CN102685769B - Lte节点的拓扑检测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LTE节点拓扑检测。网络监视系统探测器耦合到网络接口并捕捉数据分组。监视系统处理器识别特定于S1‑MME接口的消息及S1‑MME接口消息中的GUMMEI参数。监视系统在网络拓扑列表中创建MME节点条目，每个MME节点对应唯一GUMMEI值。监视系统将单独S1‑MME接口、SCTP关联和MME IP地址链接到列表中特定MME。使用S6a和S1‑MME接口上载送的认证消息，监视系统将单独S6a接口和S6a接口IP地址链接到列表中特定MME并且在列表中创建HSS节点条目。监视系统还在列表中创建eNodeB、S‑GW和PDN‑GW节点并且将其链接到IP地址和X2、S11及S5/S8接口。

Description

LTE节点的拓扑检测

技术领域

实施例总体上针对于识别电信网络中的网络节点和接口，且更具体地，针对于识别长期演进（LTE）/系统架构演进（SAE）网络中的节点和接口。

背景技术

在诸如LTE/SAE网络的电信网络中，经常随着网络发展或更新增加新的节点以及节点之间的链接。例如，在LTE/SAE网络中，可以增加MME节点和eNodeB来提高网络的覆盖面积以及所支持用户的数量。典型地，服务提供商和网络运营商对其网络进行监视来评估运营状态并且识别和纠正网络问题。用于该用途的监视系统需要了解受测试的最新网络拓扑，包括新监视的节点和链接，以便除了将测量与节点和链接相关联（例如，将警告与受到这样的事件影响的网络实体相关联）之外还提供正确和准确的测量。

可以通过将每个新的节点以及所有相关联的新的互连输入到其它节点来对网络监视系统所使用的网络拓扑进行手动更新。然而，网络拓扑的手动配置由于劳动密集且易于出现错误而并不是所希望的。此外，这样的手动拓扑更新典型地在网络的实际物理更新之后要延迟一段时间。在网络更新和手动拓扑更新之间的时间中，网络监视系统将无法正确分析网络的协议或操作。

发明内容

网络监视系统包括一个或多个耦合到网络接口的被动（passive）监视探测器。所述探测器能够被动地（passively）和非侵入式地（non-intrusively）从网络接口捕捉数据分组。所述监视系统进一步包括从探测器接收所捕捉的数据分组和分析其的处理器。所述监视系统从捕捉于网络接口的数据分组识别特定于S1-MME接口的消息。在该S1-MME消息中，所述监视系统进一步识别GUMMEI参数。所述监视系统创建网络拓扑列表或表格。所述监视系统针对每个唯一的GUMMEI值在网络拓扑列表中创建MME节点条目。所述监视系统从对应于所述S1-MME接口消息的SCTP关联（association）识别单独的（individual）S1-MME接口。单独的S1-MME接口链接到网络拓扑列表中的特定MME。此外，对应于S1-MME接口消息内的MME端点的IP地址被链接到网络拓扑了表中的特定MME。

所述监视系统进一步将S6a和S1-MME接口上所载送的认证消息相关联。所述监视系统识别对应于S6a接口消息内的MME端点的S6a接口IP地址，并且将每个单独的S6a接口IP地址链接到网络拓扑列表中的特定MME。所述监视系统在网络拓扑列表中创建单个HSS节点条目或多个HSS节点条目。所述一个或多个HSS节点条目与对应于HSS端点的S6a接口IP地址相关联。

所述监视系统进一步将S11会话或承载消息（bearer message）与特定于S1-MME接口的消息相关联。所述监视系统识别对应于S11接口消息内的MME端点的S11接口IP地址并且将每个单独的S11接口IP地址与网络拓扑列表中的特定MME相关联。所述监视系统在网络拓扑列表中创建S-GW节点条目。所述S-GW节点与对应于S11接口消息内的S-GW端点的唯一S11接口IP地址相关联。

所述监视系统在网络拓扑列表中创建eNodeB条目。每个eNodeB条目对应于S1-MME接口上的唯一SCTP关联。S1-MME消息中的eNodeB端点的IP地址被用来将单独的eNodeB与X2接口相关联，所述X2接口被链接到网络拓扑列表中的eNodeB。

