一種ip地址分配方法、系統及裝置的製作方法
2023-10-06 09:28:14 2
專利名稱：一種ip地址分配方法、系統及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種網際網路協議(IP， Internet Protocol)地 址分配方法、系統及裝置。
背景技術：
在系統框架演進(SAE， System Architecture Evolution)系統中，支持版本4的 網際網路協議(IPV4)和版本6的網際網路協議(IPV6)。在SAE系統下建立預設承載的過程 中，用戶終端(UE)向移動管理實體(匪E， Mobility Management Entity)發送的附著請求 (Attach Request)消息或分組數據網連接請求(PDN connectivity request)消息中攜帶 了分組數據網(PDN，Packet Data Network)類型(type)參數，用以表明UE請求分配的IP 地址的類型信息。現有SAE系統中的幾種IP位址分配方式如下 方式一、在預設承載建立過程或者UE請求PDN連接建立過程中，由分組數據網網 關(PDN GW， Packet Data Network Gateway)為UE分配IPV4地址。 方式二、在預設承載建立過程完成後，通過版本4的動態主機配置協議(DHCPV4， Dynamic Host Configuration Protocol Version 4)為UE分配IPV4地址禾口其他配置參 數。 方式三、通過無狀態地址自動配置機制為UE分配IPV6地址。 在預設承載建立過程中，UE向匪E發送的Attach request消息中攜帶的PDN type 參數分為三種IPV4、 IPV6、版本4和版本6的網際網路協議(IPV4V6)。當PDN type參數是 IPV4V6時，說明演進分組系統(EPS,Evolved Packet System)承載可以和一個IPV6地址關 聯，也可以和一個IPV4地址、一個IPV6地址關聯。當PDN type參數是IPV4時，說明EPS承 載只能和一個IPV4地址關聯。當PDN type參數是IPV6時，說明EPS承載只能和一個IPV6 地址關聯。 UE在附著(Attach)過程或者建立PDN連接過程中，可以基於其IP協議棧的配置 設置PDN type參數: 如果UE具有IPV4和IPV6能力，那麼將PDN type參數設為IPV4V6 ;
如果UE只有IPV4能力，那麼將PDN type參數設為IPV4 ;
如果UE只有IPV6能力，那麼將PDN type參數設為IPV6。 當UE不知道自身的IP版本能力時(例如移動終端(MT)和終端設備(TE)分離的 情況，MT不知道TE的IP版本能力)，UE將PDN type參數設為IPV4V6。
除了PDN type參數，UE在Attach request消息或者PDN connectivity request 消息中還會攜帶協議配置選項(PC0)參數，用以指示是否在預設承載建立後通過DHCPV4機 制獲得IP位址，這個PC0參數會透傳給PDN GW。 當匪E收至lj Attach request消息或者PDN connectivity request消息後，獲取 籤約數據檢查消息中攜帶的PDN type參數，PDN type是IPV4V6，而籤約數據表明籤約用戶 使用的接入點名稱(APN， Access Point Name)可以使用IPV4地址和IPV6地址，那麼匪E通過建立預設承載請求(Create default bearerrequest)消息將該PDN type參數發送給 服務網關(Serving GW) ， Serving GW將該信息發送給PDN GW。 PDN GW收至lJCreate default bearer request消息後，獲取消息中的PDN type參 數和運營商的配置信息為UE分配IP位址，如果消息中攜帶的PDN type是IPV4V6，而PDN GW根據運營商的配置決定可以給UE分配IPV4地址和IPV6地址，那麼PDN GW為UE分配 IPV4地址和IPV6地址，同時，如果消息中攜帶的PCO參數指示UE使用DHCPV4協議得到 IPV4地址，那麼PDN GW為UE分配的IPV4地址是全零的地址0. 0. 0. 0，然後PDN GW發送建 立預設承載響應(Create default bearer response)消息給Serving GW， Serving GW再 將該消息轉發給匪E。匪E收到該消息後，通過演進型基站(eNodeB)將附著接受(Attach acc印t)消息或者PDN連接響應(PDN connectivity response)消息發送給UE，在該消息 中攜帶分配給UE的全零的IP位址和PDN type參數，UE接收到該消息後，獲取其中的IPV4 地址是0. 0. 0. 0，然後通過發起DHCPV4協議協商過程與PDN GW進行協商，用以得到具體的 IPV4地址。 