CN103139095A - 一种策略和计费控制方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种策略和计费控制***，所述***包括：PCRF网元和NAT设备，其中，所述PCRF网元与NAT设备之间设有消息接口。相应的，本发明还公开了一种策略和计费控制方法，使得PCC***增加NAT/NAPT后也能够正常运作，降低了PCC错误率，提高了PCC工作效率。

Description

一种策略和计费控制方法及***
技术领域
本发明涉及策略和计费控制技术，尤其涉及一种策略和计费控制(PCC，Policy and Charging Control)方法及***。
背景技术
随着移动互联网的迅猛发展，数据业务给运营商带来越来越多的商机，各种应用不断涌现，数据流量剧增。与此同时，运营商网络开始不堪重负，迫切需要区分用户、业务和网络等多维度的精细管控机制。PCC***为运营商合理调控网络业务提供了最佳的技术支撑。
PCC***能够区分用户、业务、接入类型、时间、位置、用量等多个维度实现动态灵活的服务质量(QoS，Quality of Service)控制和计费控制，运营商可依据网络的状态、业务的特点为用户提供差异化个性化的服务体验。此外，PCC***还可以与第三方业务***结合，对特定业务的数据流实现特定的策略控制，为运营商自营业务和合作业务的发展提供便利。
PCC***主要包括：承载绑定和事件上报功能(BBERF，Bearer Binding andEvent Report Function)和策略和计费执行功能(PCEF，Policy and ChargingEnforcement Function，)、策略和计费规则功能(PCRF，Policy and Charging RuleFunction，)、应用功能(AF，Application Function)等多个功能网元。其中，用户使用业务时，AF网元可感知用户当前的业务流信息，并通知PCRF网元对该业务流进行策略管理，PCRF网元以业务流的用户IP地址信息作为索引查询用户标识，然后进行决策并将授权的策略下发给BBERF网元和PCEF网元执行。
限于IP地址资源的不足，部分运营商网络中不得不为终端用户分配私网IP地址，然后通过网络地址转换(NAT，Network Address Translation)/网络地址和端口转换(NPAT，Network Address and Port Translation)方式转换为公网IP地址，然后才能访问互联网。但是，由于AF网元部署在业务***侧无法感知用户的原始IP(即NAT之前的IP地址)，而PCRF网元从PCEF网元获取的用户IP地址却是用户的原始IP地址，使得在AF网元通知PCRF网元业务流信息时，PCRF网元不能根据该业务流信息找到相应的用户并进行决策，从而导致PCC***无法正常运作。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种策略和计费控制方法及***，以解决现有PCC***中增加NAT/NAPT后，由于PCRF网元不能根据AF发送的业务流信息进行决策而导致PCC***无法正常运作的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种PCC***，所述***包括：PCRF网元和NAT设备，其中，所述PCRF网元与NAT设备之间设有消息接口。
在上述方案中，所述PCRF网元包括：获取单元和决策单元，其中，
获取单元，用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口从所述NAT设备获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息；
决策单元，用于基于所述获取单元所获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息、以及应用功能AF网元的请求，查询PCC会话上下文，并进行策略决策和授权。
在上述方案中，所述获取单元，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口，主动向NAT设备请求获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息；所述NAT设备，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口返回所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息给所述获取单元。
在上述方案中，所述NAT设备，还用于通过所述PCRF网元与自身之间的消息接口，主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元的获取单元，所述业务流的NAT/NAPT信息包含业务流在NAT/NAPT前的五元组信息、以及业务流在NAT/NAPT后的五元组信息。
在上述方案中，所述PCRF网元的决策单元，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口，向所述NAT设备发送用户的信息和策略、和/或所述业务流的信息和策略。
在上述方案中，所述PCRF网元还包括通知单元，用于在感知到用户离线或业务结束时，通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口通知所述NAT设备对应所述用户或业务的业务流信息。
在上述方案中，所述NAT设备，还用于释放业务流的NAT会话上下文后，通过所述PCRF网元与自身之间的消息接口，通知所述PCRF网元所释放NAT会话上下文对应的业务流信息。
本发明还提供了一种策略和计费控制方法，所述方法包括：
策略和计费执行功能PCRF网元从网络地址转换NAT设备获取业务流进行NAT/网络地址和端口转换NAPT前的五元组信息；
所述PCRF网元基于所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息、以及AF的请求，查询PCC会话上下文，并进行策略决策和授权。
