CN107105422A - 管理用户会话的方法、移动网关装置与计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管理用户会话的方法、移动网关装置与计算机可读介质。该方法包括：利用提供对分组数据网络的服务的接入的移动服务供应商网络的移动网关装置中的转发单元中的一个接收会话请求，会话请求标识移动设备并请求移动网关装置作为在接入一个分组数据网络时用于该移动设备的用户会话的锚；响应于会话请求，利用转发单元选择移动网关装置中的用户管理服务单元中的第一个，多个用户管理服务单元为移动服务供应商网络中的节点提供统一接口，用户管理服务单元作为在通过移动服务供应商网络接入分组数据网络时用于移动设备的用户会话的锚；以及内部地从转发单元向第一用户管理服务单元发送会话请求，从而为移动设备请求的用户会话提供管理服务。
Description
本申请是申请号为2012102271615，申请日为2012年6月29日以及发明名称为“具有用于锚定用户会话的分散控制平面的移动网关”的原申请的分案申请。
对在先申请的交叉参考
本发明要求于2011年6月29日向美国专利局提交的美国专利申请第13/172,556号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及移动网络，更具体地，涉及移动网络内的会话处理。
背景技术
蜂窝无线接入网为每一个都包括至少一个能够向用户的无线设备传送并中继信号的基站的小区的集合。“小区”通常表示利用数据传送的特殊频率或频率范围的移动网络的独特区域。典型的基站为锚定了在特殊频率传送并接收数据的多个天线的塔。诸如蜂窝或移动电话、智能手机、照相手机、个人数字助理(PDA)、及膝上电脑的无线设备可以启动或将指定频率的信号传送至基站，从而启动电话或数据会话并开始传送数据。
移动业务供应商网络将从无线设备在基站所接收的蜂窝信号(例如，时分多址(TMDA)信号、正交频分复用(OFDM)信号、或码分多址(CDMA)信号)转换成用于在数据包网络内传送的互联网协议(IP)包。为了便于蜂窝信号向IP包的这种转换和传送，已经推荐了多个标准，诸如通过全球移动通信系统(GSM)协会所制定的通用分组无线业务(GPRS)标准、通用移动通信系统(UMTS)体系、被称作长期演进(LTE)的UMTS的演进、通过互联网工程任务组(IETF)所制定的移动IP标准、以及通过第三代合作伙伴项目(3GPP)、第三代合作伙伴项目2(3GGP/2)、和全球微波接入互操作性(WiMAX)论坛所推荐的其它标准。
典型的3GPP移动服务供应商网络或移动网络包括核心分组交换网络、传输网络、及一个或多个无线接入网络。用于移动网络的核心分组交换网络在被安装至其中一个无线电接入网络的无线设备与分组数据网络(PDN)之间的路径上在多个服务节点之间建立了众所周知的载体的逻辑连接。随后，服务节点利用在无线设备与PDN之间交换的传输用户通信量的载体，例如，可以包括互联网、企业互联网、3层VPN、及服务供应商私人网络。各种VPN将多种分组数据服务提供至无线设备，使无线设备能够通过PDN的应用软件或其它服务器交换服务数据。服务数目的增加使得对于移动网络资源的移动用户设备数量的压力增大。
发明内容
大体上描述了用于在移动网络的网关设备中分散处理用户会话的技术。例如，描述了具有卸载了从中央控制节点向一组服务单元的用户会话管理(例如，用户管理服务卡)的内部架构的移动网关设备。在这个意义上，用户管理服务单元提供用于管理用户通信会话的分散控制平面的形式。结果，移动网关设备可实现处理数千或数万移动设备的并行通信会话的增强的可扩展性。
如上所述，移动网关设备包括具有通过高速切换结构耦接的多个转发单元的转发平面。由转发平面所接收的用户会话请求在用于移动网关设备的分散控制平面的各个用户管理服务单元间动态负载平衡。移动网关设备的该组单独的用户管理设备提供用于通过用于相应的用户设备接入分组数据服务的移动网络的移动网关设备所管理的每个独立用户会话的各个会话情况的多个可能锚定点(anchor point)。
在一个实例中，在网络设备的转发平面内的转发单元接收通过用户设备发起并通过移动网络内的下游节点转发的会话请求。移动网关设备的分散用户管理服务单元为试图接入服务用户提供统一接口(例如，单个IP地址)。接收用于新用户会话的会话请求的任意转发单元选择其中一个用户管理服务单元，从而根据由转发单元对会话请求密钥信息统一应用的函数处理会话请求。转发单元将会话请求指向所选择的用于处理的服务单元和会话结构。因此，所述技术可以减小或消除对控制平面内中央单元(例路由单元)的任何需要的用于，从而管理并分散所接收的会话请求。
在某些实方式中，用户管理服务单元接收从转发平面所转发的会话请求，并根据在服务单元中所共享的当前会话负载数据，确定作为控制平面操作用于请求会话的锚定点，还是将会话请求动态重分配至另外其中一个用户管理服务单元。因此，所述技术可以消除对中央单元的需求，以根据每次会话请求执行用户会话负载分配，从而提高用户可扩展性。
一种利用移动网关设备管理用户会话的方法，所述方法包括：利用移动服务供应商网络的移动网关装置中的多个转发单元中的一个接收会话请求，所述移动服务供应商网络提供对一个或多个分组数据网络的服务的接入，其中，所述会话请求标识移动设备并请求所述移动网关装置作为在接入一个所述分组数据网络时用于该移动设备的用户会话的锚；响应于所述会话请求，利用所述转发单元选择所述移动网关装置中的多个用户管理服务单元中的第一用户管理服务单元，其中，所述多个用户管理服务单元为所述移动服务供应商网络中的节点提供统一接口，并且其中，所述多个用户管理服务单元作为在通过所述移动服务供应商网络接入一个或多个分组数据网络时用于移动设备的用户会话的锚；以及内部地从所述转发单元向所述第一用户管理服务单元发送所述会话请求，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务。
方法进一步包括：利用所述第一用户管理服务单元为所述移动设备建立与所述会话请求相对应的用户会话以锚定所述用户会话；以及从所述移动网关装置中的所述第一用户管理服务单元向其他用户管理服务单元发送消息，从而表示所述第一用户管理服务单元锚定与所述会话请求相对应的所述用户会话。
其中，建立所述用户会话包括：用所述第一用户管理服务单元对所述转发单元中的一个进行编程，从而在所述转发单元内设置用户指定的转发路径，用于处理和转发来自所述移动设备的数据通信量。
其中，建立所述用户会话包括：利用所述第一用户管理服务单元提供用于管理来自所述移动设备的所述用户会话所需要的、包括对用户的验证、授权及计费(AAA)和费用收取的服务。
其中，所述会话请求包括移动设备识别码，所述方法进一步包括：至少基于所述移动设备识别码选择所述第一用户管理服务单元。
方法进一步包括：利用所述转发单元将散列函数应用于所述移动设备识别码，从而生成散列值；以及利用所述转发单元将所述散列值映射至所述多个用户管理服务单元中的一个，从而选择所述多个用户管理服务单元中的一个。
方法进一步包括：利用多个用户管理服务单元中的所述第一用户管理服务单元接收所述会话请求；访问具有一个或多个位置表项的所述第一用户管理服务单元的位置表，从而确定所述位置表是否包括与所述会话请求相对应的用户会话的匹配位置表项，其中，每个位置表项都指定用于用户会话的所述用户管理服务单元中的锚定的一个；以及当确定所述位置表包括指定不是所述第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，将所述会话请求从所述第一用户管理服务单元重定向至通过所述匹配位置表项指定的所述锚定服务单元。
方法进一步包括：将会话请求密钥与位置表项密钥匹配，从而确定所述匹配位置表项，其中，所述会话请求密钥包括移动设备识别码。
