CN1248517C - 同步服务gprs支持节点和网关gprs支持节点的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于同步移动通信系统中的SGSN和GGSN的系统和方法，其保证SGSN和GGSN同步直到NTP服务器中的故障(如果有的话)被消除。如果在NTP服务器和相关范围内发生故障，在监控所述故障的基础上变更NTP服务器，并且变更的NTP服务器分配时间戳信息直到出现故障的NTP服务器被恢复，从而保证SGSN和GGSN之间的同步。

Description

同步服务GPRS支持节点和网关GPRS支持节点的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及一种通信系统，特别涉及一种使移动通信系统中的节点同步的系统和方法。

背景技术

最近，国际移动电信(IMT)-2000标准已经被引入作为未来公共陆地移动电信系统(FPLMTS)之一。通过这个标准，实现了声音、数据或其他类型的信息与一个移动终端在世界的任何时间和任何地方的通信。根据IMT-2000网络，通过用于全球移动通信系统(GSM)分组业务(例如，SGSN)的分组交换装置和通过与分组网络交互工作的网关(例如，GGSN)能够实现向移动终端(MT)的互联网数据传输。

为了向用户提供通用无线分组业务(GPRS)，服务GPRS支持节点(SGSN)记录相关移动终端的位置信息，并实施与网关GPRS支持节点(GGSN)的用户验证和匹配。该GGSN分配IP地址给请求分组业务的移动终端、传输来自SGSN的分组数据到外部分组网络例如互联网，并传输来自外部的分组数据到相关移动电话。对于具有上述特征的SGSN和GGSN的交互工作，SGSN和GGSN需要同步。

图1示出了现有技术SGSN和GGSN的同步系统。这个系统包括一个NTP服务器10，用于给整个网络分配时间戳；一个GGSN20；和若干个SGSN30，用于接收来自NTP服务器10的时间戳。GGSN和SGSN通过接收NTP服务器分配的时间戳而同步。

该GGSN20包括一个GGSN系统管理处理器(G-SMP)21和一个GGSN接口(G-接口)23。该G-SMP21在GGSN端管理交换装置的修理和维护。此外，该G-SMP包括一个GGSN-NTP客户端(G-NTP客户端)22，用于传输NTP请求分组到NTP服务器10并接收来自NTP服务器的NTP确认分组，从而接收时间戳。

该G-接口通过传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)通信用作NTP服务器和GGSN之间的接口。该SGSN包括一个SGSN系统管理处理器(S-SMP)31和一个SGSN-接口(S-接口)33。该S-SMP在SGSN端管理交换装置的修理和维护。此外，该S-SMP包括一个SGSN-NTP客户端(S-NTP客户端)32，其用于传输NTP请求分组到NTP服务器10，并接收来自NTP服务器的NTP确认分组，从而接收时间戳。该S-接口通过TCP/IP通信用作NTP服务器和SGSN之间的接口。G-接口和S-接口可以是以太网端口或者快速以太网用户前集合(FESFA)接口。

图2示出了根据现有技术的NTP请求分组和NTP确认分组的结构。

图3示出了用于使SGSN和GGSN同步的现有技术的方法。首先，当NTP客户端开始操作时，为了使用连接到SMP的以太网端口，它创建用户数据报协议(UDP)套接号(socket)。换句话说，在初始操作时，该GGSN 20的G-NTP客户端22和SGSN 30的S-NTP客户端32创建UDP套接号以分别使用连接到G-SMP21和S-SMP31的G-接口23和S-接口33(步骤S301)。

然后，如图2所示，G-NTP客户端和S-NTP客户端建立NTP分组格式的NTP请求分组(S302)。在建立NTP请求分组时，NTP客户端规定NTP分组的模式是“客户端模式”，并用不同数字规定目的地端口和源端口。例如，目的地端口可能是No.123，而源端口可能是No.3000。表明客户端模式的原因是以便能够接收来自NTP服务器10的时间戳。为了作为客户端模式或作为服务器模式来操作NTP分组，利用不同数字规定目的地端口和源端口。

此后，该G-NTP客户端22和S-NTP客户端32通过UDP套接号传输上述NTP分组到NTP服务器10(S303)。然后，NTP服务器接收NTP请求分组，建立NTP确认分组以分配时间戳到G-NTP客户端22和S-NTP客户端32，并且传输NTP确认分组到G-NTP客户端22和S-NTP客户端32。

G-NTP客户端和S-NTP客户端接收来自NTP服务器的NTP确认分组，并检查接收的NTP确认分组以确定接收的时间戳的有效性(S305)。换句话说，在接收来自NTP服务器的NTP确认分组的基础上，该G-NTP客户端和S-NTP客户端实施程序以根据以“RFC 959”建议的程序建立时间戳。为此目的，检查NTP确认分组的版本和模式以确定版本是否相同以及模式是否是服务器模式。

在所述检查过程(S305)之后，如果确定接收的NTP确认分组无效(例如，如果版本不一样或者如果模式不是服务器模式)，则G-NTP客户端22和S-NTP客户端32等待轮询时间(polling time)(S306)并返回到NTP请求分组建立的步骤(S302)。

另一方面，在检查过程(S305)之后，如果确定接收的NTP确认分组有效(例如，版本一样并且模式是服务器模式)，则G-NTP客户端22和S-NTP客户端32利用NTP确认分组的时间戳建立SMP的时间。具体地说，在添加本地时差到NTP确认分组的时间戳的基础上，分别建立G-SMP21的时间和S-SMP31的时间。以这种方式，建立GGSN20的时间和SGSN30的时间(S307)。上述添加相关本地时差的时间换算(conversion)被实施，因为NTP确认分组的时间戳是与不管相关本地时差的时间相同的标准时间。

