KR101541987B1 - 지리적 리던던트 게이트웨이에서 페일오버 복원을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

지리적 리던던트 게이트웨이에서 페일오버 복원을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

UE 세션을 백업 SGW 또는 보호 노드에서 동작상 복원된 주 SGW 또는 작업 노드로 복귀시키기 위한 방법, 시스템 및 장치가 제공된다.

Description

지리적 리던던트 게이트웨이에서 페일오버 복원을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FAILOVER RECOVERY AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS}
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 특허 출원은 2011년 3월 18일 출원된 발명의 명칭이 서빙 게이트웨이에서의 지리적 리던던트(GEO-REDUNDANCE IN A SERVING GATEWAY)인 미국 가 특허 출원 제61/454,328호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 참조로서 본 명세서에 전체적으로 통합된다.
본 특허 출원은 발명의 명칭이 지리적 리던던트 게이트웨이에서 세션 복원을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR SESSION RESILIANCY AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS)인 미국 특허 출원 제＿호(대리인 관리 번호 ALU/809348) 및 발명의 명칭이 지리적 리던던트 게이트웨이에서 세션 복원을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR SESSION RESTORATION AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS)인 미국 특허 출원 제＿호(대리인 관리 번호 ALU/809350)와 관련되어 있으며, 이 양자는 참조로서 본 명세서에 전체적으로 통합된다.
본 발명의 분야
본 발명은 일반적으로 네트워크 자원 관리에 관한 것으로서, 특히 그러나 비배타적으로 서빙 게이트웨이(Serving Gateway(SGW))와 같은 시스템 라우터와 관련된 동작의 적응에 관한 것이다.
무선 네트워크, 예시적으로 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution(LTE)) 네트워크는 하나 이상의 eNodeB와 통신하는 이동 전화의 그룹 또는 다른 사용자 장비(UE)를 포함할 수 있고, 하나 이상의 eNodeB는 하나 이상의 서빙 게이트웨이(SGW)와 통신하고, 하나 이상의 서빙 게이트웨이(SGW)는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(PGW)와 통신하며, 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(PGW)는 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS) 액세스 네트워크 또는 코어 네트워크와 같은 고정된 네트워크와 통신한다. 추가적으로, LTE 네트워크는 이동성 관리 엔티티(MME), 정책 및 과금 규칙 기능(PCRF), 네트워크 관리 시스템(NMS) 등과 같은 다양한 네트워크 요소를 포함한다.
서빙 게이트웨이(SGW)가 (예를 들어, 네트워크 단절, 정전, 심지어 부분 고장에 기초한 트리거된 동작으로 인해) 네트워크의 다른 노드와의 연결을 상실하는 고장 시나리오에서, 백업 SGW는 동작을 인계받아야 한다. 이것은 타당한 사용자/가입자 기대를 계속 충족시키면서 자원 활용에서 부당한 고정(spiking)을 회피하기 위해 지능형 방식으로 달성되어야 한다.
주 SGW가 고장나면, 고장난 SGW로 향하는 모든 패킷은 삭제된다. 게다가, MME는 고장난 SGW와 연관된 경로 관리 상태를 상실하며, 모든 활성 세션을 클린업(clean up)할 필요가 있을 것이다. 이것은 활성 UE가 백업 SGW 또는 대안적인 SGW를 통해 네트워크에 다시 연결하도록 할 것이다. 마찬가지로, PGW는 SGW에 대한 경로 관리 상태를 상실하며, IMS 서브시스템을 향한 세션 상태를 클린업할 것이다(모든 UE는 PGW 및 네트워크에 활성적이다). 활성 UE를 다시 연결하면, 상태는 PGW 및 IMS 서브시스템으로 복원될 것이다.
그러나, UE의 대부분이 어떤 주어진 순간에 유휴 상태이므로, 주 SGW 고장 시에 MME는 세션을 클린업하기 위해 유휴 UE에 접근하지 않을 것이다. 이것은 유휴 UE 세션을 클린업하는 제 1 단계가 엄청나게 비싼 유휴 UE의 각각을 페이징할 수 있기 때문이다. 유휴 UE가 클린업되지 않은 경우, 네트워크 엔티티가 네트워크에서 현재 위치되어 있는 곳을 알지 못하기 때문에 네트워크 시작 통화(network-initiated call)가 UE에 도달하는 방법이 없다. 더욱이, IMS 서브시스템은 UE를 발견할 수 없으며, 어떤 엔티티도 적극적으로 UE에 그 자체를 다시 식별하도록 장려하지 않는다. 다양한 타이머에 따라 UE가 최대 한두 시간까지의 시간 동안 접근할 수 없을 때에 결과는 중요하다. 이것은 사용자에게 용인될 수 없다.
종래 기술의 다양한 결점은 백업 SGW 또는 보호 노드에서 동작상 복원된 주 SGW 또는 작업 노드로 UE 세션을 복귀(reversion)시키는 방법, 시스템 및 장치의 본 발명에 의해 해결된다.
일 실시예에서, 방법, 시스템 및 장치는 주 SGW가 동작으로 복귀하였다는 판단에 응답하여 주 SGW에 의해 이전에 지원된 적어도 UE에 대한 백업 및 주 SGW 사이의 사용자 장비(UE) 세션 상태 정보를 동기화하며, 복귀 동작 트리거에 응답하여 UW 지원을 백업 SGW에서 주 SGW으로의 전환을 가능하게 하기 위해 백업 및 주 SGW 사이에 핸드오버 채널을 생성하는 것을 고려한다.
본 발명의 가르침은 첨부한 도면과 함께 다음과 같은 상세한 설명을 고려함으로써 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 실시예로부터 이익을 얻는 예시적인 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 도 1의 통신 시스템에 사용하기에 적합한 예시적인 서빙 게이트웨이(SGW) 라우터 아키텍처를 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 세션 상태 백업 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 세션 상태 복원 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 복귀 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 다양한 실시예에 대해 본 명세서에 설명된 기능을 수행하는데 사용하기에 적합한 범용 컴퓨터의 고 레벨의 블록도를 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위해, 동일한 참조 번호가 가능한 경우 도면에 공통되는 동일한 요소를 명시하기 위해 사용되었다.
본 발명은 주로 활성 및 유휴 가입자 둘 다가 고장난 SGW에서 백업 SGW으로 전환되도록 서비스 게이트웨이(Service Gateway(SGW)) 중복 상태의 롱 텀 에볼루션(LTE) 네트워크의 상황 내에서 설명될 것이다.
4G LTE 무선 네트워크 내에서 관리 및 백업 기능을 제공하는 상황 내에서 본 명세서에 주로 묘사되고 설명되지만, 본 명세서에 묘사되고 설명되는 관리 및 백업 기능은 다른 타입의 무선 네트워크(예를 들어, 2G 네트워크, 3G 네트워크, WiMAX 등), 유선 네트워크 또는 무선 및 유선 네트워크의 조합 내에서 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, LTE 네트워크에 대해 본 명세서에 설명된 다양한 네트워크 요소, 링크 및 다른 기능적 엔티티는 다양한 다른 타입의 무선 및 유선 네트워크와 관련된 상응하는 네트워크 요소, 링크 및 다른 기능적 엔티티를 식별하는 것으로 넓게 해석될 수 있다.
본 발명의 일부는 무선 네트워크의 급격히 증대하는 크기가 특히 기존 솔루션에 의해 정확히 해결되지 않는 특정 네트워크 관리 문제로 이어진다는 본 발명자의 인식에 기초를 둔다. 특히, 가입자 장비는 (유휴 또는 활성 상태와 같은) 다양한 정상 상태, 또는 (통화 흐름(call flow) 사이에서 진행하고, 유휴 상태와 활성 상태 사이에서 이동하고, 하나의 eNodeB에서 다른 eNodeB로의 핸드오버에 참여하게 되고, 전용 베어러를 생성하며, PDN 세션 등을 파괴하는 것과 같은) 다양한 과도 상태에 있을 수 있다는 사실을 해결하기 위해 불완전하게 스케일링하고 고장난 기존 솔루션을 본 발명자는 인식하였다. 더욱이, 가입자 트래픽은 연구 또는 과도 상태 중 어느 하나에서 가입자로 흐르거나 가입자로부터 흐를 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 관리 및 백업/보호 기능을 포함하는 예시적인 무선 통신 시스템을 도시한다. 특히, 도 1은 복수의 사용자 장비(UE)(102), 롱 텀 에볼루션(LTE) 네트워크(110), IP 네트워크(130) 및 네트워크 관리 시스템(NMS)(140)을 포함하는 예시적인 무선 통신 시스템(100)을 도시한다. LTE 네트워크(110)는 UE(102) 및 IP 네트워크(130) 사이의 통신을 지원한다. MS(140)는 LTE 네트워크(110)에 대한 다양한 관리 기능을 지원하기 위해 구성된다. LTE 네트워크의 구성 및 동작은 당업자에 의해 이해될 것이다.
