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CN101325543B - 一种实现网络地址转换的方法、实体及系统 - Google Patents

一种实现网络地址转换的方法、实体及系统 Download PDF

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CN101325543B CN2007101301716A CN200710130171A CN101325543B CN 101325543 B CN101325543 B CN 101325543B CN 2007101301716 A CN2007101301716 A CN 2007101301716A CN 200710130171 A CN200710130171 A CN 200710130171A CN 101325543 B CN101325543 B CN 101325543B
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Abstract

本发明实施例涉及通信技术领域一种实现网络地址转换的方法，包括：应用功能实体接收到消息，根据所述消息确定信令方向；将所述信令方向信息携带于接入授权请求消息中发送给基于业务的策略决策功能实体；所述基于业务的策略决策功能实体根据所述信今方向获取对应的本地域地址，并发送给所述应用功能实体；所述应用功能实体根据所述本地域地址发送所述消息。本发明实施例还提供一种实现网络地址转换的实体及系统。本发明实施例通过扩展应用功能实体与基于业务的策略决策功能实体之间交互的消息，增加表示信令方向的字段，使基于业务的策略决策功能实体能区分消息的上下行方向，是从接入侧/本端核心侧到核心侧/对端核心侧还是从核心侧/对端核心侧到接入侧/本端核心侧，从而实现NAT控制。

Description

一种实现网络地址转换的方法、实体及系统 
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现网络地址转换方法、实体及系统。 
背景技术
随着Internet规模的不断增大，各种各样的网络服务争相涌现，先进的多媒体通信系统层出不穷。由于实时业务对网络传输时延、延时抖动等特性较为敏感，当网络上有突发性高的FTP(文件传送协议)或者含有图像文件的HTTP(超文本传输协议)等业务时，实时业务就会受到很大影响；另一方面，由于多媒体业务占去了大量的带宽，现有网络要保证的关键业务就难以得到可靠的传输。于是，各种QoS(服务质量)技术应运而生。 
运营商和企事业用户对以太网技术和端对端以太网技术有较高的认知程度。以太网技术成为未来搭建三网合一、城域网的主要技术之一，以太网业务在未来市场将会有极大的发展。 
针对这些状况，在NGN(ETSI的TISPAN的分组网络架构)中，在应用层和传送层之间引入了RACS(资源接纳控制子系统)子系统，用于统一管理承载网的资源，并提供基于策略的控制，包括承载网的QoS、NAT(网络地址转换)等，都需经过RACS来访问和控制。NGN中定义的RACS架构如图1所示； 
RACS主要包括SPDF(基于业务的策略决策功能)和A-RACF(接入-资源接纳控制功能)，图1中其它部分表述了相关功能实体和RACS架构的关 系和接口。AF(应用功能实体)通过Gq’接口与SPDF交互，传递会话业务相关的信息；所述AF具体可以为：P-CSCF(代理-呼叫会话控制功能实体)、IBCF(互连边界控制功能)；BGF(边界网关功能实体)和RCEF(资源控制执行功能)是传输层的策略执行点，SPDF主要通过和BGF交互，使其执行QoS控制策略和/或NAT控制； 
其中NAT原理为：NAT通过将写在IP包上的未经注册的地址替换为合法的、已获注册的IP地址来解决地址冲突的问题。也就是说：在内部网络中使用内部地址，通过NAT把内部地址翻译成合法的IP地址在Internet上使用；在进行NAT转换时，将IP包内的地址用合法的IP地址来替换，就可以满足大量内部主机用少量的IP地址访问互联网的需求了。 
但是，在实现本发明过程中，发明人发现上述技术至少存在如下缺点： 
现有的RACS标准中，Gq’接口的AAR(AA-Request，认证授权请求)消息中没有携带关于区分SDP(会话描述协议)方向的AVP(Attribute-ValuePair，属性值对)，当一个业务流中带有两个上下行媒体流以及在IMS(IP多媒体子系统)网络与PSTN(公共电话交换网)等一些老的网络互通的情况下，SPDF就无法区分当前SDP的方向，从而不能进行NAT控制。 
发明内容
