專利名稱：一種NAT場景下通信業務QoS保障方法、裝置及系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于網絡通信領域，尤其涉及一種NAT場景下通信業務QoS保障方法、裝置及系統。
背景技術：
現有的光纖同軸電纜混合網(hybrid fiber-coaxial,HFC)通過結合IP多媒體子系統(IP multimedia subsystem，IMS)來提供三網融合業務，此時，一根同軸電纜上同時會有網絡電話(voice Over internet protocol，VOIP)業務、視頻會議業務、上網業務及互動電視業務等相關數據(即媒體流)進行傳輸，而當網絡出現擁塞時，就需要對V0IP、視頻會議這些實時性要求高的通信業務進行服務質量(quality of service, QoS)保障。作為網絡中QoS保障機制之一的QoS資源預留，在明確了雙方媒體流的QoS要求以及媒體流編碼方案的前提下，主叫方即開始建立媒體分組數據規程(packet data protocol, PDP)上下文，其過程即為QoS資源預留。為了節約IP地址資源并對外屏蔽網絡，現有網絡中的大量網關提供網絡地址轉換(network address translation, NAT)功能，NAT是用于將一個地址域(如專用 Intranet)映射到另一個地址域(如=Internet)的標準方法，轉換后的IP地址是不確定的，由網關隨機的分配的。但是NAT的特質是僅僅做網絡層的地址映射，應用層協議無法進行處理，因此如何解決信令/媒體的私網穿越問題，從而進一步實現NAT場景下通信業務的 QoS保障，也成為當今電信網絡的一個熱門領域。在HFC與IMS結合的網絡中，現有技術在PacketCabld. O標準的基礎上采用了 STUN服務器和TURN服務器與用戶終端(user equipment, UE)對接來完成信令穿越和媒體代理的IP地址及端口協商，從而實現QoS保障，然而，該架構要求用戶終端支持與STUN服務器和TURN服務器對接專用的X2/X3接口，而目前的電信設備尚沒有支持X2/X3接口的用戶終端，因此上述方案對用戶終端的接口要求高，不利于用戶終端的自由發展。

發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種NAT場景下通信業務的QoS保障方法，旨在解決現有架構對用戶終端的接口要求高的問題。本發明實施例是這樣實現的，一種NAT場景下通信業務的QoS保障方法，其特征在于，應用于P-CSCF網元，所述P-CSCF網元與A-BGF網元及PCRF網元相連，所述方法包括接收用戶終端發送的主叫SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成代理SDP信息，以利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口 ；當所述用戶終端與所述被叫方連接成功后，通知所述PCRF網元進行QoS資源預留，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進
6行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口 ；接收所述A-BGF網元由所述用戶終端發出的媒體流中獲取的所述用戶終端經過 NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并通知所述PCRF網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，使得所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。本發明實施例的另一目的在于提供一種NAT場景下的通信業務的Qos保障方法， 應用于A-BGF網元，所述A-BGF網元與P-CSCF網元相連，所述方法包括根據所述P-CSCF網元發送的來自用戶終端的主叫SDP信息生成代理SDP信息并返回給所述P-CSCF網元，使得所述P-CSCF網元利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP 信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，并使得所述P-CSCF網元在連接成功后通知 PCRF網元進行QoS資源預留，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口，進行所述QoS 資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口 ；由所述用戶終端發出的媒體流中獲取所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三 IP地址以及第三端口，并將其發送至所述P-CSCF網元，使得所述P-CSCF網元通知所述 PCRF網元將進行所述QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，以使所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。