KR100766338B1 - Apparatus for distributing a traffic of packet data serving node in radio packet data network and method therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기지국제어기와 패킷데이터서빙노드를 포함한 무선 패킷데이터망에 있어서, 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우 패킷데이터서빙노드(PDSN; Packet Data Serving Node) 내에서 트래픽을 분산 제어함으로써, 패킷데이터서빙노드를 보다 효율적으로 운영할 수 있는 무선 패킷데이터망에서의 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우, 기지국제어기로부터 인가되는 호처리 정보를 근거로 일련의 호처리동작을 수행하는 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 방법에 있어서: 상기 기지국제어기로부터 전달된 패킷을 제공받아 GRE(Generic Routing Encapsulation) 패킷인지를 판단하는 제 1단계와, 상기 GRE 패킷이 아닐 경우에 트래픽분배부는 A11 메시지로 간주하여 기지국제어기로부터 전달된 패킷을 제어프로세서로 전달하는 제 2단계와, 상기 트래픽분배부로부터 전달된 패킷이 새로운 세션의 시작임을 알리는 메시지인 경우 제어프로세서는 네트워크처리부의 각 망처리보드의 세션수를 체크하여 가장 적게 할당된 특정 망처리보드를 새로운 세션에 할당하는 제 3단계와, 상기 특정 망처리보드를 새로운 세션으로 할당한 후 제어프로세서는 GRE 키와 네트워크처리부의 특정 망처리보드의 IP 주소 및 기지국제어기의 IP 주소를 포함한 라우팅 정보를 획득하여 트래픽분배부로 통보하는 제 4단계와, 상기 제어프로세서는 새로운 세션으로 할당된 네트워크처리부의 망처리보드로 새로운 세션에 대한 정보인 GRE 키를 전송하는 제 5단계와, 상기 제어프로세서는 A11 메시지 에 대한 응답 메시지를 트래픽분배부로 전송하고, 상기 트래픽분배부는 커넥션이 설정되었음을 알리기 위해 기지국제어기로 응답 메시지를 중계하는 제 6단계, 및 상기 기지국제어기는 응답 메시지에 따라 패킷데이터서빙노드의 트래픽분배부로 데이터패킷을 전송하고, 트래픽분배부는 제어프로세서에 의해 설정된 라우팅 정보를 바탕으로 그 트래픽이 할당된 네트워크처리부의 특정 망처리보드로 데이터패킷을 라우팅하는 제 7단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wireless packet data network including a base station controller and a packet data serving node. When a mobile terminal accesses a wireless data packet network, the packet data serving node is distributedly controlled in a packet data serving node (PDSN). The present invention relates to an apparatus and method for controlling traffic distribution of a packet data serving node in a wireless packet data network capable of operating a serving node more efficiently. Particularly, a call processing applied from a base station controller when a mobile terminal accesses a wireless data packet network. A traffic distribution control method of a packet data serving node performing a series of call processing operations based on information, the method comprising: a first step of determining whether a packet is transmitted from the base station controller to determine whether it is a Generic Routing Encapsulation (GRE) packet; If it is not the GRE packet, the traffic divider assumes an A11 message. A second step of delivering a packet transmitted from the international flag to the control processor; and a message indicating that the packet transmitted from the traffic distribution unit is the start of a new session, the control processor checks the number of sessions of each network processing board of the network processor. Assigning the least allocated specific network processing board to a new session, and after assigning the specific network processing board to a new session, the control processor assigns a GRE key and the IP address and base station of the specific network processing board of the network processing unit. A fourth step of acquiring the routing information including the IP address of the controller and notifying the traffic distribution unit; and the control processor transmitting a GRE key, which is information about the new session, to the network processing board of the network processor allocated to the new session. And the control processor transmits a response message to the A11 message to the traffic distribution unit. A sixth step of relaying the response message to the base station controller to inform that the connection is established, and the base station controller transmits the data packet to the traffic distribution unit of the packet data serving node according to the response message, and the traffic distribution unit controls the control processor. And performing a seventh step of routing the data packet to the specific network processing board to which the traffic is allocated based on the routing information set by the controller.

Description

무선 패킷데이터망에서의 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DISTRIBUTING A TRAFFIC OF PACKET DATA SERVING NODE IN RADIO PACKET DATA NETWORK AND METHOD THEREFOR}Apparatus and method for controlling traffic distribution of a packet data serving node in a wireless packet data network {APPARATUS FOR DISTRIBUTING A TRAFFIC OF PACKET DATA SERVING NODE IN RADIO PACKET DATA NETWORK AND METHOD THEREFOR}

도 1은 일반적인 무선 패킷데이터망의 호처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a call processing process of a general wireless packet data network.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 패킷데이터서빙노드의 세부 구성을 나타낸 블록도2 is a block diagram showing a detailed configuration of a packet data serving node according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 적용된 기지국제어기와 패킷데이터서빙노드 간의 인터페이스 프로토콜 스택을 각각 도시한 도면이다.3A to 3C are diagrams illustrating an interface protocol stack between a base station controller and a packet data serving node according to the present invention.

