CN101350769B - 网络设备及网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络设备及网络系统，该网络设备包括通信接口单元，用于接收和发送应用层信令，其特征在于，所述网络设备还包括应用控制单元，所述应用控制单元进一步包括：应用功能模块，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况进行接纳控制，并向策略决策模块以及应用功能模块返回接纳控制结果。本发明实施例的网络设备对于任何一种应用层协议的资源请求都能基于对网络状况的感知进行合理的接纳控制管理，为该应用信令选择合适的路径。

Description

网络设备及网络系统

技术领域

本发明关于资源管理领域，特别关于一种网络设备及网络系统。

背景技术

SIP(Session Initiation Protocol)会话初始协议是IETF制订的，用于多方多媒体通信。按照IETF RFC3261的定义，SIP是一个应用层控制协议，独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议借鉴了HTTP、SMTP等协议，支持代理、重定向及登记定位用户等功能，支持用户移动。通过与RTP/RTCP、SDP、RTSP等协议及DNS配合，SIP支持语音、视频、数据、E-mail、状态、IM、聊天、游戏等。SIP协议可在TCP或UDP之上传送，由于SIP本身具有握手机制，可首选UDP。

IP Multimedia Subsystem(IP多媒体子系统，IMS)是一个标准化的下一代网络(NGN)架构，被设计于提供手机和固话的多媒体服务。IMS为网络中能产生收益的新应用的迅速推广提供了灵活的传达手段。IMS核心网络允许服务供应商为固话和手机客户提供呼叫的一致的IP服务，其目标可以是IP也可以是电路交换(CS)网络。基于IMS的服务可实现多模式通信，包括语音、文字、地点、图片和影像，或者其任何一种组合，并以高度个性化和安全的方式进行。这样，IMS被认为是业界的固定/移动融合之路的基石。

图1为ETSI TISPAN(Telecommunication and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking)的IMS架构，用户侧设备UE通过Gm接口与P-CSCF相连，IMS里各个功能体各司其职，有机的形成一个为用户间通讯建立连接，提供给用户通信服务的系统。IMS系统整个是业务驱动的。Resource and Admission Control Subsystem(资源与接纳控制子系统，RACS)是下一代网络(NGN)中负责策略控制、资源预留、接纳控制的子系统，同时也包括对BGS(Border Gateway Service，包括NAT)业务的支持。RACS对于应用提供基于策略的传输控制服务，这使得应用能够在传输网络中请求和预留资源。

SIP协议基于Client/Server模式，Client发起请求，Server返回响应。目前IMS应用SIP Proxy Server(P-CSCF)一般位于核心网做一个集中式的处理。由于现有网络采用集中式的Server，负荷比较重，会带来可靠性问题(下面汇聚大量用户，一旦出现问题造成巨大影响)；而且，P-CSCF(或应用层信令代理)与RACS隔离，P-CSCF通常位于核心网，RACS通常位于接入网，无法基于网络策略做信令选路；此外，接入网不涉及应用层信令的处理，即P-CSCF等设备都部放在核心网内，核心网最终无法通过信令中内容感知用户位置。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种网络设备及网络系统。该网络设备可以独立地分布于接入网或核心网，能够解决一个集中的设备负担较重的缺陷；并且，该网络设备通过将应用功能模块、策略决策模块和资源接纳控制模块集合于一个实体中，可以基于对网络状态的感知以及用户应用层信令的分析，进行信令选路；同时，通过在应用层信令中添加用户位置信息，可以使核心网感知用户的当前位置。

本发明一实施例的目的在于提供一种网络设备，该网络设备包括通信接口单元，用于接收和发送应用层信令，所述网络设备还包括与所述通信接口单元连接的应用控制单元，所述应用控制单进一步包括：应用功能模块，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况进行接纳控制，并向策略决策模块以及应用功能模块返回接纳控制结果。

本发明另一实施例的目的是提供一种网络系统，所述网络系统包括网络控制器及多个边缘节点，所述网络控制器与所述多个边缘节点连接，所述网络控制器包括通信接口单元和应用控制单元，所述通信接口单元用于接收和发送应用层信令，所用应用控制单元包括：应用功能模块，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况进行接纳控制，为所述应用层信令选择所述边缘节点，并向策略决策模块以及应用功能模块返回接纳控制结果。

