPT0 业务量以及没有应用不同收费方案的这些业务量的服务连续性的解决方案。此外，考虑了对UE完全透明的解决方案，所以运营商具有完全的控制能力。在最小程度或没有对核心网络带来附加的复杂性的情况下实现了上述目的。最小化UE的修改，并且该解决方案不需要或只需要对一个单层(应用层或网络层)进行简单的修改。有利地，存在如何对本发明的教导进行设计和进一步改进的若干方法。为此，所述本发明的教导一方面涉及从属于专利权利要求1的专利权利要求，另一方面又涉及通过附图示出的作为示例的本发明优选实施例的以下说明。我们将结合在附图的辅助下对本发明优选实施例进行的说明来对教导的优选实施例和其它改进进行说明。在附图中
图1是示意性地示出了总的网络体系结构图，图2是示意性地示出了运营商DNS处理LIPA/SIPT0业务量的图，图3是示意性地示出了在越区切换(handoff)至新HeNB或eNB之后用于下行链路的可能路径的图，图4是示意性地示出了在越区切换至新HeNB或eNB之后用于上行链路的可能路径的图，以及
图5是示意性地示出了 UE与DNS服务器之间的直接通信的图。在以下描述中，在因特网的情况下，考虑是PDN。因此，网络协议是IP，本地网络协议接入是LIPA，以及选择网络协议业务量卸载是SIPT0。然而，在以下描述中，不应该局限于因特网的情况。所给出的解决方案对于其它PDN也是有效的。因此基于类似的考虑，也包括其它PDN。以下实施例基于DNS路由策略。首先，分别说明了基于“Twice-NATing”和“simple tunnelling”的两种解决方案。两种解决方案都考虑了以下场景其中UE具有或支持用于 LIPA/SIPT0和非LIPA/SIPT0业务量的唯一单个PDP上下文/PDN连接(即应注意，这些解决方案还可以支持对多个PDP上下文/PDN连接加以支持的UE)。在另一解决方案中，考虑 UE具有或支持多个PDP上下文/PDN连接的情况。在该解决方案中，运营商利用针对来自 UE的DNS询问的DNS答复来向UE清楚地指示针对特定业务量应该使用哪个APN。为了给出综述，这三种解决方案简要概括如下-基于单个PDP上下文/PDN连接的解决方案(还可以应用于支持多个APN的UE)°运营商DNS中基于DNS的路由策略 运营商基于DNS解析来控制业务量处理。可以通过以下方式支持LIPA业务量的服务连续性没有增加核心网络的复杂性(当将业务量隧穿至P-GW然后基于正常IP路由将业务量路由至LP-GW时)或者少量地增加了 S-GW中的复杂性(当S-GW将业务量直接路由至LP-GW时)· Twice-NATing ° DNS解析将目的地IP地址(DestNAT)提供给UE，其中，运营商网络中的业务量 (基于配置)被路由至执行Twice-NAT的LP-GW处。此处，业务量处理对于UE是透明的。·简单隧穿° DNS解析向请求UE通知LP-GW地址，其中UE可以将该LP-GW地址用于应该经由LIPA/SIPT0发送的流的简单IP-in-IP隧穿。UE需要简单的额外功能，但是还可以涉及决策过程。备选地，为了简单隧穿，还可以使用IPV6中的源路由和路由报头。-基于多个PDP上下文/PDN连接的解决方案(基于DNS) 运营商基于DNS回复控制业务量处理，其中DNS回复向UE指示针对特定IP流/ 连接使用哪个APN。UE需要最少的额外功能，但是还可以涉及决策过程。在该解决方案中， 支持针对LIPA/SIPT0业务量的服务连续性。以下描述主要涉及H(e)NB处的SIPT0，但是可以将相同的解决方案应用到宏(e) NB 处的 SIPT0。1.网络体系结构图1描述了所设想的体系结构(即SIPTO使能的域或PDN)中的主要部件，例如因特网、核心DNS服务器、MME (移动管理实体)、H (e) NB (或备选地，用于3G的(H) NB)、UE、 核心P/S-GW(或备选地用于GPRS的GGSN/SGSN)、以及与本地网关(被称作LP-GW)配搭的 H(e)NB/ (H)NB。为了简化描述，文本和图只涉及EPS体系结构(即，H(e)NB、S-GW、P_GW)。这种概念同等地应用到GRPS体系结构(即，(H)NB、RNC、SGSN、GGSN)中。也可以不将本地网关与 H(e)NB/ (H) NB 配搭。
