CN106605398A - 唯一连接标识符 - Google Patents

Abstract

提供了用于连接标识方案的系统、方法、装置和计算机程序产品。一种方法包括例如由信息接收器确定用于与信息提供器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份可以基于涉及与信息提供器的用户平面连接的信息。该方法还可以包括存储唯一连接身份，从信息提供器接收无线电接入网络信息和同步信息，以及使用该同步信息来将无线电接入信息的至少部分与在用户平面连接中发送的信息的至少部分进行同步。

Description

唯一连接标识符

技术领域

本发明的示例实施例一般涉及移动通信网络或系统，诸如但不限于通用移动电信系统（UMTS）陆地无线电接入网络（UTRAN）、长期演进（LTE）演进的UTRAN（E-UTRAN）、高级LTE（LTE-A）、WCDMA/HSPA、EDGE、GPRS以及WLAN/Wi-Fi无线电接入网络等。

背景技术

无线电接入网络（RAN）可以被认为是移动通信系统的一部分并且实现无线电接入技术。RAN可以驻留在诸如移动电话或设备、计算机或任何远程控制的机器之类的设备之间，并提供与其核心网络（CN）的连接。

例如，通用移动电信系统（UMTS）陆地无线电接入网络（UTRAN）是指包括基站或节点B以及例如无线电网络控制器（RNC）的通信网络。UTRAN虑及用户设备（UE）和核心网络之间的连接。RNC为一个或多个节点B提供控制功能。RNC及其对应的节点B被称为无线电网络子系统（RNS）。在E-UTRAN（增强UTRAN）的情况下，不存在RNC，并且多数RNC功能被包含在增强节点B（eNodeB或eNB）中。

长期演进（LTE）或E-UTRAN是指通过改善的效率和服务、较低的成本和新的频谱机会的使用的对UMTS的改善。具体地，LTE是提供至少50兆比特每秒（Mbps）的上行链路峰值速率和至少100Mbps的下行链路峰值速率的3GPP标准。LTE支持从20 MHz下降到1.4 MHz的可扩展载波带宽，并且支持频分双工（FDD）和时分双工（TDD）二者。

如上所述，LTE还可以改善网络中的频谱效率，从而允许载波在给定的带宽之上提供更多的数据和语音服务。因此，LTE被设计成除了高容量语音支持之外还满足针对高速数据和媒体传输的需要。LTE的优点包括例如高吞吐量、低等待时间、在相同平台中的FDD和TDD支持、改善的最终用户体验、以及导致低操作成本的简单架构。

3GPP LTE（例如，LTE Rel-10、LTE Rel-11、LTE Rel-12）的进一步发布目标针对未来的国际移动电信高级（IMT-A）系统，其在本文为了方便而简称为LTE-高级（LTE-A）。

LTE-A针对扩展和优化3GPP LTE无线电接入技术。LTE-A的目标是通过更高的数据速率和更低的等待时间以及降低的成本来提供显著增强的服务。LTE-A将是一种更优化的无线电系统，其满足针对IMT-高级的国际电信联盟无线电（ITU-R）要求，同时保持向后兼容性。

附图说明

为了正确理解本发明，应参考附图，其中：

图1图示了根据一个示例实施例的系统的框图；

图2a-2b图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图3a、3b和3c图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图4图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图5图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图6图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图7图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图8图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图9图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图10图示了根据另一示例实施例的系统的框图；

图11a图示了根据一个示例实施例的装置的框图；

图11b图示了根据另一示例实施例的装置的框图；

图12a图示了根据示例实施例的方法的流程图；以及

图12b图示了根据另一示例实施例的方法的流程图。

具体实施方式

将容易地理解，如在本文的附图中一般地描述和图示的本发明的组件可以以各种各样的不同配置来布置和设计。因此，如附图中所表示的用于连接标识方案的系统、方法、装置和计算机程序产品的示例实施例的以下详细描述不意图限制本发明的范围，而是仅代表本发明的所选择的示例实施例。

遍及本说明书所描述的本发明的特征、结构或特性可以在一个或多个示例实施例中以任何合适的方式组合。例如，遍及本说明书的对短语“某些示例实施例”、“一些示例实施例”或其他类似语言的使用是指结合示例实施例所描述的特定特征、结构或特性可以被包括在本发明的至少一个示例实施例中的事实。因此，短语“在某些示例实施例中”、“在一些示例实施例中”、“在其他示例实施例中”或其他类似语言遍及本说明书的出现不一定都是指相同组的示例实施例，并且在一个或多个示例实施例中可以以任何合适的方式组合所描述的特征、结构或特性。

此外，如果期望，则可以以不同的次序和/或彼此同时地执行下面讨论的不同功能。此外，如果期望，所描述的功能中的一个或多个可以是可选的或可以被组合。照此，以下描述应当被认为仅仅说明本发明的原理、教导和示例实施例，而不是限制本发明的原理、教导和示例实施例。

向移动设备（例如，数据消费者）的高效内容递送（例如，从过顶（over the top，OTT）内容服务器）需要将数据传送优化到实际的无线电接入网络（RAN）状况，即，内容服务器可以使用网络侧洞察来增强它们的递送机制。提供关于RAN状况的最新和相关信息的能力已经成为向移动设备的优化内容递送的基本促成者（enabler）。示例可以包括基于可用带宽信息（例如，吞吐量指导）的传输控制协议（TCP）/内容优化、基于小区标识符（ID）的位置感知服务等。

有效的实现可能需要网络侧实体（即，信息提供器）的可用性，该网络侧实体能够收集相关洞察并将相关洞察提供到能够在其操作（例如，优化、内容适配等）中接收、解释和使用所接收的洞察的实体（即，信息接收器）。图1图示了描绘包括UE 100、信息提供器101和信息接收器102的、在通信中涉及的逻辑实体的框图的示例实施例。