도 4는 도 2의 트래픽분산 제어 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a traffic distribution control process of FIG. 2.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1: 휴대단말기 5: 기지국제어기(PCF)1: handheld terminal 5: base station controller (PCF)

100: 패킷데이터서빙노드(PDSN) 110: 트래픽분배부100: packet data serving node (PDSN) 110: traffic distribution

130: 네트워크처리부 131∼135: 망처리보드130: network processing unit 131 to 135: network processing board

150: 제어프로세서 170: 스위치허브150: control processor 170: switch hub

본 발명은 무선 패킷데이터망에서의 PDSN의 트래픽분산 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 기지국제어기(PCF)와 패킷데이터서빙노드(PDSN)를 포함한 무선 패킷데이터망에 있어서, 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우 패킷데이터서빙노드(PDSN; Packet Data Serving Node) 내에서 트래픽을 분산 제어함으로써, 패킷데이터서빙노드를 보다 효율적으로 운영할 수 있는 무선 패킷데이터망에서의 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a traffic distribution control system of a PDSN in a wireless packet data network. In particular, in a wireless packet data network including a base station controller (PCF) and a packet data serving node (PDSN), a portable terminal can access a wireless data packet network. In this case, the traffic distribution control apparatus of a packet data serving node in a wireless packet data network capable of operating the packet data serving node more efficiently by distributedly controlling the traffic in a packet data serving node (PDSN) and its It is about a method.

이동통신시스템은 위치의 이동이 없는 고정된 가입자단말에 대한 호처리와는 달리 가입자의 이동 상황에 따라 서비스 지역내의 통신량이 매시간 가변적이기 때문에 예측하기 어려운 통신수요의 변화에 적절히 대처할 수 있도록 망을 구성해야 하며, 그 대처능력 자체가 통신품질과 직접적으로 연관되는 사안이므로 통신사업자에게 있어서는 중요한 부분이 아닐 수 없다.Unlike call processing for fixed subscriber station without moving of location, mobile communication system constructs network to cope with unpredictable change of communication demand because the traffic volume in the service area is variable every hour according to the subscriber's mobile situation. Since the coping ability itself is directly related to the communication quality, it is an important part for the service provider.

현재, CDMA2000 1x고속 무선 패킷데이터망에서 사용하는 HPDN(High-speed Packet Data Network) 장비의 트래픽분산 제어 방안에 대한 기술은 현재 특별히 언급되고 있는 기술 규격이 없는 상태이고, 단지 3GPP2(3rd Generation Partnership Project2)에서 제공하는 현재 기술표준 규격에서는 PDSN시스템을 선택하는 모든 기능(PDSN Selection Algorism)을 PCF(Packet Control Function), 즉 기지국제어기에서 수행하도록 규격화하고 있다. At present, the technique of traffic distribution control method of high-speed packet data network (HPDN) equipment used in CDMA2000 1x high-speed wireless packet data network has no technical specification mentioned at present, and only 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) In the current technical standard standard provided by), all the functions of selecting PDSN system (PDSN Selection Algorism) are standardized to be performed in a PCF (Packet Control Function), that is, a base station controller.

한편, 도 1은 일반적인 무선 패킷데이터망의 호처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a call processing process of a general wireless packet data network.

도 1에 도시된 바와 같이, 무선 패킷데이터망은 무선 패킷데이터 서비스를 제공받는 휴대단말기(1)와, 상기 휴대단말기(1)와 무선으로 데이터송수신을 수행하는 기지국(3)과, 상기 기지국(3)의 동작을 제어하기 위한 기지국제어기(5; PCF), 및 다수의 기지국제어기(5)와 네트워크를 통해 결합되어 기지국제어기(5)로부터 인가되는 호접속요구를 근거로 전반적인 호처리기능을 수행하는 패킷데이터서빙노드(7; PDSN)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a wireless packet data network includes a mobile terminal 1 receiving a wireless packet data service, a base station 3 wirelessly performing data transmission and reception with the mobile terminal 1, and the base station ( 3) is coupled to the base station controller 5 (PCF) for controlling the operation of the base station controller 5 and the plurality of base station controllers 5 through a network, and performs an overall call processing function based on a call connection request applied from the base station controller 5; Packet data serving node 7 (PDSN).

상기 패킷데이터서빙노드(7) 내부에는 기지국제어기(5)로부터 받은 트래픽을 분산 처리하는 망처리보드(9; NP Board)가 복수개 있는 데, 망처리보드(9)는 부하 밸런싱을 위해 특별한 메커니즘을 갖지 않고, 망처리보드당 액세스 네트워크 장비의 인터페이스의 수를 동일하게 한다. The packet data serving node 7 has a plurality of NP processing boards for distributing the traffic received from the base station controller 5. The network processing board 9 has a special mechanism for load balancing. The number of interfaces of access network equipment per network processing board is equal.