然而，在現有的SAE系統標準中，PDN GW在Create default bearer response中 還需要攜帶上行鏈路(UL，Uplink)業務流模板(TFT，Traffic Flow Template)參數和PDN 地址(PDN Address)參數，UE通過UL TFT參數將上行數據匹配到相應的承載中，即UE中的 UL TFT參數是和承載相對應的，PDNAddress參數也是用於標識UE的一個重要參數。但是 當UE使用DHCPV4協議協商過程與PDN GW協商獲取IPV4地址時，在Attach過程或者PDN connectivity建立過程中，PDN GW不知道UE的IPV4地址，因此無法在Create default bearerresponse中給出UE的UL TFT ;並且，當UE通過DHCPV4協議協商機製得到IPV4地 址後，PDN GW的操作過程沒有明確。UE通過DHCPV4協議協商得到IPV4地址的機制是應用 層應用，而UE的承載上下文保存在UE協議棧的底層，應用層協議完成後不會直接對底層進 行操作，因此UE的承載上下文中沒有IPV4地址和UL TFT參數。尤其是當MT和TE分離時， DHCPV4協議協商過程是由TE發起的，MT並不知道UE的IPV4地址和UL TFT參數，因此，當 上行數據到達UE時，由於UE並不知道UE的IPV4地址和UL TFT參數，因此UE無法將上行 數據匹配到相應的承載中。 綜上所述，現有技術中通過DHCPV4機制為UE分配IPV4地址的過程並不完善。
發明內容
本發明實施例提供了一種IP位址分配方法、系統及裝置，用以完善通過DHCPV4機 制為UE分配IPV4地址的過程。 本發明實施例提供的一種IP位址分配方法包括 分組數據網網關PDN GW通過與用戶終端UE進行版本4的動態主機配置協議 DHCPV4協商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址； 所述PDN GW通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將所述IPV4地 址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT發送給所述UE。
本發明實施例提供的一種IP位址獲取方法包括 用戶終端UE與分組數據網網關PDN GW進行版本4的動態主機配置協議DHCPV4 協商；
所述UE通過所述PDN GW發起的不進行承載服務質量更新的承載修改過程，獲取 所述PDN GW為所述UE分配的版本4的網際網路協議IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成 的業務流模板TFT。 本發明實施例提供的一種通信系統包括 分組數據網網關PDN GW，用於通過與用戶終端UE進行版本4的動態主機配置協 議DHCPV4協商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址；通過發起不進行承載服務 質量更新的承載修改過程，將所述IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT 發送給所述UE; 用戶終端UE，用於與所述PDN GW進行DHCPV4協商；通過所述不進行承載服務質 量更新的承載修改過程，獲取所述IPV4地址以及所述TFT。
本發明實施例提供的一種PDN GW包括 DHCPV4協商單元，用於通過與用戶終端UE進行版本4的動態主機配置協議 DHCPV4協商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址； 承載修改發起單元，用於通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將 所述IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT發送給所述UE。
本發明實施例提供的一種UE包括 DHCPV4協商單元，用於與分組數據網網關PDN GW進行版本4的動態主機配置協議 DHCPV4協商； 獲取單元，用於通過所述PDN GW發起的不進行承載服務質量更新的承載修改過 程，獲取所述PDN GW為所述用戶終端分配的版本4的網際網路協議IPV4地址以及利用所述 IPV4地址生成的業務流模板TFT。 本發明實施例，通過分組數據網網關PDN GW通過與用戶終端UE進行版本4的動 態主機配置協議DHCPV4協商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址；所述PDN GW 通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將所述IPV4地址以及利用所述IPV4 地址生成的業務流模板TFT發送給所述UE，從而完善了通過DHCPV4機制為UE分配IPV4地 址的過程，使得UE通過DHCPV4機製得到IPV4地址時，UE中的承載上下文也可以得到IPV4 地址和UL TFT，尤其是，當MT和TE分離時，MT也可以得到IPV4地址和UL TFT，從而可以 將上行數據和相應承載進行匹配。
圖1為本發明實施例提供的- 圖2為本發明實施例提供的- 圖3為本發明實施例提供的- 圖4為本發明實施例提供的 意圖； 圖5為本發明實施例提供的- 圖6為本發明實施例提供的-