在该描述中，考虑两种类型的UE 对于LIPA/SIPT0和非LIPA/SIPT0业务量使用一个单PDN连接(具有一个IP地址)的UE，以及使用多个PDN连接(例如，至少一个PDN 连接专用于LIPA/SIPT0)的UE。与H(e)NB配搭的本地网关(LP-GW或L-GW或T0F)可以是具有P-GW功能的本地 P-Gff (例如，在使用多个APN的UE的情况下)或者是简单L-GW (即，只包括必要的P-GW功能)。2. LIPA/SIPT0 业务量控制在所构想的机制中，运营商通过核心DNS解析来针对如下内容采取策略通过微网络处理哪个业务量和通过LIPA/SIPT0卸载哪个业务量。图2示出了 SIPT0/LIPA业务量处理中如何涉及DNS。考虑一种场景，其中UE希望在家时(即通过与本地GW配搭的HeNB)与YouTube服务器相连。假定DNS代理位于本地 GW处。首先，UE向核心DNS服务器发出DNS请求，以请求YouI\ibe服务器的IP地址。本地GW处的本地DNS代理对该DNS请求进行解译，并将其转发至运营商DNS服务器。响应于 DNS请求，运营商DNS服务器发送DNS回复，其中DNS回复具有对等端(YouTube)的IP地址以及指示应该如何处理业务量的附加信息(例如图2中的信息1)。在接收到来自核心DNS 的DNS回复之后，在回复指示LIPA/SIPT0业务量的情况下，本地GW采取动作1，并且发送带有特定信息2的DNS回复。简单“基于DNS 的 LIPA/SIPT0 控制(DNS-based LIPA/SIPTO control)，，的解决方案(被称作简单源NATing)根据具有以下特征的图2的步骤来工作·信息1 指示应该如何(经由LIPA/SIPTO或宏)处理业务量的LIPA/SIPTO标记。·信息2 对等端WouTube)的全球IP地址。·动作1 当这个业务量应该经历LIPA/SIPTO时，在本地GW (或H(e)NB)处存储对等端WouTube)的外部地址。 动作2 应用简单源NATing 本地GW在其NAT表中增加条目，以将UE的IP地址翻译成本地GW的地址。应强调的是，当在本地GW处涉及DNS代理时，在DNS解析中，还可以通过以上描述的简单变型来以端对端(E2E)的方式执行DNS解析。3. SIPTO业务量的服务连续性支持图3和4描述了在UE越区切换/切换到目标(H) eNB时用于上行链路和下行链路的所有可能路径。首先，考虑使用唯一单个APN的UE的情况。存在用于下行链路业务量的两个可能路径，即ID和2D，以及用于上行链路业务量的五个可能路径，即1U-5U。在通过IP流过滤器处理LIPA/SIPTO的情况下，上行链路业务量可能在目标(H) eNB处(即图4中的路径1U) 断开，其中将所述IP流过滤器(通过PCRF)动态地或(经由HMS (HeNB管理系统))主动地 (pro-actively)提供给目标(H) eNB。在基于DNS的LIPA/SIPTO控制解决方案中，目标(H) eNB没有关于源(H) eNB在 DNS解析期间所采用的决策的信息，结果上行链路业务量将在P-GW处(即，图4中的路径
94U)断开。结果，因为相应节点(YouTube服务器)会看到UE的不同源IP地址(S卩，UE的全球运营商的IP地址)，所以不可能支持服务的连续性。当然，这排除了移动性感知应用的情况或“除移动核心提供的功能之外”还使用了附加IP移动性解决方案(例如，移动IP) 的情况。只有正在进行的连接的断开点(即，源(H)eNB的本地GW)保持相同，才可以支持针对正在进行的SIPT0/LIPA业务量的服务连续性。这隐含了需要一种机制将UL(上行链路)业务量从UE路由至(H) eNB处的锚L-GW处，以及将DL (下行链路)业务量从(H) eNB 处的锚L-GW处路由到UE。当下行链路和上行链路业务量分别通过ID或2D以及2U、3U或 5U时，上述机制是可能的。可以利用L-GW处的一些附加实现级的功能(稍后将进行解释说明)来建立路径3U，但是对P/S-GW没有增加复杂性。在上行链路中，在资源节约和E2E延迟方面，路径2U和5U明显比路径3U更加优化；然而，相应地需要S-GW或eNB处的一些额外功能，使得S-GW或eNB能够区分SIPTO业务量与非SIPTO业务量，从而进行分离SIPTO 业务量，并将其路由至源(H)eNB。