CN100418321C - 用于跟踪gprs隧道协议资源的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于跟踪GTP-U用户消息保留资源的设备和方法，该GTP-U用户消息是在SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN(GPRS网关服务节点)传送的，该设备和方法使用用于被跟踪用户的TEID来设置用于GTP-U的保留资源的跟踪功能，并且通过检测在其中设置有跟踪功能的GTP-U来输出用于保留资源的信息。本发明通过隔离产生相应攻击的接口，有效地管理了从SGSN产生的分组事故和通过在互联网上GTP-U的DDOS攻击。作为结果，系统通过以跟踪功能持续时间和跟踪临界值自动停止GTP-U跟踪，而防止了管理性能降低。

Description

用于跟踪GPRS隧道协议资源的设备和方法

本申请要求于2003年3月12日提交的韩国申请Nos.P2003-0015526和于2004年1月15日提交的P2004-0002962的权益，并就如同把它们完全在这里提出一样来将它们合并在这里。

技术领域

本发明通常涉及一种通信系统，并且更为特别的，是一种用于跟踪GPRS隧道协议资源的设备和方法，其通过跟踪在SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN之间传送的GTP用户消息的分配的资源，来管理从外部到GGSN的DDOS(分布式拒绝服务)(Distributed Denial ofService)攻击或特定用户的分组传输误码。

背景技术

通常，将移动通信系统分为提供诸如互联网连接服务的分组交换机和提供常规电话网络连接的电路交换机。这些连接将在下面更详细的描述。

图1示出了现有技术的分组类型的移动通信系统。如图1所示，分组类型的移动通信系统包括：互联网协议网络5，GGSN：网关GPRS(通用分组无线业务)支持节点20，SGSN：服务GPRS支持节点10，RNS：无线网络子系统6，HLR：归属位置寄存器4，网络管理中心3，以及无线网络子系统管理中心2。

GGSN执行用于建立和互联网协议网络的连接的网关功能。SGSN和GGSN通过GPRS网络连接，以管理以分组模式的移动系统1的移动性并且执行分组交换机的功能。HLR和SGSN连接，以管理分组业务用户的管理预订信息和位置信息。RNS管理无线资源、分配业务信道、并且向/从移动系统发送/接收数据。网络管理中心和无线网络子系统管理中心执行诸如跟踪和监视分组呼叫的功能。

图2示出了现有技术的GTP资源跟踪系统，其用于在每当接收到来自SGSN10或互联网协议网络5的GTP控制消息(GPRS隧道协议控制消息，以下省略为“GTP-C”)时跟踪呼叫并发送呼叫到运营者。这个系统包括GGSN20，其和外部分组数据网络(互联网)直接连接，用以执行隧道和路由功能。SGSN和GGSN通过GPRS连接，以管理分组类型移动系统的移动性，并且执行分组交换机的功能。MMI(人机接口)30用作在运营者和GGSN之间的接口，其用于特定用户的相应呼叫的呼叫跟踪请求信号和呼叫跟踪信息。

更为特别的，如图2所示，GGSN包括：呼叫跟踪单元24，呼叫管理器26，以及跟踪信息DB25。跟踪信息DB存储在进程中的呼叫跟踪的信息。当通过MMI接收到来自运营者的用于特定用户的呼叫跟踪请求信号时，呼叫跟踪单元跟踪相应的GTP-C，并且向运营者报告由相应消息保留的资源信息(在下面省略为GTP资源信息)。换句话说，在接收到来自运营者的呼叫跟踪请求信号时，呼叫跟踪单元通过将包括在相应消息中的跟踪目标用户的标识信息(在下文中省略为“跟踪信息”)存储进跟踪信息DB，来设置GTP-C跟踪功能，并且当接收到来自呼叫管理器的GTP资源信息时，呼叫跟踪单元通过MMI向运营者报告GTP资源信息。

呼叫管理器26在SGSN和GGSN之间产生隧道，当通过所产生的隧道接收到GTP-C时，通过搜索跟踪信息DB来确认是否设置了用于相应用户的GTP-C跟踪功能，并且如果设置了GTP-C跟踪功能，就将相应的GTP资源信息发送到呼叫跟踪单元。在这个情况中，通过呼叫跟踪单元将跟踪信息存储进跟踪信息DB，并且由呼叫管理器搜索存储进跟踪信息DB的跟踪信息。

但是，在现有技术的GTP资源跟踪方法中存在问题。例如，在基于CS(电路服务)的情况中，因为仅对语音消息用户的呼叫进行管理，因此，仅仅跟踪了相应于GTP-C的信号消息。因此，因为在信令步骤分配的资源在发送语音数据过程中没有改变，因而不能跟踪所有信息。

但是，在基于PS(分组服务)的情况中，在信令步骤确定的资源可能不象现有技术中基于CS情况那样是固定的，而是可能在发送数据的过程中改变。因此，当仅对GTP-C实行呼叫跟踪时，对GTP-U(其是从SGSN产生的当前用户数据)或对GTP-U消息(其是通过互联网接收的)的跟踪不是从在交换机中保留的资源中实行的。

当在从SGSN发送的分组中发生事故，对于交换机的运营者来说，因为难以精确确定哪个接口单元具有事故，因此难以查找出现问题的故障。

另外，在从互联网传送的GTP-C的情况中，当相应消息遭到DDOS攻击时，不能标识出被攻击的接口。因此，不可能进行快速的故障查找，并且会产生损害交换机的安全性和可靠性的严重问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于跟踪GPRS隧道协议资源的设备和方法，其可以基本上避免因为现有技术的限制和缺点产生的一个或多个问题。

本发明的另一个目的是提供一种用于跟踪GPRS隧道协议资源的设备和方法，其通过使用被跟踪用户的TEID来跟踪真实用户的GTP-U，以实现对分配给GTP-U的GTP资源的确证。

