CN104869178A - Sdn-eps中ip地址分配方法、控制器及网关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了SDN-EPS中IP地址的分配方法及***、控制器及网关设备。应用于SDN控制器中的方法包括：所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息；接收所述网关设备根据所述流表信息捕获的地址分配信令；对所述地址分配信令做出响应。本发明提供的分配方法及***、控制器及网关设备解决了因为控制面和转发面分离导致SDN-EPS网络中IP地址管理无法进行的问题。

Description

SDN-EPS中IP地址分配方法、控制器及网关设备

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，具体涉及一种软件定义（Software Defined Network，简称为SDN）-演进分组***（Evolved Packet System，简称为EPS）网络中IP地址的分配方法、控制器及网关设备。 

背景技术

在现有技术中，OpenFlow协议是美国斯坦福大学于2008年提出一种转发/控制分离的协议，外置控制面实体采用OpenFlow协议控制转发面设备实现各种转发逻辑，而转发面设备主要功能就是根据OpenFlow控制器下发的流表受控转发。OpenFlow协议进一步演进成为软件定义网络（Software Defined Network，简称为SDN）技术，即，可以在控制面采用软件编程实现各种复杂的网络应用，例如，用SDN实现演进分组***（Evolved Packet System，简称为EPS）网络。其中，EPS网络是第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP）定义的***移动通信网络。如图1所示，EPS由接入网和演进的分组核心网（EPC）组成，接入网E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用陆地无线接入网）由演进的NodeB基站（evolved NodeB，简称为eNB/NB）组成，EPC包括：MME（移动管理单元，Mobility Management Entity）、SGW（服务网关，Serving Gateway）、PGW（Packet Data Network Gateway，分组数据网络网关）及其它支撑节点。其中SGW和PGW之间的接口，即S5/8接口，可以是基于PMIP（Proxy Mobile IP，代理移动IP）协议的也可以是GTP（GPRS Tunnel Protocol，GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技 术）隧道协议）协议的。 

用SDN-EPS网络，也称软件定义EPS或者软件定义EPS，其架构如图2所示，其中，UE，E-UTRAN同图1中的介绍。EPC部分由统一网关（unified Gateway，简称为UGW）构成，UGW是通用的网关设备，其角色受控于SDN控制器（SDN Controller，简称Controller或控制器）的控制信令。服务网关SGW是由其所在的UGW根据控制器指示扮演的，分PGW是由其所在的UGW根据Controller的指示扮演的。这些网元角色，不排除是两个或者以上等落在同一个UGW之上的可能，如果落在同一个UGW之上，那么网元和网元之间的接口就变成了内部接口。实际上，这些受控于控制器的指示的SGW，PGW和其他网关（例如：支持非3GPP场景下的非3GPP接入网关）等，都是执行的现有EPC***中的对应移动网络网关的用户面功能。SGW，PGW和其他网关的控制面功能都集成到了控制器Controller内部或者作为控制器Controller之上的应用来实现,也就是说S-GW/P-GW的控制平面功能可以经过软化后在控制器内部实现，其与Openflow控制器的接口属于内部接口；也可以作为外部应用置于于Openflow控制器之上，其与控制器的接口采用北向接口。具体采用哪种方式取决于网络部署实现，在此不做限制。无论控制平面功能采用上述两种实现方式中的哪一种，对转发平面功能，以及对于控制平面和转发平面之间的接口，没有任何影响，因此本文在后面论述的时候不再区分是哪种方式，而统一将除了转发平面功能以外的上层控制功能称作控制器。控制器Controller的功能为：负责用户接入时候的网关（PGW/UGW、SGW/UGW、）的选择，签约用户的地址管理功能，包括用户地址分配、回收，代理申请及对外通告等。Controller为UE管理地址空间，负责地址分配，收回，获取，刷新等，并指定该地址是由哪个UGW管理。 

对于传统的EPS***，UE的IP地址分配和参数配置，可以分为以下几种场景： 

场景1：附着或者PDN连接建立过程中分配IPv4地址。 

场景2：S5/8接口是GTP时，延迟的IPv4地址分配。 

场景3：IPv6地址前缀/段前缀分配和参数配置。 

场景4：S5/8接口是PMIP时，延迟的IPv4地址分配。 

对于场景1，地址分配机制可以顺利的移植到SDN-EPC场景下，不是本发明覆盖的场景。 

对于场景2，EPS网络的S5/8接口是GTP协议的，现有的IP地址分配机制即流程如图3所示，具体的步骤解释如下： 

步骤S301：终端UE附着到EPS网络，并且在附着过程中指示IPv4的地址为延迟分配。 

附着过程中获取了或者没有获取IPv6地址，这与UE的属性有关，这里不影响该流程的操作。 

步骤S302：UE发送DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）Discover（发现）消息。 

该消息是通过用户面的空口承载和核心网的GTP隧道传输的，因此消息通过隧道直接到达PGW。 

步骤S303：PGW根据消息直接分配IPv4地址或者从外部PDN的IP地址服务器请求地址。 

注：其中PGW分配地址功能或者从外部的PDN请求地址的操作都属于控制面的操作。因此，在由SDN实现EPC的时候，这部分功能是在控制器Controller上实现的。 

步骤S304：PGW分配的或者获取的IPv4地址通过在隧道中发送DHCP Offer（提供）携带给终端UE。 

步骤S305：终端UE发送DHCP request消息给PGW，消息的发送机制同步骤S302。 

步骤S306：PGW可能自身进行参数配置或者与外部的PDN协商配置参数。该步骤为可选。 

步骤S307：PGW通过在隧道中发送DHCP Ack（确认）消息回应终端 UE。 

对于场景3，其机制基本同场景2，只是消息不是4条消息，只取前两条消息。对于地址更新可以取步骤S301-S304的操作，并把消息名称改为RS（Router Solicitation，路由请求）和RA（Router advertisement，路由广告）即可。 

对于场景4，EPS网络的S5/8接口是PMIP协议的，现有的IP地址分配机制比较复杂，参见图4，具体的步骤解释如下： 

步骤S401：终端UE附着到EPS网络，并且在附着过程中指示IPv4的地址为延迟分配。 

现有技术要求：附着过程中获取了或者没有获取IPv6地址，这与UE的属性有关。如果UE签约的地址类型是IPv4v6，那么在附着过程中只分配了IPv6地址没有分配IPv4地址；如果UE的签约地址类型是IPv4only，IPv4地址又是要求延迟分配的，那么在附着过程中没有分配IPv6地址，PGW或者外部的PDN网络实际上为UE分配了IPv4地址，并且携带给了SGW，只是SGW没有在附着过程中带给终端UE，这样看来，对终端UE来说，IPv4地址还是“延迟分配”的。 

步骤S402：某时刻，终端UE想要获取IPv4地址了，向网络侧发起DHCP discover操作。 

该消息是通过用户面的空口承载和核心网的GTP隧道传输的，因此消息通过隧道直接到达SGW。但是SGW和PGW之间是PMIP隧道，因此消息没有到达PGW。 

步骤S403：SGW收到消息后，做出如下判断： 

如果在附着过程中实际上没有为UE分配IPv4地址（对应UE的签约地址类型是IPv4v6的情况），那么SGW要发送PMIP协议的PBU（Proxy Binding update，代理绑定更新）消息给PGW的。 

如果在附着过程中实际上为UE分配了IPv4地址（对应UE的签约地址 类型是IPv4only的情况），只是该地址没有通过附着流程携带个给终端UE，那么SGW不需要发送PMIP协议的PBU给PGW。 

步骤S404：如果执行了步骤S403，那么PGW将为终端UE分配IPv4地址，或者PGW向外部PDN请求IPv4地址。 

步骤S405：如果执行了步骤S403，那么PGW将向SGW回应PMIP协议的PBA（Proxy Binding Ack，代理绑定确认）消息，并携带分配的IPv4地址给SGW。 

步骤S406：SGW通过PMIP隧道转发DHCP Discover消息给PGW。 

步骤S407：PGW再通过PMIP隧道回应DHCP Offer消息给SGW，并携带已经分配的IPv4地址。 

步骤S408：SGW转发DHCP Offer(IPv4)消息给UE。 

步骤S409：终端UE发送DHCP request消息给SGW，消息的发送机制同步骤S402。 

步骤S410：SGW转发消息DHCP Request消息给PGW，消息发送机制同步骤S406。 

步骤S411：PGW可能自身进行参数配置或者与外部的PDN协商配置参数。该步骤为可选。 

步骤S412：PGW通过在PMIP隧道中发送DHCP Ack（确认）消息gei SGW。 

步骤S413：SGW转发DHCP Ack消息给终端UE。 

传统的EPC***中，存在IP地址管理场景和IP地址分配机制，当将IP地址的分配机制在SDN-EPC网络中实现的时候，存在以下问题： 

IP地址分配和管理属于控制面的功能，特别是IP地址是由外部的PDN分配的时候，是需要控制面的控制器Controller向外部的PDN请求的。但是终端UE向网关（PGW或者SGW）请求地址的消息是从用户面/转发面发送。 也就是说请求地址的信令只能到达作为PGW和SGW的UGW。这样，请求地址的信令和负责分配地址的网元之间就出现了断层。地址分配流程无法顺利执行完。 

在场景4中，我们可以看到，该场景是针对S5/8接口是PMIP协议的环境，IPv4地址为延迟分配。如果UE的地址类型是IPv4v6，那么需要重新刷新一下SGW和PGW之间的PMIP隧道的（PBU/PBA），如果UE的地址类型是IPv4only，那么无需刷新SGW和PGW之间的PMIP隧道的（PBU/PBA）。但是通过上面的分析我们可以看到，DHCP消息是从转发面发送的，到了SDN-EPC架构下，控制面和转发面分离了，导致控制器Controller捕获不到该DHCP消息，因此无法作出对应的操作。并且，控制器Controller在UE的IP类型是IPv4v6和IPv4only的时候，作出操作是不同的（是否进行PBU/PBA刷新），这样，在Controller无法捕获用于地址分配的DHCP消息的环境下，Controller无法作出正确的操作。 