예시적인 UE(102)는 LTE 네트워크(110)와 같은 무선 네트워크에 액세스할 수 있는 무선 사용자 장치이다. UE(102)는 베어러 세션을 지원하여 제어 신호를 지원할 수 있다. UE(102)는 휴대폰, 개인 휴대 정보 UE기(PDA), 컴퓨터, 태블릿 장치 또는 어떤 다른 무선 사용자 장치일 수 있다.
예시적인 LTE 네트워크(110)는 예시적으로 두 eNodeB(1111 및 1112)(총괄하여, eNodeB(111)), 2개의 서빙 게이트웨이(SGW)(1121 및 1122)(총괄하여 SGW(112)), 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(PGW)(113), 이동성 관리 엔티티(MME)(114), 및 정책 및 과금 규칙 기능(PCRF)(115)을 포함한다. eNodeB(111)는 UE(102)에 대한 무선 액세스 인터페이스를 제공한다. SGW(112), PGW(113), MME(114) 및 PCRF(115) 뿐만 아니라 명확성을 위해 생략되었고 IP를 이용하여 종단 대 종단 서비스 전달(end-to-end service delivery)을 지원하는 EPC(Evolved Packet Core) 네트워크를 제공하기 위해 협력하는 다른 구성 요소를 제공한다.
eNodeB(111)는 UE(102)에 대한 통신을 지원한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각 eNodeB(111)는 각각의 복수의 UE(102)를 지원한다. eNodeB(111)와 UE(102) 사이의 통신은 UE(102)의 각각과 관련된 LTE-Uu 인터페이스를 이용하여 지원된다.
SGW(112)는 예시적으로 SGW(112)와 eNodeB(111) 사이의 각각의 S1-u 인터페이스를 이용하여 eNodeB(111)에 대한 통신을 지원한다. S1-u 인터페이스는 핸드오버 동안 퍼베어러 사용자 평면 터널링(per-bearer user plane tunneling) 및 eNodeB간 경로 스위칭을 지원한다.
도 1에 도시된 바와 같이, SGW(1121)는 eNodeB(1111)에 대한 통신을 지원하고, SGW(1122)는 eNodeB(1112)에 대한 통신을 지원한다. 다양한 보호/백업 실시예에서, SGW(1121)는 또한 eNodeB(1112)에 대한 통신을 지원하며, SGW(1122)는 또한 eNodeB(1111)에 대한 통신을 지원한다.
PGW(113)는 예시적으로 PGW(113)와 SGW(112) 사이의 각각의 S5/S8를 이용하여 SGW(112)에 대한 통신을 지원한다. S5 인터페이스는 PGW(113)와 SGW(112) 사이의 통신을 위한 사용자 평면 터널링 및 터널 관리, UE 이동성으로 인한 SGW 재배치 등과 같은 기능을 제공한다. S5 인터페이스의 공중 육상 이동망(PLMN) 변형일 수 있는 S8 인터페이스는 VPLMN(Visitor PLMN)의 SGW와 HPLMN(Home PLMN)의 PGW 사이에 사용자 및 제어 평면 연결성을 제공하는 PLMN 간 인터페이스를 제공한다. PGW(113)는 SGi 인터페이스를 통해 LTE 네트워크(110)와 IP 네트워크(130) 사이의 통신을 용이하게 한다.
MME(114)는 UE(102)의 이동성을 지원하는 이동성 관리 기능을 제공한다. MME(114)는 예시적으로 MME(114)와 eNodeB(111) 사이의 통신을 위해 제어 평면 프로토콜을 제공하는 각각의 S1-MME 인터페이스를 이용하여 eNodeB(111)를 지원한다.
PCRF(115)는 서비스 제공자가 LTE 네트워크(110)를 통해 제공되는 서비스에 관련된 규칙, 및 LTE 네트워크(110)를 통해 제공되는 서비스에 대한 과금에 관련된 규칙을 관리할 수 있다는 동적 관리 능력을 제공한다.
도 1에 대해 본 명세서에 묘사되고 설명된 바와 같이, LTE 네트워크(110)의 요소는 요소 사이의 인터페이스를 통해 통신한다. LTE 네트워크(110)에 대해 설명된 인터페이스는 또한 세션으로 지칭될 수 있다. LTE 네트워크(110)는 EPS(Evolved Packet System/Solution)를 포함한다. 일 실시예에서, EPS는 EPS 노드(예를 들어, eNodeB(111), SGW(112), PGW(113), MME(114) 및 PCRF(115)) 및 EPS 관련 상호 연결성(예를 들어, S* 인터페이스, G* 인터페이스 등)을 포함한다. EPS 관련 인터페이스는 본 명세서에서 EPS 관련 경로로 지칭될 수 있다.
IP 네트워크(130)는 하나 이상의 패킷 데이터 네트워크를 포함하며, 이를 통해 UE(102)는 콘텐츠, 서비스 등에 액세스할 수 있다.
MS(140)는 LTE 네트워크(110)를 관리하기 위한 관리 기능을 제공한다. MS(140)는 어떤 적절한 방식으로 LTE 네트워크(110)와 통신할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, MS(140)는 IP 네트워크(130)를 통과하지 않는 통신 경로(141)를 통해 LTE 네트워크(110)와 통신할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, MS(140)는 IP 네트워크(130)에 의해 지원되는 통신 경로(142)를 통해 LTE 네트워크(110)와 통신할 수 있다. 통신 경로(141 및 142)는 어떤 적절한 통신 능력을 이용하여 구현될 수 있다. MS(140)는 도 10에 대해 아래에 설명되는 바와 같이 범용 컴퓨팅 장치 또는 특정 목적 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다.
도 2는 도 1의 통신 시스템에서 사용하기에 적절한 예시적인 서빙 게이트웨이(SGW) 라우터 아키텍처를 도시한다. 특히, 도 1은 도 1에 대해 상술한 SGW(112)와 같은 SGW로 동작하는 라우터(200)를 도시한다. 라우터(200)는 도 1에 대해 상술한 네트워크(110)와 같은 네트워크(110)를 통해 (도시되지 않은) 다양한 네트워크 요소와 통신한다. SGW(200)에 대해 본 명세서에 묘사된 특정 토폴로지는 주 SGW 기능을 유지하면서 수정될 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다.
SGW(200)는 복수의 입출력(I/O) 카드(210-1, 210-2,..., 210-N)(총괄하여 I/O 카드(210)), 스위치 패브릭(220) 및 제어 모듈(230)을 포함하는 것으로 묘사된다. 제어 모듈(230)은 각각의 제어 신호 CONT에 의해 I/O 카드(210) 및 스위치 패브릭(220)의 동작을 제어한다. 제어 모듈(230)은 또한 본 명세서에 설명된 바와 같이 다양한 SGW 기능을 수행한다.
I/O 카드(210)의 각각은 네트워크(110)와 스위치 패브릭(220) 사이에 패킷을 전달하기 위해 동작하는 (도시되지 않은) 복수의 진입 포트, 출구 포트, 제어기 등을 포함한다. I/O 카드(210)의 특정 진입 포트에서 수신된 패킷은 동일한 I/O 카드(210) 또는 서로 다른 I/O 카드(210)의 출구 포트를 통해 스위치 패브릭(220)으로 전달되거나 네트워크(110)로 다시 전달될 수 있다. I/O 카드(210)를 통한 패킷의 라우팅은 제어 모듈(230)에 의해 제공되는 라우팅 데이터에 따라 표준 방식으로 달성된다.
스위치 패브릭(220)은 전기, 광학, 전자 광학, MEMS 등과 같은 어떤 표준 스위치 패브릭을 포함할 수 있다.
제어 모듈(230)은 도 1에 대해 상술한 네트워크 관리 시스템(NMS)(140)과 같이 (도시되지 않은) 네트워크 관리자로부터 구성 데이터, 라우팅 데이터, 정책 정보, 및 다양한 SGW 동작 및 관리 기능에 관계된 다른 정보를 수신한다. 제어 모듈(230)은 또한 구성 데이터, 상태 데이터, 경보 데이터, 성능 데이터, 및 동작 및 관리 기능에 관계된 다른 정보를 네트워크 관리자에 제공한다.
제어 모듈(230)은 I/O 모듈(231), 프로세서(232) 및 메모리(233)를 포함한다. 메모리(233)는 SGW 관리자 233SGWM, 백업 및 복원 관리자 23BARM, 세션 데이터 233SD, 라우터 데이터 233RD 및 다른 기능/데이터 2330를 제공하기 위해 소프트웨어 모듈, 인스턴스화된 객체(instantiated object) 등을 포함하는 것으로 묘사된다. 제어 모듈(230)은 도 6에 대해 아래에 설명되는 것과 같은 범용 컴퓨팅 장치 또는 특정 목적 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다.
SGW 관리자 233SGWM은 당업자에 알려져 있고 본 명세서에서 추가로 설명되는 다양한 서빙 게이트웨이(SGW) 기능을 관리하기 위해 동작한다.
