下一代網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)的研究

2007/08/27

圖1　NASS在NGN架構(gòu)中的位置

　　2.2　NASS主要功能

　　NASS提供接入層注冊功能以及用戶終端初始化功能，使用戶終端能夠接入到NGN業(yè)務(wù)，NASS提供網(wǎng)絡(luò)級標(biāo)識和鑒權(quán)、管理接入網(wǎng)IP地址空間以及對接入會話進(jìn)行鑒權(quán)，同時向用戶終端提供NGN 業(yè)務(wù)/應(yīng)用子系統(tǒng)的接觸點，如P-CSCF地址。

　　NASS提供的主要功能包括：

　�。�1）為用戶終端動態(tài)分配IP地址和其他配置參數(shù)（例如使用DHCP）。

　�。�2）在分配IP地址之前或在分配IP地址過程中進(jìn)行用戶鑒權(quán)。

　�。�3）基于用戶清單對網(wǎng)絡(luò)接入進(jìn)行認(rèn)證。

　　（4）基于用戶清單對接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置。

　　（5）位置管理。

　　2.3　NASS功能架構(gòu)

　　NASS的功能架構(gòu)如圖2所示，主要包含如下功能實體。

圖2　NASS功能架構(gòu)

�。�1）接入管理功能AMF

　　UE通過AMF與NACF和UAAF進(jìn)行交互。AMF負(fù)責(zé)對UE發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)接入請求進(jìn)行翻譯轉(zhuǎn)換，向NACF前轉(zhuǎn)IP地址分配請求或可能的其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)請求；AMF向用戶接入授權(quán)功能UAAF前轉(zhuǎn)用戶鑒權(quán)請求；并且AMF將NACF或UAAF的響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給UE。

　�。�2）網(wǎng)絡(luò)接入配置功能NACF

　　NACF主要負(fù)責(zé)為UE分配IP地址，并可向UE傳送其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)，如DNS服務(wù)器的地址和P-CSCF的地址。NACF還能夠向UE提供接入網(wǎng)標(biāo)識，該信息惟一標(biāo)識UE所附著的接入網(wǎng)絡(luò)，上層的SCS&A相關(guān)功能實體利用該標(biāo)識信息能夠?qū)崿F(xiàn)對CLF的定位。

　�。�3）用戶接入授權(quán)功能UAAF

　　UAAF根據(jù)用戶清單對用戶的網(wǎng)絡(luò)接入進(jìn)行鑒權(quán)、授權(quán)檢查。對于每個用戶，UAAF將從PDBF保存的用戶網(wǎng)絡(luò)清單信息中提取鑒權(quán)數(shù)據(jù)和接入授權(quán)信息。

　�。�4）連接性會話定位功能CLF

　　CLF登記UE所分配的IP地址和NACF提供的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)位置信息之間的關(guān)聯(lián)，登記從NACF收到的網(wǎng)絡(luò)位置信息和地理位置信息之間的關(guān)聯(lián)。CLF也可能保存已經(jīng)分配有IP地址的用戶或UE的標(biāo)識（CLF從UAAF獲得相關(guān)信息），以及用戶網(wǎng)絡(luò)QoS清單以及用戶對位置信息私密性的優(yōu)選。當(dāng)CLF不保存用戶或UE的標(biāo)識或清單信息時，CLF應(yīng)可以從UAAF提取相關(guān)信息。CLF響應(yīng)SCS&A的位置查詢，CLF可以提供多種形式的信息，如網(wǎng)絡(luò)位置、地理位置、通訊地址等，取決于與請求者之間的協(xié)定以及用戶對位置信息私密性的優(yōu)選。

　　CLF和NACF交互獲得NACF為UE分配的IP地址和線標(biāo)識之間的關(guān)聯(lián)。CLF需要登記用戶的網(wǎng)絡(luò)清單信息（鑒權(quán)時從UAAF提�。┮员阍趯�UE鑒權(quán)之后提供給RACS。CLF應(yīng)能夠根據(jù)邏輯接入標(biāo)識關(guān)聯(lián)從NACF和UAAF收到的信息。CLF保存大量的當(dāng)前處于激活狀態(tài)的會話（激活的會話：應(yīng)針對一次成功的NASS附著過程）相關(guān)的記錄，這些記錄包括從NACF和UAAF獲得的信息，以及靜態(tài)配置信息。

　�。�5）用戶簽約數(shù)據(jù)庫功能PDBF

　　PDBF保存用戶鑒權(quán)數(shù)據(jù)（如用戶標(biāo)識、所支持的鑒權(quán)方法列表、鑒權(quán)密鑰）以及和網(wǎng)絡(luò)接入配置相關(guān)的信息（通常稱為用戶網(wǎng)絡(luò)清單）。

