CN101730125A

CN101730125A - 一种非相邻节点间进行节点检测的方法

Info

Publication number: CN101730125A
Application number: CN200910150614A
Authority: CN
Inventors: 叶敏雅; 丁燕菁
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2010-06-09
Also published as: WO2010145118A1

Abstract

本发明公开了一种非相邻节点间进行节点检测的方法，能够及时获知非相邻节点的重启信息，及时释放资源，且不会引起消息风暴。所述方法适用于支持GPRS隧道协议GTP的网元节点，所述方法包括：需要进行节点管理的两非相邻GTP节点预先保存对方的节点信息；所述两非相邻GTP节点通过ECHO消息进行节点检测，如果其中某GTP节点被检测为异常节点，另一GTP节点对其进行相关的异常处理。

Description

一种非相邻节点间进行节点检测的方法

技术领域

本发明属于移动通讯系统中分组域演进域中，用于非相邻节点间进行节点检测的方法。

背景技术

3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)对下一代移动无线网络的项目叫系统架构演进(System Architecture Evolution，简称SAE)。SAE的架构如图1所示，其中包括：

E-RAN(Evolved RAN)：演进的无线接入网，可以提供更高的上下行速率，更低的传输延迟和更加可靠的无线传输。E-RAN中包含的网元是eNodeB(Evolved NodeB，演进型节点B)，为终端的接入提供无线资源。

HSS(Home Subscriber Server)为归属用户服务器，永久存储用户签约数据。

PDN(Packet Data Network)为分组数据网，为用户提供业务的网络。

E-Packet Core为演进的分组网，提高了更低的延迟，并允许更多的无线接入系统接入。包含了如下网元：

MME(Mobility Management Entity)为移动管理实体：控制面功能实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储UE上下文(比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等)，为用户分配临时标识，当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络是负责对该用户进行鉴权；处理MME和UE之间的所有非接入层消息；触发在SAE的寻呼。

Serving GW(Gateway)为服务网关，该网关是一个用户面实体，负责用户面数据路由处理，终结处于空闲状态的UE的下行数据。管理和存储UE的SAE承载(bearer)上下文，比如IP承载业务参数和网络内部路由信息等。是3GPP系统内部用户面的锚点，一个用户在一个时刻只能有一个Serving GW。

PDN GW为分组数据网网关，负责UE接入PDN的网关，分配用户IP地址，同时是3GPP和非3GPP接入系统的移动性锚点。用户在同一时刻能够接入多个PDN GW。

PCRF(Policy and Charging Rule Functionality)为策略和计费规则功能实体，该功能实体主要根据业务信息和用户签约信息以及运营商的配置信息产生控制用户数据传递的Qos(Quality of Service，服务质量)规则以及计费规则。该功能实体也可以控制接入网中承载的建立和释放。

在物理上，Serving GW和PDN GW可能合一。

在3GPP网络一直使用3GPP组织自定义的隧道协议——GTP(GPRSTunnelling Protocol，GPRS隧道协议)。GTP协议是个在邻接节点间进行传输的隧道协议，例如MME和SGW是相邻节点，SGW和PGW是相邻节点，MME和PGW为非相邻节点，如图2所示。MME网元想要传递消息给PGW，必须使用两段GTP隧道，即首先要利用MME和SGW间建立的GTP隧道1，通过GTP隧道1将信息传送给SGW；然后SGW将从GTP隧道1中收到的内容，再利用SGW和PGW间的GTP隧道2传输给PGW。

由于GTP隧道是邻接节点间的传输隧道，因此使用GTP隧道的节点，由于只能直接获取到邻接节点的信息，即GTP协议只能进行邻接节点间的节点管理。GTP协议中进行节点有效性检查的消息是ECHO(路径检测)消息，如图3所示。