为实现本发明的这些和其它目的和优点，根据一个实施例，本发明提供一种用于跟踪GPRS隧道协议资源的设备，该设备包括：呼叫跟踪单元，其用于通过MMI接收来自运营者的呼叫跟踪的命令，并执行呼叫跟踪；呼叫跟踪DB，其用于存储当前处理的呼叫跟踪数据；GTP-U跟踪单元，其用于向呼叫跟踪单元报告GTP-U消息；SGSN接口单元，其用于接收从SGSN输出的GTP-U消息；以及互联网接口单元，其用于发送在GTP-U跟踪单元进行路由的GTP-U消息。

该用于跟踪GTP资源的设备进一步包括：呼叫管理器，其用于和SGSN一起工作和为用户设置呼叫，当接收到GTP-C时在跟踪信息DB中搜索是否设置了用于相应用户的GTP-C跟踪功能，将相应的GTP-C跟踪信息发送到呼叫跟踪单元，并且在GTP-U的跟踪过程中发送是否取消了用于被跟踪用户的呼叫，以及将相应用户的会话终止发送到GTP-U跟踪单元。

GTP-U跟踪单元包括：呼叫跟踪接口单元，其用于处理并发送GTP-U数据跟踪的结果和从呼叫跟踪单元请求的消息；TEID转换器，其用于对从呼叫跟踪接口单元接收的IMSI或IP进行转换；跟踪负载控制器，其用于使交换机的附属、从GTP-U数据跟踪产生的附属最小化；GTP-U业务检测器，其用于检测在SGSN接口单元和互联网接口单元之间、用于跟踪由运营者请求的GTP-U的业务；以及GTP-U跟踪DB，其用于存储用于映射IMSI和TEID的信息以及其它相应跟踪的信息。

根据另一实施例，本发明提供了一种用于在分组交换机处跟踪在SGSN和SDSN之间传送的GTP资源的方法，其中该分组交换机具有：SGSN、呼叫跟踪单元、呼叫管理器和具有跟踪信息DB和GTP-U跟踪单元的GGSN，该方法包括下面的步骤：通过使用被跟踪用户的TEID来设置用于用户消息保留资源的跟踪功能；以及通过检测结合有一组跟踪功能的用户消息来输出用于相应资源的信息。

在这个情况中，设置跟踪信息的步骤包括：第一步骤，其中呼叫跟踪单元通过将从运营者接收的用户跟踪信息发送到GTP-U跟踪单元，来请求GTP用户消息跟踪功能注册；第二步骤，其中GTP-U跟踪单元使用跟踪信息来对分配给用户的TEID执行映射；第三步骤，其中GTP-U跟踪单元使用GTP-U跟踪单元来注册GTP用户消息跟踪功能并发送到呼叫跟踪单元；以及第四步骤，其中呼叫跟踪单元在跟踪信息DB中存储TEID和跟踪信息。

设置跟踪功能的步骤进一步包括：在第一步骤之后的一个步骤，其中GTP-U跟踪单元将对注册GTP用户消息跟踪功能请求的应答消息发送到呼叫跟踪单元。

设置跟踪功能的步骤进一步包括一个步骤，其中当在预先确定的时间里没有来自GTP-U跟踪单元的、对注册GTP用户消息跟踪功能请求应答消息时，呼叫跟踪单元向运营者通知设置GTP用户消息跟踪功能失败。

在第二步骤，如果当对分配给用户的TEID进行映射时没有存在用于用户的呼叫，则GTP-U跟踪单元将以注册GTP用户消息跟踪功能请求的应答消息发送到呼叫跟踪单元，并且呼叫跟踪单元向运营者通知设置GTP用户消息跟踪功能失败。

跟踪信息包括：用户的IMSI和IP地址，用于命令用户消息跟踪的跟踪类型，以及跟踪临界值，也就是，被跟踪用户的消息的最大数量。

跟踪类型包括：指示SGSN记录类型的2比特，以及根据2比特的SGSN记录类型划分为呼叫监视、呼叫跟踪、以及用于跟踪的用户消息的跟踪类型。

将跟踪信息、TEID和是跟踪消息数量的跟踪计数值存储在跟踪信息DB中。

在注册TEID中，GTP-U跟踪单元包括转换从呼叫跟踪单元接收的跟踪信息(IMSI或IP)、且存储转换的TEID和跟踪信息、以及激活相应TEID字段的跟踪标记的步骤。

输出保留资源信息的步骤包括：确认传送的用户消息的TEID的步骤；通过搜索TEID表来确认是否激活了已确认TEID的跟踪标记的步骤；当激活了跟踪标记时，将用户的保留资源信息和TEID一起发送到呼叫跟踪单元的步骤；以及通过使用来自呼叫跟踪单元的TEID将保留的资源信息输出到运营者的步骤。

保留的资源信息包括：传送的用户消息的AMA数量，接口数量，VPI/VCI，链路频带，指导数据流方向的值，以及跟踪计数值。

输出保留资源信息的步骤包括：通过搜索跟踪信息DB来确认是否存储了TEID的步骤；当资源信息存储在TEID中时，映射相应于TEID的用户跟踪信息并且将资源信息输出到运营者的步骤；增加在呼叫跟踪信息中的跟踪计数值并且和存储的跟踪临界值比较的步骤；以及当跟踪计数值和跟踪临界值相同时删除在跟踪信息DB中的TEID和相应跟踪信息的步骤。

对每一上行流和下行流分开执行跟踪计数值和跟踪临界值的比较，并且当上/下行流中一个的跟踪计数值和跟踪临界值相同时，从跟踪信息DB中删除TEID和相应的跟踪信息。

如果存在用于保持在跟踪信息中相应跟踪功能的时间信息，则进一步包括当从呼叫跟踪单元接收到TEID时相应于持续时间来操作计时器的步骤。

当终止计时器时，呼叫跟踪单元通过从跟踪信息DB中删除相应跟踪信息的TEID，来取消相应用户消息的跟踪功能。如果取消了用于用户的呼叫，则进一步包括取消该组跟踪功能的步骤。

