DE102005037874B4

DE102005037874B4 - Verfahren und Anordnung zur Kontrolle und Vergebührung von Peer to Peer-Diensten in einem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk

Info

Publication number: DE102005037874B4
Application number: DE102005037874A
Authority: DE
Inventors: Frank-Uwe Andersen; Wolfgang Hahn
Original assignee: Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2025-08-11
Also published as: US20100138226A1; EP1917785A1; KR20080037075A; RU2008108831A; DE102005037874A1; WO2007017345A1; CN101371554A

Abstract

Verfahren zur Kontrolle und Vergebührung von Peer-to-Peer-Diensten, abgekürzt P2P-Dienste, in einem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk,
a. bei dem ein Serversystem (IS) und eine Mehrzahl von Endgeräten (C1, C2) miteinander im Kommunikationsnetzwerk kommunizieren,
b. bei dem eine Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) zur Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs verwendet wird,
c. bei dem für die Kommunikation der Endgeräte (C1, C2) untereinander direkte logische Kommunikationsverbindungen (V), genannt P2P-Verbindungen, verwendet werden,
d. bei dem softwareseitig logische P2P-dienstspezifische Kommunikationskanäle auf den Endgeräten (C1, C2) verwendet werden,
e. bei dem jedes Endgerät (C1, C2) vor dem Aufbau direkter logischer Kommunikationsverbindungen (V) zu anderen Endgeräten (C1, C2) im Kommunikationssystem mit dem Serversystem (IS) kommuniziert,
f. bei dem das Serversystem (IS) für jedes Endgerät (C1, C2), das mit dem Serversystem (IS) kommuniziert, in Zusammenarbeit mit der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) eine P2P-dienstspezifische Zugangskontrolle durchführt,
g. bei dem jedes Endgerät (C1, C2) dem Serversystem...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Kontrolle und Vergebührung von Peer to Peer-Diensten in einem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 13.
Peer to Peer- oder P2P-Netzwerke sind Netzwerksysteme ohne zentrale Zugriffskontrolle, in denen alle beteiligten Endgerate gleichberechtigt agieren. Eine Datenverbindung besteht dabei auf logischer Ebene immer direkt von einem Endgerät zum anderen ohne Zwischenschaltung zum Beispiel eines Netzwerk-Servers. Die P2P-Technologie ermöglicht die dezentrale Bereitstellung von Daten über ein Netzwerk. Im Internet wird die P2P-Technologie vor allem für so genanntes Filesharing genutzt, bei dem eine große Zahl weitgehend anonymisierter Benutzer Dateien wie zum Beispiel Musikdateien, Videos, Programmdateien oder sonstige elektronische Dokumente über sogenannte Tauschbörsen austauscht.
Ein Vorteil der P2P-Technologie ist die dezentrale Datenhaltung, da die Daten auf den teilnehmenden Endgeräten und nicht auf einem oder mehreren zentralen Servern liegen. Weiterhin sind in P2P-Netzwerken alle beteiligten Teilnehmer mit ihren Endgeräten gleichberechtigt: Jeder Teilnehmer im Netzwerk kann jedem anderen Teilnehmer Funktionen und Dienstleistungen anbieten und andererseits von anderen Teilnehmern angebotene Funktionen und Dienstleitungen nutzen.
Während P2P sich im Internet in Form von Tauschbörsen und IP-Telefonie mehr und mehr durchgesetzt hat, ist der direkte IP-Verkehr zwischen Teilnehmern in vielen Mobilfunknetzen nicht zugelassen. Der Hauptgrund liegt darin, dass die Teilnehmer im Falle direkter IP-Verbindungen von Mobilfunkgerät zu Mo bilfunkgerät vom Mobile Network Operator (MNO) vorgegebene Nutzungsmechanismen z. B. für das Versenden von Nachrichten oder für VoIP-Telefonate umgehen könnten. Zudem könnten die Marketing- und Billing-Konzepte des MNO umgangen und damit nicht angewendet werden.
Weitere Gründe für das Sperren des P2P-Verkehrs in Mobilfunknetzen sind unter anderem die Angst vor Viren- oder Hacking-Attacken sowie mögliche "Charging attacks", bei denen ein Endteilnehmer Kosten bei einem anderen Endteilnehmer verursachen kann, indem er diesem anderen Endteilnehmer unaufgefordert Datenpakete sendet, für deren Empfang dem anderen Endteilnehmer Gebühren entstehen.