该G-NTP客户端22和S-NTP客户端32确定G-SMP 21的时间和S-SMP31的时间是否已经与NTP服务器10的时间同步(S308)。

在上述确定(S308)的基础上，如果已经实现同步，则G-NTP客户端22和S-NTP客户端32分别与NTP服务器10的时间同步。相应地，该G-NTP客户端22和S-NTP客户端32彼此同步。从而，同步步骤结束。

另一方面，如果上述确定步骤(S308)显示同步还没有实现，则G-NTP客户端22和S-NTP客户端32等待轮询时间(S306)，并且然后返回到NTP请求分组建立的步骤(S302)。

在上述现有技术用于使SGSN和GGSN同步的系统中，如果NTP服务器出现故障，则GGSN和SGSN以它们自己的时帧操作。如果NTP服务器的故障继续，则GGSN和SGSN之间的时间变化会变得越来越大。从而，SGSN和GGSN不能以同步方式操作。

此外，如果GGSN出现故障，则SGSN和GGSN将不能同步，因为GGSN不能够维持与NTP服务器同步，同时SGSN与NTP服务器同步。

此外，如果多个SGSN中的任何一个特定的SGSN出现故障，则其他SGSN、GGSN和NTP服务器将同步，但是出现故障的SGSN将不能与其他节点(例如，其他SGSN、GGSN和NTP服务器)同步。因此，在SGSN和GGSN的与时间相关的函数例如验证和分组交换的互操作中会出现严重的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于解决现有技术的上述问题和/或缺点的一个或多个，并提供下文中所描述的至少一个优点。

本发明的另一个目的在于当NTP服务器中出现故障时，通过实施故障监控过程和变换NTP服务器保证GGSN和一个或多个SGSN之间同步的系统和方法。

为了实现这些和其他目的以及优点，本发明提供了根据一个实施例的用于使多个SGSN和GGSN同步的系统，该系统包括：网络时间协议NTP服务器，其分配时间戳到GGSN和SGSN；GGSN，该GGSN检测NTP服务器的任何故障、产生NTP服务器变更请求到SGSN，和分配时间戳到SGSN直到所述故障被消除；还包括多个SGSN，该SGSN检测在NTP服务器发生的故障、根据GGSN发出的NTP服务器变更请求将NTP服务器变更为GGSN，并接收来自所述GGSN的时间戳。

优选地，所述GGSN包括：G-接口，该G-接口通过TCP/IP通信与每个SGSN实施对接；和G-NTP客户端，该G-NTP客户端检测NTP服务器和相关范围内的故障，然后通过G-接口传输NTP服务器变更请求分组到SGSN，并且通过经由G-接口分配时间戳到所述SGSN实施与每个SGSN的同步。

优选地，所述NTP服务器变更请求分组包括：分组传输时间字段，用来指示G-NTP客户端传输分组的时间；故障发生/消除时间，用来指示NTP服务器中的故障发生和消除的时间；IP地址字段，用来指示将要用作NTP服务器的节点的IP地址；和消息类型字段，用来指示由G-NTP客户端传输的分组是NTP服务器变更请求。

优选地，每个SGSN包括：S-接口，该S-接口通过TCP/IP通信与GGSN或其他SGSN实施对接；和S-NTP客户端，该S-NTP客户端检测NTP服务器和相关范围内的故障；在通过所述S-接口接收来自所述GGSN的NTP服务器变更请求的基础上将所述NTP服务器变更为所述GGSN；以及然后传输NTP服务器变更确认分组；并通过接收由所述GGSN分配的时间戳实施与所述GGSN的同步。

优选地，该NTP服务器变更确认分组包括：IP地址字段，用来指示变更的NTP服务器的IP地址；和消息类型字段，用来指示由S-NTP客户端传输的分组是NTP服务器变更响应。

优选地，如果S-NTP客户端在NTP服务器或GGSN中检测到任何故障，则S-NTP客户端根据一定优先次序执行NTP服务器的功能，从而，通过S-接口产生NTP服务器变更请求到其他SGSN，通过经由所述S-接口分配到其他SGSN的时间戳实施与其他SGSN的同步。如果NTP服务器或GGSN中的故障消除，则S-NTP客户端通过S-接口接收来自恢复的NTP服务器或GGSN的时间戳，从而实施与恢复的NTP服务器或GGSN的同步。

一种根据本发明优选实施例的用于使SGSN和GGSN同步的方法，其包括：网络时间协议NTP服务器分配时间戳到GGSN和SGSN；GGSN在检测到NTP服务器的故障的基础上产生到GGSN的变更NTP服务器的请求；和SGSN在NTP服务器变更请求的基础上变更NTP服务器，并且接收来自变更的NTP服务器的时间戳，从而使GGSN和SGSN同步。

优选地，所述NTP服务器变更的请求包括：检测NTP服务器和相关范围中的故障或者检测所述故障的消除；如果已经检测到NTP服务器和相关范围中的任何故障，确认NTP服务器变更标志还没有被建立，然后检查故障是否持续一定的预定时间；如果所述故障持续预定的时间间隔，则建立第一NTP服务器变更请求分组，并且通过搜索数据库产生SGSN列；以及传输第一NTP服务器变更请求到位于所述列上的每个SGSN，然后建立时间信号；以及如果所述故障未持续预定的时间间隔，则GGSN继续监控NTP服务器。

优选地，所述第一NTP服务器变更请求分组是用于请求将NTP服务器变更为GGSN的分组，其包括：分组传输时间字段，用来指示GGSN传输分组的时间；故障发生时间字段，用来指示故障在NTP服务器中发生的时间；IP地址字段，用来指示GGSN的IP地址；和消息类型字段，用来指示由GGSN传输的分组是用于NTP服务器变更请求。

