WO2007025905A1 - Kommunikationssystem, vermittlungsknoten-rechner und verfahren zur bestimmung eines kontrollknotens - Google Patents

Kommunikationssystem, vermittlungsknoten-rechner und verfahren zur bestimmung eines kontrollknotens Download PDF

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WO2007025905A1
WO2007025905A1 PCT/EP2006/065537 EP2006065537W WO2007025905A1 WO 2007025905 A1 WO2007025905 A1 WO 2007025905A1 EP 2006065537 W EP2006065537 W EP 2006065537W WO 2007025905 A1 WO2007025905 A1 WO 2007025905A1
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WO
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node
network
communication
ggsn
control node
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/065537
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Belling
Mirko Schramm
Original Assignee
Nokia Siemens Networks Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Nokia Siemens Networks Gmbh & Co. Kg filed Critical Nokia Siemens Networks Gmbh & Co. Kg
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    • H04W76/00—Connection management
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    • H04W76/10—Connection setup
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    • H04W92/06—Interfaces between hierarchically different network devices between gateways and public network devices

Definitions

  • the invention relates to a communication system having a first communication network and a second communication network having at least one communication terminal, an interface computer coupled to the first communication network for mapping a data stream between the at least one communication terminal and the first communication network and at least one control node in the first communication network Control of occurring between the interface computer and the communication terminal data stream.
  • the invention further relates to a switching node computer and a method for processing a message.
  • IP Internet Protocol
  • SBLP Service Based Local Policy
  • PDP contexts Packet Data Protocol contexts
  • GGSN Global GPRS Support Node
  • PDF Policy Decision Function
  • the PDF is informed about these services via the so-called Gq interface of an application function (“Appliction Function"), which is formed by a network node in the communication system, and with the communication terminal for Negotiation of the service exchanges a signaling.
  • Appliction Function an application function
  • This can be done, for example, using the IP Multimedia Subsystem (IMS) of the 3GPP Session Initiation Protocol (SIP) specified in IETF RFC 3261.
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • SIP 3GPP Session Initiation Protocol
  • the authorization specifies the "Quality of Service” allowed for the PDP context. (QoS), ie the bandwidth and by means of a QoS class also the allowed delay of the exchanged in the context of a data transmission data packets.
  • the CRF selects the charging rules taking into account services currently used by the communication terminal, through which it is informed by one or more application functions (AF) via the Rx interface.
  • AF application functions
  • the control node uses this information to influence the behavior of the GGSN with respect to the handling of the PDP context or contexts to the respective communication terminal and the data transported therein.
  • the application function establishes the connection to the control node responsible for the communication terminal (eg a mobile radio terminal). Services,
  • the same communication terminal are provided by different application functions can use the same PDP contexts for transport.
  • Control Node is responsible for a communication terminal, and this is informed of these services by all application functions that provide this communication terminal services.
  • the communication terminal is in this case, e.g. identified by its IP address.
  • IP version 6 only the front 64 bits of the IP address are relevant for this.
  • another identifier of the communication terminal such as the so-called “International Mobile Subscriber Identity” (IMSI) or the so-called “Mobile Station International ISDN Number” (MSISDN) can be used if the application function knows this identifier.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • MSISDN Mobile Station International ISDN Number
  • Diameter Protocol For the interface between the application function and the control node (either the Gq or Rx interface), the so-called “Diameter Protocol” specified in IETF RFC 3588 is used in accordance with the existing standard, whereby the application function forms the role of a "Diameter Client". and the control node acts as a "Diameter Server.”
  • the Diameter Protocol also defines so-called “Relay Agents,” which pass Diameter messages between Diameter Client and Diameter Server.
  • Diameter Agents use two methods according to the standard in the
  • Diameter Agent forwards the message directly to that destination node, which is referred to as the Request Forwarding Diameter .
  • the knowledge about the target node can be obtained by the Diameter Agent either by means of a so-called "Peer Discovery" procedure or by configuration.
  • the Diameter Agent determines the destination of the message by means of a so-called “realm” specified in the request message and an identifier contained in this message, the so-called “Application Identifier”. This procedure is referred to as the "Request Routing" parameter
  • the realm specifies an area of the IP network used for transport (for example, the power supply unit of an individual network)
  • Diameter server ie the control node should be located. Is the diameter located? Agent is not in the specified realm, so he passes the message to a Diameter Agent in the specified realm.
  • the identifier refers to the Diameter application that has to be provided by the Diameter server, ie the control node If the Diameter Agent is in the specified realm, it forwards the message to a Diameter server. which supports the specified Diameter application.
  • the communication system has a first communication network and a second communication network with at least one communication terminal.
  • An interface computer is provided, which is coupled to the first communication network for mapping a data stream between the at least one communication terminal and the first communication network.
  • It at least one control node is provided in the first communication network for controlling the data stream occurring between the interface computer and the communication terminal.
  • a network node provides the control node for performing this
  • a switching node is provided, which is the one for a particular
  • the first communication network may be one managed and operated by an operator
  • Communication network for example, is part of the Internet.
  • the information provided by the at least one network node to the control node concerning the communication terminal is information about the services used by the communication terminal.
  • control node By providing a switching node which determines the control node associated with a respective communication terminal, it is possible for the control node to receive all the service information from one or more network nodes corresponding to the one or more network nodes
  • Communication terminal services provide.
  • neither in the control node nor in the network node configured information about the communication terminals are required.
  • This can be avoided in a particularly advantageous manner to provide configured tables in the network node, which contain information about which control node is responsible for which communication terminal.
  • the management of the communication network is thereby considerably simplified for the operator, since the configuration of these tables can be omitted.
  • This advantage is particularly noticeable when the communication network via a variety of Has network node, which must be supplied with configured information without the presence of a switching node according to the invention.
  • the invention is also a relief when the network nodes and the control nodes are managed by different network operators.
  • it is possible to change the communication terminals assigned to a control node at short notice, for example to replace a failed control node or to dynamically distribute the load between several control nodes.
  • the at least one network node, the at least one control node and the at least one switching node are arranged in the first communication network, wherein a communication between the control node and the switching node and a communication between the network node and the switching node according to the Diameter protocol he follows.
  • the network node is represented by an application functionality or application function or the interface computer.
  • a further embodiment of the communication system according to the invention provides that the second communication network is based on the GPRS (General Packet Radio Service) standard and the interface computer is a gateway GPRS support node computer (GGSN).
  • the second communication network may be based on the Wireless Local Area Network (WLAN) standard, where the
  • PGW Packet Data Gateway Computer
  • the at least one switching node forms an edge node of the first communication network.
  • the switching node can represent a central input node for all network nodes outside the first communication network. Secured connections (so-called "security associations") to the network nodes need only be established at the switching node, but not at the control node.
  • security associations Secured connections
  • Another advantage of this embodiment is that the control nodes are shielded from so-called "denial of service” attacks, but remain accessible to the network nodes within the first communication network.
  • a request message is examined by the switching node for an identifier characterizing the communication terminal.
  • the communication terminal can be identified by its IP address, the International Mobile Subscriber Identity (IMFSI) or the Mobile Station International ISDN Number.
  • IMFSI International Mobile Subscriber Identity
  • IP address identification in the case of IP version 6, only the front 64 bits of the IP address are relevant.
  • the switching node is configured to forward the request message directly to the control node responsible for the communication terminal.
  • the switching node only forwards the first request message to the control node responsible for the communication terminal and then transmits a response message generated by the control node to the network node. The further communication can then take place directly between the control node and the network node.
  • the switching node can be designed to convey all messages exchanged between the network node and the control node. In other words, this means that the switching node according to the invention for the course the entire data exchange between control nodes and application function of messages in the connection remains.
  • Switching node is adapted to generate in response to a request generated by a network node request message and transmit to the network node in which the responsible for the communication terminal control node is specified. It is expedient that the network node initially responds to the switching node in its first request message regarding a new service. Further communication takes place further directly between the responsible control node and the network node.
  • a relay agent is arranged between the control node and the switching node and / or between the switching node and the network node, which is designed to forward request and / or response messages between these nodes. Due to the possibility of not having to transmit request and / or response messages directly between the switching node and the control node or a network node, the
  • a source and a destination for the message are indicated in each request message and in each response message, the network node indicating in a request message the switching node as the destination.
  • the switching node upon receiving the request message, replaces the destination specified by the network node in the request message and, as a new destination, replaces and / or replaces the control node Control node specified destination in the response message and specifies the network node as a new destination.
  • the switching node can, upon receipt of the request message, leave unchanged the source specified by the network node in the request message or, upon receipt of the response message, the source specified by the control node in the response message. If the network node and the control node then exchange subsequent messages, they can do so directly specifying the destination node. Thus, according to this embodiment, it is not necessary for the switching node to forward subsequent messages between the network node and the control node.
  • Switching node upon receiving the request message, the source specified by the network node in the request message or replaces the source specified by the control node in the response message upon receipt of the response message.
  • the switching node remains within the framework of the further communication between the control node and the network node in the connection.
  • the switching node upon receiving the request message of the network node, generates a response message addressed to the switching node, in which the control node is designated as the destination of the further communication. This may be done using a "result code" having a predetermined value, e.g., the value "DIAMETER_REDIRECT_INDICATION", if the communication is as described above
  • Embodiment has been described, according to the Diameter protocol happens.
  • the requires Network node configured knowledge of the switching node.
  • a further embodiment provides that the network node is designed to generate a request routing message, wherein messages exchanged between the switching node and the network node and between the switching node and the control node have different identifiers (application identifiers).
  • the network node needs configured knowledge about the address of the switching node.
  • the switching node is configured to exchange the identifiers upon receipt of a message.
  • the network node is configured to generate a request routing message, wherein messages exchanged between the switching node and the network node and between the network node and the control node have different identifiers (application identifiers).
  • the switching node when receiving the request message of the network node, the switching node generates an addressed response message generated at the network node, in which the control node is named as the destination of the further communication. Also in this embodiment is by the
  • Switching node generates a result code, however, which is different from the value provided in the Diameter Standard, for example, "DIAMETER_REDIRECT_INDICATION”, to prevent any existing relay agents forward the response message directly to the specified control node, since the latter with such a message reject a wrong identifier.
  • the network node can be informed that In addition to the destination node and the identifier (Application Identifier) is to change.
  • the network node If the network node is formed by the interface computer, it sends a request message regarding a PDP context for the print control node, specifying the communication terminal to the switching node.
  • the type of communication can be realized as described above.
  • the preferred embodiments described below relate to different procedures or characteristics as to how the switching node contains knowledge about the assignment of communication terminals to respective control nodes.
  • the switching node has configuration information about the assignment of a communication terminal to a control node. If several switching nodes are provided in the first communication network, e.g. for scaling or redundancy reasons, each of the switching nodes has such configuration information.
  • the switching node is configured to select a control node for a communication terminal. This can be done according to a further embodiment in that a selection of a control node is performed by the switching node when the switching node extracted from a request message, the communication terminal characterizing identifier is not yet known.
  • the switching node requires configured information about an assignment of communication terminals to respective control nodes.
  • a dynamic load distribution between the control nodes is made possible by the fact that the switching node the new communication terminal a assigns to such control node, which is responsible for the few Medunikationsendgerate at the given time.
  • the switching computer it is necessary for the switching computer to also determine the responsible control node, such as the application function, using the same switching node.
  • the interface computer sends the first request message relating to a PDP context for the control node, indicating the communication terminal to the switching node.
