CN1992633A - 一种在通信网络中实现负荷分配的归属代理装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是为了解决移动网络中的归属代理器(HA)中的数据流量分配的问题。本发明提供了一种利用路由器和路由协议分配数据流量的的方法和设备其中可以利用用户路由器做负荷分配。具体地，将HA中的每个入口处理器配置成路由器，并通过路由协议向用户路由器通知自己的路由表，然后由入口处理器对分配的负荷进行相应处理。另外，当上述用户路由器的端口数量不满足需要时，可通过增加新的用户路由器来将多余的负荷分配给相应的多个入口处理器进行处理。

Description

一种在通信网络中实现负荷分配的归属代理装置及其方法
技术领域
本发明涉及通信网络，尤其涉及通信网络(尤其是移动IP网络)中的归属代理装置。
背景技术
传统IP技术的主机使用固定的IP地址和TCP端口号进行相互通信。在通信期间，它们的IP地址和TCP端口号必须保持不变，否则IP主机之间的通信将无法继续。
移动IP主机在通信期间可能需要在网络上移动，它的IP地址也许会经常发生变化。若采用传统方式，IP地址的变化会导致通信中断。为解决这一问题，移动IP技术引用了处理蜂窝移动电话呼叫的原理，使移动节点采用固定不变的IP地址，一次登录即可实现在任意位置上保持与IP主机的单一链路层连接，使通信持续进行。为此，在移动IP网络中引入了移动代理，其可是是移动的IP服务器或路由器，能知道移动节点实际连接在何处。移动代理又分归属代理(HA，Home Agent)和外区代理(Foreign Agent)两类，其中，归属代理是归属网上的移动IP代理，它至少有一个接口在归属网上。其责任是当移动节点离开归属网，连至某一外区网时，截收发往移动节点的数据包，并使用隧道技术将这些数据包转发到移动节点的转交节点。归属代理还负责维护移动节点的当前位置信息。
对于移动设备而言，归属代理的功能相当于一个路由器，它和PDSN(分组数据服务节点)设备一起，对外部IP网掩盖了移动设备的移动性，使得从外面看起来，属于一个归属代理的移动设备都存在于一个子网中。其原理是：归属代理服务器与移动用户之间是通过IP隧道协议建立连接的，这是PDSN和归属代理服务器为移动用户提供移动数据业务的基本方法。由于归属代理服务器中每个处理器的处理能力有限，这样就需要在归属代理内部对移动设备进行分组，每组由一个独立的网络处理器组成；而来自外部的IP包需要被分派到不同的组中。承担这种分派任务的设备必须具有分析IP包、分析路由并转发IP包的功能。如果利用HA内部的一个模块来做这项工作，这种集中的设计不够简单，显然对硬件、软件的性能提出了较高的要求，也不利于降低设备的成本、提高可靠性等等。如图1所示。
另外，STARENT采用专用平台，设计、生产、维护的成本高，不符合通信平台的发展方向；而目前CISCO开发的路由器不是一种为CDMA2000等领域的3G移动通信设备设计的通信平台，也不适合持续的发展。
基于ATCA(高级电信计算架构，Advanced Telecom ComputingArchitechture)等架构的通用通信计算平台可以实现负荷分担的功能。其内部总线中配置了高速以太网，此外还可以通过RTM扩充独立的高速以太网；加上现代操作系统(比如企业级LINUX-CGE)对网络的支持十分完善，因此利用其内部网络构建一个多网络处理器的强大的处理平台是最好的选择。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种解决现有技术中上述问题的方案，其中可以利用用户的路由器做负荷分配：如前所述，归属代理服务器与移动用户之间是通过IP隧道协议建立连接的，因此实际上向不同的入口处理器分配负荷的过程就是分配不同的隧道的过程，而此处的分配IP地址，其实质是分配隧道的IP地址。将HA中的每个入口处理器配置成路由器(即，在其中加载具有路由器功能的软件)，并通过路由协议向用户路由器通知自己的路由表，这样，就可以利用用户的路由器来做负荷分配，亦即分配给多个IP隧道。如图2所示。这样做的负面的作用是会增加对用户路由器的以太网端口数量的要求。但是在数量足够的前提下，这是最优的解决方法。而当用户主路由器(第一用户路由器)的端口数量小于HA对其的要求时，可以在HA的外部再配一个第二用户路由器，如图3所示。总之，这种解决方案在网络配置方面是比较灵活的。
