專利名稱：用于移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的服務(wù)使用記錄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于創(chuàng)建對移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的使用進(jìn)行匯總的服務(wù)使用記錄的方法和裝置，該移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)比如是能在GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)中提供的通用分組無線服務(wù)(GPRS)。
背景技術(shù)：
GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)使用信令系統(tǒng)來協(xié)調(diào)它們的操作。該信令系統(tǒng)一般是根據(jù)國際電聯(lián)(ITU)第7號信令系統(tǒng)(SS7)協(xié)議組操作的。已知，為了觀察網(wǎng)絡(luò)操作并且獲得關(guān)于使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的信息，要對遍歷(traverse)信令系統(tǒng)的SS7信令消息進(jìn)行監(jiān)視。這樣的信息經(jīng)常被收集在(例如用于語音呼叫的)呼叫細(xì)節(jié)記錄(CDR)和(例如對使用其他GSM服務(wù)的)事務(wù)細(xì)節(jié)記錄(TDR)中。例如，使用SS7 ISDN用戶方(ISUP)協(xié)議消息來構(gòu)建CDR，以匯總語音服務(wù)的使用，以及使用由事務(wù)處理能力應(yīng)用部分(TCAP)協(xié)議支持的SS7移動(dòng)應(yīng)用部分(MAP)協(xié)議消息來聚集消息傳送、移動(dòng)性和訪問管理活動(dòng)的匯總。
為了在GPRS網(wǎng)絡(luò)中提供類似的功能，需要額外的事務(wù)編制器(builder)來匯總互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)服務(wù)使用，例如網(wǎng)頁瀏覽和電子郵件服務(wù)。所得到的事務(wù)匯總通常稱為IP數(shù)據(jù)記錄(IPDR)或服務(wù)使用記錄(SUR)。但是，這些事務(wù)匯總通常不是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)的電信分段內(nèi)(即，具有對ISUP和MAP消息的入口)，因此缺少僅能從這些電信信令事務(wù)獲得的必要信息。例如，用于記帳和消費(fèi)者關(guān)注的重要信息包括用戶的國際移動(dòng)用戶識別符(IMSI)和移動(dòng)臺ISDN號碼(MSISDN)。為了監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量(QoS)和網(wǎng)絡(luò)管理，重要的字段是在使用GPRS隧道傳送協(xié)議(GTP，ETSI規(guī)范EN 301347-GSM 09.60中定義的v0和在3GPP規(guī)范TS29.060中定義的v1)建立的GPRS數(shù)據(jù)接入“隧道”中的協(xié)商QoS以及GPRS接入點(diǎn)名稱(APN)。所以必須能夠以有效的方式產(chǎn)生SUR，這些SUR包括從電信上下文中獲得的信息。
一種現(xiàn)有的方法涉及在GPRS“Gi”接口上構(gòu)建IP SUR。這是一種純粹的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口，并沒有攜帶可以用來為SUR提供合適的消息的與電信相關(guān)的信令消息。所以，獨(dú)立地對單獨(dú)的GPRS“Gn”接口進(jìn)行監(jiān)視，進(jìn)而以完全分離的數(shù)據(jù)饋送方式提供關(guān)于GTP隧道維護(hù)事務(wù)的信息。那么，從Gi接口上的消息得到的SUR和在Gn接口上監(jiān)測到的信令事務(wù)必須以其他方法進(jìn)行相關(guān)，以增大具有電信上下文信息的這些SUR。這種方法需要以下開支在Gi和Gn兩個(gè)接口上都要使用的監(jiān)視設(shè)備、其他事務(wù)構(gòu)建和相關(guān)計(jì)算能力以及進(jìn)行相關(guān)處理的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種創(chuàng)建對移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的使用進(jìn)行匯總的服務(wù)使用記錄的方法，包括如下步驟對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與正由所述分組進(jìn)行隧道傳送的數(shù)據(jù)相關(guān)的第一信息；從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隧道傳送相關(guān)的第二信息；將所述第一和第二信息相關(guān)聯(lián)來產(chǎn)生服務(wù)使用記錄。