本發明實施例的另一目的在于提供一種NAT場景下通信業務的QoS保障裝置，所述裝置包括通信建立模塊，用于接收用戶終端發送的SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成代理SDP信息，以利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口 ；QoS資源預留通知模塊，用于當所述用戶終端與所述被叫方連接成功后，通知所述 PCRF網元進行QoS資源預留，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口；QoS資源預留更新模塊，用于接收所述A-BGF網元由所述用戶終端發出的媒體流中獲取的所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并通知所述PCRF 網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，使得所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。本發明實施例的另一目的在于提供一種NAT場景下的通信業務的Qos保障裝置， 所述裝置包括代理模塊，用于根據所述P-CSCF網元發送的來自用戶終端的主叫SDP信息生成代理SDP信息并返回給所述P-CSCF網元，使得所述P-CSCF網元利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，并使得所述P-CSCF網元在連接成功后通知PCRF網元進行QoS資源預留，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP 地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口 ；NAT轉換地址獲取模塊，用于由所述用戶終端發出媒體流中獲取所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并將其發送至所述P-CSCF網元，使得所述 P-CSCF網元通知所述PCRF網元將進行所述QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，以使所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。本發明實施例的另一目的在于提供一種NAT場景下通信業務的QoS保障系統，所述系統包括P-CSCF網元、PCRF網元以及A-BGF網元，其特征在于，所述P-CSCF網元與所述 A-BGF網元及所述PCRF網元相連，所述P-CSCF網元接收用戶終端發送的主叫SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成代理SDP信息，并利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口 ；當所述用戶終端與所述被叫方連接成功后，所述P-CSCF網元通知所述PCRF網元進行QoS資源預留，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端 Π ；所述P-CSCF網元接收所述A-BGF網元由所述用戶終端發出的媒體流中獲取的所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并通知所述PCRF網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，使得所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。本發明實施例通過控制A-BGF網元根據主叫SDP信息生成代理SDP信息，以代替主叫SDP信息建立用戶終端與被叫方之間的連接，并進行由用戶終端至A-BGF網元的QoS 資源預留，同時，在接收到的用戶終端經過NAT轉換后的IP地址和端口后，通知上層網元 (PCSCF/PCRF)更新QoS資源預留的源地址信息，從而在對用戶終端無任何特殊接口要求的前提下，實現NAT場景下通信業務的QoS保障。


圖1是現有技術提供的NAT場景下PacketCable2. O標準架構框圖；圖2是本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障系統的結構框圖；圖3是本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的NAT穿越方法流程圖；圖4是本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障方法流程圖；圖5是本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障方法交互流程圖；圖6是本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障裝置的結構圖；圖7是本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障裝置的結構圖；圖8是本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障裝置的硬件結構圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明實施例基于PacketCabld. 