Die im folgenden erwähnten P2P-Tauschbörsen stellen den Typ eines hybriden P2P-Netzwerkes dar, bei dem bestimmte Funktionen wie zum Beispiel Inhaltssuche beziehungsweise Suche nach Inhalte-Anbietern teilweise oder ausschließlich zentral realisiert sind. Dies geschieht zum Beispiel mittels eines sogenannten P2P-Indexservers, der die von allen Teilnehmern (Peers) angebotenen Inhalte indiziert. Das Herunterladen der Inhalts-Daten geschieht dezentral über direkte P2P-Verbindungen zwischen den Endgeräten der P2P-Teilnehmer, wobei auch Herunterladen von mehreren Quellen gleichzeitig eine wichtige Rolle spielt. Es sind andere P2P-Systeme bekannt, bei denen alle Funktionen dezentral implementiert sind.
Um IP-basierte P2P-Dienste wie zum Beispiel Tauschbörsen in Mobilfunknetzen zu implementieren, müssen unter anderem folgende Probleme gelöst werden:

a) Der direkte IP-Verkehr zwischen den Endgeräten der Teilnehmer muss kontrolliert nur für bestimmte Anwendungen erlaubt werden, zum Beispiel für die Tauschbörsen, die vom MNO bereitgestellt werden.
b) Optional muss es möglich sein, einen P2P-Dienst nur für solche Teilnehmer zuzulassen, die diesen 2P2-Dienst beim MNO abonniert haben.
c) Es muss Möglichkeiten geben, eine spezielle und teilnehmerspezifische Vergebührung von P2P-Diensten durchzuführen.
d) Optional kann eine Vergebührung vorgesehen werden, die das Bereitstellen bzw. Heraufladen von Daten (upload) belohnt und damit geringer vergebührt als das Herunterladen von Daten (download). So genannte "incentive systems" werden bisher nur vereinzelt und intern in 2P2-Systemen unterstützt, nicht aber vom jeweiligen Betreiber des Dienstes bzw. nicht vom MNO.
e) Weiterhin muss ein P2P-System in einem Mobilfunknetz mit der Vielzahl der unterschiedlichen Kommunikationsbeziehungen zurechtkommen, die alleine für einen einzigen Download zustande kommen können. Insbesondere ist damit zu rechnen, dass sehr häufig und in schneller Folge Anfragen an neue oder andere mobile P2P-Teilnehmer gesendet werden, ebenso häufig Lade- bzw. Tauschvorgänge angestoßen werden und vor allem auch der Online-Status der teilnehmenden Endgeräte variiert. Letzteres wird im Zusammenhang mit 2P2 auch als "Churn rate" bezeichnet. Die mobile P2P-Churn rate ist im Gegensatz zu der im Festnetz-2P2 sehr hoch und stellt eines der größten Probleme bei mobilen P2P-Diensten dar: Der P2P-Indexserver kann nicht alle direkten P2P-Verbindungen der teilnehmenden Endgeräte untereinander identifizieren, da die Endgeräte diese Verbindungen direkt miteinander vereinbaren, ohne den P2P-Indexserver zu informieren. Für den Fall, dass alle direkten P2P-Verbindungen an den P2P-Indexserver gemeldet würden, entstünde ein sehr hoher dynamischer Aufwand aufgrund der möglichen Vielzahl an Verbindungen für jeden einzelnen Vorgang des Herunterladens. Zudem können die direkten P2P-Verbindungen, die sich auf einen Vorgang des Herunterladens beziehen, im Laufe des Vorgangs wechseln, da zum Beispiel eines der Endgeräte, die die herunterzuladenden Daten zur Verfügung stellen, die Verbindung zum Kommunikationsnetz abbricht.
f) Es muss möglich sein, das Beenden einer P2P-Sitzung eines Teilnehmers zum Beispiel durch den P2P-Indexserver festzustellen, um dem entsprechenden Teilnehmer die Erlaubnis für den entsprechenden P2P-Dienst im Netz des MNO wieder zu entziehen.

Bisher ist kein Verfahren zur Umsetzung eines P2P-Dienstes in Mobilfunknetzen bekannt, das die obigen Probleme löst. Eine mögliche Lösung bestünde darin, einen speziellen Access Point Name (APN) für den IP-Verkehr von Mobilfunkteilnehmern untereinander zu nutzen. Der APN stellt einen Zugangspunkt (Gateway) dar, über den es ermöglicht wird, auf externe Netze zuzugreifen und beispielsweise WAP- oder Internet-Zugang zu erhalten. Unter Verwendung eines APN würde aber die unter Punkt a) beschriebene Kontrollfunktion nicht verwirklicht werden, wenngleich der IP-Verkehr über diesen APN speziell vergebührt werden könnte. Ein spezieller APN ist zudem aufgrund des notwendigen zusätzlichen Administrationsaufwand seitens der MNO nicht gewünscht. Weiterhin wäre es nicht möglich, im selben Packet Data Protocol (PDP)-Kontext andere Dienste mit Zieladresse außerhalb des Adressbereichs der mobilen Endgeräte zuzulassen wie zum Beispiel Internetzugang oder IMS-Dienste, die im P2P-Adressraum liegen, da diese Dienste ein anderes Vergebührungsschema aufweisen als P2P-Dienste.