取消跟踪功能的步骤包括：将会话终止通知发送到呼叫跟踪单元的步骤，其中该会话终止通知具有对其呼叫已在呼叫跟踪单元被取消的用户的标识信息；以及通过使用在跟踪信息DB的标识信息来删除在跟踪信息DB中相应TEID和跟踪信息的方式来取消用户消息跟踪功能的步骤。

本申请要求于2003年3月12日提交的韩国申请Nos.P2003-0015526和于2004年1月15日提交的P2004-0002962的权益，并就如同把它们完全在这里提出一样来将它们合并在这里。

应该了解前面的本发明的一般描述和下面的本发明的详细描述都是示例性和说明性的，并且意在提供本发明如权利要求所述的进一步的解释。

附图说明

图1是一方框图，示出了现有技术的分组类型的移动通信系统。

图2是一方框图，示出了现有技术的GTP资源跟踪系统。

图3A是一方框图，示出了根据本发明的一个实施例的GTP资源跟踪系统，并且图3B是一方框图，详细示出了图3A的GTP-U跟踪单元。

图4是一方框图，示出了根据本发明的一个实施例的跟踪信息DB的结构。

图5示出了根据本发明的用于跟踪GTP-U的流程图。

图6是一流程图，示出了用于设置在图5中的GTP-U跟踪功能的呼叫跟踪单元。

图7是一流程图，示出了用于设置在图5中的GTP-U跟踪功能的GTP-U跟踪单元。

图8示出了用于图5的GTP-U的GTP-U跟踪单元的流程图。

图9是一流程图，示出了用于输出图5的GTP资源信息的GTP跟踪单元。

图10示出了根据本发明的一个实施例的用于对跟踪GTP-U进行控制的流程图。

具体实施方式

图3A示出了根据本发明的一个实施例的GTP资源跟踪系统，并且图3B示出了图3A的GTP-U跟踪单元。如图3A所示，GTP-C跟踪系统包括：SGSN接口单元21，GTP-U跟踪单元22，互联网接口单元23，呼叫跟踪单元24，呼叫管理器26，以及跟踪信息DB25。

SGSN接口单元21接收从SGSN10输出的GPRS隧道协议用户消息(在下文中是“GTP-U”)。GTP-U跟踪单元22通过对经由SGSN接口单元接收的GTP-U消息进行路由来跟踪GTP-U消息，将跟踪的GTP消息报告给呼叫跟踪单元24。互联网接口单元23将从GTP-U跟踪单元路由的GTP-U消息发送到互联网网络5。

呼叫跟踪单元24不仅通过MMI30接收来自运营者的用于特定用户的呼叫跟踪请求信号，还接收GTP-C和GTP-U的跟踪请求信号，其用于跟踪特定用户的GTP-C和GTP-U的分配资源。

当接收GTP-C时，呼叫管理器26和SGSN10一起工作，并产生在SGSN10和GGSN20之间的隧道，并且设置用于用户的呼叫。在这个实例中，呼叫管理器26通过搜索跟踪信息DB25来确认是否设置了GTP-C跟踪功能，并且如果设置了跟踪功能，就将相应的GTP资源信息发送到呼叫跟踪单元24。在接收GTP-U时，呼叫管理器26测定是否取消了用于用户进行跟踪的呼叫，像取消了用户的呼叫一样将相应用户的呼叫会话终止发送到GTP-U跟踪单元，并且指导跟踪终止。

在这个情况中，如图3B所示，GTP-U跟踪单元22包括：TEID(隧道端点标识符)(Tunnel Endpoint Identifier)转换器31，GTP-U业务检测器32，呼叫跟踪接口单元33，跟踪负载控制器34，以及GTP-U跟踪DB35。

TEID转换器31执行将IMSI(国际移动用户标识符)或IP(互联网协议)转换为TEID的功能。

呼叫跟踪接口单元33执行管理和发送GTP-U数据跟踪结果或向呼叫跟踪单元24请求的消息的功能。

跟踪负载控制器33执行使从跟踪GTP-U数据产生的交换机的附属(subordination)最小化的功能。GTP-U业务检测器32执行检测在SGSN接口单元21和互联网接口单元23之间业务的功能，以跟踪由运营者请求的GTP-U。

GTP-U跟踪DB35存储用于映射IMSI和TEID的信息和用于相应的跟踪的其它信息。

下面将解释根据本发明的一个实施例的由GTP跟踪设备执行的跟踪方法。首先，在下面简单描述用于呼叫跟踪(GTP-C)的技术。在接收GTP-C跟踪请求消息时，呼叫跟踪单元24分析接收到的GTP-C跟踪请求消息，将经过分析的信息存储进跟踪信息DB25，并且将GTP-C跟踪功能成功消息通过MMI30发送到运营者。

呼叫管理器26通过搜索跟踪信息DB25来确认是否设置了GTP-C跟踪功能。当设置了相应的功能时，如果跟踪类型是呼叫跟踪，则呼叫管理器26就将接收的GTP-C发送到呼叫跟踪单元24，或者如果跟踪类型是呼叫监视，则在移除相应的呼叫之后，呼叫管理器26将用户的通信结束时间和位置信息发送到呼叫跟踪单元24。

另外，在接收GTP-C时，呼叫跟踪单元24将当前处理的呼叫的状态报告给运营者，并且在移除相应呼叫时将接收到的用户通信结束时间和位置信息报告给运营者。

下面将描述GTP-U跟踪。GTP-U跟踪请求信号包括跟踪信息。跟踪信息包括：诸如IMSI或IP地址的信息、跟踪类型、跟踪临界值，并且进一步包括：跟踪功能持续时间的信息。IMSI是用户识别号码，并且IP是分配给相应的用户来通过互联网进行呼叫的地址。跟踪类型指的是执行相应跟踪的方法。在跟踪GTP-U的情况中，SGSN10记录类型比特的优选设置如表1所示。

