CN1620048A - 通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通用分组无线业务，公开了一种通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，使得在不增加新的网络节点的前提下，可以根据MSISDN分段、IMSI分段、用户的计费属性以及GGSN的最大带宽及其使用情况等选择GGSN来分配业务。这种通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法包含以下步骤：A在SGSN上配置至少一个GGSN的至少一种属性，并为每一种属性设置优先级；B SGSN根据用户的接入点名称解析得到待选的GGSN，并关注优先级最高的属性；C对各个待选的GGSN，计算被关注属性的相对负荷或对该属性进行匹配；D选择相对负荷最低或匹配的GGSN。

Description

通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法

技术领域

本发明涉及通用分组无线业务，特别涉及通用分组无线业务服务支持节点上可配置的通用分组无线业务网关支持节点选择方法。

背景技术

随着网络技术的迅速发展，网际协议(Internet Protocol，简称“IP”)技术已趋于成熟，宽带码分多址(Wideband Code Division Multi-Access，简称“WCDMA”)作为第三代移动通信系统的主要标准之一，也在其分组数据包转发技术中大量引用了IP网络的现有技术。IP网络的普及和发展给WCDMA分组域核心网的发展和规划奠定了良好的基础。但是“有利必有弊”，WCDMA网络在引进IP网络技术的同时也引入了IP网络中一些目前固有的弊端，其中最重要的一点就是IP网络缺乏网络资源管理，具体的说，当WCDMA分组域核心网在向IP网络靠近的同时必然会带来网络安全性、网络资源使用效率、网络流量平衡等方面的问题，而且可能会丧失传统电信网络的可管理性方面的优点。如何趋利避害，充分利用IP技术的优点并消除其弊端，是WCDMA发展必须考虑的问题。

WCDMA通信系统由用户设备(User Equipment，简称“UE”)、陆地无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)和核心网络(Core Network，简称“CN”)三部分组成，其中CN从逻辑上又分为电路交换域(Circuit Switched Domain，CS)和分组交换域(PacketSwitched Domain，PS)，在PS中包含有两种重要的实体：通用分组无线业务服务支持节点(Serving GPRS Support Node，简称“SGSN”)和通用分组无线业务网关支持节点(Gateway GPRS Support Node，简称“GGSN”)。其中SGSN的主要功能是提供PS域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。GGSN提供数据包在WCDMA移动网和外部数据网之间的路由和封装。

目前存在两种通过SGSN管理GGSN的资源配置选择方法：

第一种方法是在分组数据协议(Packet Data Protocol，简称“PDP”)会话创建流程中，SGSN通过对访问点名称(Access Point Name，简称“APN”)进行域名解析得到GGSN的IP地址列表。域名解析的方法采用传统的域名服务系统(DOMAIN NAME SYSTEM，简称“DNS”)协议，APN格式采用DNS系统的命名方式(比如“company.com”或者“service.company.com”)。APN和GGSN的IP地址对应关系预先在DNS服务器中配置。这种方法是一种典型的IP网络技术，它可以使SGSN得到任何预先配置好的APN的GGSN IP地址列表。

第二种方法是在GGSN前面加了一个新设备--服务器负载平衡器(Server Load Balancer，简称“SLB”)，APN解析时DNS服务器返回SLB的IP地址，所有的PDP请求发送到SLB中，SLB可以对多个GGSN的运行状况进行实时监控，统一管理，实现多个GGSN的负荷分担。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：第一种GGSN选择方法完全基于传统IP网络的DNS技术，但是如果GGSN容量和规格不相同，而运营商又希望对于一个APN，不同的国际移动台识别号码(International MobileStation Identify，简称“IMSI”)能够接入到不同的GGSN时，现有的DNS解析方案将无法支持这种功能。因为对于DNS解析来说，同一APN解析出的IP地址地位相同，其中并没有带有更多的信息，以至于无法区分不同的GGSN。