在上述方案中，所述PCRF网元从NAT设备获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息，包括：所述PCRF网元主动向NAT设备请求获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息，所述NAT设备返回所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息给所述PCRF网元；
或者，所述NAT设备主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元，所述业务流的NAT/NAPT信息包含业务流在NAT/NAPT前的五元组信息、以及业务流在NAT/NAPT后的五元组信息。
在上述方案中，所述NAT设备主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元，为：所述NAT设备基于预设的策略，对部分指定业务流执行NAT/NAPT后，将该业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元。
在上述方案中，在进行策略决策和授权之后，所述方法还包括：所述PCRF网元向NAT设备发送用户的信息和策略、和/或所述业务流的信息和策略。
在上述方案中，在进行策略决策和授权之后，所述方法还包括：所述PCRF网元感知到用户离线或业务结束时，通知所述NAT设备对应所述用户或业务的业务流信息。
在上述方案中，在进行策略决策和授权之后，所述方法还包括：所述NAT设备释放业务流的NAT会话上下文后，通知所述PCRF网元所释放NAT会话上下文对应的业务流信息。
本发明的PCC方法及***，在NAT/NAPT后，PCRF网元通过获取业务流在NAT/NAPT前的五元组信息，结合AF的请求，能够成功查询到PCC会话上下文，并进行策略决策和授权，使得PCC***增加NAT/NAPT后也能够正常运作，降低了PCC错误率，提高了PCC工作效率。
附图说明
图1为本发明PCC***的一种实施例的组成结构示意图；
图2为本发明PCC方法的实现流程图；
图3为本发明实施例一PCC流程的示意图；
图4为本发明实施例二PCC流程的示意图；
图5为本发明实施例三PCC流程的示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：在PCRF网元与NAT设备之间增设消息接口，该消息接口用于在PCRF网元与NAT设备之间传递消息，特别的，该消息接口用于传递业务流的NAT/NAPT信息，使得在业务流经NAT/NAPT后，PCRF仍然能够根据AF发送的业务流信息进行决策。
本发明的一种策略和计费控制PCC***，所述***包括：PCRF网元和NAT设备，其中，所述PCRF网元与NAT设备之间设有消息接口。
实际应用中，所述PCC***的组成结构如图1所示，主要可以包括：BBERF网元、PCEF网元、PCRF网元、AF网元、流量检测功能(TDF，Traffic DetectionFunction)网元、和NAT设备，其中，BBERF网元与PCRF网元之间通过Gxx接口进行通信，PCEF网元与PCRF网元之间通过Gx接口进行通信，PCRF网元与AF网元之间通过Rx接口进行通信，TDF网元与PCRF网元之间通过Sd接口进行通信，所述PCRF网元与NAT设备之间新增一个消息接口，并通过该消息接口进行通信。
这里，所述NAT设备具体可以为NAT/NAPT网关，和/或为具有NAT/NAPT功能的防火墙或路由器或服务器，和/或为NAT/NAPT日志记录***。
具体地，所述PCRF网元包括：获取单元和决策单元，其中，获取单元，用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口从所述NAT设备获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息；决策单元，用于基于所述获取单元所获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息、以及AF网元的请求，查询PCC会话上下文，并进行策略决策和授权。
其中，所述获取单元，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口，主动向NAT设备请求获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息；
所述NAT设备，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口返回所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息给所述获取单元。
其中，所述NAT设备，还用于通过所述PCRF网元与自身之间的消息接口，主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元的获取单元，所述业务流的NAT/NAPT信息包含业务流在NAT/NAPT前的五元组信息、以及业务流在NAT/NAPT后的五元组信息。
其中，所述PCRF网元的决策单元，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口，向所述NAT设备发送用户的信息和/或策略、和/或所述业务流的信息和/或策略。
其中，所述PCRF网元还包括通知单元，用于在感知到用户离线或业务结束时，通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口通知所述NAT设备对应所述用户或业务的业务流信息。
其中，所述NAT设备，还用于释放业务流的NAT会话上下文后，通过所述PCRF网元与自身之间的消息接口，通知所述PCRF网元所释放NAT会话上下文对应的业务流信息。
相应的，本发明还提供了一种策略和计费控制方法，该方法主要包括如下步骤：
步骤201：所述PCRF网元从NAT设备获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息；
