專利名稱：對經(jīng)由ip和分組網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù)的識別和服務(wù)使用記錄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于經(jīng)由例如在GSM移動電話網(wǎng)絡(luò)中可以提供的通用分組無線服務(wù)(GPRS)，來識別經(jīng)由因特網(wǎng)協(xié)議(IP)和類似的分組網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù)，并且創(chuàng)建服務(wù)使用記錄的方法和裝置，所述服務(wù)使用記錄概括了這類服務(wù)的使用。
背景技術(shù)：
GSM移動電話網(wǎng)絡(luò)使用信令系統(tǒng)來協(xié)調(diào)其操作。通常根據(jù)ITU信令系統(tǒng)No.7(SS7)協(xié)議族來操作該信令系統(tǒng)。為了觀察網(wǎng)絡(luò)的操作，并且獲得關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的使用信息，公知的方法是對通過信令系統(tǒng)的SS7信令消息進(jìn)行監(jiān)控。這種關(guān)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的使用信息通常被收集在呼叫詳細(xì)記錄(CDR)(例如對于語音呼叫)和事務(wù)詳細(xì)記錄(TDR)(例如供其它GSM服務(wù)所使用)中。例如，使用SS7 ISDN用戶部分(ISUP)協(xié)議的消息來構(gòu)建CDR，從而概括語音服務(wù)的使用，并且使用由事務(wù)處理能力應(yīng)用部分(TCAP)協(xié)議所支持的SS7移動應(yīng)用部分(MAP)協(xié)議的消息來匯編消息傳遞、移動性和接入管理行為的概述。
為了在GPRS網(wǎng)絡(luò)中提供類似的功能性，則需要附加的事務(wù)構(gòu)建器(transaction builder)來概括IP服務(wù)，例如網(wǎng)絡(luò)瀏覽和電子郵件服務(wù)的使用。因而產(chǎn)生的事務(wù)概述通常被稱為IP數(shù)據(jù)記錄(IPDR)或服務(wù)使用記錄(SUR)。在英國專利申請No.03 13 812.0和相應(yīng)的美國專利申請No.10/865,573中描述了用于構(gòu)建這種SUR的系統(tǒng)的示例。
當(dāng)構(gòu)建了數(shù)據(jù)服務(wù)使用記錄時，則希望能夠識別正在被使用的實(shí)際的數(shù)據(jù)服務(wù)。當(dāng)前在GPRS網(wǎng)絡(luò)中所引入的無線應(yīng)用已經(jīng)使用了GPRS接入點(diǎn)名稱(APN)和應(yīng)用協(xié)議來區(qū)分多種服務(wù)。例如，可以使用單個的APN來容宿無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)服務(wù)，并且GPRS核心網(wǎng)絡(luò)中的所有WAP流量都通過該APN進(jìn)行路由。因此，為了能夠識別網(wǎng)絡(luò)中的WAP數(shù)據(jù)流，僅僅識別相關(guān)的APN就足夠了。關(guān)于該APN所創(chuàng)建的所有服務(wù)使用記錄都可以被加上“WAP服務(wù)”的標(biāo)簽，并且管理和報告應(yīng)用可以使用這個標(biāo)簽來報告網(wǎng)絡(luò)中的WAP行為，并為WAP行為建模。
然而，在單個的APN上可以復(fù)用許多服務(wù)。例如，系統(tǒng)可以使用單個的APN來支持一種設(shè)施，在該設(shè)施中，手機(jī)鈴聲下載、多媒體消息服務(wù)(MMS)的消息、音頻片段和道路交通服務(wù)都可以獲得。為了區(qū)分這些服務(wù)，原則上可以考慮將APN和應(yīng)用協(xié)議組合起來使用。然而，在該系統(tǒng)中的客戶將WAP作為在APN中的服務(wù)所使用的應(yīng)用協(xié)議來使用，而大多數(shù)GPRS設(shè)備則將WAP專門地用于服務(wù)接入。因此，由不同的第三方供應(yīng)商所提供的手機(jī)鈴聲下載和道路交通服務(wù)不能被彼此區(qū)分開。在APN的使用中的另一個缺點(diǎn)在于，APN僅僅是GPRS和通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)的概念，在有線或CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中不存在其等同物。
有效地識別在IP和類似網(wǎng)絡(luò)上所提供的服務(wù)的要求是1.該方法應(yīng)該可以應(yīng)用于無線(GPRS、UMTS和CDMA2000)和有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)兩者。
2.該方法應(yīng)該對使用IPv4或IPv6協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)起作用。
3.非常希望得到基于內(nèi)容的服務(wù)區(qū)分方法。實(shí)際上，與用于遞送數(shù)據(jù)的應(yīng)用協(xié)議或傳輸協(xié)議相比，數(shù)據(jù)服務(wù)的建模和管理更加緊密地與內(nèi)容類型相關(guān)。