本发明实施例的网络设备将应用功能模块、策略决策模块和资源接纳控制模块集合于一个装置中，对于任何一种应用层协议的资源请求都能基于对网络状况的感知进行合理的接纳控制管理，为该应用信令选择合适的路径。该网络设备可以部署于接入网或核心网或同时部署于接入网和核心网，能够根据接入网和核心网的网络资源为应用层信令选择合理的路径。

附图说明

图1为现有技术TISPAN的IP多媒体子系统架构图；

图2为本发明实施例1的控制器的功能框图；

图3为本发明实施例2的网络系统原理图；

图4为本发明实施例2的网络系统的业务发起流程图；

图5为本发明实施例DHCP单元返回控制器地址的一种方法流程图；

图6为本发明实施例DHCP单元返回控制器地址的另一种方法流程图；

图7为本发明实施例认证单元返回控制器地址的一种方法流程图；

图8为本发明实施例认证单元返回控制器地址的另一方法流程图；

图9为本发明实施例认证单元返回控制器地址的又一方法流程图；

图10为本发明实施例2的网络系统的一个具体的语音应用流程图；

图11为本发明实施例3的网络系统原理图；

图12为本发明实施例3的网络系统的业务发起流程图；

图13为本发明实施例4的网络系统原理图；

图14为本发明实施例4的网络系统的业务发起流程图；

图15为本发明实施例5的网络系统原理图；

图16为本发明实施例5的网络系统的业务发起流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明如下：

实施例1：

本实施例提供一种网络设备，该网络设备可以支持不同类型的应用协议，根据应用协议的请求以及运营商的策略来为该应用生成合适的资源预留，并根据该网络设备本身对网络资源的感知来进行接纳控制，下文及附图将以控制器(controller)来表示该网络设备。

图2为本实施例控制器的功能框图。如图所示，该控制器2包括应用控制单元20和通信接口单元21。应用控制单元20进一步包括：应用功能模块201，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块202，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块203，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况进行接纳控制，并向策略决策模块202以及应用功能模块201返回接纳控制结果。通信接口单元21用于接收和发送应用层信令，此外，还用于其他分组报文的接收和发送以及报文物理层、数据链路层、网络层的处理，并能识别报文发送到不同的单元，以及负责单元模块之间的交互。

应用功能模块201负责应用层信令(例如SIP)的处理，负责信令的路由(这里的路由指的是对下一跳的选择，对应用层下一跳的选择，例如下一个P-CSCF的选择，而不是指平常意义上的数据的路由)。应用层功能模块201可选支持多种应用层协议，例如SIP、RSTP、H.248、HTTP等。处理SIP协议，作为SIP PROXY存在；在IPTV应用场景下(RSTP协议)，作为IPTV PROXY存在；还可以对下行H.248协议做处理，做H.248和SIP协议的转换；另外还可以对HTTP协议等其他应用层协议做处理。应用功能模块201从接收到的应用层信令中提取媒体流的信息并将这些信息提供给策略决策模块202。媒体流信息包括但不限于：媒体流的标识信息(例如五元组信息)，媒体流需要预留的带宽信息，以及媒体流的优先级信息等。

在一种优选的实施方式中，应用功能模块201还用于在所述应用层信令中添加接入位置信息，以使核心网的IMS网络或非IMS网络能感知用户的位置。例如，可以通过SIP信令中的via字段来增加用户位置信息，当经过这个控制器的时候增加via字段，这样核心网那边就可以通过via字段来感知用户位置。该位置信息可以是接入网的标识，或者Controller自身的标识(自身的标识中会带有接入网的位置信息)等等。在另一种优选的实施方式中，当网络传输设备支持NAT的情况下，应用功能模块201还用于向该网络传输设备请求地址映射信息，以对应用层信令(例如SDP)中的地址信息进行修改。修改后的应用层信令经通信接口单元21发出。

策略决策模块202做基于业务的策略控制，策略决策模块202通过应用功能模块201提供的媒体流信息中可以获得关于服务质量的参数，然后用网络运营商定义的策略规则进行策略决策，并提供给资源接纳控制模块做资源接纳控制管理。策略决策模块202通过检测应用功能模块201提供的媒体流信息，判断是否与运营商定义的策略规则一致并生成资源预留请求信息，如应用功能模块提取SDP信息中策略功能模块需要的那部分并发送给策略决策模块，例如编解码类型、IP端口号等等。