针对上述的问题，目前需要一种方案来解决SDN-EPC网络中的地址分配问题。 

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，解决因为控制面和转发面分离导致SDN-EPS网络中IP地址管理无法进行的问题。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，应用于软件定义网络SDN控制器，包括： 

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

接收所述网关设备根据所述流表信息捕获的地址分配信令； 

对所述地址分配信令做出响应。 

进一步地，所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关 UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。 

进一步地，所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括： 

所述SDN控制器在用户设备UE发起附着过程中或完成附着后，分一次或多次下发所述流表信息，以保证所述网关设备能够捕获所述地址分配信令；所述流表信息包括一条或多条用于捕获不同地址分配信令的流表信息。 

进一步地，所述流表信息包括以下参数中的一个或多个： 

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。 

进一步地，所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

进一步地，所述对所述地址分配信令做出响应，包括： 

所述网关设备包括：执行PGW功能的UGW，所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述执行PGW功能的UGW下发携带有IP地址的响应信令，所述响应信令包括：动态主机配置协议提供DHCP offer消息、动态主机配置协议确认DHCP ack消息或路由广告RA消息。 

进一步地，所述方法还包括： 

所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述执行PGW功能的UGW下发携带有IP地址的响应信令时，还向所述执行PGW功能的UGW发送用于指示将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息。 

进一步地，所述网关设备还包括：执行SGW功能的UGW；所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW均由所述SDN控制器控制； 

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：所述SDN控制器分别向所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

所述对所述地址分配信令做出响应，还包括： 

所述SDN控制器收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP discover消息后，更新所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息；或者， 

所述SDN控制器收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP request消息后，下发携带有IP地址的DHCP ack消息至所述执行SGW功能的UGW。 

进一步地，所述网关设备还包括：执行SGW功能的UGW，所述SDN控制器包括SDN控制器Controller1和SDN控制器Controller2；所述执行SGW功能的UGW由所述Controller1控制，所述执行PGW功能的UGW由所述Controller2控制； 

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：所述SDN控制器Controller1和所述SDN控制器Controller2分别独立地向各自控制的执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

所述对所述地址分配信令做出响应，包括： 

所述Controller1收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP discover消息后，更新所述执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息；或者， 

所述Controller2收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP discover消息后，下发携带有IP地址的DHCP offer消息至所述执行PGW功能的UGW；或者， 

所述Controller1或所述Controller2收到所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW的DHCP request消息后，下发携带有IP地址的DHCP ack消息至所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW。 

进一步地，在收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP Discover信令后，所述方法还包括： 

所述Controller1判断是否已经给UE分配IP地址，如果没有，则向所述 Controller2获取IP地址，所述Controller2更新所述执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息，并发送所述IP地址给所述Controller1。 

进一步地，所述网关设备为执行SGW的UGW，由所述SDN控制器；PGW为传统PGW，不受所述SDN控制器控制； 

所述SDN控制器对所述地址分配信令做出响应，包括： 

所述SDN控制器收到所述执行SGW的UGW的DHCP discover信令后，判断是否已经分配IP地址，如果没有，则向PGW获取IP地址，并更新所述执行SGW的UGW上的IP地址的信息； 

在收到所述执行SGW的UGW的其他地址分配信令后，所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述UGW下发响应信令。 

进一步地，向所述网关设备下发响应信令的方式包括：将所述响应信令携带在openflow消息中下发至所述网关设备。 

进一步地，当所述SDN控制器更新所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW上或者所述执行SGW的UGW上的IP地址的信息时，或者，所述Controller1更新所述执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息时，所述方法还包括： 

所述SDN控制器或者所述Controller1还向所述执行SGW功能的UGW或所述执行SGW功能的UGW发送用于指示在收到所述SDN控制器或者所述Controller1的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息。 

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，应用于网关设备，包括： 

所述网关设备接收到SDN控制器下发的用于捕获地址分配信令的流表信息； 

根据所述流表信息捕获地址分配信令； 

将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器。 

进一步地，所述流表信息包括以下参数中的一个或多个： 

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。 

进一步地，所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

进一步地，所述将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器的方式，包括： 

所述网关设备为执行分组数据网络网关PGW功能的UGW，则将所述地址分配信令携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；或者， 

所述网关设备为执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，则将所述捕获到所述地址分配信令的事件信息携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；所述事件信息为：所述地址分配信令或者对应所述地址分配信令的指示字符。 

进一步地，所述方法还包括： 

所述网关设备为执行PGW的UGW，所述执行PGW功能的UGW还接收到指示在收到所述SDN控制器的响应信令后，将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息，所述响应信令为DHCP offer消息、DHCP ack消息或RA消息； 

所述执行PGW功能的UGW在收到所述SDN控制器的响应信令后，继续通过隧道向所述UE转发所述响应信令。 

进一步地，所述方法还包括： 

所述网关设备为执行SGW的UGW，所述执行SGW功能的UGW还接收到指示在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述 地址分配信令的流表信息，所述地址分配信令为DHCP discover消息或DHCP request消息； 

所述执行SGW功能的UGW在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令。 

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中的SDN控制器，包括： 

发送模块，用于向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

接收模块，用于接收所述网关设备根据所述流表信息捕获的地址分配信令； 

响应模块，用于对所述地址分配信令做出响应。 

进一步地，所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。 

进一步地，所述发送模块，用于向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括： 

所述发送模块在用户设备UE发起附着过程中或完成附着后，分一次或多次下发所述流表信息，以保证所述网关设备能够捕获所述地址分配信令；所述流表信息包括一条或多条用于捕获不同地址分配信令的流表信息。 

进一步地，所述流表信息包括以下参数中的一个或多个： 

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。 

进一步地，所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义演进分组*** SDN-EPS网络中的网关设备，包括： 

接收模块，用于接收到SDN控制器下发的用于捕获地址分配信令的流表信息； 

信令捕获模块，用于根据所述流表信息捕获地址分配信令； 

发送模块，用于将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器。 

进一步地，所述流表信息包括以下参数中的一个或多个： 

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。 

进一步地，所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

进一步地，所述发送模块，用于将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器的方式，包括： 

若所述网关设备为执行PGW的UGW，则所述发送模块将所述地址分配信令携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器； 

若所述网关设备为执行SGW的UGW，则所述发送模块将所述捕获到所述地址分配信令的事件信息携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；所述事件信息为：所述地址分配信令或者对应所述地址分配信令的指示字符。 

进一步地，所述网关设备为执行PGW的UGW； 

所述接收模块，还用于接收到指示在收到所述SDN控制器的响应信令后，将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息，所述响应信令为DHCP offer消息、DHCP ack消息或RA消息； 

所述发送模块，还用于在收到所述SDN控制器的响应信令后，继续通过隧道向所述UE转发所述响应信令。 

进一步地，所述网关设备为执行SGW的UGW； 

所述接收模块，还用于接收到指示在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息，所述地址分配信令为DHCP discover消息或DHCP request消息； 

所述发送模块，还用于在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令。 

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中IP地址的分配***，包括：如上所述的SDN控制器和如上所述的网关设备。 

与现有技术相比，本发明提供的SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，解决了因为控制面和转发面分离导致SDN-EPS网络中IP地址管理无法进行的问题，实现了SDN-EPS网络中中IPv6地址分配和延迟IPv4地址分配。 

附图说明

图1是现有技术中传统EPS***的网络架构图； 

图2是现有技术中软件定义EPS***的网络架构图； 

图3是现有技术中传统EPS***的延迟IPv4地址分配流程（S5/8基于GTP协议）； 

图4是现有技术中传统EPS***的延迟IPv4地址分配流程（S5/8基于PMIP协议）； 

图5是本发明实施例一的应用于软件定义网络SDN控制器的SDN-EPS网络中IP地址的分配流程图； 

图6是本发明实施例一的应用于网关设备的SDN-EPS网络中IP地址的分配流程图； 

图7是本发明应用示例一的软件定义EPS网络中延迟IPv4地址的分配 流程（S5/8基于GTP协议）； 

图8是本发明应用示例二的软件定义EPS网络中IPv6地址的分配流程（S5/8基于GTP或者PMIP协议）； 

图9是本发明应用示例三的软件定义EPS网络中存在一个控制器情况的延迟IPv4地址的分配流程（S5/8基于PMIP协议）； 

图10是本发明应用示例四的软件定义EPS网络中存在两个控制器情况的延迟IPv4地址的分配流程（S5/8基于PMIP协议）； 

图11是本发明应用示例五的SGW在传统EPS网络，PGW在是软件定义EPS网络情况的延迟IPv4地址的分配流程（S5/8基于PMIP协议）； 

图12是本发明应用示例六的SGW在软件定义EPS网络，PGW在传统EPS网络情况的延迟IPv4地址的分配流程（S5/8基于PMIP协议）; 

图13是本发明实施例二中SDN-EPS网络中IP地址的分配***的结构图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 

实施例一： 

如图5所示，本实施例提供了一种SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，应用于软件定义网络SDN控制器，包括以下步骤： 

S101：所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

其中，所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。 

其中，所述SDN控制器在用户设备UE发起附着过程中或完成附着后， 分一次或多次下发所述流表信息，以保证所述网关设备能够捕获所述地址分配信令；所述流表信息包括一条或多条用于捕获不同地址分配信令的流表信息。 

所述流表信息包括以下参数中的一个或多个： 

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。 

S102：接收所述网关设备根据所述流表信息捕获的地址分配信令； 

其中，所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

S103：对所述地址分配信令做出响应。 

优选地，所述对所述地址分配信令做出响应，包括： 

所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述网关设备下发响应信令；所述响应信令包括：动态主机配置协议提供DHCP offer消息、动态主机配置协议确认DHCP ack消息或RA消息。 