種IP位址分配方法的總體流程示意圖； 種IP位址獲取方法的總體流程示意圖； 種IP位址分配方法的具體流程示意圖； -種不進行承載服務質量更新的承載修改過程的示
種PDN GW的結構示意圖； 種UE的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明實施例提供了一種IP位址分配方法、系統及裝置，用以完善通過DHCPV4機
制為UE分配IPV4地址的過程。 下面結合附圖對本發明實施例進行說明。 參見圖l，本發明提供的一種IP位址分配方法包括步驟 SlOl、 PDN GW通過與UE進行DHCPV4協商，為UE分配IPV4地址。 S102、 PDN GW通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程
(Bearermodif ication procedure without bearer Q0S update)，將IPV4地址以及禾U用
IPV4地址生成的TFT發送給UE。 相應地，參見圖2，本發明實施例提供的一種IP位址獲取方法包括步驟
S201、 UE與PDN GW進行DHCPV4協商，用以獲得IPV4地址。 S202、 UE通過PDN GW發起的不進行承載服務質量更新的承載修改過程，獲取PDN GW為UE分配的IPV4地址以及利用IPV4地址生成的TFT。
下面給出具體的解釋說明。 當UE接入SAE系統時，UE會發起Attach過程或者PDN連接建立過程，在這兩個過 程中PDN GW會將IP位址分配給UE。如果在PDN GW上配置了 UE接入的APN採用DHCPV4 協議分配IP位址，或者UE在Attach request消息或者PDN connectivity request消息 中攜帶的PCO參數中包含了使用DHCPV4協議分配IP位址的信息，那麼PDN GW將Create default bearer response消息中的PDN address參數設為0. 0. 0. 0，即為UE分配全零的 IP位址。UE收到0. 0. 0. 0的IP位址後，採用DHCPV4協議與PDN GW協商，由PDN GW將具 體的IPV4地址分配給UE。具體流程如圖3所示，在PDN GW發送了動態主機配置協議確認 消息(DHCP ACK)後，PDN GW馬上發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將UL TFT 和UE的IPV4地址分別通知給Serving GW、匪E、 eNodeB和UE，具體流程如圖1所示。
其中的PDN GW發起的不進行承載服務質量更新的承載修改過程如圖4所示，具體 包括 步驟1、 PDN GW利用分配給UE的IPV4地址生成UL TFT，同時發送更新承載請求 (Update bearer request)給Serving GW，其中包括EPS承載標識(EPS Bearer Identity)、 更新類型(Update type)、PDN地址(PDN address)和UL TFT，其中的Update type用於指 示UE將該IPV4地址和UL TFT保存在EPS承載標識對應的EPS承載上下文中。
步驟2、 Serving GW轉發Update bearer request消息給匪E。
步驟3、匪E利用Update bearer request消息中的EPS bearer Identity、 PDNaddress、Update type和UL TFT參數生成會話管理配置信息單元(Sessionmanagement configuration IE)，然後匪E發送下行非接入層傳輸(DownlinkNAS Transport)消息給 eNodeB。 步驟4、 eNodeB接收到Downlink NAS Transport消息後，發送直接傳輸(Direct Transfer)消息給UE，其中包括EPS bearer Identity、PDN address、Updatetype禾口UL TFT 參數。 步驟5、 UE接收到所述Direct Transfer消息後，根據Update type的指示信息， 將PDN address和UL TFT保存在EPS bearer Identity所標識的EPS承載上下文(EPSbearer context)中，然後發送Direct Transfer消息給eNodeB，該消息中包含Session management configuration IE，該IE中包含EPS bearer Identity,用以通知PDN GW已經 將PDN address禾PUL TFT保存在EPS bearer Identity所標識的EPS bearer context中。
步驟6、 eNodeB發送上行非接入層傳輸(Uplink NAS Transport)消息給匪E，其 中包括Session management configuration IE，該IE中包含EPS bearerldentity。