跟踪类型	比特4	比特3	比特2	比特1
					GTP-U跟踪	0	1	1	1

表1

换句话说，跟踪类型指的是：当将SGSN记录类型比特3和4设置为0和1时的呼叫监视的情况、当将它们设置为0和0时的呼叫跟踪的情况、以及当将它们设置为1和0时的GTP-U跟踪情况。

用于跟踪的临界值是用于在GTP-U跟踪期间限制被跟踪的消息数量的参数，并且根据消息的业务方向将其分为上行流临界值和下行流临界值。

上行流临界值是从SGSN10传送到互联网的跟踪目标消息的最大数量，并且下行流临界值是从互联网传送到SGSN10的跟踪目标消息的最大数量。当被跟踪消息的数量(计数值)达到跟踪临界值时，跟踪临界值结束在相应方向中的跟踪GTP-U。

跟踪功能持续时间是用于系统性能的、防止过分跟踪GTP-U的参数，并且特别地相应于GTP-U跟踪的持续时间来进行动作。如果超过跟踪功能持续时间，即使在消息的数量低于跟踪临界值时，也结束GTP-U跟踪。

本发明的呼叫跟踪单元24将在接收的跟踪信息中的IMSI、或IP地址、或跟踪临界值发送到GTP-U跟踪单元22，从而请求GTP-U跟踪功能注册。当注册了跟踪功能时，呼叫跟踪单元还将GTP-U跟踪功能注册的响应报告给MMI30，并且通过MMI30将GTP资源信息报告给运营者，这是通过当接收到来自GTP-U跟踪单元22的GTP资源信息(也就是，GTP-U跟踪的结果)时映射GTP资源信息、跟踪目标用户的IMSI或IP地址来达成的。

TEID识别分配给在SGSN10的GTP层和SGSN接口单元21之间的每一呼叫的多个虚拟隧道。

图4示出了根据本发明的跟踪信息DB35的优选结构。GTP-U跟踪DB存储跟踪信息索引、被跟踪用户的IMSI、IMSI的数字数量(IMSI_CNT)、IP地址(IP_ADDR)、跟踪类型(TRC_TYPE)、映射到从呼叫管理器26接收的IMSI或IP地址的TEID、跟踪计数值(上行/下行流CNT)、以及跟踪临界值(上行/下行流LMT)、和在当从运营者接收到跟踪功能持续时间时的相应持续时间中和接收的跟踪功能持续时间中操作的计时器标识符(TIMER_ID)。

根据本发明的GTP-U跟踪DB35优选的包括分开的DB，其不同于用于跟踪常规GTP-C的跟踪信息DB25。

GTP-U跟踪单元22使用在表2中的TEID来对从SGSN接口单元21接收到的GTP-U执行路由，从而将接收的GTP-U通过接口23发送到互联网(在附图中没有示出)，或者对通过互联网接口单元23接收的GTP-U来执行路由，从而将接收的GTP-U通过SGSN接口单元21发送到SGSN10。

TEID

IP地址

QoS

流的频带(上行/下行)

跟踪标记

跟踪临界值

跟踪计数值

表2

当检测到具有TEID的GTP-U时，GTP-U跟踪单元22还将与跟踪临界值相等的GTP资源信息发送到呼叫跟踪单元24，同时增加跟踪计数值。

在这个实例中，当跟踪计数值和跟踪临界值相同时，GTP-U跟踪单元22停用(inactivate)跟踪标记，并且通过删除跟踪计数值和跟踪临界值来移除相应的GTP-U跟踪功能。GTP资源信息优选的包括如表3所示的信息。

字段	内容
		CNT	向呼叫跟踪单元报告对上行/下行流的计数
STREAMDIR	流的方向
		AMA NO	SGSN接口单元/SGSN接口单元的AMA(ATM管理装备)数量
INF NO	SGSN接口单元/互联网接口单元的接口数量
		PROT NO	SGSN接口单元/互联网接口单元的端口数量
VPI/VCI	SGSN接口单元/互联网接口单元的VPI/VCI数量
		LINK BW	SGSN接口单元/互联网接口单元的上行/下行流链路频带

表3

图5是一流程图，其用于描述GTP-U的跟踪动作。参考图5，呼叫跟踪单元24通过MMI30接收来自运营者的、包括在被跟踪用户的跟踪信息中的GTP-U跟踪请求信号(S510)。之后单元24将从运营者接收的跟踪信息和包含在从GTP-U跟踪单元22接收的GTPU跟踪功能注册的响应消息中的TEID存储到跟踪信息DB25，从而根据GTP-U跟踪请求信号来设置GTP-U跟踪功能(S520)。

换句话说，呼叫跟踪单元24把在跟踪信息中的IMSI或IP地址和跟踪临界值，将它们发送到GTP-U跟踪单元22的呼叫跟踪接口单元33，从而向GTP-U跟踪单元请求GTP-U跟踪功能注册、或将从呼叫跟踪单元24接收的IMSI和IP地址转换为TEID，存储相应于TEID的GTP-U跟踪功能注册数据，并且将GTP-U跟踪功能注册的响应信息发送到呼叫跟踪单元24。呼叫跟踪单元24通过把从运营者接收的跟踪信息和包含在从GTP-U跟踪单元22接收的GTP-U跟踪功能注册的响应信息中的TEID存储到跟踪信息DB25的方式，根据运营者的GTP-U跟踪请求，来设置GTP-U跟踪功能。

同时，GTP-U跟踪单元22跟踪通过SGSN接口单元21和互联网接口单元23传送的GTP-U，并且当检测到被跟踪的GTP-U时，将由相应GTP-U消息保留的GTP资源信息发送到呼叫跟踪单元24(S530)。之后，呼叫跟踪单元24将接收的GTP资源信息通过MMI30报告给运营者(S540)。