或者，所述NTP服务器变更的请求包括：如果已经检测NTP服务器和相关范围中的任何故障，确认NTP服务器变更标志已经建立，然后建立第二NTP服务器变更请求分组；并通过搜索数据库产生SGSN列，然后传输第二NTP服务器变更请求分组到位于所述列上的每个SGSN，同时建立时间信号。

优选地，所述第二NTP服务器变更请求分组是用于请求将NTP服务器从GGSN变更回最初的NTP服务器的分组，其包括：分组传输时间字段，用来指示GGSN传输分组的时间；故障消除时间字段，用来指示NTP服务器中的故障解决的时间IP地址字段，用来指示NTP服务器的IP地址；以及消息类型字段，用来指示由GGSN传输的分组是NTP服务器变更请求分组。

使GGSN和SGSN同步包括：在每个SGSN检查从GGSN接收的NTP服务器变更请求分组；确定包括在NTP服务器变更请求分组中的分组传输时间和故障发生/消除时间是否比最终NTP分组的传输时间早；将NTP服务器变更为与在NTP服务器变更请求分组中提出的IP地址一致的GGSN或初始的NTP服务器，并且同时建立NTP服务器变更确认分组，并且将NTP服务器变更确认分组传输到作为NTP服务器的与在NTP服务器变更请求分组中描述的IP地址一致的GGSN或最初NTP服务器；和接收由变更为NTP服务器的GGSN或最初NTP服务器分配的时间戳，从而使GGSN和SGSN同步。

所述NTP服务器确认分组包括：IP地址字段，用来指示GGSN或NTP服务器的IP地址；和消息类型字段，用来指示由每个SGSN传输的分组是用于NTP服务器变更确认。

或者，使SGSN和GGSN的同步包括：如果还没有接收NTP服务器变更请求分组，则在每个SGSN检测NTP服务器和相关范围中的故障的发生或者该故障的消除；如果在NTP服务器和相关范围中已经检测任何故障，确认NTP服务器变更标志还没有建立，然后确定所述故障是否持续一定的预定时间周期；如果所述故障要持续一定的预定时间周期，则将NTP服务器变更为GGSN，并且同时建立NTP服务器变更请求分组并且将该NTP服务器变更请求分组传输到GGSN；以及接收来自GGSN的时间戳，从而使GGSN和SGSN同步，然后建立NTP服务器变更标志。

该SGSN和GGSN的同步进一步包括：如果已经检测到NTP服务器和相关范围中的故障的消除，则在每个SGSN确认NTP服务器变更标志已经建立；将NTP服务器从GGSN变更回最初的NTP服务器，并且同时建立NTP服务器变更确认分组，并且将该NTP服务器变更确认分组传输到NTP服务器；和接收来自NTP服务器的时间戳，从而使GGSN和SGSN同步，然后清除NTP服务器变更标志。

该GGSN和SGSN的同步还包括：在GGSN接收来自每个SGSN的NTP服务器变更确认分组，从而确认NTP服务器变更。

确认NTP服务器的变更包括：在GGSN接收来自每个SGSN的NTP服务器变更确认分组之后，在SGSN列中记录是否具有来自每个SGSN的响应；在确认一定的时间信号超时的基础上，确定NTP服务器变更确认分组是否已经从每个SGSN接收；如果NTP服务器变更确认分组已经从每个SGSN接收，则检查NTP服务器变更标志是否已经建立；和根据是否已经建立NTP服务器变更标志来建立或清除NTP服务器变更标志。

附图说明

图1示出了现有技术用于使SGSN和GGSN同步的系统；

图2示出了现有技术NTP分组的结构；

图3是示出现有技术用于使SGSN和GGSN同步的方法的流程图；

图4示出了根据本发明优选实施例的用于使SGSN和GGSN同步的系统；

图5a示出了根据本发明优选实施例的NTP服务器变更请求分组的结构；

图5b示出了根据本发明优选实施例的NTP服务器变更确认分组的结构；

图6示出了根据本发明优选实施例的用于使SGSN和GGSN同步的方法；

图7是示出图6的NTP服务器变更请求的流程图；

图8是示出图6的NTP服务器变更和同步的流程图；

图9是示出图6的NTP服务器变更确认的流程图。

具体实施方式

图4示出了根据本发明优选实施例的用于使SGSN和GGSN同步的系统。此系统包括一个NTP服务器100；一个GGSN 200和多个SGSN300。该NTP服务器分配时间戳到整个网络。该GGSN根据是否在NTP服务器和相关范围中出现故障产生NTP服务器变更请求，并且代替NTP服务器分配时间戳直到故障消除。根据NTP服务器和其相关范围是否出现故障或者根据GGSN的NTP服务器变更请求，每个SGSN实施NTP服务器变更，并接收来自当前NTP服务器(例如，GGSN 200或NTP服务器100)的时间戳，从而实现与GGSN的同步。

分别包括在GGSN 200和多个SGSN 300中的SMP 210和310内的NTP客户端220和320根据故障位置执行作为NTP服务器操作的功能。在下文中，将描述本发明在NTP服务器100出现故障的情况下GGSN 200内的G-SMP 210的G-NTP客户端320作为NTP服务器操作的优选实施例，以及消除具有故障的NTP服务器100的例子。但是，本发明不仅限于这些例子。

