CN108702799A

CN108702799A - 用于融合移动核心和iot数据的方法

Info

Publication number: CN108702799A
Application number: CN201780010989.6A
Authority: CN
Inventors: 萨米塔·查克拉巴蒂; 萨米·陶蒂; 阿尤什·夏尔玛
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2018-10-23
Also published as: EP3414969A1; WO2017137881A1

Abstract

描述了一种网络设备中的方法，所述方法包括：基于服务请求从与多个低功耗设备通信地耦合的多个设备网关中选择一个或多个设备网关。低功耗设备不包括订户标识模块。通过公共网络向所选择的设备网关发送配置信息，使得所选择的设备网关配置低功耗设备中的一些功耗设备根据服务请求来执行动作。通过公共网络从所选择的设备网关接收由所配置的低功耗设备产生的数据。与移动网络运营商的分组数据网络(PDN)网关建立一个或多个GPRS隧道协议(GTP)隧道，并且通过该一个或多个GTP隧道发送所接收的数据以由移动网络运营商处理。

Description

用于融合移动核心和IOT数据的方法

相关申请的交叉引用

本申请是于2014年10月27日提交的美国申请No.14/525,139的部分继续申请，该美国专利要求于2014年6月13日提交的美国临时申请No.62/012,253的优先权，这两个美国申请通过引用并入本文中。

技术领域

本发明的实施例涉及移动网络领域；并且更具体地，涉及移动网络和物联网(IOT)融合(convergence)。

背景技术

基于互联网协议版本6(IPv6)的低功耗无线个域网(6lowPAN)和基于IPv6的约束节点网(6lo)设备形成无线网络，该无线网络可以通过简略形式携带IPv6分组，并且经由可以处理6lowPAN协议(在RFC 4919、4944、6282、6568、6606、6775中公开)的网关连接到IP网络。这些设备经由接入路由器直接连接到互联网或云系统，而不通过电信运营商的网络。

发明内容

根据一些实施例，网络设备中的方法包括：由所述网络设备基于来自客户的服务请求从多个设备网关中选择一个或多个设备网关。所述多个设备网关与多个低功耗设备通信地耦合，并且所述多个设备网关不包括订户标识模块(SIM)。所述方法还包括：通过公共网络向所选择的一个或多个设备网关发送配置信息，以使所述所选择的一个或多个设备网关配置所述多个低功耗设备中的特定低功耗设备根据服务请求来执行动作。所述方法还包括：通过所述公共网络从所述所选择的一个或多个设备网关接收由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的至少一些产生的数据。所述方法还包括：特定于一个或多个所请求的服务动作，与移动网络运营商的分组数据网络(PDN)网关建立一个或多个GPRS隧道协议(GTP)隧道，并且通过所述一个或多个GTP隧道发送所接收的数据，以由所述移动网络运营商处理。

在一些实施例中，所述一个或多个GTP隧道包括多个GTP隧道，所接收的数据的第一部分通过所述多个GTP隧道中的第一GTP隧道发送以由所述移动网络运营商处理，以及所接收的数据的第二部分通过所述多个GTP隧道中的第二GTP隧道发送以由所述移动网络运营商处理。

在一些实施例中，所述服务请求标识多个服务类型，其中，所述多个服务类型中的每一个服务类型标识可以用于标识所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的IOT设备的位置或类型。所接收的数据的所述第一部分与所述多个服务类型中的第一服务类型相对应，并且所接收的数据的所述第二部分与所述多个服务类型中的第二服务类型相对应。

在一些实施例中，所述多个GTP隧道中的每一个GTP隧道是第三代合作伙伴计划(3GPP)S2a接口。

在一些实施例中，所述公共网络包括互联网。

在一些实施例中，所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的所述至少一些包括传感器设备。

在一些实施例中，所述传感器设备是温度传感器设备或湿度传感器设备，并且所接收的数据包括由所述温度传感器设备或湿度传感器设备产生的数据值。

在一些实施例中，所述服务请求标识服务动作。所述服务动作是启用、禁用、开始或停止从所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备收集数据。所述配置信息基于所标识的服务动作。

在一些实施例中，所述服务请求还标识服务类型，其中，所述服务类型标识可以用于标识所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的IOT设备的位置或类型。所述服务请求不包括所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的标识符，并且从所述多个设备网关中选择所述一个或多个设备网关基于所述服务请求的所标识的服务类型。

在一些实施例中，所述服务请求还标识子类型字段的服务子类型值。所述子类型字段标识由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的所述至少一些产生的数据的接收方。所述服务请求的所标识的服务子类型值标识所述移动网络运营商。

根据一些实施例，一种非暂时性计算机可读存储介质具有指令，所述指令在由网络设备的一个或多个处理器执行时，使得网络设备执行操作。操作包括基于来自客户的服务请求，从多个设备网关中选择一个或多个设备网关。所述多个设备网关与多个低功耗设备通信地耦合，并且所述多个设备网关不包括SIM。操作还包括：通过公共网络向所选择的一个或多个设备网关发送配置信息，以使所述所选择的一个或多个设备网关配置所述多个低功耗设备中的特定低功耗设备根据服务请求来执行动作。操作还包括：通过所述公共网络从所述所选择的一个或多个设备网关接收由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的至少一些产生的数据。操作还包括：特定于一个或多个所请求的服务动作，与移动网络运营商的PDN网关建立一个或多个GTP隧道，并且通过所述一个或多个GTP隧道发送所接收的数据，以由所述移动网络运营商处理。

根据一些实施例，设备包括一个或多个处理器以及一个或多个非暂时性计算机可读存储介质。所述一个或多个非暂时性计算机可读存储介质具有指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行操作。操作包括基于来自客户的服务请求，从多个设备网关中选择一个或多个设备网关。所述多个设备网关与多个低功耗设备通信地耦合，并且所述多个设备网关不包括SIM。操作还包括：通过公共网络向所选择的一个或多个设备网关发送配置信息，以使所述所选择的一个或多个设备网关配置所述多个低功耗设备中的特定低功耗设备根据服务请求来执行动作。操作还包括：通过所述公共网络从所述所选择的一个或多个设备网关接收由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的至少一些产生的数据。操作还包括：特定于一个或多个所请求的服务动作，与移动网络运营商的PDN网关建立一个或多个GTP隧道，并且通过所述一个或多个GTP隧道发送所接收的数据，以由所述移动网络运营商处理。

在一些实施例中，网络设备可以将不利用或不包括SIM的IOT设备与移动网络融合。

附图说明

通过参考用于说明本发明实施例的以下描述和附图，可以最好地理解本发明。附图中：

图1示出了根据一些实施例的将不具有订户标识模块的IOT设备与移动网络融合的系统100的框图；

图2示出了根据一些实施例的系统100的示例性版本，系统100包括节点和设备之间的示例性物理连接和布局、以及在连接上使用的协议和安全特征；

图3示出了根据一些实施例的具有MARS服务114的示例性3GPP架构300；

图4是示出了根据一些实施例的在6lo GW 118、控制器108、MARS120、AAA 124和运营商130之间的用于融合IOT设备的示例性事务的网络事务图；

图5示出了根据一些实施例的示例性网络内的网络设备(ND)之间的连接性以及ND的三种示例性实现；

图6示出了根据一些实施例的包括硬件640在内的通用控制平面设备604，该硬件640包括一个或多个处理器的集合642(其经常是商用现货供应(COTS)处理器)和网络接口控制器644(NIC，也被称为网络接口卡)(其包括物理NI 646)、以及其中存储有集中式控制平面(CCP)软件650的非暂时性机器可读存储介质648。