本发明实施例提供一种实现网络地址转换的方法、实体及系统，解决了现有的SPDF无法区分当前SDP方向，从而不能进行NAT控制的问题。 
本发明实施例是通过以下技术方案实现的： 
本发明实施例提供一种实现网络地址转换的方法，包括： 
应用功能实体接收到消息，根据所述消息确定信令方向；所述应用功能实体接收到的消息中包括信令方向； 
将所述信令方向承载于接入授权请求消息中发送给基于业务的策略决策 功能实体； 
所述基于业务的策略决策功能实体根据所述信令方向获取对应的本地域地址，并发送给所述应用功能实体； 
所述应用功能实体根据所述本地域地址发送所述消息。 
本发明实施例提供一种应用功能实体，包括： 
信令方向指示模块，用于接收消息，根据所述消息确定信令方向，将所述信令方向承载于接入授权请求消息中发送；接收的所述消息中包括信令方向； 
网络地址转换模块，用于根据基于业务的策略决策功能实体获取并发送的本地域地址进行接入侧本地域地址与核心侧本地域地址的替换； 
消息转发模块，用于根据所述网络地址转换模块进行地址替换后的地址进行所述消息的转发。 
本发明实施例提供一种基于业务的策略决策功能实体，包括： 
消息获取模块，用于接收应用功能实体发送的携带有信令方向的接入授权请求消息； 
网络地址转换控制模块，用于根据所述信令方向获取本地域地址发送给所述应用功能实体，实现所述网络地址转换控制。 
本发明实施例提供一种实现网络地址转换的系统，包括： 
应用功能实体，用于接收消息，根据所述消息确定信令方向，并发送携带所述信令方向的接入授权请求消息，并接收所述消息对应的本地域地址，根据所述地址转发所述消息；接收的所述消息中包括信令方向； 
基于业务的策略决策功能实体，用于接收所述应用功能实体发送的携带有信令方向的接入授权请求消息，根据所述信令方向获取本地域地址并发 送。 
由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过扩展应用功能实体与基于业务的策略决策功能实体之间交互的消息，增加表示信令方向的字段，使基于业务的策略决策功能实体能区分消息的上下行方向，是从接入侧/本端核心侧到核心侧/对端核心侧还是从核心侧/对端核心侧到接入侧/本端核心侧，从而实现NAT控制。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为现有技术NGN中定义的RACS架构图； 
图2为本发明实施例存在IBCF组网时SDP Direction的AVP消息示意图； 
图3为本发明实施例一流程图； 
图4为本发明实施例二流程图； 
图5为本发明实施例存在IBCF组网情况下主叫端实现NAT控制流程图； 
图6为本发明实施例存在IBCF组网情况下被叫端实现NAT控制流程图； 
图7为本发明实施例三所述系统组成示意图。 
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 
本发明实施例通过扩展两实体之间的接口，在该接口的消息中增加表示信令方向的字段，从而使消息接收方可以快速、明确识别信令方向，实现NAT控制等操作。 
所述两实体可以为应用功能实体与基于业务的策略决策功能实体。 
下面的实施例以IMS系统的AF和SPDF两实体，两实体之间使用SIP协议为例进行说明。通过扩展AF与SPDF之间的接口Gq’，在Gq’的AAR消息中增加表示SDP方向的SDP Direction AVP，使SPDF能区分SDP的上下行方向，从而实现NAT控制。 
在ETSI TISPAN RTS 183 017(欧洲电信标准化协会，电信和互联网融合业务及高级网络协议)规定的AF与SPDF之间的接口Gq’上，增加了指示SDP方向的AVP，AAR消息一种实施例的定义如下： 
<AA-Request>::＝<Diameter Header：265，REQ，PXY> 
                         <Session-Id>(会话标识) 
                         {Auth-Application-Id}(应用标识) 
                         {Origin-Host}(源主机) 
                         {Origin-Realm}(源域) 
                         {Destination-Realm}(目的域) 
                         [SDP Direction](SDP方向) 
                         *[Media-Component-Description](媒体部件描述) 
    *[Flow-Grouping](流分组) 
                         [AF-Charging-Identifier](AF计费标识) 