在系统包括两个NTP服务器的情况下，如果NTP服务器中的一个出现故障，则另一个NTP服务器可以实施同步操作。或者，如果NTP服务器和GGSN同时出现故障，在系统利用两个GGSN实现的情况下，则未受影响的GGSN可以实施同步。此外，如果NTP服务器和GGSN同时出现故障，则根据一定顺序选择的多个SGSN中的一个可以实施与其他SGSN的同步，并且如果NTP服务器或者GGSN被恢复，则该被恢复的NTP服务器或GGSN接管同步。

该GGSN包括G-SMP 210和G-接口230。该G-SMP管理GGSN的交换装置的修理和维护。该G-接口230通过TCP/IP通信用作与G-SMP210、NTP服务器100和SGSN 300接口。

该G-SMP包括一个G-NTP客户端220。该G-NTP客户端传输NTP请求分组到NTP服务器100和接收来自NTP服务器的NTP确认分组，从而实现时间戳分配。此外，该G-NTP客户端监控NTP服务器100和相关范围内故障的发生；根据监控的故障位置通过G-接口传输NTP服务器变更请求分组到每个SGSN 300；通过G-接口230接收来自SGSN 300的NTP服务器变更确认分组；并且实施临时作为NTP服务器的操作直到故障消除，从而分配时间戳到SGSN 300，并实现与SGSN300的同步。

每个SGSN 300均包括S-SMP310和S-接口330。该S-SMP管理SGSN 300的交换装置的修理和维护。该S-接口通过TCP/IP通信实施与S-SMP、NTP服务器100和GGSN 220的接口。

该S-SMP包括S-NTP客户端320。该S-NTP客户端传输NTP请求分组到NTP服务器100，并接收来自NTP服务器100的NTP确认分组，从而实现时间戳分配。此外，该S-NTP客户端320接收来自G-NTP客户端220的NTP服务器变更请求分组，使NTP服务器变更为GGSN200；以及传输NTP服务器变更确认分组到G-NTP客户端220。另外，该S-NTP客户端320监控NTP服务器100中的故障；根据存在的故障实施NTP服务器变更为GGSN200，从而获得来自GGSN的时间戳，并实现与GGSN 200的同步。

该G-接口230和S-接口330优选是以太网端口或FESFA接口。该NTP请求分组和NTP确认分组可以具有如图2所示的格式。该NTP服务器变更请求分组和NTP服务器变更确认分组优选地如图5a和5b所示。

如图5a所示，NTP服务器变更请求分组包括；分组传输时间字段(传输时间)；故障发生/消除时间字段(发生时间)；IP地址字段(IP地址)；和消息类型字段(消息类型)。分组传输时间字段指示NTP服务器变更请求分组从GGSN 200的G-NTP客户端220被传输的时间。故障发生/消除时间字段指示NTP服务器100出现故障或者故障被消除的时间。IP地址字段指示被用作NTP服务器(例如，GGSN 200或NTP服务器100)的节点的IP地址。如果由于NTP服务器100中的故障，NTP服务器需要从NTP服务器100变更到GGSN 200，则IP地址字段包含GGSN 200的IP地址。如果NTP服务器100中的故障被消除，则IP地址字段包含NTP服务器100的IP地址。消息类型字段指示由GGSN 200传输的分组是NTP服务器变更请求分组。例如，如果相关分组用于NTP服务器变更请求，则消息类型字段设置为“0”。

如图5b所示，该NTP服务器变更确认分组是响应于NTP服务器变更请求所传输的分组。该NTP服务器变更确认分组包括IP地址字段和消息类型字段。IP地址字段指示被请求变更的NTP服务器(例如变更的NTP服务器)的IP地址。与NTP服务器变更请求分组中的IP地址一致，这个IP地址字段指示NTP服务器100或GGSN 200的IP地址。消息类型字段指示由SGSN 300传输的分组是NTP服务器变更确认分组。例如，如果相关分组用于NTP服务器变更响应，则类型字段设置为“1”。

图6示出了根据本发明优选实施例的用于使SGSN和GGSN同步的方法。在第一步骤，GGSN 200监控NTP服务器200和相关范围中故障的发生/消除，并且根据监控的故障位置通过传输NTP服务器变更请求分组到多个SGSN 300来请求NTP服务器变更(S601)。

然后，SGSN 300监控NTP服务器100中故障发生/消除位置，或者在接收来自GGSN 200的NTP服务器变更请求分组的基础上传输NTP服务器变更确认分组。根据NTP服务器100的故障发生/消除位置或者根据NTP服务器变更请求，该SGSN 300也变更NTP服务器。

新的NTP服务器(例如，GGSN 200或恢复的NTP服务器100)分配时间戳到SGSN 300。每个SGSN 300接收来自新的NTP服务器(例如，GGSN 200或恢复的NTP服务器100)的时间戳，从而实现与GGSN 200的同步(S602)。

因此，该GGSN200接收来自SGSN 300的NTP服务器变更确认分组，从而确认在每个SGSN 300处NTP服务器已经变更为GGSN 200或恢复的NTP服务器100(S603)。在SGSN 300处NTP服务器的变更可以变更为GGSN 200或者变更为NTP服务器100。

在NTP服务器变更为GGSN 200的情况下，先前接收来自NTP服务器100的时间戳的SGSN 300现在接收来自GGSN的时间戳，因为NTP服务器100出现故障。相应地，该SGSN 300和GGSN在GGSN200的时候同步，因此每个SGSN 300与GGSN 200同步。

在NTP服务器变更为NTP服务器100的情况下，在先前接收来自GGSN 200的时间戳的SGSN 300现在在NTP服务器100的故障被消除的基础上接收来自初始NTP服务器100的时间戳。相应地，该SGSN 300和GGSN 200在恢复的NTP服务器100的时候同步，因此每个SGSN300与GGSN200同步。