0標準如圖1所示的架構，在該架構運用于NAT 場景的情況下引入接入邊界網關功能(access-border gateway function，A-BGF)網元，通過將其與代理呼叫會話控制功能(proxy-call session control function, P-CSCF)網元進行連接，以在通信過程中完成信令流和媒體流的NAT穿越，從而進一步實現NAT場景下通信業務的QoS保障。圖2示出了本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障系統，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。參照圖2，該系統包括了用戶終端(user equipment，UE) 21、NAT設備22、P_CSCF網元 23、策略和計費規則功能(policy and charging rules function, PCRF)網元 24、同軸調制解調器終端系統(cable modem terminal systems, CMTS) 25、同軸調制解調器(cable modem, CM)洸以及A-BGF網元27，其中，A-BGF網元27通過Ia接口與P-CSCF網元23連接， 而本架構中的其余組成部分均為NAT場景下PacketCable〗.O標準的現有架構運用于NAT 場景下的具體架構，具體可參見PacketCable〗.O標準，在此不再詳述。在本實施例中，引入A-BGF網元27以起到對用戶終端21的媒體代理作用，當對用戶終端21進行媒體代理時，P-CSCF網元23控制A-BGF網元27根據用戶終端21發起通信請求時攜帶的主叫用戶會話描述協議(session description protocol, SDP)來生成代理 SDP信息，P-CSCF網元23則利用該代理SDP信息向被叫用戶發送相應的信令流和媒體流。 在本實施例中，SDP為其所屬通信實體的會話描述協議，其攜帶了其所屬通信實體的IP地址、端口以及編碼能力等信息，因此，用戶終端21發起通信請求時攜帶的主叫SDP信息包括了用戶終端21自身的IP地址及端口，而A-BGF網元27根據主叫SDP信息所生成的代理 SDP信息則包括了 A-BGF網元27下行的IP地址及端口。在本實施例中，A-BGF網元27起到用戶終端21的媒體代理作用，用戶終端21與其他終端進行通信均是以A-BGF網元27的名義來進行的，因此CMTS25在主叫側需要進行的是將用戶終端21發出的媒體流實現由用戶終端21(源地址及源端口)至A-BGF網元27(目的地址及目的端口)的QoS資源預留，即將主叫SDP信息中提供的IP地址與端口作為QoS 資源預留的源IP地址與源端口，將代理SDP信息中提供的IP地址與端口作為QoS資源預留的目的IP地址與目的端口，由此來實現由用戶終端21至A-BGF網元27的QoS資源預留。 同時，由于本實施例解決的是NAT場景下通信業務的QoS保障問題，在經由信令建立起通信雙方的會話連接之后，由于主叫側發出的媒體流經過了 NAT轉換，而在CMTS 25進行QoS資源預留的源IP地址與源端口是用戶終端21私網側的IP地址和端口(未經過NAT轉換)， 因此A-BGF網元27此時需要通過媒體首包中的IP頭獲取到用戶終端21公網側的IP地址和端口(經過NAT轉換)，以使CMTS 25對QoS資源預留的源IP地址與源端口進行更新。圖3示出了本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障方法的實現流程，在本實施例中，是以A-BGF網元為執行主體，具體的流程詳述如下在步驟S301中，接收P-CSCF網元發送的ADD請求，所述ADD請求中攜帶了主叫 SDP信息，該主叫SDP信息由P-CSCF網元從用戶終端發起的通信請求中獲取，且該主叫SDP信息中包含的IP地址和端口為用戶終端私網側的第一 IP地址和第一端口。 在步驟S302中，根據ADD請求中的主叫SDP信息，生成代理SDP信息，該代理SDP
信息包含的IP地址和端口為A-BGF網元的第二 IP地址和第二端口。在步驟S303中，將代理SDP信息返回給P-CSCF網元。在本實施例中，當P-CSCF 網元收到代理SDP信息后，需要將主叫SDP信息中的第一 IP地址和第二端口作為源IP地址和源端口，將代理SDP信息中的第二 IP地址和第二端口作為目的IP地址和目的端口，以進行QoS資源預留。在步驟S304中，接收用戶終端發出的媒體首包，并通過該媒體首包的IP頭獲取到用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址和第三端口(即用戶終端公網側的IP地址和端口)。在本實施例中，當P-CSCF網元使用代理SDP信息與通信的被叫方完成了呼叫接續后，在作為主叫方的用戶終端發出首個媒體包時，A-BGF網元通過該媒體首包獲取到用戶終端經過NAT轉換后的IP地址和端口，該NAT轉換中的IP地址和端口為用戶終端經過了 NAT 設備的NAT轉換后得到的公網IP地址和公網端口。