于是，本發(fā)明在鏈接無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)到有線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的電信數(shù)據(jù)隧道內(nèi)構(gòu)建了IP SUR。對創(chuàng)建、更新和刪除電信隧道的信令事務(wù)進(jìn)行監(jiān)視，使得SUR編制器對數(shù)據(jù)隧道的狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，來自這些事務(wù)的電信信息被用來以所請求的數(shù)據(jù)充實(shí)SUR。該方法由于在使用計(jì)算能力方面是十分有效的，所以具有優(yōu)勢，并且該方法僅僅需要用于監(jiān)視在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分段Gn接口上配置的信令消息的探測硬件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于創(chuàng)建對移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的使用進(jìn)行匯總的服務(wù)使用記錄的裝置，包括監(jiān)視器，用于對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；第一信息提取器，用于從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與正由所述分組進(jìn)行隧道傳送的數(shù)據(jù)相關(guān)的第一信息；第二信息提取器，用于從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隧道傳送相關(guān)的第二信息；相關(guān)器，用于將所述第一和第二信息相關(guān)聯(lián)來產(chǎn)生服務(wù)使用記錄。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種方法，用于表征在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)中攜帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組的源，包括如下步驟對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；檢查在每個(gè)所述被監(jiān)視的消息分組中的隧道目標(biāo)地址；以及如果所述隧道目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，則將所述消息分組表征為移動(dòng)起始，如果所述隧道目標(biāo)地址是服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，則將所述消息分組表征為移動(dòng)終結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種裝置，用于表征在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)中攜帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組的源，包括監(jiān)視器，用于對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；地址檢查器，用于檢查在每個(gè)所述被監(jiān)視的消息分組中的隧道目標(biāo)地址；和分組表征器，用于如果所述隧道目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，則將所述消息分組表征為移動(dòng)起始，如果所述隧道目標(biāo)地址是服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，則將所述消息分組表征為移動(dòng)終結(jié)。


現(xiàn)在以舉例的方式參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明用于創(chuàng)建匯總GPRS系統(tǒng)使用的SUR的方法和裝置進(jìn)行說明，其中圖1是具有提供GPRS服務(wù)的設(shè)備的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的示意框圖；圖2示出了用于將SGSN連接到GGSN的GPRS Gn接口上使用的協(xié)議棧；和圖3是用于創(chuàng)建SUR的系統(tǒng)中主要功能框的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了被配置來提供GPRS服務(wù)的GSM網(wǎng)絡(luò)10的主要功能元件。參考圖1，移動(dòng)臺(MS)12通過空氣(RF)介質(zhì)與在基站控制器(BSC)16控制下的基地收發(fā)站(BTS)14通信。到MS 12的語音呼叫連接由移動(dòng)交換中心(MSC)18協(xié)調(diào)，短消息服務(wù)(SMS)功能由SMS網(wǎng)關(guān)(SMSG)20提供。關(guān)于MS 12和用戶的管理信息被保持在包括設(shè)備識別寄存器(EIR)22和歸屬位置寄存器(HLR)24的數(shù)據(jù)庫中。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到完整的GSM系統(tǒng)一般還將結(jié)合圖1中未示出的設(shè)備，比如訪客位置寄存器(VLR)。但是，為了清楚起見，與實(shí)施本發(fā)明不直接相關(guān)的那些設(shè)備已經(jīng)從圖中省略了。