當(dāng)前在IP網(wǎng)絡(luò)中所使用的最頻繁遇到的服務(wù)識別機(jī)制是簡單端口映射，所述簡單端口映射可以使用在Unix操作系統(tǒng)中所提供的標(biāo)準(zhǔn)/etc/services文件來實(shí)現(xiàn)。例如，電子郵件服務(wù)可以由簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)、郵局協(xié)議(POP)和因特網(wǎng)消息接入?yún)f(xié)議(IMAP)來提供，并且如果在與IP上所提供的服務(wù)相關(guān)的協(xié)議消息中觀察到端口號為25(SMTP)、109(POPv2)、110(POPv3)或143(IMAP)，則可以給出相應(yīng)的報告。然而，可以使用電子郵件協(xié)議來遞送很多不同種類的內(nèi)容(文本、HTML、音頻和視頻)，并且僅僅使用端口號不能識別內(nèi)容類型。必須進(jìn)行更復(fù)雜和更昂貴的內(nèi)容分析來確定內(nèi)容類型。因此，依賴于端口號或應(yīng)用協(xié)議來確定內(nèi)容類型同APN的使用一樣不能令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于識別經(jīng)由分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)所提供服務(wù)的方法，所述方法包括以下步驟在通信網(wǎng)絡(luò)中，監(jiān)控穿過通信鏈路的數(shù)據(jù)分組，以支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸服務(wù)；根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別在所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中包含的任意接入點(diǎn)的第一信息；根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別與所提供的應(yīng)用服務(wù)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)地址和端口號的第二信息，所述所提供的應(yīng)用服務(wù)包含在所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中；根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得包含了與所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一資源標(biāo)識符的第三信息；以及連接所述第一、第二和第三信息，以提供對所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的識別。
因此例如，內(nèi)容可以通過使用從數(shù)據(jù)分組(信令和數(shù)據(jù))中觀察到的四個變量來代表。然后，無需對服務(wù)器與客戶端之間傳遞的內(nèi)容，或?qū)?shù)據(jù)傳遞的原因進(jìn)行任何的實(shí)際檢查，就可以為服務(wù)的使用建模。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于識別經(jīng)由分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)所提供服務(wù)的裝置，所述裝置包括監(jiān)控器，其用于在通信網(wǎng)絡(luò)中對穿過通信鏈路的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行監(jiān)控，以支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸服務(wù)；第一獲得器，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別在所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中包含的任意接入點(diǎn)的第一信息；第二獲得器，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別與所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中所提供的應(yīng)用服務(wù)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)地址和端口號的第二信息；第三獲得器，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得包含了與所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一資源標(biāo)識符的第三信息；以及連接器，其用于連接所述第一、第二和第三信息，以提供對所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的識別。