资源接纳控制模块203根据策略决策模块202提供的资源预留请求信息以及网络资源状况来进行接纳控制，并且向策略决策模块以及应用功能模块反馈是否接纳资源请求信息。在一优选的实施方式中，本实施例的资源接纳控制模块203本身具有感知网络拓扑的能力。因为实际控制器2在网络中是一个集中式的设备，每次资源接纳控制都需要经过该控制器2的处理，因此它能感知资源的使用状况，所以当策略决策模块202的请求下来之后，资源接纳控制模块203就查看网络拓扑的哪条路径符合对资源的请求，进而选择边缘，或者如果它发现网络非常拥挤无法满足需求时可以拒绝请求。

在一优选的实施例中，控制器2还包括DHCP单元22，用于负责DHCP协议报文的处理，该DHCP单元22可以作为DHCP SERVER或者DHCP PROXY而存在，在用户获取IP地址的时候增加控制器的地址信息。在另一优选的实施例中，控制器2还包括认证单元23，用于负责认证报文的处理，该认证单元可以作为认证者(Authenticator)、认证服务器或者认证代理存在，该认证单元的存在作为一种可选的方式同样可以使用户动态获取控制器的地址信息。

在另一优选实施例中，控制器2还包括会话定位及存储单元24。当控制器2中存在DHCP单元的情况下，用户通过DHCP获取IP地址过程中，控制器2中会话定位及存储单元24会绑定获取的IP地址及用户的位置信息；当控制器2中存在认证单元23的情况下，用户认证的过程中，控制器2中会话定位及存储单元24会绑定用户的标识信息，用户的QoS信息(profile)和用户的选择配置(preference)信息(后面两个可选)。网络中其他设备可以通过IP地址或用户标识到控制器来查询相关联的其他信息，比如用户的位置信息，QoS信息，选择配置信息等等。

本实施例的控制器将应用功能模块201、策略决策模块202和资源接纳控制模块203集合于一个装置中，对于任何一种应用层协议的资源请求都能基于对网络状况的感知进行合理的接纳控制管理，为该应用信令选择合适的路径。并且该控制器可以位于接入网、核心网或同时位于接入网和核心网中，其进行的资源管理相比于现有技术集中式的服务器来说是更为分布式的资源管理，避免了负荷较重造成的潜在问题。而且，该控制器能够修改应用层信令，在其中添加用户的位置信息，便于核心网感知用户的位置。

实施例2：

本实施例详细描述一种使用实施例1所描述的控制器的网络系统。图3为该系统的原理图。该网络系统包括用户设备30，接入网31以及核心网32。用户设备30连接接入网31的接入结点312，接入结点312连接接入网31的多个边缘结点313，每个边缘结点313连接核心网32中的一个业务网络321。该业务网络可以为IP多媒体子系统或其他类型的业务网络。

接入网31还包括控制器311，控制器311连接接入结点312和接入网的多个边缘结点313。控制器311(参见图2)进一步包括通信接口单元21和应用控制单元20，通信接口单元21用于接收和发送应用层信令，应用控制单元20连接通信接口单元21，进一步包括：应用功能模块201，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块202，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块203，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况选择边缘节点313接入核心网32，并向策略决策模块202以及应用功能模块201返回选择结果。由于该控制器311各个模块的原理已经在实施例1中进行了详细的说明，此处不再赘述。

图4为该网络系统的业务发起流程图，以下结合图4对该流程进行详细说明：

步骤1.用户获得控制器(controller)地址；

步骤2.用户侧业务触发用户发起应用层请求(例如SIP请求)到controller；

步骤3.用户基于策略做边缘选择，策略有：a.由于Controller能感知接入网络的拓扑资源状况，能够对此基于策略做信令转发路径的选择，例如基于接入网的资源状况拥塞情况选择最优的路径了；b.在资源状况俱佳的情况下，基于默认配置或者信令中用户信息(例如SIP URI)选择转发路径；c.还可以基于其他的策略选择路径；

步骤4-7、Controller对网络进行接纳控制和资源预留，如果存在NAPT的情况进行NAPT的控制，流程图中对AN、EN设备进行资源预留和NAPT控制，具体协议可选DIAMETER协议等；

步骤8、Controller设备在应用层请求中增加接入位置信息，并转发应用层请求通过选择好的路径到相应的EN1节点；

步骤9、EN1节点转发应用层请求到相应的业务网络(IMS网络或非IMS业务网络)；

步骤10、某时刻EN1节点发生过载情况；

步骤11、EN1发送消息通知Controller EN1发生过载状况(可选)，可选因为Controller存在多种方式感知EN发生过载状况，例如Controller本身能感知计算EN的资源占用情况；