為了提供GPRS服務(wù)，該系統(tǒng)還具有服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)26以及網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)28。SGSN 26將分組交換(Packet-Switched)數(shù)據(jù)路由出/入它所服務(wù)的區(qū)域內(nèi)的MS。它的主要功能是分組路由，移動(dòng)附加和分拆程序、位置管理、分配信道和時(shí)隙、驗(yàn)證和對呼叫收費(fèi)。GGSN 28擔(dān)任GPRS系統(tǒng)和外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(即，圖1中所示的互聯(lián)網(wǎng))之間的接口。它將通過SGSN 26接收的GPRS分組轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)姆纸M數(shù)據(jù)協(xié)議格式(例如，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)，并將它們轉(zhuǎn)發(fā)到外部互聯(lián)網(wǎng)30。類似地，它將所接收分組中的IP地址轉(zhuǎn)換為目標(biāo)MS的GSM地址，并將轉(zhuǎn)換后的分組路由到適當(dāng)?shù)腟GSN 26。
GPRS規(guī)范定義了多種用于將SGSN 26和GGSN 28連接到GPRS系統(tǒng)的其他元件的接口，如下所示-Gi，用于在GGSN 28和外部互聯(lián)網(wǎng)30之間進(jìn)行通信；-Gc，用于在GGSN 28和HLR 24之間進(jìn)行通信；-Gn，用于在GGSN 28和SGSN 26之間進(jìn)行通信；-Gr，用于在SGSN 26和HLR 24之間進(jìn)行通信；-Gf，用于在SGSN 26和EIR 22之間進(jìn)行通信；-Gd，用于在SGSN 26和SMSG 20之間進(jìn)行通信；-Gs，用于在SGSN 26和MSC 18之間進(jìn)行通信；-Gb，用于在SGSN 26和BSC 16之間進(jìn)行通信；以及-Gp，用于在從SGSN 26與GGSN 28到其他GPRS網(wǎng)絡(luò)32中的GSN之間進(jìn)行通信；在其上實(shí)現(xiàn)這些接口的信令鏈路攜帶包含用于創(chuàng)建、更新和刪除GPRS連接的信令信息以及支持這些功能所需的比如驗(yàn)證、MS位置和移動(dòng)性支持的其他信息的信令分組。此外，比如用于Gi、Gn和Gb接口的一些鏈路傳送了數(shù)據(jù)載荷分組(即，含有正在MS 12和外部互聯(lián)網(wǎng)30之間進(jìn)行交換的分組)。
通過協(xié)議棧方法實(shí)現(xiàn)的每個(gè)接口，使所需的功能能夠通過參考各種廣泛使用的通信協(xié)議來被定義，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(bào)協(xié)議(UDP)、GTP和IP。圖2示出了用于SGSN26和GGSN 28之間的Gn接口的協(xié)議棧。參考圖2，層34的用戶數(shù)據(jù)被封裝在包括下一層36的TCP或UDP分組中，隨之它們通過IP(如圖所示的層38，可以使用IPv4或IPv6)被攜帶。層34到層38包括傳輸層和應(yīng)用層，以由GPRS所提供的IP服務(wù)的用戶使用。
層38中的IP分組通過IP鏈路“隧道傳送”到GPRS網(wǎng)絡(luò)元件(具體地說是SGSN 26和GGSN 28)，即每個(gè)分組被封裝在另一個(gè)IP分組內(nèi)，并被攜帶到目的地，而不改變所封裝分組的內(nèi)容。采用該方法以防止從網(wǎng)絡(luò)外部直接尋址網(wǎng)絡(luò)元件，由此增加了安全性。如圖中40所示，以GTP中所規(guī)定的那樣將封裝分組格式化，在分組頭部具有消息類型(MT)值255，表明該分組包含用戶數(shù)據(jù)。使用UDP路徑協(xié)議(層42)通過IPv4或IPv6(層42)傳輸GTP消息。層40到層44包括電信隧道信令層。