　�。�6）CNG配置功能CNGCF

　　CNGCF用于CNG的初始化以及對CNG的升級。CNGCF向CNG提供附加的配置信息（如CNG內(nèi)部防火墻的配置、IP包的QoS整形等等），CNGCF所提供的數(shù)據(jù)不同于NACF所提供的網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)。

　　同時，NASS還與以下NGN功能實體之間存在交互。

• 業(yè)務(wù)控制子系統(tǒng)和應(yīng)用SCS&A。


• 資源接納控制子系統(tǒng)RACS。


• 接入轉(zhuǎn)接功能ARF。


• 用戶終端UE。

圖3　NACF在NGN架構(gòu)中的位置

　　3.2　NACF主要功能

　　NACF提供接入層注冊功能以及用戶終端初始化功能，使用戶終端能夠接入到NGN業(yè)務(wù)，NACF提供網(wǎng)絡(luò)級標(biāo)識和鑒權(quán)、管理接入網(wǎng)IP地址空間以及對接入會話進(jìn)行鑒權(quán)，同時向用戶終端提供NGN業(yè)務(wù)/應(yīng)用支持功能的接觸點。

　　NACF提供的主要功能有以下內(nèi)容。

• 為終端動態(tài)分配IP地址和其他配置參數(shù)。


• 根據(jù)用戶簽約，自動發(fā)現(xiàn)用戶終端設(shè)備的能力和其它參數(shù)。


• 網(wǎng)絡(luò)接入鑒權(quán)，基于用戶清單。


• 接入網(wǎng)絡(luò)配置，基于用戶清單。


• 層位置管理。

圖4　NACF功能架構(gòu)

　�。�1）網(wǎng)絡(luò)接入配置功能實體NAC-FE

　　NAC-FE負(fù)責(zé)向用戶終端分配IP地址，同時可能向用戶終端分配其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)，如DNS服務(wù)器的地址、信令代理的地址（如：P-CSC-FE地址）。NAC-FE應(yīng)能夠向用戶終端提供接入網(wǎng)標(biāo)識，該接入網(wǎng)標(biāo)識能夠惟一標(biāo)識終端所附著的接入網(wǎng)，上層應(yīng)用通過此信息應(yīng)能夠?qū)�TLM-FE定位。

　　NAC-FE的典型實現(xiàn)是DHCP或RADIUS或Diameter服務(wù)器。

　　NAC-FE提供發(fā)現(xiàn)功能以便實現(xiàn)用戶終端的自動配置。發(fā)現(xiàn)功能作為傳送控制功能應(yīng)能夠檢查當(dāng)前附著網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識，收集相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)，根據(jù)用戶清單驗證當(dāng)前附著網(wǎng)絡(luò)配置信息的有效性。

　�。�2）傳送鑒權(quán)和認(rèn)證功能實體TAA-FE

　　TAA-FE提供傳送層鑒權(quán)和認(rèn)證功能，基于用戶清單對用戶的網(wǎng)絡(luò)接入執(zhí)行鑒權(quán)和授權(quán)檢查。對每一個用戶，TAA-FE從TUP-FE中保存的用戶清單信息中獲取鑒權(quán)數(shù)據(jù)和接入授權(quán)信息。

　�。�3）傳送用戶清單功能實體TUP-FE

　　TUP-FE負(fù)責(zé)保存與傳送層面相關(guān)的用戶清單（QoS清單、P-CSC-FE的地址、HGWC-FE地址）。

　　TUP-FE響應(yīng)TAA-FE對用戶清單的查詢請求。

　　提供對用戶數(shù)據(jù)的接入功能

　　其他網(wǎng)絡(luò)功能實體可能需要獲得某些用戶數(shù)據(jù)，TUP-FE提供對用戶數(shù)據(jù)的接入過濾功能，可能在一定程度上限制或完全限制某些功能實體的查詢以便保證用戶數(shù)據(jù)的私密性。

　　支持常用的AAA和安全機(jī)制

　　TUP-FE執(zhí)行基本的數(shù)據(jù)管理和維護(hù)功能，如用戶清單數(shù)據(jù)保存和更新需要通過用戶清單管理功能。傳送用戶清單可保存在一個數(shù)據(jù)庫中，也可以分開保存在多個數(shù)據(jù)庫中。TUP-FE和TAA-FE可以合在一起，TUP-FE也可以與業(yè)務(wù)層的用戶清單功能SUP-FE合在一起。傳送用戶清單可位于拜訪網(wǎng)絡(luò)或歸屬網(wǎng)絡(luò)。