  • the switching node also passes all messages of a session between an application function and the control node or between the interface computer and the control node also. For this purpose, the switching node enters itself as the origin of each message passed on. If all sessions between the interface computer and the
  • Control nodes are terminated, which were assigned to the same identifier, this is no longer used and the switching node can delete all stored data relating to this identifier.
  • a plurality of switching nodes have a communication connection with one another in order to be able to carry out a data exchange with regard to the dynamically made assignment of the identifier identifying the communication terminals.
  • control nodes have knowledge about the assignment of the communication terminals assigned to them, and transmit this information to the switching node in the context of capability exchange messages.
  • the transmission of the Capability Exchange messages takes place when establishing a connection to the switching node.
  • a switching node computer for use in the communication system described above is set up to determine the control node assigned to a respective communication terminal of a communication system, so that the information provided by the at least one network node can be transmitted to this control node.
  • Communication system determines the switching node to the relevant communication terminal associated control node, whereupon the information provided by the at least one network node information is transmitted to this control node.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a communication system according to the invention
  • Fig. 3 shows the flow of signaling between a
  • Fig. 4 shows the flow of signaling between a
  • 5 shows the sequence of a signaling between an application function, a relay agent, a
  • Fig. 6 shows a second embodiment of a communication system according to the invention.
  • Fig. 7 shows the signaling between a
  • Interface computer an application function, a switching node and a control node in a communication system according to FIG. 6.
  • Figure 1 shows the structure of a communication system 1 according to the invention in a first embodiment.
  • the communication system 1 comprises a first communication network 10 based, for example, on the IP standard, and a second communication network 20 based on the GPRS standard, by way of example.
  • the first communication network 10 comprises an interface computer 11 (hereinafter also referred to as network node GGSN) designed as "Gateway GPRS Support Node” GGSN, control node KK having a control and monitoring function (for example a "Policy Decision Function” PDF, a "Charging Rules Function “CRF or a Policy and Charging Rules Function” PCFR)
  • GGSN network node
  • PCFR Policy and Charging Rules Function
  • Switching node VK and an application function AF as another network node of the first communication network.
  • the network node GGSN, the control node KK, the switching nodes VK and AF have a communication connection to each other, wherein the
  • Diameter for example, using the Diameter protocol, which will be further referred to in the following description.
  • the communication could instead be done using other protocols.
  • the second communication network 20, which constitutes an access network, comprises a communication terminal UE that uses one or more PDP contexts as a connection to the interface computer 11 (GGSN).
  • the communication terminal UE exchanged with the application function AF signaling and possibly payload.
  • the application function AF exchanges messages with the control node KK using the Diameter protocol.
  • the application function AF uses the switching node VK to establish a diameter connection to the control node KK.
  • the invention is also applicable to other types of access networks, such as a standard WLAN based second communication network.
  • WLAN then takes the place of the GGSN as an interface computer, a so-called "Packet Data Gateway” (PDG).
  • PGW Packet Data Gateway
  • FIG. 2 shows the signaling between an application function AF, a Diameter switching node VK and a control node KK in a first variant.
  • the signaling steps are as follows:
  • the application function AF starts with a
  • the application function AF therefore wants to inform the control terminal KK responsible for the communication terminal UE about the new service, but does not know the control node KK.
  • the application function AF has configured information of a responsible switching node VK.
  • the application function AF sends a request message (hereinafter also referred to as diameter
  • the request message may be passed from standard compliant, diameter relay agents, which are not shown in the figure.
  • the switching node VK determined using the identifier of the communication terminal UE the responsible control node KK, for example, below
  • the switching node VK forwards the request message to the control node KK and also indicates therein the control node KK as destination node.
  • the request message may also be forwarded by one or more Diameter Relay Agents, which are not shown in the figure.
  • the control node KK answers according to Diameter standard with a response message (hereinafter also referred to as "Answer” message) and indicates itself as the source node.
  • the switching node VK passes on the answer message.
  • the application function AF takes from the response message the control node KK responsible for the communication terminal UE.
  • the application function AF sends a subsequent request message within the same Diameter "Session" directly to the control node KK.A handover of the message by the switching node VK is only required if the application function AF and the control node KK have no direct Diameter connection , 6.
  • the control node KK responds according to Diameter standard with a response message directly to the application function AF.
  • Figure 3 shows the signaling between a
  • the application function AF starts with a
  • the application function AF therefore wants to inform the control terminal KK responsible for the communication terminal UE about the new service, but does not know the control node KK.
  • the application function AF has configured information of a responsible switching node VK.
  • the application function AF sends a request message (Diameter "Request" message) to the switching node VK in order to set up a new Diameter Session to the responsible control node KK
  • the application function AF specifies the switching node VK as the destination node, and inserts an identifier of the communication terminal UE, for example the IP address of the communication terminal UE.
  • the request message may be of standard compliant
  • Diameter relay agents are passed, which are not shown in the figure.
  • the switching node VK determined using the identifier of the communication terminal UE for this responsible control node KK, for example by means of a configured mapping table.
  • the switching node VK sends a response message ("Answer" message) back to the application function AF, wherein in this as a so-called "Result Code” a certain value, e.g. the value
  • the response message to the application function AF can be forwarded by one or more Diameter Relay Agents, which are not shown in the figure
  • the application function AF takes the response message from the responsible control node KK.
  • a relay agent can also directly forward the previously stored request message (see step 1) to the redirect host KK (not shown here).
  • the application function AF sends a request message directly to the control node KK within the same diameter "session.” Further subsequent request messages within the same parameter "session” can now also send the application function AF directly to the control node KK.
  • control node KK responds according to Diameter standard with a response message directly to the application function AF.
  • FIG. 4 shows the signaling between an application function AF, a diameter relay agent RA, a diameter switching node VK and a control node KK according to a first variant.
  • the signaling steps are as follows:
  • the application function AF starts with a
  • the application function AF therefore wants to inform the control node KK responsible for the UE about the new service, but does not know the control node KK.
  • the application function AF also has no configured knowledge about a suitable switching node VK and instead wants to use Diameter "routing" to find a switching node.
  • the application function AF sends a request message (Diameter "Request” message) to the relay agent RA
  • the application function AF indicates therein a Realm VKR in which a suitable switching node VK and the control node KK must be located, and gives a special identifier (Application Identifer or Application ID) All, which is assigned only to the Diameter switching node VK
  • the application function AF inserts an identifier of the communication terminal UE into the request message, for example the IP address of the communication terminal UE.
  • Relay Agent RA determines a suitable switching node VK using the specified target realm VKR and the specified identifier (Application Identifiers) All.
  • the relay agent RA passes the request message to the switching node VK.
  • the switching node VK determined using the identifier of the communication terminal UE the responsible control node KK, for example by means of a configured mapping table.
  • the switching node VK forwards the request message to the control node KK and also indicates therein the control node KK as destination node.
  • Switching node VK indicates itself as the origin of the message and uses a changed identifier (application Identifer or Application ID) AI2 assigned to the control node KK.
  • the request message may be forwarded by another Diameter Relay Agent (not shown).
  • the switching node VK stores the assignment of the so-called Diameter "User Session" between the application function AF and the switching node VK and the new "user session” between the switching node VK and the control node KK. 4.
  • the control node KK responds according to Diameter standard with a response message ("Answer" message) and indicates itself as the source node.
  • the switching node VF takes the response message the responsible control node KK and stores it.
  • the switching node VK forwards the reply message.
  • he uses the stored assignment of the diameter "user session" between the application function AF and the switching node VK and the "user session” between the switching node VK and the control node KK in order to determine the destination for the response message.
  • the switching node VK indicates itself as the origin of the message.
  • Relay Agent RA passes the response message.
  • the application function AF takes the answer message from the relevant switching node VK.
  • the application function AF sends a subsequent request message ("Request" message) within the same Diameter "Session" directly to the switching node VK.
  • Request request message
  • a relaying of the message by the relay agent RA is only required if the application function AF and the switching node VK do not have a direct diameter connection.
  • Switching node VK and the "Uesr Session" between the switching node VK and the control node KK and the stored control node KK the destination for the request message.
  • the switching node VK passes the request message to the control node KK and there also the control node KK as
  • the switching node VK gives itself as the origin of the Message and uses a modified identifier (Application Identifier) AI2.
  • control node KK answers according to Diameter standard with a response message ("Answer" message) to the
  • the switching node VK passes the answer message. He uses according to the invention the stored assignment of the diameter "user session" between the
  • FIG. 5 shows the signaling between an application function AF, a diameter relay agent RA, a diameter switching node VK and a control node KK according to a second variant.
  • the signaling steps are as follows:
  • the application function AF starts with a
  • the application function AF therefore wants the for the
  • Communication terminal UE competent control node KK inform about the new service, but does not know the control node KK.
  • the application function AF also has no configured knowledge about a suitable switching node VK, and wants instead
  • the application function AF sends a request message (Diameter "Request” message) to the relay agent RA.
  • the application function AF specifies therein the realm VKR, in which a suitable switching node VK and the control node KK must be located, and specifies a special identifier (Application Identifier or Application ID) All, which only the diameter Switching node VK is assigned. Furthermore, the application function AF inserts an identifier of the communication terminal UE, for example the IP address of the communication terminal UE.
  • the Relay Agent RA determined using the specified Zielrealm VKR and the specified identifier All a suitable switching node VK.
  • the relay agent RA passes the request message to the switching node VK.
  • the switching node VK uses the identifier of the communication terminal UE to determine the responsible control node KK, for example with the aid of a configured allocation table.
  • Switching node VK sends an answer message ("Answer” message), indicating as result code a new value, for example "DIAMETER_REDIRECT_INDICATION_New", and the control node KK as so-called "Redirect Host” or "Redirect Node”.
  • the relay agent RA prevents the previously stored request message (see step 1) from passing directly to the redirect node KK
  • the application function AF takes the response message from the responsible control node KK.
  • the application function AF sends a request message ("Request” message) within the same Diameter "Session" directly to the control node KK.
  • the application function AF uses a special identifier (Application Identifier or Application ID) AI2, which is assigned only to the control node. Also more Subsequent request messages within the same Diameter "Session” can now send the application function AF directly to the control node KK.
  • the control node KK responds according to Diameter standard with a response message ("Answer" message) directly to the application function AF.
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of a communication system 1 according to the invention.
  • the interface computer 11 in the exemplary embodiment a GGSN
  • the control node KK do not exchange messages directly, but the messages are passed on by a switching node VK according to the invention, which determines the control node KK responsible for the communication terminal UE instead of the interface computer 11 (GGSN) according to the invention.
  • FIG. 7 shows the signaling between the network nodes and the communication terminal UE in a communication system according to FIG. 6.
  • the signaling steps are in detail as follows:
  • the communication terminal UE has requested the establishment of a new PDP context at the interface computer 11 or network node GGSN and is assigned an IP address by the network node GGSN.
  • the network node GGSN therefore wants to inform the control terminal KK responsible for the communication terminal UE about the new service, but does not know the control node KK, since this is only dynamically assigned to the communication terminal UE.
  • the network node GGSN has configured knowledge of a suitable one
  • the network node GGSN indicates therein an identifier (Application Identifier or Application ID) All, which is assigned to the control node for communication with the network node GGSN, and inserts an identifier of the communication terminal UE, for example, the IP address of the communication terminal UE.