如图1的示例中所图示，信息接收器102可以是具有基于所接收的洞察执行所需动作的角色的独立中间框，或者可以是附接到内容服务器103或在内容服务器103处运行的软件/硬件实体。在后一种情况下，内容服务器103自身可以接收网络侧洞察并执行所需的优化（例如，在TCP或内容级别上）。在信息接收器102是中间框（即，在由单独的内容服务器103所提供的内容上执行进行中（on-the-fly）优化的中间适配网关）的情况下，优化对于原始内容服务器甚至可以是透明的。图2a和2b图示了根据示例实施例的信息接收器102和内容服务器之间的可能的替代关系。特别地，图2a图示了其中信息接收器102和内容服务器103是相同实体的示例。图2b图示了其中信息接收器102和内容服务器103是分离的实体的示例。

由信息提供器所暴露的网络侧洞察通常与（例如，在相同的无线电承载商中建立的或由相同的应用用来传送所请求的内容的）给定的用户平面连接（例如，单个TCP连接或一组TCP连接）相关联。存在将信息从提供器传达给接收器的两种有效的替代方案：带内和带外机制。带内机制可以使用协议报头富集（enrichment），即，将附加字节插入到上行链路用户平面分组的TCP、网际协议（IP）或超文本传输协议（HTTP）报头中。这些机制的好处在于分组自身携带丰富信息的完整上下文。即，可以基于携带附加丰富数据的相同分组的传输层端口和IP地址来显而易见地标识其应用到的连接。因此，提供器必须传送给接收器的仅有信息是仅具有附加值的信息片（例如，吞吐量指导），并且因此开销是最小的。

替代地，每当带内机制不合适时，可以在提供器和接收器之间建立带外连接，以便传达在该情况下与带内分组解耦的所需信息。这些带外通信场景在图3的示例中图示。在由于剥离额外信息的中间设备（例如，防火墙）而不保证带内报头富集的递送的情况下，带外机制是可用的解决方案。在信息提供器不是内嵌网络元件、即、其仅接收用户平面分组的副本但是其不处于将修改的分组插入回到主数据流中（即，以做出报头富集）的位置的情况下，带外机制也是可用的。此外，在用户平面分组流不是双向（例如，下行链路用户数据报协议（UDP）流送代替TCP连接）其中没有相关的上行链路分组适于携带附加的丰富信息的情况下，带外是信息提供器和接收器之间的可用通信机制。

图3a图示了其中带内信息被阻断的带外通信场景的框图；图3b图示了其中分组富集是不可能的带外通信场景的框图；并且图3c图示了其中不存在上行链路分组流来携带丰富信息的带外通信场景的框图。

然而，带外通信引起两个问题，所述两个问题通过本发明的示例实施例解决和解答。首先，当传送的信息与用户平面分组解耦时，带外信息应当另外包括对应的用户平面连接的唯一ID（例如，TCP/UDP/IP端口/地址元组（tuple）），其标识针对带外通信的两个端点（即，信息提供器和接收器）的连接。原则上，可以以两种方式在信息提供器和接收器之间建立用户平面连接的身份。例如，他们可以使用附加的带外协议来协商用于每个新连接的身份。然而，这将已经要求在协商中他们能够引用所讨论的连接，这将暗示已经创建了正在协商的合适的身份。

因此，在没有附加的丰富带内信息的情况下，获得每连接身份的可行方式是利用本地地存在于用户平面分组和协议报头中的信息。直截了当的连接标识是包括IP地址和TCP/UDP端口的元组。然而，在存在网络地址转换（NAT）的情况下，这是不可用的，因为由信息提供器和接收器不同地看到UE IP地址和端口。因此，需要从不被诸如NAT、防火墙等之类的中间框改变的其他协议字段提取连接标识的解决方案。

需要利用带外通信解决的第二个挑战在于，与信息所涉及的带内分组相比，带外信息可能被延迟或提前。因此，需要附加的同步机制来将带外信息映射到带内分组或带内连接的状态。这被称为带内/带外信息同步问题。

本发明的示例实施例至少提供了对上述的带外机制的挑战的解决方案。某些示例实施例提供了通过利用未被NAT改变的那些现有协议字段来创建用于每个连接的唯一身份的机制。一个示例实施例提供用于TCP连接的标识和同步机制，因为TCP是互联网上最频繁使用的传输层协议。然而，例如，其他示例实施例也可以适于满足上述要求的用户数据报协议（UDP）上的附加协议，诸如实时协议（RTP）。

对于TCP连接，初始序列号和时间戳值的受控选择使得这些字段的组合成为唯一的每连接身份。这些字段不被NAT或其他中间框所改变，因此它们对于信息接收器和信息提供器二者相同地可见。示例实施例还提供确保信息接收器可以在上下文中解释带外信息的同步机制。最后，某些示例实施例还提供用于带外连接自身的管理机制。

本发明的示例实施例可以应用于所有代的移动系统（例如，LTE、WCDMA/HSPA、UMTS、EDGE、GPRS等）以及WLAN/Wi-Fi等无线电接入网络。图4图示了根据一些示例实施例的用于信息提供器的替代部署的示例。在某些示例实施例中，如图4中所图示，信息提供器101可以实现在eNB、无线电应用和云服务器（RACS）、RNC、网关（GW）中，或实现在其中其可访问带内用户平面分组并可以打开或接受带外连接的独立中间框中。这些实现仅仅是示例，并且信息提供器也可以实现在其他网络元件中。

信息的接收器102可以是具有协议/内容优化的范围或基于网络侧信息提供/适配服务的任何外部实体，诸如内容适配网关、OTT服务器、广告服务器等。解决方案的影响限于信息提供器101和信息接收器102，即，其对于UE 100、多供应商是透明的（即，对移动系统中的网络元件的供应商不可知），并且完全符合处理用户平面数据连接的协议（例如，TCP）的规范。

如上所述，存在需要由任何带外解决方案解决的两个问题：（1）连接标识；以及（2）带内/带外信息同步。需要连接标识以在信息提供器和接收器之间创建关于在带外通信中参考哪些连接的共同理解。连接身份可以仅基于可以在用户平面分组（协议字段）中观察到的信息，即，在带外协商连接身份是不可能的。然而，在信息提供器（其通常驻留在RAN中）和信息接收器（其可以驻留在移动系统之外，诸如在公共因特网中）之间存在NAT的情况下，选择适当的协议字段并不是直截了当的。NAT可以实现在PGW/GGSN处或由Gi/SGi接口上的附加实体实现。