至此發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，通過監(jiān)視遍歷Gn接口鏈路的分組(如下所述)，可以同時(shí)進(jìn)行電信信令分析和服務(wù)使用分析，這是因?yàn)镚n協(xié)議棧含有用于該目的的足夠信息。維持GPRS網(wǎng)絡(luò)隧道的信令事務(wù)能夠由監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)的狀態(tài)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，該狀態(tài)機(jī)僅僅涉及棧的最下面的三層(40到42)。雖然能夠僅使用棧的最上面的三層(34到38)對用戶的服務(wù)使用進(jìn)行監(jiān)視，但是用于此的狀態(tài)機(jī)具有到可從信令分析狀態(tài)機(jī)獲得的信令信息的即時(shí)接口。
在實(shí)踐中，例如可以通過組合3個(gè)互補(bǔ)狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)SUR發(fā)生器●運(yùn)行在電信隧道層(40到44)的GTP跟隨器狀態(tài)機(jī)；●用于服務(wù)傳輸層(36和38)的呼叫記錄發(fā)生器(CRG)；●用于服務(wù)應(yīng)用層(34)的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)容分析(CA)狀態(tài)機(jī)。
GTP跟隨器狀態(tài)機(jī)對Gn接口鏈路上監(jiān)視到的每條消息進(jìn)行處理。如果消息是GTP信令消息，那么如下進(jìn)行處理●創(chuàng)建PDP上下文請求消息和創(chuàng)建PDP上下文響應(yīng)消息被用來構(gòu)建用于隧道記錄的CREATE(創(chuàng)建)事務(wù)，以及創(chuàng)建用于跟蹤與所請求上下文相關(guān)的隧道使用的內(nèi)部計(jì)算和控制結(jié)構(gòu)。在該點(diǎn)在隧道生存期內(nèi)存儲用戶IMSI和網(wǎng)絡(luò)APN字段。在該點(diǎn)還設(shè)置網(wǎng)絡(luò)QoS值，但是隨后可以對其進(jìn)行修改。
●更新PDP上下文請求和更新PDP上下文響應(yīng)消息被用來構(gòu)建UPDATE(更新)事務(wù)。這主要被用來維持用于隧道的網(wǎng)絡(luò)QoS值。
●刪除PDP上下文請求和刪除PDP上下文響應(yīng)消息被用來構(gòu)建DELETE(刪除)事務(wù)，這被用來終結(jié)任何服務(wù)使用分析活動(dòng)以及刪除用于隧道的計(jì)算和控制結(jié)構(gòu)。
使得所有具有MT值為255的GTP消息相對于監(jiān)視系統(tǒng)中的現(xiàn)存控制結(jié)構(gòu)生效，然后將其傳送到CRG和CA狀態(tài)機(jī)用于進(jìn)一步的分析。當(dāng)這些狀態(tài)機(jī)準(zhǔn)備好釋放SUR時(shí)，來自由GTP跟隨器進(jìn)行的信令分析的電信上下文信息可立即與那個(gè)SUR組合。
現(xiàn)在參考圖3對上面概括的過程進(jìn)行更加詳細(xì)地說明，圖3示出了用于實(shí)現(xiàn)這些過程的裝置中的主要功能框。參考圖3，將Gn鏈路46連接到鏈路監(jiān)視卡48以能夠消極地監(jiān)視遍歷這些鏈路的分組。進(jìn)行消極地監(jiān)視的意思為，鏈路46的操作不會受到存在連接到卡48這一情形的影響。每個(gè)卡48包括接口和處理器，處理器在存儲器(也被用于存儲數(shù)據(jù))中的軟件程序指令控制下進(jìn)行操作。接口將相應(yīng)的卡48以這樣的方式耦合到鏈路46不改變鏈路的操作特性。例如對于光鏈路46的情形，連接可以包括光能分裂器；對于電鏈路，該連接可以是橋接隔離器，或者對于以太網(wǎng)LAN的情形，可以使用分接器。
用于每個(gè)監(jiān)視卡48中的處理器的程序指令包括實(shí)現(xiàn)GTP解析器50的代碼，用于產(chǎn)生IP信令單元內(nèi)容的記錄。GTP解析器50從網(wǎng)絡(luò)選擇GTP信令和協(xié)議消息。這通過監(jiān)視在Gn接口上的IP通信以及選擇源或目的端口號為3386(GTP v0)、2123(GTP v1，GTP-C控制面消息)或2152(GTP v1，GTP-U用戶面消息)的UDP業(yè)務(wù)來完成。
從網(wǎng)絡(luò)選擇業(yè)務(wù)的其它可選階段可以通過對IPv4/IPv6外層中的目標(biāo)IP地址進(jìn)行過濾而得以應(yīng)用。這樣能夠選擇指向一個(gè)具體網(wǎng)絡(luò)元件(GGSN或SGSN)的接口的通信。這也有助于通過地址空間對IP業(yè)務(wù)進(jìn)行劃分，使得能夠在監(jiān)視卡48的層次對處理能力進(jìn)行管理。
每個(gè)被選擇的分組中的GTP頭部被解析來提取MT字段值，并且選擇具有如下類型的分組，并且為進(jìn)一步處理印記時(shí)間●創(chuàng)建PDP上下文請求(MT＝16)●創(chuàng)建PDP上下文響應(yīng)(MT＝17)●更新PDP上下文請求(MT＝18)●更新PDP上下文響應(yīng)(MT＝19)●刪除PDP上下文請求(MT＝20)●刪除PDP上下文響應(yīng)(MT＝21)●SGSN上下文請求 (MT＝50)●SGSN上下文響應(yīng) (MT＝51)●SGSN上下文確認(rèn) (MT＝52)