백업 및 복원 관리자 23BARM은 다양한 실시예에 대하여 본 명세서에 설명된 백업 및 복원 기능을 관리하기 위해 동작한다. 예를 들면, 이러한 백업 및 복원 기능은 SGW가 주 또는 활성 SGW, 보조 또는 백업 SGW, 또는 둘 다로 동작하는 지에 따라 다를 수 있다. 일반적으로, 다양한 실시예는 활성 SGW에 의해 지원되는 가입자에 대한 사용자 장비 또는 모바일 장치와 연관된 세션 관련 데이터의 일부 또는 모두의 백업 SGW에서 전송 및 저장을 고려하여, 활성 및 유휴 세션의 둘 다의 빠른 복원이 이러한 가입자에 제공될 수 있도록 한다.
세션 데이터 233SD는 가입자에 대한 사용자 장비 또는 모바일 장치와 관련된 세션 데이터를 포함한다. SGW가 주 또는 활성 SGW로 동작하는 경우, 세션 데이터 233SD는 주 또는 활성 SGW에 의해 가입자의 사용자 장비 또는 모바일 장치를 지원하는 정보를 포함할 수 있다. SGW가 보조 또는 백업 SGW로 동작하는 경우, 세션 데이터 233SD는 백업 SGW에 의해 지원되는 하나 이상의 주 또는 활성 SGW와 관련된 세션 데이터의 일부를 포함할 수 있다.
라우팅 데이터 233RD는 SGW의 주적인 라우팅 기능의 상황 내에서 적절한 출구 포트를 향해 라우팅될 수 있는 진입 포트에서 수신된 처리 패킷 또는 트래픽 흐름의 경우와 같이 SGW에 의해 처리될 패킷 또는 트래픽 흐름과 관련된 라우팅 정보를 포함한다. 라우팅 데이터 233RD는 라우팅 테이블, 보호 또는 페일오버 복원 정보 등을 포함할 수 있다.
다른 기능/데이터 2330는 명시적으로 다른 관리 또는 데이터 엔티티에 기인하지 않는 다양한 실시예에 따라 표준 SGW 동작뿐만 아니라 SGW 동작에 대해 본 명세서에 설명된 다양한 기능을 수행하도록 동작하는 프로그램, 기능, 데이터 구조 등을 포함한다.
백업 SGW 선택 및 Geo 중복 페어링
MME는 고장난 SGW에 인접한 노드 또는 네트워크 요소에 의해 SGW의 고장에 대해 경고될 수 있다. 이러한 인접한 노드 또는 네트워크 요소는 이전에 할당된 백업 SGW, MME에 의해 식별된 백업 SGW 또는 일부 다른 라우팅 수단을 통해 연결을 재설정하기 위해 교정 동작(corrective action)을 독립적으로 취할 수 있다.
다양한 실시예에서 ,특정 백업 SGW는 예시적으로 네트워크 관리 시스템(NMS)에 의해 네트워크 내의 하나 이상의 주 또는 활성 SGW에 할당된다. 선택된 백업 SGW는 주 또는 활성 SGW에 가장 지리적으로 인접한 SGW일 수 있다. 더욱이, 일부 주 또는 활성 SGW는 다른 주 또는 활성 SGW에 대한 백업 SGW로 동작할 수 있다.
다양한 실시예에서, 특정 백업 SGW는 주 또는 활성 SGW의 고장 후 선택된다. 이러한 실시예에서, 백업 SGW는 고장난 SGW에 대한 지리적 근접성, DNS 응답 기준, 경로 관리 검증 기준, 세션 로딩 및 다양한 다른 기준 중 일부 또는 모두를 포함하는 다양한 기준에 기초하여 선택될 수 있다. 다양한 실시예에서, 백업 SGW의 선택은 예를 들어 풀된(pooled) SGW 중 하나가 고장난 경우에 백업 SGW를 제공하기 위해 이용되는 특정 MME에 사용할 수 있는 SGW의 풀로부터 MME에 의해 행해진다.
일 실시예에서, SGW(112)는 SGW의 geo 중복 쌍을 형성하기 위해 이용될 수 있도록 서로 지리적으로 인접한다. 일반적으로, 특정 eNodeB(111)의 UE(102)로부터의 트래픽 및 데이터 흐름은 특정 SGW를 통해 PGW(113)에 주로 라우팅되며, 특정 SGW는 eNodeB로부터의 음성 및 데이터 트래픽에 대하여 주 또는 작업 SGW의 역할을 한다. 즉, SGW 중 하나는 작업 또는 주 노드로 구성되지만, 다른 하나는 보호 또는 백업 노드로 구성된다. 동작의 정상 상태(즉, 고장 없음)에서, 작업 노드는 예시적으로 복수의 eNodeB로부터 호출 흐름 및 데이터 흐름을 처리하기 위해 동작하지만, 보호 노드는 작업 노드의 고장의 경우에 작업 노드를 백업하기 위해 동작한다.
일 실시예에서, 제 1 SGW(1121)는 제 1 eNodeB(1111)로부터의 음성 및 데이터 트래픽에 대하여 주 또는 작업 SGW로 동작하지만, 제 2 SGW(1122)는 제 1 eNodeB(1111)로부터의 음성 및 데이터 트래픽에 대하여 보조 또는 백업 SGW로 동작한다.
일 실시예에서, 제 2 SGW(1122)는 제 2 eNodeB(1112)로부터의 음성 및 데이터 트래픽에 대하여 주 또는 작업 SGW로 동작하지만, 제 1 SGW(1121)는 제 2 eNodeB(1112)로부터의 음성 및 데이터 트래픽에 대하여 보조 또는 백업 SGW로 동작한다.
일 실시예에서, 제 1 및 2 SGW(112)는 자신의 하나(또는 그 이상)의 각각의 eNodeB로부터의 음성 및 데이터 트래픽에 대하여 주 또는 작업 SGW로 동작하고, 다른 SGW과 관련된 하나(또는 그 이상)의 eNodeB로부터의 음성 및 데이터 트래픽에 대하여서는 보조 또는 백업 SGW로 동작한다.
본 명세서에서 논의된 다양한 실시예는 세션, 음성 및 데이터 트래픽, 및 주 작업 SGW의 고장에 응답하여 이러한 UE(102)와 관련된 다양한 다른 관리 정보 또는 상황을 빠르게 복원하는 것에 대한 것이다. 특히, SGW 사이에 신속하고 효율적인 보호/백업 기능을 제공하기 위해, 다양한 실시예는 가입자 경험에 큰 영향을 주지 않으면서 백업 SGW에 대한 신속한 전환을 가능하게 하기 위해 사용자 장비와 관련된 세션 상태 정보의 중복 저장의 여러 레벨을 고려한다. 특히, 세션 상태 정보 중복은 활성 세션이 빠르게 재설정되고 가입자 경험이 향상될 수 있도록 MME(114) 및 PGW(113) 둘 다가 유휴 가입자 UE에 대한 상태 정보를 유지하게 할 수 있다.
페일오버 처리
고장난 또는 결함있는 SGW(112)에서 백업 SGW(112)로 UE(102) 및/또는 eNodeB(111)에 대한 "전송(transferring)" 지원(그 후, 다시 동작될 때에 전체 또는 부분적으로 주 SGW로 다시 이동됨)의 상황 내에서, 사용자 세션의 전체 생존성(survivability)은 항상 달성될 수는 없다. 그러나, 본 명세서에서 논의된 다양한 실시예는 활성 및 백업 SGW 사이의 낮은 동기화 오버헤드를 유지하면서 서비스의 온디맨드식(on-demand) 복원을 이용하여 서비스의 빠른 복원을 촉진하기 위해 구성된다.
서비스의 온디맨드식 복원은 백업 SGW만이 활동을 요청하는 세션을 처리하는 경우이다. 사용 중의 SGW에서, 즉각적인 복원을 필요로 하지 않는 다수의 유휴 세션이 있을 수 있다. 일정 시간의 기간 동안, 이러한 세션이 활성화되며, 그 시간에 이러한 세션을 다시 연결할 필요가 있게 된다. 이러한 시간에 딱 맞춘(just-in-time) 복원 방식으로, 네트워크는 활성화되지 않은 세션에 대한 오버헤드 신호로 과중한 부담이 되지 않는다.
낮은 동기화 오버헤드는 주 SGW 및 백업 SGW 사이의 데이터 동기화 동작, 세션 상태 업데이트 등이 최소로 유지되는 경우이다. 일반적으로, 활성화되고, 유휴로 되며, 하나의 eNodeB에서 다른 eNodeB로 핸드오버되는 세션을 추적하는 것과 같은 다양한 기능에 대한 것인 활성 SGW와 MME 사이에 상당한 트래픽이 있다. 이러한 활동은 활성 및 백업 SGW 사이의 이러한 모든 변경 사항을 통신하기 위해 상당한 부담일 만큼 자주 일어날 수 있다. 일반적으로, 다양한 실시예는 고장 시에 활성 SGW에 존재하는 어떤 세션의 지식만을 이용한다.
본 명세서에 설명된 다양한 방법론 및 기술은 주 SGW에서 사용자 세션의 제어 및 데이터 평면이 주 SGW의 고장에 응답하여 백업 SGW를 통해 복원될 수 있는 메커니즘((그 후, 다시 동작될 때에 전체 또는 부분적으로 주 SGW로 다시 이동됨)을 제공한다. 본 명세서에 설명된 세션 복원 메커니즘의 다양한 실시예는 3개의 구성 요소, 즉 (1) IP 주소 생존성, (2) 경로 관리 연속성 및 (3) 세션 복원을 다룬다.