所述监视系统还识别S5/S8接口上所载送的会话或承载消息。在网络拓扑列表中创建PDN-GW节点条目或PDN-GW条目的群组。所述PDN-GW节点条目与对应于S5/S8接口上的PDN-GW端点的S5/S8接口IP地址相关联。

附图说明

在这样对本发明进行了概括描述之后，现在将参考附图，其中：

图1是图示LTE/SAE网络架构的框图；和

图2图示了从LTE/SAE网络接口所捕捉的用于确定网络拓扑的消息。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图对本发明进行更为全面的描述。然而，本发明可以以许多不同的形式来实现，并且不应当被理解为局限于这里所给出的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将是全面和完整的，并且将完全向本领域技术人员表达了本发明的范围。本领域技术人员能够使用本发明的各个实施例。

图1是图示LTE（长期演进）/SAE（系统架构演进）网络架构的框图。LTE/SAE网络技术表示用于提供高速率的基于IP的服务的移动网络演进。负责规定被称作第三代合作伙伴计划（3GPP）的移动标准的标准化实体已经定义了移动电信系统的标准，包括无线电接入和核心网络演进。该标准被命名为演进分组系统（EPS），并且其规定了UTRAN接入网络的演进-演进UTRAN（eUTRAN）101-以及核心网络的同时演进-演进分组核心（EPC）102。LTE和SAE分别是eUTRAN 101和EPC 102的常用同义词。

所述网络包括多种不同类型的网络节点和接口。所述节点例如包括增强型NodeB（eNodeB或eNb）103、移动管理实体（MME）104、归属订户服务（HSS）105、服务网关（S-GW）106和分组数据网络网关（PDN-GW）107。EPC域中的节点之间的接口通常被命名为“S#”。（eNodeB之间的）“X2”接口和“Uu”接口（eNodeB 103和用户设备108之间的空中接口）处于eUTRAN域中。

EPS技术的目标是明显提升用户可用的带宽，并且同时改进无线电连接的服务质量（QoS）。一些改进被采用来实现它，例如包括正交频分复用（OFDM）调制技术、多输入多输出（MIMO）天线以及平的全IP网络架构。所选择的网络组件的目标是改进移动用户的服务体验并且同时降低网络运营商的CAPEX和OPEX成本。

以下节点在eUTRAN域中运行。用户设备（UE）108是端到端服务的订户端点。UE 108通过Uu接口与无线电路径上的eNodeB 103进行通信。eNodeB（103）管理到UE 108的无线电路径并且主控物理无线电建立、无线电链路控制和介质访问控制功能。eNodeB 103还对针对无线电资源控制（RRC）无线电路径的数据进行加密和解密，并且处理无线电资源接纳和管理。

以下节点在EPC域中运行。MME 104是负责管理往来于UE 108的非接入层（NAS）控制面消息的节点。此外，MME 104在为用户面业务选择S-GW 106、协调LTE/SAE中的切换并且建立到HSS 105的用于认证和安全过程的必要连接中起作用。MME 104还协调到UE 108的承载分配。HSS 105具有与3G HLR（归属位置寄存器）类似的作用。HSS 105保存订户简档和签约数据、订户标识符（例如，国际移动用户标识（IMSI）和移动用户综合服务数字网络号（MSISDN）），以及订户认证和安全数据。HSS 105是来自MME 104的UE 108位置更新过程的端点。S-GW 106是来自eNodeB节点103的用户面连接的端点。在eNodeB 103之间的UE切换的情况下S-GW 106是用户面连接的锚点。S-GW 106还管理计费特征以及QoS DiffServ处理。PDN-GW（107）是在EPC与诸如互联网109的外部PDN网络之间提供接口的网络节点。

在诸如LTE/SAE网络的复杂系统中，测量网络性能、定位网络运营故障和控制网络服务行为的任务对于网络运营商会变得非常困难。诸如新网络技术的引入和部署的网络演进在网络测量、故障定位和控制中导致了额外的不稳定性和进一步的问题。为了执行这些任务，网络运营商通常使用外部监视系统。典型地，这些监视系统以非侵入式模式连接到网络，这允许它们嗅探来自网络接口的数据，处理所述数据并且提供帮助网络运营商管理其网络的测量和报告。典型地，所述监视系统需要对UE的活动进行追踪以便提供订户所使用服务的详细分析并且处于故障定位和优化的目的收集与网络行为相关的信息。