　　（4）傳送位置管理功能實體TLM-FE

　　TLM-FE將分配給CPE的IP地址和NAC-FE提供的網(wǎng)絡(luò)位置信息（例如接入線標(biāo)識）進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將NAC-FE提供的網(wǎng)絡(luò)位置信息與用戶地理位置信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。TLM-FE也可以保存已分配IP地址的用戶或CPE的標(biāo)識（從TAA-FE獲得信息），以及用戶網(wǎng)絡(luò)QoS清單以及用戶關(guān)于位置信息私密性的優(yōu)選。如果TLM-FE不保存用戶或CPE的標(biāo)識或清單信息，TLM-FE應(yīng)能從TAA-FE獲得這些信息。

　　TLM-FE響應(yīng)從業(yè)務(wù)控制組件和應(yīng)用來的位置查詢。TLM-FE與NAC-FE交互獲得NAC-FE分配給CPE的IP地址和CPE的邏輯接入標(biāo)識之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。TLM-FE保存用戶網(wǎng)絡(luò)清單信息（鑒權(quán)時從TAA-FE獲得），供RACF對用戶設(shè)備鑒權(quán)時使用。TLM-FE還能夠基于邏輯線標(biāo)識將從NAC-FE和TAA-FE獲得信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

　�。�5）接入管理功能實體AM-FE

　　AM-FE對UE發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)接入請求進(jìn)行翻譯轉(zhuǎn)換，將分配IP地址和其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)的請求發(fā)送給NAC-FE。AM-FE將對用戶進(jìn)行鑒權(quán)的請求發(fā)送給TAA-FE，授權(quán)或者拒絕用戶接入網(wǎng)絡(luò)，獲得該用戶的接入配置參數(shù)。

　�。�6）家庭網(wǎng)關(guān)配置功能實體HGWC-FE

　　HGWC-FE用于對HGW進(jìn)行初始化或更新，向HGW提供額外的配置信息（例如在HGW內(nèi)部配置防火墻，標(biāo)識IP包的QoS等），這些數(shù)據(jù)不同于NACF-FE提供的網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)。

　　同時，NACF和以下功能實體之間存在交互。 　　

• 代理呼叫會話控制功能實體：P-CSC-FE。


• 資源接納控制功能RACF中的策略決策功能實體PD-FE。


• 接入轉(zhuǎn)接功能實體AR-FE。


• 用戶側(cè)設(shè)備CPE。

4、TISPAN和ITU-T研究比較

　　TISPAN有多個工作小組從事NASS的研究，分別研究NASS的內(nèi)部架構(gòu)和外部接口協(xié)議（如e1，e2，e4，e5），NGN Release 1發(fā)布了專門針對NASS的規(guī)范，研究的內(nèi)容主要包括：NASS的功能架構(gòu)、該功能架構(gòu)中所包含的邏輯功能實體、各個邏輯功能實體之間的參考點、參考點協(xié)議、NASS相關(guān)的典型信息流、NASS的組網(wǎng)、NASS的物理實現(xiàn)示例等。

　　ITU-T沒有設(shè)立單獨的項目研究NACF，只在NGN的功能需求和架構(gòu)建議草案中對NACF有所提及，所以對網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)的研究相對滯后，研究內(nèi)容主要包括：NACF的功能架構(gòu)、該功能架構(gòu)中包含的邏輯功能實體等。

　　TISPAN提出的NASS和ITU-T提出的NACF的體系架構(gòu)和基本功能基本一致，包含的功能實體間存在一定的對應(yīng)關(guān)系，如表1所示。有所不同的是NACF中NAC-FE增加了根據(jù)用戶簽約，自動發(fā)現(xiàn)用戶終端設(shè)備的能力和其它參數(shù)的功能，但是該功能的具體細(xì)節(jié)沒有明確說明。

表1　NASS/NACF中功能實體的對應(yīng)關(guān)系

5、結(jié)束語

　　本文主要對ETSI TISPAN和ITU-T在NGN Release 1對網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)的研究情況進(jìn)行了分析和比較。

　　雖然TISPAN在NGN Release 1對網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)的研究較為深刻，但是還存在許多問題有待進(jìn)一步研究：如對用戶終端移動性（漫游和游牧）的支持，對各種接入方式（目前主要研究了xDSL接入技術(shù)）的支持，NASS的內(nèi)部接口協(xié)議，NASS與其它NGN網(wǎng)元之間的交互信息等，NASS內(nèi)部各功能實體的功能、工作流程、以及各功能實體間交互的信息等也還需要進(jìn)一步的研究。

　　目前，ETSI TISPAN和ITU-T NGN-GSI均在NGN Release2中進(jìn)一步研究網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)，我們將繼續(xù)跟蹤其標(biāo)準(zhǔn)化的最新情況。

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