图7是示出了根据一些实施例的用于将IOT设备融合到移动网络中的方法的流程图；

图8是示出了根据一些实施例的系统的示例性架构800的框图，该系统使用一个或多个L2/L3网络将MARS与一个或多个网关耦合；

图9示出了根据一些实施例的示例性3GPP架构900，其具有通过一个或多个L2/L3网络与一个或多个网关耦合的MARS服务114；以及

图10是示出了根据一些实施例的用于将IOT设备与移动网络融合的方法的流程图。

具体实施方式

以下描述描述了针对没有订户标识模块(SIM)的物联网(IOT)设备的移动网络IOT融合的方法和装置。在以下描述中，阐述了大量的具体细节，例如逻辑实现、操作码(opcode)、用于指定运算数的手段、资源分区/共享/复制实现、系统组件的类型和相互关系、以及逻辑分区/整合选择，以提供对本发明的更全面的理解。然而，本领域技术人员将理解：本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中，并未详细示出控制结构、门级电路和全软件指令序列，以不使本发明模糊。在使用所包括的描述的情况下，本领域普通技术人员将能够在不进行过度试验的情况下实现适当的功能。

说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示了所描述的实施例可以包括特定特征、结构、或特性，但是每个实施例可以不必包括该特定特征、结构、或特性。此外，这种短语不必参考同一实施例。此外，当结合实施例来描述具体特征、结构或特性时，应认为结合其它实施例(不管是否是显式描述的)来实现这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识内的。

在本文中，括号中的文本和具有虚线边界(例如，长划点虚线、短划线虚线、点虚线、以及点)的块可以用于示出向本发明实施例添加附加特征的可选操作。然而，这种标注不应当被视为意味着：在本发明的某些实施例中，它们是仅有的选项或可选操作，和/或具有实线边界的块不是可选的。

在以下描述和权利要求中，可以使用术语“耦合”和“连接”以及它们的派生词。应当理解：这些术语不意在作为彼此的同义词。“耦合”用于指示两个或更多个元素可以或可以不彼此直接物理或电学接触、彼此协作或交互。“连接”用于指示在彼此耦合的两个或更多个元素之间建立通信。

电子设备使用机器可读介质来(内部和/或通过网络使用其它电子设备)存储和发送代码(其由软件指令构成，且有时被称为计算机程序代码)和/或数据，机器可读介质是例如非暂时性机器可读介质(例如，机器可读存储介质，比如磁盘、光盘、只读存储器(ROM)、闪存设备、相变存储器)和暂时性机器可读传输介质(例如，电、光、声或其它形式的传播信号，例如载波、红外信号)。因此，电子设备(例如，计算机)包括硬件和软件，例如，耦合到(用于存储用于在处理器集合上执行的代码和数据的)一个或多个非暂时性机器可读存储介质的一个或多个处理器的集合、以及用于建立(用于使用传播信号来发送代码和/或数据的)网络连接的一个或多个物理网络接口的集合。一些实施例的一个或多个部分可以使用软件、固件、和/或硬件的不同组合来实现。

网络设备(ND)是将网络上其它电子设备(例如，其它网络设备、端用户设备)加以通信互联的电子设备。一些网络设备是为多个联网功能(例如，路由、桥接、交换、层2聚合、会话边界控制、服务质量、和/或订户管理)提供支持、和/或为多个应用服务(例如，数据、语音、和视频)提供支持的“多服务网络设备”。网络设备可以包括网络接口。

网络接口(NI)可以是物理或虚拟的；以及在IP的上下文中，接口地址是向NI指派的IP地址，不论是物理NI还是虚拟NI。虚拟NI可以与物理NI相关联、与另一虚拟接口相关联、或者是独立的(例如，环回接口、点对点协议接口)。NI(物理或虚拟)可以是有编号的(具有IP地址的NI)或无编号的(不具有IP地址的NI)。环回接口(及其环回地址)是经常用于管理目的的NE/VNE(物理或虚拟)的特定类型的虚拟NI(和IP地址)；其中，这种IP地址被称为节点环回地址。向ND的NI指派的IP地址被称为该ND的IP地址；在更细粒度的级别上，向被指派给在ND上实现的NE/VNE的NI指派的IP地址可以被称为该NE/VNE的IP地址。

数据存储包括存储数据的非暂时性计算机可读存储介质。数据存储可以包括电子设备内的非暂时性计算机可读存储介质中的一些或全部。在这种情况下，数据存储可以从软件处理源接收对从数据存储的非暂时性计算机可读存储介质读取数据和向该非暂时性计算机可读存储介质写入数据的请求，软件处理源表示当前经由电子设备上的一个或多个处理器来执行的软件代码。数据存储还可以从电子设备外部的源接收对读取和写入数据的请求。备选地，数据存储可以是独立的物理设备，其包括非暂时性计算机可读存储介质和用于对非暂时性计算机可读存储介质执行读取和写入操作的基本硬件。在这种情况下，数据存储耦合到外部电子设备源，并且从这些外部电子设备源接收请求以从数据存储的非暂时性计算机可读存储介质读取数据或向该非暂时性计算机可读存储介质写入数据。可以根据做出读取和写入请求的源的要求，以各种数据结构(例如，关系数据库、有向图结构、关联列表)来组织数据存储上的数据。

蜂窝网络或移动网络是分布在称为小区的地理区域上的无线网络，每个小区由至少一个发射机和接收机服务。这些小区通常彼此不重叠。一些小区可以在与其它小区相同的频率上发送和接收。便携式发射机/接收机单元连接到每个小区的发射机/接收机单元，以发送和接收数据(比如，语音通信和互联网协议分组数据)。这种多小区系统可以支持多个便携式发射机/接收机，所述多个便携式发射机/接收机的数量大于该数量的便携式发射机/接收机所需的可用频率带宽的量。便携式发射机/接收机能够经由协调原始小区、目的地小区和便携式发射机/接收机之间的移动的切换机制，从一个小区移动到另一个小区。移动网络技术的示例包括由第三代合作伙伴计划定义的那些技术，包括诸如LTE(长期演进)、UMTS(通用移动电信系统)和GSM(全球移动通信系统)之类的组成部分。

根据一些实施例，机器到机器(M2M)聚合路由服务(MARS)从不具有订户标识模块(SIM)的低功耗设备网关(例如，6lo接口或网关)收集物联网(IOT)设备数据，然后咨询AAA(认证、授权和计费)服务器以认证低功耗设备网关。然后，MARS服务与运营商的移动(蜂窝)网络的移动核心(例如，分组数据网络(PDN)GW、演进分组网关(EPG)或数据连接设备)建立通用分组无线电服务隧道协议(GTP)隧道，以向运营商的移动网络的移动核心转发来自低功耗设备网关的数据。因此，即使典型的3GPP(第三代合作伙伴计划)技术经由订户标识模块(SIM)进行认证，MARS服务也允许不具有SIM的低功耗设备网关利用移动网络来进行认证。因此，电信运营商具有用于从与这些不具有SIM的低功耗设备网关连接的IOT设备俘获(account for)数据的方法，并且他们可以针对这些IOT设备和网络提供服务或对服务进行货币化。因此，MARS服务将这些无SIM的低功耗设备网关的纯IOT数据与移动网络融合，以便移动网络的移动核心可以处理该数据。

图1示出了根据一些实施例的将IOT设备与移动网络融合的系统100的框图。系统100包括IOT设备集合120a-120n、122a-122n、124a-124n和128a-128n。这些设备包括可以使用6lo或6lowPAN通信协议的各种低功耗或约束节点设备。IOT设备的示例包括温度传感器、湿度传感器、光强度传感器、电度表、气体水平传感器、开关设备、光发射器、声音传感器、车辆、充电点、田间土壤传感器、工业设备监测器、建筑物监测器、桥梁监测器、环境监测器和身体传感器。

系统100包括6lo网关(GW)118a-118c。这些6lo GW经由诸如蓝牙(例如，蓝牙v.4.1，2013年12月)之类的链路层无线通信协议与IOT设备120-128耦合。

系统100还包括M2M聚合路由服务(MARS)114a-114b。在一些实施例中，MARS服务与控制器112、6lo GW 118和运营商108耦合。运营商108是由与诸如互联网之类的外部IP网络耦合的移动运营商运营的网关。MARS服务使用Wi-Fi、以太网或类似的层2协议非移动连接与6lo GW118耦合。该连接可以是由移动运营商管理的专用网络的一部分。