图5图示了描绘其中由信息提供器101和信息接收器102看到不同的IP地址/端口的NAT 105存在的情况下的连接标识问题的示例框图。在上行链路中，NAT 105将源IP和端口号（其属于UE）从原始的对改变为转换后的对。在下行链路中，目的地IP和端口号从转换后的对改变为原始的对。因此，信息提供器101总是观察到原始IP和端口号，而外部信息接收器102总是观察到转换后的对。这使得最逻辑的UE身份即IP地址和端口号不可用作带外通信中的参考。由于这些是在属于UE 100的用户平面分组上的仅有的协议标识符（注意，GTP报头在Gi/SGi及以上不可见），所以需要寻找共同的参考。理论上，原始/转换后的地址和端口之间的映射可以通过与NAT实体通信来学习，但是这将需要定制集成，引起附加的管理和安全问题，并且对于除了信息提供器和接收器之外的设备将不是透明的。在没有适当的解决方案的情况下，连接标识问题使得带外通信实际上不可用。

要解决的第二个问题是提供器和接收器的同步。解释所接收的数据并基于它修改其操作的接收器应当被通知所接收的信息涉及哪个过去的区间。最值得注意的是，提供器必须配备有指示其提供的信息的范围和有效性的手段（means）。原因在于，在带外通信中，所传送的信息与原始分组流解耦，并且可能异步地到达信息接收器处。可能的原因是不同路径被用于用户平面数据流和带外连接或在传输网络上具有不同优先级/处理（例如，不同的DSCP等级）。在信息接收器处具有不同步的信息可能导致过早或过晚的动作、不正确的优化程度或范围、和/或低效甚至反作用的决定。

因此，本发明的某些示例实施例提供了一种解决连接标识和同步问题二者的方法，否则这些问题将存在，如果在网络侧实体和外部实体之间使用带外通信的话。

某些示例实施例提供连接标识方案，其即使在NAT环境中也导出可由信息提供器和信息接收器二者使用的每连接身份，即，不依赖于被NAT修改的UE IP和TCP/UDP端口字段。创建NAT不可知的唯一每连接身份解决了连接标识问题，并且使得能够使用带外通信信道来交换关于特定连接的信息。

此外，某些示例实施例还提供一种同步机制，其使得能够将带外信息映射到用户平面分组流的状态（即，保留信息源（即用户平面分组）和带外数据之间的关联）。这解决了同步问题并且使得信息接收器能够做出准确的决定并且执行高效的优化。

此外，某些示例实施例提供一种管理带外连接自身的机制。首先，针对TCP连接呈现一些示例实施例，其中具有之后提供的RTP/UDP的直截了当的扩展。TCP和RTP用例覆盖实际使用并且针对OTT内容和应用相关的所有内容递送机制。本发明的一些示例实施例的目标是当信息接收器是TCP/RTP端点自身并且因此具有在其建立期间或遍及连接的整个寿命而影响用户平面连接的参数的能力时的场景。此外，其他示例实施例也可用于其中信息接收器不是TCP/RTP端点（即，其不终止连接自身，而是仅转发用户平面分组）的情况中。

根据示例实施例，连接标识方案可以基于协议报头中的具有以下属性的字段：（1）它们可以由通信端点（最重要地，信息接收器）自由且唯一地选择；（2）该协议字段在用户平面分组中表示（即，不在通信端点内部）；（3）该协议字段不被NAT机制修改。第一个属性确保这样的协议字段的内容可以由信息接收器以在其终止的所有连接当中是唯一的方式选择，从而是单独连接的有效和唯一的标识符。第二个属性确保协议字段可以由网络侧处的信息提供器观察到，并且因此可以被包括在带外通信中作为对连接的参考。第三个属性确保信息提供器和信息接收器二者在协议字段中观察到相同的值，即，跨NAT维持字段的上下文。

在示例实施例中，标识机制的附加属性可以是通过带外连接传送的连接身份仅对于信息接收器具有有意义的语义，即，信息（即使被捕获）对于第三方实体是没有用的。这通过本文描述的标识机制来满足，因为为了将现有协议字段解释为连接身份，设备是用户平面连接的端点（在这种情况下无论如何信息是已知的）或者处于拦截并监视用户平面连接的位置中。虽然在后一种情况下，这样的设备可以解释被用于连接标识的协议字段，但是其可以执行与简单地以恶意方式使用带外信息相比容易得多的攻击（例如，丢弃分组），因此知道该附加信息不增加威胁的级别。此外，对带外连接进行加密完全防止任何第三方访问带外消息。

根据一个示例实施例，被提出成作为连接身份的一部分（并且满足所有上述标准）的协议字段可以是TCP初始序列号（ISN）以及可能地是初始TCP时间戳（ITS）（当时间戳选项存在时）。ISN和时间戳都不会被NAT机制修改，因为其将破坏端到端TCP上下文并使得TCP连接无效。由于ISN是强制TCP标准的一部分，所以它总是可用的选项。为了创建唯一的每连接身份，信息接收器（作为TCP端点）应当为每个TCP连接选择不同的ISN。ISN是在DL中发送的第一TCP区段的一部分，因此信息提供器可以经由监视使用平面分组来获得用于连接的相同身份。在已经建立用户平面连接之后，信息提供器使用ISN来参考经由带外连接而发送到信息接收器的信息中的单独连接。

时间戳也是标准化但可选的字段，其可以或可以不被TCP端点使用（取决于TCP实现和配置）。当存在时，除了ISN之外，初始时间戳（还有作为TCP端点的信息接收器的选择）也可以用作连接身份。由于ISN和初始时间戳参数仅具有由TCP端点自由选择的进行通信的TCP实体的初始化语义，所以本发明的示例实施例提供了完全符合TCP标准的标识机制。