方法进一步包括：当确定所述位置表包括指定作为所述第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，删除所述用户会话的会话环境；以及与所述移动服务供应商网络的下游节点交换控制消息，从而响应所述会话请求建立新的用户会话。
方法进一步包括：通过所述第一用户管理服务单元确定所述第一用户管理服务单元的会话负载；以及当所述第一用户管理服务单元的所述会话负载达到用于第一用户管理服务单元的会话容量时，将所述会话请求发送至所述用户管理服务单元中的第二用户管理服务单元。
方法进一步包括：访问所述第一用户管理服务单元的负载表，从而确定所述第二用户管理服务单元的所述会话负载小于所述第二用户管理服务单元的会话容量。
方法进一步包括：当所述第一用户管理服务单元的所述会话负载小于所述会话容量时，利用所述第一用户管理服务单元建立与所述会话请求相对应的所述用户会话。
方法进一步包括：从所述第一用户管理服务单元向其它用户管理服务单元发送消息，从而通信所述第一用户管理服务单元的所述会话负载。
其中，所述统一接口包括所述多个用户管理服务单元之间共享的互联网协议地址。
一种移动网关装置，包括：数据平面，具有多个转发单元以从所述移动网关装置驻留的移动服务供应商网络接收会话请求；以及控制平面，包括通过切换结构耦接至所述数据平面的多个分配的用户管理服务单元，其中，所述用户管理服务单元作为在通过所述移动服务供应商网络接入一个或多个分组数据网络时用于移动设备的用户会话的锚；以及在各个所述转发单元中的请求委派模块，以通过所述切换结构内部地将所述会话请求定向至所述用户管理服务单元，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务，其中，所述多个转发单元中的一转发单元接收所述会话请求中的一会话请求，其中，所述会话请求标识所述移动设备中的一移动设备并请求所述移动网关装置作为在在接入所述一个或多个分组数据网络时用于该移动设备的用户会话的锚，其中，接收所述会话请求的所述转发单元中的所述请求委派模块选择所述用户管理服务单元中的一用户管理服务单元，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务并且内部地将所述会话请求定向至所选出的用户管理服务单元。
其中，各个所述多个用户管理服务单元包括会话控制模块，用以通过编程所述转发单元以在所述转发单元内设置用户指定的转发路径用于处理和转发来自所述移动设备的数据通信量来建立所述用户会话。
其中，所述用户管理服务单元的所述会话控制模块交换消息以表明由各个所述用户管理服务单元锚定的所述用户会话。
其中，所述用户管理服务单元的各个所述会话控制模块提供用于管理来自所述移动设备的所述用户会话所需要的、包括对用户的验证、授权及计费(AAA)和费用收取的服务。
其中，各个所述转发单元中的所述请求委派模块将散列函数应用于各个所述会话请求中的移动设备识别码以生成散列值并将所述散列值映射至所述用户管理服务单元。
其中，各个所述用户管理服务单元包括：位置表，具有一个或多个位置表项，其中，每个位置表项都指定用于各个所述用户会话的所述用户管理服务单元中的锚定的一个；以及服务单元选择模块，响应于每个会话请求而访问所述位置表以确定所述位置表是否包括与所述会话请求相对应的所述用户会话的匹配位置表项，并且，当确定所述位置表包括指定不是第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，将所述会话请求从所述第一用户管理服务单元重定向至通过所述匹配位置表项指定的所述锚定服务单元。
一种非瞬态计算机可读介质包括使一个或多个可编程处理器执行以下的指令：利用移动服务供应商网络的移动网关装置中的多个转发单元中的一个接收会话请求，所述移动服务供应商网络提供对一个或多个分组数据网络的服务的接入，其中，所述会话请求标识移动设备并请求所述移动网关装置作为在接入一个所述分组数据网络时用于该移动设备的用户会话的锚；响应于所述会话请求，利用所述转发单元选择所述移动网关装置中的多个用户管理服务单元中的第一用户管理服务单元，其中，所述多个用户管理服务单元为所述移动服务供应商网络中的节点提供统一接口，并且其中，所述多个用户管理服务单元作为在通过所述移动服务供应商网络接入一个或多个分组数据网络时用于移动设备的用户会话的锚；以及内部地从所述转发单元向所述第一用户管理服务单元发送所述会话请求，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务。
下面，将参照附图和描述阐述发明的一个或多个实施例的细节。本发明的其它特性、目标、及优势将通过描述和附图及权利要求更加明显。
附图说明
图1为示出了示例性移动网络的方框图，其中，移动网关设备根据所描述的技术在分散控制平面中分配会话请求以及锚定会话。
图2为进一步详细示出根据本文所描述的技术执行分散会话请求委派和处理的图1的网关的示例性实例的方框图。
图3为示出了根据本发明的技术在多个网关服务单元中分配会话请求的转发单元的请求委派模式的方框图。
图4为示出了根据本发明所描述的技术操作执行分散会话请求处理的服务单元的示例性组件的方框图。
图5为示出了根据本发明中所描述的分散委派技术将会话请求分配至多个服务单元的其中一个的图3的请求委派模式的操作的示例性模式的流程图。
图6为示出了根据本文所描述的分散负载平衡技术处理会话请求的示例性服务单元的操作的示例性模式的流程图。
具体实施方式
图1为示出了示例性网络系统2的方框图，其中，移动网关8包括用于根据所描述技术分散处理用户会话的分散控制平面。在这个实例中，网络系统2包括经由连接接入网络CAN 4(“CAN 4”)的移动网关8耦接CAN 4的分组数据网络(PDN)12。分组数据网络12支持可由无线设备6请求和使用的一个或多个基于分组的服务。例如，PDN 12可以提供例如大量数据传输、语音互联网协议(VoIP)、互联网协议电视(IPTV)、短消息服务(SMS)、无线应用协议(WAP)服务、或客户专用应用服务。例如，分组数据网络12可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网、虚拟LAN(VLAN)、企业LAN、第3层虚拟专用网络(VPN)、由操作CAN 4的移动服务供应商所操作的互联网协议(IP)内联网、企业IP网络或它们的某些组合。在多种实施例中，PDN 12连接公共WAN、因特网或其它网络。分组数据网络12执行诸如IP(IPv4和/或IPv6)、X.25或点对点协议(PPP)的一个或多个分组数据协议(PDP)，能够进行PDN 12服务的基于分组的传输。
无线设备6为无线通信设备，例如，其可以包括移动电话、例如具有3G/4G无线卡的膝上型或台式计算机、无线笔记本、视频游戏设备、寻呼机、智能手机、个人数据助理(PDA)、需给电表、或诸如移动检测器或门锁的安全设备。无线设备6可以运行一个或多个应用，例如，VoIP客户、视频游戏、视频会议、电子邮件以及互联网浏览程序等。在无线设备6上运行的某些应用软件可要求访问由PDN12提供的服务。在各种结构的实施方式中，无线设备6也可以被称为用户装置(UE)或移动站(MS)。
服务供应商操作CAN 4以为无线设备6提供网络接入、数据传输及其它服务。通常，CAN 4可以实施包括标准组织所定义的任何通用定义的蜂窝网络架构，例如，全球移动通信系统(GSM)协会、第三代合作伙伴项目(3GPP)、第三代合作伙伴项目2(3GGP/2)、标准互联网工程任务组(IETF)、和以及全球微波接入互操作性(WiMAX)论坛。例如，CAN4可以实施一种或多种GSM架构、通用分组无线业务(GPRS)架构、通用移动通信系统(UMTS)架构、以及被称作长期演进(LTE)的UMTS的演进，每个都通过3GGP标准化。连接接入网络4可替代地或与上面其中一种结合地实施码分多址-2000(“CDMA2000”)或增强数据速率GSM演进(EDGE)架构。连接接入网络4可以替代地或与上面其中一种结合地实施由WiMAX论坛所定义的WiMAX架构。