In der Technischen Spezifikation 3GPP: TS 23.125 V6.5.0 (2005–06): „Overall high level functionality and architecture impacts of flow based charging" wird ein Verfahren zur regelbasierten Steuerung der Vergebührung verschiedener Dienste beschrieben.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 103 31 305 A1 ist ein System bekannt, das einen P2P-Dienst in einem Mobilfunknetz mithilfe eines P2P-Nachrichten-Filters erbringt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung auszugestalten, die P2P-Dienste in einem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk unter Berücksichtigung der unter a) bis f) dargestellten Probleme ermöglichen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kontrolle und Vergebührung von Peer-to-Peer-Diensten, abgekürzt P2P-Dienste, in einem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk kommunizieren ein Serversystem und eine Mehrzahl von Endgeräten miteinander im Kommunikationsnetzwerk. Eine Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion wird zur Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs verwendet. Für die Kommunikation der Endgeräte untereinander werden direkte logische Kommunikationsverbindungen, genannt P2P-Verbindungen, verwendet. Weiterhin werden softwareseitig logische P2P-dienstspezifische Kommunikationskanäle auf den Endgeräten verwendet. Jedes Endgerät kommuniziert vor dem Aufbau direkter logischer Kommunikationsverbindungen zu anderen Endgeräten im Kommunikationssystem mit dem Serversystem. Das Serversystem führt für jedes Endgerät, das mit dem Serversystem kommuniziert, in Zusammenarbeit mit der Vergebührungs- und Zugangskontrollfunktion eine P2P-dienstspezifische Zugangskontrolle durch.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Anordnung mit Mitteln zur Durchführung des oben dargestellten Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren der Selbstadministration und die Verwendung bereits existierender APN die Implementierung eines P2P-Dienstes seitens des MNO vereinfacht wird. Ebenso wird die Nutzung des Dienstes durch die Teilnehmer vereinfacht: Es genügt, wenn der MNO Clientsoftware (zum Beispiel als Datei-Download für die Teilnehmer) und einen Indexserver bereitstellt. Damit fallen für den MNO nur geringe Kosten an. Trotz des geringen Aufwandes profitiert der MNO durch das neue Dienste-Angebot von dem erhöhten Datenverkehrsaufkommen. Die Inhalte werden dabei von den Teilnehmern selbst produziert und verbreitet.
In einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung erfolgt die vom Serversystem und der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion durchgeführte Zugangskontrolle auf der Basis einer zuvor erteilten P2P-dienstspezifischen Berechtigung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung wird zur Teilnehmer- und Endgeräte-spezifischen Unterscheidung und Kontrolle der P2P-dienstspezifischen Servicedatenströme eine IP-Verkehrsbehandlungsfunktion in einem Zugangsknoten des Kommunikationsnetzwerkes verwendet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung wird eine Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion zur Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs verwendet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung tauscht das Serversystem über eine Schnittstelle Endgeräte- und Teilnehmer-spezifische Informationen mit der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion aus.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung generiert die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion P2P-dienstspezifische Vergebührungsregeln auf Basis der vom Serversystem erhaltenen Informationen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung überprüft die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion Teilnehmer-spezifisch, ob eine zuvor erteilte P2P-dienstspezifische Berechtigung vorliegt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung werden die von der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion generierten P2P-dienstspezifischen Vergebührungsregeln in die IP-Verkehrsbehandlungsfunktion des Zugangsknotens geladen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung werden die von der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion generierten P2P-dienstspezifischen Vergebührungsregeln zur Endgeräte-spezifischen Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs verwendet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung teilt jedes Endgerät dem Serversystem seine lokal zum Herunterladen zur Verfügung stehenden Daten mit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung erhält jedes Endgerät vom Serversystem Informationen über auf anderen Endgeräten zum Herunterladen zur Verfügung stehende Daten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung gewährt die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion im Rahmen der Teilnehmer-spezifischen P2P-dienstspezifischen Zugangskontrolle einem Endgerät für einen vorgegebenen Zeitraum direkte P2P-Verbindungen zu anderen Endgeräten im Kommunikationsnetzwerk.