現(xiàn)在參考附圖，將以示例的方式描述根據(jù)本發(fā)明的用于創(chuàng)建SUR的方法和裝置，所述SUR概括了GPRS系統(tǒng)的使用，并且包括對經(jīng)由系統(tǒng)所提供的服務(wù)的識別，在附圖中圖1是GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)的示意框圖，所述GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)并入了用于提供GPRS服務(wù)的設(shè)備；圖2示出了在將SGSN連接到GGSN的GPRS Gn接口上的協(xié)議棧；圖3是在用于創(chuàng)建SUR的系統(tǒng)中的主要功能塊的示意圖，所述SUR包括對所提供的數(shù)據(jù)服務(wù)的識別。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了經(jīng)過配置，以提供GPRS服務(wù)的GSM網(wǎng)絡(luò)10的主要功能組件。參考圖1，移動臺(MS)12在基站控制器(BSC)16的控制下，通過無線(RF)接口與基站收發(fā)器(BTS)14進(jìn)行通信。到MS 12的語音呼叫的連接由移動交換中心(MSC)18進(jìn)行協(xié)調(diào)，并且由SMS網(wǎng)關(guān)(SMSG)20提供了短信服務(wù)(SMS)的功能。關(guān)于MS 12和用戶的管理信息被保存在數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫包含設(shè)備識別寄存器(EIR)22和歸屬位置寄存器(HLR)24。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，完整的GSM系統(tǒng)通常會并入圖1中未示出的附加設(shè)備，例如訪客位置寄存器(VLR)。然而，為了清晰的緣故，已經(jīng)從附圖中省略了與本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不直接相關(guān)的這種設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)GPRS服務(wù)，該系統(tǒng)還并入了GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)26和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)28。SGSN 26在其服務(wù)區(qū)域內(nèi)，對送到MS和來自MS的分組交換數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)路由。它的主要功能是實(shí)現(xiàn)分組路由、移動終端的連結(jié)和斷開程序、位置管理、分配信道和時隙、認(rèn)證以及呼叫計(jì)費(fèi)。GGSN 28充當(dāng)GPRS系統(tǒng)和外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口，所述外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)即圖1中示出的互聯(lián)網(wǎng)30。該GGSN 28將經(jīng)由SGSN 26接收到的GPRS分組轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)姆纸M數(shù)據(jù)協(xié)議的格式(例如因特網(wǎng)協(xié)議)，并且將這些分組轉(zhuǎn)發(fā)到外部的互聯(lián)網(wǎng)30。類似地，GGSN 28將在接收到的分組中的IP地址轉(zhuǎn)換到目的MS的GSM地址，并且將已轉(zhuǎn)換的分組通過路由發(fā)送到適當(dāng)?shù)腟GSN 26。
GPRS規(guī)范定義了各種接口，用于將SGSN 26和GGSN 28連接到GPRS系統(tǒng)的其它組件，所述接口如下-Gi，用于GGSN 28和外部互聯(lián)網(wǎng)30之間的通信；-Gc，用于GGSN 28和HLR 24之間的通信；-Gn，用于GGSN 28和SGSN 26之間的通信；-Gr，用于SGSN 26和HLR 24之間的通信；-Gf，用于SGSN 26和EIR 22之間的通信；-Gd，用于SGSN 26和SMSG 20之間的通信；-Gs，用于SGSN 26和MSC 18之間的通信；-Gb，用于SGSN 26和BSC 16之間的通信；以及-Gp，用于從SGSN 26和GGSN 28到其它GPRS網(wǎng)絡(luò)32中的GSN之間的通信。
這些接口被實(shí)現(xiàn)在多條信令鏈路上，所述信令鏈路運(yùn)載包含了信令信息和其它信息的信令分組，所述信令信息用于創(chuàng)建、更新和刪除GPRS連接，所述其它信息是支持上述這些功能所需的信息，例如用于認(rèn)證、MS位置和移動性支持的信息。另外，所述多條鏈路中的一些鏈路，例如對于Gi、Gn和Gb接口的鏈路，運(yùn)載數(shù)據(jù)載荷分組(即包含了在MS 12與外部互聯(lián)網(wǎng)30之間所交換的數(shù)據(jù)的分組)。
每個接口都是利用協(xié)議棧來實(shí)現(xiàn)的，從而能夠參考各種被廣泛使用的通信協(xié)議來定義所需的功能，所述通信協(xié)議例如是傳輸控制協(xié)議(TCP)、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)、GTP和IP。圖2示出了關(guān)于SGSN26和GGSN 28之間的Gn接口的協(xié)議棧。參考圖2，層34處的用戶應(yīng)用協(xié)議的數(shù)據(jù)被封裝在構(gòu)成了下一層36的TCP或UDP分組中，并且接著在IP(如圖所示的層38，可以使用IPv4或IPv6)上運(yùn)載這些分組。層34到38構(gòu)成了供由GPRS提供的IP服務(wù)的用戶所使用的傳輸層和應(yīng)用層。
