宽带无线移动网络QoS结构实体和协议
出处:guanyaoshu 发布于:2008-11-27 10:26:41
宽带无线移动网络系统中QoS体系结构的设计必须同时考虑多种因素。首先,这一体系结构必须具有与具体业务及具体传输技术无关的特点,能够根据统一的、描述业务特征的业务QoS需求集完成QoS控制过程,以充分保证体系结构的灵活性;其次,QoS控制过程应由网络侧主导完成,这样一方面可以避免终端进行复杂的多指标体系下的QoS信息计算,另一方面也可以提高系统的可靠性。
(1)网管协议
QoS结构体系中主要有公共开放策略服务(COPS)和Diameter两个协议。COPS协议通过简单的请求和回复消息,支持IP网中的策略管理。在策略(如策略决策点PDP)与不同客户端(如策略增强点PEP)之间,采用该协议交换流量信息。PDP用来翻译网间要执行的规则,并由PEP作支撑。QoS代理(用作PDP)、边缘(用作PEP)与AAAC系统(也作为PDP,但位于更高层)之间的交互都基于OOPS进行信息交换。虽然与QoS代理联系的策略概念足以管理网络资源,但仍有需要交换并与用户有关的业务信息。宽带无线移动网络中用户可订购不同运营商的多媒体业务。相关合同信息被传送到传输管理系统,以便用户管理业务。Diameter协议负责传输在AAA客户端的、授权和计费信息。AAA客户端向AAA服务器请求和授权,AAA服务器内部数据库随时跟踪用户信息;用户成功后,Diameter协议将配置信息传回AAA客户端。如图1所示。

图1 AAA解决方案的组成部分
(2)网络层的QoS实体
网络层有移动终端(MT)、访问路由器(AR)和QoS代理3个实体组成。如图2所示。移动终端支持增强的IPv6栈。网络管理面板执行和取消AAA登记;移动终端网管器决定并执行切换和接入过程,具有无线汇集功能。

图2 移动终端、访问路由器和QoS代理中的QoS组成结构
访问路由器包括带有IPSec和区分业务滤镜的增强IPv6栈,执行传输、和安全功能,并增加与QoS相关的功能。快速切换(FHO)模块可在Linux移动IPv6(MIPL)执行快速切换程序,并增加与QoS有关的信令;AAA服务台负责所有与AAAC的通信,代表MT建立初始用户注册,并具有安全功能;QoS服务台能在栈中配置QoS策略,交换FHO度量信息。
QoS代理中有一个负责执行所有管理策略的实体,几个不同使用COPS与其他实体交互。AR接口既可使AR集中与用户请求业务有关的策略代理,又可为特定策略配置AR;AAAC接口负责与AAAC交换信息,通知每个接入本域的新的QoS代理,并获得具体用户及业务信息;QoS代理接口用来交换QoS代理间的信息,以提供端到端QoS保证。
(3)端到端的QoS支持
①注册。在获得转交地址(CoA)后,注册过程初始化,CoA由终端通过无状态自动配置,但并不赋予用户使用资源、登录信息和突发呼叫的权力。MT开始时,将信息发送给AR,以便使用网络资源;然后MT将该请求转送到AAAC系统。成功后,AAAC系统把NVUP转储到QoS代理,将MT与用户联系起来,并通过AR告知MT。
②授权。MT发送带有DSCP的分组请求特定业务。若请求的分组与事先AR中设定的策略不匹配。AR就通过QoS管理器发送请求至QoS代理;分析该请求后,QoS代理向AR返回业务确认信息。然后,AR中的QoS为用户配置合适的策略。这样,MT发送的任何匹配该策略的分组都能在网络中传输,MT又可重新开始发送授权请求。
③QoS支持下的切换。IP移动性中困难的是如何保证恒定的QoS,用户移动性由FHO技术保证。将网络实体分为原有ARI、新AR2、MT、原有QoS代理QoSB1、新QoS代理QoSB2,如图3所示。当用户终端与AR1(消息1)失去联系时,在收到AR2带有网络前缀广播的信号后,就进行切换请求(2);终端建立CoA并初始化切换程序,仍通过ARI向AR2发送切换请求(3);然后AR1将该请求(4a)转发给AR2(靠网络前缀得到),将(4b)转发给QoSBl;QoSB1再将切换请求(5)发送到QoSB2,表明用户NVUP与业务列表正被使用;QoSB2验证资源可用性,并向AR2返回消息,表明终端能否切换;若允许切换,AR2配置一套AR1所具有的策略,否则就根据网络利用和用户设置情况,AR2支持联合运营策略;同时,AR2向ARI发送回复(7),再由ARI转发给MT(8);若回复允许切换,MT会执行第二层切换(9),因为所有第三层资源将预留,上述QoS体系结构集中了移动性和AAAC,并能支持端到端QoS保证,适应联合运营环境和处理复杂的多媒体业务,该结构利用QoS代理、AAAC系统与FHO过程相互作用,以达到优化网络管理效率及的业务灵活性。

图3 QoS支持下的切换过程
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