在一些实施例中，系统100从与客户账户相关联的客户接收客户请求106。系统100在协调器104处接收客户请求106。协调器104可以是驻留在与控制器112耦合的单独设备上的软件，或者可以是电子设备的非暂时性计算机可读存储介质中存储的软件，该电子设备还包括用于控制器112的软件。客户请求106标识服务类型和服务动作。

服务类型标识客户希望激活或启用的IOT设备的位置和/或类型。例如，客户可以标识仓库位置中的光传感器集合。可以使用数据存储132内的针对所选择的客户的可用位置的数据存储来标识IOT设备的位置。数据存储132还可以存储在与特定客户相关联的可用位置处的IOT设备的可用类型。

服务动作标识客户为使用服务类型标识的IOT设备选择的动作。该动作可以采用多种形式，并且对于不同的实施例来说可以是不同的。例如，在一些实施例中，服务动作可以包括但不限于：1)向运行中的IOT设备请求针对当前数据的单个报告(例如，协调器104可以接收请求从冰箱中的传感器集合报告当前温度数据的请求)；2)请求报告所选择的IOT设备的当前状态(例如，协调器104可以接收请求报告湿度传感器集合的功能状态和任何错误状况的请求)；3)请求启用、禁用、开始或停止从所选择的IOT设备收集数据；4)请求启用所选择的IOT设备和与所选择的IOT设备相关联的6lo Gw之间的安全性，和/或启用6lo GW和MARS服务之间的安全性(例如，该请求可以是要启用IPSec(互联网协议安全)隧道)；5)请求6lo GW重新路由6lo GW和MARS服务之间的通信(例如，该请求可以是要通过未充分利用的网络设备来重新路由)；以及6)请求配置6lo GW，包括配置与6lo GW相关联的所选择的IOT设备(例如，配置选项可以包括校准与6lo GW相关联的所选择的IOT设备或配置与6loGW相关联的所选择的IOT设备的报告率)。参考图4描述与服务动作有关的附加细节。

在一些实施例中，客户请求106还包括子类型指示符。该子类型指示符向6lo GW指示是否向运营商108或向固定运营商110发送从以服务类型标识的IOT设备接收的数据。一些客户请求106不包括指示6lo GW返回数据的服务动作。在这种情况下，可以不指定子类型指示符。固定运营商(例如，固定运营商110)是非移动运营商，其可以从由服务类型指示的所选择的IOT设备接收数据。例如，固定运营商可以是互联网服务提供商(ISP)或云服务。

一旦协调器104接收到指示服务类型、服务动作和可选的子类型指示符的客户请求106，协调器104向控制器112传送该信息。此外，协调器104还向控制器112发送标识访间协调器104的客户的客户标识符(ID)。在一些实施例中，客户ID也称为订户ID。协调器104可以基于客户用来访问协调器104并提交客户请求106的登录信息来确定客户ID。

在一些实施例中，协调器104是驻留在与MARS服务114相同的物理网络设备上的应用。在这样的实施例中，协调器104直接与MARS服务通信，而不使用控制器112。

在一些实施例中，控制器112包括数据存储，以确定与之通信的正确MARS服务，并且以确定哪个接口或协议用于与MARS服务通信。以下将参考图6来更详细地描述控制器112的物理布局。

控制器112向MARS服务114传送服务类型、服务动作、子类型指示符(如果提供的话)和客户ID。控制器112和MARS服务114可以通过使用与客户请求106所使用的协议不同的协议的接口进行通信，并且这可能需要将包括由协调器104提供的服务类型、服务动作、客户ID和子类型标识符在内的消息转换为正确的协议。在一些实施例中，MARS服务114和控制器112之间的通信通过非移动链路层协议(例如，以太网、Wi-Fi、异步传输模式(ATM)等)。

对于每个客户请求106，MARS服务114从控制器112接收服务类型、服务动作、子类型指示符和客户ID。MARS服务确定哪个选择的6lo GW118包括以服务类型标识的IOT设备。与哪些6lo GW耦合到哪个地理位置处的哪些IOT设备有关的信息可以存储在数据存储134中。与MARS服务114通信的6lo GW和IOT设备的简档属性集合也可以存储在数据存储134中。每个所选择的6lo GW的简档属性定义所支持的通信协议、安全设置、扩展和其它配置元素的集合，以供MARS服务与所选择的6lo GW通信(例如，MARS服务可以将其从控制器112接收的服务动作转换为所选择的6lo GW可以理解的格式)。

MARS服务114基于服务类型来确定与哪个6lo GW 118通信，并且向所选择的6loGW 118发送一个或多个消息，以使该6lo GW 118基于服务类型来选择一个或多个IOT设备的集合，并且根据服务动作来配置IOT设备执行特定动作。在一些实施例中，由MARS服务向所选择的6lo GW 118发送的一个或多个消息还包括用于配置基于服务类型标识的所选择的IOT设备的IP地址的互联网协议版本6(IPv6)前缀。IPv6设备(例如，所选择的IOT设备之一)通过将前缀附加到唯一标识符来使用IPv6自动配置对该IPv6设备的IPv6地址进行配置，该唯一标识符被该设备基于IPv6邻居发现协议而确定为是唯一的。在一些备选实施例中，IOT设备的IP地址是经由基于IPv6(互联网协议版本6)的DHCP(动态主机配置协议)服务器(例如，DHCP服务器116)来指派的，而不是经由IPv6地址自动配置来指派的。在另一实施例中，可以使用IPv4来寻址IOT设备，并且MARS服务114可以使用IPv4来与这些IOT设备通信。在一些实施例中，MARS服务还可以通过提供代理服务来支持基于非IP的IOT设备。

在一些实施例中，MARS服务114利用IPv6/IPv4转换机制(例如，无状态IP/ICMP(互联网控制消息协议)转译，RFC 6145、6144；隧道经纪(brokerage)；6rd，RFC 5569、5969；传输中继转译，RFC 3142；网络地址转译64(NAT64)，RFC 6146、RFC 6877)来通过IPv4网络连接到基于IPv6的6lo GW 118。

在所选择的6lo GW 118从MARS服务接收到一个或多个配置消息之后，所选择的6lo GW 118针对所请求的服务类型向MARS服务114发送确认消息，包括向MARS服务114的配置消息接收应答。

许多服务动作使所选择的6lo GW 118和所选择的IOT设备向MARS服务114返回IOT传感器数据和/或状态数据(例如，温度传感器以某个速率来开始收集数据的服务动作)。在这些情况下，MARS服务114向运营商转发从6lo GW接收的数据。MARS服务114可以能够与多于一个的运营商通信，因为发送客户请求的每个客户可能与单独的运营商相关联。为了确定向哪个运营商发送接收到的数据，MARS服务向AAA(认证、授权和计费)服务器102发送请求，以使AAA服务器102确定它是否具有与对应于所接收客户请求106的服务类型标识符、客户ID以及所选择6loGW的IP地址相关联的记录。AAA服务器102包括将运营商标识符与服务类型标识符的唯一标识符、客户ID和所选择的6lo GW的IP地址相关联的记录。如果AAA服务器102确定记录确实存在，则MARS服务114从AAA服务器接收与特定服务类型、客户ID和6loGW地址相关联的运营商标识符。MARS服务114使用该运营商标识符来确定向哪个运营商发送从6loGW接收的数据。在一些实施例中，如果所标识的运营商是诸如运营商108之类的移动运营商，则该运营商信息是APN(接入点名称)。

在一些实施例中，每当接收到客户请求106时，MARS服务就向AAA服务器102发送这样的请求。在备选实施例中，仅当不存在可以由与所接收的客户请求106相对应的服务类型、客户ID/订户ID和6lo GW IP地址标识的会话时，MARS服务才向AAA服务器102发送这样的请求。

在一些实施例中，AAA上与唯一服务类型、客户ID和GW地址组合相对应的每条记录还包括活跃/非活跃标志，并且一旦从MARS服务114做出与该记录匹配的成功请求，记录被标记为活跃的，或者如果MARS服务114针对与该记录相对应的服务向AAA服务器102传送终止请求，则记录被标记为非活跃的。