在GPRS的情況下，層38中的IP分組在IP鏈路上被“經(jīng)隧道發(fā)送(tunnelled)”到GPRS網(wǎng)絡(luò)元件(尤其是SGSN 26和GGSN 28)，也就是說，將每個分組封裝到另一個IP分組內(nèi)并且運(yùn)載到目的地，而不改變所封裝分組的內(nèi)容。采用這種方法是為了防止從網(wǎng)絡(luò)之外直接尋址網(wǎng)絡(luò)元件，從而增強(qiáng)了安全性。如層40所示，按照GTP的規(guī)定將該封裝分組格式化，分組頭中的消息類型(MT)值為255，指示出該分組包含了用戶數(shù)據(jù)。在IPv4或IPv6(層44)上，使用UDP路徑協(xié)議(層42)來傳遞GTP消息。層40到44構(gòu)成了電信隧道信令層。
如之前提到的英國專利申請No.03 13 812.0和美國專利申請No.10/865,573中所描述的，通過對穿過Gn接口鏈路的分組進(jìn)行監(jiān)控(如下文所述)，可以同時執(zhí)行電信信令分析和服務(wù)使用分析兩者，這是因?yàn)镚n協(xié)議棧包含了為實(shí)現(xiàn)上述目的所需的足夠信息。維持GPRS網(wǎng)絡(luò)隧道的信令事務(wù)可以由監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的狀態(tài)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，該狀態(tài)機(jī)只參考協(xié)議棧的最低三層(40到42)。只使用協(xié)議棧的最高三層可以對用戶的服務(wù)使用進(jìn)行監(jiān)控，但是用于監(jiān)控用戶的服務(wù)使用的狀態(tài)機(jī)可以即時地訪問從信令分析狀態(tài)機(jī)可獲得的信令信息。
實(shí)際上，SUR生成器可以例如通過組合下列三種互補(bǔ)的狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)-在電信隧道層(40到44)上運(yùn)行的GTP跟蹤器(follower)狀態(tài)機(jī)；-用于服務(wù)傳輸層(36到38)的呼叫記錄生成器(CRG)；-以及用于服務(wù)應(yīng)用層(34)的一個或多個內(nèi)容分析(CA)狀態(tài)機(jī)。
GTP跟蹤器狀態(tài)機(jī)處理在Gn接口鏈路上監(jiān)控的每條消息。如果該消息是一條GTP信令消息，則對該消息進(jìn)行如下的處理-使用創(chuàng)建PDP語境請求消息和創(chuàng)建PDP語境響應(yīng)消息來為隧道記錄構(gòu)建CREATE事務(wù)，并且創(chuàng)建內(nèi)部的記賬和控制結(jié)構(gòu)，以用于跟蹤與所請求語境相關(guān)聯(lián)的隧道的使用。這時要存儲用戶IMSI和網(wǎng)絡(luò)APN字段，并在隧道壽命期間保持這兩個字段。這時還設(shè)置網(wǎng)絡(luò)QoS的值，但是隨后可以對該值進(jìn)行修改。
-使用更新PDP語境請求消息和更新PDP語境響應(yīng)消息來構(gòu)建UPDATE事務(wù)。這一步驟主要是用來維持隧道的網(wǎng)絡(luò)QoS的值。
-使用刪除PDP語境請求消息和刪除PDP語境響應(yīng)消息來構(gòu)建DELETE事務(wù)，該事務(wù)用于終止任何的服務(wù)使用分析行為，以及破壞隧道的記賬和控制結(jié)構(gòu)。
在監(jiān)控系統(tǒng)中，相對于現(xiàn)有的控制結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證所有MT的值為255的GTP消息，然后將所述GTP消息傳送到CRG和CA狀態(tài)機(jī)，以用于進(jìn)一步的分析。當(dāng)這些狀態(tài)機(jī)準(zhǔn)備發(fā)布SUR時，可以立即獲得從GTP跟蹤器執(zhí)行的信令分析中所得到的電信語境信息，以與該SUR相結(jié)合。
現(xiàn)在將參考圖3更加詳細(xì)地描述上述過程，圖3示出了在用于實(shí)現(xiàn)上述過程的裝置中的主要功能塊。參考圖3，Gn鏈路46被連接到鏈路監(jiān)控卡48，從而使穿過這些鏈路的分組可以被被動地監(jiān)控。該監(jiān)控過程是被動的，意思是鏈路46的操作不會被到卡48的連接的存在所干擾。每個卡48都包含接口和在存儲器(該存儲器也用于數(shù)據(jù)存儲)中的軟件程序指令的控制下進(jìn)行操作的處理器。所述接口以一種不改變鏈路的操作特征的方式將各個卡48耦合到鏈路46。在所述鏈路46是光鏈路的情況下，所述連接可以包含光功率分路器；對于電子鏈路，所述連接可以是橋接隔離器；或者在以太網(wǎng)的情況下，所述連接則可以使用LAN分流器(tap)。
為了產(chǎn)生IP信令單元的內(nèi)容記錄，在每個監(jiān)控卡48中處理器的程序指令都包括實(shí)現(xiàn)GTP解析器50的代碼。GTP解析器50從網(wǎng)絡(luò)中選擇GTP信令和協(xié)議消息。該選擇過程是通過在Gn接口鏈路上監(jiān)控IP流量，并且利用源或目的端口號為3386(GTP v0)、2123(GTP v1，GTP-C控制平面消息)或2152(GTP v1，GTP-U用戶平面消息)的特征選擇UDP流量來實(shí)現(xiàn)的。
通過在IPv4/IPv6的外部層對目的IP地址進(jìn)行過濾，可以對來自網(wǎng)絡(luò)的流量做進(jìn)一步的選擇，該過程是可選的。該過程能夠選出去往一個特定網(wǎng)絡(luò)元件(GGSN或SGSN)的接口的流量。還便于利用地址空間對IP流量進(jìn)行劃分，從而可以在監(jiān)控卡48的級別上管理處理能力。
