作者：黃荷仙  鄧東風

    摘要：下一代網業務控制和傳送功能相分離后，為了保證業務的服務質量(QoS)，引入了資源接納控制的概念。

    通過實行資源接納控制，資源接納控制子系統(RACS)向上向業務層屏蔽傳送網絡的具體細節，支持業務控制與傳送功能相分離；向下感知傳送網絡的資源使用情況，確保正確合理地使用傳送網絡資源，從而保證業務的服務質量(QoS)，并防止帶寬和業務盜用現象發生。功能架構、涉及的實體和參考點、接入類型和終端、資源控制模式、功能實體之間的選擇機制、不同域之間的互聯、和傳送控制功能中其他功能之間的交互是資源接納控制的核心內容。由于TISPANRACS和ITU-T資源接納控制功能(RACF)的研究重點有差異，因此統一不同組織定義的架構將是各個組織今后研究的重點。

    接納控制是人們在NGN中引入的一個全新的概念，位于業務控制層和承載傳送層之間。通過實行資源接納控制，向上向業務層屏蔽傳送網絡的具體細節，支持業務控制與傳送功能相分離，向下感知傳送網絡的資源使用情況，通過接納和資源控制，確保正確合理地使用傳送網絡資源，從而保證業務的服務質量(QoS)，并防止帶寬和業務被盜用的現象發生。

    對資源接納控制的研究已成為國內外標準化組織的熱點課題，ITU-T、TISPAN、3GPP、3GPP2以及中國標準化協會(CCSA)都對其進行了不同程度的研究。各組織對資源接納控制的稱謂不同，功能架構和研究的范圍等也有一定程度的差別。資源接納控制首先在TISPAN中明確提出，其相關功能稱為資源接納控制子系統(RACS)，目前已經發布了R1階段的規范ETSIES282003 v1.6.8。ITU-T中相關功能稱為資源接納控制功能(RACF)，在2004年6月啟動的下一代網絡熱點組(FGNGN)中展開研究，2005年11月FGNGN工作結束后，相關工作繼續在ITU-T的其他研究組中進行。ITU-T SG13研究組主要研究RACF的功能架構，其R1階段的草案Y.RACF已經在2006年7月份的會議上通過；SG11組對RACF涉及到的物理實體之間的接口和協議進行研究，目前已經制訂了5個接口的7個規范草案，還有兩個規范已經納入計劃。3GPP中與資源接納控制相關功能被稱為策略和計費控制(PCC)，目前已經發布了3GPP R7版本的規范3GPP TS 23.203 v1.0.0。中國對資源接納控制功能的研究基本上與ITU和TISPAN的研究保持同步，在2006年的3月召開的網絡總體工作組(WG1)13次會議和信令與協議工作組7次會議上分別通過了《電信級ipQoS體系架構》和涉及的3個接口協議的技術報告，部分成果已經轉化為文稿提交給TISPAN和ITU-T中的相關研究組。

    1  功能架構和實體

    1.1TISPANRACS的功能架構

    TISPANRACSR1階段的功能架構如圖1所示[1]。

    RACS由兩個實體組成：基于業務的策略決策功能(SPDF)和接入資源接納控制功能(A-RACF)。SPDF向應用層提供統一的接口，屏蔽底層網絡拓撲和具體的接入類型，提供基于業務的策略控制。SPDF根據應用功能(AF)的請求選擇本地策略，并將請求映射成IPQoS參數，發送給A-RACF和邊界網關功能(BGF)，以請求相應的資源。

    A-RACF位于接入網中，具有接納控制和網絡策略匯聚的功能。從SPDF接收請求，然后基于所保存的策略實現接納控制，接受或拒絕對傳送資源的請求。A-RACF通過e4參考點從網絡附著子系統(NASS)獲得網絡附著信息和用戶QoS清單信息，從而可以根據網絡位置信息(例如接入用戶的物理節點的地址)確定可用的網絡資源，同時在處理資源分配請求時參考用戶QoS清單信息。

    傳送層中包含3種功能實體，其中BGF是一個包到包(Packet-to-packet)網關，可位于接入網和核心網之間(實現核心邊界網關功能)，也可以位于兩個核心網之間(實現互聯邊界網關功能)。BGF在SPDF的控制下完成網絡地址轉換(NAT)、門控、QoS標記、帶寬限制、使用測量以及資源同步功能。資源控制執行功能(RCEF)實施A-RACF通過Re參考點傳送過來的接入運營商定義的二層/三層(L2/L3)媒體流策略，完成門控、QoS標記、帶寬限制等功能。二層終結功能(L2TF)是接入網中終結二層連接的功能實體。RCEF和L2TF是兩個不同的功能實體，通常在物理設備IP邊緣(Edge)上一起實現。R1階段沒有對接入節點進行研究。