监视系统110可以耦合到LTE/SAE网络中的链接以被动监视和收集来自网络中一个或多个接口的信令数据。监视系统110可以从EPC和eUTRAN接口收集用户面和控制面数据，所述EPC和eUTRAN接口例如包括在MME 104端接的S1-MME、S6a、S10和S11接口，在eNodeB 103端接的S1-MME和X2接口，以及在S-GW 106端接的S11、S1-U和S5/S8接口。将要理解的是，网络中的一些或全部其它接口或链接也可以被监视系统110所监视。在一个实施例中，监视系统110可以包括运行一个或多个软件应用的一个或多个处理器，所述软件应用收集、关联和分析来自eUTRAN 101和EPC 102的数据分组和协议数据单元（PDU）。

监视系统110可以结合协议分析器、会话分析器和/或业务分析器功能，其通过经由网络上的链接、节点、应用和服务器表征IP业务来提供OSI（开放系统互连）第2层至第7层的故障定位。这样的功能例如由来自Tektronix Incorporated的GeoProbe G10平台（包括Iris Analyzer Toolset应用和SpIprobes）所提供。虽然在图1中图示了单个监视系统探测器，但是将要理解的是，这是出于简明的缘故并且任意数量的互连的监视系统探测器可以耦合到LTE/SAE网络内的一个或多个接口。单个监视探测器可以捕捉来自特定接口的数据，或者两个或更多探测器可以耦合到一个接口。

监视系统110可以经由分组捕捉设备耦合到网络接口，所述分组捕捉设备诸如被优化以处理高带宽IP业务的高速、高密度的探测器。监视系统110被动捕捉来自接口的消息业务而并不中断网络的运营。服务提供商或网络运营商可以经由用户接口站点111访问来自监视系统110的数据。监视系统110可以进一步包括内部或外部存储器112以用于存储所捕捉的数据分组、用户会话数据、呼叫记录配置信息和软件应用指令。监视系统110可以捕捉并关联与网络接口上的特定数据会话相关联的分组。在一个实施例中，相关分组可以使用5元（tuple）关联机制进行关联。该5元关联过程使用由5个部分所组成的IP关联密钥，该5个部分即服务器IP地址、客户端IP地址、源端口、目的地端口和第4层协议（TCP或UDP或SCTP）。相关分组可以被结合到网络上的特定流、会话或呼叫的记录中。

在可替换实施例中，监视系统110例如可以是活动（active）组件，诸如存在于EPC节点上（诸如MME 104上）的软件代理，并且其捕捉进出节点的数据分组。

通常，监视系统执行以下过程来识别和链接LTE/SAE网络节点。对于MME而言，监视系统使用GUMMEI参数来唯一识别单独的MME。所述监视系统接着识别与MME和eNodeB之间的S1-MME接口上以及MME和HSS之间的S6a接口上的MME相关联的SCTP关联并对其进行分组。所述监视系统还识别MME和S-GW之间的S11接口的MME上的IP地址。对于eNodeB而言，所述监视系统识别属于S1-MME接口上以及eNodeB之间的X2接口上的每个eNodeB的SCTP关联并对其进行分组。对于HSS而言，所述监视系统识别属于与每个MME相关联的HSS的SCTP关联并对其进行分组。对于S-GW而言，所述监视系统识别S11接口和S5/S8接口的S-GW上的IP地址。对于PDN-GW而言，所述监视系统识别S5/S8接口的PDN-GW上的IP地址。

由于每个MME可以连接到从若干种不同接口类型中所选择的许多单独接口，所以MME检测过程是复杂的。在这些接口中的每一个上，MME可以使用不同的IP地址集合。所述监视系统必须将这些不同的接口与适当MME相关联。MME检测过程可以被划分为以下步骤：