在某些实例中，连接接入网络4可以包括核心分组交换网络(图1中没有示出)以及一种或多种无线接入网络(图1中也没有示出)。例如，CAN 4的核心分组交换网络可以包括通用分组无线业务(GPRS)核心分组交换网络、基于IP的移动多媒体核心网络或演进分组核心(EPC)或演进分组系统(EPS)。CAN 4的核心分组交换网络包括需要实施CAN 4的特定架构实施方式的协议的中间设备，例如，服务GPRS服务节点(SGSN)和移动管理实体(MME)。无线设备6使用至连接接入网络的一个无线接入网络的无线通信链路与CAN 4通信。例如，CAN 4的无线接入网络可以包括GSM无线接入网络(GRAN)、WiMAX无线接入网络、UMTS无线接入网络(UTRAN)和/或众所周知的E-UTRAN的UTRAN演进。连接接入网络4可以进一步包括回程或运输网络(没有示出)，从而在无线设备6与移动网关8之间传输用户和控制通信量，其中，回程或运输网络包括通过用于连接接入网络的服务供应商频繁出租的陆上传输线。回程网络还包括诸如集合设备和路由器的网络设备。用于移动网络的连接接入网络实例的进一步细节在于2010年10月15日提交的名称为“COLLECTIVELY ADDRESSING WIRELESS DEVICES”的美国专利申请第12/905,771号中描述，其全部内容结合于此作为参考。
在图1的实例中，移动网关8为作为PDN 12的网关操作的网络设备，例如，可以包括网关GPRS服务节点(GGSN)、接入网关(aGW)或分组网关(P-GW)。移动网关8可以为下游节点(例如，SGSN和MME)提供的统一接口，从而允许下游节点将会话请求发送至统一接口，而不是向单个设备中的多个设备或多个控制平面实体(例如，服务卡)间分开引导会话请求。在某些实例中，统一接口为在所有控制平面实体(包括用户管理服务单元10)间共享的移动网关8的IP地址或其它网络层地址。另外，任意一个用户管理设备单元10可以锚定(anchor)用于任意服务的会话(例如，通过接入点名称(APN)识别的)，为此，移动网关8作为网关操作。
在某些实施中，移动网关8可以为执行路由协议以识别通过CAN 4或PDN 12到各目的地的路径的路由器。尽管本文为了方便说明的目的仅就一种或多种具体架构进行了描述，但是CAN 4可以实施包括由任意标准组织阐明的那些及所有人自身拥有的那些架构的任意架构。此外，所述技术可以应用于由这些架构所支持的任意移动数据协议。因此，该技术不应限于本文所提及的蜂窝架构和这些架构所支持的移动数据协议。因此，连接接入网络4的移动网关8和其它元件每一个都可以表示从任意类型的移动网络架构内发现的抽象设备。
连接接入网络4以PDP分组数据单元(PDU)的形式(下文中被称作“包”)建立并操作载体(bearer)以传输用户通信量。通常，载体为在两个网络实体之间传递用户通信量的一组网络资源和CAN 4中的数据传输函数。载体可以包括两个网络设备之间的路径、逻辑连接、或物理或无线连接。例如，载体可以包括演进分组系统(EPS)载体。关于载体的建立和管理的进一步详细内容可在以下文献中找到：“3GPP TS 23.401-General Packet RadioService(GPRS)enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork”，10.0.0版，第三代合作伙伴项目，技术规范组服务和系统方面，2010年6月，以及“3GPP TS 36.300-Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)and EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access Network Evolved Universal TerrestrialRadio Access Network(E-UTRAN)Overall Description”，10版，第三代合作伙伴项目，技术规范组无线接入网络，其全部内容结合于此作为参考。
为了附接至CAN 4，无线设备6通过向CAN 4发布会话请求14来启动附接请求(attach request)。会话请求14包括识别无线设备6到移动网关8的移动设备识别码。例如，无线设备识别码可以表示国际移动用户识别码(IMSI)、临时移动用户识别码(TMSI)、P-TMSI、系统架构演进(SAE)TMSI或S-TMSI、国际移动设备识别码(IMEI)、用户的用户名、MSISDN号码(例如，“移动用户综合业务数字网络号码”)或无线设备6的其它数据。这样，移动网关8接收会话请求14中的无线设备6的无线设备识别码。
尽管示出了从无线设备6到移动网关8的单个消息，但是会话请求14可以表示穿过CAN 4的中间网络设备到移动网关8的识别无线设备6的多条消息。例如，在LTE架构中，会话请求14可以表示通过无线设备6向eNode B发布的初始附接请求消息，eNode B向MME转发该请求。MME可以将从包括无线设备识别码的附接请求信息中接收的信息组合到MME随后发送至SGSN并且也通过会话请求14表示的第一建立会话请求消息中。SGSN生成结合了第一建立会话请求中由SGSN所接收的信息(诸如无线设备识别码)的第二建立会话请求消息。由SGSN向由移动网关8表示的GGSN发送的第二建立会话请求消息也通过会话请求14表示。再例如，会话请求14可以表示从无线设备6至SGSN的激活PDP环境请求(Activate PDP ContextRequest)消息和从SGSN至移动网关8的创建PDP环境请求(Create PDP Context Request)消息。其它移动网络架构可以具有类似的信息发送方案识别到移动网关8的无线设备6作为建立请求会话的连接附接程序或其它程序的一部分。另外，初始附接请求或激活PDP环境请求消息可响应移动网关8对无线设备6的请求，从而发起与移动网关8的会话。
连接接入网络4将会话请求14传送至移动网关8，移动网关8包括多个用户管理服务单元10，用户管理服务单元10使用上述技术和承载无线设备的用户通信量的默认载体建立CAN会话。通常，CAN会话为CAN4与无线设备6之间的关联，通过组合无线设备6PDP地址和PDN 12提供的服务的接入点名称(APN)可识别CAN会话。即，CAN会话(下文中，“用户会话”或“会话”)为提供给无线设备6的服务的指定服务(通过APN指定)会话。除了建立默认载体之外，附接程序可以通过CAN 4触发在移动网关8与无线设备6之间承载用户通信量的一个或多个专用载体的建立。在基于IP的连接接入网络4中，会话包括IP-CAN会话。
根据上述技术，每个用户管理服务单元10与无线设备识别码空间内无线设备识别码的不同值相关联。例如，这种关联可以是服务单元间无线设备识别码空间的各个值或范围的分配或公式/函数的计算结果。移动网关8接收会话请求14，并基于会话请求所运送承载的无线设备识别码将会话请求分配给用户管理服务单元10中的一个。即，移动网关8选择用于通信请求14的相关的一个用户管理服务单元，并将会话请求发送给所选择的用户管理服务单元处理。所选择的一个用户管理服务单元10接收会话请求14，并建立用于无线设备6的会话以与PDN 12通信。此后，所选择的服务单元通过处理用于会话的全部控制通信量并维护用于会话的会话数据来锚定(anchor)新建立的会话。以这种方式执行分散会话请求处理能够使移动网关8通过添加附加的用户管理服务单元10扩展用户会话的数量。
在某些情况下，用户管理服务单元10与另一个交换各自的会话负载数据以在服务单元间动态分配当前会话负载。会话负载数据提供当前被每个用户管理服务单元10锚定的用户会话的数量的指示。在这些情况下，所选择的一个用户管理服务单元10接收会话请求14，并基于其当前会话负载及其它服务单元的会话负载确定是锚定该会话请求的会话还是将会话请求卸载给当前处理更少会话的另一个用户管理服务单元10。如果所选择的一个用户管理服务单元10选择锚定会话请求14中所请求的会话，则所选择的服务单元如上所述建立并锚定会话。但是，如果接收服务请求14的所选择的一个用户管理服务单元10确定由另一个服务单元来锚定相应的服务会话，则所选择的服务单元将服务请求14转发给锚定服务单元，其如上所述建立并锚定会话，或者将服务请求转发给另一个用户管理服务单元。因此，该技术可以消除根据每个会话请求执行用户会话负载分配对中央实体的需求，从而提高了单个网络设备移动网关8内的用户扩展性，其中，移动网关8向试图接入PDN 12服务的用户提供统一接口。