下面根据设置GTP-U跟踪功能和输出跟踪及GTP资源信息来描述GTP-U跟踪的动作。

首先，将GTP-U跟踪功能的设置方法划分为通过使用IMSI或IP地址(呼叫跟踪单元)的一个设置过程和通过使用TEID(GTP-U跟踪单元)的另一设置过程。

图6是一流程图，示出了由呼叫跟踪单元24为设置图5中的GTP-U跟踪功能而进行的优选步骤。首先，呼叫跟踪单元24通过MMI30接收来自者的GTP-U跟踪请求消息(S610)。GTP-U跟踪请求消息包括IMSI或IP地址(也就是，用于被跟踪用户的跟踪信息)、跟踪临界值、以及用于限制相应跟踪时间的跟踪功能持续时间。

呼叫跟踪单元24对在GTP-U跟踪功能注册请求消息(CallTraceEstReg信号)中的IMSI或IP地址进行存储，并且将跟踪信息发送到GTP-U跟踪单元22，从而请求GTP-U跟踪功能注册(S621)。在这个情况中，呼叫跟踪单元24把暂停时间的长度设置为等于TMR1，其用于检测在预先确定的时间内是否从GTP-U跟踪单元22接收了响应消息。

在接收来自GTP-U跟踪单元22的、相应于GTP-U跟踪功能注册请求的GTP-U跟踪功能注册响应消息时(S622)，呼叫跟踪单元24搜索存储在响应消息中的结果值，并且如果注册值是注册成功(GTP-U跟踪标记是有效的)，就相应于包括在来自运营者的跟踪信息中的跟踪功能持续时间来操作计时器(S623，S624)。

换句话说，当GTP-U跟踪功能注册是成功的时，将存储从GTP-U跟踪单元22接收的TEID的计时器终止信号和跟踪功能持续时间一起注册到OS中，使得可以接收到报告跟踪功能持续时间终止的计时器终止信号。

在这个实例中，当计时器终止信号的注册失败时，呼叫跟踪单元24向运营者报告设置GTP-U跟踪功能是失败的(S626)。

通过存储从运营者接收的跟踪信息和包含在从GTP-U跟踪单元22接收的GTP-U跟踪注册响应消息中的TEID的方式，根据运营者的GTP-U跟踪请求，来设置GTP-U跟踪功能(S625)。

同时，当没有来自GTP-U跟踪单元22的、对GTP-U跟踪功能注册请求的响应消息时，或者对相应的GTP-U跟踪功能注册请求的响应消息的结果值是指示出注册失败的值(FAIL)时(S623)，将设置GTP-U跟踪功能的失败报告给运营者(S626)。

图7是一流程图，示出了用于设置图5中的GTP-U跟踪功能的GTP-U跟踪单元。参考图7，GTP-U跟踪单元22通过呼叫跟踪接口单元33接收来自呼叫跟踪单元24的GTP-U跟踪功能注册请求消息(S631)，并且之后呼叫跟踪接口单元33通过将来自在相应消息中包含的跟踪信息的IMSI或IP地址进行解码来确认用于相应的用户的呼叫是否存在(S632，S633)。

作为上述确认的结果，在存在相应呼叫的情况中，呼叫跟踪接口单元33向TEID转换器31请求对相应于IMSI或IP地址的TEID进行转换，并且TEID转换器31应答呼叫跟踪接口单元33，从而映射IMSI或IP地址(S634)。

呼叫跟踪接口单元33通过向GTP-U业务检测器32提供TEID和跟踪信息来设置GTP-U跟踪功能，并向GTP-U业务检测器32请求GTP-U跟踪功能注册，并且将诸如映射的TEID和跟踪信息(跟踪临界值)的GTP-U跟踪注册数据存储(S635)到GTP-跟踪DB35(S635)。

在如上述设置了GTP-U跟踪功能注册之后，GTP-U跟踪单元22的呼叫跟踪接口单元33把指示出注册成功的结果值(SUCCESS)设置到GTP-U跟踪功能注册响应消息，并且将GTP-U跟踪功能注册响应消息和TEID一起发送到呼叫跟踪单元24(S636)。

作为对用于用户的呼叫是否存在的步骤中的确认结果(S633)，当呼叫不存在时，呼叫跟踪接口单元33把指示注册失败的结果值(FAIL)设置在GTP-U跟踪功能注册响应消息上，并且将GTP-U跟踪功能注册消息发送到呼叫跟踪单元24(S637)。

图8是一流程图，示出了用于图5中的GTP-U的GTP-U跟踪单元22。参考图8，当从呼叫跟踪接口单元33接收了关于GTP-U跟踪功能注册的TEID和跟踪信息(跟踪临界值)时(S641)，GTP-U跟踪单元22的GTP-U业务检测器32在如表2所示的TEID表中相应于所接收TEID的跟踪临界值字段中存储接收的跟踪信息，并且激活相应的跟踪标记(S642)。

GTP-U跟踪单元22的GTP-U业务检测器32通过SGSN接口单元21和互联网接口单元23接收传送的GTP-U，并且确认相应消息的TEID(S643)，而且GTP-U业务检测器32通过在TEID表中以搜索密钥搜索确认的TEID，来确认是否激活了用于相应TEID的跟踪标记(S644)。

作为上述确认的结果，当激活相应的TEID的跟踪标记时，将如图5所示的GTP资源信息和TEID存储在GTP资源信息消息上。将GTP资源信息消息发送到呼叫跟踪接口单元33，并且之后呼叫跟踪接口单元33将GTP资源信息和相应TEID一起发送到呼叫跟踪单元24。

在这个情况中，呼叫跟踪接口单元33将用于允许跟踪消息输出的允许请求信号发送到跟踪负载控制器24。跟踪负载控制器34接收允许请求信号并确认跟踪允许，将被跟踪消息的数量写入GTP-U跟踪DB35，并且应答呼叫跟踪接口单元33，以允许跟踪消息的输出。