创建具有唯一GUMMEI参数的单独MME节点；

将每个S1-MME接口分组到特定MME；

将S1-MME IP地址分组到特定MME接口；

将每个S6a接口分组到特定MME；并且

将每个S11接口分组到特定MME。

可以使用GUMMEI（全局唯一MME标识符）参数来识别特定MME。所述GUMMEI根据移动国家代码（MCC）、移动网络代码（MNC）和MME标识符（MMEI）所构建。MMEI可以被进一步细分为MME群组ID（MMEGI）和MME代码（MMEC）。GUMMEI参数唯一识别LTE/SAE网络中的每个MME。在网络接入期间，服务MME为每个UE分配全局唯一临时标识（Globally Unique Temporary Identity，GUTI）。使用GUTI标识符避免了需要在无线电接入链路上交换UE的永久标识（即，其国际移动用户标识或IMSI）。所述GUTI由两个组分所构成：GUMMEI和MME临时移动用户标识（M-TMSI）。GUMMEI标识已经分配了GUTI的MME。M-TMSI标识与该MME相关联的特定UE。GUTI被载送于若干个EPS非接入层（NAS）消息，诸如在S1 AP顶端上所载送的消息。表1图示了GUTI中所包括的参数。

表1。

监视系统能够分析载送GUTI参数的消息并且能够识别GUTI内的GUMMEI参数。所述GUMMEI接着可以被分配给特定MME。例如，监视系统可以捕捉并分析S1 AP的初始UE以及S1 AP下行链路NAS传输消息以识别GUTI。载送EPS NAS附接请求（Attach Request）的S1 AP初始UE消息包括UE的旧的GUTI。该旧的GUTI是UE与之附接的最后的MME所分配的ID。分配该旧的GUTI的MME可以不同于UE当前所附接的MME。单独分析附接请求消息不足以确定GUTI是否属于当前MME或旧的MME。如果旧的GUTI在属于不同MME的附接请求中进行发送，则载送EPS NAS附接接受（Attach Accept）的S1 AP下行链路NAS传输消息包括新的（当前MME的）GUTI。该新的GUTI在该消息中是可选的。

监视系统可以使用至少两种不同的方案来识别GUTI。一方面，监视系统可以仅分析载送新的GUTI的附接接受消息。如果附接接受消息并没有载送新的GUTI，则该消息被忽略。可替换地，监视系统可以分析附接请求和附接接受消息并且将它们相关联。如果附接接受消息并没有载送新的GUTI，则使用来自附接请求消息的旧的GUTI来识别MME。对两个消息进行分析提供了更为鲁棒的方案并且将提供远比仅分析附接接受消息更快的检测。

除了使用附接请求和附接接受消息，还可以以类似的方式对追踪区域更新（TAU）请求和TAU接受消息进行分析。所述TAU请求消息从eNodeB发送到MME并且包括UE与之附接的最后的MME的GUTI。所述TAU接受消息从MME发送到eNodeB并且在重新分配的情况下可以包括GUTI。

随时间推移使用该过程，监视系统应当识别出在网络中所使用的GUMMEI。所述监视系统能够在网络拓扑图中针对每个唯一的GUMMEI创建新的MME节点。监视系统最终应当以该方式识别出所有存在的MME节点。

一旦已经识别出MME节点，所述监视系统能够识别每个S1-MME接口并且将其分组到存在的MME之一。当识别出GUMMEI参数时，载送所述GUMMEI的附接请求/附接接受消息的SCTP关联就连同GUMMEI值自身一起与MME相关联。每个SCTP关联表示单个S1-MME接口。重复GUMMEI分配逻辑以识别载送相同GUMMEI的不同SCTP关联。所述监视系统将所有所识别的S1-MME接口和SCTP关联分配给所检测到的MME之一。

当如以上所描述的那样检测到S1-MME接口时，SCTP关联的端点之一的IP地址被关联到MME。这是使用以下事实来实现的：附接请求永远是上行链路消息（即从UE到MME）而附接接受永远是下行链路消息（即从MME到UE）。因此，附接请求消息中的目的地IP地址和附接接受消息中的源IP地址与MME相关联。

在EPS中，MME可以池化（pool）在一起并且MME池可以为eNodeB、HSS和SGW节点提供服务。MME池可以通过对共享相同的MCC、MNC和MMEGI参数的任意MME进行分组来识别。