IP 주소 생존성은 백업 SGW에 연결된 네트워크 요소가 전송 프로세스를 통해 고장난 SGW의 IP 주소를 백업 SGW로 계속 액세스할 수 있음을 보장하는 프로세스이다.
일부 실시예에서, IP 주소 생존성은 VRRP(계층 2 접근 방식) 또는 애니캐스트 IP 주소(계층 3 접근 방식)의 사용을 통하는 것과 같이 가상 IP 주소를 이용함으로 구현된다.
일부 실시예에서, IP 주소 생존성은 활성 및 백업 SGW에 동일한 IP 주소를 광고함으로써 구현되며, 활성 SGW는 매우 바람직한 메트릭으로 IP 주소를 광고하지만, 백업 SGW은 바람직하지 않거나 "유해한(poisoned)" 메트릭으로 IP 주소를 광고한다. 이러한 실시예에서, 광고 IP 주소 사이에서 선택한 어떤 네트워크 요소는 항상 이러한 주소가 매우 바람직하기 때문에 활성 SGW의 것을 선택할 것이다. 활성 SGW가 고장나며 유일하게 유효한 IP 주소가 백업 SGW에 의해 광고되었을 때, 네트워크 요소는 백업 SGW의 모든 데이터 평면 및 제어 평면 트래픽을 선택할 것이다.
경로 관리 연속성은 고장난 SGW에 대한 경로 관리를 갖는 네트워크 요소가 백업 SGW로의 전송 프로세스를 통해 연속성을 유지하는 것을 보장하는 프로세스이다. 일부 실시예에서, 활성 SGW는 다양한 다른 네트워크 요소(예를 들어, MME, eNodeB, PGW)와 주기적인 경로 관리 관계에 관여한다. 각 경로 관리 인스턴스는 에코 요청(Echo Request)에서 송신되는 재시작 카운터(Restart Counter)에 의해 식별된다. 이러한 수가 변경되면, 네트워크 요소는 (네트워크 요소를 줄이고 백업하는 재부팅 또는 관리 동작 때문에) 다시 시작되었음을 나타낸다.
백업 SGW가 인수하면, 그것은 경로 관리 에코 요청을 수신하며, 이에 응답하여 에코 응답을 전송한다. 게다가, 백업 SGW는 에코 요청 및 필드 에코 응답을 송신한다. 매 피어의 경우, 백업 SGW는 활성 SGW에서 수신된 재시작 카운터를 알 것이다. 이러한 방식으로, 피어로부터의 재시작 카운터가 변경되면, 백업 SGW는 이에 응답하여 그 피어와 관련된 세션을 클린업할 수 있다. 다양한 실시예에서, 백업 SGW가 에코 요청을 송신하면, 그것은 또한 활성 SGW가 송신하는 데 사용되었음을 재시작 카운터에 송신할 것이다. 이러한 방식으로, 활성 SGW의 피어는 세션을 클린업하지 않을 것이다.
탄력적인 세션 복원은 다운 또는 비활성적인 세션을 식별하며 백업 SGW를 통해 가능한 빨리 식별된 세션을 복원하는 프로세스이다. 탄력적인 세션 복원에서, 활성 SGW는 백업 SGW가 UE 세션과 연관된 제어 및 데이터 평면의 둘 다를 복원할 수 있도록 각 UE에 대한 충분한 정보를 전달한다. 이것은 백업 SGW가 활성 SGW의 UE를 인식할 뿐만 아니라 이러한 UE에 대한 제어 메시지를 처리하며 또한 이러한 UE에 대한 데이터 평면 트래픽을 전송한다는 것을 의미한다.
예시적으로, LTE 네트워크의 상황 내에서의 탄력적인 세션 복원은 주 SGW의 손실의 네트워크 요소의 영향을 최소화하면서 10 ms 내의 UE의 활성 처리 시간을 제공할 수 있다. 동일한 기술이 또한 주 및 백업 SGW 사이의 낮은 동기화 오버헤드를 제공하고, 유휴 UE 처리에 대한 변경이 없고, 활성 및 유휴 UE에 대한 UE의 IP 주소를 유지하며, 과금 세션을 유지한다.
세션 탄력성 단계는 세션 활동이 있을 때마다 실행한다. 목표는 UE에 대한 다운링크 경로를 설정하기 위해 정보를 복원하는 것이다. 이것은 세션의 신호 및 유지 보수에 관련된 네트워크 요소가 세션에 계속 보유하여 피어와 통신할 수 있도록 하는 것을 의미한다. 다운링크 TEID는 별도로 하고 UE의 세션 상태는 일반적으로 일정하게 유지한다는 것이 주목된다. 사실상, 유휴 UE 세션 상태는 UE의 세션 상태의 비교적 불변 부분이다. 따라서, 유휴 모드의 UE를 유지함으로써, 주요 복원 노력은 다운링크 TEID로 향한다.
활성 SGW 고장 시나리오 후에, 데이터 평면이든 제어 평면이든 모든 트래픽은 백업 SGW로 라우팅될 것이다. 데이터 트래픽이 백업 SGW의 S5-u 인터페이스에 도달하면, 그것은 백업 SGW의 데이터 평면에서 프로그래밍된 터널 엔드포인트 식별자(TEID)를 갖는 터널에 도달할 것이다. UE 상태가 유휴 모드로 유지되므로, SGW의 정상적인 동작은 UE를 페이징하기 위해 MME에 알리는 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification) 메시지를 전송하며, UE에 대한 다운링크 TEID (DL TEID) 및 eNodeB를 복귀시키는 것이다. UE가 실제로 유휴 모드에 있으면, MME는 UE를 페이징하며, 다운링크 경로를 재설정할 것이다. UE가 활성적이면, MME는 UE를 페이징할 필요가 없지만, 대신에 UE가 부착되는 eNodeB를 위한 기존의 다운링크 TEID를 SGW에 제공할 것이다. 백업 SGW의 S1-u 인터페이스에 도달하는 데이터의 경우, 업링크 데이터 경로는 이미 프로그램되며, 데이터 전송은 완료될 수 있다. 이러한 동작은 활성 UE 및 유휴 UE의 둘 다에 이용할 수 있다는 것이 주목된다. 상술한 바와 같이 다운링크 복귀 트래픽은 다운링크 데이터 통지를 트리거할 것이다.
제어 메시지가 S5-c 인터페이스에 도달하면, 백업 SGW는 메시지를 전송할 것이다. MME가 Modify Bearer Request를 전송하지 않으면, SGW는 UE가 활성 상태에있다는 것을 인식하며, 다운링크 TEID로 Modify Bearer Request를 전송하도록 MME를 트리거하기 위해 다운링크 데이터 통지를 MME로 전송한다. UE가 유휴 상태인 경우, MME는 자동으로 Modify Bearer Request를 전송할 것이다. 제어 메시지가 MME에서 도달하면, 그것은 UE를 유휴 상태에 있게 하고(SGW가 아무것도 할 필요가 없음), 유휴 모드TAU를 전송하거나(SGW가 아무것도 할 필요가 없음), UE가 유휴 상태에 있지 않음을 필요로 하는 호출 흐름이다(SGW는 메시지를 버리고, 다운링크 데이터 통지를 전송하며, MME로부터 Modify Bearer Request를 도출한다).
다양한 실시예에서, 활성 및 백업 SGW가 사용하는 TEID 공간은 이미 백업 SGW에서 프로그램된 것과 백업하는 UE 사이에서 충돌이 확실히 발생하지 않도록 분리된다.
일반적으로, 복원 절차는 다양한 eNodeB에 대한 다운링크 TEID를 제외하고 (1) 활성 SGW에 알려진 각 피어의 경로 관리 재시작 카운터 및 IP 주소, (2) 활성 SGW에 알려진 모든 UE 세션 상태 정보와 같이 활성 및 백업 SGW 사이에 통신된 정보를 이용한다.
도 3은 일 실시예에 따른 세션 상태 백업 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 도 1-2에 대해 상술한 SGW(112)와 같이 주 SGW에 사용하기에 적합한 부분 및 백업 SGW에 사용하기에 적합한 부분을 한다.
일반적으로, 도 3의 방법(300)은 다운 또는 비활성적인 세션을 식별하고, 백업 SGW를 통해 가능한 빨리 식별된 세션을 복원하는 것과 같이 백업 SGW가 적어도 제한된 동작을 취하게 할 수 있도록 하기 위해 활성 SGW에 지원된 각 UE(102)에 대한 충분한 정보를 백업 SGW에 저장하도록 적응된다. 활성 SGW는 백업 SGW가 UE 세션과 관련된 제어 및 데이터 평면의 둘 다를 복원할 수 있도록 하기 위해 각 UE에 대한 충분한 정보를 전달한다. 이러한 방식으로, UE 세션의 신호 및 유지 보수에 관련된 다양한 네트워크 요소는 세션을 활동적인 것으로 보며, 이에 따라 자신의 피어와 통신하는 것을 계속할 것이다.