    1.2ITU-TRACF的功能架構

    ITU-TRACF的功能體系架構如圖2所示[2]。

    和TISPANRACS的功能架構一樣，RACF也由兩部分組成：策略決策功能實體(PD-FE)和傳送資源控制功能實體(TRC-FE)。PD-FE和傳送技術無關，和業務控制功能(SCF)也無關。PD-FE基于網絡策略規則、SCF提供的業務信息、網絡附著屬功能(NACF)提供的傳送層簽約信息，以及TRC-FE提供的資源接納決策結果，然后作出網絡資源接納控制的最后決策。PD-FE基于每個流對PE-FE進行門控制，基于業務使用策略規則。TRC-FE和業務無關，但和傳送技術相關。TRC-FE負責收集和維護傳送網的拓撲和資源狀態信息，基于拓撲、連接性、網絡和節點資源的可用性，以及基于接入網中傳送層簽約信息等網絡信息控制資源的使用，對傳送網絡實行接納控制。PD-FE通過Rt參考點請求TRC-FE檢測或者決定所請求的媒體流路徑上的QoS資源。

    傳送層由策略執行功能實體(PE-FE)和傳送資源執行功能實體(TRE-FE)組成。PE-FE是包到包網關，可以位于用戶終端設備(CPE)和接入網絡之間、接入網和核心網之間或者不同運營商網絡之間，是支持動態QoS控制、端口地址轉換(NAPT)控制和NAT穿越的要害節點。TRE-FE執行TRC-FE指示的傳送資源策略規則，其范圍和功能以及Rn參考點有待進一步研究，不在R1階段的研究范圍之內。

    2  TISPANRACS和ITU-TRACF的異同點

    2.1功能實體和參考點

    從功能上看，PD-FE和SPDF相對應，但SPDF還包括TRC-FE的部分功能，如收集傳送層資源使用情況。TRC-FE和A-RACF相對應，但不完全相同，TRC-FE的位置更加靈活，可以位于接入網絡中，也可以位于核心網絡中，而A-RACF是接入網中的一個功能。根據在網絡中位置的不同，PE-FE分別和核心邊界網關功能(C-BGF)、互聯邊界網關功能(I-BGF)以及RCEF相對應[3]。

    由于功能定義的差異，在參考點方面相應地也有一些不同。首先，由于RACF架構中PD-FE可能需要給PE-FE推送一些關于底層網絡的信息，如物理連接標識符和邏輯連接標識符，而這些信息需從NACF中獲取，因此RACF和NACF的連接點為PD-FE，而TISPAN架構中RACS和NASS的連接點為A-RACF[4]。

    ITU-TRACF的架構考慮了接入網、核心網以及外部網絡全程的QoS控制，而TISPANRACS架構在R1中只考慮對接入網進行控制，對IP核心網、外部網絡等未定義。為此，相對于RACS，RACF增加了新的參考點，包括同一個運營商網絡內多個PD-FE實例之間的Rd參考點，不同運營商之間PD-FE實例之間的Ri參考點，同一運營商核心網中多個TRC-FE實例之間的Rp參考點。RACF架構中涉及的參考點和RACS之間的對應關系，如表1所示。

    2.2接入網類型和終端

    RACF定義了3種類型的終端，第1類是沒有QoS協商能力的CPE，在發起業務請求的時候不能直接請求QoS資源；第2類是具有業務層QoS協商能力的CPE，如能發出會話描述的支持會話初始協議(SIP)的電話，通過業務層信令執行QoS的協商；第3類是具有傳送層QoS協商能力的CPE，如通用移動通信系統(UMTS)終端，支持資源預留協議(RSVP)或者其他傳送層信令(如PDP上下文、ATMPNNI/Q.931等信令)，能通過傳送設備，如不對稱數字用戶線接入復用器(DSLAM)、服務通用分組無線業務支持節點/網關通用分組無線業務支持節點(SGSN/GGSN)等，直接執行傳送層QoS的協商。因此，RACF中的CPE考慮了移動這種情況，而目前TISPANRACS中只考慮了數字用戶線(xDSL)方式的接入網，終端類型包括上述的第1類和第2類。