步骤12、用户侧发送新的应用层请求到Controller；

步骤13、Controller做策略选择，由于EN1发生过载状况，选择EN2作为转发路径；

步骤14-17、Controller对网络进行接纳控制和资源预留，如果存在NAPT的情况进行NAPT的控制，流程图中对AN、EN2设备进行资源预留和NAPT控制，具体协议可选DIAMETER协议等；

步骤18、Controller在应用层请求中增加接入位置信息，并转发应用层请求到EN2节点；

步骤19、EN2节点转发应用层请求到相应的业务网络；

图中流程只涉及业务触发发起请求到业务网络的过程，来说明Controller设备在场景网络中所起的作用。Controller对接入网络中对关键的节点做集中的资源授权和预留，比如AN节点、EN节点和用户侧UE设备等，具体对哪些节点做资源接纳控制由运营商控制。

对于步骤1，本实施例有多种实现方式：(1)直接在用户侧静态配置；(2)当控制器中存在DCHP单元22时，在DHCP过程中返回；(3)当控制器中存在认证单元23时，在认证过程中返回。

方式(2)存在以下几种情况：(2.1)DHCP SERVER位于controller中，在DHCP过程中通过DHCP ACK消息中带Option返回Controller的地址。该情况的详细流程图为图5。另外，DHCP SERVER也可以作为第三方设备位于接入网。(2.2)DHCP PROXY位于Controller中，DHCP SERVER位于核心网，DHCP SERVER返回DHCP ACK消息后，Controller在ACK消息中增加Option返回Controller地址给用户。该情况的详细流程图为图6。

方式(3)存在以下几种情况：(3.1)认证服务器位于Controller之中，Controller在认证成功后在返回给用户的消息中带Controller地址给用户。该情况的详细流程图为图7。另外，认证服务器也可以作为第三方设备位于接入网。(3.2)认证代理位于Controller之中，在认证过程中，在认证成功后，AAA SERVER返回响应给Controller，Controller在消息中增加Controller地址返回给用户。该情况的详细流程图为图8。认证代理也可以作为第三方设备位于接入网。(3.3)认证者(Authenticator)位于Controller之中，在认证过程中，在认证成功后，AAA SERVER返回响应给Controller，Controller在消息中增加Controller地址返回给用户。该情况的详细流程图为图9。另外，Authenticator也可以作为第三方设备位于接入网。

因此，用户获取Controller地址，可以是接入网内DHCP SERVER或认证服务器直接在获取IP或认证过程中把Controller地址返回给用户，也可以是接入网内的DHCP PROXY或认证代理、认证者(Authenticator)在获取IP或认证过程中把Controller地址返回给用户。其中，DHCP SERVER、认证服务器、DHCPPROXY、认证代理、认证者(Athenticator)都可以作为第三方设备存在，也可以直接存在于Controller设备当中。

图10为基于图3系统的一个具体的语音应用流程图，图中流程为用户之间建立一次通话的过程，包括信令流程。流程中省略了用户获得Controller地址的过程。EN支持NAPT，图中标明了SIP信令带SDP中IP端口信息，用来描述具体的NAPT的过程。图中EN，IMS重叠框表示面对用户存在多边缘。以下结合图10对该流程进行详细说明：

步骤1-2、用户侧用户摘机拨号触发用户发起SIP请求到Controller；

步骤3、Controller基于策略做路径选择，选择相应的边缘；

步骤4-7、Controller对EN、AN做资源预留和对EN做NAPT控制；

步骤8、Controllr在SIP请求中增加接入位置信息，并发送SIP请求到相应的IMS网络；

步骤9-14、IMS网络发送SIP请求到对端用户网络中的Controller，Controller对网络中EN、AN节点做资源预留(Resource Reservation)及NAPT控制，并转发SIP请求到用户；

步骤15-19、对端用户侧接收到SIP请求触发用户振铃，对端用户返回SIP180响应直到发起的用户；

步骤20-21、对端用户摘机触发用户回SIP OK响应到Controller；

步骤22-32、Controller接到SIP OK响应后，对EN、AN节点预留的资源确认使用(Resource Commitment)并对EN做NAPT控制；发起用户侧网络Controller接到SIP OK后对EN、AN节点做同样操作；直到发起用户接收到SIPOK响应，通话建立；图中有通话建立后的RTP流，标明了EN做NAPT前后RTP的源目的IP端口号。