图7示出了如何在GGSN 200处产生NTP服务器变更请求(S601)。首先，GGSN 200的G-NTP客户端220监控NTP服务器100(S701)，并确定NTP服务器是否出现任何故障或者该故障是否被消除(S702)。

由G-NTP客户端220监控的NTP服务器100执行分配时间戳到位于整个网络上的GGSN 200和多个SGSN 300的功能。该G-NTP客户端200周期性地监控NTP服务器100，监控的周期与每个SGSN 300的S-NTP客户端320请求时间戳的轮询时间相同。

在确定(S702)的基础上，如果确定的NTP服务器100出现故障，则G-NTP客户端220检查NTP服务器变更标志是否已经建立(S703)。

在确定(S703)的基础上，如果NTP服务器变更标志已经建立，则G-NTP客户端220返回到NTP服务器(100)监控的步骤。

如果NTP服务器变更标志已经在G-NTP客户端220建立，这意味着GGSN 200的G-NTP客户端220代替出现故障的NTP服务器100分配时间戳到位于整个网络上的SGSN 300。

换句话说，因为G-NTP客户端220已经分配时间戳到SGSN300，所以没有进一步的NTP服务器变更请求产生到GGSN。另一方面，为了检查NTP服务器100的故障是否已经消除，该NTP服务器100被周期性地监控。

相反，在确定(S703)的基础上，如果NTP服务器变更标志没有建立，则G-NTP客户端220确定在NTP服务器100中的故障是否持续一定的时间周期(S704)。这个确定通过增加等待时的故障计数来进行。如果这个故障超过一定数字，则意味着故障已经持续一定的时间周期。

如果在S704中确定NTP服务器100中的故障没有持续一定的时间周期，则G-NTP客户端220返回到监控NTP服务器100的步骤(S701)。

如果在S704中确定NTP服务器100已经持续一定的时间周期，为了将出现故障的NTP服务器变更为GGSN 200，该G-NTP客户端220建立第一NTP服务器变更请求分组(S705)。

换句话说，该GGSN 200和多个SGSN 300在接收来自NTP服务器100的时间戳的基础上彼此同步。如果NTP服务器100出现故障，则GGSN 200代替NTP服务器100分配时间戳到SGSN 300。为此目的，该GGSN 200建立第一NTP服务器变更请求分组。优选地，第一NTP服务器变更请求分组如图5a所示来建立。消息类型字段设置为“0”以指示由GGSN 200传输的第一NTP服务器变更请求分组是用于NTP服务器变更请求。IP地址字段设置为GGSN 200的IP地址。故障发生/处消除时间字段设置为NTP服务器100中故障发生的时间。分组传输时间字段设置为GGSN 200将传送第一NTP服务器变更请求分组的时间。

如果在S702中确定NTP服务器100中的故障已经消除，则G-NTP客户端220检查NTP服务器变更标志是否已经建立(S706)。

如果在S706中确定NTP服务器变更标志没有建立，则G-NTP客户端220返回到监控NTP服务器100的步骤(S701)。换句话说，因为NTP服务器100而非G-NTP客户端200分配时间戳到SGSN 300，所以G-NTP客户端220不产生NTP服务器变更请求到NTP服务器100。

如果在S706中确定NTP服务器变更标志已经建立，这意味着GGSN 200的G-NTP客户端220仍然分配时间戳到位于整个网络上的SGSN 300，即使NTP服务器的故障已经被消除。因此，为了将NTP服务器从GGSN 200变更回最初的NTP服务器100，G-NTP客户端220建立第二NTP服务器变更请求分组。

换句话说，一旦NTP服务器的故障被消除，接收来自GGSN 200的时间戳用于与GGSN同步的多个SGSN 300通过分配给GGSN 200和SGSN 300的NTP服务器时间现在将同步。为此目的，第二NTP服务器变更请求分组优选地如图5a所示建立。消息类型字段设置为“0”以指示将由GGSN 200传输的第二NTP服务器变更请求分组是用于NTP服务器变更的请求。IP地址字段设置为NTP服务器100的IP地址。故障发生/消除时间字段被设置为NTP服务器的故障被消除的时间。分组传输时间字段被设置为GGSN 200将传输第二NTP服务器变更请求分组的时间。

在NTP服务器变更请求分组被建立(S705、S707)之后，该G-NTP客户端220通过搜索存储SGSN 300记录的数据库(DB)产生SGSN300的列(S708)。

然后G-NTP客户端220通过G-接口230传输第一NTP服务器变更请求分组或者第NTP服务器变更请求分组到位于SGSN列上的SGSN 300的S-NTP客户端320(S709)。同时，G-NTP客户端220建立未来NTP服务器变更确认(S603)所需的一定周期的时间信号(S710)。

图8示出了如何执行在SGSN 300处的NTP服务器变更和同步(S602)。首先，多个SGSN 300每一个的S-NTP客户端320确定是否已经通过S-接口330接收来自G-NTP客户端220的NTP服务器变更请求分组(例如，第一NTP服务器变更请求分组或者第二NTP服务器变更请求分组)(S801)。

如果在S801中确定S-NTP客户端320接收NTP服务器变更请求分组，则S-NTP客户端320确定在接收的NTP服务器变更请求分组中提出的分组传输时间是否比最终NTP分组的传输时间早(S802)。在这一点上，每个SGSN 300接收来自NTP服务器100的时间戳直到NTP服务器100中发生任何故障或者在故障被消除之后。另一方面，当NTP服务器100中存在故障时，SGSN 300接收来自GGSN 200的时间戳。对于这些操作，在SGSN 300和NTP服务器100之间以及SGSN300和GGSN 200之间交换的用于时间分配的分组是NTP分组。在这些NTP分组中，最后的分组的传输时间是最终NTP分组的传输时间。最终NTP分组的传输时间指示SGSN 300被最后同步的时间。