MARS服务114可以使用诸如RADIUS(远程认证拨入用户服务)和Diameter之类的标准AAA协议来与AAA服务器通信，其中使用定制供应商扩展来请求附加信息。

在一些实施例中，MARS服务114从AAA服务器102接收附加信息，包括但不限于针对服务类型的唯一标识符、客户ID、和6lo GW地址组合的压缩配置信息、安全配置信息和服务质量(QoS)配置信息。该附加信息可以作为AAA服务器102上的属性值对而存储在数据存储130中，并且可以在客户向运营商的移动系统注册时由运营商或客户提供。

在MARS服务114接收到该附加信息之后，它可以基于该附加信息向6lo GW 118发送一个或多个配置消息。例如，MARS服务114可以向6loGW 118发送配置消息，以使6lo GW118使用指定的压缩算法(例如，deflate压缩算法)压缩从6lo GW 118向MARS服务114发送的数据，或者请求6lo GW使所选择的IOT设备对IOT设备向6lo GW 118发送的数据进行压缩。作为另一示例，MARS服务可以向6lo GW 118发送配置消息，以使6lo GW加密由6lo GW118向MARS服务114发送的任何消息。

在6lo GW 118接收到附加配置消息之后，如果来自客户请求106的服务动作指示6lo GW 118应该向MARS服务114返回数据(例如，指示开始传感器数据收集的服务动作)，则6lo GW 118可以开始向MARS服务114发回来自IOT设备的任何传感器数据或状态数据。

MARS服务114向以来自AAA服务器102的运营商标识符标识的运营商转发该从所选择的6lo GW 118接收的数据。所标识的运营商可以是移动网络运营商(例如，运营商108)。备选地，所标识的运营商可以是固定运营商(例如，固定运营商110)。

在所标识的运营商是移动运营商(例如，运营商108)的情况下，MARS服务114还与运营商108建立一个或多个隧道126。该隧道对MARS服务和运营商108之间的分组化数据进行封装。在一些实施例中，该隧道是GPRS隧道协议(GTP；3GPP TS 29.060，32.295，29.274)隧道。

在一些实施例中，MARS服务114根据以服务类型标识的数据的类型来聚合来自IOT设备的数据。数据的类型指代传感器或设备(例如，温度测量设备或开关设备)的类型。聚合指代在一段时间内将多个数据元素收集到单个数据流或元素中，或者指代针对数据的另一组织方法。使用单独的GTP隧道来向对应的运营商108发送每个聚合数据集合。在一个实施例中，即使两个聚合数据流集合的目的地运营商是相同的，如果MARS服务114已被配置为针对到运营商108的每个流创建单独的隧道，则MARS服务114可以这样做。在一个实施例中，如果要向不同的运营商发送相同类型的两个数据集合，则这两个数据集合将不会聚合在一起。

在一些实施例中，MARS服务114针对每个6lo GW 118创建GTP隧道。使用单个GTP隧道来向运营商108传送来自与6lo GW 118相关联的所有IOT设备的数据，如果该数据的目的地是该同一运营商的话。MARS服务114是针对每个6lo GW还是针对每个服务类型创建GTP隧道可以取决于移动运营商设置的策略。在一个实施例中，MARS服务114从AAA服务器102取回该策略信息。在一些实施例中，该策略包括在客户请求106中，或者可以基于客户/服务凭证从策略服务器(例如，策略和计费规则功能(PCRF)服务器)获得，并且经由协调器104和控制器112而传递给MARS服务。

一旦来自由客户请求106中的服务类型标识的IOT设备的数据到达运营商108，运营商108可以向客户转发该数据。可以经由诸如协调器104之类的应用来向客户转发和呈现数据。运营商108还可以针对数据来向客户计费，并且启用针对数据的QoS。将关于图3描述与运营商108的操作有关的进一步细节。

在一些实施例中，系统100包括多个IOT设备集合，例如IOT设备120-128。每个IOT设备集合可以是某种类型的设备(例如，温度传感器)。多个设备集合可以与单个6lo GW耦合，这取决于例如由管理员确定的配置或诸如IOT设备之间的距离之类的物理约束。多个6lo GW 118还可以与单个MARS服务114耦合。多个MARS服务模块还可以与单个运营商或单个AAA服务器耦合。以这种方式，客户可能够通过由运营商组织的中央接口来访问多个IOT设备集合。

图2示出了系统100的示例性实施例。

在图2所示的实施例中，控制器112经由专用网络以太网链路202与MARS服务114耦合。可以使用诸如基于互联网协议安全(IPSec；RFC4301、6071、2401等)的虚拟专用网络(VPN)或数据链路层安全(例如，专用VLAN)之类的技术来保护这些控制器112和MARS服务114之间的使用专用网络以太网链路202的通信。专用网络以太网链路202也用在AAA服务器102和MARS服务114之间。

MARS服务可以单独驻留在网络设备上，或者可以与移动网络的另一组件共享相同的网络设备硬件。在所描绘的实施例中，MARS服务驻留在移动网络208的边缘处的网络设备中。该网络设备可以(然而不是必须是)是建筑物聚合路由器设备、站点聚合交换设备、边缘交换设备、接入路由器或其它边缘接入设备。该网络设备还可以包括现有的3GPP移动网元，例如演进分组数据网关(ePDG；3GPP TS 23.402v12.4.0)。

MARS服务经由GTP(GPRS隧道协议；3GPP TS 29.060，32.295，29.274)隧道126耦合到运营商108，运营商108表示移动核心网关设备(比如，PDN(分组数据网络)GW)。GTP是移动网络的基于IP的协议。GTP可以与TCP或UDP一起使用。MARS服务和运营商108可以基于运营商108的规范或支持，使用各种不同的协议(比如，互联网协议(IP)、X.25或帧中继)来交换数据。这些协议由MARS服务和运营商108之间的GTP隧道封装。

在所描绘的实施例中，使用安全的专用网络以太网链路204将MARS服务114耦合到6lo GW 118。在一些实施例中，该链路不是专用的，而是公共网络(例如，互联网)中的链路。在一些实施例中，链路不是安全链路。尽管在所描绘的实施例中链路是以太网链路，但是MARS服务114和6lo GW 118之间的链路不限于以太网，并且可以使用其它链路层技术(例如，Wi-Fi(IEEE 802.11)、ATM和点到点(“PPP”；RFC 1161))来实现。在一些实施例中，当6loGW 118首次连接或重新连接到专用(或公共)网络时，6lo GW 118使用DNS服务器来发现MARS服务114的IP地址以向MARS服务注册。在注册后，MARS服务在其数据存储中存储6loGW118的IP地址。

在所描绘的实施例中，可以在MARS服务114对6lo GW 118的初始配置期间发起安全连接，如协调器104使用服务动作所指定的那样。还可以基于从AAA服务器102接收的信息来配置这种安全连接。

该安全连接可以是使用层2安全信道协议(例如，层2MPLS(多协议标签交换)VPN)实现的层2安全信道。安全连接还可以是层3安全信道，例如具有封装安全有效载荷(ESP)的IPSec隧道。在一个实施例中，控制器112基于在MARS服务114和6lo GW 118之间可用的安全协议来指定安全信道的类型。所创建的每个安全信道可以由MARS服务114使用客户ID、服务类型、隧道ID、6lo GW IP地址或其任何组合来标识。

在所描绘的实施例中，6lo GW 118驻留在移动网络208外部，并且可以不由操作MARS服务114的移动运营商拥有或运营。6lo GW 118利用安全的专用无线链路206与各种IOT设备(例如，客户的农业农场站点210上的温度传感器120和湿度传感器122)耦合。该链路可以使用任何短程或远程无线通信链路层协议或空中接口来实现。示例包括但不限于蓝牙、ZigBee(ZigBee 2004、2006、PRO)、Z波(Z-Wave联盟)、Wi-Fi(IEEE802.11)、无线个域网技术(例如，IEEE 801.15.4)和数字欧洲无绳电信(DECT)。在一个实施例中，保护6lo GW118和IOT设备120-122之间的通信。