本实施例的控制器将应用功能模块201、策略决策模块202和资源接纳控制模块203集合于一个装置中，对于任何一种应用层协议的资源请求都能基于对网络状况的感知进行合理的接纳控制管理，为该应用信令选择合适的路径。由于本实施例的控制器位于接入网中，该接入网存在接入结点312到边缘结点313的多边缘，控制器能够通过感知接入网的网络资源为用户发起的应用选择一个合适的边缘结点313进入核心网。在一个优选的实施例中，该控制器可以和接入结点312联合在一起，成为一个单独的设备。

实施例3：

本实施例详细描述另一种使用实施例1所描述的控制器的网络系统。图11为该系统的原理图。该网络系统包括用户设备110，接入网111以及核心网112，用户设备110连接接入网的接入结点1111，接入结点1111连接接入网的边缘结点1113，边缘结点1113连接核心网112的多个边缘路由器1121，多个边缘路由器1121分别连接核心网的多个业务网络1122。该业务网络可以为IP多媒体子系统或其他类型的业务网络，例如非IMS的NGN网络，非IMS实现的IPTV网络等等。

接入网111还包括控制器1112，控制器1112连接边缘结点1113和核心网112的多个边缘路由器1121。控制器1112(参见图2)进一步包括通信接口单元21和应用控制单元20，通信接口单元21用于接收和发送应用层信令。应用控制单元20进一步包括：应用功能模块201，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块202，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块203，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况选择边缘路由器1121接入核心网112，并向策略决策模块202以及应用功能模块203返回选择结果，结果包括资源预留的结果，是否预留成功，也包括对边缘的选择，需要包含所选择边缘节点的标识。由于该控制器1112各个模块的原理已经在实施例1中进行了详细的说明，此处不再赘述。

图12为本实施例网络系统的业务发起流程图，具体的方法和应用流程和图4中对应的场景基本相同。不同的是多边缘汇聚的位置发生变化，由AN到EN的多边缘变成EN到核心网ER的多边缘。在此场景下，Controller能感知EN、ER之间的汇聚网的拓扑资源情况，在此汇聚网基于策略做路径的选择，同时也对此汇聚网做资源接纳控制。除此之外基本流程和上面相同。

以下结合图12对该流程进行详细说明：

步骤1.用户认证、DHCP过程，在此过程中的某步，用户获得Controller地址。该步骤在实施例3中已经详细介绍。

步骤2.用户侧业务触发用户发起应用层请求到Controller；

步骤3.用户基于策略做边缘选择，策略有：a.由于Controller能感知接入网络以及EN、ER之间的汇聚网的拓扑资源状况，能够对此基于策略做信令转发路径的选择，例如基于汇聚网的资源状况拥塞情况选择最优的路径了；b.在资源状况俱佳的情况下，基于默认配置或者信令中用户信息(例如SIPURI)选择转发路径；c.还可以基于其他的策略选择路径；

步骤4-9、Controller对网络进行接纳控制和资源预留，如果存在NAPT的情况进行NAPT的控制，流程图中对AN、EN、ER设备进行资源预留和NAPT控制，具体协议可选DIAMETER协议等；

步骤10、Controller设备在应用层请求中增加接入位置信息，并转发应用层请求到选择好路径对应的ER1；

步骤11、ER1转发应用层请求到相应的业务网络；

步骤12-21、在ER1发生过载状况后，Controller在选择路径边缘时基于策略就会选择非ER1节点如ER2节点，进而进行资源预留及NAPT控制，通过选择路径转发应用层请求。

图中流程只涉及业务触发发起请求到业务网络的过程，来说明Controller设备在场景网络中所起的作用。Controller对接入网络中关键的节点做集中的资源授权和预留，比如AN节点、EN节点和用户侧UE设备等，具体对哪些节点做资源接纳控制由运营商控制。

本实施例的控制器将应用功能模块201、策略决策模块202和资源接纳控制模块203集合于一个装置中，对于任何一种应用层协议的资源请求都能基于对网络状况的感知进行合理的接纳控制管理，为该应用信令选择合适的路径。由于本实施例的控制器位于接入网中，存在接入网EN到核心网ER的多边缘，控制器能够通过感知接入网和汇聚网的网络资源为用户发起的应用选择一个合适的边缘路由器1121进入核心网的业务网络1122。在一个优选的实施例中，该控制器可以和边缘结点1113联合在一起，成为一个单独的设备。