到HSS的S6a接口的MME所使用的IP地址并不共享到eNodeB的S1-MME接口上的MME所使用的IP地址。为了将S6a接口捆绑到特定的MME，S1-MME和S6a接口必须被关联。该关联可以使用若干选项之一来实现。

首先，监视系统可以使用（S1-MME接口上的）S1认证请求（Authentication Request）消息中的RAND+AUTN参数并且将其与（S6a接口上的）AIA消息中的RAND+AUTN参数相匹配。这种技术所带来的一个问题在于，MME能够通过S6a接口从HSS预先取得认证矢量。MME可以不必立即在S1认证请求中使用所述认证矢量。结果，在可能进行RAND+AUTN匹配之前可存在时间延迟。第二，监视系统可以使用来自S1附接请求的IMSI参数，将其与S1认证请求相关联并且将其与S6A接口上的AIA消息中的IMSI相匹配。IMSI在S6A AIR/AIA消息中是强制的，但是IMSI在S1 AP中是可选的并且S1 AP在大多数情况下仅使用GUTI。因此为了支持该选项，GUTI-IMSI追踪可能是必要的。一旦IAI消息与MME相关联，则载送该IAI的SCTP关联中的目的地IP地址可以被添加到已知MME IP地址的列表。

每个MME可以在与任意HSS的S6a接口上开始过程。利用所提出的检测逻辑，网络中的所有HSS节点都将被组合到一个在监视系统的拓扑图中具有多个IP地址的单一HSS节点中。这是可接受的，因为一些服务提供商将HSS配置为具有表示不同IP地址的多个卡的单个盒体（box）。

HSS节点的IP地址可以使用以上针对MME所描述的S6a接口检测机制进行检测。载送AIA的SCTP关联的源IP地址可以被用来识别HSS的IP地址。监视系统最多将创建并映射每个MME的仅一个HSS节点。一个HSS节点可以为多个MME提供服务。

所述监视系统还能够将每个S11接口分组到特定的MME。MME针对S11接口所使用的IP地址并不共享S1-MME接口上的MME所使用的IP地址的池。为了将S11接口捆绑到特定的MME，S1-MME和S11接口必须被关联。该关联可以通过从S1 AP初始UE消息提取IMSI值并且将该值与从S11接口消息所捕捉的IMSI相匹配来实现，所述S11接口消息诸如创建会话请求或修改承载请求消息。一旦S11创建会话请求或S11修改承载请求消息被关联到特定的MME，则所述S11消息的源IP地址被添加到MME IP地址的列表。S11创建会话响应和S11修改承载响应可以与消息的相应请求相关联。在请求/响应消息去往不同IP地址的情况下，目的地IP地址从消息中提取。

S-GW节点通过将使用以上描述的机制所检测的S11接口进行合并而被检测。共享相同的S-GW IP地址的S11接口被合并到一个单一的S-GW节点。一个S-GW能够为多个MME提供服务，从而在一个实施例中，监视系统将仅创建每个MME一个SGW节点。

eNodeB能够使用S1-MME接口而被检测。每个eNodeB针对相应的MME仅具有一个SCTP关联。一旦S1-MME接口被识别，就能够由监视系统创建eNodeB。可以向eNodeB分配IP地址。当S1-MME接口被检测时，SCTP关联的一个端点的IP地址与所述MME相关联而其它则对应于所述eNodeB。如之前所提到的，附接请求永远是上行链路消息（即，从UE到MME）而附接接受永远是下行链路消息（即，从MME到UE）。因此，附接请求消息中的源IP地址和附接接受消息中的目的地IP地址与eNodeB相关联。

可以通过分析S1 AP上行链路直接传输（Direct Transfer）消息将全局eNodeB标识符分配给eNodeB，所述S1 AP上行链路直接传输消息具有ECGI（E-UTRAN小区全局标识符）作为强制字段。ECGI从MCC、MNC和ECI（E-UTRAN小区标识符）进行构建。ECGI识别eNodeB以及其所属的小区。ECGI包括PLMN标识+小区标识（Cell Identity）（28位）。小区标识的最左边20位识别eNodeB。因此可以被用来在LTE/SAE网络内全局区分eNodeB的唯一eNodeB标识符（全局eNodeB Id）可以被创建为PLMN标识+小区标识的最左边20位。eNodeB内的小区通过整个ECGI进行识别。