用于保护链路206的安全性可能需要密钥来加密6lo GW和IOT设备120-22之间的通信。该密钥可以是由IOT设备的供应商提供的设备密钥，并且存储在6lo GW 118上以允许6lo GW与IOT设备通信。在一些实施例中，MARS服务114基于MARS服务114从控制器112接收的服务类型和子类型指示符来产生密钥。MARS服务114将该产生的密钥传递给6lo GW118，然后6lo GW 118结合连接的IOT设备的设备密钥来使用该产生的密钥以安全地与IOT设备通信。控制器112可以向MARS服务114发送与密钥以及如何产生密钥有关的信息、以及6loGW 118应该利用密钥来加密通信的方法(例如，控制器可以请求将密钥用作针对IOT设备和6lo GW之间的VPN连接的组密码)。在一些实施例中，使用NETCONF(网络配置协议)协议来配置安全性。

图3示出了根据一些实施例的具有MARS服务114的示例性3GPP架构300。MARS服务114经由PDN GW耦合到外部IP网络306(例如，互联网)。MARS服务114经由一个或多个GTP隧道126与PDN GW 308耦合。PDN GW 308可以实现运营商108的功能。MARS服务利用PDN GW308的各种功能。在一些实施例中，MARS服务利用PDN GW 308的离线计费功能来根据量、一天中的时间和服务类型对所发送和/或接收的数据进行计费(即，收取费用)。MARS服务还可以利用PDN GW 308的在线实时计费功能来基于服务使用实时计费。在一些实施例中，该计费经由OFCS(离线计费系统；3GPP TS 32.240)311和OCS(在线计费系统；3GPP TS 32.296)310来执行。PDN GW 308还可以针对从MARS服务114接收的数据使用专用承载(即，具有QoS属性的传输服务；在通过引用并入本文中的3GPP TS 23.107中引用)在流级上提供QoS或速率限制功能。如前所述，每个流可以与不同的服务类型和GTP隧道相对应。PDN GW 308可以支持多个APN(如通过引用并入本文中的3GPP TS 23.003中所述的)，并且可以将这暴露给MARS服务114。在这种情况下，MARS服务114可以利用PDN GW的这种多APN功能向多个分组数据网络(PDN；例如，外部IP网络)转发数据，如PDN GW 308处的每个APN中所定义的。

示例性架构300还包括ePDG(演进分组数据网关)302，ePDG 302允许3GPP系统接受来自包括SIM但却正在使用非受信连接接入移动网络的设备的数据。例如，对于具有SIM的设备310，接入网络发现和选择功能服务(ANDSF)312指示设备310接入非受信的Wi-Fi网络304。在连接到该网络时，设备310使用IPSec隧道连接到ePDG 302，在此之后ePDG 302为设备310建立到PDN GW 308的GTP隧道。ePDG 302还可以使用SIM中针对设备的标识信息来经由AAA服务器102认证和/或授权设备310。在一些实施例中，MARS服务114是与ePDG 302一起驻留在网络设备上的软件组件。

图4是示出了根据一些实施例的在6lo GW 118、控制器108、MARS 120、AAA 124和运营商130之间的用于融合IOT设备的示例性事务的网络事务图。

在402处，控制器112向MARS 114发送启动消息。该消息包括如上关于图1所述的服务类型、服务动作、子类型和客户ID。除了先前描述的服务动作之外，服务动作还可以包括到MARS服务114的与如何聚合从IOT设备接收的数据(例如，基于IOT设备类型类型来聚合)有关的指令以及用于服务感知控制的指令(例如，基于当前系统的动态感知的智能指令)。在404处，MARS服务114响应于来自控制器112的请求，向6lo GW118发送包括与服务类型和服务动作有关的信息在内的请求。在一些实施例中，该事务请求404还包括IPv6前缀信息，用于如上所述配置IOT设备的IP地址。

在406处，6lo GW 118利用以应答来确认服务类型的消息来对事务请求404做出响应。在一些实施例中，来自不同客户的两个客户请求可以具有相同的服务类型(例如，来自两个不同客户的具有针对相同传感器的不同客户ID的两个请求)。在这样的实施例中，MARS服务114还可以向6lo GW 118传递客户ID，并且在事务406处，6lo GW将向MARS服务返回客户ID，以便标识正确的客户。

在410处，MARS服务114向AAA服务器102发送认证请求，该认证请求包括客户ID的唯一标识符、服务类型和6lo GW IP地址。在一些实施例中，使用AAA服务器102所使用的认证协议中的定制扩展，该请求包括对关于连接的附加信息(例如，针对数据的压缩配置)的请求。

在412处，MARS服务114从AAA服务器102接收响应，该响应指示AAA服务器102能够定位与客户ID的唯一标识符、服务类型和6lo GW IP地址相对应的记录。在一个实施例中，事务响应412还包括从所定位的标识运营商108的记录中取回的运营商标识符。在一个实施例中，作为事务412的一部分，AAA服务器102还对经由定制扩展请求的任何附加信息进行响应。

在414处，MARS服务114使用作为事务412的一部分从AAA服务器接收的任何附加信息来配置6lo GW。这可以包括作为事务412的一部分接收的经由定制扩展而提供的附加配置信息。例如，如上面参考图1所述的，附加信息可以包括压缩配置信息、安全配置信息和QoS配置信息。作为事务414的一部分，MARS服务114可以将该附加配置信息发送给6loGW118。

在416处，MARS服务114与运营商108建立GTP隧道，以便开始传送将从6lo GW 118接收的数据。可以使用上述机制针对每种服务类型或针对每个6lo GW来创建隧道。

图5示出了根据一些实施例的与控制器112耦合并且在示例性网络中具有MARS服务的功能的网络设备570(ND)以及ND的三个示例性实现。ND 570是物理设备，且经由无线或有线连接(通常称为链路)连接到其它ND。

图5中的两个示例性ND实现是：1)专用网络设备502，其使用定制的专用集成电路(ASIC)和专有操作系统(OS)；以及2)通用网络设备504，其使用常见的现货供应(COTS)处理器和标准OS。

专用网络设备502包括联网硬件510，联网硬件510包括计算资源512(其通常包括一个或多个处理器的集合)、转发资源514(其通常包括一个或多个ASIC和/或网络处理器)、以及物理网络接口(NI)516(有时被称为物理端口)、以及其中存储有联网软件520的非暂时性机器可读存储介质518。物理NI是ND中的硬件，通过该硬件进行网络连接(例如，通过无线网络接口控制器(WNIC)以无线方式或者通过将电缆插入连接到网络接口控制器(NIC)的物理端口)。在操作期间，联网软件520可以由联网硬件510来执行，以实例化一个或多个联网软件实例522的集合。每个联网软件实例522以及联网硬件510中的执行该网络软件实例的部分(无论其是专用于该联网软件实例的硬件和/或由该联网软件实例与其它联网软件实例522暂时共享的硬件的时间片)形成单独的虚拟网元530A至530R。每个虚拟网元(VNE)530A-R包括控制通信和配置模块532A-R(有时被称为本地控制模块或控制通信模块)和转发表534A-R，使得给定的虚拟网元(例如，530A)包括控制通信和配置模块(例如，532A)、一个或多个转发表的集合(例如，534A)、以及联网硬件510的执行虚拟网元(例如，530A)的部分。

专用网络设备502通常在物理上和/或逻辑上被视为包括：1)ND控制平面524(有时被称为控制平面)，包括执行控制通信和配置模块532A至532R的计算资源512；以及2)ND转发平面526(有时被称为转发平面、数据平面、或介质平面)，包括利用转发表534A至534R的转发资源514和物理NI 516。作为ND是路由器(或实现路由功能)的示例，ND控制平面524(执行控制通信和配置模块532A-R的计算资源512)通常负责参与控制如何路由(例如，数据的下一跳和该数据的输出物理NI)数据(例如，分组)并负责在转发表534A-R中存储该路由信息，以及ND转发平面526负责在物理NI 516上接收该数据并基于转发表534A-R将该数据转发出物理NI 516中的恰当物理NI。