  • identifier Application Identifier or Application ID
  • the switching node VK determines, with the aid of the identifier of the UE, that the identifier is not assigned to a control node, and selects a control node KK. This may, for example, be the control node KK, to which the fewest identifiers and thus the fewest communication terminals are assigned at this time.
  • the switching node VK stores the assignment of the
  • the switching node VK additionally stores the assignment of the identifier of the communication terminal UE to the Diameter Session to the network node GGSN.
  • the switching node VK forwards the request message ("Request" message) to the control node KK and also indicates therein the control node KK as the destination node
  • the switching node VK specifies itself as the origin of the message in order to achieve that all subsequent messages
  • the switching node VK also stores the assignment of the "user session" diameter between the network node GGSN and the switching node VK and the new "user session” between the switching node VK and the control node KK off.
  • the control node KK responds according to Diameter standard with an answer message ("Answer" message), and indicates itself as the originating node. 4.
  • the switching node VF takes the response message the responsible control node KK and stores it.
  • the switching node VK forwards the reply message. He uses the stored assignment of the diameter "user session" between the network node GGSN and the switching node VK and the "user session” between the switching node VK and the control node KK to determine the destination for the response message.
  • the switching node VK indicates itself as the origin of the message.
  • the application function AF begins with a communication terminal UE a new service.
  • the application function AF therefore wants to inform the control terminal KK responsible for the communication terminal UE about the new service, but does not know the control node KK.
  • the application function AF has configured information of a responsible switching node VK.
  • the application function AF sends a request message (Diameter "Request” message) to the switching node VK in order to set up a new Diameter Session to the responsible control node KK
  • the application function AF indicates therein the switching node VK as destination node and adds an identifier of the communication terminal UE
  • the application function AF indicates therein an identifier (Application Identifier or Application ID) AI2, which is assigned to the control node KK for communication with the application functions
  • the switching node VK determined using the identifier of the communication terminal UE and the previously stored assignment the responsible control node KK.
  • the switching node VK extends the
  • the control node KK answers according to Diameter standard with a response message ("Answer" message) and indicates itself as the source node.
  • the switching node VK passes on the answer message.
  • the application function AF takes the response message from the responsible control node KK.
  • the application function AF terminates the service with the communication terminal UE.
  • the application function AF sends a so-called “session termination (ST) request" message within the same diameter "session” directly to the control node KK.
  • ST session termination
  • Control node KK have no direct Diameter connection.
  • the control node KK responds according to Diameter standard with a response message ("Answer" message) directly to the application function AF.
  • the communication terminal UE reduces the PDP context and the network node GGSN releases the communication terminal UE assigned IP address again.
  • the network node GGSN sends a "session termination (ST) request" message to inform the control node KK and the switching node VK about the degradation of the PDP context and to terminate the corresponding Diameter session.
  • ST session termination
  • the switching node VK deletes the assignment of the Diameter Session to the network node GGSN to the identifier of the communication terminal UE and checks whether the identifier is still in further Diameter sessions for
  • Network node GGSN is assigned. This could be realized by the communication terminal UE using multiple PDP contexts. Since the identifier none Diameter Session is assigned more, the switching node VK deletes the assignment of the identifier to the control node KK. By means of the stored assignment of the so-called Diameter "User Session" between the application function AF and the
  • Switching node VK and the "User Session" between the switching node VK and the control node KK and the stored control node KK determines the switching node VK the destination for the request message ("Request" message).
  • the switching node VK forwards the request message to the control node KK and also indicates therein the control node KK as destination node.
  • the switching node VK indicates itself as the origin of the message.
  • the KK answers according to Diameter standard with a response message ("Answer" message) to the switching node VK.
  • the switching node VK passes the answer message. He uses the stored assignment of the Diameter "user session” between the application function AF and the switching node VK and the "user session” between the switching node VK and the control node KK to determine the destination for the response message. The switching node VK indicates itself as the origin of the message.

Abstract

Es wird ein Kommunikationssystem (1) beschrieben, mit einem ersten Kommunikationsnetz (10), einem zweiten Kommunikationsnetz (20) mit zumindest einem Kommunikationsendgerät (UE), - einem Schnittstellenrechner (11), der mit dem ersten Kommunikationsnetz (10) gekoppelt ist zum Abbilden eines Datenstroms zwischen dem zumindest einen Kommunikationsendgerät (UE) und dem ersten Kommunikationsnetz (10), - zumindest einem Kontrollknoten (KK) in dem ersten Kommunikationsnetz (10) zur Kontrolle des zwischen dem Schnittstellenrechner (11) und dem Kommunikationsendgerät (UE) auftretenden Datenstroms, zumindest einem Netzwerkknoten (AF, GGSN), welcher dem Kontrollknoten (KK) zur Durchführung dessen Kontrollfunktion, das Kommunikationsendgerät (UE) betreffende, Informationen bereitstellt, und zumindest einem Vermittlungsknoten (VK), welcher den für ein betreffendes Kommunikationsendgerät (UE) zugeordneten Kontrollknoten (KK) bestimmt, so dass die von dem zumindest einen Netzwerkknoten (AF, GGSN) bereitgestellten Informationen an diesen Kontrollknoten (KK) übermittelbar sind.

Description

Beschreibung
KOMMUNIKATIONSSYSTEM , VERMITTLUNGSKNOTEN-RECHNER UND VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG EINES KONTROLLKNOTENS
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem mit einem ersten Kommunikationsnetz und einem zweiten Kommunikationsnetz mit zumindest einem Kommunikationsendgerät, einem Schnittstellenrechner, der mit dem ersten Kommunikationsnetz gekoppelt ist zum Abbilden eines Datenstroms zwischen dem zumindest einen Kommunikationsendgerät und dem ersten Kommunikationsnetz sowie zumindest einem Kontrollknoten in dem ersten Kommunikationsnetz zur Kontrolle des zwischen dem Schnittstellenrechner und dem Kommunikationsendgerät auftretenden Datenstroms. Die Erfindung betrifft weiter einen Vermittlungsknoten-Rechner sowie ein Verfahren zum Verarbeiten einer Nachricht.
In der 3GPP (3rd Generation Partnership Project) ist zur
Dienst-abhängigen Autorisierung des Aufbaus von IP (Internet Protocol) -Nutzverbindungen über das Paket-orientierte so genannte „General Packet Radio Service" (GPRS) Mobilfunknetz die so genannte „Service Based Local Policy" (SBLP) in TS 23.207 sowie TS 29.207 und TS 29.208 standardisiert. Die GPRS Nutzverbindungen werden auch als „Packet Data Protocol" Kontexte (PDP Kontexte) bezeichnet. Der von einem mobilen Kommunikationsendgerät, auch als „User Equipment" bezeichnet, angestoßene Aufbau und die Modifikation von PDP Kontexten wird an einem Schnittstellenrechner, dem so genannten
„Gateway GPRS Support Node" (GGSN) , über die Go Schnittstelle von einer so genannten „Policy Decision Function" (PDF) autorisiert, die die von dem Kommunikationsendgerät gegenwärtig genutzten Dienste kennt. Die PDF wird über diese Dienste über die so genannte Gq Schnittstelle von einer Applikationsfunktion („Appliction Function") informiert, welche durch einen Netzwerkknoten in dem Kommunikationssystem ausgebildet ist, und die mit dem Kommunikationsendgerät zur Aushandlung des Dienstes eine Signalisierung austauscht. Dies kann beispielsweise unter Verwendung des „IP Multimedia Subsystem" (IMS) der 3GPP genutzten Session Initiation Protocol (SIP) erfolgen, welches in IETF RFC 3261 spezifiziert ist. Die Autorisierung legt zum Beispiel die für den PDP Kontext erlaubte, „Quality of Service" (QoS) fest, d.h. die Bandbreite sowie mittels einer QoS-Klasse auch die erlaubte Verzögerung der im Rahmen einer Datenübertragung ausgetauschten Datenpakete.
In der 3GPP ist auch das so genannte „Flow Based Charging" (FBC) in TS 23.125 sowie TS 29.210 und TS 29.211 standardisiert. Bei FBC werden „Charging Rules" von einer „Charging Rules Function" (CRF) über die Gx Schnittstelle am GGSN für bestimmte PDP Kontexte installiert. Die Charging
Rules beschreiben IP-Datenströme sowie für sie anzuwendende Regeln zur Verrechnung von Gebühren. Die CRF wählt die Charging Rules unter Berücksichtigung von gegenwärtig von dem Kommunikationsendgerät genutzten Diensten aus, über die sie von einer oder mehreren Applikationsfunktionen (AF) über die Rx Schnittstelle informiert wird.
In der 3GPP wird für Rel-7 in TR 23.803 die Verschmelzung der SBLP und FBC Funktionalitäten untersucht, wobei PDF und CRF zur so genannten „Policy Control and Charging Rules Function" (PCRF) vereint werden.
Sowohl im Falle von SBLP wie im Falle von FBC wird also ein Kontrollknoten (PDF bzw. CRF oder in Rel-7 PCRF) des Kommunikationssystems von einer oder mehreren
Applikationsfunktionen mit Informationen über den oder die genützten Dienste versorgt. Der Kontrollknoten nutzt diese Information, um das Verhalten des GGSN bezüglich der Behandlung des oder der PDP Kontexte zum betreffenden Kommunikationsendgerät und der darin transportierten Daten zu beeinflussen. Die Applikationsfunktion baut die Verbindung zu dem für das Kommunikationsendgerät (z.B. ein Mobilfunkendgerät) zuständigen Kontrollknoten auf. Dienste, die demselben Kommunikationsendgerät von verschiedenen Applikationsfunktionen zur Verfügung gestellt werden, können dieselben PDP Kontexte zum Transport nutzen.
Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass genau ein
Kontrollknoten für ein Kommunikationsendgerät zuständig ist, und dieser von allen Applikationsfunktionen, die diesem Kommunikationsendgerät Dienste zur Verfügung stellen, über diese Dienste informiert wird.
Gemäß dem bestehenden Standard ist es Aufgabe einer Applikationsfunktion, den für ein Kommunikationsendgerät zuständigen Kontrollknoten zu kontaktieren. Das Kommunikationsendgerät wird hierbei, z.B. durch seine IP Adresse, identifiziert. Im Falle von IP Version 6 sind hierfür nur die vorderen 64 Bit der IP Adresse relevant. Alternativ kann auch ein anderer Identifikator des Kommunikationsendgeräts, wie beispielsweise die so genannte „International Mobile Subscriber Identity" (IMSI) oder die so genannte „Mobile Station International ISDN Number" (MSISDN) verwendet werden, wenn die Applikationsfunktion diesen Identifikator kennt.
Für den Fall, dass mehrere Kontrollknoten in einem Kommunikationsnetz vorhanden sind, ist es bekannt, dass in den Applikationsfunktionen eine konfigurierte Tabelle gespeichert wird, die angibt, welcher Kontrollknoten für welches Kommunikationsendgerät zuständig ist. Allerdings führt dieses Vorgehen zu erheblichen Nachteilen: Die Konfiguration dieser Tabelle bedeutet für den Betreiber des Kommunikationsnetzes einen erheblichen Aufwand, insbesondere wenn die Konfiguration in vielen Applikationsfunktionen in dem Kommunikationsnetz erfolgen muss, oder wenn die Applikationsfunktionen und die Kontrollknoten von verschiedenen Netzwerkbetreibern verwaltet werden. Darüber hinaus ist es kaum möglich, kurzfristig die einem Kontrollknoten zugewiesenen Kommunikationsendgeräte zu ändern, beispielsweise um einen ausgefallenen Kontrollknoten zu ersetzen, oder um dynamisch die Last zwischen mehreren Kontrollknoten zu verteilen.
