CN101990190A - 移动通信网络中选择网关方法和装置与包括该装置的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在移动通信网络中选择网关的方法、装置以及包括该装置的移动通信系统，通过将经过扩展的接入点名称与专用网关IP地址捆绑，来进行网关的选择。按照本发明的方法，去到DNS服务器的请求更少，DNS服务器的负担更低，使得PDP激活时间延迟最少。

Description

移动通信网络中选择网关方法和装置与包括该装置的系统
技术领域
本发明涉及一种网关选择方法与装置，尤其是涉及一种用于移动通信网络中选择网关方法与装置以及包括该装置的移动通信系统。
背景技术
在3GPP标准移动网络中，当激活分组数据协议(PDP)上下文或者建立演进分组系统(EPS)承载时，服务GPRS支持节点(SGSN)或移动管理实体(MME)不得不执行网关GPRS支持节点/服务网关/PDN网关(GGSN/SGW/PGW)的选择，其通常在相当大程度上要以接入点名称(APN)为依据。
在向域名系统(DNS)服务器发送查询之前，可以将扩展名加入APN以选择更专用的网关。尤其是在支持归属路由漫游的移动网络中，部分移动站/用户设备(MS/UE)标识符，例如移动用户ISDN号码(MSISDN)或者国际移动用户识别(IMSI)，被经常用作APN扩展名，以选择归属网关。
在如图1所示的现有技术中，在步骤S100，漫游的MS(如从A省漫游到B省)向SGSN发起PDP；在步骤S102，SGSN发起DNS解析，其中APN和部分IMSI/MSISDN包括在DNS请求中，“UNIWAP.[IMSI/MSISDN]”；在步骤S104，DNS向SGSN返回HOST GGSN的IP地址；最后，在步骤S106，SGSN将生成的PDP消息发送到HOST GGSN。
然而，在大型移动网络中，根据网络和数量规划，需要相当多的MS/UE标识符的数字以表示家庭区域。例如，在中国，除了国家代码+86，MSISDN的开始七位数字专门表示家庭区域。具体来讲，以人口接近两千万的上海为例，对于三个移动运营商的MSISDN序列的数量如表1所示。
表1上海移动运营商MSISDN序列的数量
  中国移动   中国联通   中国电信
  MSISDN序列的数量   2646   1007   1025
以中国移动为例，如果提供两个APN，则在DNS服务器中需要2646*2个入口，以定位具体的GGSN。而且，如果中国移动想在所有的省、市、区之间支持归属漫游，则DNS入口的数量将会超过100K。
过多的DNS入口使得对DNS服务器中的查询的响应变慢，而且使得SGSN或者MME中的DNS超高速缓存效率降低，从而延长了PDP上下文激活或EPS承载建立所用的时间，使成功率下降。
总之，现有的移动通信网络中网关选择的缺陷主要在于：一是DNS解析请求过多，几乎每一个PDP上下文激活都要去到DNS服务器，这会给DNS服务器施加很大的负担；二是要在DNS服务器中配置过多的解析记录，没有宿主文件能存储这些记录。于是，如果DNS服务器停机，就没有PDP文件能被激活。如果DNS查询包括4位IMSI/MSISDN，则在DNS服务器中必须有10000条记录；三是额外的DNS解析将增加PDP激活程序的时间延迟；四是IMSI/MSISDN序列继续改变，因此操作者不得不继续在DNS服务器中增加DNS记录。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种在移动通信网络中选择网关的方法与装置。为了实现这一目的，本发明所采取的技术方案如下。
按照本发明实施例的第一方面，提供一种用于在移动通信网络中选择网关的方法，包括：请求步骤，服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称向DNS服务器发起DNS解析请求；以及返回步骤，所述DNS服务器将与经过扩展的接入点名称捆绑的专用网关IP地址返回所述服务GPRS支持节点。
按照本发明实施例的第二方面，提供一种用于在移动通信网络中选择网关的装置，包括：请求模块，用于使服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称向DNS服务器发起DNS解析请求；以及返回模块，用于使所述DNS服务器将与经过扩展的接入点名称捆绑的专用网关IP地址返回所述服务GPRS支持节点。
按照本发明实施例的第三方面，提供一种移动通信系统，包括按照本发明实施例的第二方面的用于在移动通信网络中选择网关的装置。
按照本发明的方法和装置以及系统，在SGSN或MME执行网关选择的APN解析时，能够降低DNS查询的响应时间，从而加快了PDP上下文激活和EPS承载建立，并且也提高了成功率。对移动网络中的网关选择，使得DNS服务器的每秒查询(QPS)容量需求不受约束。
下面将结合附图并通过具体的实施例对本发明进行进一步说明。
附图说明
图1是按照现有技术的在移动通信网络中选择网关的示意图；
图2是按照本发明实施例的在移动通信网络中选择网关的方法的流程图；
图3是按照本发明一个实施例的将带有用户登录标识符的APN解析作为扩展名来选择网关的方法的示意图；
图4按照本发明一个实施例的方法在移动通信系统中应用的示意图；
图5是按照本发明一个实施例的在移动通信网络中选择网关的装置的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，是按照本发明实施例的在移动通信网络中选择网关的方法的流程图，主要包括请求步骤S204和返回步骤S206；另外，还可选地包括配置步骤S200、查找步骤S202、以及生成步骤S208。
在配置步骤S200中，将经过扩展的接入点名称与专用网关IP地址进行捆绑后配置在DNS服务器中。
在查找步骤S202中，服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称在服务GPRS支持节点的高速缓存中查找专用网关IP地址；其中如果找到专用网关IP地址，则所述服务GPRS支持节点根据该专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主网关GPRS支持节点(Host GGSN)；否则，执行请求步骤S204。