eNodeB可以经由X2接口彼此进行通信。每个eNodeB在X2接口上针对其连接到的每个其它eNodeB仅具有一个SCTP关联。X2接口检测可以以两种不同的方式来实现。第一，监视系统可以假设eNodeB针对S1-MME接口和X2接口共享相同的IP地址。从而一旦S1-MME接口已经被捆绑到eNodeB，则X2接口也能够使用公用的eNodeB IP地址被捆绑当相同的eNodeB。用于识别X2接口的第二种选择是监视包括源eNodeB的全局eNodeB Id的X2建立请求（Setup Request）消息，并且监视包含目标eNodeB的全局eNodeB ID的X2建立响应消息。由于全局eNodeB Id已经如以上所描述地被检测和分配，所以可以在通过它们的全局eNodeB Id所识别的两个eNodeB之间检测到X2接口。

S-GW针对到MME的S11接口所使用的IP地址并不共享在到PDN-GW的S5/S8接口上所使用的IP地址的相同池。为了将S5/S8接口捆绑到特定的S-GW，需要S5/S8和S11之间的关联。该关联可以通过提取从S11创建会话请求或S11修改承载请求消息所捕捉的IMSI并且将IMSI与S5/S8创建会话请求消息相匹配来实现。S5/S8创建会话请求的源IP地址接着可以与S-GW相关联。

PDN-GW节点使用从到S-GW的S5/S8接口所捕捉的消息而被检测。S5/S8创建会话请求和S5/S8修改承载请求消息的目的地IP地址可以与PDN-GW相关联。一个S-GW能够连接到多个PDN-GW。为了检测多个PDN-GW，每个唯一的PDN-GW IP地址被检测作为单一的PDN-GW节点。S5/S8创建会话请求中的APN（接入点名称）被提取并且与PDN-GW相关联作为属性。一个PDN-GW节点可以具有多个APN作为属性。如果相同的APN出现在两个不同的PDN-GW中，则那些PDN-GW被合并到一个节点之中。

监视系统能够通过观察具有S11创建会话请求消息的呼叫流而推断出S-GW连接到新的PDN-GW而不是存在的PDN-GW。如果具有非零TEID（隧道端点标识符）的S11创建会话请求消息触发了具有零TEID的S5/S8创建会话请求消息，则UE已经连接到了多于一个的PDN-GW。

图2图示了从LTE/SAE网络接口所捕捉的用于确定网络拓扑的消息。MME 201经由S1-MME接口耦合到eNodeB 202并且经由S6a接口耦合到HSS 203。eNodeB 202通过空中接口Uu与UE 204进行通信。监视系统探测器205耦合到S1-MME和S6a接口，并且在一个实施例中被动捕捉发送到和发送自MME 201的PDU。虽然在图2中为了简要仅示出了一个MME 201，但是将要理解的是，监视系统探测器205可以耦合到与任意数量的MME、HSS和其它节点相关联的任意数量的S1-MME、S6a和其它接口。

使用所捕捉消息中的数据，监视系统探测器102识别活动的MME。例如，当监视系统探测器205在S1-MME接口上从UE 204捕捉到附接请求消息206，则该探测器将识别GUTI参数207。消息206中的GUTI参数与UE 204与之相关联的最后的MME相关联，该MME可以是MME 201或另一个MME。监视系统探测器205还从MME 201捕捉附接接受消息208。该探测器将识别与当前MME 201相关联的GUTI参数209。然而，GUTI 209是可选的，所以监视系统205可以将相关消息206和208相关联，并且在其存在的情况下将GUTI 207和GUTI 209进行比较以确定它们是相同还是不同的MME。如果GUTI 209不存在，则监视系统将使用GUTI 207。如果有必要，使用GUTI 209或GUTI 207，监视系统将提取GUMMEI参数，并且如果其是新的值，则将其分配给网络中新的MME。

消息206和208的SCTP关联与GUTI 209或207中已经识别的新的MME相关联。此外，与SCTP关联的一端相关联的IP地址被链接到所述MME。例如，消息206中的目的地IP地址210和消息208的源IP地址211识别S1-MME接口的MME 201端点。因此，通过捕捉并分析附接请求/附接接受消息，监视系统可以识别出网络中所有活动的MME并且能够将特定的SCTP关联和特定的S1-MME接口IP地址链接到MME中的特定的一些。