第二种GGSN选择方法的缺陷在于增加一个设备——SLB而导致成本增加、网络可靠性降低、升级困难、增加了网络时延等问题，且目前的SLB还不支持通过IMSI/移动台国际综合业务数字网号码(Mobile StationInternational Integrated Services Digital Network Number，简称“MSISDN”)和计费属性等选择功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，使得在不增加新的网络节点的前提下，可以根据MSISDN分段、IMSI分段、用户的计费属性以及GGSN的最大带宽及其使用情况等选择GGSN来分配业务。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，包含以下步骤：

A在通用分组无线业务服务支持节点上配置至少一个通用分组无线业务网关支持节点的至少一种属性，并为每一种所述属性设置优先级；

B所述通用分组无线业务服务支持节点根据用户的接入点名称解析得到待选的通用分组无线业务网关支持节点，并关注优先级最高的所述属性；

C对各个待选的所述通用分组无线业务网关支持节点，计算所述被关注的属性的相对负荷或对该属性进行匹配；

D选择相对负荷最低或匹配的所述通用分组无线业务网关支持节点。

其中，所述步骤C还进一步包含以下子步骤：

C1判断所述被关注的属性是否权值属性，如果是则进入步骤C2，否则进入步骤C3；

C2计算所述被关注的属性在各个所述通用分组无线业务网关支持节点的相对负荷；

C3匹配用户的属性和所述通用分组无线业务网关支持节点的所述被关注的属性。

所述权值属性包含所述通用分组无线业务网关支持节点的最大可接入分组数据协议数或最大带宽。

不属于所述权值属性的所述属性包含计费属性或国际移动台识别号码/移动台国际综合业务数字网号码号段。

所述步骤C2还进一步包含以下子步骤：

C21用每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的配置值除以所有所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的配置值之和，得到每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的权值；

C22用每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的当前值除以所有所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的当前值之和，得到每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的比例；

C23用每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的所述比例值除以该通用分组无线业务网关支持节点的所述权值，得到所述属性在每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的相对负荷。

所述步骤C21还进一步包含以下子步骤：

如果所述通用分组无线业务网关支持节点的所述被关注的属性没有在所述通用分组无线业务服务支持节点中配置，则认为该通用分组无线业务网关支持节点的权值与其余所述通用分组无线业务网关支持节点的权值的最大值相等。

所述步骤C3还进一步包含以下子步骤：

如果所述通用分组无线业务网关支持节点的所述被关注的属性没有在所述通用分组无线业务服务支持节点中配置，则认为该通用分组无线业务网关支持节点是匹配的。

所述步骤D还进一步包含以下子步骤：

D1判断是否有多个所述通用分组无线业务网关支持节点匹配或多个所述通用分组无线业务网关支持节点的相对负荷最低，如果是则进入步骤D2，否则进入步骤D3；

D2从所述多个匹配或相对负荷最低的所述通用分组无线业务网关支持节点中选择一个；

D3选择唯一匹配或相对负荷最低的所述通用分组无线业务网关支持节点。

所述步骤D2还进一步包含以下步骤：

判断是否还有比所述被关注的属性优先级更低的所述通用分组无线业务服务支持节点的属性，如果是则关注比所述被关注的属性优先级低一级的所述通用分组无线业务服务支持节点的属性，进入步骤C，否则从所述多个匹配或相对负荷最低的所述通用分组无线业务网关支持节点中任意选择一个。

所述步骤D还进一步包含以下子步骤：

如果所述匹配或相对负荷最低的通用分组无线业务网关支持节点全部失效，则选择不匹配或相对负荷次低的所述通用分组无线业务网关支持节点。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，在SGSN上配置每一个GGSN的属性，为每一种GGSN属性设置优先级，对优先级最高的属性的进行匹配或计算各个GGSN的相对负荷，选择匹配或相对负荷最小的GGSN。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即能够实现运营商的灵活组网需求，可以按照不同的要求选择GGSN，所有的选择算法在SGSN上实现，不增加新的网络节点，不改变现有网络构架，能够实现原有网络的平滑升级。比增加SLB设备的方法更经济有效，也解决了SLB设备不能支持通过IMSI/MSISDN和计费属性等功能的问题。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的SGSN上配置GGSN的选择方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如上所述，图1示出了根据本发明的一个实施例的SGSN上配置GGSN的选择方法流程图，如图1所示：