步骤301，GTP节点1定时向相邻的GTP节点2发送ECHO请求消息，在ECHO请求消息中携带了本节点的重启次数即Recovery值(GTP节点1)；

步骤302，GTP节点2收到ECHO请求消息后，检查收到的Recovery值(GTP节点1)是否与前一次收到并保存的值一致，如果一致，不做其它处理；如果不一致，则认为GTP节点1已经重启，与GTP节点1相关的用户信息都已经失效，回收这些用户资源，并且保存新的Recovery值(GTP节点1)；

步骤303，GTP节点2向GTP节点1返回ECHO响应，其中携带了本节点的Recovery值(GTP节点2)；

步骤304，GTP节点1收到ECHO响应消息后，检查收到的Recovery值(GTP节点2)是否与前一次收到并保存的值一致，如果一致，不做其它处理；如果不一致，则认为GTP节点2已经重启，与GTP节点2相关的用户信息都已经失效，回收这些用户资源，并且保存新的Recovery值(GTP节点2)。

另外如果在步骤301，GTP节点1向GTP节点2发送了ECHO请求后，一直没有收到GTP节点2的ECHO响应，GTP节点1会向GTP节点2重发ECHO请求，如果重发多次都没有响应，GTP节点1会认为GTP节点2出现异常，也会考虑与GTP节点2相关的用户信息都已经失效，回收这些用户资源。

通过上面的描述可以看到在GTP协议中，对于邻接节点间是有完整的节点检测机制的。在原来的网络，即2G/3G系统接入的GPRS网络中，GTP消息仅在邻近节点间传输，因此该方式是完全能满足系统要求的。但是这种仅在邻接节点间进行节点检测的方式在SAE系统中，就存在缺陷了。在演进的分组系统(Evolved Packet System，简称EPS)中，存在非邻接节点间传输信息的情况，即图2所示存在MME和PGW传送消息的情况。由于只能在MME和SGW或SGW和PGW间交互节点信息，即进行ECHO流程，因此只能在MME和SGW或SGW和PGW间互相检测到对方节点的异常，主要是重启；而MME和PGW间是无法检测的。如果PGW重启了，SGW可以通过节点检测发现PGW重启，此时SGW将回收与该PGW相关的全部用户信息。因为MME无法知道PGW重启，目前只能是SGW在回收相关用户信息时，通过MME与SGW间的GTP隧道，通知MME回收。但是目前SGW和MME间只有用户级的通知消息，即对于每一个要被回收的用户，SGW都需要发一条用户删除消息通知MME回收该用户。在这种情况下，使用这种用户级的通知消息，由于在线用户数可能非常多，而每个用户都需要及时通知，这样很容易引起消息风暴。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非相邻节点间进行节点检测的方法，能够及时获知非相邻节点的重启信息，及时释放资源，且不会引起消息风暴。

为解决上述问题，本发明提供了一种非相邻节点间进行节点检测的方法，适用于支持GPRS隧道协议GTP的网元节点，所述方法包括：

需要进行节点管理的两非相邻GTP节点预先保存对方的节点信息；

所述两非相邻GTP节点通过ECHO消息进行节点检测，如果其中某GTP节点被检测为异常节点，另一GTP节点对其进行相关的异常处理。

进一步地，预先保存的非相邻GTP节点的信息包括节点地址、重启次数值等。

进一步地，所述相关的异常处理为以下一种或几种：记录节点异常，回收与该异常节点相关的用户资源，在后续的节点选择中不再选择该节点。

进一步地，在演进的分组系统中，所述方法涉及的GTP节点至少包括：分组数据网网关PGW和移动管理实体MME，所述方法进一步包括：所述MME和PGW预先保存对方的节点信息；所述MME和PGW通过ECHO消息进行节点检测，MME如果发现PGW异常，则记录发生异常的PGW节点信息，并回收与该PGW相关的用户资源。