在示例实施例中，连接身份的唯一性由信息接收器通过受控ISN和可选的ITS选择来确保。根据某些示例实施例，由于时间戳的使用是可选的并且可能不被UE支持，所以信息接收器可以为每个连接选择不同的ISN，使得单独的ISN已经是唯一连接标识符。在使用时间戳选项的情况下，信息接收器也可以具有选择ITS的自由选择。注意，为ISN配备附加语义（即，连接标识）不违反针对TCP实现的以不可预测（例如，随机）的方式选择ISN的公共建议。由于ISN可以从2³²（大约40亿）个潜在值的备用池（pool）中选择，并且针对由本发明的一些示例实施例所强制的ISN的仅有附加标准是选择用于在所建立的连接当中唯一的每个新连接的值，信息接收器可以容易地实现具有冲突检测的不可预测/随机分配方案以符合这两个要求。

根据示例实施例，上述同步问题可以通过包括附加的连接特定数据来解决，诸如用户平面分组的序列/ACK号和/或时间戳（TS），其将带外信息相关并锚定到用户平面数据流的特定点。根据另一示例实施例，一种替代方案是包括由信息提供器在对应连接中所接收的最新分组的TS和序列/ACK号。该注释使得信息接收器能够将带外数据映射到用户平面分组或用户平面连接的状态，即，重建所接收信息的上下文，否则其将在带外路径上丢失或延迟/提前（解同步）。当前TS使得能够实现时间相关并且序列/ACK号使得能够实现数据相关。

图6图示了根据示例实施例的连接标识以及同步的操作的示例。如图6中所图示，在1处，信息接收器102可以选择并存储用于每个连接的ISN/ITS。在2处，信息提供器101可以侦听并且也存储用于每个连接的ISN/ITS。然后，在3处，信息提供器101可以获得每连接信息，然后可以例如经由NAT 105将所述信息转发到信息接收器102。在4处，信息提供器101可以将该信息以及该连接的ISN/ITS（用于标识）和当前TS和/或序列/ACK号（用于同步）发送到信息接收器102。在5处，信息接收器102可以将该信息应用于具有所接收的ISN/ITS的连接，并且与带内流状态的同步经由从信息提供器101接收的附加信息是可能的。

即使在其中信息接收器102自身不是用户平面连接的TCP端点（例如，其执行TCP优化而不实现TCP代理功能）的情况下，如图7的示例中所图示，仍然可以隐含地使用连接标识和同步方案而没有主动影响初始TCP参数的可能性。如图7中所图示，信息接收器102和信息提供器101仍然可以观察到由真实TCP端点所选择的ISN（以及如果使用的话，ITS），并将它们一起用作连接身份。由于ISN被预期成由任何符合标准的TCP实现随机选择，所以由于缺乏受控ISN选择而遭遇意外冲突（即，建立了与具有相同ISN的相同服务器的两个连接）的概率在实际中可忽略不计。添加时间戳（其通常在现代TCP实现中启用）作为身份的一部分甚至进一步降低了冲突的风险。

除了TCP之外，本发明的示例实施例还应用于通过UDP/IP的实时协议（RTP）连接的标识，其中用户平面数据流仅是下行链路，并且因此针对信息提供器和接收器之间的通信的仅有可能性可以经由带外连接。RTP具有可以以类似于TCP字段的方式使用的字段。在示例实施例中，为了标识，使用RTP同步源标识符（SSRC）是合适的，因为它具有与TCP序列号相同的大小并且由源随机选择。在示例实施例中，为了同步，可以以与TCP时间戳选项和序列号相同的方式使用RTP时间戳和序列号字段。

事实上，根据某些示例实施例，信息提供器和接收器之间的带外连接可以基于任何协议。对带外连接使用认证和加密是可能的。带外连接的管理（即，建立）可以基于信息提供器和接收器中的显式配置（例如，信息接收器在其上侦听的IP地址/端口号的列表），或者可以部分地基于在用户平面分组中可见的信息（例如，与内容服务器集成的信息接收器的IP地址）。在后一种情况下，仅需要在信息提供器中配置用户平面连接中不存在的信息（例如，服务器端口号）。

一些示例实施例应用于当TCP或UDP以上的具有合适字段的协议被用作OTT服务器和用于用户平面的移动设备之间的通信协议时的情况。如上所述，示例实施例通过使用在连接设立时在进行通信的端点之间交换并且由NAT保持完整的那些唯一信息片来标识连接。信息提供器必须在连接设立期间捕获这些信息，并在每次向接收器提供信息时使用它们以用于标识。接收器必须遍及连接的整个寿命在数据库中维持相同的信息。一些示例实施例涉及TCP情况，因为这是最常见的场景，但是其他示例实施例也可以被用于UDP/RTP，如下面将讨论的。

在UE和信息接收器之间建立用户平面TCP连接即信息接收器自身是TCP端点的情况下，信息接收器本地地感知新连接的建立。图8图示了根据示例实施例的连接身份的建立的示例。如图8中所图示，连接由UE 100（通常情况）或由信息接收器102自身发源。在这两种情况下，信息接收器102能够选择其在每个连接中在DL方向上发送的第一TCP区段中的ISN和ITS。对于由UE 100发起的连接，由信息接收器所发送的第一区段是TCP SYN/ACK；而对于由信息接收器102发起的连接，它是初始SYN区段。由信息接收器102选择的ISN和ITS分别被称为ISN-IR和ITS-IR。信息接收器102应当将值选择为使得它们的组合对于每个TCP连接是唯一的。在一个示例实施例中，这可以通过随机选择ISN值然后检查与已经建立的连接的冲突来实现。可以重新生成随机值，直到得到唯一标识符。该过程的结果是TCP连接的唯一标识符。ISN/ITS存在于用于每个连接的第一DL TCP区段中，因此它可以由UE 100和信息接收器102之间的可访问用户平面分组的任何网络元件观察到，包括信息提供器101（即，端对端地通告连接的身份）。由于在没有第一TCP DL区段（SYN或SYN/ACK）的成功的端对端递送的情况下不存在成功的连接建立，所以保证了在系统中建立的每个连接具有唯一的通告的身份。