이때, 모든 액세스 네트워크 장비들의 트래픽 양은 동일하다고 가정하지만, 실제의 트래픽의 양이 동일하지 않아 패킷데이터서빙노드(7)의 트래픽처리 효율이 상당히 떨어지게 되어 호접속이 지연되거나 일정시간 통신불능과 같은 장애가 발생하는 등의 망운용이 상당히 효율적이지 못한 문제가 발생하게 된다.At this time, it is assumed that the traffic amount of all the access network equipment is the same, but the traffic volume of the packet data serving node 7 is considerably degraded because the actual amount of traffic is not the same, resulting in delayed call connection or failure of communication for a certain time. Network operation, such as a problem occurs that is not very efficient.

따라서, 본 발명의 목적은 기지국제어기와 패킷데이터서빙노드를 포함한 무선 패킷데이터망에 있어서, 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우 패킷데이터서빙노드(PDSN; Packet Data Serving Node) 내에서 트래픽을 분산 제어함으로 써, 패킷데이터서빙노드를 보다 효율적으로 운영할 수 있는 무선 패킷데이터망에서의 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide distributed control of traffic in a packet data serving node (PDSN) in a wireless packet data network including a base station controller and a packet data serving node when the mobile terminal accesses the wireless data packet network. Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling traffic distribution of a packet data serving node in a wireless packet data network capable of operating the packet data serving node more efficiently.

본 발명의 다른 목적은 패킷데이터서빙노드는 기지국제어기로부터 데이터패킷이 전달되면 패킷의 프로토콜을 체크하여 GRE 패킷이 아닐 경우에는 A11 메시지로 간주하여 세션수가 가장 적게 할당된 네트워크처리부의 망처리보드를 검색하여 세션을 할당함으로써, 패킷데이터서빙노드의 트래픽을 효율적으로 관리할 수 있는 무선 패킷데이터망에서의 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.According to another object of the present invention, a packet data serving node checks a protocol of a packet when a data packet is transmitted from a base station controller and searches a network processing board of the network processor of which the number of sessions is assigned with the smallest number of sessions, considering an A11 message when the packet is not a GRE packet. The present invention provides an apparatus and method for controlling traffic distribution of a packet data serving node in a wireless packet data network capable of efficiently managing traffic of the packet data serving node by allocating sessions.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우, 휴대단말기의 호접속요구를 근거로 선택된 PDSN으로 호처리정보를 송출하는 기지국제어기와, 상기 기지국제어기와 연결되어 기지국제어기로부터 인가되는 호처리정보를 근거로 일련의 호처리동작을 수행하는 패킷데이터서빙노드(PDSN),를 포함하여 구성되는 무선 패킷데이터망 시스템에 있어서: 상기 패킷데이터서빙노드는, 상기 기지국제어기로부터 전달된 패킷을 제공받아 GRE(Generic Routing Encapsulation) 패킷인지를 판단한 후 GRE 패킷의 여부에 따라 소정의 매체접근제어 주소(MAC Address)를 참조하여 데이터패킷을 전달 중계하는 트래픽분배부; 복수의 망처리보드로 이루어지되 상기 트래픽분배부로부터 GRE 패킷을 제공받아 미리 지정된 특정 망처리보드에서 트래픽을 처리하는 네트워크처 리부; 상기 트래픽분배부에서 전달된 데이터패킷이 새로운 세션의 시작임을 알리는 메시지일 경우 네트워크처리부들의 각 세션수를 체크하여 가장 적게 할당된 네트워크처리부를 확인한 후 해당 네트워크처리부의 IP 주소를 트래픽분배부로 제공하여 트래픽분배부와 네트워크처리부와의 라우팅을 결정하게 되는 제어프로세서; 및 상기 트래픽분배부, 네트워크처리부 및 제어프로세서와 상호 접속되어 데이터패킷의 매체접근제어 주소에 따라 데이터패킷을 해당 장치로 전달하는 스위치허브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving the above object is, when the mobile terminal is connected to a wireless data packet network, the base station controller for transmitting the call processing information to the PDSN selected based on the call connection request of the mobile terminal, and the base station controller connected A packet data serving node (PDSN) configured to perform a series of call processing operations based on call processing information applied from a base station controller, the wireless packet data network system comprising: the packet data serving node, the base station A traffic distribution unit configured to receive the packet received from the controller and determine whether the packet is a Generic Routing Encapsulation (GRE) packet, and then relay the data packet with reference to a predetermined media access control address (MAC Address) according to the presence of the GRE packet; A network processing unit comprising a plurality of network processing boards and receiving a GRE packet from the traffic distribution unit to process traffic in a predetermined network processing board; If the data packet delivered from the traffic distribution unit is a message indicating that the start of a new session, the number of sessions of the network processing units is checked to identify the least allocated network processing unit, and the IP address of the corresponding network processing unit is provided to the traffic distribution unit. A control processor for determining routing between the distribution unit and the network processing unit; And a switch hub connected to the traffic distribution unit, the network processing unit, and the control processor to transfer the data packet to the corresponding device according to the medium access control address of the data packet.