在下行链路中，路径2D也是更加优化的，但是这需要在源和目标(H) eNB的本地GW之间建立直接隧道，或者支持数据通过源与目标(H) eNB之间的 X2接口转发。在下文中，定义了使能正在进行的SIPT0/LIPA业务量的服务连续性所需的机制/方法。·基于Twice-NATing的SIPTO服务连续性支持在该解决方案中，SIPTO业务量处理遵循图2的步骤，具有以下特征-信息1指示应该如何通过SIPTO或宏网络来处理业务量的SIPTO标记。-信息2在非SIPTO业务量的情况下对等端的全球IP地址。否则，可以在宏网络中路由的本地GW的本地IP地址(目的地NAT地址)，并且被称作DestNAT。-动作1分配本地目的地NAT地址(DestNAT)，并且将其与对等端(YouTube)的全球IP地址相关联。-动作2执行两次NAT 将DestDAT地址翻译为对等端WouTube)的全球IP地址， 以及将UE的IP地址(源IP)翻译为外部NAT地址(源NATing)。分别如图3和4所示，使用DestNAT(该解决方案中假定DestNAT在运营商网络中可以向源(H)eNB路由)和源NAT，在将UE越区切换到目标eNB时，通过强制下行链路和上行链路业务量遵循的相应路径ID或2D以及2U、3U或5U，可以保证SIPTO业务量的服务连续性。在上行链路中，可以容易地建立路径3U，因为这只需要L-GW中的Twice-NATing 功能，其中该L-GW需要解译发送至DestNAT地址的分组，并执行Twice-NATing操作。路径 2U和5U需要S-GW或eNB中的一些相应的额外功能，以基于DestNAT地址范围来检测针对 L-Gff的业务量，对于可能经历SIPT0/LIPA的这些PDN连接，则将针对L-GW的业务量从PDN 连接中断开出来，并且基于可路由DestNAT地址将其直接路由至L-GW。在下行链路中，路径ID遵循正常/标准化的路径。2D的最优化依赖L-GW中和/ 或源/目标(H) eNB中的额外功能，来建立源和目标(H) eNB中的L-GW之间的直接隧道，或者支持数据通过源与目标(H) eNB之间的X2接口来转发。因为因特网服务器的DestNAT地址可以在运营商网络中路由，所以(H) eNB、S-Gff或P-GW能够将业务量路由至锚定了正在进行的连接的LP-GW。可以在S-GW切换之后立即释放S-GW与LP-GW之间的隧道，或者可以在特定空闲时间(即，没有业务量通过隧道的一段时间)之后通过S-GW或L-GW释放S-GW与LP-GW之间的隧道。这对UE与LP-GW之间的 E2E通信没有影响S-GW处的上行链路业务量的路由基于LP-GW的IP地址，BP, DestNAT0无需在eNB/LP-GW中具有DNS代理，可以在UE与DNS服务器之间中进行“端对端” 的DNS解析。关于这个方面，DNS服务器可以直接提供真实/全球的IPV4地址，作为DestNAT 的一部分。作为参考，参见图5。在本解决方案中，因为在整个运营商网络中Dest NAT都必须是可路由的，所以 LP-Gff处用于目的地NAT IP地址的地址空间可能是有限的。可以在IPV4和IPv6支持的情况下克服这种限制，或者通过使用UE的源/目的地端口号结合UE的IP地址实现DestNAT 来加以克服。为了避免对针对SIPTO业务量的DNS结果进行高速缓存，DNS响应可以包括足够的指示，例如，SIPTO标记，基于此，UE并不对DNS询问的结果进行高速缓存，或者备选地， UE可以完全禁用对使能APN的SIPTO进行DNS高速缓存。·基于简单隧穿的SIPTO服务连续性支持在本解决方案中，SIPTO业务量处理遵循具有以下特征的图2的步骤-信息1指示应该如何通过LIPA/SIPT0或宏网络来处理业务量的LIPA/SIPT0标记。-信息2在非SIPTO业务量的情况下对等端aouTube)的全球IP地址。否则，两个地址可以在宏网络中路由的本地GW的IP地址，以及对等端aouTube)的全球IP地址。-动作1通过新DNS记录包括本地GW的IP_in_IP隧穿地址。-动作2简单源NATing，即UE是源。在本解决方案中，通过指示两个地址的DNS回复(即信息2)，UE 了解到这个IP连接经历了经由本地GW的LIPA/SIPT0，并使用简单IP-in-IP隧道将上行链路业务量隧穿至本地GW地址。备选地，可以通过源路由(例如，基于IPv6的路由报头)实现简单隧穿机制； 在这种情况下，UE和本地GW将需要必要的功能。