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung verweigert die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion im Rahmen der Teilnehmer-spezifischen P2P-dienstspezifischen Zugangskontrolle einem Endgerät direkte P2P-Verbindungen zu anderen Endgeräten im Kommunikationsnetzwerk.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung überprüft das Serversystem in vorgegebenen Abständen die P2P-dienstspezifische Aktivität jedes zuvor vom Serversystem für direkte logische P2P-Verbindungen zugelassenen Endgeräts und verlängert die Zugangsgewährung für direkte logische P2P-Verbindungen für jedes aktive Endgerät um einen vorgegebenen Zeitraum.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung verweigern das Serversystem sowie die Vergebührungs- und Zu gangskontrollregelfunktion Endgeräten die über einen bestimmten Zeitraum keine P2P-dienstspezifischen Aktionen ausgeführt haben, direkte logische P2P-Verbindungen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung können Endgeräte, denen das Serversystem direkte logische P2P-Verbindungen ermöglicht hat, direkte logische 2P2-Verbindungen zu anderen, ebenfalls zu direkten logischen P2P-Verbindungen berechtigten Endgeräten aufbauen und Daten mit diesen berechtigten Endgeräten austauschen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung veranschaulicht. Dabei zeigt:
1: Mobiles Funkkommunikationssystem mit zwei Endgeräten C1, C2 als P2P-Clients
1 stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Anordnung zur Kontrolle und Vergebührung von P2P-Diensten in IP-basierten Kommunikationsnetzen dar. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein mobiles 3GPP-Kommunikationsnetz eines MNO. Die Erfindung ist jedoch auf jede Art von IP-basiertem Kommunikationsnetz anwendbar, zum Beispiel auf ein Festnetz.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich im Zugangsknoten GGSN (englische Abkürzung für Gateway GPRS Support Node) die IP-Verkehrsbehandlungsfunktion TPF: Sobald ein Endgerät C1, C2 eine IP-Verbindung über das Interface Gi zum Internet aufbaut, kann die IP-Verkehrsbehandlungsfunktion TPF innerhalb dieser IP-Verbindung auf der Basis von Paketfiltern unterschiedliche Servicedatenströme unterscheiden. Die TPF kann zum Beispiel bestimmten IP-Verkehr zulassen oder gezielt IP-Pakete verwerfen. Weiterhin kann die TPF eingesetzt werden, um das Datenvolumen oder die Zeit einer IP-Verbindung zu zählen, um diese Informationen zum Beispiel über bestimmte Schnittstellen Ga, Gz einem Off line charging-System OffCS zukommen zu lassen. Bei einem online charging-System OnCS kann die TPF das berechnete Volumen oder die berechnete Zeit durch Kommunikation mit dem Online charging-System OnCS über die Schnittstelle Gy von einem für eine bestimmte Gruppe von Servicedatenströmen geltenden Zeit- bzw. Daten-Volumen abziehen.
Im Ausführungsbeispiel ist der Zugangsknoten GGSN als Beispiel für einen Zugangsknoten eines 3GPP-Mobilfunknetzes angegeben. In anderen Zugangsnetzen sind analoge Zugangsknoten denkbar, zum Beispiel Access Gateways oder Access Server.
Die TPF kann als sogenannter Policy Enforcement Point angesehen werden, der die Entscheidung der im Folgenden noch zu erläuternden Kontrollelemente IS und CRF durch Öffnen oder Schließen der Nutzkanaldatenströme erzwingt. Um der TPF die Unterscheidung der unterschiedlichen Servicedatenströme zu ermöglichen, werden erfindungsgemäß folgende Erweiterungen an den auf den Endgeräten C1, C2 installierten und dem Stand der Technik entsprechenden P2P-Applikationen vorgenommen:
Die auf den Endgeräten C1, C2 installierte P2P-Clientsoftware sendet und empfängt P2P-Datenströme ausschließlich auf einer MNO-spezifischen Portnummer. Eine Portnummer ist dabei eine Nummer, die eindeutig angibt, an welche Software innerhalb des Kommunikationsnetzes, bezogen auf ein Endgerät, ein Datenpaket übertragen werden soll. Vorteilhafterweise handelt es sich zum Beispiel um die Portnummer aus dem Kopf (Header) eines IP-Paketes oder um eine andere Information, die in jedem IP-Paket enthalten ist. Auf diese Weise können die P2P-spezifischen Servicedatenströme der beteiligten Endgeräte C1, C2 durch die TPF von anderen Servicedatenströmen unterschieden werden. Dies ist eine Voraussetzung für eine P2P-dienstspezifische Vergebührung, wie sie erfindungsgemäß vorgeschlagen wird.