구체적으로, 상기 트래픽분배부, 네트워크처리부, 제어프로세서 및 스위치허브는 이중화를 위한 각 백업 장치를 더 포함하며, 상기 네트워크처리부는 복수의 망처리보드로 구성되되 각 망처리보드는 복수의 통신포트로 구성되어 있으며, 상기 통신포트별로 IP 주소가 할당된 것을 특징으로 한다.Specifically, the traffic distribution unit, the network processing unit, the control processor and the switch hub further includes each backup device for redundancy, wherein the network processing unit is composed of a plurality of network processing board, each network processing board is a plurality of communication ports It is configured, characterized in that the IP address is assigned to each communication port.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 방법은, 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우, 기지국제어기로부터 인가되는 호처리 정보를 근거로 일련의 호처리동작을 수행하는 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 방법에 있어서: 상기 기지국제어기로부터 전달된 패킷을 제공받아 GRE(Generic Routing Encapsulation) 패킷인지를 판단하는 제 1단계; 상기 GRE 패킷이 아닐 경우에 트래픽분배부는 A11 메시지로 간주하여 기지국제어기로부터 전달된 패킷을 제어프로세서로 전달하는 제 2단계; 상기 트래픽분배부로부터 전달된 패킷이 새로운 세션의 시작임을 알리는 메시지인 경우 제어프로세서는 네트워크처리부의 각 망처리보드의 세션수를 체크하여 가장 적게 할당된 특정 망처리보드를 새로운 세션에 할당하는 제 3단계; 상기 특정 망처리보드를 새로운 세션으로 할당한 후 제어프로세서는 GRE 키와 네트워크처리부의 특정 망처리보드의 IP 주소 및 기지국제어기의 IP 주소를 포함한 라우팅 정보를 획득하여 트래픽분배부로 통보하는 제 4단계; 상기 제어프로세서는 새로운 세션으로 할당된 네트워크처리부의 망처리보드로 새로운 세션에 대한 정보인 GRE 키를 전송하는 제 5단계; 상기 제어프로세서는 A11 메시지에 대한 응답 메시지를 트래픽분배부로 전송하고, 상기 트래픽분배부는 커넥션이 설정되었음을 알리기 위해 기지국제어기로 응답 메시지를 중계하는 제 6단계; 및 상기 기지국제어기는 응답 메시지에 따라 패킷데이터서빙노드의 트래픽분배부로 데이터패킷을 전송하고, 트래픽분배부는 제어프로세서에 의해 설정된 라우팅 정보를 바탕으로 그 트래픽이 할당된 네트워크처리부의 특정 망처리보드로 데이터패킷을 라우팅하는 제 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The technical method for achieving the above object is a traffic distribution control method of a packet data serving node performing a series of call processing operations based on call processing information applied from a base station controller when the mobile terminal accesses a wireless data packet network. A first step of receiving a packet transmitted from the base station controller to determine whether the packet is a Generic Routing Encapsulation (GRE) packet; A second step of, when the packet is not the GRE packet, the traffic distribution unit regards the A11 message and delivers the packet transmitted from the base station controller to the control processor; When the packet transmitted from the traffic distribution unit is a message indicating that the start of a new session, the control processor checks the number of sessions of each network processing board of the network processor and allocates the least allocated specific network processing board to the new session. step; A fourth step of allocating the specific network processing board to a new session, and then obtaining, by the control processor, routing information including a GRE key, an IP address of the specific network processing board of the network processing unit, and an IP address of the base station controller; A fifth step of transmitting, by the control processor, a GRE key which is information on a new session to a network processing board allocated to a new session; The control processor transmits a response message to the A11 message to the traffic distribution unit, and the traffic distribution unit relays the response message to the base station controller to inform that the connection is established; And the base station controller transmits the data packet to the traffic distribution unit of the packet data serving node according to the response message, and the traffic distribution unit sends the data to the specific network processing board of the network processor to which the traffic is allocated based on the routing information set by the control processor. And a seventh step of routing the packet.

구체적으로, 상기 제 2단계의 A11 메시지는 응용계층의 MIP 프로토콜에 GRE 키를 포함하고 있으며, 상기 제 3 단계는 제어프로세서가 네트워크처리부의 각 망처리보드의 세션수를 체크하여 세션수가 가장 적게 할당된 특정 망처리보드를 검색하는 단계; 및 상기 특정 망처리보드에서 세션수가 가장 적게 할당된 특정 통신포트를 체크하여 그 통신포트의 IP 주소를 새로운 세션에 할당하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.Specifically, the A11 message of the second step includes a GRE key in the MIP protocol of the application layer, and in the third step, the control processor checks the number of sessions of each network processing board of the network processor and allocates the least number of sessions. Searching for a specific network processing board; And checking a specific communication port allocated with the smallest number of sessions in the specific network processing board and assigning an IP address of the communication port to a new session.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 살펴보고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 패킷데이터서빙노드(100)의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 트래픽분배부(110), 네트워크처리부(130), 제어프로세서(150) 및 스위치허브(170)를 포함하고 있다.2 is a block diagram showing a detailed configuration of the packet data serving node 100 according to an embodiment of the present invention, the traffic distribution unit 110, the network processing unit 130, the control processor 150 and the switch hub 170 It includes.