對每個所選分組的GTP頭部進(jìn)行解析，從而提取出MT字段的值，并且選出具有下述類型的分組，并加蓋時間戳，以用于進(jìn)一步的處理-創(chuàng)建PDP語境請求(MT＝16)-創(chuàng)建PDP語境響應(yīng)(MT＝17)-更新PDP語境請求(MT＝18)-更新PDP語境響應(yīng)(MT＝19)-刪除PDP語境請求(MT＝20)-刪除PDP語境響應(yīng)(MT＝21)-SGSN語境請求 (MT＝50)-SGSN語境響應(yīng) (MT＝51)-SGSN語境確認(rèn) (MT＝52)-T-PDU(GTP v0)，G-PDU(GTP v1) (MT＝255)所有其它的GTP消息類型都被丟棄。
然后由鏈路監(jiān)控卡48將所選的GTP消息轉(zhuǎn)發(fā)到中央(例如站點(diǎn)級)服務(wù)器52，以用于進(jìn)一步的處理，在所述中央服務(wù)器52處，由輸入管理器模塊54接收所述GTP消息。該模塊對來自監(jiān)控卡中的GTP解析器的GTP消息進(jìn)行比較和按時間排序。時間排序過程基于由GTP解析器所應(yīng)用的時間戳的滑動窗，所述滑動窗的尺寸與來自輸入源的數(shù)據(jù)流的量和吞吐量相適應(yīng)。然后輸入管理器模塊將按時間排序后的消息傳送到實(shí)現(xiàn)了GTP跟蹤器狀態(tài)機(jī)的GTP模塊56。
GTP模塊56提供了兩個功能。第一，它對GTP信令消息進(jìn)行處理，從而維持它對隧道狀態(tài)信息的跟蹤，第二，它轉(zhuǎn)發(fā)所有在GTP頭部所包含的載荷長度值大于零的協(xié)議消息。
為每個隧道提供的信息是-IMSI和NSAPI(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識符)；-APN；-QoS輪廓；
-隧道起始地址(SGSN)；-隧道結(jié)束地址(GGSN)。
對GTP模塊56所處理的每條消息進(jìn)行檢查，以確定該消息是否是T-PDU/G-PDU消息，或由GTP解析器50所選擇的信令消息中的一種。信令消息由GTP模塊56用來維護(hù)隧道狀態(tài)信息，并且不會被傳送到其它組件。
T-PDU/G-PDU消息與隧道語境相關(guān)聯(lián)，在隧道語境中，它們被運(yùn)載并傳送到CRG模塊，以用于進(jìn)一步的處理。
GTP模塊56提供了服務(wù)接口，其它系統(tǒng)組件使用該服務(wù)接口獲得到每個隧道數(shù)據(jù)區(qū)域的接入，在每個隧道數(shù)據(jù)區(qū)域中，可以由每個組件來保持私有的狀態(tài)信息，并且在該區(qū)域中匯編了SUR，以用于輸出。
由GTP模塊56所提供的另一個服務(wù)是識別“數(shù)據(jù)流方向”，該信息對其它系統(tǒng)模塊也是可以獲得的。由GTP模塊56所使用的分組方向確定方法是簡單的、有效的和動態(tài)的。對GTP信令信息的處理允許GTP模塊56識別和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中較少量GGSN地址的緩存。由于所有的隧道行為都必須在GGSN處發(fā)起或終止，所以每條被監(jiān)控的消息都可以被該模塊標(biāo)注為“移動終端發(fā)起”或“移動終端終止”。從圖2中可以看出，協(xié)議棧中的底層44是隧道IP層，并且地址始終是SGSN 26和GGSN 28的地址。對創(chuàng)建PDP語境消息(MT＝16)的分析允許動態(tài)地創(chuàng)建一組GGSN地址。
例如，GTPv0和GTPv1創(chuàng)建消息兩者始終都具有一個源地址和一個目的地址，所述源地址是一個SGSN接口，而所述目的地址是一個GGSN接口。在處理信令消息時(以及在將新的GGSN添加到網(wǎng)絡(luò)時)，對這些信令消息的監(jiān)控揭示出新的接口地址。一旦將GGSN地址放置到緩存中，就可以依下述規(guī)則來確定在圖2中的較高IP層處起始的經(jīng)隧道發(fā)送的數(shù)據(jù)的方向如果隧道目的地址是GGSN，則該經(jīng)隧道發(fā)送的數(shù)據(jù)是“移動終端發(fā)起”的，否則該經(jīng)隧道發(fā)送的數(shù)據(jù)則是“移動終端終止”的。
這樣，可以忽略掉幾十萬無線設(shè)備地址和幾萬核心網(wǎng)絡(luò)地址。僅僅了解幾十個隧道端點(diǎn)的地址就可以使系統(tǒng)絕對準(zhǔn)確地判斷分組是“移動終端發(fā)起”的，還是“移動終端終止”的。此外，該方法使用隧道信令消息來動態(tài)地確定隧道端點(diǎn)的IP地址。使用數(shù)據(jù)隧道的創(chuàng)建、更新和刪除信令消息來對提供了網(wǎng)絡(luò)隧道的服務(wù)器的IP地址進(jìn)行緩存。在任意的GPRS或UMTS網(wǎng)絡(luò)中存在相對較少的隧道服務(wù)器，并且隧道起始于SGSN，并終止于GGSN。在網(wǎng)絡(luò)中總是存在較少的GGSN，因此GGSN的地址集合要比SGSN的地址集合小。大型網(wǎng)絡(luò)例如可以具有六個SGSN和四個GGSN；每個GGSN具有兩個IP網(wǎng)絡(luò)接口。因此，包含八個元素的IP地址集合將足以確定網(wǎng)絡(luò)中所有無線數(shù)據(jù)流量的傳輸方向。
為了識別由IP分組所運(yùn)載的數(shù)據(jù)服務(wù)，GTP模塊56還要存儲GPRS或UMTS接入點(diǎn)名稱，該名稱是通過檢查GTP信令分組的內(nèi)容來獲得的。這些APN對于服務(wù)發(fā)現(xiàn)接口(SDI)模塊是可獲得的，所述SDI模塊形成了下述SUR格式器(formatter)62的一部分。