图2为进一步详细示出了根据本文所描述的技术执行分散会话请求委派(delegation)和处理的图1的移动网关8的示例性实施方式的方框图。在这个实例中，移动网关8被分成两个逻辑或物理“平面”，包括第一控制平面20和第二“数据”或“转发”平面24。即，移动网关8实现了两个分离的功能，例如路由/控制和转发/数据功能，逻辑上，例如作为在相同硬件组件组上执行的分开软件环境情况，或者物理上，例如作为静态实现硬件功能或动态执行软件或计算机程序从而实现功能的分开的物理专用硬件组件。
控制平面20为分散控制平面，其中，控制平面功能在路由单元26和多个用户管理服务单元10A-10K(“用户管理服务单元10”)间分配。类似地，这个实例中的数据平面24为分散数据平面，其中，数据平面功能和分组转发功能在多个转发单元40A-40N(“转发单元40”)间分配。路由单元26、用户管理服务单元10以及转发单元40中的每一个可包括一个或多个处理器(图2中未示出)，执行存储在计算机可读存储介质(图2中也没有示出)中的诸如用于定义软件或计算机程序的软件指令，计算机可读存储介质例如包括存储设备(例如，磁盘驱动器或光学驱动器)或者存储器(诸如闪存、随机访问存储器、或者RAM)、或者任意其他类型的易失性或非易失性存储器的非短时性计算机可读介质，其存储指令，使一个或多个处理器执行此处所描述的技术。可替换地或附加地，路由单元26、用户管理服务单元10以及转发单元40中的每一个可以包括用于执行本文所描述的技术的专用硬件，例如，一个或多个集成电路、一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、一个或多个应用专用指定处理器(ASSP)、一个或多个场可编程门阵列(FPGA)、或者一个或多个前述实例专用硬件的任意组合。
开关22耦接路由单元26、用户管理服务单元10以及转发单元40，以在这些单元间传送数据单元和控制消息。开关22可以表示内部切换结构或横杆、总线或链路。在名称为“MULTI-CHASSIS ROUTER WITH MULTIPLEXED OPTICAL INTERCONNECTS”的美国专利申请第2008/0044181号中描述了被用作转发平面从而中继路由器中单元间的数据包的高速多级切换结构的实例。美国专利申请第2008/0044181号的全部内容结合于此作为参考。
路由单元26执行移动网关8的路由功能。在这方面，路由单元26代表实现可以通过其确定路由信息库29(“RIB 29”)中所存储的路由信息的路由协议(图2中没有示出)的控制的硬件或硬件与软件的结合。RIB 29可以包括定义诸如图1的CAN 4的网络拓扑的信息。路由单元26可以解析通过RIB 29中的路由信息所定义的拓扑，从而选择或确定通过网络的一个或多个路由。随后，路由单元26通过这些路由更新数据平面24，其中，数据平面24的转发单元40存储这些路由作为各转发信息库39A-39N(“RIB 39”)。在于7月30日提交的名称为“STREAMLINED PACKET FORWARDING USING DYNAMIC FILTERS FOR ROUTING AND SECURITYIN A SHARED FORWARDING PLANE”的美国专利申请12/182，619号中能够找到路由的一个示例性实施方式的进一步细节，其结合于此作为参考。
另外，路由单元26包括作为处理器或“端口监控程序”操作的资源管理器28，从而接收用于移动网关8的静态或动态资源相关信息，并且向用户管理服务单元10和转发单元40发布信息，从而促进本发明的技术。例如，资源管理器28可由管理员或其它实体使用管理接口用诸如服务单元数目以及单独服务单元的各自容量(例如，服务单元能够锚定的会话数目)的描述用户管理服务单元10的信息静态配置。资源管理器28可以静态或动态地将用户管理服务单元10的更新的相关资源信息下载到转发单元40。在所描述的实例中，资源管理器28在消息52中将移动网关8的用户管理服务单元10的数目发送给请求委派模块42A。如下面进一步详细描述的一样，资源管理器28也可以从用户管理服务单元10接收描述当前正在由服务单元锚定的各个动态会话负载资源相关信息。
数据平面(可替换地，“转发”平面)24代表根据转发信息转发网络通信量的硬件或硬件与软件的结合。在图2的移动网关8的实例中，数据平面24包括转发单元40，转发单元40经由入站链路46A-46N向出站链路48A-48N提供由接口卡44A-44N(“IFC 44”)接收的网络通信量的高速转发。转发单元40每一个都可以包括耦接各自的接口卡44的一个或多个数据转发引擎(“PFE”)，并且例如可以代表密集的端口集中器(DPC)、模块端口集中器(MPC)、柔性物理接口卡(PIC)集中器(FPC)或例如可被插入移动网关8底盘或底盘组合的其它线路卡。
每个转发单元40可包括执行基本类似功能的基本类似的组件，所述组件和功能将在关于转发单元40A的下文描述。转发单元40A包括请求委派模块42A，请求委派模块42A经由IFC卡44A接收会话请求，并根据各自无线识别码或会话请求的其它特性与所选择的用于会话请求的服务单元10之间的关联将会话请求委派给所选择的一个用户管理服务单元10。如下面进一步详细描述的，该关联可以为由请求委派模块42A对会话请求字段值所执行的散列或其它功能的结果。因为每个转发单元40可以以此方式委派会话请求，所以该技术能够使移动网关8避免在路由单元26或单个的用户管理服务单元10内集中委派。这样可以防止对于集中委派固有的会话请求处理中的瓶颈，并允许移动网关8对会话请求更快地响应，从而提高移动网关8在移动连通性的高流动环境中管理会话的能力。此外，这样可以允许移动网关8更容易地被扩展以包括用于处理用户会话增加量所需的计算资源。
在所示的实例中，IFC卡44A接收入站接口46A的会话请求50并将会话请求转发给请求委派模块42A。当接收到会话请求50后，请求委派模块42A选择相关联的服务单元10A处理会话请求，并将会话请求50转发给服务单元10A。请求委派模块42A可处理会话请求，以去除GTP和其它报头。会话请求50可以表示图1的会话请求14的实例，例如可以包括通过服务网关(S-GW)向作为LTE网络的EPC的PGW操作的移动网关8发送的创建会话请求消息或通过SGSN向作为GPRS分组交换网络的GGSN操作的移动网关8的创建PDP环境请求。会话请求50包括无线设备识别码(例如，IMSI)，并且可以进一步包括识别分组数据网络并且在某些情况下可以进一步识别由分组数据网络提供的请求服务(例如，互联网、WAP或多媒体信息服务(MMS))的接入点名称。换句话说，APN为确定无线设备的适当网关(例如，GGSN)并通过网关确定用户所请求的服务或来自无线设备的用户数据包应该被转发到的外部分组网络中接入点的地址的逻辑名。
控制平面20的用户管理服务单元10为用户设备提供统一接口，并提供用于移动网关8的分散的服务会话设置(setup)和管理。例如，所有用户管理服务单元10可以通过相同的IP或其它PDP地址定址，因此，去往用户管理服务单元10的相同IP或其它PDP地址的控制信息可以由任意服务单元处理。每个用户管理服务单元10内部可以包括从移动网关8的其它组件中识别出服务单元的唯一标识符。例如，用户管理服务单元10标识符可以包括索引、标识字符串、内部IP地址或链路层地址。例如，用户管理服务单元10每个都可以表示分组转发引擎(PFE)或可插入移动网关8底盘(chassis)内的物理接口卡组件。例如，物理接口卡可以为多服务密集端口集中器(MS-DPC)。用户管理服务单元10也可以每个都表示对路由节点执行的联合处理器，诸如路由单元26。可选地，用户管理服务单元10可以被称作“服务PIC”或“服务卡”。每个用户管理服务单元10包括执行基本类似功能的基本类似的组件，所述组件和功能将在关于服务单元10A的下文中描述。