首先在步骤100，确定在SGSN上GGSN的配置方法和配置属性，并配置各属性之间的优先级。具体的说，GGSN属性包括：GGSN的IP地址、GGSN的最大可接入PDP数、GGSN的最大带宽、某个GGSN对应的IMSI号段/MSISDN号段、某个GGSN对应的计费属性(例如，普通、预付费、单一费率、实时计费等)。可以按照这些属性来配置GGSN，根据本发明，有两种配置方案，一种是单一属性配置方案，比如说如果配置了计费属性，就不能再配置IMSI/MSISDN；另一种是多种属性配置方案，比如先按计费属性，其次按照IMSI/MSISDN来选择等。

配置各属性之间的优先值就是将GGSN的各属性按优先级由高到低排列，每次取出具有最高优先级的属性。

接着进入步骤110，SGSN根据用户的APN通过DNS进行解析。解析的结果是一个GGSN的列表，该列表中的GGSN为待选的GGSN。以后步骤中提到的GGSN都是指待选的GGSN。然后关注于优先级最高的属性，进行处理。

此后进入步骤120，判断关注的属性是否为权值属性，如果是则进入步骤130，否则进入步骤150。

需要说明的是，上述权值属性指的是GGSN的最大可接入PDP数或GGSN的最大带宽等，对这些属性需要计算它们的权值。非权值属性包含IMSI/MSISDN号段、计费属性等，对这些属性只需要简单判断当前用户的相关属性与这些非权值属性的匹配关系即可。例如判断当前接入的用户的IMSI/MSISDN号处于哪一个号段。

在步骤130中，为每个GGSN计算权值，权值由单个GGSN的值除以总的GGSN的值。此后进入步骤140。如果用户配置了GGSN的最大可接入PDP数，希望按照GGSN的容量均衡GGSN的负荷，则权值用单个GGSN的容量除以总的GGSN容量算出；如果用户配置了GGSN的最大带宽，希望按照GGSN的带宽均衡GGSN的负荷，则权值用单个GGSN的带宽除以总的GGSN带宽算出。这里的GGSN都是同一APN的。比如GGSN A容量为30000，GGSN B容量为10000，GGSN C容量为20000。这样GGSN A的权值为3/6，GGSN B的权值1/6，GGSN C的权值为2/6。

在步骤140中，SSGN保存当前值，即当前的PDP数或当前的带宽使用量，并按照该值计算出一个比例，这个比例是每一个GGSN当前值与所有GGSN的当前值总和的比例，在选择GGSN时，将该比例与步骤130中所述的权值相比，选择相对负荷最低的那个GGSN，此后进入步骤160。例如，GGSN A带宽为300Mbps，GGSN B带宽为100Mbps，GGSN C带宽为200Mbps。这样GGSN A的权值为3/6，GGSN B的权值为1/6，GGSN C的权值为2/6。此外，当前GGSN A使用了20Mbps，GGSN B使用了10Mbps，GGSN C使用了30Mbps。计算每一个GGSN当前值与所有GGSN的当前值总和的比例，得到GGSN A的比例为2/6，GGSN B的比例为1/6，GGSN C的比例为3/6。每一个GGSN的比例与权值相比后，获得GGSN A的相对负荷为2/3，GGSN B的相对负荷为1，GGSN C的相对负荷为3/2。显然，应该选取相对负荷最小的GGSN A。

在步骤150中，对于非权值属性，将用户属性与GGSN的属性进行匹配，只在匹配成功的GGSN中进行进一步选择。此后进入步骤160。例如用户的计费属性是实时计费，则只在属性为实时计费的GGSN中进行进一步选择。

在步骤160中，判断是否有多个GGSN匹配，如果是则进入步骤170，否则进入步骤190。

在步骤170中，判断是否还有更低优先级的属性，即判断是否有比步骤120中所关注的属性优先级更低的属性，如果有则进入步骤120，取优先级次高的属性作为依据进行选择，如此循环直到没有更低优先级的属性，否则进入步骤180。

在步骤180中，从匹配的多个GGSN中随机选择一个。因为匹配的GGSN有多个，而且也没有其他的选择依据，因此采用随机算法从匹配的多个GGSN中随选择一个，流程结束。