如果在S802中确定NTP服务器的变更请求分组的分组传输时间早于最终的NTP分组的传输时间，则S-NTP客户端320返回到接收NTP服务器变更请求分组的步骤(S801)。

如果在S802中确定NTP服务器变更请求分组的分组传输时间不早于最终的NTP分组的传输时间，则S-NTP客户端320确定NTP服务器变更请求分组中的故障发生/消除时间是否早于最终的NTP分组的传输时间(S803)。

在确定(S803)的基础上，如果NTP服务器变更请求分组中的故障发生/消除时间比最终NTP分组的传输时间早，则S-NTP客户端320返回到接收NTP服务器变更请求分组的步骤(S801)。

在确定(S803)的基础上，如果NTP服务器变更请求分组中的故障发生/消除时间不早于最终NTP分组的传输时间，则S-NTP客户端320将NTP服务器变更为具有在NTP服务器变更请求分组中提出的IP地址的节点(例如，GGSN 200或者处理完的NTP服务器100)，然后接收来自变更的新NTP服务器的时间戳，从而实现与GGSN的同步(S804)。

新NTP服务器是指SGSN 300从其接收时间戳的节点。该GGSN200或者最初的NTP服务器100可以变成新NTP服务器。如果具有IP地址的节点是GGSN 200，则GGSN 200变成新NTP服务器，并且SGSN300接收来自GGSN的时间戳，从而实现与GGSN 200的同步。另一方面，如果具有IP地址的节点是最初的NTP服务器100，则最初的NTP服务器100变成新的NTP服务器，并且SGSN 300接收来自最初的NTP服务器100的时间戳，从而实现与GGSN 200的同步。

然后，S-NTP客户端320响应于NTP服务器变更请求分组建立NTP服务器变更确认分组(S805)。NTP服务器变更确认分组优选地如图5b所示建立。为了指示SGSN 300将传输的分组是用于NTP服务器变更确认，消息类型字段被设置为“1”。如果NTP服务器变更确认分组是响应于NTP服务器变更请求分组以将最初的NTP服务器100变更为GGSN 200，则IP地址字段被设置为GGSN 200的IP地址。另一方面，如果NTP服务器变更确认分组是响应于NTP服务器变更请求分组以将GGSN 200变更为最初的NTP服务器100，则IP地址字段被设置为NTP服务器100的IP地址。

此后，S-NTP客户端320传输NTP服务器变更确认分组到变更的NTP服务器(例如，GGSN 200或者恢复的NTP服务器100)(S806)。

如果在S801中确定没有接收到NTP服务器变更请求分组，则SGSN 300的S-NTP客户端320监控NTP服务器100和相关范围(S807)，并且确定在NTP服务器100中是否发生任何故障或者故障是否被消除(S808)。由S-NTP客户端320监控的NTP服务器100分配时间戳到位于整个网络上的GGSN 200和SGSN 300。S-NTP客户端320周期性地监控NTP服务器100和其范围。监控的周期与每个SGSN 300的S-NTP客户端320请求时间戳时的轮询时间相同。

在S808中确定的基础上，如果NTP服务器100和其范围出现故障，则S-NTP客户端320检查NTP服务器变更标志是否已经建立(S809)。该已经在S-NTP客户端320中建立的NTP服务器变更标志意味着GGSN 200的G-NTP客户端220正在代替出现故障的NTP服务器100分配时间戳到位于整个网络上的SGSN 300。

如果在S809中确定NTP服务器变更标志已经建立，则S-NTP客户端320返回到监控NTP服务器100的步骤(S807)。换句话说，因为S-NTP客户端320已经正在接收来自GGSN 200的时间戳，所以没有实施将NTP服务器变更为GGSN 200。

相反，如果在S809中确定NTP服务器变更标志还没有建立，则S-NTP客户端320确定NTP服务器100中的故障是否持续一定的预定时间周期(S810)。如果在等待一定时间同时增加故障计数的基础上故障计数超过一定数字，则可以确定NTP服务器100中的故障持续一定的时间周期。

如果在S810中确定NTP服务器100中的故障没有持续一定的时间周期，则S-NTP客户端320返回到监控NTP服务器100的步骤(S807)。

如果在S810中确定在NTP服务器100中的故障持续一定的时间周期，则S-NTP客户端320变更NTP服务器，并且接收来自变更的NTP服务器(例如，GGSN 220)的时间戳，从而实现与GGSN 200的同步(S811)。变更的NTP服务器是指SGSN 300从其接收时间戳的节点。因此，GGSN 200变成变更的NTP服务器，并且SGSN 300接收来自GGSN 200的时间戳，从而实现与GGSN 200的同步。

此后，S-NTP客户端320建立NTP服务器变更标志(S812)。在此，建立NTP服务器变更标志是为了指示S-NTP客户端320代替出现故障的NTP服务器100正在接收来自GGSN 200的G-NTP客户端220的时间戳。

如果在S808中确定NTP服务器100中的故障已经被消除，则S-NTP客户端320确定NTP服务器变更标志是否已经建立(S813)。该NTP服务器变更标志已经建立意味着GGSN 200的G-NTP客户端220仍然分配时间戳到位于整个网络上的SGSN，即使NTP服务器100中的故障已经被消除。

因此，如果在S813中确定NTP服务器变更标志没有建立，则S-NTP客户端320返回到监控NTP服务器100的步骤(S807)。换句话说，因为是NTP服务器100而非G-NTP客户端220正在分配时间戳到SGSN 300，所以S-NTP客户端320不实施将NTP服务器变更为NTP服务器100。