在一个应用示例（对应后续的应用示例一）中，所述网关设备为执行PGW功能的UGW，由所述SDN控制器控制网元角色； 

所述根据所述地址分配信令向所述网关设备下发响应信令，包括： 

在收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP discover消息后，所述SDN控制器将IP地址携带在响应信令中下发至所述网关设备，所述IP地址是由SDN控制器自身分配或从外部获取的，所述IP地址为IPv4地址，所述响应信令为DHCP offer消息； 

在收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP request消息后，所述SDN控制器将IP地址携带在响应信令中下发至所述网关设备，所述响应信令为动态主机配置协议确认DHCP ack消息。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例二）中，所述网关设备为执行 PGW功能的UGW，由所述SDN控制器控制网元角色； 

所述根据所述地址分配信令向所述网关设备下发响应信令，包括： 

在收到所述执行PGW功能的UGW的RS消息后，所述SDN控制器将分配的或从外部获取的IP地址携带在响应信令中下发至所述网关设备，所述响应信令为路由广告RA消息，所述IP地址为或IPv6地址前缀。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例三）中，所述网关设备为执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW，所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW均由SDN控制器控制网元角色； 

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：所述SDN控制器分别向执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

所述对所述地址分配信令做出响应，包括： 

在收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP discover消息后，所述SDN控制器更新执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息； 

其中，作为一种优选的方式，所述SDN控制器可以通过但不限于下发流表，在流表中携带IP地址的方式来更新执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息，本实施例并不排除其他方式来更新执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息。 

在收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP discover消息后，所述SDN控制器将IP地址携带在响应信令中下发至所述执行PGW功能的UGW，所述响应信令为DHCP offer消息； 

其中，所述IP地址是由SDN控制器自身分配或从外部获取的。 

在收到所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW的DHCP request消息后，所述SDN控制器将IP地址携带在响应信令中下发至所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW，所述响应信令为DHCP ack消息。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例四）中，所述网关设备为执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW，所述执行SGW功能的UGW由SDN控制器Controller1控制网元角色，所述执行PGW功能的UGW由SDN控制器Controller2控制网元角色； 

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：所述SDN控制器Controller1和所述SDN控制器Controller2分别独立地向各自控制的执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

所述对所述地址分配信令做出响应，包括： 

在收到执行SGW功能的UGW的DHCP discover消息后，所述Controller1更新执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息； 

其中，作为一种优选的方式，所述Controller1可以通过但不限于下发流表，在流表中携带IP地址的方式来更新执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息，本实施例并不排除其他方式来更新执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息。 

在收到执行PGW功能的UGW的DHCP discover消息后，所述Controller2将IP地址携带在响应信令中下发至所述执行PGW功能的UGW； 

在收到所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW的DHCP request消息后，所述Controller1或所述Controller2将IP地址携带在响应信令中下发至所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW，所述响应信令为DHCP ack消息。 

其中，在收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP Discover信令后，所述方法还包括： 

所述Controller1判断是否已经给UE分配IP地址，如果没有，则向所述Controller2发送代理绑定更新PBU消息，所述Controller2分配或者获取IP地址并通过下发流表更新执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息，回应 代理绑定确认PBA消息并携带分配的IP地址给所述Controller1。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例五）中，所述网关设备为执行PGW的UGW，由所述SDN控制器控制角色；SGW为传统SGW，不受所述SDN控制器控制角色； 

所述方法还包括：所述SDN控制器接收到所述SGW发来的PBU消息；所述SDN控制器更新所述UGW上的IP地址的信息，并回应PBA消息给所述SGW。 

其中，作为一种优选的方式，所述Controller1可以通过但不限于下发流表，在流表中携带分配或者获取的IP地址的方式来更新所述UGW上的IP地址的信息，本实施例并不排除其他方式来更新所述UGW上的IP地址的信息。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例六）中，所述网关设备为执行SGW的UGW，由所述SDN控制器控制角色；PGW为传统PGW，不受所述SDN控制器控制角色； 

所述SDN控制器对所述地址分配信令做出响应，包括： 

在收到所述执行SGW的UGW的DHCP Discover信令后，所述SDN控制器判断是否已经分配IP地址，如果没有，则向PGW发送PBU消息，接收所述PGW发来的携带有IP地址的PBA消息；并更新UGW上的IP地址的信息； 

作为一种优选的方式，本实施例可以但不限于通过下发流表，在流表中携带IP地址的方式更新UGW上的IP地址的信息。 

在收到所述执行SGW的UGW的其他地址分配信令后，所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述UGW下发响应信令。 

比如，收到DHCP request消息，下发DHCP ack消息。 

其中，在上述应用示例中，向网关设备下发响应信令的方式包括： 

将所述响应信令携带在openflow消息中下发至所述网关设备。比如，通过Packet-OUT消息下发所述响应信令。 

此外，在应用示例1、2、3、4、6中，中，所述SDN控制器或者Controller2在向所述执行PGW功能的UGW下发携带有IP地址的响应信令（DHCP offer消息或DHCP ack消息、RA消息）时，还向所述执行PGW功能的UGW发送用于指示将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息。 

此外，在应用示例3、4、6中，当所述SDN控制器更新所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW上或者所述执行SGW的UGW上的IP地址的信息时，或者，所述Controller1更新所述执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息时，所述方法还包括： 

所述SDN控制器向所述执行SGW功能的UGW，或者所述Controller1向所述执行SGW功能的UGW还发送用于指示在收到所述SDN控制器或者所述Controller1的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息。 

在上述应用示例中，SDN控制器下发或更新的IP地址均为IPv4地址。 

如图6所示，本实施例还提供了一种SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，应用于网关设备，包括以下步骤： 

S201：网关设备接收到SDN控制器下发的用于捕获地址分配信令的流表信息； 

其中，所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。 

所述流表信息包括以下参数中的一个或多个： 

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。 

S202：根据所述流表信息捕获地址分配信令； 

例如，当数据包到达UGW后，UGW根据流表信息的外层封装能够确定出是属于哪个UE的消息，而且能够确定出是上行数据包还是下行数据包，再根据流表信息的内层消息报头能区分出消息是DHCP discover消息。 

对于获取Ipv6地址的RS消息的捕获机制，同上述的DHCP discover消息。 

所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

S203：将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器。 

其中，所述网关设备为执行PGW功能的UGW，则将所述地址分配信令携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；或者， 

所述网关设备为执行SGW功能的UGW，则将所述捕获到所述地址分配信令的事件信息携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；所述事件信息为：所述地址分配信令或者对应所述地址分配信令的指示字符。 

例如，所有由执行PGW功能的UGW通过Packet-IN上报给控制器的消息中都原封不动的封装了“地址分配消息”； 

所有由SGW/UGW上报给控制器的消息中，携带的是一个“事件”，这个事件可以是1）原封不动的封装了“地址分配消息”；也可以是2)一个对应不同的“地址分配信令”的指示字符。 

作为一种优选的方式，所述方法还包括： 

S204：接收所述SND控制器返回的响应信令或更新的IP地址，所述响应信令包括：DHCP offer消息、DHCP ack消息或RA消息。 

其中，在一个应用示例（对应后续的应用示例一和二）中，所述网关设备为执行PGW功能的UGW（对应后续的应用示例一和二）；所述地址分配信令为DHCP discover消息或RA消息，所述执行PGW功能的UGW接收所述SND控制器返回的携带有IP地址的响应信令，所述响应信令为消息或RA 消息。 

在一个应用示例（对应后续的应用示例三、四和六）中，所述网关设备为执行SGW功能的UGW；所述地址分配信令为DHCP discover消息，所述执行SGW功能的UGW接收所述SND控制器返回的更新的IP地址。 

作为一种优选的方式，本实施例可以但并不限于通过返回更新流表，在所述更新流表中携带有IP地址的方式来更新所述执行SGW的UGW的IP地址。 

此外，所述方法还包括： 

所述网关设备为执行PGW的UGW，所述执行PGW功能的UGW还接收到指示在收到所述SDN控制器的响应信令（DHCP offer消息、DHCP ack消息或RA消息）后，将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息； 

所述执行PGW功能的UGW在收到所述SDN控制器的响应信令后，继续通过隧道向所述UE转发所述响应信令。 

此外，所述方法还包括： 

所述执行SGW功能的UGW还接收到指示在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息，所述地址分配信令为DHCP discover消息或DHCP request消息； 

所述执行SGW功能的UGW在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令。 

为了解决软件定义EPS网络中中IPv6地址分配和延迟IPv4地址分配的问题，以下结合附图以及以下应用示例，对本实施例进行进一步详细说明。 

需要说明的是，下文中将执行服务网关SGW功能的UGW写为SGW/UGW，将执行PGW功能的UGW写为PGW/UGW。在本实施例中，SGW/UGW表示的含义是：软件定义EPC场景下根据控制器Controller的指令执行SGW功能的UGW，也即SGW的用户面角色是由所在的UGW根据 控制器指令扮演。区别于传统的SGW/UGW表示“SGW或者UGW”的含义。同样，PGW/UGW表示的含义同上。 

本实施例的应用示例分为两大类，每个大类下又分为几个子类（子场景），下面就针对这几个大类和子类分别做介绍。 

第一大类对应PGW/UGW和控制器Controller参与地址分配。具体分为以下几个子类： 

IPv4地址延迟分配，终端UE的IP地址类型是IPv4或者是IPv4v6，场景是漫游场景或者是非漫游场景，归属网络是软件定义EPS，拜访网络是传统网络或者软件定义EPS网络。对应背景技术中的场景2，以及后续的应用示例一和图7。 

IPv6地址前缀分配，终端UE的IP地址类型可以是任何类型，场景是漫游场景或者是非漫游场景，归属网络是软件定义EPS，拜访网络是传统网络或者软件定义EPS网络。对应背景技术中的场景3，以及后续的应用示例二和图8。 