在请求步骤S204中，服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称向DNS服务器发起DNS解析请求。
在返回步骤S206中，所述DNS服务器将与经过扩展的接入点名称捆绑的专用网关IP地址返回所述服务GPRS支持节点。
在生成步骤S208中，服务GPRS支持节点根据所述DNS服务器返回的专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主GGSN。
下面，通过实例来说明如何将经过扩展的接入点名称与专用网关IP地址进行捆绑。
实例1
在本实例中，将带有用户登录标识符的APN解析作为扩展名。优选地是，将带有部分用户登录标识符的APN解析作为扩展名。
如表2所示，在DNS服务器中，将APN和部分用户登录(如归属位置登记HLR/家庭用户服务器HSS)标识符与专用网关的IP地址进行捆绑。
表2APN和部分用户登录标识符捆绑在DNS服务器中
  APN.SRI   网关IP地址
  cmwap.001   10.1.1.1
  cmwap.002   10.1.1.2
  ...   ...
如图3所示，当MS/UE连接网络时，服务GPRS支持节点(SGSN)或移动管理引擎(MME)将得到用户登录标识符(S300)，在向DNS服务器发送查询(S302)之前，将该用户登录标识符(优选地是将其一部分)作为扩展名加到APN，然后，DNS服务器将返回专用网关IP地址以选择网关(S304)。
在本实例的情况下，在DNS服务器中的DNS记录被配置成：接入点名称APN+归属位置登记HLR号＞网关GPRS支持节点IP。
另外，在本实例的情况下，如果增加新的HLR，按照本发明实施例选择网关的方法还可选地包括添加步骤，用于将新增加的归属位置登记数添加到DNS服务器中。
实例2
在本实例中，将带有用户登录预定义标记的APN解析作为扩展名。
在用户登录(HLR/HSS)中，将表示具体归属区域的预定义标记加到每一个签约的APN。
如表3所示，在DNS服务器中，将带有预定义标记的APN与专用网关的IP地址进行捆绑。
表3带有预定义标记的APN捆绑在DNS服务器中
  带有预定义标记的APN   网关IP地址
  cmwap.sh   10.1.1.1
  cmwap.bj   10.1.1.2
  ...   ...
在MS中，APN本身(例如CMWAP或CMNET，没有标记)被用于激活PDP上下文，这意味着在MS方没有影响。
在服务GPRS支持节点(SGSN)或移动管理实体(MME)中，来自MS的APN被用作前缀，以找到哪一个签约的APN应该被用于当前PDP激活。
另一方面，如果服务GPRS支持节点(SGSN)能够从用户登录(HLR/HSS)标识得到省、市、区的标记，服务GPRS支持节点(SGSN)就能捆绑来自MS的APN和用于DNS解析的标记。然后，就没有必要在用户登录(HLR/HSS)中添加标记。
如图4所示，是按照本发明一个实施例的方法在移动通信系统中应用的示意图。首先，来自B省的漫游用户MS向服务GPRS支持节点(SGSN)发出PDP激活请求(S400)。
SGSN响应该PDP激活请求，先在SGSN的高速缓存中查找是否保存有与该用户的APN+HLR号对应的专用网关IP地址(S402)，如果找到了相应的专用网关IP地址(S404)，则据此生成PDP请求并将其发送到B省的Host GGSN(S410)；如果未找到相应的专用网关IP地址，SGSN向DNS服务器发起包含APN+HLR号的DNS解析请求(S406)，DNS服务器将与APN+HLR号捆绑的HOSTGGSN IP地址返回给SGSN(S408)。SGSN则根据DNS服务器返回的HOSTGGSN IP地址，生成PDP请求并将其发送到B省的Host GGSN(S410)。
其中SGSN也可以响应来自漫游用户的PDP激活请求直接向DNS服务器发起包含APN+HLR数的DNS解析请求，但通过先在其高速缓存中进行查找，可以使去到DNS服务器的请求更少，DNS服务器的负担更低，使得PDP激活时间延迟最少。
另外，对于本地用户仅使用接入点名称APN。而且对于本地MS，SGSN根据本地HLR数和超高速缓存的大小具有很大的机会在高速缓存中找到HOST GGSN IP。
如图5所示，是按照本发明一个实施例的在移动通信网络中选择网关的装置的结构示意图，主要包括请求模块504和返回模块506；另外，还可选地包括配置模块500、查找模块502、以及生成模块508。
配置模块500用于将经过扩展的接入点名称与专用网关IP地址进行捆绑后配置在DNS服务器中。
查找模块502用于使服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称在服务GPRS支持节点的高速缓存中查找专用网关IP地址；其中如果找到专用网关IP地址，则所述服务GPRS支持节点根据该专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主网关GPRS支持节点(Host GGSN)；否则，运行请求模块504。
请求模块504用于使服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称向DNS服务器发起DNS解析请求。
返回模块506用于使所述DNS服务器将与经过扩展的接入点名称捆绑的专用网关IP地址返回服务GPRS支持节点。
生成模块508用于使服务GPRS支持节点根据DNS服务器返回的专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主GGSN。
另外，将带有部分用户登录标识符的APN解析作为扩展名的情况下，如果增加新的HLR，按照本实施例装置还可选地包括添加模块，用于将新增加的归属位置登记数添加到DNS服务器中。
按照本实施例的选择网关的装置可以通过硬件、软件、固件或者其组合实现在移动通信网络中，以执行按照本发明的选择网关的方法，这对于本领域普通技术人员来说容易实现的，在此不做详述。
以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，例如将上述实施例中的一个步骤或模块分为两个或更多个步骤或模块来实现，或者相反，将上述实施例中的两个或更多个步骤或模块的功能放在一个步骤或模块中来实现。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语以及采用的符号并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (25)