Für die Schnittstelle zwischen der Applikationsfunktion und dem Kontrollknoten (entweder der Gq oder Rx Schnittstelle) wird gemäß bestehendem Standard das so genannte „Diameter Protokoll", das in IETF RFC 3588 spezifiziert ist, verwendet. Dabei bildet die Applikationsfunktion die Rolle eines „Diameter Clients" und der Kontrollknoten die Rolle eines „Diameter Servers" aus. Das Diameter Protokoll definiert auch so genannte „Relay Agents", die Diameter Nachrichten zwischen Diameter Client und Diameter Server weiterreichen.
Diese auch als Diameter Agents bezeichneten Relay Agents benutzen gemäß dem Standard zwei Verfahren, um beim
Weiterreichen von so genannten „Requests" oder Anfrage- Nachrichten das nächste Ziel zu ermitteln:
Wenn eine Diameter Anfrage-Nachricht einen Diameter-Knoten als Ziel („Destination-Host") enthält, der dem Diameter Agent direkt bekannt ist, reicht der Diameter Agent die Nachricht direkt an diesen Zielknoten weiter. Dies wird als Diameter „Request Forwarding" bezeichnet. Die Kenntnis über den Zielknoten kann der Diameter Agent entweder mittels einer so genannten „Peer Discovery" Prozedur oder durch Konfiguration erhalten .
Wenn dagegen dem Diameter Agent der Zielknoten nicht bekannt ist oder aber kein Zielknoten angegeben ist, ermittelt der Diameter Agent das Ziel der Nachricht mittels einer in der Anfrage-Nachricht angegebenen, so genanten „Realm" sowie einem in dieser Nachricht enthaltenen Kennzeichner, dem so genannten „Application Identifier". Dieses Vorgehen wird als Diameter „Request Routing" bezeichnet. Die Realm gibt einen Bereich des zum Transport verwendeten IP Netzes (beispielsweise den Netzteil eines einzelnen
Netwerkbetreibers) an, in dem sich der Diameter Server, d.h. der Kontrollknoten, befinden soll. Befindet sich der Diameter Agent nicht in der angegebenen Realm, so reicht er die Nachricht an einen Diameter Agent in der angegebenen Realm weiter .
Der Kennzeichner („Application Identifier") bezeichnet die Diameter Applikation, die von dem Diameter Server, d.h. dem Kontrollknoten, zur Verfügung gestellt werden muss. Befindet sich der Diameter Agent in der angegebenen Realm, so reicht er die Nachricht an einen Diameter Server weiter, der die angegebene Diameter Applikation unterstützt.
Wenn eine Applikationsfunktion somit keinen Diameter Zielknoten in einer Diameter Anfrage-Nachricht angibt, wird diese Anfrage-Nachricht mittels Diameter „Request Routing" an einen beliebigen Kontrollknoten der angegebenen Realm gesendet, der die entsprechende Diameter Applikation unterstützt. Es ist somit nicht sichergestellt, dass alle ein bestimmtes Kommunikationsendgerät betreffenden Nachrichten zu demselben Kontrollknoten gesendet werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem und ein Verfahren zum betreiben eines Kommunikationssystems anzugeben, bei welchem die oben beschriebenen Nachteile vermeidbar sind.
Diese Aufgaben werden durch ein Kommunikationssystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einen Vermittlungsknoten-Rechner gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 28 und ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 29 gelöst.
Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem weist ein erstes Kommunikationsnetz sowie ein zweites Kommunikationsnetz mit zumindest einem Kommunikationsendgerät auf. Es ist ein Schnittstellenrechner vorgesehen, der mit dem ersten Kommunikationsnetz gekoppelt ist zum Abbilden eines Datenstroms zwischen dem zumindest einen Kommunikationsendgerät und dem ersten Kommunikationsnetz. Es ist zumindest ein Kontrollknoten in dem ersten Kommunikationsnetz zur Kontrolle des zwischen dem Schnittstellenrechner und dem Kommunikationsendgerät auftretenden Datenstroms vorgesehen. Ein Netzwerkknoten stellt dem Kontrollknoten zur Durchführung dessen
Kontrollfunktion, das Kommunikationsendgerät betreffende, Informationen bereit. Schließlich ist ein Vermittlungsknoten vorgesehen, welcher den für ein betreffendes
Kommunikationsendgerät zugeordneten Kontrollknoten bestimmt, so dass die von dem zumindest einen Netzwerkknoten bereitgestellten Informationen an diesen Kontrollknoten übermittelbar sind.
Bei dem ersten Kommunikationsnetz kann es sich um ein von einem Betreiber verwaltetes und betriebenes
Kommunikationsnetz handeln, das beispielsweise Bestandteil des Internets ist. Die von dem zumindest einem Netzwerkknoten dem Kontrollknoten bereitgestellten Informationen, welche das Kommunikationsendgerät betreffen, sind Informationen über die von dem Kommunikationsendgerät genutzten Dienste.
Durch das Vorsehen eines Vermittlungsknotens, welcher den für ein betreffendes Kommunikationsendgerät zugeordneten Kontrollknoten bestimmt, ist es möglich, dass der Kontrollknoten alle Dienstinformationen von einem oder auch mehreren Netzwerkknoten erhält, welche dem
Kommunikationsendgerät Dienste zur Verfügung stellen. Dabei sind weder in dem Kontrollknoten noch in den Netzwerkknoten konfigurierte Informationen über die Kommunikationsendgeräte erforderlich. Hierdurch kann in besonders vorteilhafter Weise vermieden werden, konfigurierte Tabellen in den Netzwerkknoten vorzusehen, welche Informationen darüber enthalten, welcher Kontrollknoten für welches Kommunikationsendgerät zuständig ist. Die Verwaltung des Kommunikationsnetzes wird hierdurch für den Betreiber erheblich vereinfacht, da die Konfiguration dieser Tabellen entfallen kann. Dieser Vorteil macht sich besonders dann bemerkbar, wenn das Kommunikationsnetz über eine Vielzahl an Netzwerkknoten verfügt, welche ohne das Vorhandensein eines erfindungsgemäßen Vermittlungsknotens mit konfigurierten Informationen versorgt werden müssen. Die Erfindung stellt auch dann eine Erleichterung dar, wenn die Netzwerkknoten und die Kontrollknoten von verschiedenen Netzwerkbetreibern verwaltet werden. Ferner ist es in dem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem möglich, kurzfristig die einem Kontrollknoten zugewiesenen Kommunikationsendgeräte zu ändern, beispielsweise um einen ausgefallenen Kontrollknoten zu ersetzen oder um dynamisch die Last zwischen mehreren Kontrollknoten zu verteilen.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems sind der zumindest eine Netzwerkknoten, der zumindest eine Kontrollknoten und der zumindest eine Vermittlungsknoten in dem ersten Kommunikationsnetz angeordnet, wobei eine Kommunikation zwischen dem Kontrollknoten und dem Vermittlungsknoten sowie eine Kommunikation zwischen dem Netzwerkknoten und dem Vermittlungsknoten nach dem Diameter-Protokoll erfolgt.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Netzwerkknoten durch eine Applikationsfunktionalität bzw. Applikationsfunktion oder den Schnittstellenrechner dargestellt.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems sieht vor, dass das zweite Kommunikationsnetz auf dem GPRS (General Packet Radio Service) -Standard basiert und der Schnittstellenrechner ein Gateway GPRS Support Node-Rechner (GGSN) ist. Alternativ kann das zweite Kommunikationsnetz auf dem WLAN (Wireless Local Area Network) -Standard basieren, wobei der
Schnittstellenrechner ein Packet Data Gateway-Rechner (PDG) ist.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn der zumindest eine Vermittlungsknoten einen Randknoten des ersten Kommunikationsnetzes ausbildet. In dieser Ausführungsform kann der Vermittlungsknoten einen zentralen Eingangsknoten für sämtliche Netzwerkknoten außerhalb des ersten Kommunikationsnetzes darstellen. Dabei brauchen gesicherte Verbindungen (so genannte "Security Associations" ) zu den Netzwerkknoten nur an dem Vermittlungsknoten, nicht jedoch an den Kontrollknoten eingerichtet werden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass die Kontrollknoten von so genannten "Denial of Service"-Angriffen abgeschirmt sind, jedoch für die Netzwerkknoten innerhalb des ersten Kommunikationsnetzes weiterhin erreichbar bleiben.
In einer weiteren Ausgestaltung wird zur Bestimmung des für ein Kommunikationsendgerät zuständigen Kontrollknotens durch den Vermittlungsknoten eine Anfrage-Nachricht auf einen das Kommunikationsendgerät kennzeichnenden Identifier untersucht. Das Kommunikationsendgerät kann dabei anhand seiner IP- Adresse, der International Mobile Subscriber Identity (IMFSI) oder der Mobile Station International ISDN-Number identifiziert werden. Im Falle der Identifikation anhand der IP-Adresse sind im Falle von IP-Version 6 nur die vorderen 64 Bit der IP-Adresse von Bedeutung.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems ist der Vermittlungsknoten dazu ausgebildet, die Anfrage-Nachricht direkt an den für das Kommunikationsendgerät zuständigen Kontrollknoten weiterzuleiten. Hierbei kann einerseits vorgesehen sein, dass der Vermittlungsknoten ausschließlich die erste Anfrage- Nachricht an den für das Kommunikationsendgerät zuständigen Kontrollknoten weiterleitet und daraufhin eine von dem Kontrollknoten generierte Antwort-Nachricht an den Netzwerkknoten überträgt. Die weitere Kommunikation kann daraufhin direkt zwischen dem Kontrollknoten und dem Netzwerkknoten erfolgen. Andererseits kann der Vermittlungsknoten dazu ausgebildet sein, sämtliche zwischen dem Netzwerkknoten und dem Kontrollknoten ausgetauschte Nachrichten zu vermitteln. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der erfindungsgemäße Vermittlungsknoten für den Verlauf des gesamten Datenaustauschs zwischen Kontrollknoten und Applikationsfunktion von Nachrichten in der Verbindung verbleibt .
In einer alternativen Ausführungsform ist der
Vermittlungsknoten dazu ausgebildet, in Reaktion auf eine von einem Netzwerkknoten erzeugte Anfrage-Nachricht eine Antwort- Nachricht zu erzeugen und an den Netzwerkknoten zu übermitteln, in welcher der für das Kommunikationsendgerät zuständige Kontrollknoten angegeben ist. Dabei ist es zweckmäßig, dass der Netzwerkknoten bei seiner ersten Anfrage-Nachricht bezüglich eines neuen Dienstes zunächst den Vermittlungsknoten anspricht. Die weitere Kommunikation erfolgt weiter auf direktem Wege zwischen dem zuständigen Kontrollknoten und dem Netzwerkknoten.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Relay Agent zwischen dem Kontrollknoten und dem Vermittlungsknoten und/oder zwischen dem Vermittlungsknoten und dem Netzwerkknoten angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, zwischen diesen Knoten Anfrage- und/oder Antwort- Nachrichten weiterzuleiten. Durch die Möglichkeit, Anfrage- und/oder Antwort-Nachrichten nicht direkt zwischen dem Vermittlungsknoten und dem Kontrollknoten bzw. einem Netzwerkknoten übertragen zu müssen, eignet sich die
Erfindung auch für große, komplexe Kommunikationsnetze.