步驟7、匪E接收至lj Uplink NAS Transport)消息後，從中獲取EPS bearerldentity,並發送更新承載口向應(Update bearer response)消息給Serving GW，其 中包括EPS Bearer Identity。 步驟8、 Serving GW轉發Update Bearer Response消息給PDN GW。 PDN GW接收到Serving GW發送的Update Bearer Response消息後，從中獲取來
自UE的EPS承載標識，確定該UE已將其IPV4地址和TFT保存在該EPS承載標識對應的
EPS承載上下文中。 下面介紹一下本發明實施例提供的裝置。 參見圖5，本發明實施例提供的一種PDN GW包括 DHCPV4協商單元11 ，用於通過與UE進行DHCPV4協商，為UE分配IPV4地址。
承載修改發起單元12，用於通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程， 將IPV4地址以及利用IPV4地址生成的TFT發送給UE。
較佳地，所述承載修改發起單元12包括 生成單元121，用於利用更新類型、演進分組系統EPS承載標識、IPV4地址和TFT 生成更新承載請求，其中的更新類型用於指示UE將IPV4地址和TFT保存在EPS承載標識 對應的EPS承載上下文中。 發送單元122，用於通過向Serving GW發送更新承載請求，發起不進行承載服務 質量更新的承載修改過程。 參見圖6，本發明實施例提供的一種UE包括 DHCPV4協商單元21，用於與PDN GW進行版本4的動態主機配置協議DHCPV4協商。
獲取單元22，用於通過PDN GW發起的不進行承載服務質量更新的承載修改過程， 獲取PDN GW為UE分配的IPV4地址以及利用IPV4地址生成的TFT。
較佳地，所述獲取單元22包括 處理單元221，用於通過不進行承載服務質量更新的承載修改過程，獲取PDN GW 發送的更新類型、演進分組系統EPS承載標識、IPV4地址和TFT。 保存單元222，用於根據更新類型，將IPV4地址和TFT保存在EPS承載標識對應的 EPS承載上下文中。 綜上所述，本發明實施例的PDN GW通過與UE進行DHCPV4協商，為UE分配版本 4的網際網路協議IPV4地址；PDN GW通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將 IPV4地址以及利用IPV4地址生成的TFT發送給UE，從而完善了通過DHCPV4機制為UE分 配IPV4地址的過程。 顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍 之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
一種IP位址分配方法，其特徵在於，該方法包括分組數據網網關PDN GW通過與用戶終端UE進行版本4的動態主機配置協議DHCPV4協商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址；所述PDN GW通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將所述IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT發送給所述UE。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還包括所述PDN GW將所述IPV4地址以及所述TFT寫入演進分組系統EPS承載上下文中。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述PDN GW分別通過服務網關 Serving GW、移動管理實體匪E以及演進型基站eNodeB將所述IPV4地址和所述TFT發送 給所述UE。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述PDN GW通過向所述Serving GW發送 更新承載請求，發起所述不進行承載服務質量更新的承載修改過程，其中，所述更新承載請 求中包括更新類型、演進分組系統EPS承載標識、所述IPV4地址和所述TFT ;其中，所述的更新類型用於指示所述UE將所述IPV4地址和所述TFT保存在所述EPS 承載標識對應的EPS承載上下文中。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，該方法還包括所述PDN GW接收所述Serving GW發送的更新承載響應消息，並從中獲取來自所述UE 的演進分組系統EPS承載標識，確定所述UE已將所述IPV4地址和所述TFT保存在所述EPS 承載標識對應的EPS承載上下文中。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述PDN GW在向所述UE發送了 DHCP確 認消息之後，發起所述不進行承載服務質量更新的承載修改過程。