CRG模塊58只使用內(nèi)部的或經(jīng)隧道發(fā)送的IP和TCP/UDP頭部(圖2中的層36和38)，就從被轉(zhuǎn)發(fā)的T-PDU/G-PDU協(xié)議消息中建立TCP和UDP事務(wù)的記錄，或“流概述”。
CRG模塊的一個功能是將各個測量集中到單個的概述記錄中去。由該模塊創(chuàng)建的測量可以包括分組和八位組(octet)計(jì)數(shù)，所述分組和八位組計(jì)數(shù)歸因于每次服務(wù)激活和對不利地影響網(wǎng)絡(luò)性能的反常分組和八位組序列的識別。該計(jì)數(shù)信息通常被分為上行(移動終端發(fā)起的)和下行(移動終端終止的)計(jì)數(shù)。
CRG模塊58處理由GTP模塊56所轉(zhuǎn)發(fā)的所有T-PDU/G-PDU消息。然而，該模塊將只讓那些實(shí)際上包含了應(yīng)用層內(nèi)容的消息通過；那些只包含了傳輸信令的消息會被該模塊從處理流中過濾掉。
在圖3所描繪的示例中，單個的CRG模塊58為TCP和UDP傳輸層的服務(wù)激活建立概述記錄。如果希望將系統(tǒng)的能力擴(kuò)展到諸如無線會話協(xié)議(WSP)和無線數(shù)據(jù)報協(xié)議(WDP)一類的其它傳輸協(xié)議，則可以引入獨(dú)立的無線CRG(WCRG)模塊，所述無線數(shù)據(jù)報協(xié)議用于遞送無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)的服務(wù)。這個新模塊將在與CRG模塊58相同的系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)據(jù)。
當(dāng)假設(shè)每次只激活一個服務(wù)時，該服務(wù)可以由多個同時的傳輸層流概述(T-flow)所組成。因此，CRG模塊58對具有給定的GTP流概述(G-flow)的同時的T-flow的數(shù)目進(jìn)行監(jiān)控，并且在服務(wù)激活完成(由下述的CA模塊所指出)時可獲得完整的SUR。對于那些不具有CA載荷，或協(xié)議不是TCP或UDP不等于6或17的T-flow，CRG模塊58在計(jì)時器計(jì)時結(jié)束時，或按CA模塊60中的一個的指導(dǎo)輸出SUR記錄。
CRG模塊的另一個功能是從傳輸頭部獲得應(yīng)用服務(wù)提供者(ASP)網(wǎng)絡(luò)地址及相關(guān)聯(lián)的端口號，并且存它們儲以使得它們對用于識別數(shù)據(jù)服務(wù)的SDI模塊可用。
在由CRG模塊58執(zhí)行處理之后，消息被轉(zhuǎn)發(fā)到一組CA(內(nèi)容分析)模塊60。每個模塊都專門用于識別和分析應(yīng)用層(圖2中的層34)中的特定內(nèi)容。該應(yīng)用內(nèi)容可以是用于遞送服務(wù)的單個協(xié)議或一組協(xié)議。
一般地，CA模塊60檢查應(yīng)用消息的頭部內(nèi)容，而不是實(shí)際的消息數(shù)據(jù)。假設(shè)消息頭部是在IETF請求注釋RFC 822(ARPA因特網(wǎng)文本消息的格式)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)頭部。CA模塊例如根據(jù)反映了網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)使用量的量級，被組織成處理鏈的形式。當(dāng)每個模塊60檢查消息時，該模塊應(yīng)用測試來判斷該消息應(yīng)該被處理，還是被傳遞下去。如果測試失敗，則該消息被傳遞給處理鏈中的下一個CA模塊60。
這里安排了相關(guān)的CA模塊60，以提取出在HTTP和WAP消息中觀察到的任意統(tǒng)一資源標(biāo)識符(URI)，并且使SDI模塊可以獲得這些已獲得的URI，使之可以用在識別數(shù)據(jù)服務(wù)的過程中。
在CA模塊處理鏈的結(jié)尾放置了一個被稱為空CA模塊的專用CA模塊60，以捕獲沒有被之前的CA模塊識別的任何內(nèi)容?？漳K嘗試使用消息之間的間距分析、消息交換簽名和對端口號的分析來確定會話激活的開始和結(jié)束時間。與其它的CA模塊不同，它依賴于任意時刻，在隧道內(nèi)只有一個服務(wù)是活動的這一事實(shí)，從而簡化了分析。
所述空CA模塊的一個主要優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)該模塊處理被加密的流量時，該模塊可以繼續(xù)進(jìn)行正常操作。該模塊所應(yīng)用的分析純粹地基于定時和流量交換的模式，而不基于實(shí)際的內(nèi)容。
CA模塊60之后跟隨的是輸出格式器62，該格式器62創(chuàng)建了所需格式的服務(wù)使用記錄，并且經(jīng)由輸出模塊64將它們寫到指定的輸出流(文件、FIFO緩沖器或套接字)中。輸出格式器例如可以創(chuàng)建XML(可擴(kuò)展標(biāo)記語言)格式的SUR，或二進(jìn)制格式的V36結(jié)構(gòu)，或逗號分隔變量(CSV)文件。
SUR由頭部，和之后跟隨的三個獨(dú)立部分G-flow、T-flow和服務(wù)流概述(S-flow)所組成。因?yàn)槊總€部分都是使用協(xié)議棧的不同層，而沒有參考其它層來建立的，因此每個部分都是獨(dú)立的。