进一步地，所述MME检测到以下情况的任一种时，认为PGW出现异常：与PGW间的链路中断，所述PGW重启，所述PGW无响应。

进一步地，所述MME在后续PGW节点选择时，不选择该发生异常的PGW节点。

进一步地，在演进的分组系统中，所述方法涉及的GTP节点至少包括：分组数据网网关PGW和移动管理实体MME，所述方法进一步包括：所述MME和PGW预先保存对方的节点信息；所述MME和PGW通过ECHO消息进行节点检测，PGW如果发现MME异常，则记录发生异常的MME节点信息，回收与该MME相关的用户资源。

进一步地，所述PGW检测到以下情况的任一种时，认为MME出现异常：与MME间的链路中断，所述MME重启，所述MME无响应。

进一步地，所述MME和PGW保存对方的节点信息的步骤包括：当终端UE发起的附着请求或分组数据网络连接请求时，所述MME选择新的PGW，保存该PGW信息并生成一个针对该PGW的GTP节点信息；MME在选择该PGW后，向PGW发送创建会话请求，在该创建会话请求中携带有该MME的相关信息，所述PGW保存该MME相关信息并生成一个针对该MME的GTP节点信息。

本发明通过引入非邻接节点间的节点信息存储和节点检测机制，而使非相邻的GTP节点间可以获知对方节点异常，从而进行相关处理，从而解决了在3GPP系统中，使用GTP协议时，非相邻节点间因为无法获知对方重启，而导致的资源无法及时回收，或通过中间节点用户级消息通知而可能导致消息风暴的问题。

附图说明

图1是现有技术中SAE架构图；

图2是GTP协议中非相邻节点间传递GTP消息的示意图；

图3是GTP协议中相邻节点间进行节点检测的流程图；

图4是在PGW出现异常时本发明实施例流程图；

图5是在MME出现异常时本发明实施例流程图。

具体实施方式

本发明扩大了GTP协议中节点管理功能的适用范围。本发明的发明构思是：需要进行节点管理的两非相邻GTP节点预先保存对方的节点信息；通过ECHO消息进行节点检测，如果其中某GTP节点被检测为异常节点，另一GTP节点对其进行相关的异常处理。

预先保存的非相邻GTP节点的信息包括节点地址、Recovery值等。

相关异常处理为以下一种或几种：记录节点异常，回收与该异常节点相关的用户资源，在后续的节点选择中不再选择该节点。

当出现以下情况中的任一种时，认为节点出现异常：链路中断，重启，无响应。

通过如上步骤，非相邻的GTP节点间可以获知对方节点异常，从而进行相关处理。

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图4所示，是PGW出现异常时，本发明的一个实施例。

步骤401，MME和PGW间互相保存对方的节点信息；

可能的保存方式为当UE发起的Attach(附着)请求或PDN(分组数据网络)连接请求，导致MME选择了一个新的PGW，该PGW在MME中不存在，此时MME保存该PGW信息并生成一个针对该PGW的GTP节点信息；MME在选择该PGW后，会通过SGW发送创建会话请求给PGW，在该消息中携带有该MME的相关信息，在PGW收到创建会话请求时，保存MME相关信息并生成一个针对该MME的GTP节点信息。

步骤402，MME定时向PGW发送ECHO请求消息，在ECHO请求消息中携带了本节点的重启次数即Recovery值；

ECHO消息可以通过SGW转发，也可以通过路由配置在两网元间直接发送消息。

步骤403，PGW收到ECHO请求消息后，检查收到的Recovery值是否与前一次收到并保存的值一致，如果一致，不做其它处理；如果不一致，则认为MME已经重启，与该MME相关的用户信息都已经失效，记录发生异常的MME节点信息，回收已经失效的用户资源，并且保存新的Recovery值；

步骤404，PGW向MME返回ECHO响应，其中携带了本节点的Recovery值；

步骤405，MME收到ECHO响应消息后，检查收到的Recovery值是否与前一次收到并保存的值一致，如果一致，不做其它处理；如果不一致，则认为PGW已经重启，与PGW相关的用户信息都已经失效，记录发生异常的PGW节点信息，回收已经失效的用户资源，并且保存新的Recovery值。