服务单元10A的会话控制模块36建立由移动网关8位于其中并在建立会话后管理会话的连接接入网络所请求的会话。会话控制模块36在会话环境38内存储由服务单元10A管理的一个或多个会话的在由会话控制模块36接收的或由会话控制模块36分配的控制平面协议消息中所接收的会话数据。服务单元10A可以被称作在会话环境38中存储的会话的锚定服务单元，其中，服务单元10A存储管理会话所需要的控制和转发信息。每个用户管理服务单元10包括会话控制模块36的实例并且因此可以独立执行建立用户会话所需要的控制平面协议。在这个意义上，用户管理服务单元10提供管理用户通信会话的分散控制平面的形式。结果，移动网关8可以实现处理来自移动设备的几千或几百万个并行通信会话的增大的可扩展性。例如，在用于无线设备参与的会话的会话环境38中所存储的会话环境可以包括在发送和接收用户数据包中使用的无线设备的CAN分配的PDP地址、在转发用户数据包中由服务单元10A使用的诸如通道端点标识符(TEID)和用于下游节点的标识符/地址的路由信息、用于会话的APN以及服务质量(QoS)剖面(profile)。
就用于用户会话的控制平面锚而言，服务单元10处理用于构成处理并转发来自移动设备的数据通信量的用户指定转发路径的转发单元40的结构。例如，服务单元10A可以为转发单元40规划(program)会话环境38，用于在各个会话环境38A’-38N’(“会话环境38”)中存储。例如，转发单元40A接收用户数据包，将用户数据包映射至会话环境38’中的会话环境，并根据会话环境数据利用转发结构转发用户数据包。例如，通过用于特殊会话的转发单元40A的下行用户数据包的转发可以包括使用GPRS通道协议(GTP)包封用户数据包并在GTP标题内设定用于会话的指定下行流TEID。对在转发单元68内构成用户指定转发路径的用户管理单元的典型细节能够在于2011年6月29日提交的名称为“VARIABLE-BASED FORWARDINGPATH CONSTRUCTION FOR PACKET PROCESSING WITHIN A NETWORK DEVICE”的美国专利申请第13/172505号中找到，其全部内容结合于此作为参考。
会话控制模块36从转发单元40接收会话请求并通过将会话请求重新分配至另外一个用户管理服务单元10或通过设置所请求的会话来处理会话请求。由会话控制模块36本地地以及经由服务单元10A的资源管理器接口34(示为“资源管理器接口34”)由路由单元26的资源管理器28远程地填充的位置表32’和负载表30’包括确定会话控制模块36是否要重新分配新会话请求的会话相关信息。资源管理器28为在用户管理服务单元10间同步会话负载及会话位置数据的集中管理实体。但是，在移动网关8的某些实例中，用户管理服务单元10代替集中管理实体直接与另一个同步这样的会话相关数据。
具体地，位置表32’为包括将各自会话的唯一标识符映射至管理会话的一个用户管理服务单元10的一个或多个实体的关联数据结构。位置表32’的实体每项可以将会话的无线设备识别码和APN的组合映射至用于管理会话的一个用户管理服务单元10的标识符。当会话控制模块36确定管理所请求的会话时，会话控制模块通知资源管理器接口34，资源管理器接口34通知路由单元26的资源管理器28，服务单元10A将管理所请求的会话。资源管理器28用每个用户管理服务单元10的各局部位置表32’更新路由单元26中的主位置表32，并附加地同步主位置表32。这样，资源管理器28通知每个用户管理服务单元10，例如，服务单元10A将处理所请求的会话。
负载表30’为包括一项或多项的关联数据结构，每项都存储用于一个用户管理服务单元10的会话负载信息。负载表30’的项可以将服务单元的会话负载信息表示为会话利用率或百分比、服务单元未分配/可用的用于管理的会话数目、或表示所描述的服务单元的会话负载的其它值。当服务单元10A在会话环境38中创建或结束会话时，资源管理器接口34通知资源管理器28对服务单元10A的会话负载的改变。资源管理器28用服务单元10A的会话负载更新主负载表30，此外用每个用户管理服务单元10各自的局部负载表30’同步主负载表30。这样，资源管理器28通知每个用户管理服务单元10关于服务单元10A的会话负载。
在所示的实例中，会话控制模块36接收并处理由转发单元40A所转发的会话请求50。如下面进一步详细描述的一样，会话控制模块36接入负载表30’和位置表32’，确定是否管理所请求的会话。如果会话控制模块36确定另一个用户管理服务单元10将管理所请求的会话，则会话控制模块向所确定的服务单元转发会话请求50。这样，每个用户管理服务单元10可以重新分配会话请求，从而实现分散负载平衡技术，而不用中央实体参与委派每个会话请求。结果，该技术可以促进与用户管理服务单元10的数目相关的用户扩展性。
图3为详细示出了图2的转发单元40A的请求委派模块42A的示例性实例的方框图。请求委派模块42A接收会话请求50，在这个实例中会话请求50被示为LTE网络的创建会话请求消息，并且包括该消息的IMSI、APN、S-GW地址、S-GW GTP-U(用户平面)TEID、及S-GW GTP-C(控制平面)值。散列模块62接收会话请求50，并通过将会话请求与一个用户管理服务单元10关联来选择处理服务单元。在这个实例中，所述关联为由散列模块62应用的散列函数的结果，从而将用于所请求会话的信息识别为通过会话请求50所指定的。此外，在这个实例中，散列模块62将可以为由例如散列引擎执行的SHA-1或MD5的散列函数应用于由会话请求50所指定的IMSI和APN的组合，从而选择用于会话请求处理的一个用户管理服务单元10。在各种其它实例中，散列模块62可以将散列函数应用于其它识别信息，诸如上述的IMSI、APN、S-GW地址、S-GW GTP-U TEID、S-GW GTP-C、区分来自单个用户的用于相同服务的随后请求的会话请求的序号或它们的任意组合。
服务单元描述数据64包括用户管理服务单元10的标识符，并指定可用于处理会话请求50的移动网关8的用户管理服务单元10的数目。服务单元描述数据64在某些实例中可以表示指定到用户管理服务单元10的各个下一个跳转的转发结构。用户管理服务单元10的数目修改由散列模块62所应用的散列函数，从而改变可以放入会话请求50的散列桶(hashbucket)的数目，其中，散列函数的每个散列桶相应于一个用户管理服务单元10。即，散列模块62应用散列函数生成散列值，并且基于该散列值，将会话请求50放入每个都相应于一个服务单元50的多个散列桶中一个，从而选择用于散列桶的相应服务单元。在某些实例中，散列模块62可以将模数除法(modulo division)应用于散列值来确定索引，从而选择服务单元。这样，散列模块62实现了将会话请求50密钥映射至其中一个用户管理服务单元10的散列表或散列映射。散列模块62指示多路复用器60将会话请求50指向由散列模块62选择的其中一个服务单元。多路复用器60可以接入服务单元描述数据64以检索用于所选择的服务单元10的标识符，从而将会话请求50转发至所选择的服务单元。
图4为详细示出了操作执行用户会话的分散控制平面管理的服务单元10A的示例性组件的方框图。服务单元10A的位置表32’包括位置表项76A-76D(“位置表项76”)，每个位置表项都将会话的唯一标识符映射至其中一个用户管理服务单元10的标识符。更具体地，这个实例中的位置表项76将会话的IMSI和APN的组合映射至其中一个用户管理服务单元10的标识符。因此，每个位置表项将单个IMSI映射至多个不同的用户管理服务单元10。例如，位置表项76A、76B都指定IMSI“11”，但是位置表项76A指定APN值“互联网”并且由服务单元10A管理，而位置表项76B指定APN值“VoIP”并且通过服务单元10C管理。这样，实现分散控制平面的用户管理服务单元10可以用多个不同的服务单元管理单个用户的多个会话。