In einer weiteren Ausführungsform ist in jeder Anfrage- Nachricht und in jeder Antwort-Nachricht eine Quelle und ein Ziel für die Nachricht angegeben, wobei der Netzwerkknoten in einer Anfrage-Nachricht den Vermittlungsknoten als Ziel angibt .
In einer Ausführungsform ersetzt der Vermittlungsknoten beim Empfang der Anfrage-Nachricht das von dem Netzwerkknoten in der Anfrage-Nachricht angegebene Ziel und gibt als neues Ziel den Kontrollknoten an und/oder ersetzt das von dem Kontrollknoten in der Antwort-Nachricht angegebene Ziel und gibt als neues Ziel den Netzwerkknoten an.
Dabei kann der Vermittlungsknoten gemäß einer weiteren Ausgestaltung beim Empfang der Anfrage-Nachricht die von dem Netzwerkknoten in der Anfrage-Nachricht angegebene Quelle oder beim Empfang der Antwort-Nachricht die von dem Kontrollknoten in der Antwort-Nachricht angegebene Quelle unverändert belassen. Wenn der Netzwerkknoten und der Kontrollknoten dann nachfolgende Nachrichten austauschen, so können sie dies unter direkter Angabe des Zielknotens tun. Damit ist es gemäß dieser Ausgestaltung nicht erforderlich, dass der Vermittlungsknoten nachfolgende Nachrichten zwischen dem Netzwerkknoten und dem Kontrollknoten weiterleitet.
In einer anderen Ausführungsform ersetzt der
Vermittlungsknoten beim Empfang der Anfrage-Nachricht die von dem Netzwerkknoten in der Anfrage-Nachricht angegebene Quelle oder ersetzt beim Empfang der Antwort-Nachricht die von dem Kontrollknoten in der Antwort-Nachricht angegebene Quelle.
Der Begriff der Quelle ist dabei jeweils derart zu verstehen, dass derjenige Knoten angegeben ist, welcher sich als Erzeuger der Nachricht ausgibt. In dieser Variante verbleibt der Vermittlungsknoten im Rahmen der weiteren Kommunikation zwischen dem Kontrollknoten und dem Netzwerkknoten in der Verbindung bestehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Vermittlungsknoten beim Empfang der Anfrage-Nachricht des Netzwerkknotens eine an den Vermittlungsknoten adressierte Antwort-Nachricht generiert, in welcher der Kontrollknoten als Ziel der weiteren Kommunikation benannt wird. Dies kann unter Verwendung eines „Result Codes" mit einem vorgegebenen Wert, z.B. dem Wert "DIAMETER_REDIRECT_INDICATION" , erfolgen, wenn die Kommunikation, wie dies weiter oben als
Ausführungsform beschrieben wurde, gemäß dem Diameter Protokoll geschieht. Bei dieser Ausführungsform benötigt der Netzwerkknoten konfigurierte Kenntnis über den Vermittlungsknoten .
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Netzwerkknoten dazu ausgebildet ist, eine Request Routing- Nachricht zu erzeugen, wobei zwischen dem Vermittlungsknoten und dem Netzwerkknoten sowie zwischen dem Vermittlungsknoten und dem Kontrollknoten ausgetauschte Nachrichten unterschiedliche Kennzeichner (Application Identifier) aufweisen. In dieser Ausführungsform wird vermieden, dass der Netzwerkknoten konfigurierte Kenntnis über die Adresse des Vermittlungsknotens benötigt. In einer Ausprägung kann es erforderlich sein, dass der erfindungsgemäße Vermittlungsknoten auch alle weiteren Nachrichten, die zwischen dem Netzwerkknoten und dem Kontrollknoten ausgetauscht werden, weiterreicht. In diesem Fall ist der Vermittlungsknoten dazu ausgebildet, einen Austausch der Kennzeichner beim Erhalt einer Nachricht vorzunehmen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Netzwerkknoten dazu ausgebildet, eine Request Routing-Nachricht zu erzeugen, wobei zwischen dem Vermittlungsknoten und dem Netzwerkknoten sowie zwischen dem Netzwerkknoten und dem Kontrollknoten ausgetauschte Nachrichten unterschiedliche Kennzeichner (Application Identifier) aufweisen. In einer Ausprägung generiert der Vermittlungsknoten beim Empfang der Anfrage- Nachricht des Netzwerkknotens eine an den Netzwerkknoten generierte adressierte Antwort-Nachricht, in welcher der Kontrollknoten als Ziel der weiteren Kommunikation benannt wird. Auch in dieser Ausführungsform wird durch den
Vermittlungsknoten ein Result Code erzeugt, der jedoch unterschiedlich zu dem im Diameter Standard vorgesehenen Wert, z.B. "DIAMETER_REDIRECT_INDICATION" , ist, um zu verhindern, dass eventuell vorhandene Relay Agents die Antwort-Nachricht direkt an den angegebenen Kontrollknoten weiterleiten, da letzterer eine solche Nachricht mit einem falschen Kennzeichner ablehnen würde. Darüber hinaus kann auf diese Weise auch dem Netzwerkknoten mitgeteilt werden, dass neben dem Zielknoten auch der Kennzeichner (Application Identifier) zu ändern ist.
Ist der Netzwerkknoten durch den Schnittstellenrechner gebildet, so sendet dieser eine Anfrage-Nachricht bezüglich eines PDP Kontextes für den Druck-Kontrollknoten unter Angabe des Kommunikationsendgerätes an den Vermittlungsknoten. Die Art der Kommunikation kann dabei wie vorab beschrieben realisiert werden.
Die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen betreffen verschiedene Vorgehensweisen bzw. Ausprägungen, wie der Vermittlungsknoten Kenntnis über die Zuordnung von Kommunikationsendgeräten zu jeweiligen Kontrollknoten enthält.
Gemäß einer Ausführungsform verfügt der Vermittlungsknoten über Konfigurationsinformationen über die Zuordnung eines Kommunikationsendgeräts zu einem Kontrollknoten. Sofern mehrere Vermittlungsknoten in dem ersten Kommunikationsnetz vorgesehen sind, z.B. aus Skalierungs- oder Redundanzgründen, so verfügt jeder der Vermittlungsknoten über eine derartige KonfigurationsInformationen .
In einer anderen Ausführungsform ist der Vermittlungsknoten dazu ausgebildet, einen Kontrollknoten für ein Kommunikationsendgerät auszuwählen. Dies kann gemäß einer weiteren Ausführungsform dadurch erfolgen, dass eine Auswahl eines Kontrollknotens durch den Vermittlungsknoten erfolgt, wenn dem Vermittlungsknoten der aus einer Anfrage-Nachricht extrahierte, das Kommunikationsendgerät kennzeichnende Identifier noch nicht bekannt ist. Durch diese Variante kann vermieden werden, dass der Vermittlungsknoten konfigurierte Informationen über eine Zuordnung von Kommunikationsendgeräten zu jeweiligen Kontrollknoten benötigt. Zusätzlich wird eine dynamische Lastverteilung zwischen den Kontrollknoten dadurch ermöglicht, dass der Vermittlungsknoten das neue Kommunikationsendgerät einem solchen Kontrollknoten zuweist, der zu dem gegebenen Zeitpunkt für die wenigsten Kommunikationsendgerate zustandig ist. In dieser Variante ist es erforderlich, dass auch der Vermittlungsrechner den zustandigen Kontrollknoten ermittelt wie die Applikationsfunktion, wobei sich diese desselben Vermittlungsknotens bedienen. Der Schnittstellenrechner sendet hierzu die erste Anfrage-Nachricht bezuglich eines PDP Kontextes für den Kontrollknoten unter Angabe des Kommunikationsendgerates an den Vermittlungsknoten.
Um zu erfahren, wann ein Identifier eines
Kommunikationsendgerates nicht mehr verwendet wird, und bei spaterer erneuter Verwendung einem neuen Kontrollknoten zugewiesen werden kann, reicht der Vermittlungsknoten alle Nachrichten einer Session zwischen einer Applikationsfunktion und dem Kontrollknoten bzw. zwischen dem Schnittstellenrechner und dem Kontrollknoten ebenfalls weiter. Dazu tragt der Vermittlungsknoten sich selbst als Ursprung jeder weitergereichten Nachricht ein. Wenn alle Sessions zwischen dem Schnittstellenrechner und dem
Kontrollknoten beendet sind, die demselben Identifier zugeordnet waren, wird dieser nicht mehr verwendet und der Vermittlungsknoten kann alle gespeicherten Daten bezuglich dieses Identifiers loschen.
In einer weiteren Ausgestaltung weisen eine Mehrzahl an Vermittlungsknoten eine Kommunikationsverbindung zueinander auf, um einen Datenaustausch hinsichtlich der dynamisch vorgenommenen Zuordnung der Kommunikationsendgerate kennzeichnenden Identifier vornehmen zu können.
In einer weiteren Ausfuhrungsform weisen die Kontrollknoten Kenntnis über die Zuordnung der ihnen zugewiesenen Kommunikationsendgerate auf, und übertragen diese Informationen im Rahmen von Capability Exchange-Nachrichten an den Vermittlungsknoten. Die Übertragung der Capability Exchange-Nachrichten erfolgt beim Aufbau einer Verbindung zum Vermittlungsknoten. In diese Nachrichten werden die erfindungsgemäßen Angaben zu den unterstützten Endgeräten eingefügt. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn mehrere erfindungsgemäße Vermittlungsknoten in dem Kommunikationsnetz vorgesehen sind.
Ein erfindungsgemäßer Vermittlungsknoten-Rechner zur Verwendung in dem oben beschriebenen Kommunikationssystem ist dazu eingerichtet, den für ein betreffendes Kommunikationsendgerät eines Kommunikationssystems zugeordneten Kontrollknoten zu bestimmen, so dass die von dem zumindest einen Netzwerkknoten bereitgestellten Informationen an diesen Kontrollknoten übermittelbar sind.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verarbeiten einer von einem Netzwerkknoten einem Vermittlungsknoten zugeführten Nachricht in einem, wie oben beschriebenen,
Kommunikationssystem bestimmt der Vermittlungsknoten den für ein betreffendes Kommunikationsendgerät zugeordneten Kontrollknoten, worauf die von dem zumindest einen Netzwerkknoten bereitgestellten Informationen an diesen Kontrollknoten übermittelt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen KommunikationsSystems,
Fig. 2 den Ablauf der Signalisierung zwischen einer Applikationsfunktion, einem Vermittlungsknoten und einem Kontrollknoten gemäß einer ersten Variante,
Fig. 3 den Ablauf der Signalisierung zwischen einer
Applikationsfunktion, einem Vermittlungsknoten und einem Kontrollknoten gemäß einer zweiten Variante,
Fig. 4 den Ablauf der Signalisierung zwischen einer
Applikationsfunktion, einem Relay Agent, einem Vermittlungsknoten und einem Kontrollknoten gemäß einer ersten Variante,
Fig. 5 den Ablauf einer Signalisierung zwischen einer Applikationsfunktion, einem Relay Agent, einem
Vermittlungsknoten sowie einem Kontrollknoten gemäß einer zweiten Variante,
Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems, und
Fig. 7 die Signalisierung zwischen einem
Schnittstellenrechner, einer Applikationsfunktion, einem Vermittlungsknoten und einem Kontrollknoten in einem Kommunikationssystem gemäß Figur 6.