●T-PDU(GTP v0)，G-PDU(GTP v1) (MT＝255)拋棄所有其他GTP消息類型。
所選擇的GTP消息然后由鏈路監(jiān)視卡48轉(zhuǎn)發(fā)到中心(例如，站點(diǎn)級)服務(wù)器52以做進(jìn)一步處理，在這里它們由輸入管理器模塊54接收。該模塊對來自監(jiān)視卡中的GTP解析器的GTP消息進(jìn)行比較和時(shí)間排序。該時(shí)間排序基于GTP解析器所施加的時(shí)間印記滑動(dòng)窗口，該滑動(dòng)窗口的大小適應(yīng)于來自輸入源的業(yè)務(wù)總量和通量。然后，輸入管理器模塊將經(jīng)過時(shí)間排序的消息傳送到實(shí)現(xiàn)GTP跟隨器狀態(tài)機(jī)的GTP模塊56。
GTP模塊56提供兩項(xiàng)功能。首先，它處理GTP信令消息來維持它對隧道狀態(tài)信息的跟蹤；其次，它轉(zhuǎn)發(fā)所有在GTP頭部中含有載荷長度值大于0的協(xié)議消息。
為每個(gè)隧道所提供的信息是●IMSI和NSAPI(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識符)●APN●QoS配置文件●隧道起始地址(SGSN)●隧道結(jié)束地址(GGSN)檢查由GTP模塊56處理的每條消息來看它是否為由GTP解析器50選擇的信令消息之一或T-PDU/G-PDU。GTP模塊56使用信令消息來維持隧道狀態(tài)信息，并且信令消息不會傳遞到其他元件。
T-PDU/G-PDU消息與攜帶它們的隧道上下文相關(guān)聯(lián)，并被傳送到CRG模塊以進(jìn)一步處理。
GTP模塊56提供了這樣的服務(wù)接口，其他系統(tǒng)元件使用該服務(wù)接口來訪問每個(gè)隧道的數(shù)據(jù)區(qū)，在數(shù)據(jù)區(qū)中每個(gè)元件可以保持私有狀態(tài)信息，并且在其中聚集SUR以輸出。
由GTP模塊56提供的另一項(xiàng)服務(wù)是標(biāo)識“業(yè)務(wù)流向”，所述“業(yè)務(wù)流向”是對于其他系統(tǒng)模塊可用的信息。迄今為止，還很難明確地確定分組傳播的方向。問題在于如何以一種有效的方式標(biāo)識IP分組是從MS到核心網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)起始)還是從核心網(wǎng)絡(luò)到MS(移動(dòng)終結(jié))。先前所使用的方法包括在監(jiān)視點(diǎn)一側(cè)對所有自治系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IP地址進(jìn)行標(biāo)識，并通過手工編輯維護(hù)那些地址的列表。監(jiān)視系統(tǒng)加載該列表用于與所監(jiān)視的分組中的目標(biāo)地址字段進(jìn)行比較，以確認(rèn)分組是否來自或去往列表中的地址。這些的列表可能非常大，很可能含有幾百條網(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼。本方法另一個(gè)不足是網(wǎng)絡(luò)管理和路由策略時(shí)常變化，從而該列表通常不是對事實(shí)確定的描述，而僅僅是可信度的校驗(yàn)。在涉及大的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)之間的交互的情況下，不能確定地創(chuàng)建內(nèi)容。
GTP模塊56所使用的分組方向確定方法是簡單、有效且動(dòng)態(tài)的。GTP信令信息的處理允許GTP模塊56在網(wǎng)絡(luò)中識別和維持相對少量的GGSN地址的高速緩存。由于所有的隧道傳送活動(dòng)必須在GGSN起始或終結(jié)，所以每條被監(jiān)視的消息都能被該模塊標(biāo)記為移動(dòng)起始或移動(dòng)終結(jié)。如同圖2所示的，協(xié)議棧的底層44是隧道IP層，并且地址總是那些SGSN26和GGSN 28。對創(chuàng)建PDP上下文消息的分析(MT＝16)允許動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建一組GGSN地址。
例如，GTP v0和GTP v1創(chuàng)建消息總是具有作為SGSN接口的源地址和作為GGSN接口的目標(biāo)地址。當(dāng)處理信令消息時(shí)(以及將新的GGSN添加到網(wǎng)絡(luò)中時(shí))，對這些信令消息的監(jiān)視顯示了這些新的接口地址。只要一將GGSN地址置于高速緩存中，就能從如下規(guī)則確定被隧道傳送的數(shù)據(jù)的方向(它們從圖2中的上面的IP層開始)如果隧道目標(biāo)地址是GGSN，那么被隧道傳送的數(shù)據(jù)是移動(dòng)起始的，否則被隧道傳送的數(shù)據(jù)是移動(dòng)終結(jié)的。