下面对这两个子类从流程上做分析和阐述。 

应用示例一 

该应用示例针对的是IPv4地址延迟分配情况并且SGW和PGW之间的S5/8接口是GTP协议的。其中，终端UE的IP地址类型可以是IPv4或者IPv4v6。场景可以是漫游场景或者是非漫游场景。SGW/UGW和PGW/UGW可以是同属于一个网络运营商，控制器同时控制这两个网元；或者控制器只控制PGW/UGW，SGW是传统网元，这就是软件定义网络肯传统网络互通的场景。互通场景又分为一个网络内的互通场景和多个网络之间漫游情况的互通场景。以上多种情况中，本发明的实施机制是相同的，这里只是介绍这些场景下该发明都可以使用。 

所述的IPv4地址延迟分配是指附着过程中没有分配IPv4地址，或者IPv4地址分配了，但是没有带给终端UE。在附着之后，终端UE又发起DHCP 操作，用于获取IPv4地址。 

本应用示例介绍的IP地址的分配机制为：控制器Controller向PGW/UGW下发流表，该流表能够捕获DHCP消息。PGW/UGW根据所述流表捕获DHCP discover消息，并通过Packet in消息将捕获的DHCP discover消息发送给控制器Controller。控制器Controller通过Packet out消息发送DHCP offer消息给PGW/UGW。PGW/UGW转发该消息给终端UE。 

该应用示例对应背景技术中的场景2和图7。步骤介绍如下： 

步骤S501a：终端UE发起附着操作，接入到软件定义的EPS网络； 

步骤S501b：控制器Controller向PGW/UGW下发流表，该流表用于捕获DHCP消息，并向控制器上报； 

步骤S502a：UE发送DHCP Discover消息； 

该消息是通过用户面的空口承载和核心网的GTP隧道传输的，因此消息通过隧道直接到达PGW/UGW。 

步骤S502b：PGW/UGW根据上述流表捕获该DHCP Discover消息，并根据流表指示将该消息通过Packet-IN消息上报给控制器Controller； 

步骤S503：控制器Controller直接分配IPv4地址或者从外部PDN的IP地址服务器请求地址； 

注：在由SDN实现EPS的时候，地址分配和获取的地址管理功能是在控制器Controller上实现的。 

注：该步骤为可选，如果在附着过程中就已经为UE分配的IPv4地址，只是没有携带给终端UE，那么该步骤就无需重新分配或者重新获取IPv4地址了。 

步骤S504a：控制器Controller将分配的或者获取的IPv4地址填写在DHCP offer消息中，并通过Packet-OUT消息携带DHCP offer消息给PGW/UGW； 

步骤504b：PGW/UGW通过在GTP隧道中转发DHCP Offer消息给终端UE； 

步骤S505a：终端UE发送DHCP Request消息给PGW，消息的发送机制同步骤S502a； 

步骤S505b：PGW/UGW捕获DHCP request消息并通过Packet-IN消息将其发送给控制器Controller，消息的发送机制同步骤S502b； 

步骤S505：该步骤为可选，如果控制器是从外部PDN获取的IPv4地址，并且在该步有需要跟外部PDN交互协商的参数，则执行该步骤；否则，跳过该步骤； 

步骤S507a：控制器Controller通过Packet-OUT消息承载DHCP ack消息，将其发送给PGW/UGW； 

步骤S507b：PGW通过在隧道中发送DHCP Ack（确认）消息回应终端UE。 

注：该流程图中，控制器向PGW/UGW下发的用于捕获DHCP discover和用于捕获DHCP Request消息的流表，可以在附着流程完成后一次性下发给PGW/UGW（如图中所示），或者分两次分别下发用于捕获DHCP discover消息和用于捕获DHCP request消息的流表（图中未画出该情况）。只要保证DHCP消息到达PGW/UGW之前，PGW/UGW已经获取了捕获该对应消息的流表即可。 

应用示例二 

该应用示例针对的是IPv6地址前缀分配情况，SGW和PGW之间的S5/8接口可以是GTP协议也可以是PMIP协议。其中，终端UE的IP地址类型可以是IPv6或者IPv4v6。场景可以是漫游场景或者是非漫游场景。SGW/UGW和PGW/UGW可以是同属于一个网络运营商，控制器同时控制这两个网元；或者控制器只控制PGW/UGW，SGW是传统网元，这就是软件定义网络与传统网络互通的场景。互通场景又分为一个网络内的互通场景和多个网络之 间漫游情况的互通场景。以上多种情况中，本发明的实施机制是相同的，这里只是介绍这些场景下该发明都可以使用。 

所述的IPv6地址前缀分配是发生在附着过程中的，但是IPv6地址前缀并没有在附着过程中带给终端UE（IPv6地址分配机制要求这样操作），UE需要发起无状态的IPv6地址前缀获取过程才能获取IPv6地址前缀，即本流程中所示。 

本应用示例介绍的IP地址的分配机制为：控制器Controller向PGW/UGW下发流表，该流表能够捕获RS消息。PGW/UGW根据所述流表捕获RS消息，并通过Packet in消息将捕获的RS消息发送给控制器Controller。控制器Controller通过Packet out消息发送RA消息给PGW/UGW。PGW/UGW转发该消息给终端UE。 

该应用示例对应背景技术中的场景3和图8。步骤介绍如下： 

步骤S601a：终端UE发起附着操作，接入到软件定义的EPS网络； 

步骤S601b：控制器Controller向PGW/UGW下发流表，该流表用于捕获获取IPv6地址的RS（Router Solicitation）路由请求消息，并向控制器上报； 

步骤S602a：UE发送Router Solicitation消息； 

该消息是通过用户面的空口承载、核心网的GTP隧道，和PMIP隧道（如果S5/8接口是PMIP协议的）传送的，最终消息通过隧道直接到达PGW/UGW。 

步骤S602b：PGW/UGW根据上述流表捕获该RS路由请求消息，并根据流表指示将该消息通过Packet-IN消息上报给控制器Controller； 

步骤S603：该步骤为可选，如果控制器需要跟外部PDN交互协商的参数，则执行该步骤；否则，跳过该步骤； 

步骤S604a：控制器Controller将IPv6地址前缀填写在RA（Router Advertisement）路由广告消息中，并通过Packet-OUT消息携带RA消息给PGW/UGW； 

步骤S604b：PGW/UGW通过在GTP隧道（和PMIP隧道（如果S5/8 接口是PMIP基于协议的）），和空口承载，转发Router Advertisement消息给终端UE； 

步骤S605a：终端UE根据IPv6地址前缀自动生成IPv6地址。 

注：该流程图中，控制器向PGW/UGW下发的用于捕获RS消息的流表的时机，只要保证RS消息到达PGW/UGW之前，PGW/UGW已经获取了捕获该对应消息的流表即可。 

第二大类对应传统SGW或者SGW/UGW，传统PGW或者PGW/UGW和控制器Controller均参与。该类的其余特点是a）只针对IPv4地址延迟分配；b）S5/8接口一定是PMIP协议的。对应背景技术中的场景4。具体分为以下几个子类： 

●SGW和PGW均是软件定义EPS***网关，并且存在唯一一个Controller。对应应用示例三和图9。 

●SGW和PGW均是软件定义EPS***网关，并且分别属于不同的Controller管理，这种场景一般对应漫游场景，也可以用于非漫游场景。对应应用示例四和图10。 

●SGW是传统网关，PGW是软件定义EPS***网关，控制器只控制PGW/UGW。对应应用示例五和图11。 

●PGW是传统网关，SGW是软件定义EPS***网关，控制器只控制SGW/UGW。对应应用示例六和图12。 

下面对这四个子类从流程上做分析和阐述。 

应用示例三 

该应用示例针对的是IPv4地址延迟分配情况，SGW/UGW和PGW/UGW之间的S5/8接口是PMIP协议。其中，终端UE的IP地址类型可以是IPv4或者IPv4v6。场景一般是非漫游场景。SGW/UGW和PGW/UGW是同属一个控制器控制的，IP地址具体分配机制为： 

控制器Controller向SGW/UGW和PGW/UGW下发流表，该流表能够捕获DHCP消息。SGW/UGW根据所述流表捕获DHCP discover消息，并将该事件上报给控制器，控制器通过下发流表更新SGW/UGW和PGW/UGW上的IPv4的信息；SGW/UGW转发DHCP discover消息给PGW/UGW。PGW/UGW根据所述流表捕获DHCP discover消息，并通过Packet in消息将捕获的DHCP discover消息发送给控制器。控制器通过Packet out消息发送用DHCP Offer消息给PGW/UGW，并携带分配的IPv4地址。PGW/UGW转发DHCP Offer消息给SGW/UGW，再由其转发给UE。 

如图9所示，具体机制参见步骤描述： 

步骤S701a：终端UE发起附着操作，接入到软件定义的EPS网络； 

步骤S701b：控制器Controller向SGW/UGW和PGW/UGW分别下发流表，该流表用于捕获DHCP消息，并向控制器上报。 

步骤S702：UE发送DHCP Discover消息； 

该消息是通过用户面的空口承载、核心网的GTP隧道传输的，消息通过隧道直接到达SGW/UGW。 

步骤S703：SGW/UGW根据上述流表捕获该DHCP Discover消息，并根据流表指示将“捕获到DHCP消息”这个事件信息上报给控制器Controller； 

通过openflow消息（如Packet-IN消息或者是新定义一条消息），上报“捕获到了DHCP消息”这个事件。其中，1）上报的事件可以是在消息中定义一个事件值（value），2）也可以是将整个DHCP discover报文放在新定义的消息或者Packet-IN消息中发送给控制器Controller。 

步骤S704：控制器Controller直接分配IPv4地址或者从外部PDN的IP地址服务器请求地址； 

注：该步骤为可选，如果在附着过程中就已经为UE分配的IPv4地址，只是没有携带给终端UE，那么该步骤就无需重新分配或者重新获取IPv4地址了。 

步骤S705：控制器Controller分别向PGW/UGW和SGW/UGW下发流表，更新PGW/UGW和SGW/UGW上的IPv4地址，指示IPv4地址已经成为PMIP隧道的上下文信息了； 