在ND 502上执行的联网软件520包括当由联网硬件510执行时使ND502具有与针对MARS服务114描述的功能类似的功能的指令。软件520可以包括控制器通信模块524，控制器通信模块524包括允许ND 502通过与以上针对MARS服务114和控制器112描述的功能类似的功能与控制器112通信的指令。软件520可以包括6lo通信模块522，6lo通信模块522包括允许ND 502通过与以上针对MARS服务114和6lo GW 118描述的功能类似的功能与6lo GW(例如，6lo GW 118)通信的指令。软件520还可以包括运营商通信模块528，运营商通信模块528包括允许ND 502通过与以上针对MARS服务114和运营商108描述的功能类似的功能与运营商108通信的指令。

非暂时性机器可读存储介质518还包括数据存储522。该数据存储可以提供与如以上所述的由数据存储134提供的功能类似的功能。

返回图5，通用网络设备504包括硬件540，硬件540包括一个或多个处理器542(其经常是COTS处理器)的集合和网络接口控制器544(NIC，也被称为网络接口卡)(其包括物理NI 546)以及其中存储有软件550的非瞬时机器可读存储介质548。在操作期间，处理器542执行软件550以实例化监管程序554(有时被称为虚拟机监测器(VMM))以及由监管程序554运行的一个或多个虚拟机562A-562R，它们统称为软件实例552。虚拟机是将程序运行得好像它们在物理的非虚拟化的机器上执行一样的物理机器的软件实现；以及应用一般不知道它们运行在虚拟机上还是运行在“纯金属”的主机电子设备上，然而出于优化目的，一些系统提供允许操作系统或应用能够意识到存在虚拟化的准虚拟化(para-virtualization)。每个虚拟机562A-562R以及硬件540中的执行该虚拟机的部分(无论其是专用于该虚拟机的硬件和/或由该虚拟机与虚拟机562A-562R中的其它虚拟机暂时共享的硬件的时间片)形成了单独的虚拟网元560A-560R。

在ND 504上执行的网络软件550包括当由处理器542执行时使得虚拟化网元560A-560R具有与针对MARS服务114描述的功能类似的功能的指令。软件550可以包括控制器通信模块554，控制器通信模块554包括允许虚拟网元560A-560R通过与以上针对MARS服务114和控制器112描述的功能类似的功能与控制器112通信的指令。软件520可以包括6lo通信模块522，6lo通信模块522包括允许虚拟网元560A-560R通过与以上针对MARS服务114和6lo GW118描述的功能类似的功能与6lo GW(比如，6lo GW 118)通信的指令。软件520还可以包括运营商通信模块528，运营商通信模块528包括允许虚拟网元560A-560R通过与以上针对MARS服务114和运营商108描述的功能类似的功能与运营商108通信的指令。

非暂时性机器可读存储介质548还包括数据存储552A-552R。这些数据存储与虚拟网元560A-560R中的每一个虚拟网元相对应，并且可以提供与如上所述的数据存储134提供的功能类似的功能。

虚拟网元560A-560R执行与虚拟网元530A-530R类似的功能。例如，监管程序554可以呈现虚拟操作平台，该虚拟操作平台对于虚拟机562A表现得向联网硬件510一样，且虚拟机562A可以用于实现与控制通信和配置模块532A和转发表534A类似的功能(硬件540的该虚拟化有时被称为网络功能虚拟化(NFV))。从而，NFV可以用于将很多网络设备类型统一到工业标准高容量服务器硬件、物理交换机、和物理存储器，它们可以位于数据中心、ND、和客户住宅设备(CPE)中。然而，不同实施例可以不同地实现虚拟机562A-562R中的一个或多个虚拟机。例如，尽管一些实施例示出为每个虚拟机562A-562R与一个VNE 560A-560R相对应，但是备选实施例可以在更精细级别粒度上实现该对应关系(例如，线路卡虚拟机虚拟化线路卡，控制卡虚拟机虚拟化控制卡等等)；应当理解：本文参考虚拟机与VNE的对应关系来描述的技术同样适用于使用这种更精细级别粒度的实施例。

在某些实施例中，监管程序554包括提供与物理以太网交换机类似的转发服务的虚拟交换机。具体地，该虚拟交换机在虚拟机和NIC 544之间转发业务，以及可选地在虚拟机562A-562R之间转发业务；此外，该虚拟交换机可以在不被允许彼此通信的VNE 560A-560R之间通过策略来强制执行网络隔离(例如，通过执行虚拟局域网(VLAN))。

图5中的第三示例性ND实现是混合网络设备506，其在单个ND或ND内的单个卡中包括定制ASIC/专有OS和COTS处理器/标准OS两者。在这种混合网络设备的某些实施例中，平台VM(即，实现专用网络设备502的功能的VM)可以向混合网络设备506中存在的联网硬件提供准虚拟化。

不管ND的上述示例性实现如何，当考虑由ND实现的多个VNE中的单一一个VNE时(例如，仅一个VNE是给定虚拟网络中的一部分)，或者ND当前仅实现单一VNE的情况下，缩写的术语网元(NE)有时被用于指代该VNE。此外，在所有上述示例性实现中，每个VNE(例如，VNE530A-530R、VNE 560A-560R、以及混合网络设备506中的那些VNE)在物理NI(例如，516、546)上接收数据，并且将该数据转发出物理NI(例如，516、546)中的适当的物理NI。例如，实现IP路由器功能的VNE基于IP分组中的一些IP头部信息来转发IP分组；其中，IP头部信息包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口(其中“源端口”和“目的端口”在本文中被称为协议端口，而不是ND的物理端口)、传输协议(例如，用户数据报协议(UDP)(RFC 768、2460、2675、4113、以及5405)、传输控制协议(TCP)(RFC 793和1180)、以及差异服务(DSCP)值(RFC2474、2475、2597、2983、3086、3140、3246、3247、3260、4594、5865、3289、3290、以及3317))。

图5的ND例如可以形成互联网或专用网络的一部分；以及其他电子设备(未示出，例如端用户设备，包括工作站、膝上型计算机、上网本、平板电脑、掌上上型计算机、移动电话、智能电话、多媒体电话、基于网际协议的语音(VoIP)电话、终端、便携式媒体播放器、GPS单元、可穿戴设备、游戏系统、机顶盒、支持互联网的家用电器)可以耦合到网络(直接或通过诸如接入网之类的其他网络)，以通过网络(例如，互联网或覆盖(例如，隧道传输)在互联网上的虚拟私有网络(VPN))彼此通信(直接或通过服务器)和/或访问内容和/或服务。这种内容和/或服务通常由属于服务/内容提供商的一个或多个服务器(未示出)或参与对等(P2P)服务的一个或多个端用户设备(未示出)来提供，且可以包括例如公开网页(例如，自由内容、商店前端页面、搜索服务)、私有网页(例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问网页)、和/或基于VPN的公司网络。例如，端用户设备可以耦合(例如，通过(无线或有线)耦合到接入网的客户住宅设备)到边缘ND，边缘ND耦合(例如，通过一个或多个核心ND)到其他边缘ND，该其他边缘ND耦合到担当服务器的电子设备。然而，通过计算和存储虚拟化，作为图5中ND来操作的一个或多个电子设备还可以托管一个或多个这种服务器(例如，在通用网络设备504的情况下，虚拟机562A-562R中的一个或多个虚拟机可以作为服务器操作；这对于混合网络设备506来说也将是正确的；在专用网络设备502的情况下，一个或多个这种服务器还可以运行在由计算资源512执行的监管程序上)；在该情况下，服务器被称为是与该ND的VNE同处一地。

图6示出了包括硬件640的通用控制平面设备604，硬件640包括一个或多个处理器642(其通常是COTS处理器)的集合和网络接口控制器644(NIC；也称为网络接口卡)(其包括物理NI 646)以及其中存储有集中式控制平面(CCP)软件650的非暂时性机器可读存储介质648。这种控制平面设备604可以实现控制器112的功能。