呼叫跟踪接口单元33把TEID表的相应跟踪计数值增加1(S647)，比较跟踪计数值和相应的跟踪临界值(S648)，当跟踪计数值和相应的跟踪临界值不同时，执行下一个GTP-U检测(S644)，或者当跟踪计数值和相应的跟踪临界值相同时，删除跟踪计数值和跟踪临界值，并且通过停用跟踪标记来终止GTP-U跟踪动作(S649)。

优选的，对于每一上行流和下行流分开进行跟踪计数值和跟踪临界值的比较。因此，当上行/下行流中的一个的跟踪计数值等于跟踪临界值时，相应流的GTP-U跟踪动作被终止。

图9是一流程图，示出了用于输出图5的GTP资源信息的呼叫跟踪单元优选步骤。参考图9，对于当相应于跟踪功能持续时间的计时器没有终止的时间阶段(S661)，呼叫跟踪单元24通过使用搜索密钥搜索包括在从GTP-U跟踪单元22接收的GTP资源信息消息中的相应TEID是否存储在跟踪信息DB25上(S662，S663)。

作为搜索的结果，当TEID没有存储在跟踪信息DB25上时，呼叫跟踪单元24中止(abort)接收的GTP资源信息消息，并且当TEID存储在跟踪信息DB25上时，通过MMI30将映射到TEID的IMSI或IP地址和包含在GTP资源信息消息中的GTP资源信息一起输出到运营者(S664)。

在这个情况中，GTP资源信息包括存储在GTP-U跟踪单元22的TEID表中的跟踪计数值，并且该跟踪计数值和存储在跟踪信息DB25中的跟踪计数值的值相同。但是，当因为GTP-U跟踪单元22和呼叫跟踪单元24的不一致而使跟踪计数值彼此不同时，GTP资源信息具有存储在跟踪信息DB上的跟踪计数值。

输出GTP资源信息的呼叫跟踪单元24使跟踪信息DB25的相应跟踪计数值增加1，与下一个跟踪临界值进行比较(S665，S666)，当跟踪计数值和跟踪临界值相等时，通过使用存储在跟踪信息DB25中的计时器ID来取消计时器(S667)，并且通过删除有关在跟踪信息DB25中相应TEID的数据(也就是，跟踪信息和跟踪计数值)来终止相应的GTP-U跟踪(S668)。

优选地，对于每一上行/下行流分开进行跟踪计数值和跟踪临界值的比较。因此，当上行流和下行流的跟踪计数值中的一个等于跟踪临界值时，相应流的GTP-U跟踪动作就被终止。

同时，当相应于跟踪功能持续时间的计时器被终止时，也就是，接收到在OS中注册的计时器终止信号时(S661)，呼叫跟踪单元24通过使用包含在计时器终止信号中的TEID作为搜索密钥来搜索跟踪信息DB25，并且检测所有有关TEID的相应数据，从而终止相应的GTP-U跟踪动作(S668)。在这个情况中，当TEID不存在于跟踪信息DB25中时，计时器终止信号被中止。

同时，当取消被跟踪用户的呼叫时，呼叫跟踪单元24接收来自呼叫管理器26的会话终止通知消息，通过使用包含在会话终止通知消息中的IMSI或IP地址和使用TEID作为搜索密钥来搜索跟踪信息DB25，删除诸如跟踪信息和相应于相应TEID的跟踪计数值的所有相关数据，并且终止相应的GTP-U跟踪动作。

当运营者请求取消用于已经设置了其GTP-U跟踪功能的特定用户的GTP-U跟踪功能时，其中从运营者将请求设置在GTP-U跟踪功能中，通过和上述GTP-U跟踪功能设置相同的方法来取消GTP-U跟踪功能。

图10是一流程图，示出了根据本发明的一个实施例如何控制GTP-U的跟踪。参考图10，呼叫跟踪单元24通过MMI30接收来自运营者的、包括用于被跟踪用户的跟踪信息的GTP-U跟踪请求消息(S1)，并且将包含跟踪信息(IMSI或IP地址以及跟踪临界值)的GTP-U跟踪功能注册请求消息发送到GTP-U跟踪单元22的呼叫跟踪接口单元33(S2)。

呼叫接口单元33通过检测来自跟踪信息的IMSI或IP地址来确认用于被跟踪用户的呼叫是否存在，其中该跟踪信息是包含在用于请求GTP-U跟踪功能注册请求消息的消息中的。作为确认的结果，当用于被跟踪用户的呼叫存在时，呼叫接口单元33请求TEID转换器31将IMSI或IP地址转换为TEID(S3)，并且TEID转换器31通过映射IMSI或IP地址来应答呼叫接口单元33的请求(S4)。

呼叫接口单元33向GTP-U业务检测器32请求GTP-U跟踪功能注册、连同TEID以及跟踪信息，使得GTP-U业务检测器32设置GTP-U跟踪功能(S5)，并且将诸如映射的TEID和跟踪信息(跟踪临界值)的GTP-U跟踪功能注册数据存储在GTP-U跟踪DB35上(S6)。

在按上述设置GTP-U跟踪功能注册的情况中，GTP-U跟踪单元22的呼叫跟踪接口单元33把报告注册成功的结果值(SUCCESS)设置到GTP-U跟踪功能注册响应消息上，并且将GTP-U跟踪功能注册响应消息和TEID一起发送到呼叫跟踪单元24(S7)。之后，呼叫跟踪单元24在跟踪信息DB25上存储包括在GTP-U跟踪功能注册响应消息中的TEID和由运营者输入的跟踪信息，并且通过MMI30将GTP-U跟踪功能注册响应消息发送到运营者(S8)。

在这个情况中，GTP-U跟踪单元22的GTP-U业务检测器32，接收通过SGSN10接口单元21和互联网接口单元传送的GTP-U，将GTP-U资源信息和相应的TEID一起存储进GTP-资源信息消息，并且将GTP资源信息消息发送到呼叫跟踪接口单元33(S9)。