并且下发给SGW/UGW的流表还要指示在收到控制器Controller的回应后，要继续通过隧道向PGW转发DHCP消息； 

步骤S706：控制器Controller对步骤S703的上报作出回应； 

该步骤为可选步骤，实际上如果该步骤省略不发，那么步骤S705中的控制器Controller给SGW/UGW发送的更新流表消息就可以作为步骤S703的回应消息。 

步骤S707：SGW/UGW根据流表指示，将DHCP Discover消息通过PMIP隧道发送给PGW/UGW； 

步骤S708：PGW/UGW根据上述流表捕获该DHCP Discover消息，并根据流表指示将该消息通过Packet-IN消息上报给控制器Controller； 

步骤S709：控制器Controller执行内部处理，或者与外部的PDN的地址服务器执行交互，协商参数； 

该步骤为可选步骤。 

步骤S710：控制器Controller将分配的IPv4地址填写在DHCP offer消息中，并通过Packet-OUT消息携带DHCP offer消息给PGW/UGW； 

步骤S711：PGW/UGW通过在PMIP隧道中转发DHCP Offer消息给SGW/UGW； 

步骤S712：SGW/UGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Offer消息给UE； 

步骤S713：终端UE发送DHCP Request消息给SGW/UGW，消息的发 送机制同步骤S702； 

步骤S714：SGW/UGW捕获了该DHCP Request消息，并通过同S703同样的机制，通过openflow消息（如Event report消息）携带捕获了该DHCPRequest消息的事件信息报告给控制器Controller； 

步骤S715：控制器Controller对步骤S714进行回应，消息发送机制同S705； 

采用openflow消息（如Event report Reply消息）携带DHCP消息。 

步骤S716：SGW/UGW根据流表指示，再将DHCP Request消息转发给PGW/UGW，消息的发送机制同步骤S707； 

步骤S717：PGW/UGW捕获DHCP request消息并通过Packet-IN消息将其发送给控制器Controller，消息的发送机制同步骤S708； 

步骤S718：该步骤为可选，如果控制器是从外部PDN获取的IPv4地址，并且在该步有需要跟外部PDN交互协商的参数，则执行该步骤；否则，跳过该步骤； 

步骤S719：控制器Controller通过Packet-OUT消息承载DHCP ack消息，将其发送给PGW/UGW。消息的发送机制同步骤S710； 

步骤S720：PGW/UGW通过在PMIP隧道中发送DHCP Ack消息回应SGW/UGW； 

步骤S721：SGW/UGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Ack消息给UE。 

注：该流程图中，控制器向SGW/UGW，PGW/UGW下发的用于捕获DHCP discover和用于捕获DHCP Request消息的流表，可以在附着流程完成后一次性下发给SGW/UGW，PGW/UGW（如图中所示），或者分多次分别地向SGW/UGW和PGW/UGW下发用于捕获DHCP discover消息和用于捕获DHCP request消息的流表（图中未画出该情况）。只要保证DHCP消息到达对应的GW之前，对应GW已经获取了捕获该对应消息的流表即可。 

应用示例四 

该应用示例针对的是IPv4地址延迟分配情况，SGW/UGW和PGW/UGW之间的S5/8接口是PMIP协议。其中，终端UE的IP地址类型可以是IPv4或者IPv4v6。场景可以是漫游场景或者是非漫游场景。SGW/UGW和PGW/UGW是分属不同的控制器控制的，IP地址具体分配机制为： 

V-Controller向SGW/UGW，H-Controller向PGW/UGW下发流表，所述流表能够捕获DHCP消息。SGW/UGW根据所述流表捕获DHCP discover消息，并将该事件上报给V-Controller，V-Controller判断IPv4地址是否已经分配。如果IPv4地址没有分配，则向H-Controller发送PBU消息，H-Controller分配或者获取IPv4地址并通过下发流表PGW/UGW上的IPv4的信息，并回应PBA消息给V-Controller；V-controller通过下发流表更新SGW/UGW上的IPv4的信息，并回复回应SGW/UGW上报的事件消息。SGW/UGW转发DHCP discover消息给PGW/UGW。PGW/UGW根据所述流表捕获DHCP discover消息，并通过Packet in消息将捕获的DHCP discover消息发送给H-Controller。H-Controller通过Packet out消息发送用DHCP Offer消息给PGW/UGW，并携带分配的IPv4地址。PGW/UGW转发DHCP Offer消息给SGW/UGW，再由其转发给UE。 

如图10所示，具体机制参见步骤描述： 

步骤S801a：终端UE发起附着操作，接入到软件定义的EPS网络； 

步骤S801b：V-Controller向SGW/UGW，H-controller向PGW/UGW分别下发流表，该流表用于捕获DHCP消息，并向控制器上报; 

注：这里称管理SGW/UGW的控制器为拜访地控制器V-Controller，称管理PGW/UGW的控制器为归属地控制器H-Controller，是在漫游场景下的称呼。实际上，该实施例也适用于非漫游场景下SGW/UGW和PGW/UGW分别使用不同控制器的场景，在这种场景下，V-Controller和H-Controller换一下名字即可，比如可以成为S-Controller和P-Controller。 

步骤S802：UE发送DHCP Discover消息； 

该消息是通过用户面的空口承载、核心网的GTP隧道传输的，消息通过隧道直接到达SGW/UGW。 

步骤S803：SGW/UGW根据上述流表捕获该DHCP Discover消息，并根据流表指示将“捕获到DHCP消息”这个事件信息上报给控制器V-Controller； 

通过openflow消息（如Packet-IN消息或者是新定义一条消息），上报“捕获到了DHCP消息”这个事件。其中，1）上报的事件可以是在消息中定义一个事件值（value），2）也可以是将整个DHCP dicover报文放在新定义的消息或者Packet-IN消息中发送给V-Controller。 

步骤S804：V-Controller判断当前的场景然后作出对应的操作； 

如果是在附着过程中就已经为UE分配的IPv4地址，也就是说，IPv4地址已经与PMIP隧道建立了关联关系，并且发送给了SGW/UGW和PGW/UGW上，只是在附着过程中没有携带给终端UE，那么该步骤就无需执行步骤S804a-S804d。 

如果是在附着过程中没有为UE分配的IPv4地址，也就是说，IPv4地址是新分配的，该IP地址没有与PMIP隧道建立了关联关系，那么就需执行步骤S804a-S804d。 

步骤S804a：V-Controller发送PBU消息给H-Controller； 

步骤S804b：H-Controller自身分配IP地址或者从外部PDN的地址服务器获取IPv4地址； 

步骤S804c：H-Controller更新流表，将新分配的IPv4地址下发给PGW/UGW，建立与PMIP隧道的绑定关系； 

步骤S804d：H-Controller回应PBA消息给V-Controller； 

步骤S805：V-Controller下发流表，携带新分配的IPv4地址下发给SGW/UGW，更新SGW/UGW上的IPv4地址，建立与PMIP隧道的绑定关系； 

并且下发给SGW/UGW的流表还要指示在收到V-Controller的回应后，要继续通过隧道向PGW/UGW转发DHCP消息； 

步骤S806：V-Controller对步骤S803的上报作出回应； 

该步骤为可选步骤，实际上如果该步骤省略不发，那么步骤S805中的V-Controller给SGW/UGW发送的更新流表消息就可以作为步骤S803的回应消息。 

步骤S807：SGW/UGW根据流表指示，将DHCP Discover消息通过PMIP隧道发送给PGW/UGW； 

步骤S808：PGW/UGW根据上述流表捕获该DHCP Discover消息，并根据流表指示将该消息通过Packet-IN消息上报给H-Controller； 

步骤S809：H-Controller执行内部处理，或者与外部的PDN的地址服务器执行交互，协商参数； 

该步骤为可选步骤。 

步骤S810：H-Controller将IPv4地址填写在DHCP offer消息中，并通过Packet-OUT消息携带DHCP offer消息给PGW/UGW； 

步骤S811：PGW/UGW通过在PMIP隧道中转发DHCP Offer消息给SGW/UGW； 

步骤S812：SGW/UGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Offer消息给UE； 

步骤S813：终端UE发送DHCP Request消息给SGW/UGW，消息的发送机制同步骤S802； 

步骤S814：SGW/UGW捕获了该DHCP Request消息，并通过同S803同样的机制，通过openflow消息（如Event report消息）携带捕获了该DHCP Request消息的事件信息报告给V-Controller； 

步骤S815：V-Controller对步骤S814进行回应，消息发送机制同S805； 

采用openflow消息（如Event report Reply消息）携带DHCP消息。 

步骤S816：SGW/UGW根据流表指示，再将DHCP Request消息转发给PGW/UGW，消息的发送机制同步骤S807； 

步骤S817：PGW/UGW捕获DHCP request消息并通过Packet-IN消息将其发送给H-Controller，消息的发送机制同步骤S808； 

步骤S818：该步骤为可选，如果控制器是从外部PDN获取的IPv4地址，并且在该步有需要跟外部PDN交互协商的参数，则执行该步骤；否则，跳过该步骤； 

步骤S819：H-Controller通过Packet-OUT消息承载DHCP ack消息，将其发送给PGW/UGW，消息的发送机制同步骤S810； 

步骤S820：PGW/UGW通过在PMIP隧道中发送DHCP Ack消息回应SGW/UGW； 

步骤S821：SGW/UGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Ack消息给UE。 

注：该流程图中，V-Controller向SGW/UGW，和H-Controller向PGW/UGW下发的用于捕获DHCP discover和用于捕获DHCP Request消息的流表，可以在附着流程完成后分别独立地、一次性下发给SGW/UGW，PGW/UGW（如图中所示），或者分多次向SGW/UGW和PGW/UGW下发用于捕获DHCP Discover消息和用于捕获DHCP Request消息的流表（图中未画出该情况）。只要保证DHCP消息到达对应的GW之前，对应GW已经获取了捕获该对应消息的流表即可。 

应用示例五 

该应用示例针对的是IPv4地址延迟分配情况，SGW和PGW/UGW之间的S5/8接口是PMIP协议。其中，终端UE的IP地址类型可以是IPv4或者IPv4v6。场景可以是漫游场景或者是非漫游场景。SGW是传统网元，PGW/UGW由H-Controller控制，IP地址具体分配机制为： 