在步驟S305中，向P-CSCF網元發送用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址和第三端口，以替換進行QoS資源預留的原始的源IP地址和源端口。在本實施例中，P-CSCF網元根據從A-BGF網元獲取到的用戶終端經過NAT轉換后的IP地址和端口，將其作為QoS資源預留的源地址和源端口，以使CMTS 25對QoS資源預留的源地址和源端口進行更新。在本實施例中，具體的QoS資源預留策略根據主叫SDP信息中攜帶的媒體類型來確定。圖4示出了本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障方法的實現流程，在本實施例中，是以P-CSCF網元為執行主體，具體的流程詳述如下在步驟S401中，當接收到用戶終端發送的通信請求時，獲取通信請求中攜帶的主叫SDP信息，該主叫SDP信息中包括用戶終端私網側的第一 IP地址和第一端口。在步驟S402中，向A-BGF網元發送攜帶了主叫SDP信息的ADD請求。在本實施例中，通過向A-BGF網元發送攜帶了主叫SDP信息的ADD請求，從而向 A-BGF網元發起媒體代理請求，請求A-BGF網元對作為主叫方的用戶終端進行媒體代理。在步驟S403中，接收A-BGF網元返回的代理SDP信息，該代理SDP信息包含在 A-BGF網元向P-CSCF網元返回的ADD-R印Iy消息中，且其中包含了 A-BGF網元的第二 IP地址和第二端口。在步驟S404中，利用代理SDP信息建立用戶終端與被叫方之間的連接。具體地，以進行VOIP語音通信業務為例，在本實施例中，P-CSCF網元首先向被叫方發送攜帶了代理SDP信息的INVITE消息，請求與被叫方建立通信，當收到被叫方發來的 180振鈴消息后，P-CSCF網元將180振鈴消息轉發至用戶終端，由用戶終端聽回鈴音。當 P-CSCF網元收到通信被請求方發來的2000K消息時，代表通信請求成功，通信雙方連接建立。需要說明的是，當通信雙方連接建立之后，由于被叫方也向P-CSCF網元返回了被叫用戶SDP信息，因此這時P-CSCF網元也向A-BGF網元發送攜帶了被叫用戶SDP信息的ADD請求，相應地，A-BGF網元根據被叫用戶SDP信息生成被叫用戶媒體代理SDP信息并通過ADD-R印Iy消息返回給P-CSCF網元。在本實施例中，A-BGF網元生成的被叫用戶媒體代理SDP信息包括的即是A-BGF網元的第四IP地址和第四端口。同時，在上述情況中，當被叫方也啟用了媒體代理之后，被叫方向P-CSCF網元返回的是被叫側的媒體代理SDP信息。在步驟S405中，當通信雙方連接成功后，P-CSCF網元根據主叫SDP信息和代理 SDP信息構建第一 AAR請求，該AAR請求中即說明了需要進行QoS資源預留的源地址信息 (即主叫SDP信息中包含的用戶終端的第一 IP地址和第一端口)和目的地址信息(即代理 SDP信息中包含的A-BGF網元的第二 IP地址和第二端口 )。在步驟S406中，向PCRF網元發送第一 AAR請求，通知PCRF網元控制CMTS進行 QoS資源預留。在本實施例中，當PCRF網元收到第一 AAR請求后，根據第一AAR請求中攜帶的QoS 資源預留的源地址信息及目的地址信息，PCRF網元通過發送第一 (iatekt消息向CMTS下發打開門控的策略，并由CMTS控制作為主叫方的用戶終端側的CM進行由用戶終端至A-BGF 網元的QoS資源預留，此時，QoS資源預留的源IP地址和源端口即為用戶終端私網側的第一 IP地址和第一端口，而QoS資源預留的目的IP地址和目的端口即為A-BGF網元的第二 IP地址和第二端口。作為本發明的一個實施例，當CMTS中進行的QoS資源預留成功后，CMTS還向PCRF 網元發送第一 feitektACK消息，PCRF網元在收到第一 (iatektACK消息后發送相應的第一 Diameter AAA消息給P-CSCF網元，告知P-CSCF網元此次QoS資源預留成功。在本實施例中，當QoS資源預留成功后，P-CSCF網元將摘機2000K消息發送給用戶終端，用戶終端向P-CSCF網元返回ACK消息后，通信雙方即可開始通信過程中媒體流的傳遞。在步驟S407中，在用戶終端發出媒體首包后，接收由A-BGF網元發送的，用戶終端經過NAT轉換之后得到的第三IP地址和第三端口，該第三IP地址和第三端口為A-BGF網元由用戶終端發出的媒體首包的IP頭中獲取。在步驟S408中，將用戶終端經過NAT之后得到的第三IP地址和第三端口作為QoS 資源預留的源地址信息，構建第二 AAR請求，并將第二 AAR請求發送至PCRF網元，請求對 QoS資源預留的源地址信息進行更新。在本實施例中，PCRF網元在收到第二 AAR請求之后，相應地對QoS資源預留中的源地址信息進行更新，將源地址信息由原先的用戶終端私網側的第一 IP地址和第一端口更新為用戶終端經過NAT轉換后公網側的第三IP地址和第三端口，最終實現了由用戶終端至A-BGF網元的QoS資源預留，在用戶終端與通信被請求方的通信過程中實現了通信業務的QoS保障。通過上述處理方法實現的NAT場景下通信業務的QoS保障相比于現有技術，對用戶終端沒有任何的接口需求，使得QoS保障方案不受限于用戶終端。