按照如上所述接收GTP资源信息消息的呼叫跟踪接口单元33将用于输出跟踪消息的允许请求信号发送到跟踪负载控制器34(S10)。而且，接收允许请求信号的跟踪负载控制器34确认跟踪允许，将被跟踪消息的数量写在GTP-U跟踪DB35上(S11)，并且应答呼叫接口单元33，以允许输出跟踪消息(S12)。

之后，呼叫跟踪接口单元33将接收的GTP资源信息和相应的TEID一起发送到呼叫跟踪单元24(S13)。之后，呼叫跟踪单元24搜索在从跟踪信息DB25接收的TEID中映射的IMSI或IP地址，将搜索的IMSI或IP地址以及GTP资源信息存储在GTP-U跟踪结果消息上，并且通过MMI30报告给运营者(S14)。

同时，当取消被跟踪用户的呼叫时，呼叫跟踪单元26将会话终止消息发送到呼叫跟踪单元24(S15)。当通过MMI30接收到来自运营者的、包括用于被跟踪用户的信息的GTP-U跟踪功能取消请求消息时(S16)，呼叫跟踪单元24将GTP-U跟踪功能取消请求消息发送到GTP-U跟踪单元22的呼叫跟踪接口单元33(S17)。

呼叫接口单元33将GTP-U跟踪功能取消请求消息发送到GTP-U业务检测器32，使得GTP-U业务检测器32停用相应TEID的跟踪标记，并且取消GTP-U跟踪功能(S18，S19)，而且通过使用包含在GTP-U跟踪功能取消请求消息中的IMSI、IP地址、或TEID来删除在GTP-U跟踪DB35中的所有相关数据(S20)。

呼叫接口单元33将包含TEID的GTP-U跟踪取消请求消息发送到呼叫跟踪单元24(S21)。呼叫接口单元24通过使用在GTP-U跟踪取消请求消息中包含的TEID，来删除在跟踪信息DB25中的所有相关数据，从而终止用于相应用户的GTP-U跟踪功能，并且通过MMI30向运营者报告取消了GTP-U跟踪功能(S21)。

这样，本发明使用被跟踪用户的TEID来跟踪用户的GTP-U，以提供对GTP资源的改进的理解，其中该GTP资源是分配给是用户数据的相应GTP-U消息的。另外，本发明通过仅隔离产生相应攻击的接口，有效地管理了从SGSN产生的分组事故和在互联网上的通过GTP-U的这种DDOS攻击。

对本领域普通技术人员来说，很明显在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其做出多种修改和变更。因此，本发明意在覆盖本发明提供的所有在附加的权利要求及其等效物的范围之内的修改和变更。

Claims (27)

1. 一种用于跟踪GTP资源的设备，包括：

呼叫跟踪单元，其通过MMI接收来自运营者的呼叫跟踪命令，并且进行响应来执行呼叫跟踪功能；

跟踪信息DB，其存储当前处理的呼叫跟踪数据；

GTP-U跟踪单元，其跟踪GTP-U消息，并且把GTP-U消息报告给呼叫跟踪单元；

SGSN接口单元，其接收从SGSN输出的GTP-U消息；以及

互联网接口单元，其将在GTP-U跟踪单元路由的GTP-U消息发送到互联网网络；

其中GTP-U跟踪单元包括：

呼叫跟踪接口单元，其处理从呼叫跟踪单元请求的GTP-U跟踪功能消息，并发送GTP-U数据跟踪的结果；

TEID转换器，其将从呼叫跟踪接口单元接收的IMSI或IP转换为TEID；

跟踪负载控制器，其减少交换机的负载，其中该负载是从GTP-U数据跟踪功能产生的；

GTP-U业务检测器，其检测用于跟踪在SGSN接口单元和互联网接口单元之间的GTP-U的业务；以及

GTP-U跟踪DB，其存储用于映射TEID的IMSI信息和用于GTP-U跟踪的信息。

2. 如权利要求1所述的设备，进一步包括：

呼叫管理器，其设置用于用户的呼叫，当接收GTP-C时搜索是否在跟踪信息DB中设置了用于用户的GTP-C跟踪功能，以及当设置了相应的GTP-C跟踪功能时将相应的GTP资源信息发送到呼叫跟踪单元。

3. 一种用于跟踪GTP资源的方法，包括：

通过使用用于被跟踪用户的TEID来设置用于GTP-U的至少一个保留资源的跟踪功能，包括：接收来自运营者的用于用户的跟踪信息，使用跟踪信息来映射分配给用户的TEID，使用TEID来注册GTP-U的跟踪功能，将TEID和跟踪信息一起存储到跟踪信息DB；以及

通过检测在其中具有设置的跟踪功能的GTP-U来输出用于保留资源的信息，包括：接收并存储在跟踪信息DB中的与GTP-U跟踪功能注册相关的TEID和跟踪信息，激活相应于TEID的跟踪标记，确认在SGSN和GGSN之间传送的GTP-U的TEID，通过搜索TEID表来确认是否激活了相应于已确认TEID的跟踪标记，通过使用TEID来将GTP-U的保留资源信息输出到运营者。

4. 如权利要求3所述的方法，其中跟踪信息包括用户的IMSI和IP地址中的至少一个。

5. 如权利要求4所述的方法，其中跟踪信息包含：指示SGSN记录类型的预先确定数量的比特，以及用于根据SGSN记录类型来分类呼叫监视、呼叫跟踪、和用户消息跟踪的跟踪类型。