H-Controller向PGW/UGW下发流表，所述流表能够捕获DHCP消息。SGW捕获DHCP discover消息，并判断IPv4地址是否已经分配。如果IPv4地址没有分配，则向H-Controller发送PBU消息，H-Controller分配或者获 取IPv4地址并通过下发流表PGW/UGW上的IPv4的信息，并回应PBA消息给SGW；SGW转发DHCP discover消息给PGW/UGW。PGW/UGW根据所述流表捕获DHCP discover消息，并通过Packet in消息将捕获的DHCP discover消息发送给H-Controller。H-Controller通过Packet out消息发送用DHCP Offer消息给PGW/UGW，并携带分配的IPv4地址。PGW/UGW转发DHCP Offer消息给SGW，再由其转发给UE。 

如图11所示，具体机制参见步骤描述： 

步骤S901a：终端UE发起附着操作，接入到软件定义的EPS网络； 

步骤S901b：H-controller向PGW/UGW分别下发流表，该流表用于捕获DHCP消息，并向控制器上报； 

注：这里称管理PGW/UGW的控制器为归属地控制器H-Controller，是在漫游场景下的称呼。实际上，该实施例也适用于非漫游场景下，H-Controller换一下名字即可，比如可以称为P-Controller。 

步骤S902：UE发送DHCP Discover消息； 

该消息是通过用户面的空口承载、核心网的GTP隧道传输的，消息通过隧道直接到达SGW，这里的SGW是传统网元SGW。 

步骤S903-S906：SGW判断当前的场景然后作出对应的操作； 

如果是在附着过程中就已经为UE分配的IPv4地址，也就是说，IPv4地址已经与PMIP隧道建立了关联关系，并且发送给了PGW/UGW上，只是在附着过程中没有携带给终端UE，那么该步骤就无需执行步骤S903-S906。 

如果是在附着过程中没有为UE分配的IPv4地址，也就是说，IPv4地址是新分配的，该IP地址没有与PMIP隧道建立了关联关系，那么就需执行步骤S903-S906。 

步骤S903：SGW发送PBU消息给H-Controller； 

步骤S904：H-Controller自身分配IP地址或者从外部PDN的地址服务器获取IPv4地址； 

步骤S905：H-Controller更新流表，将新分配的IPv4地址下发给PGW/UGW，建立与PMIP隧道的绑定关系； 

步骤S906：H-Controller回应PBA消息给SGW； 

步骤S907：SGW将DHCP Discover消息通过PMIP隧道发送给PGW/UGW； 

步骤S908：PGW/UGW根据上述流表捕获该DHCP Discover消息，并根据流表指示将该消息通过Packet-IN消息上报给H-Controller； 

步骤S909：H-Controller执行内部处理，或者与外部的PDN的地址服务器执行交互，协商参数； 

该步骤为可选步骤。 

步骤S910：H-Controller将IPv4地址填写在DHCP offer消息中，并通过Packet-OUT消息携带DHCP offer消息给PGW/UGW； 

步骤S911：PGW/UGW通过在PMIP隧道中转发DHCP Offer消息给SGW； 

步骤S912：SGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Offer消息给UE； 

步骤S913：终端UE发送DHCP Request消息给SGW，消息的发送机制同步骤S902； 

步骤S914-步骤S915：无对应步骤。 

步骤S916：SGW将DHCP Request消息转发给PGW/UGW，消息的发送机制同步骤S907； 

步骤S917：PGW/UGW捕获DHCP request消息并通过Packet-IN消息将其发送给H-Controller，消息的发送机制同步骤S908； 

步骤S918：该步骤为可选，如果控制器是从外部PDN获取的IPv4地址，并且在该步有需要跟外部PDN交互协商的参数，则执行该步骤；否则，跳过该步骤； 

步骤S919：H-Controller通过Packet-OUT消息承载DHCP ack消息，将其发送给PGW/UGW。消息的发送机制同步骤S910； 

步骤S920：PGW/UGW通过在PMIP隧道中发送DHCP Ack消息回应SGW； 

步骤S921：SGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Ack消息给UE。 

注：该流程图中，H-Controller向PGW/UGW下发的用于捕获DHCP discover和用于捕获DHCP Request消息的流表，可以在附着流程完成后一次性下发给PGW/UGW（如图中所示），或者分多次地向PGW/UGW下发用于捕获DHCP discover消息和用于捕获DHCP request消息的流表（图中未画出该情况）。只要保证DHCP消息到达PGW/UGW之前，PGW/UGW已经获取了捕获该对应消息的流表即可。 

应用示例六 

该应用示例针对的是IPv4地址延迟分配情况，SGW/UGW和PGW之间的S5/8接口是PMIP协议。其中，终端UE的IP地址类型可以是IPv4或者IPv4v6。场景可以是漫游场景或者是非漫游场景。SGW/UGW是由V-Controller控制，IP地址具体分配机制为： 

V-Controller向SGW/UGW下发流表，所述流表能够捕获DHCP消息。SGW/UGW根据所述流表捕获DHCP discover消息，并将该事件上报给V-Controller，V-Controller判断IPv4地址是否已经分配。如果IPv4地址没有分配，则向PGW发送PBU消息，PGW分配或者获取IPv4地址并回应PBA消息给V-Controller；V-controller通过下发流表更新SGW/UGW上的IPv4的信息，并回复回应SGW/UGW上报的事件消息。SGW/UGW转发DHCP discover消息给PGW。PGW发送DHCP Offer消息给SGW/UGW，再由其转发给UE。 

如图12所示，具体机制参见步骤描述： 

步骤S1001a：终端UE发起附着操作，接入到软件定义的EPS网络； 

步骤S1001b：V-Controller向SGW/UGW，下发流表，该流表用于捕获DHCP消息，并向控制器上报； 

注：这里称管理SGW/UGW的控制器为拜访地控制器V-Controller，称是在漫游场景下的称呼。实际上，该实施例也适用于非漫游场景下，V-Controller可以成为S-Controller。 

步骤S1002：UE发送DHCP Discover消息； 

该消息是通过用户面的空口承载、核心网的GTP隧道传输的，消息通过隧道直接到达SGW/UGW。 

步骤S1003：SGW/UGW根据上述流表捕获该DHCP Discover消息，并根据流表指示将“捕获到DHCP消息”这个事件信息上报给控制器V-Controller； 

通过openflow消息（如Packet-IN消息或者是新定义一条消息），上报“捕获到了DHCP消息”这个事件。其中，1）上报的事件可以是在消息中定义一个事件值（value），2）也可以是将整个DHCP discover报文放在新定义的消息或者Packet-IN消息中发送给V-Controller。 

步骤S1004：V-Controller判断当前的场景然后作出对应的操作； 

如果是在附着过程中就已经为UE分配的IPv4地址，也就是说，IPv4地址已经与PMIP隧道建立了关联关系，并且发送给了SGW/UGW上，只是在附着过程中没有携带给终端UE，那么该步骤就无需执行步骤S1004a-S1004c。 

如果是在附着过程中没有为UE分配的IPv4地址，也就是说，IPv4地址是新分配的，该IP地址没有与PMIP隧道建立了关联关系，那么就需执行步骤S1004a-S1004c。 

步骤S1004a：V-Controller发送PBU消息给PGW； 

步骤S1004b：PGW自身分配IP地址或者从外部PDN的地址服务器获取IPv4地址； 

步骤S1004c：PGW回应PBA消息给V-Controller； 

步骤S1005：V-Controller下发流表，所述流表携带新分配的IPv4地址下发给SGW/UGW，更新SGW/UGW上的IPv4地址，建立与PMIP隧道的绑定关系； 

并且下发给SGW/UGW的流表还要指示在收到V-Controller的回应后，要继续通过隧道向PGW转发DHCP消息； 

步骤S1006：V-Controller对步骤S1003的上报作出回应； 

该步骤为可选步骤，实际上如果该步骤省略不发，那么步骤S1005中的V-Controller给SGW/UGW发送的更新流表消息就可以作为步骤S1003的回应消息。 

步骤S1007：SGW/UGW根据流表指示，将DHCP discover消息通过PMIP隧道发送给PGW； 

步骤S1008：无对应步骤。 

步骤S1009：PGW执行内部处理，或者与外部的PDN的地址服务器执行交互，协商参数。该步骤为可选步骤； 

步骤S1010：无对应步骤。 

步骤S1011：PGW通过在PMIP隧道中转发DHCP Offer消息给SGW/UGW； 

步骤S1012：SGW/UGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Offer消息给UE； 

步骤S1013：终端UE发送DHCP Request消息给SGW/UGW，消息的发送机制同步骤S1002； 

步骤S1014：SGW/UGW捕获了该DHCP Request消息，并通过同S1003同样的机制，通过openflow消息（如Event report消息）携带捕获了该DHCP Request消息的事件信息报告给V-Controller； 

步骤S1015：V-Controller对步骤S1014进行回应，消息发送机制同S1005； 

采用openflow消息（如Event report Reply消息）携带DHCP消息。 

步骤S1016：SGW/UGW根据流表指示，再将DHCP Request消息转发给PGW，消息的发送机制同步骤S1007； 

步骤S1017：无对应步骤。 

步骤S1018：该步骤为可选，如果PGW是从外部PDN获取的IPv4地址，并且在该步有需要跟外部PDN交互协商的参数，则执行该步骤；否则，跳过该步骤； 

步骤S1019：无对应步骤。 

步骤S1020：PGW通过在PMIP隧道中发送DHCP Ack消息回应SGW/UGW； 

步骤S1021：SGW/UGW通过在GTP隧道和空口承载转发DHCP Ack消息给UE。 

注：该流程图中，V-Controller向SGW/UGW下发的用于捕获DHCP discover和用于捕获DHCP Request消息的流表，可以在附着流程完成后一次性下发给SGW/UGW（如图中所示），或者分多次地向SGW/UGW下发用于捕获DHCP discover消息和用于捕获DHCP request消息的流表（图中未画出该情况）。只要保证DHCP消息到达SGW/UGW之前，SGW/UGW已经获取了捕获该对应消息的流表即可。 