同時，需要說明的是， 上述方案在用戶終端的接入不涉及NAT設備時也同樣適用，只需要由P-CSCF網元在用戶終端發起通信請求時判斷是否存在NAT設備，是則是控制A-BGF網元完成對用戶終端的媒體代理，否則直接控制相關設備直接進行QoS保障，其具體方案在此不詳述。圖5示出了本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障的交互流程圖，詳述如下1、用戶終端向P-CSCF網元發送攜帶了主叫SDP信息的INVITE消息，從而發起通信請求，其中，主叫SDP信息中包含了用戶終端私網側的第一 IP地址和第一端口。2,P-CSCF網元將攜帶有主叫SDP信息的ADD請求發送至A-BGF網元，以告知A-BGF 網元對用戶終端進行媒體代理。3、A-BGF網元向P-CSCF網元返回根據主叫SDP信息生成的代理SDP信息，該代理 SDP信息中包括了 A-BGF網元下行的IP地址和端口。4、P-CSCF網元向被叫方發送攜帶了代理SDP信息的INVITE消息，請求與被叫方建立通信連接。5、被叫方向P-CSCF網元發送的180振鈴消息。6、P_CSCF網元向用戶終端轉發180振鈴消息，以使用戶終端收聽到來自被叫方的
回鈴音。7、被叫方向P-CSCF網元發送攜帶了被叫SDP信息的消息，表示通信連接請求成功，該被叫用戶SDP信息中的IP地址和端口為被叫方的IP地址和端口。需要說明的是，當通信被請求方也使用A-BGF網元進行媒體代理時，返回的則是對方A-BGF網元相應的媒體代理SDP信息。8、P-CSCF網元將攜帶有被叫SDP信息的ADD請求發送至A-BGF網元。9,A-BGF網元向P-CSCF網元返回攜帶了被叫代理SDP信息的應答消息，該被叫代理SDP信息中的IP地址和端口為A-BGF網元的第四IP地址和第四端口。10,P-CSCF網元向PCRF網元發送第一 AAR請求，該第一 AAR請求中包括了需要進行QoS資源預留的源地址信息(即主叫SDP信息中的第一 IP地址和第一端口 )和目的地址信息(即代理SDP信息中的第二 IP地址和第二端口 )。11、PCRF網元根據P-CSCF網元發送的第一 AAR消息向CMTS發送GateSet消息， 向CMTS下發打開門控的策略。12、CMTS控制CM進行由用戶終端至A-BGF網元的QoS資源預留。13、當QoS資源預留成功后，CMTS向PCRF網元返回feitektACK消息。14,PCRF網元向P-CSCF網元發送Diameter AAA消息，告知P-CSCF網元QoS資源申請和預留成功。15、P-CSCF網元將表示通信被請求方摘機的2000K消息發送給用戶終端。16、用戶終端向P-CSCF網元返回相應的ACK消息。此時，雙方便能夠開始進行媒體流的收發。17、用戶終端通過NAT設備向A-BGF網元發送媒體流。18、A-BGF網元由媒體首包的IP頭中獲取到用戶終端經過NAT轉換后的IP地址和端口，該NAT轉換后的IP地址和端口為用戶終端經過NAT轉換后的公網側的IP地址及端□。19、A-BGF網元通過NOTIFY消息向P-CSCF網元發送用戶終端經過NAT轉換后的 IP地址和端口。20,P-CSCF網元向PCRF網元發送第二 AAR消息，該第二 AAR消息中將用戶終端經過NAT之后得到的第三IP地址和第三端口作為QoS資源預留的源地址信息，以使PCRF網元對QoS資源預留的源地址信息進行更新。21、PCRF網元向CMTS發送feitekt消息，更新QoS資源預留信息。22、CMTS控制CM更新此次QoS資源預留信息。23、用戶終端與被叫方進行通信。圖6和圖7分別示出了本發明實施例提供的NAT場景下通信業務的QoS保障裝置的結構，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關的部分。 如圖6所示的QoS保障裝置運行于NAT場景下通信業務的QoS保障系統的P-CSCF 網元中，具體包括通信建立模塊61，接收用戶終端發送的SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成代理SDP信息，以利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口。QoS資源預留通知模塊62，當所述用戶終端與所述被叫方連接成功后，通知所述 PCRF網元進行QoS資源預留，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口。QoS資源預留更新模塊63，接收所述A-BGF網元由所述用戶終端發出的媒體流中獲取的所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并通知所述PCRF 網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，使得所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。其中，通信建立模塊61具體包括主叫SDP信息獲取子模塊611，從所述用戶終端的通信請求中獲取所述主叫SDP信