단계(310)에서, 적어도 하나의 대안 또는 백업 SGW는 주 SGW에 대해 결정된다. 즉, 주 또는 활성 SGW로 동작하는 네트워크 내의 하나 이상의 SGW에 대해, 적어도 하나의 백업 SGW가 결정된다. 박스(315)를 참조하면, 백업 SGW는 위치, 구성, 용량, 또는 주 및/또는 백업 SGW와 관련된 다른 요인에 대해 결정될 수 있다. 결정은 이웃한 SGW 중에서 발견, 구성 또는 최적화 프로세스의 상황 내에서와 같이 SGW간 협상(inter-SGW negotiation)에 의해 행해질 수 있다. 결정은 또한 도 1에 대해 상술한 네트워크 관리자(140)와 같은 네트워크 관리자에 의해 행해질 수 있다. 다른 엔티티 및/또는 결정 방법이 이용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 주 SGW에 대한 대안 또는 백업 SGW의 결정은 다음과 같은 선택 기준: DNS 응답 시간, 경로 관리 검증 시간, 세션 로딩 등 중 하나 이상에 기초하여 자동으로 수행된다. 다양한 실시예에서, 기준은 또한 새로운 호출 설정에 대한 새로운 주 SGW를 선택하기 위해 MME에 의해 이용된다.
단계(320)에서, 활성 및 백업 SGW는 필요 시에 초기화되고, 주 및 백업 역할은 SGW 중에 할당되고, 주 및 백업 SGW 사이의 통신은 설정되며, 적어도 주 SGW는 IP 주소를 광고하기 시작한다.
박스(325)를 참조하면, 단계(320)에서 프로세스는 활성 및 백업 SGW 사이에 설정될 필요가 있는 이벤트를 전달하기 위한 SGW간 통신 프로토콜(ISCP)과 SGW간 통신 채널(ISCC)을 설정하는 단계, 이용될 하나 이상의 IP 생존성 메커니즘을 정의하는 단계, 주 SGW에서 백업 SGW로 전달되는 관련 이벤트를 정의하는 단계, 활성 SGW가 이용하는 터널 엔드포인트 식별자(TEID)의 범위를 결정하는 단계, 피어 주소 및 재시작 카운터 정보를 공유하는 단계 등 중 일부 또는 모두를 포함한다.
다양한 실시예에서, 초기화하는 동안 활성 SGW는 그 자체를 식별하며, 백업 SGW의 식별을 요청한다. 피어링이 적절히 구성된 SGW 사이에 있는지를 검증한 후에, 활성 SGW는 적극적인 역할을 할 것임을 선언한다. 피어링이 동의하면, 활성 SGW는 S1-u, S11, S5-c 및 S5-u 인터페이스에 대한 IP 주소를 광고하기 시작한다. 정상 동작에서, 활성 SGW는 S11, S5-c, S5-u 및 S1-u 인터페이스에 대한 IP 주소를 "소유(own)"한다. 활성 SGW는 또한 사용하는 TEID 범위를 공유함으로써 백업 SGW가 이러한 범위를 이용하는 것을 삼가할 수 있도록 한다.
다양한 실시예에서, 활성 SGW는 백업 SGW와 SGW에 대한 로컬 재시작 카운터를 공유시키며, 여기서 하나의 재시작 카운터만이 SGW 내의 모든 프로토콜에 유지된다. 일부 실시예에서, 활성 SGW는 활성 SGW가 통신하는 각 피어에 대해 피어 IP 주소 및 재시작 카운터 쌍을 공유시킨다. 이러한 실시예에서, 피어가 주기적으로 이동할 때, 활성 SGW는 이러한 정보를 백업 SGW로 통신한다. 이러한 정보는 일반적으로 안정적인 네트워크에서는 변경되지 않는다.
단계(330)에서, 주 SGW는 주 SGW에 의해 지원되는 모바일 장치와 관련된 세션 상태 정보를 적어도 하나의 대응하는 백업 SGW로 전송한다. 즉, 그것이 UE 관련 메시지를 처리할 때, 활성 SGW는 UE에 대한 세션 상태 관련 이벤트를 식별하고, 이러한 정보를 백업 SGW로 통신한다.
박스(335)를 참조하면, 세션 상태 정보는 사전결정된 수의 초 또는 분 후와 같은 사전결정된 간격으로 전송될 수 있다. 세션 상태 정보는 또한 하나 또는 사전결정된 수의 관련 가입자 이벤트의 발생 후에 전송될 수 있다. 관련 가입자 이벤트는 예시적으로 생성 세션 이벤트(Create Session Event), 생성 베어러 이벤트(Create Bearer Event), 삭제 세션 이벤트(Delete Session Event) 및/또는 삭제 베어러 이벤트(Delete Bearer Event)를 포함한다. 일반적으로, 세션 복원 실시예를 위한 관련 가입자 이벤트는 다음과 같은 예에서 주어진 바와 같이 사용자 세션의 생성 또는 파괴를 야기하는 어떤 이벤트를 포함한다:
생성 세션 이벤트: 새로운 세션이 생성될 때, 새로운 제어 TEID는 PGW을 향한 S5 인터페이스에 할당된다. 이것이 UE에 대한 제 1 세션인 경우, 새로운 제어 TEID는 MME을 향한 S11 인터페이스에 할당된다. 생성 이벤트의 완료에서, 디폴트 베어러에 대한 데이터 평면 TEID는 또한 S5-u에 대한 SGW를 진입시키거나 유출시키고, eNodeB로부터 S1-u 인터페이스에 대한 SGW를 진입시키는 트래픽에 할당된다.
생성 베어러 이벤트: 새로운 전용 베어러가 생성되면, 새로운 데이터 평면 S5-u TEID는 SGW를 진입시키거나 유출시키며, S1-u 인터페이스에 대한 SGW를 진입시키는 트래픽에 할당된다.
삭제 세션 이벤트: 세션이 삭제되면, 세션은 백업 SGW에서 삭제되며, 데이터 평면에서 디프로그램(deprogram)될 필요가 있다.
삭제 베어러 이벤트: 전용 베어러가 삭제되면, 베어러 컨텍스트는 백업 SGW에서 삭제되며, 전송 평면에서 디프로그램될 필요가 있다.
변경의 빈도는 PDN 세션 및 전용 베어러의 설정/해체(teardown)의 빈도에 기초한다. 그러나, 이것은 세션 및 베어러의 상태를 수정하는 SGW에 도달한 이벤트만큼 빈번하지 않다. 상태 정보는 주로 세션의 수명 동안 크게 변경되지 않는 UE의 세션 상태를 포함한다.
일부 실시예에서, 활성 SGW가 실제로 고장났다는 백업 SGW에 의한 부정확한 평가를 방지하기 위해, 활성 SGW는 전달할 관련 이벤트가 몇몇 있을 경우에 주기적으로 킵 얼라이브 메시지(keep alive message)를 백업 SGW로 송신한다.
단계(340)에서, 각 백업 SGW에서, 백업 SGW에 의해 지원되는 하나 이상의 주 SGW로부터 전송되는 세션 상태 정보가 저장된다. 박스(345)를 참조하면, 이러한 세션 상태 정보는 세션이 활성 상태에 있음을 나타내는데 충분한 정보, 활성 UE로 세션을 복원하는데 충분한 정보, 비활성 UE로 세션을 복원하는데 충분한 정보, UE 세션에 대한 제어 및 데이터 평면을 재생성하는데 충분한 정보 또는 다른 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 세션 상태 복원 방법의 흐름도를 도시한다. 특히, 도 4는 도 3에 대해 상술한 바와 같은 세션 상태 정보를 저장한 LTE 네트워크에서의 대안 또는 백업 SGW와 같은 대안 또는 백업 게이트웨이로서 동작하는 게이트웨이에 이용하기 위해 구성된 방법(400)을 도시한다.
단계(410)에서, 백업 SGW로 동작하는 SGW와 같은 게이트웨이는 초기화되며, 주 SGW에 대한 통신 경로는 도 3에 대해 상술한 바와 같은 방법(300)에 따라 예시적으로 설정된다.
단계(420)에서, 백업 게이트웨이는 주 SGW의 고장이 나타날 때까지 활성 SGW에 의해 지원되는 UE에 관계된 UE 상태 정보를 수신하고 저장한다. 박스(425)를 참조하면, 주 SGW 고장은 명시적 고장 표시, 이웃한 노드 얼라이브 표시기의 타임아웃, 피어 카운터 타임아웃 등을 통해 표시될 수 있다. 이러한 표시는 주 SGW의 실제 고장, 또는 주 SGW와 관련된 유지 보수 조건 또는 주 SGW와 관련된 과부하 조건과 같은 일부 다른 조건이 원인일 수 있다.
단계(430)에서, 주 SGW 고장 후, 백업 게이트웨이는 고장난 주 게이트웨이의 IP 주소 및 경로 관리 의무(duty)를 추정한다. 일부 실시예에서, 고장난 SGW와 관련된 UE는 유휴 상태로 유지된다. 박스(435)를 참조하면, 백업 게이트웨이는 제어 평면 및 데이터 평면 트래픽과 패킷이 백업 게이트웨이로 라우팅되도록 바람직한 기준을 가진 IP 주소를 광고하기 시작할 수 있다.