상기 트래픽분배부(110)는 기지국제어기(5)로부터 전달된 패킷을 제공받아 GRE(Generic Routing Encapsulation) 패킷인지를 판단한 후 GRE 패킷의 여부에 따라 소정의 매체접근제어 주소(MAC Address)를 참조하여 데이터패킷을 전달 분배하도록 구성되어 있고, 네트워크처리부(130)는 복수의 망처리보드(131∼135)로 이루어져 상기 트래픽분배부(110)로부터 GRE 패킷을 제공받아 미리 지정된 특정 망처리보드를 통해 패킷을 정상적으로 처리하도록 구성되어 있고, 제어프로세서(150)는 상기 트래픽분배부(110)에서 전달된 데이터패킷이 새로운 세션의 시작임을 알리는 메시지인 경우 네트워크처리부(130)의 각 망처리보드의 세션수를 체크하여 가장 적게 할당된 망처리보드(131∼135)를 확인한 후 해당 망처리보드의 IP 주소를 트래픽분배부(110)로 제공하여 트래픽분배부(110)와 네트워크처리부(130)와의 라우팅을 결정하도록 구성되어 있고, 스위치허브(170)는 상기 트래픽분배부(110), 네트워크처리부(130) 및 제어프로세서(150)와 상호 접속되어 데이터패킷의 매체접근제어 주소에 따라 데이터패킷을 해당 장치로 전달하도록 구성되어 있다.The traffic distribution unit 110 receives the packet transmitted from the base station controller 5, determines whether it is a Generic Routing Encapsulation (GRE) packet, and then refers to a predetermined medium access control address (MAC Address) according to whether the GRE packet is present. It is configured to deliver and distribute the data packet, the network processing unit 130 is composed of a plurality of network processing boards (131 ~ 135) receives the GRE packet from the traffic distribution unit 110 through a predetermined network processing board predetermined packet It is configured to process the normal, the control processor 150 is a message indicating that the data packet transmitted from the traffic distribution unit 110 is the start of a new session when the number of sessions of each network processing board of the network processing unit 130 Check and check the least allocated network processing boards (131 to 135) and then provide the IP address of the corresponding network processing board to the traffic distribution unit 110 by traffic distribution unit 110 and the net It is configured to determine the routing with the work processor 130, the switch hub 170 is interconnected with the traffic distribution unit 110, the network processing unit 130 and the control processor 150, the medium access control address of the data packet Is configured to forward the data packet to the device.

아울러, 상기 트래픽분배부(110), 네트워크처리부(130), 제어프로세서(150) 및 스위치허브(170)는 이중화를 위한 각 백업 보드(120, 140, 160, 180)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하고, 상기 네트워크처리부(130)는 복수의 망처리보드(131∼135)로 구성되되 각 망처리보드(131∼135)는 복수의 통신포트(131-1∼131-3) 로 구성되어 있고, 상기 각 통신포트(131-1∼131-3) 별로 IP 주소가 할당되도록 구성되어 있다. In addition, the traffic distribution unit 110, the network processing unit 130, the control processor 150 and the switch hub 170 is configured to further comprise a backup board (120, 140, 160, 180) for redundancy. Preferably, the network processing unit 130 is composed of a plurality of network processing boards (131 to 135) each network processing board (131 to 135) is composed of a plurality of communication ports (131-1 to 131-3) Each of the communication ports 131-1 to 131-3 is assigned an IP address.

상기에서 네트워크처리부(130)는 망처리보드(131∼135)마다 복수의 통신포트(131-1∼131-3)를 구비하고 통신포트별로 IP 주소를 부여하고 있지만, 설계에 따라 망처리보드(131∼135)를 단일 통신포트로 설계하여 망처리보드 별로 IP 주소를 부여할 수 있음은 당연하다. Although the network processor 130 includes a plurality of communication ports 131-1 to 131-3 for each network processing board 131 to 135 and assigns IP addresses to each communication port, the network processing board ( It is natural that IP address can be assigned to each network processing board by designing 131 ~ 135 as a single communication port.

상기 패킷데이터서빙노드(100)는 실시예에서 2개의 트래픽분배부(110, 120; Load Balancing board), 2개의 제어프로세서(150, 160; Control Processing board), 2개의 스위치허브(170, 180; Switch Hub board), 6개의 네트워크처리부(130, 140; Network Processing board) 등을 포함하여 구성되어 있으며, 각 보드들 중 1장(120, 140, 160, 180)은 이중화를 위한 Standby이고 나머지(110, 130, 150, 170)는 active 상태이다. The packet data serving node 100 includes, in an embodiment, two traffic distribution units (110, 120; load balancing board), two control processors (150, 160; control processing board), two switch hubs (170, 180); Switch Hub board), six network processing units (130, 140; Network Processing board), etc., one of each board (120, 140, 160, 180) is a standby for redundancy and the rest (110) , 130, 150, and 170 are active.

