下一代网络附着子系统研究进展
2008/08/15
下一代网络(NGN)的标准是当前通信标准领域的热点研究课题之一,对NGN架构的研究主要在高级网络电信与因特网融合业务和协议(TISPAN)组织和国际电信联盟电信标准部(ITU-T)两大国际标准组织内进行。 (1)网络接入配置功能
NACF负责为UE分配IP地址,并提供UE所需要的其他网络配置参数,如域名服务器(DNS)地址、上层业务接入点地址等。对于上层的IMS,业务接入点就是P-CSCF(代理呼叫会话控制功能)。NACF还向UE提供一个接入网络标识符,唯一地标识UE所附着的接入网络,上层应用可通过该标识符定位CLF。
(2)接入管理功能
AMF负责翻译UE的接入请求,将UE的IP地址分配请求以及网络配置参数请求转发至NACF,将用户鉴权请求转发给用户接入授权功能(UAAF),反向则将来自NACF或UAAF的响应转发给UE。
(3)连接会话定位与存储功能
CLF登记UE所分配的IP地址、NACF提供的相关网络定位信息、地理位置信息,并对这些信息进行关联;CLF还存储用户标识、用户的服务质量(QoS)清单、用户的位置信息隐私权设置。CLF向上层业务提供位置查询功能。
(4)用户接入授权功能
UAAF提供用户鉴权、授权核查功能。UAAF从清单数据库功能(PDBF)包含的用户网络清单信息中获取鉴权和网络授权信息。UAAF也收集用于计费的帐务数据。
(5)清单数据库功能
PDBF存储用户鉴权数据(如用户标识、支持的鉴权方法列表、鉴权密钥)以及与网络接入配置相关的信息。PDBF与业务层的用户业务清单数据库(见图1)分工不同,PDBF是传送层的数据库,存储用于接入和鉴权的信息,用户业务清单数据库是业务层的数据库,存储用户的业务信息。但两者有一定的关联,在物理上可以考虑合设。
(6)客户网关配置功能
客户网关配置功能(CNGCF)在UE初始化或升级时使用,为UE提供额外的配置信息,如防火墙配置、IP包的QoS标记等。CNGCF与NACF提供的网络配置数据相辅相成,使UE能顺利地接入网络。
(7)接入中继功能
接入中继功能(ARF)不属于NASS的组成单元,它位于客户网关(CNG)与NASS之间,作为中继,可以在用户请求中插入接入网络所提供的位置信息。
在正常的UE接入流程中,UE通过ARF/AMF先与UAAF交互,完成鉴权和网络授权;再与NACF交互,获得用于接入的IP地址与其他配置参数;UAAF和NACF分别将用户相关信息送至CLF,在CLF处进行关联和存储,供RACS和上层业务查询。
1.3接口描述
NASS接口包括NASS内部各逻辑功能单元之间的接口和NASS对外的接口。
1.3.1NASS内部各逻辑功能单元之间的接口
(1)a1接口
a1接口是AMF与NACF之间的接口。a1接口用于AMF向NACF请求为UE分配IP地址及其他网络配置参数。
(2)a2接口
a2接口是NACF与CLF之间的接口。NACF通过本接口向CLF登记为UE所分配的IP地址与相关位置信息的关联关系,或者通知CLF注销关联;CLF可通过本接口为NACF提供CNGCF地址、地理位置信息、P-CSCF标识信息。
(3)a3接口
a3接口是AMF与UAAF之间的接口。a3接口用于AMF向UAAF请求对用户进行鉴权和进行网络签约信息的核查。
(4)a4接口(即UAAF与CLF之间的接口)
a4接口是UAAF与CLF之间的接口。UAAF通过本接口以“推(Push)”的方式向CLF登记用户标识与用户位置信息隐私权设置的关联关系,以及用户的网络清单信息(如QoS信息)。CLF也可通过本接口以“拉(Pull)”方式主动向UAAF查询用户的网络清单信息。
(5)e5接口
e5接口[2]是UAAF代理与UAAF服务器之间的接口。e5接口用于UAAF代理(位于用户拜访网络)与UAAF服务器(位于用户归属网络)之间,由UAAF代理向UAAF服务器请求获取用户的鉴权和授权信息,UAAF代理也可向UAAF服务器转发拜访网络产生的帐务数据。
UAAF代理与UAAF服务器可能位于不同的管理域,两者之间需要建立双向的信任关系。e5接口可采用远程拨号用户认证(RADIUS)协议或Diameter协议。
R1阶段没有定义NACF与UAAF之间的接口功能。R1阶段对UAAF与PDBF之间的接口也没有规定,UAAF与PDBF可以合设,或以非标准接口互联。
对于上述内部接口中的前4个接口,TISPAN还没有制订具体的协议规范。
1.3.2NASS对外接口
在图2中,与NASS有互联关系的外部实体包括同层的RACS、底层的ARF、上层的业务控制子系统和应用实体。
(1)e4接口
e4接口是CLF与RACS之间的接口。RACS通过e4接口向CLF获取用户的网络位置信息,以决定可用网络资源的数量;RACS也可向CLF获取用户的网络清单信息,作为处理资源分配请求的参考。文献[3]给出了基于Diameter协议的e4接口规范。
(2)e2接口
e2接口是CLF与业务控制子系统之间的接口。业务层实体通过e2接口从CLF获取网络位置信息。文献[4]给出了基于Diameter协议的e2接口规范。
(3)e1接口
e1接口是AMF与ARF、ARF与CNG之间的接口。UE通过e1接口发起IP地址分配请求,并获取相关的网络配置参数以便接入网络;UE也通过e1接口提供用户的通行字、令牌、证书等信息用于网络接入鉴权。请求经ARF中继到达AMF,ARF可在请求消息中加入网络位置信息。
当需要双向鉴权时,NASS通过e1接口向UE提供鉴权参数。文献[5]给出了e1接口定义,包括WLAN和xDSL等接入方式。
(4)e3接口
e3接口是CNGCF与CNG之间的接口。e3接口用于CNGCF配置UE,以便UE接入上层业务与应用。超文本传输协议(HTTP)、文件传输协议(FTP)和小型文件传输协议(TFTP)可用于e3接口。目前该接口尚没有制订相应的接口规范。
1.4游牧场景.
在R1阶段,NASS只支持用户的游牧,UE可以在任何地点接入相同的NGN系统,NASS不支持会话的连续性,即UE不能实现不同接入网络之间的漫游切换。
在UE游牧时,NGN网络可划分为归属网络和拜访网络。图3是用户游牧的一个典型场景,其中为用户提供业务的业务控制子系统位于归属网络。拜访网络的UAAF作为代理,通过e5接口向归属网络的UAAF(作为服务器)获取用户鉴权信息;归属网络的CLF通过e2接口向拜访网络的CLF获取用户的位置信息,再提供给上层的业务控制子系统。
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