服务层南向接口和服务质量的制作方法
【专利说明】服务层南向接口和服务质量
[0001] 相交申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年7月25日提交的U.S.临时专利申请序列号No.61/858,386的权 益，其全部内容在此引入W供参考。
【背景技术】
[0003] 服务质量(QoS)通常是指提供特定级别（质量）的服务的、在两个端点之间的数据 管道，诸如通用分组无线业务(GPRS)隧道协议(GTP)隧道。服务的级别或质量可W由参数， 诸如最大比特率、延迟、丢包率等定义。提供QoS的现有方法包括资源预留和无资源预留的 分组标记。网络中的资源预留传统上用于与流媒体，诸如视频和音频相关联的网际协议 (IP)流。在示例性通信网络，诸如机器对机器(M2M)网络或系统中，连接到网络的M2M设备的 数量可W比连接到通常宽带和移动网络的高出若干数量级。现有的资源预留技术对各个通 信网络，诸如M2M系统很低效。
【发明内容】
[0004] 在此描述用于由服务层配置服务质量(QoS)规则的系统、方法和装置实施例。现有 的资源预留技术对M2M通信低效。在此所述的示例性实施例中，系统包括驻留在服务层上的 服务层服务器W及驻留在接入网络上的控制平面节点，其中，服务层服务器经由控制平面 接口，与控制平面节点通信。控制平面接口能用来配置基于被寻址的对象的服务质量(QoS) 策略(规则）。在该上下文中，例如，对象可W是存储器位置、互联网地址、资源名称或值。例 如，服务层可W基于对象，通过将包括一个或多个参数的QoS提供消息发送到控制平面节 点，配置用于接入网络的一个或多个QoS规则。控制平面节点可W确定在一个或多个QoS规 则中识别的对象，并且可W将QoS规则分发到可用来访问该对象的一个或多个路由器。接入 网络可W根据参数，应用一个或多个QoS规则。
[0005] 在示例性实施例中，系统包括驻留在服务层内的服务层服务器和驻留在接入网络 内的控制平面节点。服务层服务器经由控制平面接口，提供服务质量(QoS)规则。QoS规则与 对象相关联，使得当该对象被识别时，该QoS规则被应用。该对象能是网际协议(IP)地址、端 口号或资源名称的至少一个。QoS规则可W指示各种参数。例如，与对象相关联的QoS可W指 示与该对象相关联的消息应当被引导通过接入网络的路径。在一个实施例中，服务层服务 器是服务能力服务器，并且控制平面节点是策略和计费规则功能(PCRF)。此外，QoS规则可 W在基于直径的Rx接口上，从服务能力服务器提供给PCRF。替代地，QoS规则可W经由机器 类型通信交互工作功能，从服务能力服务器间接地提供给PCRF。
[0006] 在另一示例性实施例中，接入网络中的路由器可W接收指示对象的消息。路由器 可W对该消息执行深度包检测。路由器可W在深度包检测期间，识别由该消息指示的对象， 并且响应于识别该对象，可W将服务质量(QoS)规则应用于该消息。该对象可W指示消息的 目的地。目的地可W是网际协议（IP)地址、端口号或资源名称。例如，路由器可W确定接入 网络处于拥塞状况，并且基于该拥塞状况，路由器可W在QoS规则中指示的退避时间内拒绝 该消息。通过另一实例，路由器可w通过接入网络的优选路径，路由该消息，其中，优选路径 由QoS规则指示。
【附图说明】
[0007] 图1是根据示例性实施例的示例性网络架构的框图；
[0008] 图2是图示服务质量(QoS)资源预留的实例的系统图；
[0009] 图3是QoS分组标记的实例的系统图；
[0010]图4是根据示例性实施例，用于由服务层配置QoS的呼叫流；
[0011 ]图5是根据示例性实施例，具有与服务能力服务器(SCS)的接口的3GPP演进分组核 屯、化PC)架构的系统图；
[0012]图6A是可W实现一个或多个公开的实施例的示例性机器对机器(M2M)或物联网 (ΙοΤ)通信系统的系统图；
[0013]图6Β是可W在图6Α中所示的Μ2Μ/Ι0Τ通信系统内使用的示例性架构的系统图； [0014]图6C是可W在图6Α中所示的通信系统内使用的示例性Μ2Μ/Ι0Τ终端或网关设备的 系统图；W及
[001引图抓是可W体现图6Α的通信系统的方面的示例性计算系统的框图。
【具体实施方式】
[0016]提供随后的详细描述来示出示例性实施例并且不旨在限制本发明的范围、适用性 或结构。可W在元件和步骤的功能和排列方面做出各种改变，而不背离本发明的精神和范 围。
[0017] 参考图1，示例性Μ2Μ系统100包括多个设备，诸如多个机器对机器(Μ2Μ)设备102， W及能经由接入网络101与Μ2Μ设备通信的服务层104。如在此所使用的，Μ2Μ设备可W指网 络中通信的任何设备，诸如网关设备或终端(端点设备）。尽管所示的系统100包括Μ2Μ设备 102,但将理解到，期望时，其他设备可W在系统100内通信。Μ2Μ设备102能包括Μ2Μ端点设 备、路由器等。作为一个实例，一个或多个Μ2Μ设备102可W具有图6C中所示的硬件架构(在 下文更充分所述)或其变形，或一个或多个Μ2Μ设备102可W具有图6D中所示的计算系统的 架构（也在下文更充分描述）。服务层104可W包括服务能力服务器（SCS)、M2M服务器、 oneM2M服务器等。由此，能包括接入网络101的系统100能提供可W包括M2M服务器或SCS的 服务层104和一个或多个M2M设备102之间的连接性。