相反，如果在S813中确定NTP服务器变更标志已经建立，则S-NTP客户端320将NTP服务器变更回最初的NTP服务器100，并且接收来自最初的NTP服务器100的时间戳，从而实现与GGSN 200的同步(S814)。在此，变更的NTP服务器是指SGSN 300从其接收时间戳的节点，而最初的NTP服务器100是可以变成变更的NTP服务器的节点。因此，最初的NTP服务器100变成变更的NTP服务器，并且SGSN 300接收来自最初的NTP服务器的时间戳，从而与NTP服务器100的时间同步。因此，该SGSN 300和GGSN 200与NTP服务器100的时间同步。

此后，S-NTP客户端320清除NTP服务器变更标志(S815)。为了指示S-NTP客户端320代替GGSN 200的G-NTP客户端220接收来自恢复的最初NTP服务器100的时间戳，NTP服务器变更标志被清除。

图9示出了如何执行在NTP服务器的GGSN 200处的变更确认。首先，该GGSN 200的G-NTP客户端220通过G-NTP客户端220接收来自每个SGSN 300的S-NTP客户端320的NTP服务器变更确认分组(S901)。

此后，G-NTP客户端220在SGSN列中存储关于传输的NTP服务器变更确认分组的SGSN 300的响应的记录(S902)。

然后，G-NTP客户端220检查是否已经经过了规定用于时间信号的时间(超时)(S903)。

如果在S903中确定还没有超时，则G-NTP客户端220返回到接收NTP服务器变更确认分组的步骤(S901)。

如果在S903中确定已经发生超时，则G-NTP客户端220确定是否从接收NTP服务器变更请求分组的所有SGSN300中已经接收NTP服务器变更确认分组(S904)。

如果在S904中确定不是所有的NTP服务器变更确认分组均被接收，则G-NTP客户端220通过G-接230再次传输NTP服务器变更请求分组到位于SGSN列中的无响应SGSN 300的S-NTP客户端320(S905)。

如果在S904中确定所有的NTP服务器变更确认分组均已经被接收，则G-NTP客户端220检查NTP服务器变更标志是否已经建立(S906)。

如果在S906中确定NTP服务器变更标志已经建立，则G-NTP客户端220清除NTP服务器变更标志(S907)。换句话说，为了指示分配时间戳到整个网络的SGSN 300的NTP服务器已经从GGSN 200的G-NTP客户端变更为最初的NTP服务器100，G-NTP客户端220清除NTP服务器变更标志。

如果在S906中确定NTP服务器变更标志还没有建立，则G-NTP客户端220建立NTP服务器变更标志(S908)。换句话说，为了指示分配时间戳到整个网络的SGSN 300的NTP服务器已经从最初的NTP服务器100变更为GGSN 200的G-NTP客户端，G-NTP客户端220建立NTP服务器变更标志。

如上所述，如果NTP服务器中的SGSN和NTP服务器之间或者GGSN和NTP服务器之间发生故障，则本发明监视所述故障并变更NTP服务器，从而保正SGSN和GGSN之间的同步直到所述故障被消除。

上述实施例和优点仅仅是示例性的，不用于构成对本发明的限制。许多变更、修改和变化对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

Claims (17)

1.一种同步服务GPRS支持节点SGSN和网关GPRS支持节点GGSN的系统，其包括：

网络时间协议NTP服务器，其分配时间戳到GGSN和SGSN；

GGSN，该GGSN检测NTP服务器的故障，产生NTP服务器变更请求到SGSN，并分配时间戳到SGSN直到所述故障被消除；以及

一个或多个SGSN，该SGSN检测在NTP服务器发生的故障，根据GGSN发出的NTP服务器变更请求将NTP服务器变更为GGSN；并接收来自所述GGSN的时间戳。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述GGSN包括：

G-接口，该G-接口通过传输控制协议/互联网协议TCP/IP通信用作与每个SGSN的接口；和

G-NTP客户端，该G-NTP客户端检测NTP服务器和相关范围内的故障，通过G-接口传输NTP服务器变更请求分组到SGSN，和通过经由G-接口分配时间戳到SGSN来实施与每个SGSN的同步。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述NTP服务器变更请求分组包括：

分组传输时间字段，它指示所述G-NTP客户端传输分组的时间；

故障发生/消除时间，它指示在NTP服务器中的故障发生和消除的时间；

IP地址字段，它指示用作所述NTP服务器的节点的IP地址；和

消息类型字段，它指示由所述G-NTP客户端传输的分组是用于NTP服务器变更请求。

4.如权利要求1所述的系统，其中每个SGSN包括：

S-接口，该S-接口通过TCP/IP通信用作与GGSN或其他SGSN的接口；和

S-NTP客户端，该S-NTP客户端检测NTP服务器和相关范围内的故障，在通过所述S-接口接收来自GGSN的NTP服务器变更请求的基础上，将NTP服务器变更为GGSN，传输NTP服务器变更确认分组，并通过接收由GGSN分配的时间戳来实施与GGSN的同步。

5.如权利要求4所述的系统，其中NTP服务器变更确认分组包括：

IP地址字段，用来指示变更的NTP服务器的IP地址；和

消息类型字段，用来指示由S-NTP客户端传输的所述分组是NTP服务器变更响应。

6.如权利要求4所述的系统，其中：

如果S-NTP客户端在NTP服务器或GGSN中检测到任何故障，则S-NTP客户端根据一定优先次序，通过S-接口产生NTP服务器变更请求到其他SGSN来执行NTP服务器的功能，通过经由S-接口分配到其他SGSN的时间戳实施与其他SGSN的同步；和