이와 같이 패킷데이터서빙노드(100)의 구조를 설계하였으나, 실시예에 한정되지 않고 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있음은 당연하다. Although the structure of the packet data serving node 100 is designed as described above, it is obvious that the packet data serving node 100 can be configured in various ways as needed.

즉, 제어프로세서(150)는 네트워크처리부(130)의 각 통신포트별 IP 주소와 할당된 세션수를 관리하고, 새로운 세션이 설정되는 경우 네트워크처리부(130)의 특정 망처리보드를 할당하게 되고, 트래픽분배부(110)는 제어프로세서(150)로부터 받은 정보를 바탕으로 트래픽을 분배하고, 네트워크처리부(130)의 특정 망처리보드는 트래픽분배부(110)로부터 받은 트래픽을 처리하게 된다. That is, the control processor 150 manages the IP address of each communication port of the network processing unit 130 and the number of allocated sessions, and allocates a specific network processing board of the network processing unit 130 when a new session is established. The traffic distribution unit 110 distributes traffic based on the information received from the control processor 150, and the specific network processing board of the network processing unit 130 processes the traffic received from the traffic distribution unit 110.

따라서, 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우, 기지국제어기(5)는 휴대단말기의 호접속 요구를 근거로 선택된 패킷데이터서빙노드(100; PDSN)로 호처리정보를 송출하고, 패킷데이터서빙노드(100)는 상기 기지국제어기(5)와 연결되어 기지국제어기(5)로부터 인가되는 호처리정보를 근거로 일련의 호처리 동작을 수행하게 되는 데, 패킷데이터서빙노드(100)는 기지국제어기(5)를 통해 휴대단말기로 IP 주소를 할당하기 전에 네트워크처리부(130) 내의 트래픽 경로를 미리 설정하는 작업을 수행하게 된다. Therefore, when the mobile terminal accesses the wireless data packet network, the base station controller 5 transmits call processing information to the packet data serving node 100 (PDSN) selected based on the call connection request of the mobile terminal, and transmits the packet data serving node ( 100 is connected to the base station controller 5 to perform a series of call processing operations based on the call processing information applied from the base station controller 5, the packet data serving node 100 is a base station controller (5) Before allocating an IP address to the mobile terminal through the traffic path in the network processing unit 130 is set in advance.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 적용된 기지국제어기(PCF)와 패킷데이터서빙노드(PDSN) 간의 인터페이스 프로토콜 스택을 각각 도시한 것으로, 기지국제어기(5)의 프로토콜 스택과 패킷데이터서빙노드(100)의 프로토콜 스택은 도 3a 및 도 3b와 같이 링크 계층에 R-P 요소를 포함하고 있으며, 상기 R-P 요소는 데이터패킷에 따라 프로토콜 스택이 도 3c와 같이 다르다.3A to 3C illustrate an interface protocol stack between a base station controller (PCF) and a packet data serving node (PDSN), which are applied to the present invention, respectively. The protocol stack of the base station controller 5 and the packet data serving node 100 are shown. The protocol stack includes RP elements in the link layer as shown in FIGS. 3A and 3B, and the protocol stacks of the RP elements differ as shown in FIG. 3C according to data packets.

즉, 기지국제어기(5)와 패킷데이터서빙노드(100) 간의 시그널 메시지인 A11 메시지들은 도 3c의 우측과 같이 GRE(Generic Routing Encapsulation) 패킷이 아닌 UDP(User Datagram Protocol) 패킷으로 전달되고, 나머지 데이터 패킷들은 GRE 패킷으로 전달된다. 그리고, 상기 응용계층인 MIP 프로토콜에 GRE 키를 포함하고 있어 이후에 전달되는 GRE 패킷의 GRE 키와의 일치여부를 비교하여 GRE 터널을 형성하게 된다.That is, A11 messages, which are signal messages between the base station controller 5 and the packet data serving node 100, are delivered as User Datagram Protocol (UDP) packets, not GRE (Generic Routing Encapsulation) packets, as shown in the right side of FIG. 3C. The packets are delivered in GRE packets. In addition, the GIP key is included in the MIP protocol, which is the application layer, and thus, a GRE tunnel is formed by comparing whether the GRE packet is matched with the GRE key.

상기 A11 메시지들은 데이터 플레인(plane) 동안에 사용될 GRE 터널(Tunnel) 생성을 위한 GRE 키를 트래픽분배부(110)와 제어프로세서(150) 간에 주고받고, A10(PCF와 PDSN 간의 인터페이스) 커넥션이 설정되면, GRE 키, 기지국제어기의 IP 주소, 그리고 패킷데이터서빙노드의 IP 주소를 통해 GRE 터널을 생성하게 된다.The A11 messages exchange a GRE key for generating a GRE tunnel to be used during the data plane between the traffic distribution unit 110 and the control processor 150, and when an A10 (interface between the PCF and the PDSN) connection is established. The GRE tunnel is created using the GRE key, the IP address of the base station controller, and the IP address of the packet data serving node.