肩、οADD請求發送子模塊612，向所述A-BGF網元發送攜帶了所述主叫SDP信息的ADD請求。ADD-Reply消息接收子模塊613，接收所述A-BGF網元返回的ADD-R印Iy消息，所述ADD-R印Iy消息中攜帶了所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成的所述代理SDP信
肩、ο連接建立子模塊614，利用所述代理SDP信息建立所述用戶終端與所述被叫方之間的連接。QoS資源預留通知模塊62具體包括第一 AAR請求構建子模塊621，構建第一 AAR請求，所述第一 AAR請求中攜帶了作為源地址信息的來源的所述主叫SDP信息和作為目的地址信息的來源的所述代理SDP信息。
第一 AAR請求發送子模塊622，將所述第一 AAR請求發送至所述PCRF網元，以使所述PCRF網元根據所述第一 AAR請求確定所述QoS資源預留的策略并下發至CMTS進行所述 QoS資源預留的執行。QoS資源預留更新模塊63具體包括第二 AAR請求構建子模塊631，構建第二 AAR請求，所述第二 AAR請求中將進行所述QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口。第二 AAR請求發送子模塊632，將所述第二 AAR請求發送至所述PCRF網元，以使所述PCRF網元根據所述第二 AAR請求更新所述QoS資源預留的策略并下發至CMTS進行所述 QoS資源預留的執行。如圖7所示的QoS保障裝置運行于NAT場景下通信業務的QoS保障系統的A-BGF 網元中，具體包括代理模塊71，根據所述P-CSCF網元發送的來自用戶終端的主叫SDP信息生成代理 SDP信息并返回給所述P-CSCF網元，使得所述P-CSCF網元利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，并使得所述P-CSCF網元在連接成功后通知PCRF網元進行QoS資源預留，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述 QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口。NAT轉換地址獲取模塊72，由所述用戶終端發出的媒體流中獲取所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并將其發送至所述P-CSCF網元，使得所述 P-CSCF網元通知所述PCRF網元將進行所述QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，以使所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。其中，代理模塊71具體包括了 ADD請求接收子模塊711，接收所述P-CSCF網元發送的ADD請求，所述ADD請求中攜帶了所述主叫SDP信息。代理SDP信息生成子模塊712，根據所述主叫SDP信息生成所述代理SDP信息。ADD-Reply消息返回子模塊713，向所述P-CSCF網元返回ADD-R印Iy消息，所述 ADD-Reply消息中攜帶了所述代理SDP信息。圖6和圖7所示的裝置均是基于H. 248媒體網關控制協議實現，且可實際運行于如圖8所示的硬件結構中，該硬件結構包括了處理器81、存儲器82、第一接口電路83和第二接口電路84，其中，相關處理數據由第一接口電路83輸入，處理器81用于從存儲器82中調用相關的程序，基于H. 248協議來實現上述裝置的各個功能，同時，處理后的數據通過第二接口電路84輸出。本發明實施例基于PacketCabld. O標準如圖1所示的架構，在該架構運用于NAT 場景的情況下引入A-BGF網元，通過將其與P-CSCF網元進行連接，以在通信過程中對用戶終端進行媒體代理，完成信令流和媒體流的NAT穿越，從而進一步實現NAT場景下通信業務的QoS保障。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種網絡地址轉換NAT場景下通信業務的服務質量QoS保障方法，其特征在于，應用于代理呼叫會話控制功能P-CSCF網元，所述P-CSCF網元與接入邊界網關功能A-BGF網元及通知策略和計費規則功能PCRF網元相連，所述方法包括接收用戶終端發送的主叫會話描述協議SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫 SDP信息生成代理SDP信息，以利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口 ；當所述用戶終端與所述被叫方連接成功后，通知所述PCRF網元進行QoS資源預留，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述 QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口 ；接收所述A-BGF網元由所述用戶終端發出的媒體流中獲取的所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并通知所述PCRF網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，使得所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收用戶終端發送的主叫SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成代理SDP信息，以利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接的步驟具體為從所述用戶終端的通信請求中獲取所述主叫SDP信息； 向所述A-BGF網元發送攜帶了所述主叫SDP信息的ADD請求； 接收所述A-BGF網元返回的ADD-R印Iy消息，所述ADD-R印Iy消息中攜帶了所述A-BGF 網元根據所述主叫SDP信息生成的所述代理SDP信息；利用所述代理SDP信息建立所述用戶終端與所述被叫方之間的連接。