另外，针对上述六个应用示例，还需要说明的一点是，控制器发送响应信令（DHCP Offer，DHCP ACK，RA等）给执行PGW的UGW时，还要指示所述的PGW/UGW将对应的响应消息再发送给终端UE。具体的实现可以是：控制器向PGW/UGW下发Packet-OUT消息并携带响应信令（DHCP Offer，DHCP ACK，RA等）信息，同时下发对应流表（当然并不限于流表这种方式），PGW/UGW通过流表将响应消息的数据包匹配到对应的UE的PDN连接的缺省承载中，通过缺省承载的传输，响应消息能够最终到达终端UE。 

应用示例七 

上述六个应用示例中，都用到了用流表捕获DHCP消息或者RS/RA消息。本实施例用于说明下发流表中的元素信息，以及SGW/UGW和PGW/UGW如何使用其捕获DHCP和RA/RS消息的具体机制。 

需要点明的是，本实施介绍的方法仅仅是作为举例便于更好的说明本方法。而不是限制本发明的流表格式和捕获消息的机制仅仅为本实施例介绍的方法。 

首先，DHCP消息或者RA/RS消息的封包是在UE附着到网络后的用户面，即缺省承载GTP和/或PMIP（如果S5/8是PMIP协议的）隧道中传输的。因此可以通过对GTP隧道和/或PMIP隧道的过滤，判断出该DHCP消息或者RA/RS消息是哪一个终端UE的。对于隧道的过滤机制同现有的EPS***的机制，即，根据隧道端点网元的IP地址对和TEID（Tunnel Endpoint Identity，隧道端点标识）以及协议类型，能够过滤到消息的封包。也就是说流表中需要包含的参数有：隧道端点网元的IP地址对和TEID，以及协议类型（例如GTP）。 

其次，在缺省承载中需要区分出某个封包是否属于一般的数据包还是DHCP和RA/RS消息的封包。这需要根据DHCP和RA/RS消息封包的包头信息。因为DHCP和RA/RS消息是运行在UDP协议之上的，因此UDP包头的信息就是过滤DHCP和RA/RS消息的元素。 

以DHCP机制为例，当DHCP客户端（对应终端UE）第一次登录网络的时候，它会向网络发出一个DHCP DISCOVER封包(广播包)，封包的源地址会为0.0.0.0，而目的地址则为255.255.255.25，端口号67或68，向网络进行广播。因此通过上述源地址和目的地址以及端口号和协议类型，能够捕获到DHCP Discover消息。当UE接受了网络侧分配的IP地址后，UE会发送DHCP Request消息，该消息的源地址是已经获取的IP地址，目的地址是已经选的的为UE分配IP地址的服务器的IP地址，源端口号是67或68，因此，SGW/UGW和/或PGW/UGW通过以上地址和端口号以及其他信息（例如，协议号）可以捕获DHCP request消息。 

RA/RS消息的捕获机制同DHCP Discover消息。 

利用流表中的参数捕获DHCP Discover消息过程如下： 

UGW接收到的捕获某个UE的DHCP Discover流表的匹配域参数，具体包括，外层封装：SGW/UGW地址=IP1,PGW/UGW地址=IP2，TEID=xxxx；内层消息报头：源地址为0.0.0.0，目的地址为255.255.255.25，端口号68（代表协议类型为DHCP消息）。 

当数据包到达UGW后，UGW根据外层封装能够确定出是属于哪个UE的消息，而且能够确定出是上行数据包还是下行数据包，再根据内层消息报头能区分出消息是DHCP是DHCP discover消息。 

对于获取Ipv6地址的RS消息的捕获机制，同上述的DHCP discover消息。 

综上，根据现有技术，控制器下发给SGW/UGW和PGW/UGW的流表包含有match域（匹配域），该match域用于过滤数据包。Match域中包含用于过滤数据包的诸多参数（包含哪些参数可以灵活设计），如果要捕获DHCP或者RA/RS消息，则需要包含上述介绍的元素：1）GTP和/或PMIP隧道端点网元的IP地址对和TEID，协议类型。2）DHCP或RA/RS消息封包的包头信息：源/目的IP地址，源/目的端口号，以及协议类型。 

需要说明的是，流表中可以包含以上元素中的全部或者部分元素，或者还可以加入其他元素（这里不再举例），具体取决于Controller对流表的设计，这里不做具体限制，只要能够正确的捕获到DHCP和/或RA/RS消息即可。 

实施例二： 

如图13所示，本实施例提供了一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中IP地址的分配***，包括：SDN控制器和网关设备。其中， 

SDN-EPS网络中的SDN控制器，包括： 

发送模块，用于向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

接收模块，用于接收所述网关设备根据所述流表信息捕获的地址分配信令； 

响应模块，用于对所述地址分配信令做出响应。 

其中，所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。 

其中，所述发送模块，用于向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括： 

所述发送模块在用户设备UE发起附着过程中或完成附着后，分一次或多次下发所述流表信息，以保证所述网关设备能够捕获所述地址分配信令；所述流表信息包括一条或多条用于捕获不同地址分配信令的流表信息。 

所述流表信息包括以下参数中的一个或多个： 

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。 

其中，所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

优选地，所述响应模块，用于对所述地址分配信令做出响应，包括： 

所述响应模块根据所述地址分配信令向所述网关设备下发响应信令。 

在一个应用示例（对应后续的应用示例一）中，所述响应模块，用于根据所述地址分配信令向所述网关设备下发响应信令，包括： 

所述网关设备为执行PGW功能的UGW，在收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP Discover消息后，所述响应模块将IP地址携带在响应信令中下发至所述网关设备，所述响应信令为动态主机配置协议提供DHCP offer消息； 

在收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP request消息后，所述响应模块将IP地址携带在响应信令中下发至所述网关设备，所述响应信令为动态 主机配置协议确认DHCP ack消息。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例二）中，所述响应模块，用于所述根据所述地址分配信令向所述网关设备下发响应信令，包括： 

所述网关设备为执行PGW功能的UGW，在收到所述执行PGW功能的UGW的RS消息后，所述响应模块将IP地址携带在响应信令中下发至所述网关设备，所述响应信令为路由广告RA消息，所述IP地址为IPv6地址前缀。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例三）中，所述网关设备为执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW，所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW均由所述SDN控制器控制网元角色； 

所述发送模块，用于向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：所述发送模块分别向所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW下发用于捕获地址分配信令的流表信息； 

所述响应模块，用于对所述地址分配信令做出响应，包括： 

在收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP discover消息后，所述响应模块更新所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息； 

在收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP discover消息后，所述响应模块将IP地址携带在响应信令中下发至所述执行PGW功能的UGW，所述响应信令为DHCP offer消息； 

在收到所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW的DHCP request消息后，所述响应模块将IP地址携带在响应信令中下发至所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW，所述响应信令为DHCP ack消息。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例五）中，所述网关设备为执行PGW功能的UGW，由所述控制器控制角色；SGW为传统SGW，不受所述控制器控制角色； 

所述接收模块，还用于接收所述SGW发来的代理绑定更新PBU消息； 

所述响应模块，还用于更新所述执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息，并回应代理绑定确认PBA消息给所述SGW。 

在另一个应用示例（对应后续的应用示例六）中，所述网关设备为执行SGW的UGW，由所述SDN控制器控制角色；PGW为传统PGW，不受所述SDN控制器控制角色； 

所述响应模块，用于对所述地址分配信令做出响应，包括： 

在收到所述执行SGW的UGW的DHCP discover信令后，所述响应模块判断是否已经分配IP地址，如果没有，则向PGW发送代理绑定更新PBU消息，接收所述PGW发来的携带有IP地址的代理绑定确认PBA消息，并更新所述执行SGW的UGW上的IP地址的信息； 

在收到所述执行SGW的UGW的其他地址分配信令后，所述响应模块根据所述地址分配信令向所述UGW下发响应信令。 

其中，在上述应用示例中，所述响应模块，用于向所述网关设备下发响应信令的方式包括：将所述响应信令携带在openflow消息中下发至所述网关设备。 

此外，在应用示例1、2、3、4、6中，中，所述响应模块，还用于在向所述执行PGW功能的UGW下发携带有IP地址的响应信令（DHCP offer消息或DHCP ack消息、RA消息）时，还向所述执行PGW功能的UGW发送用于指示将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息。 

此外，在应用示例3、4、6中，所述响应模块，还用于在更新所述执行SGW功能的UGW或者所述执行SGW的UGW上的IP地址的信息时，向所述执行SGW功能的UGW或所述执行SGW功能的UGW发送用于指示在收到所述控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息。 

在上述应用示例中，SDN控制器下发或更新的IP地址均为IPv4地址。 

SDN-EPS网络中的网关设备，包括： 

接收模块，用于接收到SDN控制器下发的用于捕获地址分配信令的流表信息； 

信令捕获模块，用于根据所述流表信息捕获地址分配信令； 

发送模块，用于将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器。 

其中，所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。 

其中，例如，当数据包到达所述网关设备后，所述网关设备的信令捕获模块根据流表信息的外层封装能够确定出是属于哪个UE的消息，而且能够确定出是上行数据包还是下行数据包，再根据流表信息的内层消息报头能区分出消息是DHCP discover消息。 

对于获取Ipv6地址的RS消息的捕获机制，同上述的DHCP discover消息。 

其中，所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。 

其中，所述发送模块，用于将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器的方式，包括： 

若所述网关设备为执行PGW的UGW，则所述发送模块将所述地址分配信令携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器； 

若所述网关设备为执行SGW的UGW，则所述发送模块将所述捕获到所述地址分配信令的事件信息携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；所述事件信息为：所述地址分配信令或者对应所述地址分配信令的指示字符。 