Figur 1 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Kommunikationssystem 1 umfasst ein erstes Kommunikationsnetz 10, das beispielsweise auf dem IP-Standard basiert, und ein beispielhaft auf dem GPRS-Standard basierendes zweites Kommunikationsnetz 20.
Das erste Kommunikationsnetz 10 umfasst einen als "Gateway GPRS Support Node" GGSN ausgebildeten Schnittstellenrechner 11 (nachfolgend auch als Netzwerkknoten GGSN bezeichnet) , einen Steuerungs- und Kontrollfunktionen inne habenden Kontrollknoten KK (beispielsweise eine "Policy Decision Function" PDF, eine "Charging Rules Function" CRF oder eine "Policy and Charging Rules Function" PCFR) , einen
Vermittlungsknoten VK und eine Applikationsfunktion AF als weiteren Netzwerkknoten des ersten Kommunikationsnetzes. Der Netzwerkknoten GGSN, der Kontrollknoten KK, der Vermittlungsknoten VK und AF sind weisen eine Kommunikationsverbindung zueinander auf, wobei die
Kommunikation beispielsweise unter Verwendung des Diameter- Protokolls erfolgt, auf welches in der nachfolgenden Beschreibung weiter Bezug genommen wird. Die Kommunikation könnte stattdessen auch unter Verwendung anderer Protokolle erfolgen .
Das zweite Kommunikationsnetz 20, das ein Zugangsnetzwerk darstellt, umfasst ein Kommunikationsendgerät UE, das einen oder mehrere PDP Kontexte als Verbindung zu dem Schnittstellenrechner 11 (GGSN) nutzt. Das Kommunikationsendgerät UE tauscht mit der Applikationsfunktion AF eine Signalisierung und möglicherweise auch Nutzdaten aus. Die Applikationsfunktion AF tauscht mit dem Kontrollknoten KK mit Hilfe des Diameter Protokolls Nachrichten aus. Die Applikationsfunktion AF nutzt erfindungsgemäß den Vermittlungsknoten VK, um eine Diameter Verbindung zu dem Kontrollknoten KK herzustellen.
Die Erfindung ist auch für andere Arten von Zugangsnetzen anwendbar, wie zum Beispiel ein auf dem Standard WLAN basierendes zweites Kommunikationsnetz. Im Falle von WLAN tritt dann an die Stelle des GGSN als Schnittstellenrechner eine so genannte „Packet Data Gateway" (PDG) .
Figur 2 zeigt die Signalisierung zwischen einer Applikationsfunktion AF, einem Diameter Vermittlungsknoten VK und einem Kontrollknoten KK in einer ersten Variante. Die Signalisierungsschritte sind im Einzelnen wie folgt:
1. Die Applikationsfunktion AF beginnt mit einem
Kommunikationsendgerät UE einen neuen Dienst. Die Applikationsfunktion AF will deswegen den für das Kommunikationsendgerät UE zuständigen Kontrollknoten KK über den neuen Dienst informieren, kennt den Kontrollknoten KK aber nicht. Die Applikationsfunktion AF verfügt über konfigurierte Informationen eines zuständigen Vermittlungsknotens VK. Die Applikationsfunktion AF sendet eine Anfrage-Nachricht (nachfolgend auch als Diameter
„Request"- Nachricht bezeichnet) an den Vermittlungsknoten VK, um eine neue Diameter Session zum zuständigen Kontrollknoten KK aufzubauen. Die Applikationsfunktion AF gibt darin den Vermittlungsknoten VK als Zielknoten an und fügt einen Identifikator des Kommunikationsendgeräts UE ein, beispielsweise die IP Adresse des
Kommunikationsendgeräts UE. Die Anfrage-Nachricht kann von standardkonformen, Diameter Relay Agents, weitergereicht werden, die in der Figur nicht dargestellt sind.
2. Der Vermittlungsknoten VK ermittelt mit Hilfe des Identifikators des Kommunikationsendgeräts UE den zuständigen Kontrollknoten KK, beispielsweise unter
Verwendung einer konfigurierten Zuordnungstabelle. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Anfrage-Nachricht an den Kontrollknoten KK weiter und gibt darin auch den Kontrollknoten KK als Zielknoten an. Die Anfrage-Nachricht kann ebenfalls von einem oder von mehreren Diameter Relay Agents weitergereicht werden, die in der Figur nicht dargestellt sind.
3. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht (nachfolgend auch als „Answer" Nachricht bezeichnet) und gibt sich selbst darin als Ursprungsknoten an.
4. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Antwort-Nachricht weiter. Die Applikationsfunktion AF entnimmt der Antwort- Nachricht den für das Kommunikationsendgerät UE zuständigen Kontrollknoten KK.
5. Die Applikationsfunktion AF schickt eine nachfolgende Anfrage-Nachricht innerhalb derselben Diameter „Session" direkt zu dem Kontrollknoten KK. Ein Weiterreichen der Nachricht durch den Vermittlungsknoten VK ist nur dann erforderlich, wenn die Applikationsfunktion AF und der Kontrollknoten KK über keine direkte Diameter Verbindung verfügen. 6. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht direkt zur Applikationsfunktion AF.
Figur 3 zeigt die Signalisierung zwischen einer
Applikationsfunktion AF, einem Diameter Vermittlungsknoten VK und einem Kontrollknoten KK in einer zweiten Variante. Die Signalisierungsschritte sind im Einzelnen wie folgt:
1. Die Applikationsfunktion AF beginnt mit einem
Kommunikationsendgerät UE einen neuen Dienst. Die Applikationsfunktion AF will deswegen den für das Kommunikationsendgerät UE zuständigen Kontrollknoten KK über den neuen Dienst informieren, kennt den Kontrollknoten KK aber nicht. Die Applikationsfunktion AF verfügt über konfigurierte Informationen eines zuständigen Vermittlungsknotens VK. Die Applikationsfunktion AF sendet eine Anfrage-Nachricht (Diameter „Request" Nachricht) an den Vermittlungsknoten VK, um eine neue Diameter Session zum zuständigen Kontrollknoten KK aufzubauen. Die
Applikationsfunktion AF gibt darin erfindungsgemäß den Vermittlungsknoten VK als Zielknoten an, und fügt einen Identifikator des Kommunikationsendgeräts UE ein, beispielsweise die IP Adresse des Kommunikationsendgeräts UE. Die Anfrage-Nachricht kann von standardkonformen
Diameter Relay Agents weitergereicht werden, die in der Figur nicht dargestellt sind.
2. Der Vermittlungsknoten VK ermittelt mit Hilfe des Identifikators des Kommunikationsendgeräts UE den für dieses zuständigen Kontrollknoten KK, beispielsweise mit Hilfe einer konfigurierten Zuordnungstabelle. Der Vermittlungsknoten VK sendet eine Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht) zurück an die Applikationsfunktion AF, wobei in dieser als so genannter „Result Code" ein bestimmter Wert, z.B. der Wert
„DIAMETER_REDIRECT_INDICATION", angegeben ist und der Kontrollknoten KK als so genannter „Redirect Host" oder „Redirect Knoten" bezeichnet ist. Die Antwort-Nachricht an die Applikationsfunktion AF kann von einem oder von mehreren Diameter Relay Agents weitergereicht werden, die in der Figur nicht dargestellt sind. Die Applikationsfunktion AF entnimmt der Antwort-Nachricht den zuständigen Kontrollknoten KK.
Ein Relay Agent kann in einer alternativen Variante auch direkt die zuvor gespeicherte Anfrage-Nachricht (vgl. Schritt 1.) an den Redirect Host KK weiterreichen (hier nicht dargestellt) .
3. Die Applikationsfunktion AF sendet eine Anfrage-Nachricht innerhalb derselben Diameter „Session" direkt zu dem Kontrollknoten KK. Auch weitere nachfolgende Anfrage- Nachrichten innerhalb derselben Diameter „Session" kann die Applikationsfunktion AF nun direkt zu dem Kontrollknoten KK senden.
4. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht direkt zur Applikationsfunktion AF.
Figur 4 zeigt die Signalisierung zwischen einer Applikationsfunktion AF, einem Diameter Relay Agent RA, einem Diameter Vermittlungsknoten VK und einem Kontrollknoten KK gemäß einer ersten Variante. Die Signalisierungsschritte sind im Einzelnen wie folgt:
1. Die Applikationsfunktion AF beginnt mit einem
Kommunikationsendgerät UE einen neuen Dienst. Die Applikationsfunktion AF will deswegen den für UE zuständigen Kontrollknoten KK über den neuen Dienst informieren, kennt den Kontrollknoten KK aber nicht. Die Applikationsfunktion AF verfügt auch über kein konfiguriertes Wissen über einen geeigneten Vermittlungsknoten VK und will stattdessen Diameter „Routing" nutzen, um einen Vermittlungsknoten zu finden. Die Applikationsfunktion AF sendet eine Anfrage-Nachricht (Diameter „Request" Nachricht) an den Relay Agent RA. Die Applikationsfunktion AF gibt darin eine Realm VKR an, in der sich ein geeigneter Vermittlungsknoten VK sowie der Kontrollknoten KK befinden müssen, und gibt einen speziellen Kennzeichner (Applikation Identifer oder Application ID) All an, der nur dem Diameter Vermittlungsknoten VK zugewiesen ist. Ferner fügt die Applikationsfunktion AF einen Identifikator des Kommunikationsendgeräts UE in die Anfrage-Nachricht ein, beispielsweise die IP Adresse des Kommunikationsendgeräts UE.
2. Der Relay Agent RA ermittelt mit Hilfe der angegebenen Zielrealm VKR und des angegebenen Kennzeichners (Application Identifiers) All einen geeigneten Vermittlungsknoten VK. Der Relay Agent RA reicht die Anfrage-Nachricht zu dem Vermittlungsknoten VK weiter.
3. Der Vermittlungsknoten VK ermittelt mit Hilfe des Identifikators des Kommunikationsendgeräts UE den zuständigen Kontrollknoten KK, beispielsweise mit Hilfe einer konfigurierten Zuordnungstabelle. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Anfrage-Nachricht an den Kontrollknoten KK weiter und gibt darin auch den Kontrollknoten KK als Zielknoten an. Der
Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an und verwendet einen geänderten Kennzeichner (Applikation Identifer oder Application ID) AI2, die dem Kontrollknoten KK zugewiesen ist. Die Anfrage-Nachricht kann in einer Ausgestaltung von einem weiteren Diameter Relay Agent weitergereicht werden (nicht dargestellt) . Der Vermittlungsknoten VK speichert die Zuordnung der so genannten Diameter „User Session" zwischen der Applikationsfunktion AF und dem Vermittlungsknoten VK und der neuen „User Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK ab. 4. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht) und gibt sich selbst darin als Ursprungsknoten an.
5. Der Vermittlungsknoten VF entnimmt der Antwort-Nachricht den zuständigen Kontrollknoten KK und speichert diesen ab. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Antwort-Nachricht weiter. Dabei nutzt er erfindungsgemäß die abgespeicherte Zuordnung der Diameter „User Session" zwischen der Applikationsfunktion AF und dem Vermittlungsknoten VK und der „User Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK, um das Ziel für die Antwort- Nachricht zu bestimmen. Der Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an.
6. Der Relay Agent RA reicht die Antwort-Nachricht weiter.
Die Applikationsfunktion AF entnimmt der Antwort-Nachricht den zuständigen Vermittlungsknoten VK.