在使用计算虚拟化的实施例中，处理器642通常执行软件，以实例化监管程序654(有时被称为虚拟机监测器(VMM))和由监管程序654运行的一个或多个虚拟机662A-662R；它们统称为软件实例652。虚拟机是将程序运行得好像它们在物理的非虚拟化的机器上执行一样的物理机器的软件实现；以及应用一般意识不到它们运行在虚拟机上还是运行在“纯金属”的主机电子设备上，然而出于优化目的，一些系统提供允许操作系统或应用能够意识到存在虚拟化的准虚拟化(para-virtualization)。同样，在使用计算虚拟化的实施例中，在操作期间，在操作系统664A之上的CCP软件650的实例(示出为CCP实例676A)通常在虚拟机662A中执行。在不使用计算虚拟化的实施例中，在操作系统664A之上的CCP实例676A在“纯金属”通用控制平面设备604上执行。

操作系统664A提供基本处理、输入/输出(I/O)、以及联网能力。在一些实施例中，CCP实例676A包括网络控制器实例678。网络控制器实例678包括：集中式可达性和转发信息模块实例679(其是向操作系统664A提供网络控制器578的上下文并与各种NE通信的中间件层)、以及中间件层上的CCP应用层680(有时被称为应用层)(提供各种网络操作所要求的情报，例如协议、网络情景察觉、以及用户接口)。在更为抽象的级别上，集中式控制平面576中的该CCP应用层680使用虚拟网络视图(网络的逻辑视图)来工作，且中间件层提供从虚拟网络到物理视图的转换。

在一些实施例中，如上所述由协调器104提供的功能是驻留在非暂时性机器可读存储介质648上并且在控制平面设备604的应用层中作为协调器IOT服务应用692执行的软件。

在一些实施例中，与典型控制平面设备104的功能不同的、如上所述由控制器112提供的关于与MARS服务通信的功能是驻留在非暂时性机器可读存储介质648上并在控制平面设备604的中间件层679中作为IOT-GW配置和服务启用模块690执行的软件。

集中式控制平面576基于针对每个流的CCP应用层680计算和中间件层映射向数据平面580发送相关消息。流可以被定义为其头部与给定比特模式相匹配的分组集合；在该意义下，传统IP转发也是基于流的转发，其中，通过例如目的IP地址来定义流；然而，在其它实现中，用于流定义的给定比特模式可以在分组头部中包括更多的字段(例如，10个或更多个)。数据平面580的不同ND/NE/VNE可以接收不同消息，且从而接收不同的转发信息。数据平面580处理这些消息，并将恰当的流信息和对应动作编程到恰当NE/VNE的转发表(有时被称为流表)中，然后NE/VNE可以将进入的分组映射到转发表中表示的流，并基于转发表中的匹配来转发分组。

图7是示出了根据一些实施例的用于将IOT设备融合到移动网络中的方法的流程图。例如，方法700可以由MARS服务114执行。方法700可以通过软件、固件、硬件或其任意组合来实现。将参考其它附图的示例性实施例来描述流程图中的操作。然而，应当理解：流程图中的操作可以由本发明中除了参考其它附图描述的那些实施例之外的实施例来执行，并且参考这些其它附图讨论的实施例可以执行与参考流程图来讨论的那些操作不同的操作。

现在参考图7，在702处，MARS服务基于所接收的配置请求向与多个低功耗设备耦合的低功耗设备网关发送配置信息，其中低功耗设备网关不包括订户标识模块(SIM)。在一些实施例中，低功耗设备网关是6loGW 118，而低功耗设备是IOT设备120-128。在一些实施例中，配置信息包括基于所接收的配置请求的服务类型和服务动作，其中服务类型标识对多个低功耗设备的选择，并且其中服务动作使得低功耗设备网关执行以下至少一项：报告数据，开始数据收集，停止数据收集，以及在低功耗设备网关和网元之间建立安全通信。

在一些实施例中，配置信息还包括IP地址配置信息，并且其中在接收到IP地址配置信息时，使低功耗设备网关基于IP地址配置信息来配置对具有IP地址的多个低功耗设备的选择。在一些实施例中，从软件定义联网(SDN)控制器(例如，控制器112)接收配置请求，并且其中SDN控制器包括从客户接收针对配置请求的输入的协调器模块(例如，协调器104)。

在704处，MARS服务与AAA服务器通信以认证对多个低功耗设备的选择。在一些实施例中，该AAA服务器是AAA服务器102。在一些实施例中，与AAA服务器的通信以认证对多个低功耗设备的选择包括：MARS服务基于服务类型、客户标识符和低功耗设备网关的地址来认证对多个低功耗设备的选择，其中服务类型标识对多个低功耗设备的选择，并且其中客户标识符标识配置请求所接收自的客户帐户。在一些实施例中，与AAA服务器通信以认证对多个低功耗设备的选择包括：MARS服务从AAA服务器接收具有PDN网关的标识符的回复。

在706处，MARS服务与PDN网关建立GPRS隧道协议(GTP)隧道。在一些实施例中，PDN网关是运营商108。在一些实施例中，对于在配置请求中接收的一个或多个服务类型的集合中的每一个服务类型，MARS服务针对该服务类型建立到PDN网关的对应GTP隧道。

在708处，MARS服务从低功耗设备网关接收根据对多个低功耗设备的选择而收集的数据。在710处，MARS服务向PDN网关发送所收集的数据。在一些实施例中，MARS服务聚合要向PDN网关发送的所收集的数据，其中基于所收集的数据的类型来聚合所收集的数据。

在一些实施例中，MARS服务基于所接收的配置请求在MARS服务和低功耗设备网关之间建立安全信道。

如前所述，网关118可以使用各种电信技术与MARS 114(和其它实体)通信地耦合。例如，图2示出了将MARS 114与一个或多个网关118耦合的安全专用网络以太网链路204，并且该链路被描述为备选地利用任何数量的不同有线和/或无线通信技术。此外，图3示出了MARS 114使用逻辑SWu’接口(例如，IPSec隧道)与一个或多个网关118通信耦合，并且还经由S2b’接口(例如，一个或多个GTP隧道126)与PDN GW 308耦合。

为了进一步描述许多这样的备选配置中的一个配置，图8是示出了根据一些实施例的系统的示例性架构800的框图，该系统使用一个或多个L2/L3网络802将MARS与一个或多个网关118通信地耦合。图8类似于图2，但存在一些差异。如所示，一个或多个网关118A-118N(其不具有SIM，或者不具有用于本文所述目的的SIM)可以使用一个或多个L2或L3网络802(计算机联网的七层开放系统互连(或OSI)模型中的层2或层3，分别表示数据链路层和网络层)与MARS 114通信地耦合。该一个或多个L2或L3网络802可以包括诸如互联网之类的公共网络和/或使用例如ATM、Wi-Fi、PPP、IPv4、IPv6等的另一网络。

在一些实施例中，一个或多个网关118A-118N可以配置有(或设置有)MARS 114的网络地址或网络标识符，一个或多个网关118A-118N可以使用该网络地址或网络标识符来“连接”到MARS 114(或者简单地，向MARS 114发送数据和/或从MARS 114接收数据)。例如，在一些实施例中，一个或多个网关118A-118N配置有(或设置有)MARS 114的一个或多个可公开路由的IP地址，该IP地址可以用作为用于经由一个或多个L2或L3网络802来发送数据的目的地地址。在一些实施例中，一个或多个网关118A-118N可以设置或配置有网络标识符，该网络标识符包括域、主机名、统一资源标识符(URI)或统一资源定位符(URL)等，一个或多个网关118A-118N可以使用该网络标识符来执行DNS查找以获取MARS 114的可路由网络地址，该网络地址可以用于执行初始注册、发送数据等。

因此，在一些实施例中，一个或多个网关118可以(例如，使用互联网或其它网络)与MARS 114通信地耦合，以经由一个或多个运营商108A-108L(例如，移动网络运营商)为一个或多个用户提供聚合服务，其中每个网关118与可以位于一个或多个站点210A-210M处的一个或多个传感器120/122通信地耦合。