于是可能忽略成千上萬個(gè)無線設(shè)備的地址和成百上千個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)地址。只是知道幾十個(gè)隧道端點(diǎn)地址就可以允許系統(tǒng)以絕對的精度來確定一個(gè)分組是移動(dòng)起始還是移動(dòng)終結(jié)。此外，該方法使用隧道信令消息來動(dòng)態(tài)地確定隧道端點(diǎn)的IP地址。數(shù)據(jù)隧道創(chuàng)建、更新和刪除信令消息被用來對提供網(wǎng)絡(luò)隧道的服務(wù)器的IP地址進(jìn)行高速緩存。在任何GPRS或UMTS網(wǎng)絡(luò)中，隧道服務(wù)器相對較少，并且隧道在SGSN起始，在GGSN終結(jié)。網(wǎng)絡(luò)中GGSN通常較少，從而為它們設(shè)置的地址比為SGSN設(shè)置的更小。例如，大的網(wǎng)絡(luò)可以有6個(gè)SGSN和4個(gè)GGSN。每個(gè)GGSN有兩個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)接口。從而，8個(gè)元素的IP地址集就足以確定網(wǎng)絡(luò)中所有無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸方向。隨著將來采用IPv6地址，總的地址空間將會急劇增加，這將進(jìn)一步提高本方法的價(jià)值。
僅使用內(nèi)部或隧道傳送的IP和TCP/UDP頭部(圖2中層36和38)，CRG模塊58從所轉(zhuǎn)發(fā)的T-PDU/G-PDU協(xié)議消息構(gòu)建TCP和UDP事務(wù)或“流匯總”的記錄。
CRG模塊的一個(gè)功能是將各個(gè)測量結(jié)果匯集為單個(gè)的匯總記錄。該模塊創(chuàng)建的測量結(jié)果可以包括歸因于每個(gè)服務(wù)起動(dòng)(service activation)的分組和八位字節(jié)計(jì)數(shù)，以及對網(wǎng)絡(luò)性能有不利影響的異常分組和八位字節(jié)序列的識別。該計(jì)數(shù)信息可被方便地在上游(移動(dòng)起始)和下游(移動(dòng)終結(jié))計(jì)數(shù)之間進(jìn)行拆分。
CRG模塊58對所有由GTP模塊56轉(zhuǎn)發(fā)的T-PDU/G-PDU消息進(jìn)行處理。但是，它將僅僅傳遞實(shí)際含有應(yīng)用層內(nèi)容的那些消息；僅僅含有傳輸信令的那些消息被該模塊過濾出處理流。
在圖3中示出的例子中，單個(gè)的CRG模塊58構(gòu)建了用于服務(wù)起動(dòng)TCP和UDP傳輸層的匯總記錄。如果希望將系統(tǒng)的能力擴(kuò)展到其他的傳輸，比如用于傳送無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)服務(wù)的無線會話協(xié)議(WSP)和無線數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(WDP)，那么可以引入單獨(dú)的無線CRG(WCRG)模塊。這個(gè)新的模塊將在與CRG模塊58相同的系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)。
盡管假定每次只有一項(xiàng)服務(wù)是活躍的，但是該服務(wù)可以包括多個(gè)同時(shí)傳輸層流匯總(T-流)。所以CRG模塊58監(jiān)視具有給定GTP流匯總(G-流)的多個(gè)同時(shí)T-流，并且在完成服務(wù)起動(dòng)(如下所述，由CA模塊指出的那樣)之后，使整個(gè)SUR可用。對于那些沒有CA載荷的T-流，或者協(xié)議不是TCP，或者UDP不等于6或17的情況，CRG模塊58根據(jù)計(jì)時(shí)器終了或由一個(gè)CA模塊60指示時(shí)，輸出SUR記錄。
在由CRG模塊58處理后，將消息轉(zhuǎn)發(fā)到一組內(nèi)容分析(CA)模塊60。每個(gè)模塊都專用于標(biāo)識和分析應(yīng)用層(圖2中的層34)中的特定內(nèi)容。該應(yīng)用內(nèi)容可以是用于傳送服務(wù)的單個(gè)協(xié)議或一組協(xié)議。
通常，CA模塊60會檢查應(yīng)用消息頭部內(nèi)容，而非實(shí)際的消息數(shù)據(jù)。消息頭部被假定為如在IETF意見征求書RFC 822(ARPA互聯(lián)網(wǎng)文本消息格式)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)頭部那樣。例如以反映網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)用量的順序，將CA模塊組織為處理鏈。由于每個(gè)模塊60都檢查消息，所以它進(jìn)行測試來判定該消息是否應(yīng)該被處理或傳遞下去。如果測試失敗，將消息傳遞到鏈中的下一個(gè)CA模塊60。
在CA模塊處理鏈的末端，放置一個(gè)被稱為空CA模塊的專用CA模塊60以捕捉?jīng)]有被在它之前的CA模塊識別的任何內(nèi)容。該空模塊試圖使用消息間間隙分析、消息交換簽名和端口號分析來判定會話起動(dòng)何時(shí)開始和結(jié)束。與其他CA模塊不同，它依賴于這樣的事實(shí)，即在隧道中任何時(shí)候都只有一個(gè)服務(wù)起動(dòng)是活躍的，這就簡化了分析。