7. Die Applikationsfunktion AF schickt eine nachfolgende Anfrage-Nachricht („Request" Nachricht) innerhalb derselben Diameter „Session" direkt zu dem Vermittlungsknoten VK. Ein Weiterreichen der Nachricht durch den Relay Agent RA ist nur dann erforderlich, wenn die Applikationsfunktion AF und der Vermittlungsknoten VK über keine direkte Diameter Verbindung verfügen.
8. Der Vermittlungsknoten VK ermittelt mittels der abgespeicherten Zuordnung der Diameter „User Session" zwischen der Applikationsfunktion AF und dem
Vermittlungsknoten VK sowie der „Uesr Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK sowie des abgespeicherten Kontrollknotens KK das Ziel für die Anfrage-Nachricht. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Anfrage-Nachricht an den Kontrollknoten KK weiter und gibt darin auch den Kontrollknoten KK als Zielknoten an. Der Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an und verwendet einen geänderten Kennzeichner (Application Identifier) AI2.
9. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht) zu dem
Vermittlungsknoten VK.
10. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Antwort-Nachricht weiter. Dabei nutzt er erfindungsgemäß die abgespeicherte Zuordnung der Diameter „User Session" zwischen der
Applikationsfunktion AF und dem Vermittlungsknoten VK und der „User Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK, um das Ziel für die Antwort- Nachricht zu bestimmen. Der Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an.
Figur 5 zeigt die Signalisierung zwischen einer Applikationsfunktion AF, einem Diameter Relay Agent RA, einem Diameter Vermittlungsknoten VK und einem Kontrollknoten KK gemäß einer zweiten Variante. Die Signalisierungsschritte sind im Einzelnen wie folgt:
1. Die Applikationsfunktion AF beginnt mit einem
Kommunikationsendgerät UE einen neuen Dienst. Die Applikationsfunktion AF will deswegen den für das
Kommunikationsendgerät UE zuständigen Kontrollknoten KK über den neuen Dienst informieren, kennt den Kontrollknoten KK aber nicht. Die Applikationsfunktion AF verfügt auch über kein konfiguriertes Wissen über einen geeigneten Vermittlungsknoten VK, und will statt dessen
Diameter „Routing" nützen, um einen Vermittlungsknoten zu finden. Die Applikationsfunktion AF sendet eine Anfrage- Nachricht (Diameter „Request" Nachricht) an den Relay Agent RA. Die Applikationsfunktion AF gibt darin die Realm VKR an, in der sich ein geeigneter Vermittlungsknoten VK sowie der Kontrollknoten KK befinden müssen, und gibt einen speziellen Kennzeichner (Application Identifier oder Application ID) All an, die nur dem Diameter Vermittlungsknoten VK zugewiesen ist. Ferner fügt die Applikationsfunktion AF einen Identifikator des Kommunikationsendgeräts UE ein, beispielsweise die IP Adresse des Kommunikationsendgeräts UE.
2. Der Relay Agent RA ermittelt mit Hilfe der angegebenen Zielrealm VKR und des angegebenen Kennzeichners All einen geeigneten Vermittlungsknoten VK. Der Relay Agent RA reicht die Anfrage-Nachricht zu dem Vermittlungsknoten VK weiter.
3. Der Vermittlungsknoten VK ermittelt erfindungsgemäß mit Hilfe des Identifikators des Kommunikationsendgeräts UE den zuständigen Kontrollknoten KK, beispielsweise mit Hilfe einer konfigurierten Zuordnungstabelle. Der
Vermittlungsknoten VK sendet eine Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht), wobei er als Result Code einen neuen Wert, z.B. „DIAMETER_REDIRECT_INDICATION_Neu", und den Kontrollknoten KK als so genannten „Redirect Host" oder „Redirect Knoten" angibt.
4. Die „Answer" Nachricht wird von dem Relay Agent RA weitergereicht. Da der Relay Agent RA, wenn er als standardkonformer Diameter „Relay Agent" ausgebildet ist, den neuen Wert des Result Codes
„DIAMETER_REDIRECT_INDICATION_Neu" nicht kennt, wird verhindert, dass der Relay Agent RA die zuvor gespeicherte Anfrage-Nachricht (vgl. Schritt 1.) direkt an den Redirect Knoten KK weiterreicht. Die Applikationsfunktion AF entnimmt der Antwort-Nachricht den zuständigen Kontrollknoten KK.
5. Die Applikationsfunktion AF schickt eine Anfrage-Nachricht („Request" Nachricht) innerhalb derselben Diameter „Session" direkt zum Kontrollknoten KK. Darin verwendet die Applikationsfunktion AF einen speziellen Kennzeichner (Application Identifier oder Application ID) AI2, der nur dem Kontrollknoten zugewiesen ist. Auch weitere nachfolgende Anfrage-Nachrichten innerhalb derselben Diameter „Session" kann die Applikationsfunktion AF nun direkt zu dem Kontrollknoten KK senden.
6. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht) direkt zur Applikationsfunktion AF.
Figur 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 1. Der Aufbau entspricht prinzipiell dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1. Anders als in Figur 1 tauschen der Schnittstellenrechner 11 (im Ausführungsbeispiel ein GGSN) und der Kontrollknoten KK jedoch nicht direkt Nachrichten aus, sondern die Nachrichten werden von einem erfindungsgemäßen Vermittlungsknoten VK weitergereicht, der an Stelle des Schnittstellenrechners 11 (GGSN) erfindungsgemäß den für das Kommunikationsendgerät UE zuständigen Kontrollknoten KK ermittelt.
Figur 7 zeigt die Signalisierung zwischen den Netzwerkknoten und dem Kommunikationsendgerät UE in einem Kommunikationssystem gemäß Figur 6. Die Signalisierungsschritte sind im Einzelnen wie folgt:
1. Das Kommunikationsendgerät UE hat am Schnittstellenrechner 11 bzw. Netzwerkknoten GGSN den Aufbau eines neuen PDP Kontextes angefordert und bekommt von dem Netzwerkknoten GGSN eine IP Adresse zugewiesen. Der Netzwerkknoten GGSN will deswegen den für das Kommunikationsendgerät UE zuständigen Kontrollknoten KK über den neuen Dienst informieren, kennt den Kontrollknoten KK aber nicht, da dieser erst dynamisch dem Kommunikationsendgerät UE zugewiesen wird. Der Netzwerkknoten GGSN verfügt über konfiguriertes Wissen über einen geeigneten
Vermittlungsknoten VK und sendet eine Anfrage-Nachricht (Diameter „Request" Nachricht) an den Vermittlungsknoten VK. Der Netzwerkknoten GGSN gibt darin einen Kennzeichner (Application Identifier oder Application ID) All an, der den Kontrollknoten zur Kommunikation mit dem Netzwerkknoten GGSN zugewiesen ist, und fügt einen Identifikator des Kommunikationsendgeräts UE ein, beispielsweise die IP Adresse des Kommunikationsendgeräts UE.
2. Der Vermittlungsknoten VK stellt erfindungsgemäß mit Hilfe des Identifikators des UE fest, dass der Identifikator keinem Kontrollknoten zugewiesen ist, und wählt einen Kontrollknoten KK aus. Dies kann beispielsweise der Kontrollknoten KK sein, dem zu diesem Zeitpunkt die wenigsten Identifikatoren und damit die wenigsten Kommunikationsendgeräte zugewiesen sind. Der Vermittlungsknoten VK speichert die Zuordnung des
Identifikators des Kommunikationsendgeräts UE zu dem Kontrollknoten KK ab. Der Vermittlungsknoten VK speichert zusätzlich die Zuordnung des Identifikators des Kommunikationsendgeräts UE zur Diameter Session zu dem Netzwerkknoten GGSN ab. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Anfrage-Nachricht („Request" Nachricht) an den Kontrollknoten KK weiter und gibt darin auch den Kontrollknoten KK als Zielknoten an. Der Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an, um zu erreichen, dass alle nachfolgenden Nachrichten zwischen dem Netzwerkknoten GGSN und dem Kontrollknoten KK ebenfalls über den Vermittlungsknoten VK übertragen werden. Der Vermittlungsknoten VK speichert die Zuordnung der Diameter „User Session" zwischen dem Netzwerkknoten GGSN und dem Vermittlungsknoten VK und der neuen „User Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK ab.
3. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht), und gibt sich selbst darin als Ursprungsknoten an. 4. Der Vermittlungsknoten VF entnimmt der Antwort-Nachricht den zuständigen Kontrollknoten KK und speichert diesen ab. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Antwort-Nachricht weiter. Dabei nützt er die abgespeicherte Zuordnung der Diameter „User Session" zwischen dem Netzwerkknoten GGSN und dem Vermittlungsknoten VK und der „User Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK, um das Ziel für die Antwort-Nachricht zu bestimmen. Der Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an.
5. Die Applikationsfunktion AF beginnt mit einem Kommunikationsendgerät UE einen neuen Dienst. Die Applikationsfunktion AF will deswegen den für das Kommunikationsendgerät UE zuständigen Kontrollknoten KK über den neuen Dienst informieren, kennt den Kontrollknoten KK aber nicht. Die Applikationsfunktion AF verfügt über konfigurierte Informationen eines zuständigen Vermittlungsknotens VK. Die Applikationsfunktion AF sendet eine Anfrage-Nachricht (Diameter „Request" Nachricht) an den Vermittlungsknoten VK, um eine neue Diameter Session zum zuständigen Kontrollknoten KK aufzubauen. Die Applikationsfunktion AF gibt darin den Vermittlungsknoten VK als Zielknoten an, und fügt einen Identifikator des Kommunikationsendgeräts UE ein, beispielsweise die IP Adresse des Kommunikationsendgeräts UE. Die Applikationsfunktion AF gibt darin einen Kennzeichner (Application Identifier oder Application ID) AI2 an, der dem Kontrollknoten KK zur Kommunikation mit den Applikationsfunktionen zugewiesen ist
6. Der Vermittlungsknoten VK ermittelt mit Hilfe des Identifikators des Kommunikationsendgeräts UE und der zuvor abgespeicherten Zuordnung den zuständigen Kontrollknoten KK. Der Vermittlungsknoten VK reicht die
Anfrage-Nachricht an den Kontrollknoten KK weiter und gibt darin auch den Kontrollknoten KK als Zielknoten an. 7. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht) und gibt sich selbst darin als Ursprungsknoten an.
8. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Antwort-Nachricht weiter. Die Applikationsfunktion AF entnimmt der Antwort- Nachricht den zuständigen Kontrollknoten KK.
9. Die Applikationsfunktion AF beendet den Dienst mit dem Kommunikationsendgerät UE. Die Applikationsfunktion AF schickt eine so genannte „Session Termination (ST) Request"-Nachricht innerhalb derselben Diameter „Session" direkt zum Kontrollknoten KK. Ein Weiterreichen der Nachricht durch den Vermittlungsknoten VK ist nur dann erforderlich, wenn die Applikationsfunktion AF und der
Kontrollknoten KK über keine direkte Diameter Verbindung verfügen .
10. Der Kontrollknoten KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht) direkt zu der Applikationsfunktion AF.
11. Das Kommunikationsendgerät UE baut den PDP Kontext ab und der Netzwerkknoten GGSN gibt die dem Kommunikationsendgerät UE zugeordnete IP Adresse wieder frei. Der Netzwerkknoten GGSN sendet eine „Session Termination (ST) Request" Nachricht, um den Kontrollknoten KK und den Vermittlungsknoten VK über den Abbau des PDP Kontextes zu informieren und die entsprechende Diameter Session zu beenden.