根据本发明的一个方面，提供一种在一个通信网络的归属代理装置中进行负荷分配的方法，其利用用户路由器来作负荷分配。优选的，该方法包括以下步骤：将被配置为入口路由器的多个入口处理器的路由表通知给用户路由器；将所述归属代理装置的每个入口处理器配置为入口路由器；利用用户路由器将来自外部网络的负荷分配给多个入口处理器；利用被配置为入口路由器的多个入口处理器来处理所述负荷。
当所述用户路由器的端口数量小于HA(归属代理)对其的要求时，利用一个第二用户路由器来将多余负荷分配给相应的另外多个入口处理器；由所述另外多个入口处理器来处理所分配的多余负荷。其中，所述另外多个入口处理器也被配置为入口路由器，其路由表也被通知给所述第二用户路由器。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种在一个通信网络中用于优化负荷分配的归属代理装置，其利用用户路由器来作负荷分配。优选的，该归属代理装置包括：多个入口处理器，其被配置为入口路由器，用于处理来自外部网络的负荷；第一用户路由器，用于将负荷分配给所述多个入口处理器；路由通知装置，用于将所述每个入口路由器的路由表经由路由协议通知给所述用户路由器。
优选的，当所述第一用户路由器的端口数量小于归属代理对其的要求时，所述归属代理装置还包括：另外多个入口处理器，其被配置为入口处理器，用于处理来自外部网络的负荷；第二个用户路由器，用于将多余的负荷分配给所述多个入口处理器进行处理。
相对于STARENT的方案，这种方案采用的是通用的通信平台，从开发成本、维护成本、设备的费用等方面来说，都是有优势的。
相对于利用一个集中的处理器做负荷分配的方案而言，这种解决方法成本比较低、开发周期短、配置灵活。
本方案的负面的作用是会增加对用户路由器的网络端口数量的要求。
附图说明
下面结合以下附图对本发明作进一步描述：
图1为现有技术中移动IP网络的示意图；
图2为根据本发明一个具体实施方式的移动IP网络的示意图；
图3是当HA需要扩容的时候，在用户侧增加路由器后，HA中新增的用户模块和新增的路由器相连接的示意图。
图4示出了根据本发明的一个具体实施方式的在通信网络中可进行负荷分配的归属管理装置1的框图
图5示出了根据根据本发明的一个具体实施方式的在通信网络的归属管理装置1中进行负荷分配的方法的流程图。
其中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。但，应该理解，本发明并不限于所述具体实施方式。
图2为根据本发明一个具体实施方式的移动IP网络的示意图。其中，控制模块(包括两个控制器)根据从AAA(鉴权、授权和计费)服务器获得的数据处理用户的IP接入申请，然后根据负荷情况将不同的用户分配到不同的处理模块中(处理模块1...n)，而分配用户也具体体现在使不同的用户具有不同的隧道IP地址；
控制模块通知每个处理模块它所负责的用户的隧道IP地址，由后者通过动态路由协议(比如OSPF)通知用户路由器；
发向用户的数据包由于用户路由器根据数据包中的隧道IP地址发到不同的处理模块中，再根据MIP协议的控制做后续的移动性处理。在此过程中，来自网络的IP包没有被处理模块打开并处理过，而是直接交给后续的移动性处理模块；
由用户发出的数据包直接由处理模块发向用户路由器。
图3为根据本发明的另一个具体实施方式的示意图。当图2所示的用户路由器(第一用户路由器)的端口数量小于HA的要求时，在HA外部又配置了第二用户路由器，用于将多余的负荷分配给所述多个入口路由器。
图4示出了根据本发明的一个具体实施方式的在通信网络中可进行负荷分配的归属管理装置1的框图。其中包括一个第一用户路由器101，一个路由通知装置103，以及多个入口处理器(第1入口处理器...第n入口处理器)。，
所述多个入口处理器被分别配置为入口路由器(即在入口处理器中加载具有路由器功能的软件)，用于处理来自外部网络(例如互联网)的负荷。路由通知装置103将所述多个入口处理器的路由表通知给第一用户路由器101，并保存在第一用户路由器102中。当第一用户路由器101接收到来自外部网络的业务负荷时，基于所获得的所述多个入口处理器的路由表，来将负荷分配给第1入口处理器至第n个入口处理器。