그럼, 도 4와 같은 흐름도를 참조하여 본 발명의 트래픽분산 제어 과정을 설명하면 아래와 같다.Next, the traffic distribution control process of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4.

먼저, 트래픽분배부(110)는 기지국제어기(5)로부터 패킷이 전달(①)되면 프로토콜 스택을 확인하여 GRE 패킷인지를 판단하게 되고(②), 상기 패킷이 GRE 패킷이 아닌 패킷, 즉 UDP 패킷일 경우에는 이를 A11 메시지(A11 Registration Request; A10 커넥션을 구분할 수 있는 GRE Key를 포함함)로 간주하여 제어프로세서(150)로 전달하여 A11 등록을 요청하게 된다(③).First, when the packet is transmitted from the base station controller 5 (①), the traffic distribution unit 110 determines whether the packet is a GRE packet by checking the protocol stack (②), and the packet is not a GRE packet, that is, a UDP packet. In this case, this is regarded as an A11 message (A11 Registration Request; including a GRE key for distinguishing A10 connections) and transferred to the control processor 150 to request A11 registration (③).

제어프로세서(150)는 상기 트래픽분배부(110)로부터 전달된 패킷이 새로운 세션의 시작임을 알리는 메시지인 경우 네트워크처리부(130)의 각 망처리보드(131∼135)의 세션수를 체크하여 가장 적게 할당된 특정 망처리보드를 새로운 세션에 할당하게 된다(④, ⑤). The control processor 150 checks the number of sessions of each of the network processing boards 131 to 135 of the network processor 130 when the packet transmitted from the traffic distribution unit 110 indicates that a new session is started. The assigned specific network processing board is assigned to a new session (④, ⑤).

만약, 상기 네트워크처리부(130)가 복수의 망처리보드(131∼135)로 이루어져 있고, 각 망처리보드 별로 복수의 통신포트(131-1∼131-3)가 형성되어 있을 경우, 먼저 제어프로세서(150)가 네트워크처리부(130)의 각 망처리보드의 세션수를 체크하여 세션수가 가장 적게 할당된 특정 망처리보드를 검색하게 되고, 상기 특정 망처리보드에서 세션수가 가장 적게 할당된 특정 통신포트를 체크하여 그 통신포트의 IP 주소를 새로운 세션에 할당하는 절차를 수행하게 된다.If the network processing unit 130 includes a plurality of network processing boards 131 to 135 and a plurality of communication ports 131-1 to 131-3 are formed for each network processing board, first, a control processor The 150 checks the number of sessions of each network processing board of the network processor 130 to search for a specific network processing board assigned the least number of sessions, and the specific communication port assigned the lowest number of sessions in the specific network processing board. Check the box to assign the IP address of the communication port to a new session.

또한, 제어프로세서(150)는 A11 메시지에 포함된 GRE 키와 기지국제어기(5)의 IP 주소를 추출하고, 상기에서 할당된 네트워크처리부(130)의 특정 망처리보드의 IP 주소를 취합하여 트래픽분배부(110)로 라우팅 정보를 전달하게 된다(⑥). In addition, the control processor 150 extracts the GRE key included in the A11 message and the IP address of the base station controller 5, collects the IP address of the specific network processing board of the network processor 130 allocated above, and divides the traffic. Routing information is transmitted to the distribution (110) (⑥).

이어, 상기 제어프로세서(150)는 A11 메시지로부터 추출한 새로운 세션에 대한 정보(GRE Key)를 네트워크처리부(130)의 해당 망처리보드로 보낸다(⑦).Subsequently, the control processor 150 sends information (GRE key) about the new session extracted from the A11 message to the corresponding network processing board of the network processor 130 (⑦).

상기 네트워크처리부(130)로 새로운 세션 정보를 보낸 후 제어프로세서(150)는 A11 메시지(A11 등록 요청)에 대한 응답으로 A11 등록 응답을 트래픽분배부(110)로 전달한다(⑧).After sending the new session information to the network processor 130, the control processor 150 transmits the A11 registration response to the traffic distribution unit 110 in response to the A11 message (A11 registration request) (⑧).

상기 트래픽분배부(110)는 기지국제어기(5)와 패킷데이터서빙노드(100) 간의 인터페이스인 A10 커넥션이 설정되었음을 알리기 위해 기지국제어기(5)에게 A11 등록 응답을 중계 전달한다(⑨).The traffic distribution unit 110 relays the A11 registration response to the base station controller 5 to notify that the A10 connection, which is an interface between the base station controller 5 and the packet data serving node 100, is established (⑨).