如果信息接收器102不是TCP端点自身，则它对选择ISN和ITS值不具有影响。在该情况下，信息接收器102可以被动地监视用户平面分组以检测新连接的建立并从每个连接中的第一DL TCP区段获得ISN和ITS字段。即使在该情况下不存在对ISN和ITS字段的组合的唯一性的绝对保证，但是由于从其生成ISN的大的备用池以及由TCP实现随机选择ISN的建议，所以仍然非常可能的是它们的组合实际上是唯一的连接身份。

根据示例实施例，信息接收器102可以维持连接关联数据库110，所述连接关联数据库110是基于ISN和ITS的连接身份与用于标识信息提供器101内的网络通信套接字（socket）或连接（例如，以用于联网API、OS内核等）的连接元组（IP地址和TCP端口对）之间的映射。这可能是需要的，因为ISN和ITS在TCP连接的建立之后不再存在于所交换的用户平面分组中，然而，连接元组总是存在。这提供了基于具有实际用户平面分组来查找唯一连接身份并且还在接收到标记有唯一身份的带外信息的情况下找到对应的网络套接字（通常由连接元组标识）的简单机制。该关联的实现可以是网络套接字实现自身的组成部分，即，除了其他连接参数之外，将ISN-IR和ITS-IR存储在网络套接字结构内或内核中。图9图示了根据示例实施例的连接关联数据库110的群体（population）的示例。

在示例实施例中，信息提供器101还可以维持与信息接收器102类似的连接关联数据库。由于信息提供器102不选择与连接相关的任何参数，所以它基于经由用户平面分组监视来观察ISN-IR和ITS-IR参数而填充数据库110，这类似于在信息接收器102不是TCP端点的情况下的信息接收器102。数据库之间的差异在于信息接收器102将具有转换后的UE IP和TCP端口，而信息提供器101在其间存在NAT的情况下具有原始UE IP和TCP端口身份。然而，两个位置处的元组被映射到相同的ISN-IR和ITS-IR身份，从而跨NAT的边界创建唯一的连接身份。

信息提供器101可以在带外连接中将消息发送到信息接收器102。属于给定连接的信息（例如，基于用户平面分组监视的任何测量）利用连接的标识以及同步信息来扩展。图10图示了根据示例实施例的描绘由信息提供器101将连接身份与带内测量数据关联的框图。该身份可以使用连接元组（可从任何用户平面分组获得）作为检索信息的关键来从连接关联数据库110获得。同步信息包含当前序列和/或ACK号以及在最新分组中的TCP连接中观察到的所选择的时间戳字段。当从DL TCP区段获得时，序列号从下行链路数据传输观点提供同步，并且ACK与UL数据传输观点同步。此外，DL TCP区段中的TSval（时间戳值）应当被用于向信息接收器102通知关于TCP级别时间同步，因为TSval是信息接收器（或TCP端点）包括在分组中的最新TCP时间戳。对于UL TCP区段，序列号提供给UL数据传输的位置，并且ACK号从DL传输观点提供位置。此外，从UL TCP区段，需要将TSecr（TimeStamp Echo Reply，时间戳回声应答）值看作是时间同步信息，因为该值是源自信息接收器102（或上游TCP端点）的最新时间戳的副本（由UE发出回声）。替代地，在示例实施例中，如果在信息提供器101和信息接收器102之间存在时间同步（或者它们都同步到相同时间源），则实时时间戳（独立于TCP时间戳）可以被提供以用于时间同步。

示例实施例可以基于针对TCP讨论的机制而扩展到RTP/UDP数据连接标识和同步。通常，通过使用单独的控制协议（例如，实时控制协议（RTCP））建立RTP/UDP数据连接，然后RTP/UDP数据流从信息接收器或内容服务器到UE是单向的。从标识和同步二者观点，RTP具有与TCP类似的协议字段。为了标识，RTP SSRC字段对应于TCP ISN。然而，与仅存在于第一DL TCP区段中的TCP ISN相反，RTP SSRC存在于每个分组中。这使得连接标识更容易，因为每个分组携带其自身的身份，并且不需要在信息提供器处维持连接关联数据库以将UDP端口和IP地址映射到给定的连接身份。然而，信息接收器102仍然可以维持数据库110以查找与给定RTP数据连接相关联的资源（例如，UDP数据报套接字）。从同步观点，RTP还具有类似的协议字段：在每个DL RTP分组中都存在的RTP时间戳和RTP序列号可以分别以与TCP时间戳和序列/ACK号相同的方式使用。

在一些示例实施例中，连接标识和同步在切换（hand over）的情况下也是可操作的。一些相关情况包括当信息提供器的范围被限制到某一区域（例如，限制到诸如LTE eNB的无线电接入节点）并且在由两个不同的信息提供器所覆盖的两个区域（例如，eNB）之间存在UE的切换时。信息提供器之间的切换可能导致（从初始TCP连接建立区段观察到的）连接身份在切换之后不可由处理连接的信息提供器自动观察到。

在示例实施例中，信息提供器添加或换句话说将连接身份丰富到连接的每个下行链路分组中，从而使得连接身份可从每个下行链路分组观察到。在切换过程期间，在源无线电接入节点（例如，LTE eNB）处缓冲的下行链路分组被转发到目标无线电接入节点（在LTE的情况下经由X2接口）。这些分组也可以被覆盖目标无线电接入节点的信息提供器拦截。由于这些分组将经由富集携带连接身份，所以目标信息提供器可以立即获知连接身份并无缝地接管源信息提供器的角色。被丰富的数据还可以携带附加信息，诸如如果对应于连接的报告应当被发送到信息接收器，则为信息接收器的身份、计算的先前状态或对应于连接的测量等等。该机制的成功取决于当切换发生时是否存在针对每个连接的源无线电接入节点处缓冲的飞行中数据和正在进行的数据传输。否则，没有分组将被转发到目标无线电接入节点（至少不是针对所有现有连接）。