由于上述方法会增加对用户路由器的端口数量的要求，因此当来自外部网络的业务负荷过大时，第一用户路由器101的端口数量和入口处理器可能不能满足要求，有必要增加一个第二用户路由器102和相应的多个入口处理器(第n+1入口处理器至第N入口处理器)。
同样，路由通知装置103也将被配置为入口路由器的第n+1入口处理器至第N入口处理器的路由表通知给所述第二用户路由器102，并保存在第二用户路由器102中。由第二用户路由器102，根据所获得的第n+1入口处理器至第N入口处理器的路由表，将第一用户路由器101未分配完的多余负荷分配给所述第n+1入口处理器至第N入口处理器。
图5示出了根据根据本发明的一个具体实施方式的在通信网络的归属管理装置1中进行负荷分配的方法的流程图。下面参照图4来对该方法进行描述。
首先，在步骤S101中，将被配置为入口路由器的多个入口处理器(第1入口处理器至第n入口处理器)的路由表通知给第一用户路由器101。随后，在步骤S102中，由第一用户路由器101基于所获得的所述多个入口处理器的路由表，来将外部网络的负荷分配给所述第1入口处理器至第n个入口处理器；最后，在步骤S103处，由所述所述第1入口处理器至第n个入口处理器来处理所分配的业务负荷。
由于上述方法会增加对用户路由器的端口数量的要求，因此当来自外部网络的业务负荷过大时，第一用户路由器101的端口数量和入口处理器可能不能满足要求，有必要增加一个第二用户路由器102和相应的多个入口处理器
对于第一用户路由器未能处理的业务负荷，执行上述相同的步骤。也即，同样，将被配置为入口路由器的第n+1入口处理器至第N入口处理器的路由表通知给所述第二用户路由器102，并保存在第二用户路由器102中。然后，由第二用户路由器102，根据所获得的第n+1入口处理器至第N入口处理器的路由表，将第一用户路由器101未分配完的多余负荷分配给所述第n+1入口处理器至第N入口处理器。然后，由所述第n+1入口处理器至第N入口处理器对分配的业务进行处理。
根据本发明的用于进行负荷分配的归属代理装置及其方法优选地适用与基于高级电信计算架构的高速以太网。
以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (8)

1.一种在通信网络的归属代理装置中进行负荷分配的方法，其特征在于：
利用用户路由器来作负荷分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将被配置为入口路由器的多个入口处理器的路由表通知给用户路由器；
利用用户路由器将来自外部网络的负荷分配给多个入口处理器；
由所述多个入口处理器来处理所分配的负荷。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述用户路由器的端口数量小于归属代理对其的要求时，利用一个第二用户路由器来将多余负荷分配给相应的另外多个入口处理器；
由所述另外多个入口处理器来处理所分配的多余负荷。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：
所述通信网络为移动IP网络。
5.一种在一个移动IP网络中用于优化负荷分配的归属代理装置，其特征在于：
利用用户路由器来作负荷分配。
6.根据权利要求5所述的归属代理装置，其特征在于，包括：
多个入口处理器，其被配置为入口路由器，用于处理来自外部网络的负荷；
第一用户路由器，用于将负荷分配给所述多个入口处理器；
路由通知装置，用于将所述每个入口路由器的路由表经由路由协议通知给所述用户路由器。
7.根据权利要求6所述的归属代理装置，其特征在于，还包括：
另外多个入口处理器，其被配置为入口处理器，用于处理来自外部网络的负荷；
第二个用户路由器，用于当所述第一用户路由器的端口数量小于归属代理对其的要求时，将多余的负荷分配给相应的另外多个入口处理器。
8.根据权利要求7所述的归属代理装置，其特征在于，
所述通信网络为移动IP网络。
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