6. 如权利要求3所述的方法，其中跟踪信息DB存储跟踪信息、TEID、和通知被跟踪消息数量的跟踪计数值。

7. 如权利要求3所述的方法，其中保留资源信息包含：传送的用户消息的AMA数量，接口数量，VPI/VCI，链路频带，指导数据流方向的值，以及跟踪计数值。

8. 如权利要求3所述的方法，其中输出保留资源信息包含：

通过搜索跟踪信息DB来确认是否存储了TEID；

将保留资源信息映射到相应于TEID的用户跟踪信息；

当存储了TEID时，将已映射的用户跟踪信息输出到运营者；

增加在跟踪信息中的跟踪计数值；

比较跟踪计数值和跟踪临界值；以及

当跟踪计数值和跟踪临界值相同时，删除在跟踪信息DB中的TEID和跟踪信息。

9. 如权利要求3所述的方法，进一步包括：

当跟踪信息包括跟踪功能持续时间的信息时，相应于跟踪功能持续时间来操作计时器。

10. 如权利要求9所述的方法，进一步包括：

当计时器终止时，通过从跟踪信息DB删除TEID和跟踪信息来取消GTP-U跟踪功能。

11. 如权利要求3所述的方法，进一步包含：

当取消用户呼叫时取消GTP-U跟踪功能。

12. 如权利要求11所述的方法，其中取消GTP-U跟踪功能包含：

发送会话终止信号，该会话终止信号包括其呼叫已经被取消的用户的标识信息；以及

通过使用标识信息来从跟踪信息DB中删除TEID和跟踪信息的方式，来取消GTP-U跟踪功能。

13. 一种用于跟踪GTP资源的方法，该GTP在交换机处SGSN和GGSN之间传送，其中该交换机包括：SGSN和具有呼叫跟踪单元、呼叫管理器、跟踪信息DB、以及GTP-U跟踪单元的GGSN，所述方法包含：

使用被跟踪用户的TEID来设置用于GTP-U的保留资源的跟踪功能，包括：通过将从运营者接收到的用于用户的跟踪信息发送到GTP-U跟踪单元，来将用于GTP-U跟踪功能注册请求发送到GTP-U跟踪单元，使用跟踪信息来映射分配给用户的TEID，使用TEID来注册GTP-U跟踪功能，将TEID发送到呼叫跟踪单元，将TEID和跟踪信息一起存储进跟踪信息DB；

检测在其中具有设置的跟踪功能的GTP-U；以及

输出用于GTP-U消息的保留资源的信息，包括：确认在GTP-U跟踪单元的传送的GTP-U的TEID，通过利用已确认TEID在GTP-U跟踪单元搜索表来确认是否激活了TEID的跟踪标记，当跟踪标记是激活的时，将用于GTP-U保留资源的信息和来自GTP-U跟踪单元的TEID一起发送到呼叫跟踪单元，使用TEID来把来自呼叫跟踪单元的保留资源信息输出到运营者。

14. 如权利要求13所述的方法，进一步包含：在发送请求之后，将对GTP-U跟踪功能注册请求的响应消息发送到呼叫跟踪单元。

15. 如权利要求14所述的方法，进一步包含：当在预先确定的时间里没有来自GTP-U跟踪单元的、对GTP-U跟踪功能注册请求的响应消息时，向运营者报告GTP-U跟踪功能注册失败。

16. 如权利要求13所述的方法，其中进一步包含：

将来自GTP-U跟踪单元的、用于通知GTP-U跟踪功能注册失败的响应消息发送到呼叫跟踪单元；以及

当GTP-U跟踪单元通过映射分配给用户的TEID确认出用于用户的呼叫不存在时，把来自呼叫跟踪单元的GTP-U跟踪功能注册失败报告给运营者。

17. 如权利要求13所述的方法，其中跟踪信息包含用户的IMSI和IP地址。

18. 如权利要求17所述的方法，其中跟踪信息包含：指示SGSN记录类型的预先确定数量的比特，以及用于根据SGSN记录类型来分类呼叫监视、呼叫跟踪、和GTP-U跟踪的跟踪类型。

19. 如权利要求13所述的方法，其中跟踪信息DB存储跟踪信息，TEID，和通知被跟踪消息数量的跟踪计数值。

20. 如权利要求13所述跟踪GTP资源的方法，其中映射包含：

将从呼叫跟踪单元接收的跟踪信息IMSI或IP转换为TEID；以及

在GTP-U跟踪单元存储经过转换的TEID以及跟踪信息；并且

激活相应于TEID的跟踪标记。

21. 如权利要求13所述的方法，其中保留资源信息包含：传送的GTP-U的AMA数量，接口数量，VPI/VCI，链路频带，指导数据流方向的值，以及跟踪计数值。

22. 如权利要求13所述的方法，其中将保留资源信息输出到运营者包含：

通过搜索跟踪信息DB来确认是否存储了从GTP-U跟踪单元接收的TEID；

以保留资源信息来映射相应于TEID的用户跟踪信息；以及

当存储了TEID时将映射的资源信息输出到运营者；

增加在呼叫跟踪信息中的跟踪计数值；以及

比较跟踪计数值和跟踪临界值；以及

当跟踪计数值和跟踪临界值相同时，从跟踪信息DB中删除TEID和跟踪信息。

23. 如权利要求22所述的方法，其中对于每一上行流和下行流分开进行跟踪计数值和跟踪临界值的比较，并且当上行/下行流中一个的跟踪计数值等于跟踪临界值时，从跟踪信息DB中删除TEID和跟踪信息。

24. 如权利要求13所述的方法，进一步包括：

当接收了TEID时，如果跟踪信息具有跟踪功能持续时间的信息，就在呼叫跟踪单元相应于跟踪功能持续时间来操作计时器。

25. 如权利要求24所述的方法，进一步包括：

当计时器终止时，通过取消来自跟踪信息DB的TEID和跟踪信息来取消GTP-U跟踪功能。

26. 如权利要求13所述的方法，进一步包括：

当取消了用户的呼叫时，呼叫跟踪单元取消GTP-U跟踪功能。

27. 如权利要求26所述的方法，其中取消GTP-U跟踪功能包含：

把会话终止信号从呼叫管理器发送到呼叫跟踪单元，该会话终止信号具有其呼叫已被取消的用户的标识信息；以及

通过使用在呼叫跟踪单元的标识信息来删除来自跟踪信息DB的TEID和跟踪信息的方式，来取消GTP-U跟踪功能。

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