因此，在示例实施例中，可以实现第二机制，其保证将所需信息从源信息提供器递送到目标信息提供器。这要求源或目标信息提供器中的至少一个被通知关于切换，或者可以推断切换已经发生，并且从源信息提供器到目标信息提供器的每个承载商显式上下文传送至少包括连接的描述符及其对应的身份。连接的描述符可以基于诸如IP地址和端口之类的常规协议报头字段，因为信息提供器在所有报头字段（不像信息提供器和信息接收器）上具有相同的视野。身份是由信息接收器建立的唯一连接身份。上下文传送可以使用在相邻信息提供器之间建立的逻辑点对点连接，或者每个信息提供器可以具有到后端集中器/间介器（mediator）服务器（其在星形拓扑中的两个信息提供器实例之间中继信息）的所建立的连接。一旦源信息提供器被通知关于切换则它可以主动地发起通过连接的数据传送，或者如果目标信息提供器感知到切换则由目标信息提供器发起。即使在连接建立不由目标信息提供器监视的情况下，连接同步也不需要附加的机制，因为它类似地基于在源和目标信息提供器处可用的协议字段。

存在用于管理信息提供器101和信息接收器102之间的带外连接的建立的多个替代方案。根据示例实施例，一个解决方案在于信息接收器102用作服务器，并且信息提供器101配置有其中信息接收器102侦听带外连接的IP地址和端口。这使得信息接收器102能够侦听在任意IP地址处的带外连接，所述任意IP地址可以可能地不同于被用于带内用户平面数据传输的IP地址。另一示例实施例是仅在信息提供器101处配置信息接收器102的端口号，并且信息提供器101基于每个连接中的第一UL分组的目的地IP地址来获知IP地址（如果信息接收器是TCP端点，则该地址是它的IP地址）。这具有信息接收器102功能可以灵活地分布在多个节点之间的益处，其中具有在不必利用新的IP地址通知或重新配置信息提供器的情况下添加新节点的可能性。来自信息接收器102的要求在于它应当侦听在被用于处理用户平面连接的相同IP地址处的带外连接。带外连接也可以经受NAT，其对于信息提供器是完全透明的，因为它获知信息接收器102的正确IP地址（即，由NAT预期并且将被转换为信息接收器102的实际IP地址的IP地址）。

在某些示例实施例中，带外连接还可以使用认证和/或加密（例如，经由TLS）和任何协议（包括例如传输层上的TCP/UDP和顶层上的任何应用层，例如HTTP、JSON、XML、纯文本等）。可以在传输网络上使带外连接优先化（例如，映射到高优先级DSCP等级），以确保将带外信息以可能的最低等待时间传达到信息接收器。这是为了维持由信息提供器101发送的信息的相关性，特别是如果信息的有效性被限制于有限的时间区间，诸如实时带宽、丢失、拥塞等相关信息。其他类型的信息（例如，在连接期间不改变的用户身份）对带外路径上的延迟不那样敏感。

图11a图示了根据示例实施例的装置10的示例。在示例实施例中，装置10可以是通信网络中的或服务于这样的网络的节点、主机或服务器。在示例实施例中，装置10可以是信息接收器。应当注意，本领域普通技术人员将理解，装置10可以包括图11a中未示出的组件或特征。

如图11a中所图示，装置10包括用于处理信息并执行指令或操作的处理器22。处理器22可以是任何类型的通用或专用处理器。虽然在图11a中示出了单个处理器22，但是根据其他示例实施例，可以利用多个处理器。实际上，作为示例，处理器22可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。

装置10还可以包括或耦合到可以耦合到处理器22的用于存储可以由处理器22执行的信息和指令的存储器14（内部或外部）。存储器14可以是一个或多个存储器并且属于适于本地应用环境的任何类型，并且可以使用任何合适的易失性或非易失性数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。例如，存储器14可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、诸如磁盘或光盘的静态存储、或任何其他类型的非暂时性机器或计算机可读介质的任何组合。存储在存储器14中的指令可以包括程序指令或计算机程序代码，程序指令或计算机程序代码当由处理器22执行时使得装置10能够执行如本文所述的任务。

装置10还可以包括或耦合到用于向和从装置10发送和接收信号和/或数据的一个或多个天线25。装置10还可以包括或耦合到收发器28，所述收发器28被配置为发送和接收信息。例如，收发器28可以被配置为将信息调制到用于由（多个）天线25发射的载波波形上，并解调经由（多个）天线25所接收的信息，以供装置10的其他元件进一步处理。在其他示例实施例中，收发器28可以能够直接发送和接收信号或数据。

处理器22可以执行与装置10的操作相关联的功能，其可以包括例如天线增益/相位参数的预编码、形成通信消息的各个比特的编码和解码、信息的格式化、以及装置10的整体控制，包括与通信资源的管理相关的过程。

在示例实施例中，存储器14可以存储当由处理器22执行时提供功能的软件模块。模块可以包括例如为装置10提供操作系统功能的操作系统。存储器还可以存储一个或多个功能模块，诸如应用或程序，以为装置10提供附加功能。装置10的组件可以以硬件或作为硬件和软件的任何合适的组合来实现。

在一个示例实施例中，装置10可以是例如信息接收器，其可以是或可以不是TCP端点。在该示例实施例中，装置10可以由存储器14和处理器22控制以确定用于与信息提供器的带外连接的唯一连接身份。在示例实施例中，唯一连接身份可以基于涉及与信息提供器的用户平面连接的信息。根据一个示例实施例，装置10可以进一步由存储器14和处理器22控制，以存储唯一连接身份，从信息提供器接收无线电接入网络信息和同步信息，并且使用同步信息来将无线电接入信息的至少部分与在用户平面连接中发送的信息的至少部分进行同步。

在一个示例实施例中，用户平面连接可以是传输控制协议（TCP）连接，并且唯一连接身份可以包括TCP初始序列号（ISN）和/或初始TCP时间戳（ITS）。根据示例实施例，同步信息可以包括用户平面分组的时间戳和/或序列/ACK号。