监视系统探测器205还在到HSS 203的S6a接口上捕捉消息。在UE 204的认证和密钥协定（AKA）过程期间，在其它消息之间交换AIA消息212和认证请求213。虽然这些消息与相同的AKA过程相关，但是它们在不同接口（即，S1-MME和S6a）上使用不同的IP地址。然而，可以使用诸如RAND+AUTN组合214或IMSI 215n之类的参数关联212和213消息。消息213的SCTP关联可以被链接到MME 201。此外，载送消息212和213的SCTP关联的MME端点的IP地址也可以被链接到MME 201。

MME 201还经由S11接口耦合到S-GW 216。监视系统探测器205可以耦合到S11接口以捕捉在MME 201和S-GW 216之间交换的PDU。诸如创建会话请求217、修改承载请求218以及它们相应的响应消息之类的消息在S11接口上进行交换。所述S11消息包括IMSI参数，其可以与在S1-MME接口上例如从S1 AP初始UE消息所捕捉的IMSI相关联。一旦与特定的S1-MME相关联，消息217和218的源IP地址就可以被添加到MME的IP地址列表。类似地，相应响应消息（未示出）中的目的地IP地址也可以被链接到该MME。

通过捕捉如图2中所示的消息，监视系统探测器可以识别网络中任意活动的MME并且能够创建MME参数的列表、表格或数据库，诸如表2中所示：

MME	MME 1	MME 2	MME 3
				GUMMEI
SCTP关联
				S1-MME IP地址
S6a IP地址
				S11 IP地址

表2。

以类似的方式，使用图2中所示的消息，监视系统能够识别不同的eNodeB、HSS、S-GW和PDN-GW节点。例如，在eNodeB和MME之间将仅存在一个SCTP关联。一旦监视系统识别出MME的SCTP关联，其就能够识别处于该关联的其它端点的eNodeB及其IP地址。监视系统还能够创建链接到每个节点的标识符、接口、关联和IP地址的列表、表格或数据库。

本领域技术人员将会想到本发明与之相关的、具有之前描述和相关附图所给出的教导的益处的本发明的许多修改和其它实施例。因此，所要理解的是，本发明并不局限于所公开的特定实施例。虽然这里采用了特定术语，但是他们仅以一般和描述的含义来使用而并非出于限制的目的。

Claims (19)

1.一种用于识别网络拓扑的方法，包括：

经由监视探测器从网络接口捕捉数据分组；

识别特定于S1-MME接口的消息；

识别S1-MME接口消息中的全局唯一MME标识符GUMMEI参数；

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建MME节点条目，每个MME节点对应于唯一的全局唯一MME标识符GUMMEI值；

从对应于S1-MME接口消息的流控制传输协议SCTP关联识别单独的S1-MME接口；

将每个单独的S1-MME接口链接到网络拓扑列表中的特定MME；

识别对应于载送S1-MME接口消息的流控制传输协议SCTP关联的MME端点的IP地址；以及

将每个单独的IP地址链接到网络拓扑列表中的特定MME。

2.如权利要求1所述的方法，其中特定于S1-MME接口的消息包括S1初始UE消息。

3.如权利要求1所述的方法，其中特定于S1-MME接口的消息包括S1 TAU消息。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

由监视系统识别S6a接口上所载送的认证消息；

识别S1-MME接口上所载送的认证消息；

将S6a和S1-MME认证消息相关联；

识别对应于载送S6a接口消息的流控制传输协议SCTP关联的MME端点的S6a接口IP地址；以及

将每个单独的S6a接口IP地址链接到网络拓扑列表中的特定MME。

5.如权利要求4所述的方法，其中使用RAND和AUTN参数关联S6a和S1-MME认证消息。

6.如权利要求4所述的方法，其中使用IMSI参数关联S6a和S1-MME认证消息。

7.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建HSS节点条目，每个HSS节点与对应于S6a接口消息内的HSS端点的唯一S6a接口IP地址相关联。

8.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建单个HSS节点条目，该单个HSS节点与对应于S6a接口消息内的HSS端点的所有S6a接口IP地址相关联。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

