一种ip地址段分配方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种IP地址段分配方法及装置，用于解决现有技术中无法为UE分配一个PDN?GW侧可以直接访问的有效IPv4地址段的问题。该方法为：接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求；将PDN连接请求发送至PDN网关，并接收PDN网关基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将IPv4地址段信息发送至UE。采用在GTPC信令和NAS信令中的相关IE中新增PDN地址前缀字段的方法，来实现为终端分配一个网络侧可以直接访问的有效的IPv4地址段，供该UE以及归属于该UE的子终端使用，从而实现网络侧对其下属的所有UE进行拓扑管理或远程操作维护。
【专利说明】一种IP地址段分配方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种IP地址段分配方法及装置。
【背景技术】
[0002]在长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中，目前UE的IP地址是基于分组数据网络(Packet Data Network, F1DN)连接来分配的，即根据UE请求的接入点名称(AccessPoint Name, APN)由分组数据网关(PDN Gateway, PDN GW)网元通过本地的IP地址池分配，或者通过第三方服务器获得后，如动态主机配置协议(Dynamic Host ConfigurationProtocol, DHCP)服务器、Diameter服务器或Radius服务器等，通过移动性管理实体(Mobile Management Entity, MME)的非接入层(Non-Access Stratum, NAS)信令消息携带给UE，UE的一个PDN连接下最多可以有两个IP地址，即一个网际协议版本4 (InternetProtocol version4, IPv4)地址,一个IPv6地址,通常情况下,UE的一个PDN连接只需要一个IP地址即可。
[0003]因为，PDN Gff是根据PDN的APN来区分连接在I3DN Gff上不同的PDN的，只有当UE发起另一个PDN连接请求时，PDN Gff才会基于该另一个PDN的APN再给UE分配一个或者两个IP地址，其中，每个PDN给UE分配的IP地址范围是不同的，对于UE请求的一个PDN连接内，UE只会被分配一个或两个IP地址(即以一个IPv4地址，一个IPv6地址)，即可与该一个F1DN进行通信。
[0004]随着LTE技术的应用和普及，在智慧小区以及企业、事业单位已经能够通过客户终端设备(Customer Premise Equipment, CPE)或者无线路由器给下挂的各个终端分配一段IPv4地址，但是TON Gff侧无法获知这些分配给各个终端使用的IPv4地址，也就无法直接访问此IPv4地址。因此，对于那些智慧小区、油气生产等需要对整个网络进行拓扑管理、远程操作维护的场景，在TONGW侧无法直接访问CPE或无线路由器下挂的各个终端的IPv4地址时，就无法实现整个网络的拓扑管理和远程操作维护等等规划。
[0005]若PDN Gff给UE分配的是IPv6地址，理论上可以提供给UE —个PDNGW侧可以直接访问的IP地址段，但是由于目前IPv6网络应用较少，对UE要求高，需要更新大量的网络通信设备，因此成本非常高，在短时间内难以推广。
[0006]并且，大多数场景下，IPv4地址已经足够满足组网要求，综上所述，基于当前IP地址分配的技术，还无法实现为UE分配一个TON GW侧可以直接访问的有效IPv4地址段。
【发明内容】
[0007]本发明实施例提供一种为终端分配IP地址段的方法及装置，用以解决现有技术中存在无法为UE分配一个TON Gff侧可以直接访问的有效IPv4地址段，从而无法实现对网络中所有UE进行拓扑管理或远程操作维护等等的问题。
[0008]本发明实施例提供的具体方案如下:
[0009]第一方面，一种IP地址段分配方法，该方法包括:[0010]接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求；
[0011]将PDN连接请求发送至TON网关，并接收I3DN网关基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将IPv4地址段信息发送至UE。
[0012]通过本发明实施例提供的方法，在GTPC信令和NAS信令中的相关IE中新增TON地址前缀字段，用来表示为此次分配IPv4地址时的地址数目，来实现为终端分配一个网络侧可以直接访问的有效的IPv4地址段，供该UE以及归属于该UE的子终端使用，从而实现网络侧对其下属的所有UE进行拓扑管理或远程操作维护。
[0013]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，接收PDN网关基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将IPv4地址段信息发送至UE,包括:
[0014]接收PDN网关通过GPRS隧道协议控制面GTPC信令传输的、基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，其中，PDN地址前缀用于指示I3DN网关分配给UE的IPv4地址的数目；
[0015]通过非接入层NAS信令将IPv4地址段信息发送至UE。
[0016]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，通过GTPC信令和NAS信令传输IPv4地址段信息，包括:
[0017]将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中新增的一个长度为一字节的字段中；或者，
[0018]将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中的用于存储I3DN网关分配给UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中。
[0019]通过这种可能的实施方式，将PDN地址前缀字段设置在GTPC信令和NAS信令中的用于存储I3DN网关分配给UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中，可以减少对原有信令的改进，以及可以节省信令。
[0020]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，新增的长度为一字节的字段位于GTPC信令和NAS信令中末尾字段之后。
[0021]通过这种可能的实施方式，将新增的PDN前缀字段设置在GTPC信令和NAS信令中末尾字段之后，可以使其具有更好的前后向兼容性。
[0022]结合第一方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，将IPv4地址段信息发送至UE之后，包括:
[0023]将起始IPv4地址分配给UE，以及将IPv4地址段信息指示的、除起始IPv4地址之外的各个IPv4地址分配给归属于UE的任意一个未分配IPv4地址的子终端。
[0024]第二方面，一种IP地址段分配装置，该装置包括:
[0025]接收单元，用于接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求；
[0026]地址分配单元，用于将PDN连接请求发送至PDN网关，并接收PDN网关基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将IPv4地址段信息发送至UE。
[0027]通过本发明实施例提供的装置，在GTPC信令和NAS信令中的相关IE中新增TON地址前缀字段，用来表示为此次分配IPv4地址时的地址数目，来实现为终端分配一个网络侧可以直接访问的有效的IPv4地址段，供该UE以及归属于该UE的子终端使用，从而实现网络侧对其下属的所有UE进行拓扑管理或远程操作维护。
[0028]结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，地址分配单元具体用于:[0029]接收TON网关通过GPRS隧道协议控制面GTPC信令传输的、基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，其中，PDN地址前缀用于指示I3DN网关分配给UE的IPv4地址的数目，并通过非接入层NAS信令将IPv4地址段信息发送至UE。
[0030]结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，地址分配单元具体用于:
[0031]将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中新增的一个长度为一字节的字段中；或者，将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中的用于存储PDN网关分配给UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中。
[0032]通过这种可能的实施方式，将PDN地址前缀字段设置在GTPC信令和NAS信令中的用于存储I3DN网关分配给UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中，可以减少对原有信令的改进，以及可以节省信令。
[0033]结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，新增的长度为一字节的字段位于GTPC信令和NAS信令中末尾字段之后。
[0034]通过这种可能的实施方式，将新增的PDN前缀字段设置在GTPC信令和NAS信令中末尾字段之后，可以使其具有更好的前后向兼容性。
[0035]结合第二方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，地址分配单元还用于，在将IPv4地址段信息发送至UE之后，将起始IPv4地址分配给UE，以及将IPv4地址段信息指示的、除起始IPv4地址之外的各个IPv4地址分配给归属于UE的任意一个未分配IPv4地址的子终端。
[0036]第三方面，一种移动性管理实体MME设备，包括:
[0037]接收端口，用于接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求；
[0038]处理器，用于将PDN连接请求发送至PDN网关，并接收PDN网关基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将IPv4地址段信息发送至UE。
[0039]通过本发明实施例提供的设备，在GTPC信令和NAS信令中的相关IE中新增TON地址前缀字段，用来表示为此次分配IPv4地址时的地址数目，来实现为终端分配一个网络侧可以直接访问的有效的IPv4地址段，供该UE以及归属于该UE的子终端使用，从而实现网络侧对其下属的所有UE进行拓扑管理或远程操作维护。
[0040]结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，处理器具体用于:
[0041]接收PDN网关通过GPRS隧道协议控制面GTPC信令传输的、基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，其中，PDN地址前缀用于指示I3DN网关分配给UE的IPv4地址的数目，并通过非接入层NAS信令将IPv4地址段信息发送至UE。
[0042]结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，处理器具体用于:
[0043]将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中新增的一个长度为一字节的字段中；或者，将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中的用于存储PDN网关分配给UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中。
[0044]通过这种可能的实施方式，将PDN地址前缀字段设置在GTPC信令和NAS信令中的用于存储I3DN网关分配给UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中，可以减少对原有信令的改进，以及可以节省信令。[0045]结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，新增的长度为一字节的字段位于GTPC信令和NAS信令中末尾字段之后。
[0046]通过这种可能的实施方式，将新增的TON前缀字段设置在GTPC信令和NAS信令中末尾字段之后，可以使其具有更好的前后向兼容性。
[0047]结合第三方面以及上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，处理器还用于，在将IPv4地址段信息发送至UE之后，将起始IPv4地址分配给UE，以及将IPv4地址段信息指示的、除起始IPv4地址之外的各个IPv4地址分配给归属于UE的任意一个未分配IPv4地址的子终端。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1为本发明实施例中的IP地址段分配方法的流程图；
[0049]图2为本发明实施例中的IP地址段分配装置的结构图；
[0050]图3为本发明实施例中的移动性管理实体MME设备的结构图。
【具体实施方式】
[0051]为了给出一种为UE分配一个TON Gff侧可以直接访问的IPV4地址段，从而实现网络侧对其下属的所有UE进行拓扑管理或远程操作维护的实现方案，本发明实施例提供了一种IP地址段分配方法及装置，可以通过扩展相关信令消息中的信息元素(InformationElement，IE)，新增PDN地址前缀(PDN Address Prefix)字段的方式为UE以及归属于该UE的子终端分配一段网络侧可以直接访问的IPv4地址段。以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明。
[0052]参阅图1所示，IP地址段分配方法的具体流程如下:
[0053]步骤100 =MME接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求；
[0054]步骤110 =MME将PDN连接请求发送至I3DN网关，并接收I3DN网关基于PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将IPv4地址段信息发送至UE。
[0055]具体的，在步骤110中，MME接收TON网关通过GPRS隧道协议控制面(GRPSTunnelling Protocol for Control plane, GTPC)信令传输的、基于 PDN 连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息；并通过NAS信令将IPv4地址段信息发送至UE。其中，该PDN地址前缀用于指示I3DN网关分配给UE的IPv4地址的数目，上述IPv4地址段信息用于指示在GTPC信令和NAS信令中与IP地址分配相关的信息。
[0056]通过GTPC信令和NAS信令传输IPv4地址段信息时，将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中新增的一个长度为一字节的字段中；或者，将IPv4地址段信息中包含的PDN地址前缀记录在GTPC信令和NAS信令中的用于存储I3DN网关分配给UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中。
[0057]以下实施例中先对GTPC信令消息进行介绍。GTPC信令中与IP地址分配过程相关的消息名称为创建会话响应(Create Session Response)消息，以及与IP地址分配信息相关的 IE 为 PDN 地址分配(PDN Address Allocation, PAA),该 PAA 是 Create SessionResponse消息中的一个IE,表I为Create Session Response消息的消息格式，以及其中包含的PAA，即为如下消息格式中加粗示意的部分:[0058]表1
[0059]
【权利要求】