会话控制模块36的服务单元选择模块70接收由转发单元40A向服务单元10A转发的会话请求50。如图3所示的实例中一样，会话请求50为LTE网络的建立会话请求消息，并且包括IMSI、APN、S-GW地址、S-GW GTP-U TEID以及S-GW GTP-C值。服务单元选择模块70访问位置表32’，使用会话请求50的IMSI和APN识别位置表项76中匹配的一个。如果匹配的位置表项指定服务单元10A(即，包括会话控制模块36的服务单元)，则服务单元10A已经管理所请求的会话，因此，服务单元选择模块70将会话请求50传递至会话设置模块72用于处理。如果位置表项74中匹配的一个指定另一个用户管理服务单元10，则服务单元选择模块70将会话请求50转发至指定的服务单元。这种可能性会在下游节点(例如，S-GW)失效从而不能够继续服务会话并且也不能指示移动网关8删除会话的初始会话环境的情况下发生。用户可以利用接下来的会话请求重新开始会话。如果可用用户管理服务单元10的数目已经临时改变，则转发单元可以将接下来的会话请求50分配给服务单元10A，而不是锚定响应于先前的会话请求所建立的会话的服务单元。结果，与初始会话环境相比，锚定服务单元可以调整接下来的会话请求50，通常通过删除初始会话范围。这样，服务单元选择模块70确保被选择用于锚定先前的会话请求的相同服务单元被选择用于锚定重新发送的会话请求，以便避免将导致用户会话的PDP地址重复的重复会话的会话环境。
如果无位置表项76与会话请求50的ISMI和APN匹配，则服务单元选择模块70识别其中一个用户管理服务单元10来管理所请求的会话。服务单元选择模块70访问负载表30’，以确定服务单元10A是否具有管理所请求的会话的会话能力，如果是，则将会话请求50转发至会话设置模块72。但是，如果服务单元10A很拥挤，则服务单元选择模块70从负载表30’中选择不拥挤的一个用户管理服务单元10来管理会话请求50，并且将会话请求转发至所选择的服务单元。另外，服务单元选择模块70在位置表32’中创建新项，将会话请求50的IMSI和APN映射至所选择的管理会话请求的服务单元，无论是服务单元10A还是另一个用户管理服务单元10。如上所述，与路由单元26的资源管理器28合作的服务单元10A的资源管理器接口34在用户管理服务单元10间同步位置表32’。服务单元选择模块70也增加负载表30’的项。
会话设置模块72为状态会话协议模块，其与连接接入网络的下游节点及网络服务器交换控制消息，从而建立由服务单元10A管理的所请求的会话。在所示的实例中，会话设置模块72还执行除了GTP之外的各种控制协议73A-73C，从而获取用于会话的用户指定信息。具体地，会话设置模块72执行验证、授权以及计费(AAA)协议73A、动态主机配置协议(DHCP)73B以及用于通信的计费协议73C，例如通过策略和计费规则功能(PCRF)实体。结果，每个用户管理服务单元10可以独立操作执行控制协议73并建立会话。会话设置模块72可以接收会话请求50并与连接接入网络的下游节点交换控制消息，从而建立所请求的会话并在会话范围38中存储用于所得的会话信息。响应会话请求50，会话设置模块72向连接接入网络的目的下行节点发布被转发单元40转发的会话请求响应74。
图5为示出了根据本发明中所描述的分散委派技术将会话请求分配给其中一个用户管理服务单元10的图3的请求委派模块42A的操作的示例性模式的流程图。请求委派模块42A从管理实体接收可用于处理会话请求的服务单元的数目并将该数据存储为服务单元描述数据64(200)。随后，请求委派模块42A接收会话请求(202)并指示散列模块62对会话请求密钥(例如，IMSI+APN)执行散列函数(204)。散列模块62使用散列函数的值根据服务单元的数目选择其中一个用户管理服务单元10(206)，并指示多路复用器将所接收的会话请求转发给所选择的服务单元(208)。
图6为示出了根据本文所描述的分散负载平衡技术处理会话请求的包括图4的示例性会话控制模块36的图2的示例性服务单元10A的操作的典型模式的流程图。资源管理器接口34从路由单元26的资源管理器28或直接从其它用户管理服务单元10接收并安装位置表32’的项，每个项都将会话请求密钥信息映射至相对应会话的用户管理服务单元10中锚定的一个(220)。另外，资源管理器接口34从路由单元26的资源管理器28或直接从其它用户管理服务单元10接收并安装负载表30’的项，每项都描述了用户管理服务单元10中相对应的一个的会话负载情况(222)。
服务单元选择模块70接收由其中一个转发单元40转发的会话请求，选择服务单元10A处理会话请求(224)。服务单元选择模块70为位置表32’加密会话请求密钥(例如，IMSI+APN)以识别匹配的位置表项(226)。如果位置表32’包括匹配的位置表项(226的是分支)，则服务单元选择模块70进一步确定匹配的位置表项是否在控制平面中指定本地服务单元(即，服务单元10A)锚定相对应的会话(228)。如果指定了本地服务单元(228的是分支)，则服务单元选择模块70将会话请求50转发至会话设置模块72，会话设置模块72与下游节点交换控制平面，从而建立所请求的会话(232)。会话设置模块72为了便于与服务单元10A建立所请求的会话可以重新传送先前的会话请求响应或删除与会话请求密钥相对应的现有会话。如果远程服务单元(即，另一个用户管理服务单元10)通过匹配的位置表项被指定(228的否分支)，则服务单元选择模块70将会话请求转发至已经锚定或在该过程中将其自身设置为锚定的指定服务单元，其中，会话与会话请求相对应(236)。
如果在位置表32’中无匹配的位置表项，则服务单元选择模块70访问负载表30’，确定本地服务单元(即，服务单元10A)是否达到锚定会话的容量(230)。如果本地服务单元能够锚定附加的会话(230的否分支)，则服务单元选择模块70将会话请求卸载至会话设置模块72，与下游节点交换控制面消息，从而建立所请求的会话(232)。但是，如果本地服务单元达到了容量并因此不能锚定附加会话(230的YES分支)，则服务单元选择模块70访问负载表30’，选择没有到达容量的另一个用户管理服务单元10来锚定会话请求的会话(234)。服务单元选择模块70可以选择最轻负载的用户管理服务单元10。在选择了锚定服务单元后，服务单元选择模块70将会话请求转发至所选择的服务单元(236)。
在这个发明中所描述的技术可以在硬件、软件、固件、或它们的任意组合中至少部分实现。例如，可以在包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、或任意其它等效的集成或分散逻辑电路、以及这些组件的任意组合的一个或多个处理器中实现所描述技术的各个方面。术语“处理器”或“处理电路”通常指的是任意的前述逻辑电路，自身或与其它逻辑电路的组合、或者任意其它等效电路。包括硬件的控制单元也可以执行本发明的一个或多个技术。
可以在支持本发明所描述的各种操作和功能的同一设备或分开设备中实现这样的硬件、软件、及固件。另外，可以共同或分开作为离散但却能共同操作的逻辑设备来实现任意所描述的单元、模块、或组件。作为模块或单元的不同特征的描述希望突出不同的功能方面，并不是意味着必须通过分开的硬件或软件组件实现这样的模块。更确切地，可以通过分开的硬件或软件组件执行或在通用或分开的硬件或软件组件中集成与一个或多个模块或单元关联的功能。