由监视系统识别S11接口上所载送的会话或承载消息；

将S11会话或承载消息与特定于S1-MME接口的消息相关联；

识别对应于S11接口消息内的MME端点的S11接口IP地址；以及

将每个单独的S11接口IP地址链接到网络拓扑列表中的特定MME。

10.如权利要求9所述的方法，其中使用IMSI参数关联S11会话或承载消息以及特定于S1-MME接口的消息。

11.如权利要求9所述的方法，进一步包括：

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建S-GW节点条目，每个S-GW节点与对应于S11接口消息内的S-GW端点的唯一的S11接口IP地址相关联。

12.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

从对应于S1-MME接口消息的流控制传输协议SCTP关联识别单独的eNodeB；以及

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建eNodeB条目，每个eNodeB条目对应于S1-MME接口上的唯一流控制传输协议SCTP关联。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：

识别对应于载送S1-MME接口消息的流控制传输协议SCTP关联的eNodeB端点的IP地址；以及

将每个单独的IP地址链接到网络拓扑列表中的特定eNodeB。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：

识别特定于X2接口的消息；

识别X2接口消息的流控制传输协议SCTP关联内的IP地址，其中每个X2端点的IP地址对应于eNodeB；

将每个X2接口IP地址与对应于eNodeB端点的S1-MME接口IP地址相关联；以及

将X2接口IP地址链接到网络拓扑列表中的特定eNodeB。

15.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

识别S5/S8接口上所载送的会话或承载消息；

识别对应于S5/S8接口消息内的PDN-GW端点的S5S/8接口IP地址；以及

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建PDN-GW节点条目，每个PDN-GW节点与对应于S5/S8接口消息内的PDN-GW端点的唯一S5/S8接口IP地址相关联。

16.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

识别S5/S8接口上所载送的会话或承载消息；

识别对应于S5/S8接口消息内的PDN-GW端点的S5/S8接口IP地址；以及

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建单个PDN-GW节点条目，该PDN-GW节点条目与对应于S5/S8接口消息内的PDN-GW端点的每个唯一S5/S8接口IP地址相关联。

17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：

识别对应于S5/S8接口消息内的S-GW端点的S5/S8接口IP地址；以及

将每个单独的S5/S8接口IP地址链接到网络拓扑列表中的特定S-GW。

18.一种网络监视系统，包括：

耦合到网络接口的一个或多个被动监视探测器，所述探测器能够从网络接口捕捉数据分组；以及

从所述探测器接收所捕捉的数据分组的处理器，所述处理器用于：

从捕捉于网络接口的数据分组识别特定于S1-MME接口的消息；

识别S1-MME接口消息中的全局唯一MME标识符GUMMEI参数；

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建MME节点条目，每个MME节点对应于唯一的全局唯一MME标识符GUMMEI值；

从对应于S1-MME接口消息的流控制传输协议SCTP关联识别单独的S1-MME接口；

将每个单独的S1-MME接口链接到网络拓扑列表中的特定MME；

识别对应于载送S1-MME接口消息的流控制传输协议SCTP关联的MME端点的IP地址；以及

将每个单独的IP地址链接到网络拓扑列表中的特定MME。

19.如权利要求18所述的监视系统，其中所述处理器进一步用于：

关联S6a和S1-MME接口上所载送的认证消息；

识别对应于载送S6a接口消息的流控制传输协议SCTP关联的MME端点的S6a接口IP地址；

将每个单独的S6a接口IP地址链接到网络拓扑列表中的特定MME；

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建单个HSS节点条目，该单个HSS节点与对应于S6a接口消息内的HSS端点的所有S6a接口IP地址相关联；

将S11会话或承载消息与特定于S1-MME接口的消息相关联；

识别对应于S11接口消息内的MME端点的S11接口IP地址；

将每个单独的S11接口IP地址链接到网络拓扑列表中的特定MME；

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建S-GW节点条目，每个S-GW节点与对应于S11接口消息内的S-GW端点的唯一的S11接口IP地址相关联；以及

在监视系统存储器中的网络拓扑列表中创建eNodeB条目，每个eNodeB条目对应于S1-MME接口上的唯一流控制传输协议SCTP关联。