此外，图9示出了根据一些实施例的示例性3GPP架构900，其具有通过一个或多个L2/L3网络与一个或多个网关耦合的MARS服务114。图9类似于图3，但存在若干差异。

例如，与一个或多个IOT设备120通信耦合的6lo GW 118还使用经过诸如互联网之类的一个或多个L2/L3网络802的连接/链路904与MARS114通信地耦合。在一些实施例中，MARS 114可以经由逻辑S2a接口与(例如，运营商的)PDN GW 308通信地耦合，逻辑S2a接口可以包括支持与3GPP和非3GPP接入系统的交互的GTP隧道(例如，GTPv2隧道)。

图10是示出了根据一些实施例的用于将IOT设备与移动网络融合的流程1000的图。例如，流程1000可以由MARS服务114(例如，图9中所示的MARS服务114)执行。

在块1002处，该流程包括：基于来自客户的服务请求，从多个设备网关中选择一个或多个设备网关。所述多个设备网关与多个低功耗设备通信地耦合，并且所述多个设备网关不包括SIM或不使用SIM。

在块1004处，该流程包括：通过公共网络向所选择的一个或多个设备网关发送配置信息，以使所选择的一个或多个设备网关配置所述多个低功耗设备中的特定低功耗设备根据服务请求来执行动作。

在一些实施例中，该一个或多个设备网关是6lo GW 118，而低功耗设备是IOT设备120-128。在一些实施例中，配置信息标识服务类型和服务动作，其中服务类型标识对多个低功耗设备的选择，并且服务动作使得设备网关执行以下至少一项：报告数据、开始数据收集、停止数据收集和在设备网关和例如MARS服务114之间建立安全通信。

在一些实施例中，配置信息还包括IP地址配置信息，并且在接收到该IP地址配置信息时，使一个或多个设备网关基于IP地址配置信息来配置对具有IP地址的多个低功耗设备的选择。

在一些实施例中，该流程可以包括与AAA服务器通信以认证对多个低功耗设备的选择。在一些实施例中，该AAA服务器是AAA服务器102。在一些实施例中，与AAA服务器的通信以认证多个低功耗设备的选择包括：基于服务类型、客户标识符和设备网关的地址来认证对多个低功耗设备的选择，其中服务类型标识对多个低功耗设备的选择，并且其中客户标识符标识配置请求所接收自的客户帐户。在一些实施例中，与AAA服务器通信以认证对多个低功耗设备的选择包括：从AAA服务器接收具有PDN网关的标识符的回复。

在块1006处，该流程包括：通过公共网络从所选择的一个或多个设备网关接收由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的至少一些产生的数据，并且在块1008处，该流程包括：特定于一个或多个所请求的服务动作，与移动网络运营商的分组数据网络(PDN)网关建立一个或多个GPRS隧道协议(GTP)隧道。在一些实施例中，PDN网关是运营商108。在一些实施例中，对于在配置请求中接收的一个或多个服务类型的集合中的每一个服务类型，该流程包括针对该服务类型建立到PDN网关的对应GTP隧道。

在块1010处，该流程包括：通过一个或多个GTP隧道发送所接收的数据，以由移动网络运营商处理。在一些实施例中，所收集的数据被聚合以发送到PDN网关，其中基于所收集的数据的类型来聚合所收集的数据。

尽管在若干实施例的意义上描述了本发明，本领域技术人员将会认识到：本发明不限于所描述的实施例，而是可利用在所附权利要求的精神和范围内的修改和改变来实现。本描述因此被视为是说明性的，而非限制性的。

Claims

1.一种网络设备(570)中的方法，包括：

由所述网络设备基于来自客户的服务请求(402)从多个设备网关(118a-118c)选择(1002)一个或多个设备网关，其中，所述多个设备网关与多个低功耗设备(120/122/124/128)通信地耦合，且所述多个设备网关不包括订户标识模块SIM；

通过公共网络(802)向所选择的一个或多个设备网关发送(1004)配置信息(404)，以使所述所选择的一个或多个设备网关配置所述多个低功耗设备中的特定低功耗设备根据所述服务请求执行动作；

通过所述公共网络从所述所选择的一个或多个设备网关接收(1006)由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的至少一些产生的数据；

特定于一个或多个所请求的服务动作，与移动网络运营商(108)的分组数据网络PDN网关(308)建立(1008)一个或多个GPRS隧道协议GTP隧道(126)；以及

通过所述一个或多个GTP隧道发送(1010)所接收的数据，以由所述移动网络运营商处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述一个或多个GTP隧道包括多个GTP隧道；

所接收的数据的第一部分通过所述多个GTP隧道中的第一GTP隧道发送，以由所述移动网络运营商处理；以及

所接收的数据的第二部分通过所述多个GTP隧道中的第二GTP隧道发送，以由所述移动网络运营商处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述服务请求标识多个服务类型，所述多个服务类型中的每一个服务类型标识能够用于标识所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的物联网IOT设备的位置或类型，所接收的数据的所述第一部分与所述多个服务类型中的第一服务类型相对应，并且所接收的数据的所述第二部分与所述多个服务类型中的第二服务类型相对应。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个GTP隧道中的每一个GTP隧道是第三代合作伙伴计划3GPP S2a接口(926)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述公共网络包括互联网。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的所述至少一些包括传感器设备(120a-120n/122a-122n)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述传感器设备是温度传感器设备(120a-120n)或湿度传感器设备(122a-122n)，并且所接收的数据包括由所述温度传感器设备或湿度传感器设备产生的数据值。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述服务请求标识服务动作，所述服务动作是启用、禁用、开始或停止从所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备收集数据，并且所述配置信息基于所标识的服务行动。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述服务请求还标识服务类型，所述服务类型标识能够用于标识所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的IOT设备的位置或类型，所述服务请求不包括所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的标识符，并且从所述多个设备网关中选择一个或多个设备网关基于所述服务请求的所标识的服务类型。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述服务请求还标识子类型字段的服务子类型值，所述子类型字段标识由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的所述至少一些产生的数据的接收方，并且所述服务请求的所标识的服务子类型值标识所述移动网络运营商。

11.一种具有指令的非暂时性计算机可读存储介质(518/548/648)，所述指令在由网络设备(570)的处理器(512/542/642)执行时，使得所述网络设备执行包括以下各项的操作：

基于来自客户的服务请求(402)从多个设备网关(118a-118c)选择(1002)一个或多个设备网关，其中，所述多个设备网关与多个低功耗设备(120/122/124/128)通信地耦合，且所述多个设备网关不包括订户标识模块SIM；

12.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中：

所述一个或多个GTP隧道包括多个GTP隧道；

13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述服务请求标识多个服务类型，所述多个服务类型中的每一个服务类型标识能够用于标识所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的物联网IOT设备的位置或类型，所接收的数据的所述第一部分与所述多个服务类型中的第一服务类型相对应，并且所接收的数据的所述第二部分与所述多个服务类型中的第二服务类型相对应。

14.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述多个GTP隧道中的每一个GTP隧道是第三代合作伙伴计划3GPP S2a接口(926)。

15.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述公共网络包括互联网。

16.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的所述至少一些包括传感器设备(120a-120n/122a-122n)。

17.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述服务请求标识服务动作，所述服务动作是启用、禁用、开始或停止从所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备收集数据，并且所述配置信息基于所标识的服务行动。

18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述服务请求还标识服务类型，所述服务类型标识能够用于标识所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的IOT设备的位置或类型，所述服务请求不包括所述多个低功耗设备中的所述特定低功耗设备的标识符，并且从所述多个设备网关中选择一个或多个设备网关基于所述服务请求的所标识的服务类型。

19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述服务请求还标识子类型字段的服务子类型值，所述子类型字段标识由所述多个低功耗设备中的所配置的特定低功耗设备中的所述至少一些产生的数据的接收方，并且所述服务请求的所标识的服务子类型值标识所述移动网络运营商。

20.一种设备(570)，包括：

一个或多个处理器(512/542/642)；以及

具有指令的非暂时性计算机可读存储介质(518/548/648)，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行包括以下各项的操作：