具体地，所述PCRF网元可以主动向NAT设备请求获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息，所述NAT设备返回所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息给所述PCRF网元；或者，也可以由NAT设备主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元，其中，所述业务流的NAT/NAPT信息可以包含业务流在NAT/NAPT前的五元组信息、以及业务流在NAT/NAPT后的五元组信息。
特别的，所述NAT设备主动向PCRF网元上报业务流的NAT/NAPT信息时，还可以基于预设的策略进行上报，例如，所述NAT设备可以基于预设的策略，对部分指定业务流执行NAT/NAPT后，将该业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元。
步骤202：所述PCRF网元基于所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息以及AF网元的请求，查询PCC会话上下文，并进行策略决策和授权。
其中，进行策略决策和授权之后，上述方法还可以包括：所述PCRF网元向NAT设备发送用户的信息和策略、和/或所述业务流的信息和策略。
这里，所述用户的信息和策略可以包括：用户标识、用户原始的IP地址、用户等级、用户使用业务的相关信息，以及控制策略、计费策略、NAT会话保活时长等。所述业务流的信息可以包括业务流优先级、QoS、业务流的五元组信息、以及业务流控制策略、计费策略、业务流NAT会话保活时长等。。
其中，进行策略决策和授权之后，上述方法还可以包括：PCRF网元感知到用户离线或业务结束时，通知NAT设备释放对应所述用户或业务的业务流信息。
其中，进行策略决策和授权之后，上述方法还可以包括：NAT设备释放业务流的NAT会话上下文后，通知PCRF网元所释放的NAT会话上下文对应的业务流信息。
实施例一
本实施例中，业务进行过程中，PCRF网元主动向NAT设备请求获取业务流的NAT/NAPT信息，基于NAT/NAPT信息中业务流的原始IP和端口的信息对业务的PCC控制。具体地，本实施例中PCC实现流程如图3所示，步骤如下：
步骤301：用户接入网络；
步骤302：BBERF&PCEF与PCRF网元间建立IP-CAN会话(Session)的PCC会话连接，且PCRF网元保存用户的PCC会话上下文。
这里，所述PCC会话上下文中包含所述用户的原始IP地址、用户标识等信息。
在用户请求业务后，所述PCC会话上下文中还可以包含所述用户所请求业务的业务流信息。这里，业务流信息包含业务流进行NAT/NAPT前的信息。
步骤303：用户请求业务，与AF间协商业务会话，并经由NAT设备对该业务的业务流进行NAT/NAPT。
步骤304：AF检测到用户业务后，向PCRF网元请求对该业务流进行策略管控，所述请求中携带该业务流当前的五元组信息，即业务流经NAT/NAPT后的五元组信息。
其中，所述业务流的五元组信息可以包含业务流的原IP地址、目的IP地址、原端口号和目的端口号、协议号等信息。
步骤305：PCRF网元根据AF的请求中所携带五元组信息中业务流的原IP地址，查询不到该用户的PCC会话上下文，则向NAT设备请求该业务流经NAT/NAPT前的五元组信息，获取所述用户的原始IP，并在所述请求中携带所述业务流经NAT/NAPT后的当前五元组信息。
步骤306：NAT设备向PCRF网元应答所述业务流的经NAT/NAPT前的五元组信息。
这里，所述业务流经NAT/NAPT前的五元组信息中所包含的原IP地址即为所述用户的原始IP地址。
步骤307：PCRF网元收到NAT设备的应答后，获得业务流经NAT/NAPT前的五元组信息，并从中提取到用户原始IP地址，查询到与所述用户原始IP地址相匹配的PCC会话上下文，基于所查询到的PCC会话上下文对AF请求的业务流进行控制策略和计费策略的决策，并向AF应答决策结果。
步骤308：PCRF网元将决策后确定的策略授权给BBERF&PCEF执行。
步骤309：BBERF&PCEF向PCRF网元返回应答结果，该应答结果表示所述PCRF网元授权的策略是否能够执行。
实际应用中，如果能够执行所述PCRF网元授权的策略，则BBERF&PCEF向PCRF网元返回表示执行成功的应答结果，如果不能执行所述PCRF网元授权的策略，则BBERF&PCEF向PCRF网元返回表示执行失败的应答结果。
实施例二
本实施例中，业务进行过程中，NAT设备实时向PCRF网元发送业务流进行NAT/NAPT前后的IP地址和端口等信息，使得PCRF网元收到来自AF的请求后可以匹配到用户的PCC会话上下文并进行PCC控制。
具体地，本实施例中，PCC的实现流程如图4所示，步骤如下：
步骤401-403：与步骤301-303完全相同；
步骤404：NAT服务执行NAT转换时，向PCRF网元上报业务流的NAT/NAPT信息；
这里，该业务流的NAT/NAPT信息包括业务流执行NAT/NAPT前后的五元组信息。
步骤405：与步骤304完全相同；
步骤406：PCRF网元根据所述AF的请求中所携带业务流的五元组信息，即所述业务流执行NAT/NAPT后的五元组信息，从NAT设备上报的NAT/NAPT信息中获得所述业务流执行NAT/NAPT前的五元组信息，并所述业务流执行NAT/NAPT前的五元组信息中提取到所述用户的原始IP地址，查询与所述用户的原始IP地址相匹配到用户的PCC会话上下文，并对AF请求的业务流进行控制策略和计费策略的决策，向AF应答决策结果。
步骤407-408：与步骤308-309完全相同。
实施例三
本实施例中，业务进行过程中，PCRF网元向NAT设备下发策略，由NAT设备执行的场景。
具体地，本实施例中，PCC的实现流程如图5所示，步骤如下：
步骤501-507：与步骤301-307完全相同；
步骤508：PCRF网元向NAT设备发送该业务流的控制策略，例如：业务流NAT会话的空闲保持时间；