Die Servicedatenströme werden durch P2P-Verbindungen V zwischen den Endgeräten C1, C2 verursacht. Diese P2P- Verbindungen stellen logische Verbindungen zwischen den Endgeräten dar, deren physikalisches Gegenstück Gi immer über einen Netzzugangsknoten GGSN im Kommunikationsnetz des MNO verläuft.
1 stellt weiterhin die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion CRF dar: In der CRF werden insbesondere die Vergebührungsregeln gespeichert. Vergebührungsregeln legen fest, wie die unterschiedlichen Servicedatenströme von der TPF behandelt werden. Wesentlicher Bestandteil einer Vergebührungsregel ist dabei ein Paketfilter, der Parameter zur Beschreibung und Identifizierung von Servicedatenströmen, im vorliegenden Fall IP-Datenströmen, enthält. Die Parameter betreffen erfindungsgemäß IP-Adressen sowie Portnummern. Andere Parameter sind denkbar. Vergebührungsregeln legen auf Basis dieser Parameter fest, in welcher Form die betreffenden IP-Datenströme zu vergebühren sind. Mögliche Vergebührungsformen sind beispielsweise Online charging mit Hilfe eines Online charging-Systems OnCS oder Offline charging mit Hilfe eines Offline charging-Systems OffCS sowie volumen- und/oder zeitabhängige Vergebührung.
Will ein Endgerät C1, C2 in einem bestimmten Zugangsknoten GGSN Zugang zum Internet erhalten, lädt die CRF die entsprechenden P2P-dienstspezifischen Vergebührungsregeln über die Schnittstelle Gx in die TPF. Nachdem die P2P-dienstspezifischen Vergebührungsregeln in die TPF des GGSN geladen wurde, können die P2P-dienstspezifischen Servicedatenströme, die vom Endgerät C1, C2 verursacht werden, vergebührt und kontrolliert werden.
Jedes teilnehmende Endgerät C1, C2 muss erfindungsgemäß zur Bekanntgabe von zum Herunterladen freigegebenen Daten und/oder zur Nachfrage nach herunterladbaren Daten Kontakt mit einem P2P-Indexserver IS aufnehmen, der die von allen Teilnehmern auf ihren Endgeräten C1, C2 angebotenen Inhalte indiziert. Wie in 1 dargestellt, weist die CRF eine Schnittstelle Rx zu dem P2P-Indexserver IS auf. Über diese Schnittstelle Rx werden Regelparameter wie zum Beispiel dynamische IP-Adressen der Endgeräte C1, C2 ausgetauscht, die nur dem P2P-Indexserver IS bekannt sind.
Vorteilhafterweise können CRF und IS durch eine Anordnung VV repräsentiert werden. CRF und IS können auch funktional auf getrennten Systemen implementiert sein.
Erfindungsgemäß wird die Schnittstelle Rx zwischen CRF und Indexserver IS genutzt, um den Endgeräten C1, C2 den Zugang zum P2P-Dienst zu gewähren und auf diese Weise eine Zugangskontrolle durch die CRF auszuüben. Hinsichtlich dieser Zugangskontrolle können folgende Fälle auftreten:

1. Haben sich Teilnehmer mit ihren Endgeräten C1, C2 zu einem früheren Zeitpunkt beim MNO für den P2P-Dienst angemeldet (subscribiert), erhält die CRF die entsprechenden Subscriptionsinformationen über eine Schnittstelle Dx zu einer Datenbank DB, in der die Teilnehmer-Datenbasis des MNO abgelegt ist.
2. Teilnehmende Endgeräte C1, C2 verwenden den P2P-Indexserver IS des MNO. Vorteilhafterweise wird diese sogenannte Selbstadministration dadurch umgesetzt, dass die Teilnehmer zuvor die entsprechende vom MNO für P2P-Dienste zum Beispiel als Download zur Verfügung gestellte Clientsoftware auf ihren Endgeräten installiert haben.