                         [SIP-Forking-Indication](SIP分叉指示) 
                         *[Specific-Action](特定操作) 
                         [User-Name](用户名) 
                         [Binding-Information](绑定信息) 
                         [Latching-Indication](锁定指示) 
                         [Reservation-Priority](预留优先级) 
                         [Globally-Unique-Address](全局统一地址) 
                         [Authorization-Lifetime](授权生命期) 
                         *[Proxy-Info](代理信息) 
                         *[Route-Record](路由记录) 
                         *[AVP]其它属性值对(AVP，attribute-value pair) 
SDP Direction的AVP消息格式可以是整型32位的，所述SDP Direction的AVP消息用于NAT控制时，在存在IBCF的组网中，如图2所示，所述SDPDirection的AVP消息可以为： 
INNER_TO_OUTER(0)：表示从接入侧到核心侧，或从本端核心侧到对端核心侧； 
OUTER_TO_INNER(1)：表示从核心侧到接入侧，或从对端核心侧到本端核心侧； 
所述SDP Direction可以应用于：NAT控制，或者NAT和QoS资源预留共存时，也可用于QoS资源预留时。 
下面以不同实施例详细说明所述SDP Direction的AVP的应用。 
本发明实施例一提供一种利用SDP方向实现NAT控制的方法，如图3所示，为不存在IBCF的组网场景，AF具体为P-CSCF，主叫端实现NAT控制的方法，令所述主叫端为用户实体A，即UE A，具体实现包括如下步骤： 
步骤1：P-CSCF A接收到从UE A发送的SDP offer(SDP消息构成提供)消息； 
所述SDP offer消息可以携带于INVITE请求等消息中，该消息中可以包含消息发送方希望使用的一组媒体流和编解码，及消息发送方希望接收所发送的消息的IP地址和端口号，以及接入端IP地址。例如，所述消息中可以携带有：媒体地址A1、SDP Direction(INNER_TO_OUTER(0)：进入IMS核心域)、及UE A的IP地址； 
对于从所述UE A发送给核心网侧的消息，所述媒体地址对UE A侧为消息的目的地址，而对于核心网侧为所述消息的源地址； 
步骤2：所述P-CSCF A从所述接收到的消息中获取媒体地址A1，同时获取SDP Direction(INNER_TO_OUTER(0)：进入IMS核心域)、及UE A的IP地址等，然后向SPDF A发送AAR消息； 
所述AAR消息中携带的内容可以参见上述AAR消息的定义； 
步骤3：SPDF A接收到所述AAR消息后，依据UE A的IP地址查找本地路由，获取与所述UE A的IP地址对应的C-BGF A(UE A侧对应的核心网BGF)的地址，并获取AAR中携带的SDP Direction值，该值为INNER_TO_OUTER(0)，从而可以判断需要申请媒体流上行口地址(即核心侧地址)，则所述SPDF A向C-BGF A发送ADD Termination(本地域地址请求)消息，申请分配媒体流上行口地址； 
所述ADD Termination消息中携带所述SDP offer消息的媒体地址A1及申请域指示(即申请的是接入侧本地域还是核心侧本地域地址)； 
步骤4：C-BGF A接收到所述申请消息后，依据ADD Termination消息中的媒体地址A1地址及申请域指示申请上行口核心侧本地域的地址A3，通过Reply消息返回给SPDF A； 
步骤5：SPDFA将所述地址A3通过AAA消息(AA-Answer，AAR消息的响应)发送给P-CSCF A； 
步骤6：所述P-CSCF A将AAA消息中的A3替换原SDP的A1，并进行SDP offer消息的转发，将所述消息发往被叫。 
本实施例一为主叫端用户媒体映射的初始创建过程，所述P-CSCF通过在AAR消息中携带SDP Direction，使得所述SPDF可以判断所述消息是发往核心侧还是接入侧，从而请求获得本域地址，通知给所述P-CSCF，所述P-CSCF根据所述本域地址进行消息转发，最终实现了主叫端的NAT控制。 