SUR具有一個短的頭部部分，該部分識別SUR格式的版本。G-Flow部分包含了GTP模塊56從協(xié)議棧的外部IP、UDP和GTP層(圖2中的層42到44)所獲得的信息，并且將“電信語境”提供給后面的兩個部分。它還提供了關(guān)于GTP隧道的概述信息。
T-Flow部分包含了CRG模塊58從經(jīng)過隧道發(fā)送的IP和TCP/UDP層(圖2中的層36和38)獲取的測量。
S-Flow或稱ServFlow部分是測量的服務(wù)或協(xié)議專用組，該部分由專用的CA模塊60所創(chuàng)建。S-flow部分暗示出服務(wù)激活作為“服務(wù)事務(wù)”是否是成功的。如果可以實(shí)現(xiàn)與服務(wù)提供者系統(tǒng)的交互作用，則認(rèn)為該服務(wù)是成功的。
留給SUR使用者的工作就是根據(jù)其自己的目的使用SUR中的全部信息，并且決定是否希望報告服務(wù)激活的成功或失敗。這里出現(xiàn)的激活狀態(tài)代碼值用于允許諸如GPRS QoS測量引擎一類的應(yīng)用以與SS7 TCAP事務(wù)相同的方式對服務(wù)激活進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)在一次會話內(nèi)的每次電子郵件項(xiàng)目傳遞之后輸出IPDR處，都可以從協(xié)議中直接獲得服務(wù)狀態(tài)代碼。
在英國專利申請No.03 13 812.0和美國專利申請No.10/865,573中給出了SUR的各個部分的可能格式的更多細(xì)節(jié)。
為了識別數(shù)據(jù)服務(wù)，以下述方法匯編了“服務(wù)關(guān)鍵字”，以在多種服務(wù)之間進(jìn)行區(qū)分服務(wù)關(guān)鍵字＝APN+ASP網(wǎng)絡(luò)地址+ASP端口號+URIAPN(GPRS或UMTS接入點(diǎn)名稱)是一個完全限定域名(例如phonecompany.co.uk)，并且在GPRS和UMTS網(wǎng)絡(luò)的情況下，為APN分配一個值，否則，APN設(shè)為NULL(例如，用于監(jiān)控下述CDMA2000網(wǎng)絡(luò))。如上所述，GTP模塊56通過分析在無線網(wǎng)絡(luò)和GPRS核心網(wǎng)絡(luò)之間建立GPRS“連接”的GTP信令消息提取出APN。ASP網(wǎng)絡(luò)地址是ASP主機(jī)網(wǎng)絡(luò)地址，并且通常是點(diǎn)分十進(jìn)制(dotted-decimal)格式的IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)地址。ASP端口號是在ASP服務(wù)器處用于提供服務(wù)的端口號，并且該端口號是一個簡單的整數(shù)值。原則上，在ASP網(wǎng)絡(luò)地址字段可以代表任意的網(wǎng)絡(luò)地址類型，并且在ASP端口號字段可以使用任意種類的服務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識符，但是IP將是在實(shí)際中最可能遇到的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在使用HTTP和WAP協(xié)議來提供數(shù)據(jù)服務(wù)的地方，可以由相關(guān)的CA模塊60從GET或POST操作請求中提取出URI。
在SDI模塊中使用配置文件來提供服務(wù)關(guān)鍵字映射，所述服務(wù)關(guān)鍵字映射將服務(wù)關(guān)鍵字的定義與服務(wù)名稱關(guān)聯(lián)起來?？梢詰?yīng)用簡單的匹配過程為SUR找到服務(wù)名稱。如上所述，在創(chuàng)建SUR時，在協(xié)議棧中的不同級別進(jìn)行操作的狀態(tài)機(jī)從所觀察到的流量中提取出服務(wù)關(guān)鍵字元素。當(dāng)模塊62準(zhǔn)備輸出SUR時，在SDI模塊中調(diào)用一個程序來填充SUR中的服務(wù)名稱字段。這時SUR的所有其它字段值都是已知的。SDI模塊使用配置文件中列出的服務(wù)關(guān)鍵字定義，以找到合適的服務(wù)名稱。在配置文件中，較專門的關(guān)鍵字被方便地定義在較一般的關(guān)鍵字之前，從而可以使用第一次匹配作為觸發(fā)，以終止對服務(wù)名稱的搜索。
下面列出了用于BBS網(wǎng)站的示例性服務(wù)名稱的條目(按照慣例，使用‘！’字符作為分隔符，并且使用‘*’字符作為服務(wù)關(guān)鍵字定義中的字通配符)web-apn.mcc.mnc.gprs！212.58.240.111！*！www.bbc.co.uk/radio4“BBC Radio4”web-apn.mcc.mnc.gprs！212.58.240.111！*！www.bbc.co.uk/radio “BBC Radio”web-apn.mcc.mnc.gprs！212.58.240.111！*！www.bbc.co.uk/news “BBC News”web-apn.mcc.mnc.gprs！212.58.240.111！*！* “BBC UK”另一個示例包含SMTP，MMSC使用所述SMTP遞送載波間的MMS流量。在該示例中，在服務(wù)介于網(wǎng)絡(luò)中的兩個服務(wù)器之間，而不是介于移動設(shè)備和服務(wù)器之間的情況下，網(wǎng)絡(luò)地址10.224.54.20到22是處理載波間流量的MMSC中繼接口*！10.224.54.20！25！*“Inter-carrier MMS”*！10.224.54.21！25！*“Inter-carrier MMS”*！10.224.54.22！25！*“Inter-carrier MMS”*！*！25！* “Email”上述特定的實(shí)現(xiàn)與GPRS系統(tǒng)的監(jiān)控相關(guān)。當(dāng)監(jiān)控其它種類的網(wǎng)絡(luò)時，可以類似地提供服務(wù)識別，例如在CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的情況下，通過監(jiān)控在歸屬代理和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)(PDSN)之間交換的分組來提供服務(wù)識別，所述歸屬代理與GPRS GGSN類似，而所述PDSN與GPRSSGSN類似。