实施例4：

本实施例详细描述另一种使用实施例1所描述的控制器的网络系统。图13为该系统的原理图。该网络系统包括用户设备130，接入网131以及核心网132，用户设备130连接接入网的接入结点1311，接入结点1311连接接入网的多个边缘结点1312，边缘结点1312连接核心网132的边缘路由器1322，核心网的边缘路由器1322通过核心网的多个业务网络的边缘路由器1323连接多个业务网络1324。该业务网络1324可以为IP多媒体子系统(IMS)或其他类型的业务网络。

核心网132还包括控制器1321，连接132核心网的边缘路由器1322以及核心网的多个业务网络的边缘路由器1323，控制器1321(参见图2)进一步包括通信接口单元21和应用控制单元20，通信接口单元21用于接收和发送应用层信令。应用控制单元20进一步包括：应用功能模块201，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块202，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块203，用于根据所述资源预留请求信息以及核心网132的络资源状况选择业务网络的边缘路由器1323接入核心网的业务网络1324，或选择接入网的边缘结点1312进入接入网131，并向策略决策模块202以及应用功能模块203返回选择结果。由于该控制器1321各个模块的原理已经在实施例1中进行了详细的说明，此处不再赘述。

图14为本实施例网络系统的业务发起流程图，以下结合图14对该流程进行详细说明如下：

步骤1、来自接入网的应用层请求发送到Controller；

步骤2、Controller接收到应用层请求，基于策略做转发路径的选择，a)基于核心网的资源状况，拥塞状态选择更优的路径，b)或者当资源状况俱佳的情况下基于默认配置或者SIP URI选择路径，c)或者基于其它的策略；

步骤3-6、Controller对核心网络中基于选择的路径对关键的节点做集中的资源授权和预留，比如ER等节点；

步骤7、Controller转发应用层请求到所选择路径的边缘ER1；

步骤8、ER1转发应用层请求到相应的业务网络；

步骤9-18、在ER1发生过载状况后，Controller在选择路径边缘时基于策略就会选择非ER1节点如ER2节点，进而进行资源预留及NAPT控制，通过选择路径转发应用层请求。

本实施例的控制器将应用功能模块201、策略决策模块202和资源接纳控制模块203集合于一个装置中，对于任何一种应用层协议的资源请求都能基于对网络状况的感知进行合理的接纳控制管理，为该应用信令选择合适的路径。本实施例的核心网Controller一方面能通过感知核心网拓扑资源，集中式的处理来到业务网络(IMS网络或者非IMS业务网络)的业务信令，集中式的做接纳控制和资源管理，基于策略做业务信令的选路；另一方面也能通过感知接入网的拓扑资源状况，集中式的对来自业务网络的业务信令做处理，并集中式的做接纳控制和资源管理。在一个优选的实施例中，该控制器可以和边缘路由器1322联合在一起，成为一个单独的设备。

实施例5：

本实施例详细描述一种使用实施例1所描述的控制器的网络系统。图15为该系统的原理图。该网络系统包括用户设备150，接入网151以及核心网152，用户设备150连接接入网的接入结点1511，接入结点1511连接接入网的多个边缘结点1513，多个边缘结点1513连接核心网152的多个边缘路由器1521，核心网152的多个边缘路由器1521通过核心网的多个业务网络的边缘路由器1523连接多个业务网络1524，该业务网络1524可以为IP多媒体子系统(IMS)或其他类型的业务网络。

接入网151和核心网152都包括控制器，位于核心网的控制器1522连接核心网的多个边缘路由器1521以及核心网的多个业务网络的边缘路由器1523，位于接入网的控制器1512连接接入网的多个接入结点1511和多个边缘结点1513，控制器1512和控制器1522(见图2)进一步包括通信接口单元21和应用控制单元20，所述通信接口单元21用于接收和发送应用层信令，所用应用控制单元20进一步包括：应用功能模块201，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；策略决策模块202，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；资源接纳控制模块203，用于根据所述资源预留请求信息和核心网的网络资源状况选择所述业务网络的边缘路由器接入核心网的业务网络，或根据资源预留请求信息和接入网的网络资源状况选择接入网的边缘结点进入接入网，并向策略决策模块以及应用功能模块返回选择结果。由于控制器1512和1522各个模块的原理已经在实施例1中进行了详细的说明，此处不再赘述。