1.一种用于在移动通信网络中选择网关的方法，其特征在于，包括：
请求步骤，服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称向DNS服务器发起DNS解析请求；以及
返回步骤，所述DNS服务器将与经过扩展的接入点名称捆绑的专用网关IP地址返回所述服务GPRS支持节点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
生成步骤，所述服务GPRS支持节点根据所述DNS服务器返回的专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主网关GPRS支持节点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
查找步骤，服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称在服务GPRS支持节点的高速缓存中查找专用网关IP地址；
如果找到专用网关IP地址，则所述服务GPRS支持节点根据该专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主网关GPRS支持节点；否则，执行请求步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
配置步骤，用于将经过扩展的接入点名称与专用网关IP地址进行捆绑后配置在DNS服务器中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：所述经过扩展的接入点名称是带有用户登录标识符的接入点名称。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：所述经过扩展的接入点名称是带有部分用户登录标识符的接入点名称。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述用户登录标识符包括归属位置登记或家庭用户服务器。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
添加步骤，用于将新增加的归属位置登记数添加到DNS服务器中。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述DNS服务器中的DNS记录被配置成：
接入点名称APN+归属位置登记HLR号＞网关GPRS支持节点IP。
10.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：所述经过扩展的接入点名称是带有用户登录预定义标记的接入点名称。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述用户登录预定义标记是表示归属区域的预定义标记，被加在每一个签约的接入点名称中。
12.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：对于本地用户仅使用接入点名称APN。
13.一种用于在移动通信网络中选择网关的装置，其特征在于，包括：
请求模块，用于使服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称向DNS服务器发起DNS解析请求；以及
返回模块，用于使所述DNS服务器将与经过扩展的接入点名称捆绑的专用网关IP地址返回所述服务GPRS支持节点。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：
生成模块，用于使所述服务GPRS支持节点根据所述DNS服务器返回的专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主网关GPRS支持节点。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：
查找模块，用于使服务GPRS支持节点响应漫游用户的PDP激活请求，使用经过扩展的接入点名称在服务GPRS支持节点的高速缓存中查找专用网关IP地址；
如果找到专用网关IP地址，则所述服务GPRS支持节点根据该专用网关IP地址生成PDP请求并将其发送到宿主网关GPRS支持节点；否则，运行请求模块。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：
配置模块，用于将经过扩展的接入点名称与专用网关IP地址进行捆绑后配置在DNS服务器中。
17.如权利要求13至16中任一项所述的装置，其特征在于：所述经过扩展的接入点名称是带有用户登录标识符的接入点名称。
18.如权利要求13至16中任一项所述的装置，其特征在于：所述经过扩展的接入点名称是带有部分用户登录标识符的接入点名称。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于：所述用户登录标识符包括归属位置登记或家庭用户服务器。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括：
添加模块，用于将新增加的归属位置登记数添加到DNS服务器中。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，在所述DNS服务器中的DNS记录被配置成：
接入点名称APN+归属位置登记HLR数＞网关GPRS支持节点IP。
22.如权利要求13至16中任一项所述的装置，其特征在于：所述经过扩展的接入点名称是带有用户登录预定义标记的接入点名称。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于：所述用户登录预定义标记是表示家庭区域的预定义标记。
24.如权利要求13至16中任一项所述的装置，其特征在于：对于本地用户仅使用接入点名称APN进行网关选择。
25.一种移动通信系统，其特征在于：包括权利要求13至24任一项所述的选择网关的装置。
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