UE保持每个连接/流的状态，以决定是否应该隧穿流。可以在网络层保持这个信息，因而对于应用层是完全透明的。在再次选择新 (H) eNB时，UE刷新其DNS高速缓存器，以利用下一个DNS解析来获取新LP-GW地址。在本解决方案中，因为LP-GW或本地GW的IP地址(用于简单隧穿)可以在运营商网络内路由，所以可以支持SIPTO业务量的服务连续性。如图3和4所示，在本解决方案中，假定本地GW的IP地址使得可以在运营商网络内路由至源(H) eNB,则在UE越区切换到目标eNB时，通过强制下行链路和上行链路的业务量遵循相应路径ID或2D以及2U、3U或5U，可以保证SIPT0/LIPA业务量的服务连续性。在上行链路中，可以容易地建立路径3U，因为这只需要L-GW中的简单隧穿功能， 其中该L-GW需要端接隧道，并且将业务量路由至本地网络或PDN中的最终目的地。路径2U 和5U需要S-GW或eNB中的一些相应的额外功能，以(基于L-GW地址范围)检测针对L-GW 的业务量，对于可能经历SIPT0/LIPA的这些PDN连接，则将针对L-GW的业务量从PDN连接中断开，并且将其直接路由至L-GW。在下行链路中，路径ID遵循(例如通过P-GW的)正常/标准化的路径。最优化的2D将依赖L-GW中和/或源/目标(H) eNB中的额外功能，来建立源中的L-GW与目标(H) eNB之间的直接隧道，或者来支持数据在源与目标(H) eNB之间转发。 用于使用多个APN (至少一个APN专用于LIPA/SIPT0)的UE的LIPA/SIPT0服务连续性支持在本解决方案中，假定UE包括具有不同APN的多个建立的PDP上下文/PDN连接， 其中至少一个APN专用于LIPA/SIPT0。优选地，运营商的DNS在接收到来自UE的DNS询问时以E2E的方式向UE指示对于指定流要使用哪个APN(参见以下选项)。结果，UE因而使用被指派了 APN的PDN连接，其中通过运营商在DNS询问中指示该APN。还支持LIPA/SIPT0 业务量的服务连续性，因为标准化的移动过程确保了在切换期间保持PDN连接。下行链路和上行链路的业务量分别遵循如图3和4所示的路径ID和2U。在本解决方案中，DNS服务器必须知道所配置的APN。UE还可以将现用(UE当前可用的)APN作为DNS请求的一部分向DNS服务器通知。DNS服务器也可以推荐按照优先级排序的APN列表，其中所述优先级是基于不同参数/度量标准来定义的。DNS服务器也可以简单地建立对是否应该使用LIPA/SIPT0加以指示的标记。在这种情况下，UE必须能够基于运营商可配置的协定来自发地识别针对LIPA/SIPT0的适当APN。响应于DNS回复，UE将新IP流/连接(套接字)绑定到与所推荐的PDN连接/ APN相关联的UE的IP地址上。UE需要用于新IP流/连接与所推荐的APN之间的绑定过程(独立于应用层)的简单网络级功能，并且还可以涉及决策过程。在本说明书中，建议了用于处理LIPA/SIPT0业务量控制的解决方案，其中考虑了两种类型的UE，即支持单个APN/PDN连接的UE以及支持多个APN的UE (同时具有PDN连接)，其中在支持多个APN的UE中，至少一个APN专用于LIPA/SIPT0。所有的解决方案都是基于运营商核心DNS的，以及一些解决方案通过强制下行链路和上行链路的业务量通过锚定了 IP流/连接的(H) eNB处的本地GW来支持LIPA/SIPT0 的服务连续性。本领域技术人员将受益于前述说明书和相关联附图中呈现的教导而想到本文所述的本发明的多种改型和其它实施例。因此，应该理解本发明不限于所公开的具体实施例， 并且应该理解，本发明旨在将改型和其它实施例包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了具体术语，但是只是从普通和描述的角度来使用它们，而并非限制。
权利要求