단계(440)에서, 백업 SGW와의 UE 연결성 및 세션 유효성이 재확인된다. 즉,백업 SGW는 백업 SGW에 의해 유효하게 지원되는 데이터 평면 및 제어 평면 UE 세션 데이터를 재설정하거나 재확인하기 위해 다양한 제어 메시지를 생성한다. 박스(445)를 참조하면, 일부 실시예에서, UE 연결성은 S1-u dl 경로를 복원하기 위해 MME에 의해 사용하기 위한 DDN(IMSI)을 생성하여, UE를 복원하기 위해 UE 분리 및 재부착 동작이 UE 세션을 복원하도록 하고, UE에 대한 데이터 및 제어 평면 정보를 복원하기 위해 이전에 강제로 유휴 상태로 된 UE를 활성화시키거나, 다른 메커니즘에 의해 재확인될 수 있다.
단계(450)에서, 백업 SGW는 UE 세션을 계속 지원하여, 고장난 주 SGW의 기능을 인수한다.
백업 SGW에 의해 생성된 특정 제어 메시지는 주 및 백업 SGW 사이에서 동기화된 세션 상태 정보에 의존한다. 일부 세션 상태 정보는 UE 세션을 유지하는데 충분하지 않다. 일부 세션 상태 정보는 UE의 분리/재부착을 생성하는데에만 충분하다. 일부 세션 상태 정보는 데이터 평면 및 제어 평면 세션을 유지하는데 충분하다.
다양한 타입의 세션 상태 정보 및 세션 복원의 상황 내의 이러한 정보의 이용은 동시에 출원된 발명의 명칭이 지리적 리던던트 게이트웨이에서 세션 복원을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR SESSION RESILIANCY AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS)인 미국 특허 출원 제＿호(대리인 관리 번호 ALU/809348) 및 발명의 명칭이 지리적 리던던트 게이트웨이에서 세션 복원을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR SESSION RESTORATION AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS)인 미국 특허 출원 제＿호(대리인 관리 번호 ALU/809350)에 관하여 더욱 상세히 논의되며, 이 양자는 참조로서 본 명세서에 전체적으로 통합된다.
다양한 실시예에서, UE 세션과 관련된 데이터 평면 또는 제어 평면 트래픽이 백업 SGW(즉, 트리거된 백업 SGW 진입 데이터 평면 또는 진입 제어 평면)에 도달하면, 백업 SGW는 이에 응답하여 MME이 S1-u DL 경로를 복원하기 위한 DDN(IMSI) 메시지를 생성한다. 박스(445)를 참조하면, 백업 SGW는 네트워크에 생성된 제어 평면 또는 데이터 평면 트래픽, UE에 생성된 데이터 평면 트래픽, S11에 대한 제어 메시지, S1-u 또는 S5-u에 대한 데이터 트래픽 등에 응답하여 DDN(IMSI) 메시지를 생성한다.
DDN(IMSI) 메시지에 응답하여, MME는 (a) IMSI 페이징 기능을 수행하고, (b) 선택된 재부착 코드를 제공하면서 UE를 분리하며, (c) UE가 유휴 모드에 있는 경우에 IMSI 부착을 수행함으로써 유휴 모드 UE를 처리하기 위해 동작한다. MME는 (a) 분리를 수행하고, (b) MME 부착을 수행함으로써 활성 또는 연결된 모드 UE를 처리하기 위해 동작한다. 더욱이, 백업 SGW는 삭제 세션 요청을 PGW로 전송하며, PGW는 이에 응답하여 PCRF 및 IMS를 통해 UE 상태 이상(anomaly)을 클린업한다. UE가 유휴 상태(단계(430)마다)로 유지되므로, MME는 UE를 분리하고 재부착하여 데이터 평면 및 이에 의해 지원되는 세션의 12 평면 무결성을 유지한다.
페일오버 ( post failover ) 후처리
일반적으로, 지리적 중복 쌍에 참여하는 2개의 게이트웨이 또는 노드가 있다. 주어진 시간에, 2개의 게이트웨이 또는 노드는 각각의 UE 등에 대한 독립적 또는 서로 다른 기능을 수행할 수 있다. 이러한 논의를 위해, 노드 중 하나는 "작업(working)" 노드이지만 다른 노드는 "보호(protect)" 노드라는 점이 가정될 것이다. "작업" 노드는 정상 상태에서 모든 호출을 처리하는 노드인 것으로 의도되는 노드이지만, "보호" 노드는 "작업" 노드를 백업하도록 의도되는 노드이다.
현재 호출 흐름 및 데이터 흐름을 처리하는 노드는 "활성"이라고 하는 반면에, 활성을 백업하는 다른 노드는 "대기(standby)"이다. "활성" 노드는 현재 모든 호출을 처리하는 노드인 반면에, "대기"는 "활성" 노드를 백업하는 노드이다. 복귀 프로세스가 발생하는 동안, 활성의 동작 상태는 "활성 해제(active-releasing)"일 것이고, "대기"의 동작 상태는 "활성 획득(active-acquiring)"이다.
현재 제어 및 데이터 트래픽을 끌어들이는 노드는 "마스터(master)"로 나타내는 반면에, 다른 노드는 "슬레이브(slave)"로 나타낸다.
일반적으로, 노드가 동작하게 될 때, "작업" 노드는 "활성" 및 IP 주소 소유권의 동작 상태를 "마스터"로 취하는 반면에, "보호" 노드는 "대기" 및 IP 주소 소유권의 동작 상태를 "슬레이브"로 취한다.
서비스 제공자 또는 네트워크 운영자는 지리적 중복 페일오버가 발생한 후에 보호 및 대기 노드를 필요로 할 수 있는 두 가지 주 동작, 즉 비복귀 동작 및 복귀 동작이 있다.
비복귀 동작은 제공자가 고장난 작업 노드가 고장 후에 복원되면 (페일오버) 보호 세션을 초기에 고장난 "작업" 노드로 다시 복귀시키기를 원하지 않는 경우이다. 특히, 페일오버가 발생한 후, "보호" 노드는 "활성" 및 "마스터" 노드가 된다. "작업" 노드가 동작되면, 그것은 "대기 모드" 및 "슬레이브"의 역할을 한다. 두 시스템은 새로운 역할에서 계속 수행한다.
복귀 동작은 제공자가 고장난 작업 노드가 고장 후에 복원되면 (페일오버) 보호 세션을 초기에 고장난 "작업" 노드로 다시 복귀시키기를 원하는 경우이다. 이러한 동작은 때때로 제공자가 모든 세션이 "작업" 시스템으로 복원될 것을 예상하는 경우에 바람직하다. 지리적 중복 시스템이 멀리 떨어져 있는 경우, 페일오버는 트래픽에 대한 추가적인 지연을 유발시킬 수 있고, 또한 네트워크를 통해 패킷의 차선의 전송을 위해 제공자에게 부과할 수 있다.
복귀 동작은 수동 또는 자동으로 호출될 수 있다. 수동 접근 방식에서, 네트워크는 페일오버에 따라 제공자에 의해 모니터링된다. 네트워크가 안정되면, 복귀 동작은 수동 개입에 의해 트리거된다. 자동 접근 방식에서, 네트워크 요소 자체는 안정성, 및/또는 다양한 매개 변수에 기초하여 네트워크와 관련된 다른 동작 기준을 감지한다. 네트워크 안정성 또는 다른 동작 기준의 적절한 레벨이 달성되면, 복귀 동작은 자동으로 트리거될 수 있다.
다양한 실시예는 제어 및 트래픽 평면 손실 또는 다른 중단을 최소화하도록 적응되는 방식으로 복귀 동작을 가능하게 한다.
도 5는 일 실시예에 따른 복귀 동작 방법의 흐름도를 도시한다. 특히, 도 5는 복귀 UE 세션에 대한 제어 및 트래픽 평면 손실을 최소화하도록 적응되는 방식으로 백업 SGW 또는 보호 노드에서 이전에 고장난 SGW 또는 작업 노드로 자동으로 복귀하는 방법을 도시한다.
단계(510)에서, 이전에 고장난 SGW 또는 작업 노드는 백업 SGW 또는 보호 노드에 대한 제어 채널을 설정한다. 즉, 이전에 고장난 SGW(즉, 작업 노드)가 다시 동작된 후, 그것은 제어 채널을 설정함으로써 백업 SGW(즉, 보호 노드)와 통신을 재설정한다.
단계(520)에서, 제어 프로토콜은 작업 노드 및 보호 노드의 동작 상태를 결정하는 데 사용된다. 고장 복원 후, "작업" 노드(예를 들어, 이전에 고장난 SGW)는 "대기" 및 "슬레이브" 노드인 반면에, "보호" 노드(예를 들어, 현재 UE 세션을 지원하는 백업 SGW)는 "백업" 및 "슬레이브"가 될 것이다.