在另一示例实施例中，用户平面连接可以是实时协议（RTP）连接，并且唯一连接身份可以包括RTP同步源标识符（SSRC）和/或RTP时间戳和序列号。

根据一个示例实施例，装置10可以进一步由存储器14和处理器22控制，以维持连接关联数据库，该连接关联数据库被配置为存储唯一连接身份和被用于标识与信息提供器的网络通信套接字或连接的连接元组之间的映射。

图11b图示了根据示例实施例的装置20的示例。在示例实施例中，装置20可以是通信网络中的或服务于这样的网络的节点、主机或服务器。在一个示例实施例中，装置20可以是例如信息提供器。应当注意，本领域普通技术人员将理解，装置20可以包括图11b中未示出的组件或特征。

如图11b中所图示，装置20可以包括用于处理信息并执行指令或操作的处理器32。处理器32可以是任何类型的通用或专用处理器。虽然在图11b中示出了单个处理器32，但是根据其他示例实施例，可以利用多个处理器。实际上，作为示例，处理器32可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。

装置20还可以包括或耦合到可以耦合到处理器32的、用于存储可以由处理器32执行的信息和指令的存储器34（内部或外部）。存储器34可以是一个或多个存储器并且属于适于本地应用环境的任何类型，并且可以使用任何合适的易失性或非易失性数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。例如，存储器34可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、诸如磁盘或光盘的静态存储、或任何其他类型的非暂时性机器或计算机可读介质的任何组合。存储在存储器34中的指令可以包括程序指令或计算机程序代码，程序指令或计算机程序代码当由处理器32执行时使得装置20能够执行如本文所述的任务。

装置20还可以包括或耦合到用于向和从装置20发送和接收信号和/或数据的一个或多个天线35。装置20还可以包括或耦合到收发器38，该收发器38被配置为发送和接收信息。收发器可以是外部设备，诸如远程无线电头（remote radio head）。例如，收发器38可以被配置为将信息调制到用于由（多个）天线35发射的载波波形上，并解调经由（多个）天线35所接收的信息以供装置20的其他元件进一步处理。在其他示例实施例中，收发器38可以能够直接发送和接收信号或数据。

处理器32可以执行与装置20的操作相关联的功能，包括但不限于天线增益/相位参数的预编码、形成通信消息的各个比特的编码和解码、信息的格式化、以及装置20的整体控制，包括与通信资源的管理相关的过程。

在示例实施例中，存储器34存储当由处理器32执行时提供功能的软件模块。模块可以包括例如为装置20提供操作系统功能的操作系统。存储器还可以存储一个或多个功能模块，诸如应用或程序，以为装置20提供附加功能。装置20的组件可以以硬件或作为硬件和软件的任何合适的组合来实现。

如上所述，根据一个示例实施例，装置20可以是通信网络中的或服务于这样的网络的节点、主机或服务器。例如，装置20可以是诸如节点B、eNB、无线电网络控制器、接入点或网关等之类的网络中的信息提供器。在该示例实施例中，装置20可以由存储器34和处理器32控制以获得并存储用于与信息接收器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份基于涉及与信息接收器的用户平面连接的信息。在示例实施例中，装置20可以进一步由存储器34和处理器32控制，以向信息接收器发送无线电接入网络信息和同步信息，使得无线电接入网络信息的至少部分可以与在用户平面连接中发送的用户平面信息的至少部分同步。

在一个示例实施例中，用户平面连接可以是传输控制协议（TCP）连接，并且唯一连接身份可以包括TCP初始序列号（ISN）和/或初始TCP时间戳（ITS）。根据示例实施例，同步信息可以包括用户平面分组的时间戳和/或序列/ACK号。

在另一示例实施例中，用户平面连接可以是实时协议（RTP）连接，并且唯一连接身份可以包括RTP同步源标识符（SSRC）和/或RTP时间戳和序列号。

根据一个示例实施例，装置20可以进一步由存储器34和处理器32控制，以维持连接关联数据库，该连接关联数据库被配置为存储唯一连接身份和被用于标识与信息接收器的网络通信套接字或连接的连接元组之间的映射。

图12a图示了根据示例实施例的方法的流程图的示例。在一个示例实施例中，该方法可以由例如信息接收器执行。该方法包括在500处确定用于与信息提供器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份可以基于涉及与信息提供器的用户平面连接的信息。该方法还可以包括在510处存储唯一连接身份，以及在520处从信息提供器接收无线电接入网络信息和同步信息。该方法还可以包括在530处使用同步信息来将无线电接入信息的至少部分与在用户平面连接中发送的信息的至少部分进行同步。在一些示例实施例中，该方法还可以包括在540处维持连接关联数据库，该连接关联数据库被配置为存储唯一连接身份和被用于标识与信息提供器的网络通信套接字或连接的连接元组之间的映射。

图12b图示了根据另一示例实施例的方法的流程图的示例。在一个示例实施例中，该方法可以由例如信息提供器执行。该方法包括在550处获得并存储用于与信息接收器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份可以基于涉及与信息接收器的用户平面连接的信息。该方法还可以包括在560处向信息接收器发送无线电接入网络信息和同步信息，使得无线电接入网络信息的至少部分可以与在用户平面连接中发送的用户平面信息的至少部分同步。在一些示例实施例中，该方法还可以包括在570处维持连接关联数据库，该连接关联数据库被配置为存储唯一连接身份和被用于标识与信息接收器的网络通信套接字或连接的连接元组之间的映射。

一个示例实施例针对一种方法，该方法可以包括确定用于与信息提供器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份基于涉及与信息提供器的用户平面连接的信息。该方法还可以包括存储唯一连接身份，从信息提供器接收无线电接入网络信息和同步信息，以及使用同步信息来将无线电接入信息的至少部分与在用户平面连接中发送的信息的至少部分进行同步。

另一示例实施例针对一种装置，该装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器使得所述装置至少确定用于与信息提供器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份可以基于涉及与信息提供器的用户平面连接的信息。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为利用至少一个处理器使得所述装置至少存储唯一连接身份，从信息提供器接收无线电接入网络信息和同步信息，并且使用同步信息来将无线电接入信息的至少部分与在用户平面连接中发送的信息的至少部分进行同步。