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通知所述PCRF網元進行QoS資源預留的步驟具體包括構建第一AAR請求，所述第一AAR請求中攜帶了作為源地址信息的來源的所述主叫SDP 信息和作為目的地址信息的來源的所述代理SDP信息；將所述第一 AAR請求發送至所述PCRF網元，以使所述PCRF網元根據所述第一 AAR請求確定所述QoS資源預留的策略并下發至同軸調制解調器終端系統CMTS進行所述QoS資源預留的執行。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通知所述PCRF網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口的步驟具體包括構建第二 AAR請求，所述第二 AAR請求中將進行所述QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口 ；將所述第二 AAR請求發送至所述PCRF網元，以使所述PCRF網元根據所述第二 AAR請求更新所述QoS資源預留的策略并下發至CMTS進行所述QoS資源預留的執行。
5.一種NAT場景下的通信業務的Qos保障方法，其特征在于，應用于A-BGF網元，所述 A-BGF網元與P-CSCF網元相連，所述方法包括根據所述P-CSCF網元發送的來自用戶終端的主叫SDP信息生成代理SDP信息并返回給所述P-CSCF網元，使得所述P-CSCF網元利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，并使得所述P-CSCF網元在連接成功后通知PCRF網元進行QoS資源預留，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口， 所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口 ；由所述用戶終端發出的媒體流中獲取所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并將其發送至所述P-CSCF網元，使得所述P-CSCF網元通知所述PCRF網元將進行所述QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口， 以使所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述P-CSCF網元發送的來自用戶終端的主叫SDP信息生成代理SDP信息并返回給所述P-CSCF網元的步驟具體為接收所述P-CSCF網元發送的ADD請求，所述ADD請求中攜帶了所述主叫SDP信息； 根據所述主叫SDP信息生成所述代理SDP信息；向所述P-CSCF網元返回ADD-R印Iy消息，所述ADD-R印Iy消息中攜帶了所述代理SDPfn息ο
7.—種NAT場景下通信業務的QoS保障裝置，其特征在于，所述裝置包括通信建立模塊，用于接收用戶終端發送的SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫 SDP信息生成代理SDP信息，以利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口 ；QoS資源預留通知模塊，用于當所述用戶終端與所述被叫方連接成功后，通知所述 PCRF網元進行QoS資源預留，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口；QoS資源預留更新模塊，用于接收所述A-BGF網元由所述用戶終端發出的媒體流中獲取的所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并通知所述PCRF網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口， 使得所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述通信建立模塊包括主叫SDP信息獲取子模塊，用于從所述用戶終端的通信請求中獲取所述主叫SDP信息；ADD請求發送子模塊，用于向所述A-BGF網元發送攜帶了所述主叫SDP信息的ADD請求；ADD-Reply消息接收子模塊，用于接收所述A-BGF網元返回的ADD-R印Iy消息，所述 ADD-Reply消息中攜帶了所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成的所述代理SDP信息； 連接建立子模塊，用于利用所述代理SDP信息建立所述用戶終端與所述被叫方之間的連接。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述QoS資源預留通知模塊包括第一 AAR請求構建子模塊，用于構建第一 AAR請求，所述第一 AAR請求中攜帶了作為源地址信息的來源的所述主叫SDP信息和作為目的地址信息的來源的所述代理SDP信息；第一 AAR請求發送子模塊，用于將所述第一 AAR請求發送至所述PCRF網元，以使所述 PCRF網元根據所述第一 AAR請求確定所述QoS資源預留的策略并下發至CMTS進行所述QoS 資源預留的執行。