단계(530)에서, 보호 노드 및 작업 노드는 두 노드가 보호 노드에 의해 지원되는 모바일 장치와 관련된 세션 상태 정보를 저장하도록 동기화된다. 즉, 보호 노드가 여러 UE 세션을 지원하는 활성 노드로 계속 작용하는 동안, 상응하는 세션 상태 정보는 작업 노드에 제공된다. 박스(535)를 참조하면, 이러한 세션 상태 정보는 세션이 활성 상태에 있음을 나타내는데 충분한 정보, 활성 UE로 세션을 복원하는데 충분한 정보, 비활성 UE로 세션을 복원하는데 충분한 정보, UE 세션에 대한 제어 및 데이터 평면을 재생성하는데 충분한 정보 또는 다른 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 도 5의 단계(530)에서 작업 노드와 동기화된 세션 상태 정보는 도 3의 단계(340/345)에 대해 이전에 논의된 바와 같이 백업 SGW에 저장된 세션 상태 정보와 실질적으로 동일하다. 그러나, 다양한 다른 실시예에서, 단계(530)에서 작업 노드와 동기화된 세션 상태 정보는 도 3의 단계(340/345)에 대해 이전에 논의된 바와 같이 백업 SGW에 저장된 세션 상태 정보와 상이하다.
예를 들면, 다양한 실시예에서, 도 3의 단계(340)에 저장되며, UE 세션을 주 SGW에서 하나 이상의 백업 SGW로 이동시키는 데 사용되는 세션 상태 정보는 도 5의 단계(530)에서 동기화된 세션 상태 정보와 동일하다. 다양한 다른 실시예에서, 도 3의 단계(340)에 저장되며, UE 세션을 주 SGW에서 하나 이상의 백업 SGW로 이동시키는 데 사용되는 세션 상태 정보는 도 5의 단계(530)에서 동기화된 세션 상태 정보와 상이하다. 다양한 다른 실시예에서, 도 3의 단계(340)에 저장되고, UE 세션을 주 SGW에서 하나 이상의 백업 SGW로 이동시키는 데 사용되는 세션 상태 정보는 복수의 백업 SGW 중 일부 또는 모두에 대해 도 5의 단계(530)에서 동기화된 세션 상태 정보와 상이하다.
단계(540)에서, 보호 노드는 복귀 동작이 트리거될 때까지 활성/마스터 노드로 동작한다. 즉, "활성" 노드는 "마스터"로 계속 작용하여, 네트워크에서 모든 트래픽을 끌어들인다. 이것은 L2(VRRP) 또는 L3(IP 주소 광고) 메커니즘 중 하나를 사용할 때 발생할 것이다. 보호 노드 및 작업 노드가 세션 상태 정보 및 선택적으로 다른 정보에 대해 동기화되면, 복귀 동작이 트리거될 수 있다. 박스(545)를 참조하면, 복귀 동작은 수동으로 트리거될 수 있고, 시스템의 안정성에 따라 자동으로 트리거되며, 작업 및 보호 노드 중 하나 또는 둘 다에 근접한 혼잡 조건, 오류율, 정책 선호도(preferences) 등과 같은 일부 다른 기준에 따라 자동으로 트리거될 수 있다.
단계(550)에서, 복귀 동작의 트리거에 응답하여, 핸드오버 채널은 보호 및 작업 노드 사이에 생성된다. 핸드오버 채널은 UE 세션을 지원한 보호 노드를 작업 노드로 다시 핸드오버하는 것을 용이하게 한다. 게다가, 활성 노드(즉, 보호 노드 또는 백업 SGW)는 활성 해제 동작 상태로 전환되지만, 대기 노드(즉, 작업 노드 또는 주 SGW)는 대기 획득 동작 상태로 전환된다. .
단계(560)에서, UE 세션 부착의 작업 노드 동작 제어는 모든 새로운 UE 세션의 제어가 보호 노드에서 작업 노드로 전환될 때에 복원되기 시작한다. 특히, 새로운 UE 부착 요청을 국부적으로 처리하기 보다는, 보호 노드는 모든 새로운 UE 부착 요청을, 이러한 요청이 수신되거나 식별될 때 핸드오버 채널을 통해 작업 노드로 전송한다. 작업 노드는 세션 설정 등과 같은 다양한 제어 기능을 수행하기 위해 요청하는 UE와 상호 작용함으로써 새로운 UE 부착 요청에 응답한다. 제어 설정에 따라, 새로운 세션과 관련된 데이터 흐름은 또한 작업 노드가 세션을 통해 완전한 제어를 행하도록 작업 노드로 전송될 것이다.
단계(570-590)에서, 기존의 모든 UE 세션 부착의 제어는 보호 노드에서 작업 노드로 전환된다. 특히, 개별적으로 또는 그룹으로, 기존의 UE 세션은 단계(530)에 대해 상술한 동기화된 세션 상태 정보를 이용하여 보호 노드에서 작업 노드로 전환된다. 본 실시예에 대한 다양한 수정이 발명자에 의해 고려되지만 일 실시예가 이제 특히 단계(570-590)에 대해 논의될 것이다.
단계(570)에서, 작업 노드는 보호 노드의 IP 주소 및 경로 관리 의무를 추정한다. 일부 실시예에서, 보호 노드와 관련된 UE는 유휴 상태로 유지된다. 박스(575)를 참조하면, 작업 노드는 제어 평면 및 데이터 평면 트래픽과 패킷이 작업 노드로 라우팅되도록 바람직한 기준을 가진 IP 주소를 광고하기 시작할 수 있다.
단계(580)에서, 작업 노드와의 UE 연결성 및 세션 유효성이 재확인된다. 즉, 작업 노드는 작업 노드에 의해 유효하게 지원되는 데이터 평면 및 제어 평면 UE 세션 데이터를 재설정하거나 재확인하기 위해 다양한 제어 메시지를 생성한다. 박스(585)를 참조하면, 일부 실시예에서, UE 연결성은 S1-u 다운링크(DL) 경로를 복원하기 위해 MME에 대한 다운링크 데이터 통지(DDN) IMSI 메시지를 생성하여, UE를 복원하기 위해 분리 및 재부착 동작이 UE 세션을 복원하도록 하고, UE에 대한 데이터 및 제어 평면 정보를 복원하기 위해 이전에 강제로 유휴 상태로 된 UE를 활성화시키거나, 다른 메커니즘에 의해 재확인될 수 있다.
단계(590)에서, 작업 노드는 UE 세션을 계속 지원하여, 보호 노드의 기능을 인수한다. 특히, 작업 노드는 루트를 알리며 자신을 활성 및 마스터로 선언하는 반면에, 보호 노드는 대기 및 슬레이브의 역할을 채택한다.
다양한 실시예에서, 작업 노드로 복귀하는 UE 또는 UE 세션은 작업 노드에 의해 이전에 지원된 UE 또는 UE 세션만을 포함한다. 예를 들면, 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 다양한 실시예는 작업 및 보호 노드의 둘 다가 예시적으로 각각이 충돌하는 주소를 갖지 않고 다른 노드에 대한 보호 노드 역할을 할 수 있도록 각각의 비충돌 IP 주소 세트와 관련된다는 것을 고려한다.
다양한 실시예에서, 복귀 동작은 정체 또는 다른 기준의 존재로 인해 부분적일 수 있다. 예를 들면, 작업 노드가 동작되면, 다양한 네트워크 동작 조건, 정책 변경 또는 다른 요인으로 인해 모든 UE 세션을 작업 노드로 복귀시키는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 이 경우에, UE 세션의 일부만이 보호 노드에서 작업 노드로 이동된다. 마찬가지로, UE 세션이 이동되는 시간은 다양한 요인에 기초하여 (길게 또는 짧게) 적응될 수 있다. 정책 기반 기준, UE 가입자 서비스 레벨 등과 같은 다른 기준이 또한 복귀 동작을 적응시키는 데 사용될 수 있다. 다양한 기준은 작업 및 보호 노드 중 하나 또는 둘 다, 또는 네트워크 관리 시스템에 의해 관리된다.
작업 노드에 의해 생성된 특정 제어 메시지는 보호 및 작업 노드 사이에서 동기화된 세션 상태 정보에 의존한다. 일부 세션 상태 정보는 UE 세션을 유지하는데 충분하지 않다. 일부 세션 상태 정보는 UE의 분리/재부착을 생성하는데에만 충분하다. 일부 세션 상태 정보는 데이터 평면 및 제어 평면 세션을 유지하는데 충분하다.
다양한 타입의 세션 상태 정보 및 세션 복원의 상황 내의 이러한 정보의 이용은 동시에 출원된 발명의 명칭이 지리적 리던던트 게이트웨이에서 세션 복원을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR SESSION RESILIANCY AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS)인 미국 특허 출원 제＿호(대리인 관리 번호 ALU/809348) 및 발명의 명칭이 지리적 리던던트 게이트웨이에서 세션 복원을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR SESSION RESTORATION AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS)인 미국 특허 출원 제＿호(대리인 관리 번호 ALU/809350)에 관하여 더욱 상세히 논의되며, 이 양자는 참조로서 본 명세서에 전체적으로 통합된다.