在步骤190中，选择唯一匹配的GGSN，流程结束。

需要指出的是，如果匹配或相对负荷最低的GGSN全部失效(表现为返回失败消息)，则要在其他不匹配或相对负荷次低的GGSN中再选择一个。

需要说明的是，对于APN解析出的某个GGSN没有配置相关属性的情况，若该属性是权值属性，则该GGSN的权值与当前最大的GGSN相等，因为这默认是网络扩容新增加的GGSN，容量比较大；或该属性不是权值属性，则认为是wildcard，就是所有的属性都能匹配到该GGSN，因为这默认是网络扩容新增加的GGSN。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，包含以下步骤：

A在通用分组无线业务服务支持节点上配置至少一个通用分组无线业务网关支持节点的至少一种属性，并为每一种所述属性设置优先级；

B所述通用分组无线业务服务支持节点根据用户的接入点名称解析得到待选的通用分组无线业务网关支持节点，并关注优先级最高的所述属性；

C对各个待选的所述通用分组无线业务网关支持节点，计算所述被关注的属性的相对负荷或对该属性进行匹配；

D选择相对负荷最低或匹配的所述通用分组无线业务网关支持节点。

2.根据权利要求1所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述步骤C还进一步包含以下子步骤：

C1判断所述被关注的属性是否是权值属性，如果是则进入步骤C2，否则进入步骤C3；

C2计算所述被关注的属性在各个所述通用分组无线业务网关支持节点的相对负荷；

C3匹配用户的属性和所述通用分组无线业务网关支持节点的所述被关注的属性。

3.根据权利要求2所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述权值属性包含所述通用分组无线业务网关支持节点的最大可接入分组数据协议数或最大带宽。

4.根据权利要求2所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，不属于所述权值属性的所述属性包含计费属性或国际移动台识别号码/移动台国际综合业务数字网号码号段。

5.根据权利要求2所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述步骤C2还进一步包含以下子步骤：

C21用每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的配置值除以所有所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的配置值之和，得到每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的权值；

C22用每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的当前值除以所有所述通用分组无线业务网关支持节点的属性的当前值之和，得到每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的比例；

C23用每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的所述比例值除以该通用分组无线业务网关支持节点的所述权值，得到所述属性在每一个所述通用分组无线业务网关支持节点的相对负荷。

6.根据权利要求5所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述步骤C21还进一步包含以下子步骤：

如果所述通用分组无线业务网关支持节点的所述被关注的属性没有在所述通用分组无线业务服务支持节点中配置，则认为该通用分组无线业务网关支持节点的权值与其余所述通用分组无线业务网关支持节点的权值的最大值相等。

7.根据权利要求2所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述步骤C3还进一步包含以下子步骤：

如果所述通用分组无线业务网关支持节点的所述被关注的属性没有在所述通用分组无线业务服务支持节点中配置，则认为该通用分组无线业务网关支持节点是匹配的。

8.根据权利要求1所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述步骤D还进一步包含以下子步骤：

D1判断是否有多个所述通用分组无线业务网关支持节点匹配或多个所述通用分组无线业务网关支持节点的相对负荷最低，如果是则进入步骤D2，否则进入步骤D3；

D2从所述多个匹配或相对负荷最低的所述通用分组无线业务网关支持节点中选择一个；

D3选择唯一匹配或相对负荷最低的所述通用分组无线业务网关支持节点。

9.根据权利要求8所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述步骤D2还进一步包含以下步骤：

判断是否还有比所述被关注的属性优先级更低的所述通用分组无线业务服务支持节点的属性，如果是则关注比所述被关注的属性优先级低一级的所述通用分组无线业务服务支持节点的属性，进入步骤C，否则从所述多个匹配或相对负荷最低的所述通用分组无线业务网关支持节点中任意选择一个。

10.根据权利要求1所述的通用分组无线业务中网关支持节点的选择方法，其特征在于，所述步骤D还进一步包含以下子步骤：

如果所述匹配或相对负荷最低的通用分组无线业务网关支持节点全部失效，则选择不匹配或相对负荷次低的所述通用分组无线业务网关支持节点。

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