图15的系统中，不仅核心网存在多边缘汇聚，接入网内还存在多边缘汇聚。在此种场景下，核心网Controller除对用户侧应用层请求在核心网内做基于策略的选路，还可以对来自核心网的应用层请求对核心网边缘做基于策略的选路。图16详细说明了对于自核心网的应用层请求如何在核心网边缘做基于策略的选路：

步骤1、来自业务网络的应用层请求发送到核心网Controller；

步骤2、Controller接收到应用层请求，基于策略做转发路径的选择，a)基于核心网边缘的资源状况，拥塞状态选择更优的路径，b)或者当资源状况俱佳的情况下基于默认配置或者应用层信令中用户信息(如SIP URI)选择路径，c)或者基于其它的策略；

步骤3-6、Controller对接入网核心网中基于选择的路径对关键的节点做集中的资源授权和预留，比如ER节点；

步骤7、Controller通过所选择路径转发应用层请求到所选择路径边缘ER1节点；

步骤8、ER1转发应用层请求到接入网Controller；

步骤9-18、在ER1发生过载状况后，Controller在选择路径边缘时基于策略就会选择非ER1节点如ER2节点，进而进行资源预留及NAPT控制，通过选择路径转发应用层请求。

本实施例的控制器将应用功能模块201、策略决策模块202和资源接纳控制模块203集合于一个装置中，对于任何一种应用层协议的资源请求都能基于对网络状况的感知进行合理的接纳控制管理，为该应用信令选择合适的路径。本实施例的核心网和接入网中都存在Controller，一方面能通过感知核心网拓扑资源，集中式的处理来自到业务网络(IMS网络或者非IMS业务网络)的业务信令，集中式的做接纳控制和资源管理，基于策略做业务信令的选路；另一方面也能通过感知接入网的拓扑资源状况，集中式的对来自用户的业务信令做处理。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。本领域普通技术人员对以上实施例进行的等同变形、替换都在权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种网络设备，包括通信接口单元，用于接收和发送应用层信令，其特征在于，所述网络设备位于接入网中，所述网络设备还包括与所述通信接口单元连接的应用控制单元，所述应用控制单元包括：

应用功能模块，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；

策略决策模块，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；

资源接纳控制模块，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况进行接纳控制，并向策略决策模块以及应用功能模块返回接纳控制结果；

所述网络设备基于对网络状态的感知以及用户应用层信令的分析，对业务信令本身以及业务信令发起的业务流进行路由选择。

2.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述应用功能模块还用于在所述应用层信令中添加接入位置信息。

3.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述应用功能模块还用于向网络中的节点请求地址映射信息，以对应用层信令中的地址信息进行修改。

4.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括与所述通信接口单元连接的DHCP单元，通过DHCP报文交互获取所述网络设备的IP地址。

5.根据权利要求4所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括与所述通信接口单元连接的认证单元，通过认证报文交互获取所述网络设备的IP地址。

6.根据权利要求4所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括与所述通信接口单元连接的会话定位及存储单元，用于绑定并存储获取的用户IP地址信息和用户位置信息。

7.根据权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述会话定位及存储单元，还用于绑定并储存用户IP地址信息、用户位置信息和用户的标识信息。

8.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述媒体流信息至少包括媒体流的标识信息、媒体流需要预留的带宽信息以及媒体流的优先级信息。

9.一种网络系统，其特征在于，所述网络系统包括位于接入网的网络控制器及多个接入网的边缘节点，所述网络控制器与所述多个边缘节点连接，所述网络控制器包括通信接口单元和应用控制单元，所述通信接口单元用于接收和发送应用层信令，所用应用控制单元包括：

应用功能模块，用于获取所接收应用层信令的媒体流信息；

策略决策模块，用于根据所述媒体流信息和运营商提供的策略规则生成资源预留请求信息；

资源接纳控制模块，用于根据所述资源预留请求信息以及网络资源状况进行接纳控制，为所述应用层信令选择所述边缘节点，并向策略决策模块以及应用功能模块返回接纳控制结果；

所述网络设备基于对网络状态的感知以及用户应用层信令的分析，对业务信令本身以及业务信令发起的业务流进行路由选择。

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