12. Der Vermittlungsknoten VK löscht die Zuordnung der Diameter Session zum Netzwerkknoten GGSN zum Identifikator des Kommunikationsendgeräts UE und überprüft, ob der Identifikator noch in weiteren Diameter Sessions zum
Netzwerkknoten GGSN zugeordnet ist. Dies könnte dadurch realisiert sein, dass das Kommunikationsendgerät UE mehrere PDP Kontexte nützt. Da der Identifikator keiner Diameter Session mehr zugeordnet ist, löscht der Vermittlungsknoten VK auch die Zuordnung des Identifikators zum Kontrollknoten KK. Mittels der abgespeicherten Zuordnung der so genannten Diameter „User Session" zwischen der Applikationsfunktion AF und dem
Vermittlungsknoten VK und der „User Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK sowie des abgespeicherten Kontrollknotens KK ermittelt der Vermittlungsknoten VK das Ziel für die Anfrage-Nachricht („Request" Nachricht). Der Vermittlungsknoten VK reicht die Anfrage-Nachricht an den Kontrollknoten KK weiter und gibt darin auch den Kontrollknoten KK als Zielknoten an. Der Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an.
13. Der KK antwortet gemäß Diameter Standard mit einer Antwort-Nachricht („Answer" Nachricht) zum Vermittlungsknoten VK.
14. Der Vermittlungsknoten VK reicht die Antwort-Nachricht weiter. Dabei nutzt er die abgespeicherte Zuordnung der Diameter „User Session" zwischen der Applikationsfunktion AF und dem Vermittlungsknoten VK und der „User Session" zwischen dem Vermittlungsknoten VK und dem Kontrollknoten KK, um das Ziel für die Antwort-Nachricht zu bestimmen. Der Vermittlungsknoten VK gibt sich selbst als Ursprung der Nachricht an.

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationssystem (1) mit einem ersten Kommunikationsnetz (10), - einem zweiten Kommunikationsnetz (20) mit zumindest einem Kommunikationsendgerät (UE) , einem Schnittstellenrechner (11), der mit dem ersten Kommunikationsnetz (10) gekoppelt ist zum Abbilden eines Datenstroms zwischen dem zumindest einen Kommunikationsendgerät (UE) und dem ersten Kommunikationsnetz (10), zumindest einem Kontrollknoten (KK) in dem ersten Kommunikationsnetz (10) zur Kontrolle des zwischen dem Schnittstellenrechner (11) und dem Kommunikationsendgerät (UE) auftretenden Datenstroms, zumindest einem Netzwerkknoten (AF, GGSN) , welcher dem Kontrollknoten (KK) zur Durchführung dessen Kontrollfunktion, das Kommunikationsendgerät (UE) betreffende, Informationen bereitstellt, und - zumindest einem Vermittlungsknoten (VK) , welcher den für ein betreffendes Kommunikationsendgerät (UE) zugeordneten Kontrollknoten (KK) bestimmt, so dass die von dem zumindest einen Netzwerkknoten (AF, GGSN) bereitgestellten Informationen an diesen Kontrollknoten (KK) übermittelbar sind.
2 . Kommunikationssystem nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zumindest eine Netzwerkknoten (AF, GGSN) , der zumindest eine Kontrollknoten (KK) und der zumindest eine
Vermittlungsknoten (VK) in dem ersten Kommunikationsnetz (10) angeordnet sind, und eine Kommunikation zwischen dem Kontrollknoten (KK) und dem
Vermittlungsknoten (VK) sowie eine Kommunikation zwischen dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) und dem Vermittlungsknoten (VK) nach dem Diameter-Protokoll erfolgt.
3. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Netzwerkknoten durch eine Applikationsfunktionalität (AF) oder den Schnittstellenrechner (11) dargestellt ist.
4. Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das zweite Kommunikationsnetz (20) auf dem GPRS (General Packet Radio Service) -Standard basiert und der Schnittstellenrechner (11) ein Gateway GPRS Support Node- Rechner (GGSN) ist.
5. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das zweite Kommunikationsnetz (20) auf dem WLAN (Wireless Local Area Network) -Standard basiert und der
Schnittstellenrechner (11) ein Packet Data Gateway-Rechner (PDG) ist.
6. Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zumindest eine Kontrollknoten (KK) einen Randknoten des ersten Kommunikationsnetzes (10) ausbildet.
7. Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Bestimmung des für ein Kommunikationsendgerät (UE) zuständigen Kontrollknotens (KK) durch den Vermittlungsknoten (VK) eine Anfrage-Nachricht auf einen das Kommunikationsendgerät (UE) kennzeichnenden Identifier untersucht wird.
8. Kommunikationssystem nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Endgerät (UE) anhand seiner IP-Adresse, der International Mobile Subscriber Identity (IMSI) oder der Mobile Station International ISDN Number (MSISDN) identifizierbar ist.
9. Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) dazu ausgebildet ist, die Anfrage-Nachricht direkt an den für das Endgerät (UE) zuständigen Kontrollknoten (KK) weiter zu leiten.
10. Kommunikationssystem nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) ausschließlich die erste Anfrage- Nachricht an den für das Endgerät (UE) zuständigen Kontrollknoten (KK) weiterleitet und daraufhin eine von dem Kontrollknoten (KK) generierte Antwort-Nachricht an den Netzwerkknoten (AF, GGSN) übertragt.
11. Kommunikationssystem nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) dazu ausgebildet ist, sämtliche zwischen dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) und dem Kontrollknoten (KK) ausgetauschte Nachrichten zu vermitteln.
12. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf eine von einem Netzwerkknoten (AF, GGSN) erzeugte Anfrage-Nachricht eine Antwort-Nachricht zu erzeugen und an den Netzwerkknoten (AF, GGSN) zu übermitteln, in welcher der für das Kommunikationsendgerät (UE) zuständige Kontrollknoten (KK) angegeben ist.
13. Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Relay Agent (RA) zwischen dem Kontrollknoten (KK) und dem Vermittlungsknoten (VK) und/oder zwischen dem Vermittlungsknoten (VK) und dem Netzwerkknoten (AF/GGSN) angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, zwischen diesen Knoten Anfrage- und/oder Antwort-Nachrichten weiterzuleiten.
14. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in jeder Anfrage-Nachricht und in jeder Antwort-Nachricht eine Quelle und ein Ziel für die Nachricht angegeben ist, und der Netzwerkknoten (AF, GGSN) in einer Anfrage-Nachricht den Vermittlungsknoten (VK) als Ziel angibt.
15. Kommunikationssystem nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) beim Empfang der Anfrage- Nachricht - das von dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) in der Anfrage- Nachricht angegebene Ziel ersetzt und als neues Ziel den Kontrollknoten (KK) angibt und/oder das von dem Kontrollknoten (KK) in der Antwort-Nachricht angegebene Ziel ersetzt und als neues Ziel den Netzwerkknoten (AF, GGSN) angibt.
16. Kommunikationssystem nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) beim Empfang der Anfrage- Nachricht die von dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) in der
Anfrage-Nachricht angegebene Quelle oder beim Empfang der Antwort-Nachricht die von dem Kontrollknoten (KK) in der Antwort-Nachricht angegebene Quelle unverändert belässt.
17. Kommunikationssystem nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) beim Empfang der Anfrage- Nachricht die von dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) in der Anfrage-Nachricht angegebene Quelle oder beim Empfang der Antwort-Nachricht die von dem Kontrollknoten (KK) in der Antwort-Nachricht angegebene Quelle ersetzt.
18. Kommunikationssystem nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) beim Empfang der Anfrage- Nachricht des Netzwerkknotens (AF, GGSN) eine an den Vermittlungsknoten (AF, GGSN) adressierte Antwort-Nachricht generiert, in welcher der Kontrollknoten als Ziel der weiteren Kommunikation benannt wird.
19. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Netzwerkknoten (AF, GGSN) dazu ausgebildet ist, eine Request Routing-Nachricht zu erzeugen, wobei zwischen dem Vermittlungsknoten (VK) und dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) sowie zwischen dem Vermittlungsknoten (VK) und dem Kontrollknoten (KK) ausgetauschte Nachrichten unterschiedliche Kennzeichner (Application Identifier) aufweisen .
20. Kommunikationssystem nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) dazu ausgebildet ist, einen Austausch der Kennzeichner beim Erhalt einer Nachricht vorzunehmen .
21. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Netzwerkknoten (AF, GGSN) dazu ausgebildet ist, eine Request Routing-Nachricht zu erzeugen, wobei zwischen dem Vermittlungsknoten (VK) und dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) sowie zwischen dem Netzwerkknoten (AF, GGSN) und dem Kontrollknoten (KK) ausgetauschte Nachrichten unterschiedliche Kennzeichner (Application Identifier) aufweisen .
22. Kommunikationssystem nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) beim Empfang der Anfrage- Nachricht des Netzwerkknotens (AF, GGSN) eine an den Netzwerkknoten (AF, GGSN) adressierte Antwort-Nachricht generiert, in welcher der Kontrollknoten (KK) als Ziel der weiteren Kommunikation benannt wird.
23. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) Konfigurationsinformationen über die Zuordnung eines Kommunikationsendgeräts (UE) zu einem Kontrollknoten (KK) verfügt.
24. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vermittlungsknoten (VK) dazu ausgebildet ist, einen Kontrollknoten (KK) für ein Kommunikationsendgerät (UE) auszuwählen.
25. Kommunikationssystem nach Anspruch 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Auswahl eines Kontrollknotens (KK) durch den Vermittlungsknoten (VK) erfolgt, wenn dem Vermittlungsknoten (VK) der aus einer Anfrage-Nachricht extrahierte, das Kommunikationsendgerät (UE) kennzeichnende Identifier noch nicht bekannt ist.
26. Kommunikationssystem nach Anspruch 24 oder 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Mehrzahl an Vermittlungsknoten (VK) eine Kommunikationsverbindung zueinander aufweist, um einen Datenaustausch hinsichtlich der dynamisch vorgenommenen Zuordnung der Kommunikationsendgeräte (UE) kennzeichnenden Identifier vornehmen zu können.
27. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontrollknoten (KK) Kenntnis über die Zuordnung der ihnen zugewiesenen Kommunikationsendgeräte (UE) aufweisen, und diese Information im Rahmen von Capability Exchange- Nachrichten an den Vermittlungsknoten (VK) übertragen.
28. Vermittlungsknoten-Rechner zur Verwendung in einem
Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dieser dazu eingerichtet ist, den für ein betreffendes Kommunikationsendgerät (UE) eines Kommunikationssystems (1) zugeordneten Kontrollknoten (KK) zu bestimmen, so dass die von dem zumindest einen Netzwerkknoten (AF, GGSN) bereitgestellten Informationen an diesen Kontrollknoten (KK) übermittelbar sind.
29. Verfahren zum Verarbeiten einer von einem Netzwerkknoten (AF, GGSN) einem Vermittlungsknoten (VK) zugeführten Nachricht in einem Kommunikationssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem der Vermittlungsknoten den für ein betreffendes Kommunikationsendgerät (UE) zugeordneten Kontrollknoten (KK) bestimmt, worauf die die von dem zumindest einen Netzwerkknoten (AF, GGSN) bereitgestellten Informationen an diesen Kontrollknoten (KK) übermittelt werden.
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