步骤509：NAT设备向PCRF网元返回应答结果，该应答结果可用于表示NAT设备是否能够执行所述PCRF网元发送的策略；
具体地，如果能够执行所述PCRF网元发送的策略，则NAT设备向PCRF网元返回表示执行成功的应答结果，如果不能执行所述PCRF网元发送的策略，则NAT设备向PCRF网元返回表示执行失败的应答结果。
步骤510-511：与步骤308-309完全相同。
步骤512：PCRF网元感知到用户的业务流会话已终止，例如：PCRF收到AF通知的该业务流会话已终止消息。
步骤513：PCRF网元通知NAT设备释放该业务流会话，所述通知中包含所述业务流已终止的消息。
步骤514：NAT设备释放该业务流的NAT会话信息，并向PCRF网元返回应答结果。
本实施例也可以通过结合实施例二的PCC流程，基于上述图5的流程以及实施例二中PCC流程的描述，可以直接得到其具体的实现过程，不再赘述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种策略和计费控制PCC***，其特征在于，所述***包括：PCRF网元和NAT设备，其中，所述PCRF网元与NAT设备之间设有消息接口。
2.根据权利要求1所述的PCC***，其特征在于，所述PCRF网元包括：获取单元和决策单元，其中，
获取单元，用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口从所述NAT设备获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息；
决策单元，用于基于所述获取单元所获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息、以及应用功能AF网元的请求，查询PCC会话上下文，并进行策略决策和授权。
3.根据权利要求2所述的PCC***，其特征在于，
所述获取单元，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口，主动向NAT设备请求获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息；
所述NAT设备，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口返回所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息给所述获取单元。
4.根据权利要求2所述的PCC***，其特征在于，
所述NAT设备，还用于通过所述PCRF网元与自身之间的消息接口，主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元的获取单元，所述业务流的NAT/NAPT信息包含业务流在NAT/NAPT前的五元组信息、以及业务流在NAT/NAPT后的五元组信息。
5.根据权利要求2所述的PCC***，其特征在于，
所述PCRF网元的决策单元，还用于通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口，向所述NAT设备发送用户的信息和策略、和/或所述业务流的信息和策略。
6.根据权利要求1所述的PCC***，其特征在于，
所述PCRF网元还包括通知单元，用于在感知到用户离线或业务结束时，通过所述PCRF网元与NAT设备之间的消息接口通知所述NAT设备对应所述用户或业务的业务流信息。
7.根据权利要求1所述的PCC***，其特征在于，
所述NAT设备，还用于释放业务流的NAT会话上下文后，通过所述PCRF网元与自身之间的消息接口，通知所述PCRF网元所释放NAT会话上下文对应的业务流信息。
8.一种策略和计费控制方法，其特征在于，所述方法包括：
策略和计费执行功能PCRF网元从网络地址转换NAT设备获取业务流进行NAT/网络地址和端口转换NAPT前的五元组信息；
所述PCRF网元基于所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息、以及AF的请求，查询PCC会话上下文，并进行策略决策和授权。
9.根据权利要求8所述的策略和计费控制方法，其特征在于，所述PCRF网元从NAT设备获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息，包括：
所述PCRF网元主动向NAT设备请求获取业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息，所述NAT设备返回所述业务流进行NAT/NAPT前的五元组信息给所述PCRF网元；
或者，所述NAT设备主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元，所述业务流的NAT/NAPT信息包含业务流在NAT/NAPT前的五元组信息、以及业务流在NAT/NAPT后的五元组信息。
10.根据权利要求8所述的策略和计费控制方法，其特征在于，所述NAT设备主动将所述业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元，为：
所述NAT设备基于预设的策略，对部分指定业务流执行NAT/NAPT后，将该业务流的NAT/NAPT信息上报给所述PCRF网元。
11.根据权利要求8所述的策略和计费控制方法，其特征在于，在进行策略决策和授权之后，所述方法还包括：
所述PCRF网元向NAT设备发送用户的信息和策略、和/或所述业务流的信息和策略。
12.根据权利要求8所述的策略和计费控制方法，其特征在于，在进行策略决策和授权之后，所述方法还包括：
所述PCRF网元感知到用户离线或业务结束时，通知所述NAT设备对应所述用户或业务的业务流信息。
13.根据权利要求8所述的策略和计费控制方法，其特征在于，在进行策略决策和授权之后，所述方法还包括：
所述NAT设备释放业务流的NAT会话上下文后，通知所述PCRF网元所释放NAT会话上下文对应的业务流信息。
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