이어, 기지국제어기(5)는 설정된 A10 커넥션을 통해 A10 트래픽을 해당 패킷데이터서빙노드(100)로 전송하고(⑩), 트래픽분배부(110)는 제어프로세서(150)로부터 받은 라우팅 정보를 바탕으로 그 트래픽이 할당된 네트워크처리부(130)의 망처리보드로 데이터패킷을 라우팅한다(⑪).Subsequently, the base station controller 5 transmits the A10 traffic to the corresponding packet data serving node 100 through the established A10 connection (⑩), and the traffic distribution unit 110 based on the routing information received from the control processor 150. The data packet is routed to the network processing board of the network processor 130 to which the traffic is allocated.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the present invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or the prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

따라서, 본 발명의 패킷데이터서빙노드는 기지국제어기로부터 데이터패킷이 전달되면 패킷의 프로토콜을 체크하여 GRE 패킷이 아닐 경우에는 A11 메시지로 간주하여 세션수가 가장 적게 할당된 네트워크처리부의 망처리보드를 검색하여 세션을 할당함으로써, 패킷데이터서빙노드의 트래픽을 효율적으로 관리할 수 있어 호접속이 지연되거나 일정시간 통신불능 등의 장애가 발생하는 등의 문제점을 근본적으로 해소할 수 있는 이점이 있다.Therefore, the packet data serving node of the present invention checks the protocol of the packet when the data packet is transmitted from the base station controller. If the packet data serving node is not a GRE packet, the packet data serving node is regarded as an A11 message. By allocating sessions, traffic of a packet data serving node can be efficiently managed, and thus there is an advantage in that problems such as delayed call connection or failure of communication for a certain time can be solved.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 휴대단말기가 무선데이터패킷망에 접속할 경우, 기지국제어기로부터 인가되는 호처리 정보를 근거로 일련의 호처리동작을 수행하는 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 방법에 있어서: In the method of controlling traffic distribution of a packet data serving node performing a series of call processing operations based on call processing information applied from a base station controller when the mobile terminal accesses a wireless data packet network: 상기 기지국제어기로부터 전달된 패킷을 제공받아 GRE(Generic Routing Encapsulation) 패킷인지를 판단하는 제 1단계; A first step of receiving a packet transmitted from the base station controller and determining whether the packet is a Generic Routing Encapsulation (GRE) packet; 상기 GRE 패킷이 아닐 경우에 트래픽분배부는 응용계층의 MIP 프로토콜에 GRE 키를 포함하고 있는 A11 메시지로 간주하여 기지국제어기로부터 전달된 패킷을 제어프로세서로 전달하는 제 2단계; A second step of distributing the packet transmitted from the base station controller to the control processor by considering the traffic distribution unit as an A11 message including the GRE key in the MIP protocol of the application layer when the packet is not the GRE packet; 상기 트래픽분배부로부터 전달된 패킷이 새로운 세션의 시작임을 알리는 메시지인 경우, 제어프로세서가 네트워크처리부의 각 망처리보드의 세션수를 체크하여 세션수가 가장 적게 할당된 특정 망처리보드를 검색하고, 상기 특정 망처리보드에서 세션수가 가장 적게 할당된 특정 통신포트를 체크하여 그 통신포트의 IP 주소를 새로운 세션에 할당하는 제 3단계; When the packet transmitted from the traffic distribution unit is a message indicating that the start of a new session, the control processor checks the number of sessions of each network processing board of the network processor to search for a specific network processing board with the lowest number of sessions. Checking a specific communication port assigned the least number of sessions in a specific network processing board and assigning an IP address of the communication port to a new session; 상기 특정 망처리보드를 새로운 세션으로 할당한 후 제어프로세서는 GRE 키와 네트워크처리부의 특정 망처리보드의 IP 주소 및 기지국제어기의 IP 주소를 포함한 라우팅 정보를 획득하여 트래픽분배부로 통보하는 제 4단계; A fourth step of allocating the specific network processing board to a new session, and then obtaining, by the control processor, routing information including a GRE key, an IP address of the specific network processing board of the network processing unit, and an IP address of the base station controller; 상기 제어프로세서는 새로운 세션으로 할당된 네트워크처리부의 망처리보드로 새로운 세션에 대한 정보인 GRE 키를 전송하는 제 5단계; A fifth step of transmitting, by the control processor, a GRE key which is information on a new session to a network processing board allocated to a new session; 상기 제어프로세서는 A11 메시지에 대한 응답 메시지를 트래픽분배부로 전송하고, 상기 트래픽분배부는 커넥션이 설정되었음을 알리기 위해 기지국제어기로 응답 메시지를 중계하는 제 6단계; 및 The control processor transmits a response message to the A11 message to the traffic distribution unit, and the traffic distribution unit relays the response message to the base station controller to inform that the connection is established; And 상기 기지국제어기는 응답 메시지에 따라 패킷데이터서빙노드의 트래픽분배부로 데이터패킷을 전송하고, 트래픽분배부는 제어프로세서에 의해 설정된 라우팅 정보를 바탕으로 그 트래픽이 할당된 네트워크처리부의 특정 망처리보드로 데이터패킷을 라우팅하는 제 7단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 패킷데이터망에서의 패킷데이터서빙노드의 트래픽분산 제어 방법.The base station controller transmits the data packet to the traffic divider of the packet data serving node according to the response message, and the traffic divider transmits the data packet to a specific network processing board of the network processor to which the traffic is allocated based on the routing information set by the control processor. And a seventh step of routing the traffic distribution control method of the packet data serving node in the wireless packet data network.
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