權(quán)利要求
1.一種用于識別經(jīng)由分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)所提供服務(wù)的方法，所述方法包括以下步驟在通信網(wǎng)絡(luò)中，監(jiān)控穿過通信鏈路的數(shù)據(jù)分組，以支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸服務(wù)；根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別在所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中包含的任意接入點(diǎn)的第一信息；根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別與所提供的應(yīng)用服務(wù)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)地址和端口號的第二信息，所述所提供的應(yīng)用服務(wù)包含在所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中；根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得包含了與所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一資源標(biāo)識符的第三信息；以及連接所述第一、第二和第三信息，以提供對所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的識別。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)是通用分組無線服務(wù)或通用移動電信系統(tǒng)，并且所獲得的所述第一信息是接入點(diǎn)名稱。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)是除了通用分組無線服務(wù)或通用移動電信系統(tǒng)之外的服務(wù)，并且所獲得的所述第一信息是空值。
4.一種用于識別經(jīng)由分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)所提供服務(wù)的裝置，所述裝置包括監(jiān)控器，其用于在通信網(wǎng)絡(luò)中對穿過通信鏈路的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行監(jiān)控，以支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸服務(wù)；第一獲得器，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別在所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中包含的任意接入點(diǎn)的第一信息；第二獲得器，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得用于識別與所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中所提供的應(yīng)用服務(wù)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)地址和端口號的第二信息；第三獲得器，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)容，獲得包含了與所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一資源標(biāo)識符的第三信息；以及連接器，其用于連接所述第一、第二和第三信息，以提供對所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的識別。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于識別經(jīng)由分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)所提供服務(wù)的方法和裝置。從穿過通信鏈路的數(shù)據(jù)分組中的信息當(dāng)中匯編服務(wù)關(guān)鍵字，從而能夠識別經(jīng)由數(shù)據(jù)分組而實(shí)現(xiàn)的服務(wù)。
文檔編號H04L12/26GK1630289SQ200410098708
公開日2005年6月22日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者唐納德·麥克格利高里·斯科比 申請人:安捷倫科技有限公司