本发明实施例二提供一种利用SDP方向实现NAT控制的方法，如图4所示，为不存在IBCF的组网场景，AF具体为P-CSCF，被叫端实现NAT控制的方法，令所述被叫端为用户实体B，即UE B，具体实现包括如下步骤： 
步骤1：P-CSCF B接收到SDP offer，所述消息中携带的媒体地址为 B4； 
所述SDP offer消息可以携带于INVITE请求等消息中，该消息中可以包含消息发送方希望使用的一组媒体流和编解码，及消息发送方希望接收所发送的消息的IP地址和端口号，以及接入端IP地址。例如，所述消息中可以携带有：媒体地址B4、SDP Direction(OUTER TO INNER(1)：出IMS核心网)、及UE B的IP地址； 
对于从所述核心网侧发送给UE B的消息，所述媒体地址对核心网侧为消息的目的地址，而对于UE B侧为所述消息的源地址； 
步骤2：所述P-CSCF B从所述接收到的SDP offer消息中获取媒体地址B4，同时获取SDP Direction(OUTER_TO_INNER(1)：出IMS核心网)、及UE B的IP地址，之后向SPDF B发送AAR； 
步骤3：SPDF B接收到所述AAR消息后，依据UE B的IP地址查找本地路由，获取UE B侧对应核心侧的BGF地址，即C-BGF B的地址，并获取AAR中携带的SDP Direction值，其值为OUTER_TO_INNER(1)，从而可以判断需要申请媒体流下行口地址(即接入侧地址)，则所述SPDF B向C-BGF B发送ADD Termination，申请分配媒体流下行口地址； 
所述ADD Termination消息中携带所述SDP offer消息的媒体地址B4及申请域指示(即申请的是接入侧本地域还是核心侧本地域地址)； 
步骤4：C-BGF B依据ADD Termination消息中的媒体地址B4及申请域指示，申请下行口接入侧本地域的地址B2，通过Reply消息返回给SPDF B； 
步骤5：所述SPDF B将所述B2通过AAA消息返回给P-CSCF B； 
步骤6：所述P-CSCF B将AAA消息中的B2替换原SDP的B4，并进行所述SDP offer消息的转发，发送给接入侧UE B； 
本实施例二为被叫端用户媒体映射的初始创建过程，所述P-CSCF通过在AAR消息中携带SDP Direction，使得所述SPDF可以判断所述消息是发往 核心侧还是接入侧，从而请求获得本地域地址，通知给所述P-CSCF，所述P-CSCF根据所述本地域地址进行消息转发，最终实现了被叫端的NAT控制。 
上述实施例为不存在IBCF时的组网情况下，实现NAT控制方法，当存在IBCF时，其与上述实施例的区别在于，所述P-CSCF将对应的消息首先转发给S-CSCF，由S-CSCF转发给IBCF，再又IBCF将携带SDP Direction的消息发送给与其相连的本端的SPDF AA或SPDF BB，由所述SPDF AA或SPDFBB与对应的I-BGF交互获取本地地址，经SPDF AA或SPDF BB通知给IBCF，再由IBCF根据所述本地地址进行消息转发，从而实现NAT控制，其对应的主叫端NAT控制流程如图5所示，对应的被叫端NAT控制流程如图6所示，具体流程此处不再赘述。 
本发明实施例三提供一种利用SDP方向实现NAT控制的系统，本实施例所述系统组成如图7所示，包括UE、应用功能实体、基于业务的策略决策功能实体。 
所述应用功能实体，用于接收所述UE发送的消息，根据所述消息确定信令方向，并向基于业务的策略决策功能实体发送携带所述信令方向的AAR消息，并接收所述基于业务的策略决策功能实体发送的所述消息对应的本地域地址，根据所述本地域地址转发所述消息； 
为完成所述功能，所述应用功能实体至少包括如下模块： 
信令方向指示模块，用于接收UE发送的消息，并根据所述消息确定信令方向，将所述信令方向信息承载于AAR消息中发送； 
网络地址转换模块，用于根据所述基于业务的策略决策功能实体获取并发送的本地域地址进行接入侧本地域/本端核心侧与核心侧本地域/对端核心侧地址的替换； 
消息转发模块，用于根据所述网络地址转换模块进行地址替换后的地址进行所述消息的转发。 
所述应用功能实体可以为P-CSCF或IBCF。 
所述基于业务的策略决策功能实体用于接收所述应用功能实体发送的携带有信令方向的AAR，根据所述信令方向实现NAT控制；为完成所述功能，所述基于业务的策略决策功能实体至少包括： 
消息获取模块，用于接收所述应用功能实体发送的携带有信令方向的AAR消息； 
网络地址转换控制模块，用于根据所述信令方向实现NAT控制，所述NAT控制主要包括：根据所述信令方向确定需要获取的本地域地址，将所述地址发送给应用功能实体。 