7. —種IP位址獲取方法，其特徵在於，該方法包括用戶終端UE與分組數據網網關PDN GW進行版本4的動態主機配置協議DHCPV4協商； 所述UE通過所述PDN GW發起的不進行承載服務質量更新的承載修改過程，獲取所述PDN GW為所述UE分配的版本4的網際網路協議IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述UE通過所述不進行承載服務質量更 新的承載修改過程，進一步獲取來自所述PDN GW的更新類型和演進分組系統EPS承載標 識；所述UE根據所述的更新類型，將所述IPV4地址和所述TFT保存在所述EPS承載標識 對應的EPS承載上下文中。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述UE將所述IPV4地址和所述TFT保存 在所述EPS承載上下文中之後，該方法還包括所述UE通過向演進型基站eNodeB發送包含有所述EPS承載標識的直接傳輸消息，向 所述PDN GW回復響應。
10. —種通信系統，其特徵在於，該系統包括分組數據網網關PDN GW，用於通過與用戶終端UE進行版本4的動態主機配置協議 DHCPV4協商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址；通過發起不進行承載服務質量 更新的承載修改過程，將所述IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT發送給所述UE ;用戶終端UE，用於與所述PDN GW進行DHCPV4協商；通過所述不進行承載服務質量更 新的承載修改過程，獲取所述IPV4地址以及所述TFT。
11. 根據權利要求IO所述的系統，其特徵在於，所述PDN GW包括DHCPV4協商單元，用於通過與UE進行DHCPV4協商，為所述UE分配IPV4地址； 承載修改發起單元，用於通過向服務網關Serving GW發送更新承載請求，發起所述不進行承載服務質量更新的承載修改過程，其中，所述更新承載請求中包括更新類型、演進分組系統EPS承載標識、所述IPV4地址和所述TFT ;其中，所述的更新類型用於指示所述UE將所述IPV4地址和所述TFT保存在所述EPS承載標識對應的EPS承載上下文中。
12. 根據權利要求10或11所述的系統，其特徵在於，所述UE包括 DHCPV4協商單元，用於與所述PDN GW進行DHCPV4協商；獲取單元，用於通過所述不進行承載服務質量更新的承載修改過程，獲取所述PDN GW 發送的更新類型、演進分組系統EPS承載標識、所述IPV4地址和所述TFT ;並根據所述的更 新類型，將所述IPV4地址和所述TFT保存在所述EPS承載標識對應的EPS承載上下文中。
13. —種分組數據網網關，其特徵在於，該分組數據網網關包括DHCPV4協商單元，用於通過與用戶終端UE進行版本4的動態主機配置協議DHCPV4協 商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址；承載修改發起單元，用於通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將所述 IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT發送給所述UE。
14. 根據權利要求13所述的分組數據網網關，其特徵在於，所述承載修改發起單元包括生成單元，用於利用更新類型、演進分組系統EPS承載標識、所述IPV4地址和所述TFT 生成更新承載請求，其中，所述的更新類型用於指示所述UE將所述IPV4地址和所述TFT保 存在所述EPS承載標識對應的EPS承載上下文中；發送單元，用於通過向服務網關Serving GW發送所述更新承載請求，發起所述不進行 承載服務質量更新的承載修改過程。
15. —種用戶終端，其特徵在於，該用戶終端包括DHCPV4協商單元，用於與分組數據網網關PDN GW進行版本4的動態主機配置協議 DHCPV4協商；獲取單元，用於通過所述PDN GW發起的不進行承載服務質量更新的承載修改過程，獲 取所述PDN GW為所述用戶終端分配的版本4的網際網路協議IPV4地址以及利用所述IPV4 地址生成的業務流模板TFT。
16. 根據權利要求15所述的用戶終端，其特徵在於，所述獲取單元包括 處理單元，用於通過所述不進行承載服務質量更新的承載修改過程，獲取所述PDN GW發送的更新類型、演進分組系統EPS承載標識、所述IPV4地址和所述TFT ;保存單元，用於根據所述的更新類型，將所述IPV4地址和所述TFT保存在所述EPS承 載標識對應的EPS承載上下文中。
全文摘要
本發明公開了一種IP位址分配方法、系統及裝置，用以完善通過DHCPV4機制為UE分配IPV4地址的過程。本發明提供的一種IP位址分配方法包括分組數據網網關PDN GW通過與用戶終端UE進行版本4的動態主機配置協議DHCPV4協商，為所述UE分配版本4的網際網路協議IPV4地址；所述PDN GW通過發起不進行承載服務質量更新的承載修改過程，將所述IPV4地址以及利用所述IPV4地址生成的業務流模板TFT發送給所述UE。
文檔編號H04L29/12GK101729608SQ20081022521
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月27日 優先權日2008年10月27日
發明者徐暉, 趙欣 申請人:大唐移動通信設備有限公司