在一个应用示例（对应应用示例一和二）中，所述网关设备为执行PGW的UGW；作为一种优选的方式： 

所述接收模块，还用于当所述地址分配信令为DHCP discover消息或RA 消息时，接收所述SND控制器返回的携带有IP地址的响应信令，所述响应信令为DHCP offer消息或RA消息。 

在另一个应用示例（对应应用示例三、四和六）中，所述网关设备为执行SGW的UGW； 

所述接收模块，还用于当所述地址分配信令为DHCP discover消息，接收所述SND控制器返回的更新的IP地址。 

作为一种优选的方式，本实施例可以但并不限于通过返回更新流表，在所述更新流表中携带有IP地址的方式来更新所述执行SGW的UGW的IP地址。 

此外，在上述应用示例中，如果所述网关设备为执行PGW的UGW； 

所述接收模块，还用于接收到指示在收到所述SDN控制器的响应信令后，将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息，所述响应信令为DHCP offer消息、DHCP ack消息或RA消息； 

所述发送模块，还用于在收到所述SDN控制器的响应信令后，继续通过隧道向所述UE转发所述响应信令。 

此外，在上述应用示例中，如果所述网关设备为执行SGW的UGW； 

所述接收模块，还用于接收到指示在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息，所述地址分配信令为DHCP discover消息或DHCP request消息； 

所述发送模块，还用于在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令。 

从上述实施例可以看出，相对于现有技术，上述实施例中提供的SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，解决了因为控制面和转发面分离导致SDN-EPS网络中IP地址管理无法进行的问题，实现了SDN-EPS网络中中IPv6地址分配和延迟IPv4地址分配。 

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读 存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (31)

1.一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，应用于软件定义网络SDN控制器，包括：

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息；

接收所述网关设备根据所述流表信息捕获的地址分配信令；

对所述地址分配信令做出响应。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：

所述SDN控制器在用户设备UE发起附着过程中或完成附着后，分一次或多次下发所述流表信息，以保证所述网关设备能够捕获所述地址分配信令；所述流表信息包括一条或多条用于捕获不同地址分配信令的流表信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述流表信息包括以下参数中的一个或多个：

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述对所述地址分配信令做出响应，包括：

所述网关设备包括：执行PGW功能的UGW，所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述执行PGW功能的UGW下发携带有IP地址的响应信令，所述响应信令包括：动态主机配置协议提供DHCP offer消息、动态主机配置协议确认DHCP ack消息或路由广告RA消息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：

所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述执行PGW功能的UGW下发携带有IP地址的响应信令时，还向所述执行PGW功能的UGW发送用于指示将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述网关设备还包括：执行SGW功能的UGW；所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW均由所述SDN控制器控制；

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：所述SDN控制器分别向所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW下发用于捕获地址分配信令的流表信息；

所述对所述地址分配信令做出响应，还包括：

所述SDN控制器收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP discover消息后，更新所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息；或者，

所述SDN控制器收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP request消息后，下发携带有IP地址的DHCP ack消息至所述执行SGW功能的UGW。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述网关设备还包括：执行SGW功能的UGW，所述SDN控制器包括SDN控制器Controller1和SDN控制器Controller2；所述执行SGW功能的UGW由所述Controller1控制，所述执行PGW功能的UGW由所述Controller2控制；

所述SDN控制器向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：所述SDN控制器Controller1和所述SDN控制器Controller2分别独立地向各自控制的执行SGW功能的UGW和执行PGW功能的UGW下发用于捕获地址分配信令的流表信息；

所述对所述地址分配信令做出响应，包括：

所述Controller1收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP discover消息后，更新所述执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息；或者，

所述Controller2收到所述执行PGW功能的UGW的DHCP discover消息后，下发携带有IP地址的DHCP offer消息至所述执行PGW功能的UGW；或者，

所述Controller1或所述Controller2收到所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW的DHCP request消息后，下发携带有IP地址的DHCP ack消息至所述执行SGW功能的UGW或所述执行PGW功能的UGW。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：

在收到所述执行SGW功能的UGW的DHCP Discover信令后，所述方法还包括：

所述Controller1判断是否已经给UE分配IP地址，如果没有，则向所述Controller2获取IP地址，所述Controller2更新所述执行PGW功能的UGW上的IP地址的信息，并发送所述IP地址给所述Controller1。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述网关设备为执行SGW的UGW，由所述SDN控制器；PGW为传统PGW，不受所述SDN控制器控制；

所述SDN控制器对所述地址分配信令做出响应，包括：

所述SDN控制器收到所述执行SGW的UGW的DHCP discover信令后，判断是否已经分配IP地址，如果没有，则向PGW获取IP地址，并更新所述执行SGW的UGW上的IP地址的信息；

在收到所述执行SGW的UGW的其他地址分配信令后，所述SDN控制器根据所述地址分配信令向所述UGW下发响应信令。

12.如权利要求6～11任一项权利要求所述的方法，其特征在于：

向所述网关设备下发响应信令的方式包括：将所述响应信令携带在openflow消息中下发至所述网关设备。

13.如权利要求8、9或11所述的方法，其特征在于：

当所述SDN控制器更新所述执行SGW功能的UGW和所述执行PGW功能的UGW上或者所述执行SGW的UGW上的IP地址的信息时，或者，所述Controller1更新所述执行SGW功能的UGW上的IP地址的信息时，所述方法还包括：

所述SDN控制器或者所述Controller1还向所述执行SGW功能的UGW或所述执行SGW功能的UGW发送用于指示在收到所述SDN控制器或者所述Controller1的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息。

14.一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中IP地址的分配方法，应用于网关设备，包括：

所述网关设备接收到SDN控制器下发的用于捕获地址分配信令的流表信息；

根据所述流表信息捕获地址分配信令；

将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：

所述流表信息包括以下参数中的一个或多个：

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于：

所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：

所述将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器的方式，包括：

所述网关设备为执行分组数据网络网关PGW功能的UGW，则将所述地址分配信令携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；或者，

所述网关设备为执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，则将所述捕获到所述地址分配信令的事件信息携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；所述事件信息为：所述地址分配信令或者对应所述地址分配信令的指示字符。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：

所述网关设备为执行PGW的UGW，所述执行PGW功能的UGW还接收到指示在收到所述SDN控制器的响应信令后，将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息，所述响应信令为DHCP offer消息、DHCP ack消息或RA消息；

所述执行PGW功能的UGW在收到所述SDN控制器的响应信令后，继续通过隧道向所述UE转发所述响应信令。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：

所述网关设备为执行SGW的UGW，所述执行SGW功能的UGW还接收到指示在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息，所述地址分配信令为DHCP discover消息或DHCPrequest消息；

所述执行SGW功能的UGW在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令。

20.一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中的SDN控制器，包括：

发送模块，用于向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息；

接收模块，用于接收所述网关设备根据所述流表信息捕获的地址分配信令；

响应模块，用于对所述地址分配信令做出响应。

21.如权利要求20所述的SDN控制器，其特征在于：

所述网关设备包括：执行服务网关SGW功能的统一网关UGW，和/或，执行分组数据网络网关PGW功能的UGW。

22.如权利要求21所述的SDN控制器，其特征在于：

所述发送模块，用于向网关设备下发用于捕获地址分配信令的流表信息，包括：

所述发送模块在用户设备UE发起附着过程中或完成附着后，分一次或多次下发所述流表信息，以保证所述网关设备能够捕获所述地址分配信令；所述流表信息包括一条或多条用于捕获不同地址分配信令的流表信息。

23.如权利要求20所述的SDN控制器，其特征在于：

所述流表信息包括以下参数中的一个或多个：

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。

24.如权利要求20或21或22或23所述的SDN控制器，其特征在于：

所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。

25.一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中的网关设备，包括：

接收模块，用于接收到SDN控制器下发的用于捕获地址分配信令的流表信息；

信令捕获模块，用于根据所述流表信息捕获地址分配信令；

发送模块，用于将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器。

26.如权利要求25所述的网关设备，其特征在于：

所述流表信息包括以下参数中的一个或多个：

通用分组无线服务技术隧道协议GTP隧道和/或代理移动IP PMIP隧道端点网元的IP地址对、隧道端点标识TEID、协议类型以及动态主机配置协议DHCP或路由广告/路由请求RA/RS消息封包的包头信息。

27.如权利要求25所述的网关设备，其特征在于：

所述地址分配信令包括：动态主机配置协议发现DHCP discover消息、动态主机配置协议请求DHCP request消息或路由请求RS消息。

28.如权利要求27所述的网关设备，其特征在于：

所述发送模块，用于将所述地址分配信令或将捕获到所述地址分配信令的事件信息发送给所述SDN控制器的方式，包括：

若所述网关设备为执行PGW的UGW，则所述发送模块将所述地址分配信令携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；

若所述网关设备为执行SGW的UGW，则所述发送模块将所述捕获到所述地址分配信令的事件信息携带在openflow消息中发送给所述SDN控制器；所述事件信息为：所述地址分配信令或者对应所述地址分配信令的指示字符。

29.如权利要求27所述的网关设备，其特征在于：

所述网关设备为执行PGW的UGW；

所述接收模块，还用于接收到指示在收到所述SDN控制器的响应信令后，将所述响应信令继续通过隧道转发给用户设备UE的信息，所述响应信令为DHCP offer消息、DHCP ack消息或RA消息；

所述发送模块，还用于在收到所述SDN控制器的响应信令后，继续通过隧道向所述UE转发所述响应信令。

30.如权利要求27所述的网关设备，其特征在于：

所述网关设备为执行SGW的UGW；

所述接收模块，还用于接收到指示在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令的流表信息，所述地址分配信令为DHCP discover消息或DHCP request消息；

所述发送模块，还用于在收到所述SDN控制器的响应后，继续通过隧道向PGW转发所述地址分配信令。

31.一种软件定义演进分组***SDN-EPS网络中IP地址的分配***，包括：如权利要求20～24所述的SDN控制器和如权利要求25～30所述的网关设备。