空CA模塊主要的好處在于，在它處理被加密的業(yè)務(wù)時(shí)它能夠繼續(xù)正常地來操作。由該模塊進(jìn)行的分析純粹建立在時(shí)序和業(yè)務(wù)交換模式的基礎(chǔ)上，而非實(shí)際內(nèi)容的基礎(chǔ)上。
在CA模塊60之后是輸出格式化器64，輸出格式化器64以所需的格式創(chuàng)建服務(wù)使用記錄，并且將它們寫入到指定的輸出流(文件或FIFO緩沖器)中。輸出格式化器例如可以創(chuàng)建XML(可擴(kuò)展標(biāo)記語言)格式SUR或二進(jìn)制格式的V36結(jié)構(gòu)。
SUR由頭部以及其后的三個(gè)獨(dú)立的段組成G-流、T-流和服務(wù)流匯總(S-流)。每個(gè)段是獨(dú)立的，這是因?yàn)樗鼈兪鞘褂脳５牟煌瑢忧覜]有參照其他層而創(chuàng)建的。
SUR具有短的頭部段，該頭部段標(biāo)識了SUR格式的版本。

G-流段(<gtp_flow>)包含由GTP模塊56從棧的外部IP、UDP和GTP層(圖2中的層40到44)得到的信息，并且為隨后的兩個(gè)段提供“電信上下文”。它也提供GTP隧道的匯總信息。該段的重要字段包括IMSI、APN、QoS配置、源地址(SGSN)和目的地址(GGSN)。



T-流段(<tflow>)包含由CRG模塊58從隧道傳送IP和TCP/UDP層(圖2中的36和38)得到的測量結(jié)果。



S-流或服務(wù)流段(<serv_flow>)是由專門的CA模塊60創(chuàng)建的針對服務(wù)或協(xié)議的一組測量結(jié)果。下文定義了對于HTTP、POP3和SMTP的段。任何其他的協(xié)議被稱為“Unkown(未知)”。
S-流段顯示服務(wù)起動(dòng)是否成功作為使用activation_status_code字段的“服務(wù)事務(wù)”。如果與服務(wù)供應(yīng)商系統(tǒng)的交互是可能的，那么該服務(wù)被視為成功的。
由SUR用戶自行根據(jù)它自己的目的使用SUR中的全部信息，并且判斷希望報(bào)告服務(wù)起動(dòng)的成功還是失敗。起動(dòng)狀態(tài)代碼值的存在允許比如GPRS QoS測量引擎的應(yīng)用以與SS7 TCAP事務(wù)相同的方式對服務(wù)起動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在一次會話中在每個(gè)電子郵件項(xiàng)傳送之后都輸出IPDR的情形下，服務(wù)狀態(tài)代碼可以直接從協(xié)議獲得。
網(wǎng)頁服務(wù)——HTTP

電子郵件服務(wù)——POP3協(xié)議


電子郵件服務(wù)——SMTP協(xié)議


未知服務(wù)

不存在S-流記錄

權(quán)利要求
1.一種創(chuàng)建對移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的使用進(jìn)行匯總的服務(wù)使用記錄的方法，包括如下步驟對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與正由所述分組進(jìn)行隧道傳送的數(shù)據(jù)相關(guān)的第一信息；從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隧道傳送相關(guān)的第二信息；將所述第一和第二信息相關(guān)聯(lián)來產(chǎn)生服務(wù)使用記錄。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)通信服務(wù)是通用分組無線業(yè)務(wù)，所述信令鏈路在服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)之間提供Gn接口。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組是通用分組無線業(yè)務(wù)隧道傳送協(xié)議分組，為數(shù)據(jù)提取所選擇的分組具有源或目標(biāo)端口號3386、2123或2152。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中為數(shù)據(jù)提取所選擇的每個(gè)隧道傳送數(shù)據(jù)的分組具有消息類型字段值為16到21、50到52或255。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中所述第一信息包括國際移動(dòng)用戶識別符、通用分組無線業(yè)務(wù)接入點(diǎn)名稱、服務(wù)質(zhì)量配置、源地址和目標(biāo)地址中的至少一個(gè)。
6.一種用于創(chuàng)建對移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的使用進(jìn)行匯總的服務(wù)使用記錄的裝置，包括監(jiān)視器，用于對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；第一信息提取器，用于從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與正由所述分組進(jìn)行隧道傳送的數(shù)據(jù)相關(guān)的第一信息；第二信息提取器，用于從所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取與實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隧道傳送相關(guān)的第二信息；相關(guān)器，用于將所述第一和第二信息相關(guān)聯(lián)來產(chǎn)生服務(wù)使用記錄。
