下一代網絡中網絡附著子系統(tǒng)的研究

2007/08/27

圖1　NASS在NGN架構中的位置

　　2.2　NASS主要功能

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

　　NASS提供的主要功能包括：

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

　�。�2）在分配IP地址之前或在分配IP地址過程中進行用戶鑒權。

　�。�3）基于用戶清單對網絡接入進行認證。

　�。�4）基于用戶清單對接入網絡進行配置。

　�。�5）位置管理。

　　2.3　NASS功能架構

　　NASS的功能架構如圖2所示，主要包含如下功能實體。

圖2　NASS功能架構

�。�1）接入管理功能AMF

　　UE通過AMF與NACF和UAAF進行交互。AMF負責對UE發(fā)起的網絡接入請求進行翻譯轉換，向NACF前轉IP地址分配請求或可能的其他網絡配置參數(shù)請求；AMF向用戶接入授權功能UAAF前轉用戶鑒權請求；并且AMF將NACF或UAAF的響應轉發(fā)給UE。

　�。�2）網絡接入配置功能NACF

　　NACF主要負責為UE分配IP地址，并可向UE傳送其他網絡配置參數(shù)，如DNS服務器的地址和P-CSCF的地址。NACF還能夠向UE提供接入網標識，該信息惟一標識UE所附著的接入網絡，上層的SCS&A相關功能實體利用該標識信息能夠實現(xiàn)對CLF的定位。

　�。�3）用戶接入授權功能UAAF

　　UAAF根據(jù)用戶清單對用戶的網絡接入進行鑒權、授權檢查。對于每個用戶，UAAF將從PDBF保存的用戶網絡清單信息中提取鑒權數(shù)據(jù)和接入授權信息。

　�。�4）連接性會話定位功能CLF

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

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

　�。�5）用戶簽約數(shù)據(jù)庫功能PDBF

　　PDBF保存用戶鑒權數(shù)據(jù)（如用戶標識、所支持的鑒權方法列表、鑒權密鑰）以及和網絡接入配置相關的信息（通常稱為用戶網絡清單）。

　�。�6）CNG配置功能CNGCF

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

　　同時，NASS還與以下NGN功能實體之間存在交互。

• 業(yè)務控制子系統(tǒng)和應用SCS&A。


• 資源接納控制子系統(tǒng)RACS。


• 接入轉接功能ARF。


• 用戶終端UE。

圖3　NACF在NGN架構中的位置

　　3.2　NACF主要功能

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

　　NACF提供的主要功能有以下內容。

• 為終端動態(tài)分配IP地址和其他配置參數(shù)。


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


• 網絡接入鑒權，基于用戶清單。


• 接入網絡配置，基于用戶清單。


• 層位置管理。

圖4　NACF功能架構

　�。�1）網絡接入配置功能實體NAC-FE

　　NAC-FE負責向用戶終端分配IP地址，同時可能向用戶終端分配其他網絡配置參數(shù)，如DNS服務器的地址、信令代理的地址（如：P-CSC-FE地址）。NAC-FE應能夠向用戶終端提供接入網標識，該接入網標識能夠惟一標識終端所附著的接入網，上層應用通過此信息應能夠對TLM-FE定位。

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

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

　�。�2）傳送鑒權和認證功能實體TAA-FE

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

　�。�3）傳送用戶清單功能實體TUP-FE

　　TUP-FE負責保存與傳送層面相關的用戶清單（QoS清單、P-CSC-FE的地址、HGWC-FE地址）。

　　TUP-FE響應TAA-FE對用戶清單的查詢請求。

　　提供對用戶數(shù)據(jù)的接入功能

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

　　支持常用的AAA和安全機制

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

　�。�4）傳送位置管理功能實體TLM-FE

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

　　TLM-FE響應從業(yè)務控制組件和應用來的位置查詢。TLM-FE與NAC-FE交互獲得NAC-FE分配給CPE的IP地址和CPE的邏輯接入標識之間的關聯(lián)關系。TLM-FE保存用戶網絡清單信息（鑒權時從TAA-FE獲得），供RACF對用戶設備鑒權時使用。TLM-FE還能夠基于邏輯線標識將從NAC-FE和TAA-FE獲得信息進行關聯(lián)。

　�。�5）接入管理功能實體AM-FE

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

　�。�6）家庭網關配置功能實體HGWC-FE

　　HGWC-FE用于對HGW進行初始化或更新，向HGW提供額外的配置信息（例如在HGW內部配置防火墻，標識IP包的QoS等），這些數(shù)據(jù)不同于NACF-FE提供的網絡配置數(shù)據(jù)。

　　同時，NACF和以下功能實體之間存在交互。 　　

• 代理呼叫會話控制功能實體：P-CSC-FE。


• 資源接納控制功能RACF中的策略決策功能實體PD-FE。


• 接入轉接功能實體AR-FE。


• 用戶側設備CPE。

4、TISPAN和ITU-T研究比較

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

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

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

表1　NASS/NACF中功能實體的對應關系

5、結束語

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

　　雖然TISPAN在NGN Release 1對網絡附著子系統(tǒng)的研究較為深刻，但是還存在許多問題有待進一步研究：如對用戶終端移動性（漫游和游牧）的支持，對各種接入方式（目前主要研究了xDSL接入技術）的支持，NASS的內部接口協(xié)議，NASS與其它NGN網元之間的交互信息等，NASS內部各功能實體的功能、工作流程、以及各功能實體間交互的信息等也還需要進一步的研究。

　　目前，ETSI TISPAN和ITU-T NGN-GSI均在NGN Release2中進一步研究網絡附著子系統(tǒng)，我們將繼續(xù)跟蹤其標準化的最新情況。

電信網技術