也可以在包括指令的诸如非瞬态计算机可读介质或计算机可读存储介质的计算机可读介质中体现或编码本发明中所描述的技术。例如，当执行指令时，在计算机可读介质中嵌入或编码的指令可以使可编程处理器或其它处理器执行所述方法。计算机可读存储介质可以包括随机接入存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦写变成只读存储器(EPROM)、电可擦写变成只读存储器(EEPROM)、闪存、硬盘、CD-ROM、软盘、磁带、磁性介质、光学介质、或其它计算机可读存储介质。应该了解，尽管术语“计算机可读介质”除了物理存储介质之外还可以包括诸如信号的瞬态介质，但是术语“计算机可读存储介质”指的是物理存储介质，而不是信号或载波。
除了上面之外或可替代的，描述了下面的实施例。任意下面实施例中所描述的特征可以被此处所描述的任意其他实施例利用。
一个实施方式是提供一种利用移动网关设备管理用户会话的方法，包括：利用移动服务供应商网络的移动网关的多个转发单元中的一个接收会话请求，移动服务供应商网络提供对一个或多个分组数据网络的服务的接入，其中，会话请求标识移动设备并请求移动网关作为在接入一个分组数据网络时用于该移动设备的通信会话的锚；响应于所述会话请求，利用转发单元选择移动网关多个用户管理服务单元中的第一个，其中，多个用户管理服务单元为移动服务供应商网络中的节点提供统一接口；从转发单元向第一用户管理服务单元发送会话请求，从而为所述移动设备请求的所述会话提供管理服务。
在某些实施方式中，所述方法进一步包括：利用第一用户管理服务单元为移动设备建立与会话请求相对应的会话以锚定所述会话；以及从移动网关设备的第一用户管理服务单元向其他用户管理服务单元发送消息，以表示第一用户管理服务单元锚定与会话请求相对应的会话。
在某些实施方式中，所述方法进一步包括：建立会话包括：用第一用户管理服务单元对转发单元中的一个进行编程，从而在转发单元内设置用户指定的转发路径用于处理和转发来自移动设备的数据通信量。
在某些实施方式中，所述方法进一步包括：建立会话包括：利用第一用户管理服务单元提供用于管理来自所述移动装置的所述会话所需要的包括对用户的验证、授权及计费(AAA)和费用收取的服务。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：会话请求包括用户的移动设备识别码，并且至少基于移动设备的识别码关联会话请求与第一用户管理服务单元。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：利用转发组件将散列函数应用于所述移动设备识别码，从而生成散列值；以及利用转发组件将散列值映射至多个用户管理服务单元中的一个，从而选择多个用户管理服务单元中的一个。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：利用多个用户管理服务单元中的第一个接收会话请求；访问具有一个或多个位置表项的第一用户管理服务单元的位置表，从而确定位置表是否包括与会话请求相对应的会话的匹配位置表项，其中，每个位置表项都指定用于会话的用户管理服务单元中的锚定一个；以及当确定位置表包括指定不是第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，将会话请求从第一用户管理服务单元重定向至通过匹配位置表项指定的锚定服务单元。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括将会话请求密钥与位置表项密钥匹配，从而确定匹配位置表项，其中，会话请求密钥包括移动设备识别码。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：当确定位置表包括指定作为第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，删除会话的会话环境；以及与连接接入网络的下游节点交换控制消息，从而响应会话请求建立新的会话。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：通过第一用户管理服务单元确定第一用户管理服务单元的会话负载；以及当第一用户管理服务单元的会话负载达到用于第一用户管理服务单元的会话容量时，将会话请求发送至用户管理服务单元中的第二个。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：访问第一用户管理服务单元的负载表，从而确定第二服务单元的会话负载小于第二服务单元的会话容量。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：当第一用户管理服务单元的会话负载小于会话容量时，利用第一用户管理服务单元建立与会话请求相对应的会话。
在某些实施方式中，所述方法可以进一步包括：从第一用户管理服务单元向其它用户管理服务单元发送消息，从而通信第一用户管理服务单元的会话负载。
某些实施方式提供一种计算机可读存储介质，其用指令编码，使得一个或多个可编程处理器质性上述任意方法。某些实施方式提供一种设备，其包括用于执行上述任意方法的装置。
在某些实施方式中，移动网关包括：数据平面，具有多个转发组件，接收来自具移动服务供应商网络的会话请求，其中移动服务供应商网络中有移动网关；以及控制平面，包括多个分配的用户管理服务单元，通过切换结构耦接至数据平面，其中，用户管理服务单元作为在通过移动服务供应商网络接入一个或多个分组数据网络时用于移动设备的通信会话的锚；以及在每个转发组件中的请求委派模块，将会话请求递送至用户管理服务单元，从而为移动设备所请求的会话提供的管理服务。
在某些实施方式中，多个用户管理服务单元中的每一个包括建立会话的会话控制模块，通过对转发单元编程(program)从而在转发单元中安置用户指定转发路径用于处理和转发来自移动设备的数据通信量。
在某些实施方式中，用户管理服务单元的会话控制模块交换消息，以表明通过每个用户管理服务单元所锚定的用户会话。
在某些实施方式中，每个用户管理服务单元的会话控制模块提供如下服务：管理来自移动设备所需要的包括对用户验证、授权及计费(AAA)和费用收取的服务。
在某些实施方式中，每个转发组件的请求委派模块将散列函数应用于每个会话请求中的移动设备识别码，从而生成散列值，并且将散列值映射至用户管理服务单元。
在某些实施方式中，每个用户管理服务单元包括：位置表，具有一个的一个或多个位置表项，每个位置表项都指定用于每个用户会话的用户管理服务单元的锚定的一个；每个用户管理服务单元还包括服务单元选择模块，响应于每个会话请求访问位置表，从而确定位置表是否包括与会话请求相对应的会话的匹配位置表项，以及当确定位置表包括指定不是第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，将会话请求从第一用户管理服务单元重定向至通过匹配位置表项指定的锚定服务单元。
此外，上述任意实施方式的任意指定特征等可以被结合在上述技术的有益实施例中。即，任意指定特征通常可被应用于发明的所有实施例。发明的各种实施例已经被描述。
Claims (21)
1.一种利用移动网关设备管理用户会话的方法，所述方法包括：
利用移动服务供应商网络的移动网关装置中的多个转发单元中的一个接收会话请求，所述移动服务供应商网络提供对一个或多个分组数据网络的服务的接入，其中，所述会话请求标识移动设备并请求所述移动网关装置作为在接入一个所述分组数据网络时用于该移动设备的用户会话的锚；
响应于所述会话请求，利用所述转发单元选择所述移动网关装置中的多个用户管理服务单元中的第一用户管理服务单元，其中，所述多个用户管理服务单元为所述移动服务供应商网络中的节点提供统一接口，并且其中，所述多个用户管理服务单元作为在通过所述移动服务供应商网络接入一个或多个分组数据网络时用于移动设备的用户会话的锚；以及
内部地从所述转发单元向所述第一用户管理服务单元发送所述会话请求，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