3. Beide Kriterien 1. und 2. treffen gleichzeitig zu.

In Fall 1 lädt die CRF während des Verbindungsaufbaus vom Endgerät C1, C2 zum Kommunikationsnetz des MNO (Aufbau des PDP-Kontextes, Erlangung des Internetzugangs) eine P2P-dienstspezifische Vergebührungsregel in die TPF des GGSN, die den IP-Verkehr des Endgerätes C1, C2 zu anderen Endgeräten C1, C2 im Kommunikationsnetz des MNO in einem bestimmten IP-Adressbereich für die festgelegten Portnummern des P2P-Dienstes zulässt. Standardmäßig ist keine entsprechende P2P-dienstspezifische Vergebührungsregel in der TPF aktiv, so dass P2P-dienstspezifischer IP-Verkehr in der TPF verworfen wird (Zugangskontrollfunktion). Erfindungsgemäß verweigert die TPF damit Endgeräten C1, C2 den Zugang zum P2P-Dienst, wenn die entsprechenden Teilnehmer sich nicht zuvor beim MNO für den P2P-Dienst angemeldet haben und die CRF damit keine Regel in die TPF geladen hat, die den Endgeräten C1, C2 den Zugang zum P2P-Dienst ermöglicht hätte.
In Fall 2 kontaktiert ein teilnehmendes Endgerät C1, C2 im Rahmen seines bereits aufgebauten IP-Kontextes den P2P-Indexserver IS des MNO. Der P2P-Indexserver IS befindet sich in einem Adressbereich für MNO-Dienste und ist damit für jedes teilnehmende Endgerät C1, C2 im Kommunikationsnetz des MNO erreichbar. Alternativ ist in der TPF eine Regel aktiv, die den Verkehr von den Endgeräten C1, C2 zum Serversystem IS generell zulässt. Im Anschluss an die Kontaktierung übermittelt der P2P-Indexserver IS der CRF über die Schnittstelle Rx die Informationen zu den P2P-dienstspezifischen Portnummern und die IP-Adresse des kontaktierenden Endgerätes C1, C2. Die CRF generiert auf Basis dieser Informationen eine P2P-dienstspezifische Vergebührungsregel und lädt diese über die Schnittstelle Gx in den TPF des GGSN. Die generierte P2P-dienstspezifische Vergebührungsregel erlaubt von diesem Zeitpunkt an den P2P-dienstspezifischen IP-Verkehr in der TPF. Fall 2 kann als Selbstadministration des Endgerätes C1, C2 bezeichnet werden.
In Fall 3 prüft die CRF nach Erhalt der vom P2P-Indexserver IS übermittelten Informationen zusätzlich, ob ein Teilnehmer, dessen Endgerät C1, C2 den P2P-Indexserver kontaktiert, für den P2P-Dienst des MNO angemeldet ist.
Für den Fall, dass es sich bei einem Endgerät C1, C2 um einen „Roaming"-Teilnehmer aus einem anderen Kommunikationsnetz eines fremden MNO handelt, kann die CRF den Zugang zum P2P-Dienst des MNO verweigern, um ein solches Endgerät C1, C2 zum Beispiel nicht in den Vorzug einer speziellen Vergebührung kommen zu lassen.
Nach erfolgreichem Zugang zum P2P-Dienst des MNO seitens eines Endgeräts C1, C2 übernimmt der P2P-Indexserver IS eine P2P-dienstspezifische Zugangskontrollfunktion: Nach dem Zugriff eines Endgeräts C1, C2 auf den P2P-Indexserver IS ermöglicht der P2P-Indexserver IS dem Endgerät C1, C2 für einen vorgegebenen Zeitraum den Zugang zum P2P-Dienst des MNO und direkte logische P2P-Verbindungen V zu anderen Endgeräten C1, C2 im Netzwerk. Dieser Zeitraum wird vom P2P-Indexserver IS verlängert, wenn der P2P-Indexserver eine P2P-dienstspezifische Aktivität des Endgeräts C1, C2 feststellt. Zur Überprüfung der P2P-dienstspezifischen Aktivität eines Endgeräts C1, C2 sammelt der P2P-Indexserver IS Presenceinformationen über die Endgeräte C1, C2. Dies kann zum Beispiel durch Überprüfen der Aktivität der Endgeräte C1, C2 auf dem P2P-Indexserver IS geschehen (zum Beispiel Überprüfung auf Anfragen nach Verfügbarkeit bestimmter Daten zum Herunterladen von anderen Endgeräten C1, C2 und/oder Bekanntgabe der lokalen Verfügbarkeit bestimmter Daten zum Herunterladen). Weitere Möglichkeiten sind zum Beispiel die direkte Nachfrage bei einem am P2P-Dienst teilnehmenden Endgerät C1, C2 zur Feststellung der P2P-dienstspezifischen Aktivität des Endgeräts C1, C2 oder die Definition einer P2P-Presencesession, bei der ein Endgerät C1, C2 beim P2P-Indexserver IS angemeldet ist und seine lokalen Daten an den P2P-Indexserver IS meldet.