上述本发明实施例主要介绍IMS网络与其他网络互通使用SIP协议时，确定信令方向的方法，本发明实施例同样适用于其他网络之间互通确定信令方向的情况。 
综上所述，本发明实施例通过扩展AF与SPDF之间的接口，在AAR消息中增加表示信令方向的SDP Direction AVP，使SPDF能区分SDP的上下行方向，从而实现NAT控制。实现了IMS网络与PSTN等老的网络进行互通，或者一个媒体流的上下行流同时经过BGF上行/下行口时，SPDF可以区分当前SDP的方向是从接入侧/本端核心侧到核心侧/对端核心侧还是从核心侧/对端核心侧到接入侧/本端核心侧，从而实现NAT控制。 
虽然上面描述的仅仅是实施例，但并不意味着本发明的保护范围仅限于所述的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下通过修改、等同、替代所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

Claims (10)

1.一种实现网络地址转换的方法，其特征在于，包括：
应用功能实体接收到消息，根据所述消息确定信令方向；所述应用功能实体接收到的消息中包括信令方向；
将所述信令方向承载于接入授权请求消息中发送给基于业务的策略决策功能实体；
所述基于业务的策略决策功能实体根据所述信令方向获取对应的本地域地址，并发送给所述应用功能实体；
所述应用功能实体根据所述本地域地址发送所述消息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应用功能实体接收到的消息中还包括：
消息发送方希望使用的一组媒体流和编解码，接入端IP地址，消息发送方希望接收所发送的消息的IP地址和端口号，即媒体地址。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于业务的策略决策功能实体根据所述信令方向获取对应的本地域地址的方法包括：
所述基于业务的策略决策功能实体根据所述接入端IP地址确定对应的边界网关功能实体，及根据所述信令方向确定需要获取的本地域地址；
向所述对应的边界网关功能实体请求并获取所述本地域地址。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于业务的策略决策功能实体向对应的边界网关功能实体请求并获取所述本地域地址的方法具体包括：
所述基于业务的策略决策功能实体向所述边界网关功能实体发送携带所述媒体地址及申请域指示的本地域地址请求消息；
所述边界网关功能实体根据所述请求消息申请到对应的本地域地址，并返回给所述基于业务的策略决策功能实体。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，当所述信令方向为从接入侧到核心侧时，所述本地域地址为核心侧本地域地址；
当所述信令方向为从核心侧到接入侧时，所述本地域地址为接入侧本地域地址。
6.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述应用功能实体根据所述本地域地址发送所述消息的方法包括：
所述应用功能实体将所述本地域地址替换原消息中的媒体地址，之后发送所述消息。
7.一种应用功能实体，其特征在于，包括：
信令方向指示模块，用于接收消息，根据所述消息确定信令方向，将所述信令方向承载于接入授权请求消息中发送；接收的所述消息中包括信令方向；
网络地址转换模块，用于根据基于业务的策略决策功能实体获取并发送的本地域地址进行接入侧本地域地址与核心侧本地域地址的替换；
消息转发模块，用于根据所述网络地址转换模块进行地址替换后的地址进行所述消息的转发。
8.如权利要求7所述的应用功能实体，其特征在于，所述实体为代理-呼叫会话控制功能实体、或互连边界控制功能实体。
9.一种基于业务的策略决策功能实体，其特征在于，包括：
消息获取模块，用于接收应用功能实体发送的携带有信令方向的接入授权请求消息；
网络地址转换控制模块，用于根据所述信令方向获取本地域地址发送给所述应用功能实体，实现所述网络地址转换控制。
10.一种实现网络地址转换的系统，其特征在于，包括：
应用功能实体，用于接收消息，根据所述消息确定信令方向，并发送携带所述信令方向的接入授权请求消息，并接收所述消息对应的本地域地址，根据所述地址转发所述消息；接收的所述消息中包括信令方向；
基于业务的策略决策功能实体，用于接收所述应用功能实体发送的携带有SDP方向的接入授权请求消息，根据所述信令方向获取本地域地址并发送。
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