服务层104可W进一步提供用于一个或 多个应用，诸如网络应用116的服务，由此与之通信。根据所示的实施例，接入网络101包括 可W在设备102和服务层104之间路由数据流量的一个或多个数据平面节点106。与服务层 104相比更接近设备102的数据平面节点106可W被称为南边缘节点，其能包括例如一个或 多个南边缘路由器108。与设备102相比更接近服务层104的数据平面节点106可W被称为北 边缘节点，其能包括例如一个或多个北边缘路由器110。由此，数据平面节点106能包括南边 缘路由器108和北边缘路由器110。作为一个实例，路由器108和110可W具有图6C中所示的 构造(在下文更充分描述)或其变形。在示例性实施例中，系统100为服务层104提供能由服 务层104使用的控制平面接口 112, W便为接入网络101提供服务质量(QoS)信息，如下文进 一步所述。
[0018]仍然参考图1，根据所示的实施例，服务层104具有与接入网络101的控制平面接口 112。控制平面接口能用来配置服务质量(QoS)策略，诸如基于被寻址的对象的QoS规则。在 该上下文中，例如，对象可W是存储器位置、值、互联网地址或资源名称。接入网络101可W 包括可W分发QoS规则来选择数据平面节点106中的一个的一个或多个控制平面节点114。 一个或多个控制平面节点114通常也可W被称为网络控制平面114,并且一个或多个数据平 面节点通常也可W被称为数据平面106。根据示例性实施例，控制平面节点114将示例性QoS 规则仅分发给可W用来访问在QoS规则中识别的对象的数据平面节点106。在一些情况下， 如下面进一步描述的，数据平面路由器108和110中的一个或多个可W执行深度包检测 (DPI)来认识到规则中识别的对象是否正被访问。在示例性实施例中，当数据平面路由器 108和110中的一个检测到需要应用规则时，将消息发送到网络101中的其他数据平面路由 器108和110来预留用于业务流的资源。如在此所使用的，业务流可与其他术语，诸如数据 流、网际协议流、流等互换使用。通常，分组根据其目的地，例如IP地址或端口号，特征化为 特定流。QoS规则可W应用于与特定对象相关联的特定消息。替代地，或此外，可W将QoS规 则应用于包括与对象相关联的多个消息的整个业务流。例如，当示例性流结束、期满或被修 改时，数据平面路由器108和110可W向彼此发送通知来调整为该流预留的资源量(例如见 图4)。
[0019]仍然参考图1，根据另一实施例，服务层104将组QoS提供消息发送到接入网络控制 平面(CP)节点114。控制平面节点114可W将一个或多个QoS规则分发到可W用来访问在QoS 规则中识别的对象的数据平面节点106。数据平面路由器108和110中的一个或多个可W使 用深度包检测来确定在规则中识别的对象正被访问。在一些情况下，CP节点114检查是否能 支持M2M设备102中的一个所需的QoS规则或策略。通过示例性情形，当确定应当对数据流预 留多少资源，例如资源量时，控制平面节点114可W考虑设备102是否是组的一部分。例如， 控制平面节点114可W确定作为组的一部分的一个设备105不要求数据平面承载，由此不会 有助于合计由网络101提供的带宽，因为该组已经预留最大允许资源量。由此，根据上述示 例性情形，新的组成员会导致不同地共享资源，而不是导致分配的资源量增加。在一些情况 下，数据平面路由器108和110中的一个检测需要应用规则，可W将消息发送到网络101中的 数据平面路由器108和110的另一个来对特定数据流预留资源。例如，当数据流结束、期满或 被修改时，数据平面路由器108和110可W向彼此发送通知来调整对该特定流预留的资源量 (例如见图5)。
[0020] 如在此所使用的，除非另有说明，术语对象，W及诸如对象标识(ID)的衍生是指可 寻址资源、容器、值、存储器位置等。例如，对象能托管在设备(例如，用户设备(肥KZigBee 传感器等）中或M2M服务器(例如，应用服务器(AS)、服务能力服务器(SCS)等）中。
[0021] 将理解到图1中所示的系统100可W映射到3GPP演进分组核屯、化PC)，使得能根据 3GPP EPC，实现在此所述的实施例。例如，图1的参考点112可W映射至lj3GPP EPC中的Rx参考 点。可W在节点，诸如eNodeB、服务网关(S-GW)和演进分组数据网关(ePDG)中实现南边缘路 由器108。可W在节点，诸如分组数据网络(PDN)网关(P-GW)和流量检测功能(TDF)中实现北 边缘路由器110。控制平面节点114可W包括各种节点，诸如策略和计费规则功能(PCRF)、 TDF、机器类型通信(MTC)交互工作功能(MTC-IWF)、策略和计费执行功能(PCEF)、移动管理 实体(116)、6齡(168、5-(；胖和?-6胖。将理解到上述节点中的一些可^实现数据平面节点106和 控制平面节点114。
[0022] 图2示出包括多个M2M设备102,例如第一 M2M设备102a和第二M2M设备102b的系统 100的一部分。为了方便，在附图中所示的各个实施例中的相同或等效元件可W用相同的参 考数字识别。根据一个实施例中，在图2中图示QoS资源预留的实例。参考图2,根据所示的实 施例，第一和第二M2M设备102a和102b中的至少一个，例如两者均可W请求用于相互通信 的、专用于M2M设备102a和10化的数据平面资源。例如，在202a处，第一 M2M设备102a可W将 请求消息发送到控制平面114。