1.一种IP地址段分配方法，其特征在于，所述方法包括: 接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求； 将所述PDN连接请求发送至TON网关，并接收TON网关基于所述PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将所述IPv4地址段信息发送至UE。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收PDN网关基于所述TON连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将所述IPv4地址段信息发送至UE,包括: 接收PDN网关通过GPRS隧道协议控制面GTPC信令传输的、基于所述PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，其中，所述PDN地址前缀用于指示TON网关分配给UE的IPv4地址的数目； 通过非接入层NAS 信令将所述IPv4地址段信息发送至所述UE。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述GTPC信令和所述NAS信令传输所述IPv4地址段信息，包括: 将所述IPv4地址段信息中包含的所述TON地址前缀记录在所述GTPC信令和所述NAS信令中新增的一个长度为一字节的字段中；或者， 将所述IPv4地址段信息中包含的所述TON地址前缀记录在所述GTPC信令和所述NAS信令中的用于存储所述I3DN网关分配给所述UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述新增的长度为一字节的字段位于所述GTPC信令和所述NAS信令中末尾字段之后。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，将所述IPv4地址段信息发送至UE之后，包括: 将所述起始IPv4地址分配给所述UE，以及将所述IPv4地址段信息指示的、除所述起始IPv4地址之外的各个IPv4地址分配给归属于所述UE的任意一个未分配IPv4地址的子终端。
6.一种IP地址段分配装置，其特征在于，所述装置包括: 接收单元，用于接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求； 地址分配单元，用于将所述PDN连接请求发送至TON网关，并接收TON网关基于所述PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将所述IPv4地址段信息发送至UE。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述地址分配单元具体用于: 接收PDN网关通过GPRS隧道协议控制面GTPC信令传输的、基于所述PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，其中，所述PDN地址前缀用于指示I3DN网关分配给UE的IPv4地址的数目，并通过非接入层NAS信令将所述IPv4地址段信息发送至所述UE。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述地址分配单元具体用于: 将所述IPv4地址段信息中包含的所述TON地址前缀记录在所述GTPC信令和所述NAS信令中新增的一个长度为一字节的字段中；或者，将所述IPv4地址段信息中包含的所述PDN地址前缀记录在所述GTPC信令和所述NAS信令中的用于存储所述TON网关分配给所述UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述新增的长度为一字节的字段位于所述GTPC信令和所述NAS信令中末尾字段之后。
10.如权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述地址分配单元还用于，在将所述IPv4地址段信息发送至UE之后，将所述起始IPv4地址分配给所述UE，以及将所述IPv4地址段信息指示的、除所述起始IPv4地址之外的各个IPv4地址分配给归属于所述UE的任意一个未分配IPv4地址的子终端。
11.一种移动性管理实体MME设备，其特征在于，包括: 接收端口，用于接收用户设备UE发起的分组数据网PDN连接请求； 处理器，用于将所述PDN连接请求发送至PDN网关，并接收PDN网关基于所述PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，并将所述IPv4地址段信息发送至UE。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述处理器具体用于: 接收I3DN网关通过GPRS隧道协议控制面GTPC信令传输的、基于所述PDN连接请求反馈的携带有PDN地址前缀的IPv4地址段信息，其中，所述PDN地址前缀用于指示I3DN网关分配给UE的IPv4地址的数目，并通过非接入层NAS信令将所述IPv4地址段信息发送至所述UE。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理器具体用于: 将所述IPv4地址段信息中包含的所述TON地址前缀记录在所述GTPC信令和所述NAS信令中新增的一个长度为一字节的字段中；或者，将所述IPv4地址段信息中包含的所述PDN地址前缀记录在所述GTPC信令和所述NAS信令中的用于存储所述TON网关分配给所述UE的起始IPv4地址的字段中的第一字节中。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述新增的长度为一字节的字段位于所述GTPC信令和所述NAS信令中末尾字段之后。
15.如权利要求11-13任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于，在将所述IPv4地址段信息发送至UE之后，将所述起始IPv4地址分配给所述UE，以及将所述IPv4地址段信息指示的、除所述起始IPv4地址之外的各个IPv4地址分配给归属于所述UE的任意一个未分配IPv4地址的子终端。
【文档编号】H04L29/12GK103916493SQ201410150511
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】杨今明, 习建德 申请人:大唐移动通信设备有限公司