    2.3資源控制模式

    RACF支持“拉(Pull)”和“推(Push)”兩種方式的QoS資源控制模式[5]，以適應不同類型的CPE。

    所謂Pull方式是指SCF為CPE發起的業務向RACF請求QoS資源授權和資源預留，傳送功能收到傳送層QoS信令消息時主動向RACF請求決策。這種方式適用于第3類具有傳送層QoS協商能力的CPE，可以通過傳送層QoS信令顯式地請求QoS資源預留。

    所謂Push方式是指SCF為CPE發起的業務向RACF請求QoS資源授權和資源預留，假如該請求能夠滿足，則RACF主動將決策推送給傳送實體(TE)以獲得相應的傳送資源。這種方式適用于第1類和第2類CPE，對于第1類CPE，SCF代表CPE決定所請求的業務的QoS需求；對于第2類CPE，SCF從應用層信令中提取QoS需求。

    目前RACS只支持Push模式。

    2.4選擇機制

    為了能夠在相關功能實體之間傳遞QoS請求，功能實體首先需要選擇通信方，RACF定義了兩種機制：靜態機制和動態機制[5]。所謂靜態機制是指功能實體通過靜態配置的本地信息確定對端實體(例如SCF到PD-FE，PD-FE到PE-FE、TRC-FE)的IP地址或者域名。所謂動態機制是指功能實體通過動態信息(如根據業務類型和業務屬性組合)確定對端實體和對應的網絡地址，或使用用戶標識查詢域名服務器(DNS)。目前RACF要求必須支持靜態機制，動態機制任選。

    RACS中AF可以通過與NASS的接口或者本地配置獲得SPDF的IP地址或者域名，SPDF通過本地配置獲取A-RACF和BGF的地址。

    2.5組網和互聯

    ITU-T考慮了兩種引入RACF之后實現端到端QoS的組網模式[6]，當接入網和核心網屬于不同運營商時，可以由應用層SCF完成不同運營商之間的QoS協商，SCF分別和接入網以及核心網的PD-FE通過Rs參考點進行交互，接入網和核心網的PD-FE之間沒有交互；也可以在RACF層完成QoS協商，SCF通過Rs參考點僅僅和核心網的PD-FE交互，接入網和核心網的PD-FE之間通過Ri參考點互通。不同運營商的核心網之間的互聯與上述一致。

    TISPAN是在假設核心網絡部分的QoS可以得到保證的情況下，專注于解決接入網部分的QoS，因此未涉及到端到端的QoS實現。核心網和接入之間通過C-BGF進行互聯，核心網之間通過I-BGF進行互聯。

    2.6和NACF/NASS的交互

    ITU-TRACF和NACF之間交互的信息描述目前不清楚，而TISPAN中明確規定了A-RACF如何對應來自NASS和SPDF的信息，從而完成對資源接納的控制。

    3  未來研究重點

    總的來說，TISPANRACS的研究比ITU-TRACF啟動早，但是ITU-TRACF的研究范圍更全面，因此統一不同組織定義的架構將是各個組織今后研究的重點。

    TISPANRACS在R2階段提出的研究內容包括：完善和ITU-T、3GPP一致的功能架構，支持多域多運營商情況下可實施的場景，支持NGN中出固定寬帶接入外的其他接入方式，實現NASS和SPDF間的信息交換，支持端到端的QoS等。

    ITU-TRACF中需要進一步研究的問題包括：完善和TISPAN、3GPP以及3GPP2定義的資源控制架構的一致性，統一不同運營商之間Ri參考點上傳送的網絡QoS信息，實現端到端的信令流，完成TRE-FE的功能定位以及TRC-FE和TRE-FE之間參考點Rn的定義，對在線計費的支持，和NASF之間的交互等。

    參考文獻

    [1]ETSIES282 003 V1.6.8 Telecommunications and Internet Converged Services and PRotocols for Advanced Networking (TISPAN), Resource and Admission Control Subsystem (RACS) functional architecture[S].

    [2]ITU-TDraftRecommendation Y.RACF Version 9.2 Functional architecture and requirements for resource and admission control functions in next generation networks[S].

    [3]ITU-TKobe-Q04-13-014Comparison of TISPAN RACF and ITU-T RACF[S].

    [4]ITU-TKobe-Q04-13-007Proposed modifications to Ru reference point and RACF architecture[S].

    [5]ETSITISPAN10BTD107 Current technical analysis of RACF and RACS[S].

    [6]ETSITISPAN10tTD069 Comparison of some issues of RACS-RACF-PCC architectures[S].