1.一种用于控制网络结构内的业务量的方法，所述结构包括PDN(分组数据网络)、具有DNS(域名系统)服务器的运营商核心网络、HeNB(家庭演进型Node B)或HNB(家庭Node B)禾Π /或eNB (演进型Node B)或NB (Node B)、以及与HeNB或HNB和/或eNB或NB相关联的UE(用户设备)，其特征在于基于可预定义的路由策略，所述DNS服务器在本地网络协议接入或选定网络协议业务量卸载的支持下，控制从UE至与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络内或PDN内的目的地地址的业务量，和/或从与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络内或PDN内的目的地地址至UE的业务量是通过核心网络路由还是直接通过本地网络路由。
2.根据权利要求1所述的方法，其中PDN是因特网，网络协议是IP，本地网络协议接入是LIPA (本地IP (因特网协议)接入)，选定网络协议业务量卸载是SIPTO (选定IP业务量卸载)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中基于UE的DNS请求，所述DNS服务器在DNS 响应中指示关于以下内容的路由信息针对本地网络协议接入经由核心网络或直接通过本地网络的业务量路由，或针对选定网络协议业务量卸载经由无线接入网RAN附近的本地业务量卸载节点的业务量路由。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中LP-GW(本地PDN网关或L-GW)与 HeNB或HNB或eNB或NB相关联，或者与HeNB或HNB或eNB或NB配搭。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述LP-GW是LGGSN(本地GGSN)，并且与HNB或 NB相关联或者与HNB或NB配搭。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在LP-GW处或在HeNB或HNB或eNB 或NB处实现DNS代理功能。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中通过DNS响应中的标记提供路由信息，所述标记向HeNB或HNB或eNB或NB或向LP-GW指示后续的业务量路由。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中在HeNB或HNB或eNB或NB处或 LP-Gff处实现DNS代理功能，DNS代理功能向UE提供DestNAT (目的地网络地址翻译)网络协议地址，作为DNS响应的一部分，从而建立DestNAT与本地网络内或PDN内的目的地地址之间的绑定/关联。
9.根据权利要求4所述的方法，其中如果在LP-GW处没有DNS代理功能，则DNS服务器向LP-GW请求用于本地网络或PDN内的目的地地址的NAT。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中HeNB或eNB或LP-GW具有二次NAT 功能，以将源地址和目的地地址翻译为两个不同的地址，分别为SrcNAT (源网络地址翻译) 地址和DestNAT地址。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中如果DestNAT地址包括本地网络或PDN内的目的地地址，则执行无状态的二次网络地址翻译。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在不涉及LP-GW或HeNB或HNB或 eNB或NB的情况下，DNS服务器直接提供LP-GW或HeNB或HNB或eNB或NB的DestNAT地址， 其中DNS服务器通过一些其它方式从LP-GW或HeNB或HNB或eNB或NB获得所述DestNAT 地址。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，HeNB或HNB或eNB或NB或LP-GW支持到核心网络的P-GW(PDN网关)或S-GW(服务网关)的隧穿机制。