10.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述QoS資源預留更新模塊包括第二 AAR請求構建子模塊，用于構建第二 AAR請求，所述第二 AAR請求中將進行所述 QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口 ；第二 AAR請求發送子模塊，用于將所述第二 AAR請求發送至所述PCRF網元，以使所述 PCRF網元根據所述第二 AAR請求更新所述QoS資源預留的策略并下發至CMTS進行所述QoS 資源預留的執行。
11.一種NAT場景下的通信業務的Qos保障裝置，其特征在于，所述裝置包括代理模塊，用于根據所述P-CSCF網元發送的來自用戶終端的主叫SDP信息生成代理 SDP信息并返回給所述P-CSCF網元，使得所述P-CSCF網元利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，并使得所述P-CSCF網元在連接成功后通知PCRF網元進行QoS資源預留，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述 QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口 ；NAT轉換地址獲取模塊，用于由所述用戶終端發出的媒體流中獲取所述用戶終端經過 NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并將其發送至所述P-CSCF網元，使得所述 P-CSCF網元通知所述PCRF網元將進行所述QoS資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，以使所述PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述代理模塊包括ADD請求接收子模塊，用于接收所述P-CSCF網元發送的ADD請求，所述ADD請求中攜帶了所述主叫SDP信息；代理SDP生成子模塊，用于根據所述主叫SDP信息生成所述代理SDP信息；ADD-Reply消息返回子模塊，用于向所述P-CSCF網元返回ADD-R印Iy消息，所述 ADD-Reply消息中攜帶了所述代理SDP信息。
13.一種NAT場景下通信業務的QoS保障系統，其特征在于，所述系統包括P-CSCF網元、PCRF網元以及A-BGF網元，其特征在于，所述P-CSCF網元與所述A-BGF網元及所述PCRF 網元相連，所述P-CSCF網元接收用戶終端發送的主叫SDP信息，使得所述A-BGF網元根據所述主叫SDP信息生成代理SDP信息，并利用所述代理SDP信息代替所述主叫SDP信息建立所述用戶終端與被叫方之間的連接，所述主叫SDP信息包括所述用戶終端的第一 IP地址以及第一端口，所述代理SDP信息包括所述A-BGF網元的第二 IP地址以及第二端口 ；當所述用戶終端與所述被叫方連接成功后，所述P-CSCF網元通知所述PCRF網元進行 QoS資源預留，進行所述QoS資源預留所需的源地址信息包括所述第一 IP地址以及所述第一端口，進行所述QoS資源預留所需的目的地址信息包括所述第二 IP地址以及第二端口 ；所述P-CSCF網元接收所述A-BGF網元由所述用戶終端發出的媒體流中獲取的所述用戶終端經過NAT轉換后得到的第三IP地址以及第三端口，并通知所述PCRF網元將進行所述Qos資源預留所需的源地址信息更新為所述第三IP地址以及所述第三端口，使得所述 PCRF網元根據更新后的源地址信息進行QoS資源預留。
全文摘要
本發明適用于網絡通信領域，提供了一種NAT場景下通信業務的QoS保障方法，包括當用戶終端發起通信請求時，控制A-BGF網元根據主叫SDP信息生成代理SDP信息，并利用代理SDP信息以代替主叫SDP信息建立用戶終端與被叫方之間的連接；當通信雙方連接成功后，通知PCRF網元進行QoS資源預留；接收來自A-BGF網元的用戶終端經過NAT轉換后的IP地址和端口，并通知PCRF網元將Qos資源預留的源地址信息更新為用戶終端經過NAT轉換后的IP地址和端口。本發明在對用戶終端無任何特殊接口要求的前提下，實現了NAT場景下通信業務的QoS保障。
文檔編號H04L29/06GK102387081SQ20111036761
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者肖磊, 黃慶彬 申請人:華為技術有限公司