另一示例实施例针对一种方法，该方法可以包括获得并存储用于与信息接收器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份可以基于涉及与信息接收器的用户平面连接的信息。该方法还可以包括向信息接收器发送无线电接入网络信息和同步信息，使得无线电接入网络信息的至少部分可以与在用户平面连接中发送的用户平面信息的至少部分同步。

另一示例实施例针对一种装置，该装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器使得所述装置至少获得并存储用于与信息接收器的带外连接的唯一连接身份。唯一连接身份可以基于涉及与信息接收器的用户平面连接的信息。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为利用至少一个处理器使得所述装置至少向信息接收器发送无线电接入网络信息和同步信息，使得无线电接入网络信息的至少部分可以与在用户平面连接中发送的用户平面信息的至少部分同步。

在一些示例实施例中，本文所描述的任何方法的功能（诸如上面讨论的图12中所图示的那些）可以通过存储在存储器或其他计算机可读或有形介质中并由处理器执行的软件和/或计算机程序代码来实现。在其他示例实施例中，功能可以由硬件执行，例如通过使用专用集成电路（ASIC）、可编程门阵列（PGA）、现场可编程门阵列（FPGA）或者硬件和软件的任何其他组合。

本领域普通技术人员将容易地理解，可以利用以不同次序的步骤和/或利用处于与所公开的配置不同的配置中的硬件元件来实施如上面讨论的本发明。因此，尽管已经基于这些示例实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在保持在本发明的精神和范围内时，某些修改、变化和替代构造将是显而易见的。因此，为了确定本发明的边界和界限，应当参考所附权利要求。

Claims (22)

1.一种方法，包括：

确定用于与信息提供器的带外连接的唯一连接身份，所述唯一连接身份基于涉及与信息提供器的用户平面连接的信息；

存储所述唯一连接身份；

从信息提供器接收无线电接入网络信息和同步信息；以及

使用所述同步信息来将无线电接入信息的至少部分与在用户平面连接中发送的信息的至少部分进行同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户平面连接包括传输控制协议（TCP）连接，并且其中所述唯一连接身份包括TCP初始序列号（ISN）或初始TCP时间戳（ITS）中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述同步信息包括用户平面分组的时间戳或序列/ACK号中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户平面连接包括实时协议（RTP）连接，并且其中所述唯一连接身份包括RTP同步源标识符（SSRC）或RTP时间戳和序列号中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括维持连接关联数据库，所述连接关联数据库被配置为存储所述唯一连接身份和被用于标识与信息提供器的网络通信套接字或连接的连接元组之间的映射。

6.一种装置，包括：

至少一个处理器；以及

包括计算机程序代码的至少一个存储器，

至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器使得所述装置至少

确定用于与信息提供器的带外连接的唯一连接身份，所述唯一连接身份基于涉及与信息提供器的用户平面连接的信息；

存储所述唯一连接身份；

从信息提供器接收无线电接入网络信息和同步信息；以及

使用所述同步信息来将无线电接入信息的至少部分与在用户平面连接中发送的信息的至少部分进行同步。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述用户平面连接包括传输控制协议（TCP）连接，并且其中所述唯一连接身份包括TCP初始序列号（ISN）或初始TCP时间戳（ITS）中的至少一个。

8.根据权利要求6所述的装置，其中所述同步信息包括用户平面分组的时间戳或序列/ACK号中的至少一个。

9.根据权利要求6所述的装置，其中所述用户平面连接包括实时协议（RTP）连接，并且其中所述唯一连接身份包括RTP同步源标识符（SSRC）或RTP时间戳和序列号中的至少一个。

10.根据权利要求6所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码还被配置为利用至少一个处理器使得所述装置至少维持连接关联数据库，所述连接关联数据库被配置为存储所述唯一连接身份和被用于标识与信息提供器的网络通信套接字或连接的连接元组之间的映射。

11.根据权利要求6所述的装置，其中所述装置包括信息接收器。

12.一种方法，包括：

由信息提供器获得并存储用于与信息接收器的带外连接的唯一连接身份，所述唯一连接身份基于涉及与信息接收器的用户平面连接的信息；以及

向信息接收器发送无线电接入网络信息和同步信息，使得无线电接入网络信息的至少部分可与在用户平面连接中发送的用户平面信息的至少部分同步。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述用户平面连接包括传输控制协议（TCP）连接，并且其中所述唯一连接身份包括TCP初始序列号（ISN）或初始TCP时间戳（ITS）中的至少一个。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述同步信息包括用户平面分组的时间戳或序列/ACK号中的至少一个。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述用户平面连接包括实时协议（RTP）连接，并且其中所述唯一连接身份包括RTP同步源标识符（SSRC）或RTP时间戳和序列号中的至少一个。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括维持连接关联数据库，所述连接关联数据库被配置为存储所述唯一连接身份和被用于标识与信息接收器的网络通信套接字或连接的连接元组之间的映射。

17.根据权利要求12所述的方法，还包括将连接身份添加到连接的每个下行链路分组中，从而使得所述连接身份可被其他信息提供器观察到。

18.根据权利要求12所述的方法，其中，当存在用户设备从由所述信息提供器所覆盖的区域到由目标信息提供器所覆盖的区域的切换时，从所述信息提供器向所述目标信息提供器提供连接的描述符及其对应的身份。

19.一种装置，包括：

至少一个处理器；以及

包括计算机程序代码的至少一个存储器，

至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器使得所述装置至少

获得并存储用于与信息接收器的带外连接的唯一连接身份，所述唯一连接身份基于涉及与信息接收器的用户平面连接的信息；以及

向信息接收器发送无线电接入网络信息和同步信息，使得无线电接入网络信息的至少部分可与在用户平面连接中发送的用户平面信息的至少部分同步。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述用户平面连接包括传输控制协议（TCP）连接，并且其中所述唯一连接身份包括TCP初始序列号（ISN）或初始TCP时间戳（ITS）中的至少一个。

21.根据权利要求19所述的装置，其中所述同步信息包括用户平面分组的时间戳或序列/ACK号中的至少一个。

22.根据权利要求19所述的装置，其中所述装置包括信息提供器。