利用所述第一用户管理服务单元为所述移动设备建立与所述会话请求相对应的用户会话以锚定所述用户会话；以及
从所述移动网关装置中的所述第一用户管理服务单元向其他用户管理服务单元发送消息，从而表示所述第一用户管理服务单元锚定与所述会话请求相对应的所述用户会话。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，建立所述用户会话包括：用所述第一用户管理服务单元对所述转发单元中的一个进行编程，从而在所述转发单元内设置用户指定的转发路径，用于处理和转发来自所述移动设备的数据通信量。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，建立所述用户会话包括：利用所述第一用户管理服务单元提供用于管理来自所述移动设备的所述用户会话所需要的、包括对用户的验证、授权及计费(AAA)和费用收取的服务。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述会话请求包括移动设备识别码，所述方法进一步包括：
至少基于所述移动设备识别码选择所述第一用户管理服务单元。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
利用所述转发单元将散列函数应用于所述移动设备识别码，从而生成散列值；以及
利用所述转发单元将所述散列值映射至所述多个用户管理服务单元中的一个，从而选择所述多个用户管理服务单元中的一个。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
利用多个用户管理服务单元中的所述第一用户管理服务单元接收所述会话请求；
访问具有一个或多个位置表项的所述第一用户管理服务单元的位置表，从而确定所述位置表是否包括与所述会话请求相对应的用户会话的匹配位置表项，其中，每个位置表项都指定用于用户会话的所述用户管理服务单元中的锚定的一个；以及
当确定所述位置表包括指定不是所述第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，将所述会话请求从所述第一用户管理服务单元重定向至通过所述匹配位置表项指定的所述锚定服务单元。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
将会话请求密钥与位置表项密钥匹配，从而确定所述匹配位置表项，其中，所述会话请求密钥包括移动设备识别码。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
当确定所述位置表包括指定作为所述第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，删除所述用户会话的会话环境；以及
与所述移动服务供应商网络的下游节点交换控制消息，从而响应所述会话请求建立新的用户会话。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述第一用户管理服务单元确定所述第一用户管理服务单元的会话负载；以及
当所述第一用户管理服务单元的所述会话负载达到用于第一用户管理服务单元的会话容量时，将所述会话请求发送至所述用户管理服务单元中的第二用户管理服务单元。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
访问所述第一用户管理服务单元的负载表，从而确定所述第二用户管理服务单元的所述会话负载小于所述第二用户管理服务单元的会话容量。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
当所述第一用户管理服务单元的所述会话负载小于所述会话容量时，利用所述第一用户管理服务单元建立与所述会话请求相对应的所述用户会话。
13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
从所述第一用户管理服务单元向其它用户管理服务单元发送消息，从而通信所述第一用户管理服务单元的所述会话负载。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述统一接口包括在所述多个用户管理服务单元之间共享的互联网协议地址。
15.一种移动网关装置，包括：
数据平面，具有多个转发单元以从所述移动网关装置驻留的移动服务供应商网络接收会话请求；以及
控制平面，包括通过切换结构耦接至所述数据平面的多个分配的用户管理服务单元，其中，所述用户管理服务单元作为在通过所述移动服务供应商网络接入一个或多个分组数据网络时用于移动设备的用户会话的锚；以及
在各个所述转发单元中的请求委派模块，以通过所述切换结构内部地将所述会话请求定向至所述用户管理服务单元，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务，
其中，所述多个转发单元中的一转发单元接收所述会话请求中的一会话请求，其中，所述会话请求标识所述移动设备中的一移动设备并请求所述移动网关装置作为在接入所述一个或多个分组数据网络时用于该移动设备的用户会话的锚，
其中，接收所述会话请求的所述转发单元中的所述请求委派模块选择所述用户管理服务单元中的一用户管理服务单元，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务并且内部地将所述会话请求定向至所选出的用户管理服务单元。
16.根据权利要求15所述的移动网关装置，其中，多个用户管理服务单元中的每个用户管理服务单元包括会话控制模块，用以通过编程所述转发单元以在所述转发单元内设置用户指定的转发路径用于处理和转发来自所述移动设备的数据通信量来建立所述用户会话。
17.根据权利要求16所述的移动网关装置，其中，所述用户管理服务单元的所述会话控制模块交换消息以表明由各个所述用户管理服务单元锚定的所述用户会话。
18.根据权利要求16所述的移动网关装置，其中，所述用户管理服务单元的各个所述会话控制模块提供用于管理来自所述移动设备的所述用户会话所需要的、包括对用户的验证、授权及计费(AAA)和费用收取的服务。
19.根据权利要求15所述的移动网关装置，其中，各个所述转发单元中的所述请求委派模块将散列函数应用于各个所述会话请求中的移动设备识别码以生成散列值并将所述散列值映射至所述用户管理服务单元。
20.根据权利要求15所述的移动网关装置，其中，各个所述用户管理服务单元包括：
位置表，具有一个或多个位置表项，其中，每个位置表项指定用于各个所述用户会话的所述用户管理服务单元中的锚定的一个；以及
服务单元选择模块，响应于每个会话请求而访问所述位置表以确定所述位置表是否包括与所述会话请求相对应的所述用户会话的匹配位置表项，并且，当确定所述位置表包括指定不是第一用户管理服务单元的锚定服务单元的匹配位置表项时，将所述会话请求从所述第一用户管理服务单元重定向至通过所述匹配位置表项指定的所述锚定服务单元。
21.一种非瞬态计算机可读介质，包括使一个或多个可编程处理器执行以下的指令：
利用移动服务供应商网络的移动网关装置中的多个转发单元中的一个接收会话请求，所述移动服务供应商网络提供对一个或多个分组数据网络的服务的接入，其中，所述会话请求标识移动设备并请求所述移动网关装置作为在接入一个所述分组数据网络时用于该移动设备的用户会话的锚；
响应于所述会话请求，利用所述转发单元选择所述移动网关装置中的多个用户管理服务单元中的第一用户管理服务单元，其中，所述多个用户管理服务单元为所述移动服务供应商网络中的节点提供统一接口，并且其中，所述多个用户管理服务单元作为在通过所述移动服务供应商网络接入一个或多个分组数据网络时用于移动设备的用户会话的锚；以及
内部地从所述转发单元向所述第一用户管理服务单元发送所述会话请求，从而为所述移动设备请求的所述用户会话提供管理服务。
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