MME可以在后续PGW节点选择时，不选择该节点。

相关用户资源包括用户的上下文资源、承载资源等。

另外如果在步骤402，MME向PGW发送了ECHO请求后，一直没有收到PGW的ECHO响应，MME会向PGW重发ECHO请求，如果重发多次都没有响应，MME会认为PGW出现异常，也会考虑与PGW相关的用户信息都已经失效，回收这些用户资源。

如图5所示，是MME出现异常时，本发明的一个实施例。

步骤501，MME和PGW间互相保存对方的节点信息；

可能的方式为当UE发起的Attach请求或PDN连接请求，导致选择了一个新的PGW，该PGW在MME中不存在，此时MME保存该PGW信息并生成一个针对该PGW的GTP节点信息；在PGW收到创建会话请求，保存MME相关信息并生成一个针对该MME的GTP节点信息。

步骤502，PGW定时向MME发送ECHO请求消息，在ECHO请求消息中携带了本节点的重启次数即Recovery值；

步骤503，MME收到ECHO请求消息后，检查收到的Recovery值是否与前一次收到并保存的值一致，如果一致，不做其它处理；如果不一致，则认为PGW已经重启，与该PGW相关的用户信息都已经失效，记录发生异常的PGW节点信息，回收已经失效的用户资源，并且保存新的Recovery值；

MME可以在后续PGW节点选择时，不选择该节点。

步骤504，MME向PGW返回ECHO响应，其中携带了本节点的Recovery值；

步骤505，PGW收到ECHO响应消息后，检查收到的Recovery值是否与前一次收到并保存的值一致，如果一致，不做其它处理；如果不一致，则认为MME已经重启，与MME相关的用户信息都已经失效，记录发生异常的MME节点信息，回收已经失效的用户资源，并且保存新的Recovery值。

另外如果在步骤502，PGW向MME发送了ECHO请求后，一直没有收到MME的ECHO响应，PGW会向MME重发ECHO请求，如果重发多次都没有响应，PGW会认为MME出现异常，也会考虑与MME相关的用户信息都已经失效，回收这些用户资源。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种非相邻节点间进行节点检测的方法，其特征在于，适用于支持GPRS隧道协议GTP的网元节点，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

预先保存的非相邻GTP节点的信息包括节点地址、重启次数值等。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述相关的异常处理为以下一种或几种：记录节点异常，回收与该异常节点相关的用户资源，在后续的节点选择中不再选择该节点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在演进的分组系统中，所述方法涉及的GTP节点至少包括：分组数据网网关PGW和移动管理实体MME，所述方法进一步包括：

所述MME和PGW预先保存对方的节点信息；

所述MME和PGW通过ECHO消息进行节点检测，MME如果发现PGW异常，则记录发生异常的PGW节点信息，并回收与该PGW相关的用户资源。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述MME检测到以下情况的任一种时，认为PGW出现异常：与PGW间的链路中断，所述PGW重启，所述PGW无响应。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述MME在后续PGW节点选择时，不选择该发生异常的PGW节点。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在演进的分组系统中，所述方法涉及的GTP节点至少包括：分组数据网网关PGW和移动管理实体MME，所述方法进一步包括：

所述MME和PGW预先保存对方的节点信息；

所述MME和PGW通过ECHO消息进行节点检测，PGW如果发现MME异常，则记录发生异常的MME节点信息，回收与该MME相关的用户资源。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述PGW检测到以下情况的任一种时，认为MME出现异常：与MME间的链路中断，所述MME重启，所述MME无响应。

9.如权利要求4或7所述的方法，其特征在于，所述MME和PGW保存对方的节点信息的步骤包括：

当终端UE发起的附着请求或分组数据网络连接请求时，所述MME选择新的PGW，保存该PGW信息并生成一个针对该PGW的GTP节点信息；MME在选择该PGW后，向PGW发送创建会话请求，在该创建会话请求中携带有该MME的相关信息，所述PGW保存该MME相关信息并生成一个针对该MME的GTP节点信息。