7.如權(quán)利要求6的裝置，其中所述數(shù)據(jù)通信服務(wù)是通用分組無線業(yè)務(wù)，所述信令鏈路在服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)之間提供Gn接口。
8.如權(quán)利要求6的裝置，其中所述隧道傳送數(shù)據(jù)的分組是通用分組無線業(yè)務(wù)隧道傳送協(xié)議分組，為數(shù)據(jù)提取所選擇的分組具有源或目標(biāo)端口號3386、2123或2152。
9.如權(quán)利要求8的裝置，其中為數(shù)據(jù)提取所選擇的每個(gè)隧道傳送數(shù)據(jù)的分組具有消息類型字段值為16到21、50到52或255。
10.如權(quán)利要求6的裝置，其中所述第一信息包括國際移動(dòng)用戶識別符、通用分組無線業(yè)務(wù)接入點(diǎn)名稱、服務(wù)質(zhì)量配置、源地址和目標(biāo)地址中的至少一個(gè)。
11.一種方法，用于表征在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)中攜帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組的源，包括如下步驟對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；檢查在每個(gè)所述被監(jiān)視的消息分組中的隧道目標(biāo)地址；以及如果所述隧道目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，那么將所述消息分組表征為移動(dòng)起始，如果所述隧道目標(biāo)地址是服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，那么將所述消息分組表征為移動(dòng)終結(jié)。
12.一種裝置，用于表征在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)中攜帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組的源，包括監(jiān)視器，用于對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，所述消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組；地址檢查器，用于檢查在每個(gè)所述被監(jiān)視的消息分組中的隧道目標(biāo)地址；和分組表征器，用于如果所述隧道目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，那么將所述消息分組表征為移動(dòng)起始，如果所述隧道目標(biāo)地址是服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，那么將所述消息分組表征為移動(dòng)終結(jié)。
全文摘要
一種創(chuàng)建對移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的使用進(jìn)行匯總的服務(wù)使用記錄的方法，包括對遍歷服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的信令鏈路的消息分組進(jìn)行監(jiān)視，這些消息分組包括用于隧道傳送正由移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的分組。從隧道傳送數(shù)據(jù)的分組中提取第一信息，其與正由所述分組隧道傳送的數(shù)據(jù)相關(guān)；提取第二信息，其與實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隧道傳送相關(guān)。將所述第一和第二信息相關(guān)聯(lián)來產(chǎn)生服務(wù)使用記錄。通過檢查每個(gè)被監(jiān)視消息分組中的隧道目標(biāo)地址，并且如果隧道目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)那么將消息分組表征為移動(dòng)起始，如果隧道目標(biāo)地址是服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)那么將消息分組表征為移動(dòng)終結(jié)，能夠表征數(shù)據(jù)分組的源。
文檔編號H04L29/06GK1574983SQ20041004658
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月14日
發(fā)明者唐納德·斯科比 申請人:安捷倫科技有限公司