Stellt der P2P-Indexserver IS über einen längeren Zeitraum keine P2P-dienstspezifische Aktivität eines Endgerätes C1, C2 fest, informiert er über die Schnittstelle Rx die CRF, die daraufhin über die Schnittstelle Gx die Entfernung der betreffenden P2P-dienstspezifischen Vergebührungsregel aus der TPF veranlasst, um dem betreffenden Endgerät C1, C2 den weiteren Zugang zum P2P-Dienst zu verweigern. Auf diese Weise kann ein Missbrauch des P2P-Dienstes des MNO eingeschränkt werden.
Das Serversystem IS und die Vergebührungs- und Zugangskontrollfunktion CRF führen eine Entscheidung auf der Kontroll ebene durch, die auch als Policy Decision bezeichnet werden kann.
Für die Vergebührung des P2P-Dienstes bestehen unter anderem folgende Möglichkeiten:

• Der P2P-dienstspezifische IP-Verkehr kann wie normaler Internetverkehr des MNO vergebührt werden. In diesem Fall besteht die Funktion des beschriebenen Verfahrens vor allem in der Gewährung von P2P-dienstspezifischen IP-Verkehrs.
• Der P2P-dienstspezifische IP-Verkehr kann weniger kosten als der normale Kommunikationsverkehr des MNO: Der MNO muss keinen Internetzugang bereitstellen, da der gesamte P2P-dienstspezifische IP-Verkehr über direkte logische P2P-Verbindungen in seinem eigenen Netz stattfindet. Das kann insgesamt positiv zu einer Erhöhung des Datenverkehrsaufkommens im Kommunikationsnetz beitragen. Zudem sind an jeder direkten logischen P2P-Verbindung zwei Endgeräte C1, C2 beteiligt.
• Die Vergebührung kann beim MNO auf der Basis von Volumen der IP-Pakete oder Zeitdauer der direkten logischen P2P-Verbindungen erhoben werden.
• Für den P2P-dienstspezifischen IP-Verkehr kann das Heraufladen günstiger oder zum Beispiel kostenfrei sein. Somit würde derjenige Teilnehmer einer direkten P2P-Verbindung, der das Herunterladen ausführt, für die Gesamtkosten der betreffenden direkten logischen P2P-Verbindung (Session) aufkommen. Auf diese Weise könnte die Bereitstellung von Daten zum Herunterladen belohnt und angeregt werden.

Claims

Verfahren zur Kontrolle und Vergebührung von Peer-to-Peer-Diensten, abgekürzt P2P-Dienste, in einem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk, a. bei dem ein Serversystem (IS) und eine Mehrzahl von Endgeräten (C1, C2) miteinander im Kommunikationsnetzwerk kommunizieren, b. bei dem eine Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) zur Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs verwendet wird, c. bei dem für die Kommunikation der Endgeräte (C1, C2) untereinander direkte logische Kommunikationsverbindungen (V), genannt P2P-Verbindungen, verwendet werden, d. bei dem softwareseitig logische P2P-dienstspezifische Kommunikationskanäle auf den Endgeräten (C1, C2) verwendet werden, e. bei dem jedes Endgerät (C1, C2) vor dem Aufbau direkter logischer Kommunikationsverbindungen (V) zu anderen Endgeräten (C1, C2) im Kommunikationssystem mit dem Serversystem (IS) kommuniziert, f. bei dem das Serversystem (IS) für jedes Endgerät (C1, C2), das mit dem Serversystem (IS) kommuniziert, in Zusammenarbeit mit der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) eine P2P-dienstspezifische Zugangskontrolle durchführt, g. bei dem jedes Endgerät (C1, C2) dem Serversystem (IS) seine lokal zum Herunterladen zur Verfügung stehenden Daten mitteilt, h. bei dem jedes Endgerät (C1, C2) auf Nachfrage vom Serversystem (IS) Informationen über auf anderen Endgeräten (C1, C2) zum Herunterladen zur Verfügung stehende Daten erhält, i. bei dem das Serversystem (IS) von teilnehmenden Endgeräten (C1, C2) angebotene Daten indiziert, j. bei dem das Serversystem (IS) über eine Schnittstelle (Rx) Teilnehmer- und Endgeräte-spezifische Informationen mit der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) austauscht, und k. bei dem die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) P2P-dienstspezifische Vergebührungsregeln auf Basis der vom Serversystem (IS) erhaltenen Informationen generiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die vom Serversystem (IS) und der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) durchgeführte Zugangskontrolle auf der Basis einer zuvor erteilten P2P-dienstspezifischen Berechtigung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass zur Teilnehmer- und Endgeräte-spezifischen Unterscheidung und Kontrolle der P2P-dienstspezifischen Servicedatenströme