14.根据权利要求13所述的方法，其中P-GW是GGSN，S-Gff是SGSN。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中HeNB或HNB或eNB或NB或LP-GW 支持到UE的隧穿机制。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中UE的网络层保持每个连接或流状态，以决定是否应该隧穿业务量。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中UE支持源路由机制。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中在DNS响应中指示两个地址，一个地址是在核心网络内可路由的LP-GW或本地GW的地址，另一个地址是本地网络或PDN内的目的地地址。
19.根据权利要求1或2所述的方法，其中如果UE具有或支持具有不同APN的多个 PDP (分组数据协议)上下文/PDN连接，则基于UE的DNS请求，所述DNS服务器选择并在 DNS响应中向UE指示对于特定业务量或流或连接使用哪个APN。
20.根据权利要求19所述的方法，其中至少一个PDP上下文/PDN连接专用于LIPA和 / 或 SIPT0。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中DNS服务器预先知道可用的APN或PDP上下文/PDN连接。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中UE在之前的DNS请求中通知了当前可用于UE的APN。
23.根据权利要求22所述的方法，DNS服务器基于对可用的一个APN或多个APN划分优先级的参数或度量来选择APN。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其中优选地，UE由于DNS响应中的指示或标记而不对经受了本地网络协议接入和/或选择网络协议业务量卸载的DNS响应的结果进行高速缓存，并且优选地，完全禁用针对相应APN的DNS高速缓存。
25.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其中要用于业务量路由的APN或PDP 上下文/PDN连接的最后选择过程涉及UE。
26.—种网络结构，优选地用于执行根据权利要求1至25之一的方法的网络结构，所述结构包括PDN(分组数据网络)、具有DNS (域名系统)服务器的运营商核心网络、HeNB (家庭演进型Node B)或HNB (家庭Node B)和/或eNB (演进型Node B)或NB (Node B)、以及与HeNB或HNB和/或eNB或NB相关联的UE (用户设备)，其特征在于，DNS服务器被配置为基于可预定义的路由策略，所述DNS服务器在本地网络协议接入或选定网络协议业务量卸载的支持下，控制从UE至与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络内或PDN内的目的地地址的业务量，和/或从与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络内或PDN内的目的地地址至UE的业务量是通过核心网络路由还是直接通过本地网络路由。
全文摘要
为了允许对网络结构内的业务量进行可靠且灵活的控制而不会显著地增加核心网络的复杂性，请求保护一种用于控制网络结构内的业务量的方法，所述结构包括PDN(分组数据网络)、具有DNS(域名系统)服务器的运营商核心网络、HeNB(家庭演进型Node B)或HNB(家庭NodeB)和/或eNB(演进型Node B)或NB(Node B)以及与HeNB或HNB和/或eNB或NB相关联的用户设备UE，其中，所述方法的特征在于基于可预定义的路由策略，所述DNS服务器在本地网络协议接入或选定的网络协议业务量卸载的支持下控制从UE至与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络或PDN内的目的地地址的业务量，和/或从与HeNB或HNB或eNB或NB相关联的本地网络或PDN内的目的地地址至UE的业务量是通过核心网络路由还是直接通过本地网络路由。此外，请求保护一种网络结构，优选地用于执行上述方法。
文档编号H04L29/12GK102484783SQ201080036916
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者塔里克·塔乐伯, 斯蒂芬·施密特 申请人:Nec欧洲有限公司