如果NTP服务器或GGSN中的故障被消除，则S-NTP客户端通过所述S-接口接收来自恢复的NTP服务器或GGSN的时间戳，并实施与恢复的NTP服务器或GGSN的同步。

7.一种用于同步服务GPRS支持节点SGSN和网关GPRS支持节点GGSN的方法，其包括：

网络时间协议NTP服务器分配时间戳到GGSN和SGSN；

GGSN在检测到在NTP服务器的故障的基础上产生到GGSN的变更NTP服务器的请求；和

SGSN根据来自GGSN的NTP服务器的请求变更来变更NTP服务器；和

SGSN接收来自变更的GGSN的NTP服务器的时间戳，从而同步该GGSN和该SGSN。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述NTP服务器变更的请求包括：

GGSN检测所述NTP服务器的故障或者检测所述故障已经被消除；

如果GGSN已经检测到所述NTP服务器的任何故障，则确认所述NTP服务器变更标志还没有建立，然后检查所述故障是否持续预定的时间间隔；

如果所述故障持续预定的时间间隔，则GGSN建立第一NTP服务器变更请求分组并且通过搜索数据库产生SGSN列；

根据所述SGSN列传输所述第一NTP服务器变更请求到每个SGSN，然后建立时间信号；以及

如果所述故障未持续预定的时间间隔，则GGSN继续监控NTP服务器。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一NTP服务器变更请求分组是用于请求所述NTP服务器变更为GGSN的分组，所述第一NTP服务器变更请求分组包括：

分组传输时间字段，用来指示GGSN传输分组的时间；

故障发生时间字段，用来指示所述故障在所述NTP服务器中发生的时间；

IP地址字段，用来指示所述GGSN的IP地址；和

消息类型字段，用来指示由所述GGSN传输的所述分组是用于NTP服务器变更请求。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述NTP服务器变更的请求进一步包括：

如果确认NTP服务器变更标志已经建立，并且如果NTP服务器的故障已经消除，则由GGSN建立第二NTP服务器变更请求分组；和

通过搜索数据库产生SGSN列，然后根据该列传输所述第二NTP服务器变更请求分组到每个SGSN，同时建立时间信号。

11.如权利要求10所述方法，其中所述第二NTP服务器变更请求分组是用于请求将所述NTP服务器从所述GGSN变更回最初NTP服务器的分组，该第二NTP服务器变更请求分组包括：

分组传输时间字段，用来指示GGSN传输分组的时间；

故障消除时间字段，用来指示所述NTP服务器中的故障解决的时间；

IP地址字段，用来指示所述NTP服务器的IP地址；和

消息类型字段，用来指示由所述GGSN传输的分组是NTP服务器变更请求分组。

12.如权利要求7所述的方法，其中所述GGSN和SGSN的同步包括：

在每个SGSN检查从GGSN接收的NTP服务器变更请求分组；

SGSN确定包括在所述NTP服务器变更请求分组中的分组传输时间和故障发生/消除时间是否比NTP服务器的最后的分组的传输时间早；

将所述NTP服务器变更为与在所述NTP服务器变更请求分组中提出的IP地址一致的GGSN或最初的NTP服务器，同时建立NTP服务器变更确认分组，并且将NTP服务器变更确认分组传输到作为NTP服务器的所述GGSN或最初的NTP服务器；和

接收由变更为所述NTP服务器的GGSN或最初NTP服务器分配的时间戳，从而使所述GGSN和SGSN同步。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述NTP服务器变更确认分组包括：

IP地址字段，用来指示所述GGSN或NTP服务器的IP地址；和

消息类型字段，用来指示由每个SGSN传输的所述分组是用于NTP服务器变更确认。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述SGSN和GGSN的同步进一步包括：

如果SGSN还没有接收到NTP服务器变更请求分组，则在每个SGSN检测所述NTP服务器的故障的发生或者这种故障的消除；

如果在所述NTP服务器和相关范围中已经检测任何故障，则确认所述NTP服务器变更标志还没有被建立，然后确定所述故障是否持续预定的时间周期；

如果所述故障持续预定的时间周期，则将所述NTP服务器变更为GGSN，同时建立NTP服务器变更请求分组，并且将所述NTP服务器变更请求分组传输到所述GGSN；和

接收来自所述GGSN的时间戳，从而使所述GGSN和SGSN同步，然后建立所述NTP服务器变更标志。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述SGSN和GGSN的同步进一步包括：

如果SGSN已经检测到所述NTP服务器和相关范围中的故障的消除，则在每个SGSN确认该NTP服务器变更标志已经建立；

SGSN将所述NTP服务器从所述GGSN变更回所述最初的NTP服务器，同时建立NTP服务器变更确认分组，并且将所述NTP服务器变更确认分组传输到所述NTP服务器；和

接收来自所述NTP服务器的时间戳，从而使所述GGSN和SGSN同步，然后清除所述NTP服务器变更标志。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述使GGSN和SGSN同步进一步包括：

在所述GGSN接收来自每个SGSN的NTP服务器变更确认分组，从而确认所述NTP服务器变更。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述确认NTP服务器变更包括：

在所述GGSN接收来自每个SGSN的NTP服务器变更确认分组之后，在SGSN列中记录是否具有来自每个SGSN的响应；

在确认时间信号超时的基础上，确定所述NTP服务器变更确认分组是否已经从每个SGSN接收；

如果所述NTP服务器变更确认分组已经从每个SGSN接收，则检查是否已经建立NTP服务器变更标志；和

如果已经建立所述NTP服务器变更标志，则在所有NTP服务器变更确认分组均已被接收后，G-NTP客户端清除NTP服务器变更标记；

如果确认NTP服务器变更标记还没有建立，则G-NTP客户端建立NTP服务变更标记。

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