eine IP-Verkehrsbehandlungsfunktion (TPF) in einem Zugangsknoten (GGSN) des Kommunikationsnetzwerkes verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) zur Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) Teilnehmer-spezifisch überprüft, ob eine zuvor erteilte P2P-dienstspezifische Berechtigung vorliegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die von der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) generierten P2P-dienstspezifischen Vergebührungsregeln in die IP-Verkehrsbehandlungsfunktion (TPF) des Zugangsknotens (GGSN) geladen werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die von der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) generierten P2P-dienstspezifischen Vergebührungsregeln zur Teilnehmer- und Endgeräte-spezifischen Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) im Rahmen der Teilnehmerspezifischen P2P-dienstspezifischen Zugangskontrolle einem Endgerät (C1, C2) für einen vorgegebenen Zeitraum direkte logische P2P-Verbindungen (V) zu anderen Endgeräten (C1, C2) im Kommunikationsnetzwerk gewährt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) im Rahmen der Teilnehmerspezifischen P2P-dienstspezifischen Zugangskontrolle einem Endgerät (C1, C2) für den Fall einer nicht zuvor erteilten P2P-dienstspezifischen Berechtigung direkte logische P2P-Verbindungen (V) zu anderen Endgeräten (C1, C2) im Kommunikationsnetzwerk verweigert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Serversystem (IS) in vorgegebenen Abständen die P2P-dienstspezifische Aktivität jedes zuvor vom Serversystem (IS) für direkte logische P2P-Verbindungen (V) zugelassenen Endgeräts (C1, C2) überprüft und die Zugangsgewährung für direkte logische P2P-Verbindungen (V) für jedes aktive Endgerät (C1, C2) um einen vorgegebenen Zeitraum verlängert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Serversystem (IS) und die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) Endgeräten (C1, C2), die über einen bestimmten Zeitraum keine P2P-dienstspezifischen Aktionen ausgeführt haben, direkte logische P2P-Verbindungen (V) verweigern.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass Endgeräte (C1, C2), denen das Serversystem (IS) direkte logische P2P-Verbindungen (V) gewährt hat, direkte logische P2P-Verbindungen (V) zu anderen, ebenfalls zu direkten logischen P2P-Verbindungen (V) berechtigten Endgeräten (C1, C2) aufbauen und Daten mit diesen berechtigten Endgeräten (C1, C2) austauschen können.
Anordnung (VV) zur Kontrolle und Vergebührung von Peer-to-Peer-Diensten, abgekürzt P2P-Dienste, in einem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk a. mit Mitteln zur Kommunikation zwischen einem Serversystem (IS) und einer Mehrzahl von Endgeräten (C1, C2) im Kommunikationsnetzwerk, b. mit einer Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) zur Vergebührung und Zugangskontrolle des Kommunikationsverkehrs, c. mit Mitteln zur Kommunikation der Endgeräte (C1, C2) untereinander über direkte logische Kommunikationsverbindungen (V), genannt P2P-Verbindungen, d. mit softwareseitigen logischen P2P-dienstspezifischen Kommunikationskanälen auf den Endgeräten (C1, C2), e. mit Mitteln zur Kommunikation jedes Endgerätes (C1, C2) mit dem Serversystem (IS) vor dem Aufbau direkter logischer Kommunikationsverbindungen (V) zu anderen Endgeräten (C1, C2) im Kommunikationssystem, f. mit Mitteln zur Durchführung einer P2P-dienstspezifischen Zugangskontrolle durch das Serversystem (IS) in Zusammenarbeit mit der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) für jedes Endgerät (C1, C2), das mit dem Serversystem (IS) kommuniziert, g. mit Mitteln für eine Indizierung von von teilnehmenden Endgeräten (C1, C2) angebotenen Daten, h. mit Mitteln zur Übermittlung von Informationen über auf anderen Endgeräten (C1, C2) zum Herunterladen zur Verfügung stehende Daten durch das Serversystem (IS) an ein anfragendes Endgerät (C1, C2), i. mit Mitteln zum Austausch von Teilnehmer- und Endgeräte-spezifischer Informationen zwischen dem Serversystem (IS) und der Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF) über eine Schnittstelle (Rx), und j. mit Mitteln zur Generierung P2P-dienstspezifischer Vergebührungsregeln auf Basis der vom Serversystem (IS) erhaltenen Informationen durch die Vergebührungs- und Zugangskontrollregelfunktion (CRF).