따라서, 다양한 실시예는 세션 상태 정보의 일부를 주 SGW에서 (직접 또는MME를 통해) 백업 SGW로 주기적으로 전송하는 것을 고려하며, 전송된 세션 상태 정보는 활성 세션을 갖는 모바일 또는 가입자 장치를 식별하는 데에만 충분하다. 이러한 방식으로, 백업 SGW는 이러한 모바일 또는 가입자 장치에게 IP 주소 및 백업 SGW와 관련된 다른 정보를 이용하여 자신을 네트워크에 재인가하거나 재부착하도록 할 수 있다. 동시에, "세션 얼라이브(session alive)" 또는 "세션 얼라이브" 응답 메시지는 백업 SGW에 의해 활성 세션을 가진 이러한 모바일 또는 가입자 장치를 대신하거나 스푸핑(spoofing)하는 탐구 관리 엔티티로 전송된다. 이러한 방식으로, 탐구 관리 엔티티에서 이러한 모바일 또는 가입자 장치와 관련된 세션 상태 정보는 탐구 관리 엔티티에 의해 보존된다.
본 명세서에 설명된 다양한 실시예는 일반적으로 세션 상태 정보 및/또는 주 SGW와 관련된 다른 정보가 페일오버 메커니즘을 구현하는 데 사용하기 위한 백업 SGW에 저장된다. 그러나, 다양한 실시예에서, 이러한 정보는 다수의 백업 SGW 및/또는 SGW가 없는 하나 이상의 네트워크 요소에 저장될 수 있다. 저장된 세션 상태 정보 및/또는 주 SGW와 관련된 다른 정보는 페일오버 메커니즘의 부분으로 백업 SGW에 의해 검색된다.
다양한 실시예는 탄력적인 세션 복원 프로세스를 가속화하기 위한 하나 이상의 추가적인 메커니즘을 이용하도록 수정된다. 세션 복원 프로세스를 가속화하기 위한 하나의 방법은 백업 SGW가 인수하였음을 나타내기 위해 SGW에서 MME로 전송되는 제 1 소수의 에코 요청에서 미리 정의된 IE의 사용을 포함한다. MME는 이에 응답하여 S5-u에서의 데이터 평면 통지 또는 S11 및 S5-c에서의 제어 메시지를 대기하는 대신에 활성 세션의 다운링크 TEID의 복원을 가속화한다. 세션 복원 프로세스를 가속화하기 위한 하나의 메커니즘은 백업 SGW가 적극적으로 이러한 세션에 자신의 다운링크 TEID를 채우기 시작하여 활성 상태로 더욱 빠르게 가져올 수 있도록 활성 세션의 목록을 활성 SGW에서 백업 SGW로 주기적으로 전달하는 것을 포함한다. 이러한 메커니즘 및 다른 메커니즘은 세션 복원 프로세스를 개선하거나 가속화하기 위해 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
주 및 백업 SGW 사이의 동기화 상태 정보뿐만 아니라 이러한 동기화의 빈도는 네트워크 토폴로지, 가용 자원, 복원의 원하는 속도 등과 같은 다양한 요인에 따라 달라진다.
일례로서, 이러한 시스템은 일반 패킷 라디오 시스템(GPRS) 터널링 프로토콜 또는 GTP를 활용하는 LTE 네트워크를 위해 구성되는 시스템은 GDP 정보, 경로 관리 정보, 및 다양한 세션 또는 UE와 관련된 무선 주파수(RF) 관련 정보에 관계된 상태 정보의 일부 또는 모두를 동기화할 수 있다.
상태 관련 GTP 정보는 예시적으로 UL/DL FTEID, S11 및 S5-c에 대한 제어 FTEID, S1-u 및 S5-u에 대한 데이터 FTEID, ULI 등을 포함할 수 있다. 상태 관련 경로 관리 정보는 예시적으로 S11, S1-u 및 S5 등에 대한 재시작 카운터를 포함할 수 있다. 상태 관련 RF 정보는 예시적으로 원점 상태(origin state), RAT 등(대충 APN 당 512B)을 포함할 수 있다.
동기화/업데이트 빈도는 미리 정해지고, 주기적인 특성(periodic nature)이며/이거나, 다양한 네트워크 이벤트에 관련될 수 있다.
다양한 실시예에서, 세션 생성 이벤트에 대한 8의 GTP/RF 메시지, 세션 파괴 이벤트에 대한 6의 GTP/RF 메시지, 및 세션 생성/파괴 이벤트에 대한 2의 IMCP 메시지를 동기화하는 것과 같이 세션이 생성 및/또는 파괴될 때 주 및 백업 SGW는 동기화된다.
다양한 실시예에서, 양호한 생성 이벤트에 대한 6의 GTP/RF 메시지, 베어러 파괴 이벤트에 대한 6의 GTP/RF 메시지, 및 베어러 생성/파괴 이벤트에 대한 2의 IMCP 메시지를 동기화하는 것과 같이 베어러가 생성 및/또는 파괴될 때 주 및 백업 SGW는 동기화된다.
다양한 실시예에서, MME 재배치 이벤트에 대한 4의 GTP/RF 메시지 및 2의 IMCP 메시지를 동기화하는 것과 같이 MME 재배치와 같은 네트워크 구성 이벤트에 응답하여 주 및 백업 SGW는 동기화된다.
다양한 실시예에서, 듀얼 IP 주소는 S11 및 S5에 이용되며, 하나의 주소는 로컬이고 다른 하나의 주소는 백업이다. 로컬 IP 주소는 백업 SGW에서 기존의 세션을 유지하는 데 사용되지만, 백업 IP 주소는 새로운 세션, 고장난 또는 결함있는 주 SGW에서 전송된 세션, 고장난 또는 결함있는 주 SGW과 관련된 제어 트래픽 등에 이용된다. 특히, 백업 SGW에 대한 IP 주소 할당 이벤트는 (크기가 동일하거나 동일하지 않을 수 있는) 2개의 부분으로 분할되며, 제 1 부분은 백업 SGW에서 기존 데이터 및 제어 평면 트래픽에 사용되고, 제 2 부분은 고장난 또는 결함있는 SGW과 관련된 데이터 및 제어 평면 트래픽에 사용된다. 이러한 방식으로, 충돌은 세션 지원이 주 SGW에서 백업 SGW로 이동할 때에 방지된다. 즉, 활성 SGW가 되는 백업 SGW는 IP 주소의 활성 SGW 번들(bundle)을 활용한다. 이러한 방식으로, 간섭은 방지되고, 세션에 대한 지원은 IP 주소에 대해 번들 기준으로 SGW 사이에 전송될 수 있다. 다양한 실시예에서, 페일오버 억제가 채용되고, 다른 일 실시예에서는 채용되지 않는다.
따라서, 두 (또는 그 이상) 서비스 게이트웨이(SGW) 또는 노드는 지리적 중복 쌍으로 동작할 수 있고, 주/백업 또는 작업/보호 게이트웨이 또는 노드로 나타낼 수 있다. 주 또는 작업 SGW 또는 노드는 마스터 모드로 동작하지만, 백업 또는 보호 SGW 또는 노드는 슬레이브 모드로 동작한다. 주 또는 작업 SGW의 고장의 이벤트에서, 백업 또는 보호 SGW는 마스터 모드로 동작하기 시작한다. 이러한 상황에서, UE 및 이의 세션은 슬레이브로 "페일오버"된다. 고장난 주 또는 작업 SGW/노드가 다시 동작되면, 그것은 새로운 세션을 백업 또는 보호 SGW에서 주 또는 작업 SGW/노드로 다시 복귀시키거나 페일오버하는 데 필요할 수 있다.
마스터 동작 모드에서, 마스터 SGW/노드는 트래픽을 전송하고자 하는 어떤 노드가 그 트래픽에 대한 루트로서 마스터를 선택하도록 슬레이브 SGW에 의해 광고되는 루트 데이터에 바람직할 수 있는 루트 데이터를 광고한다. 이것이 확실히 발생하도록 하기 위해, 슬레이브 SGW는 예를 들어 "유해한(poisoned)" 루트 데이터, 즉, 고가 또는 일부 다른 부정적인 매개 변수로 인해 사용하기 위해 결코 선택되지 않는 루트 데이터를 광고할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 대해 본 명세서에 설명된 기능을 수행하는 데 이용하기에 적절한 범용 컴퓨터의 고 레벨의 블록도를 도시한다. 특히, 범용 컴퓨터에 대해 본 명세서에서 논의된 구조 및 기능은 여러 도면에 대해 본 명세서에서 논의된 각각의 다양한 스위칭 및 통신 요소 또는 노드, 즉, UE(102), eNodeB(111), SGW(112), PGW(113), MME(114), PCRF(115) 및 네트워크 관리 시스템(140)에 사용하기 위해 구성된다. 범용 컴퓨터에 대해 본 명세서에서 논의된 기능의 일부는 다양한 네트워크 요소 또는 노드, 및/또는 네트워크 내의 요소를 구성하고 관리하도록 동작하는 네트워크 동작 센터(NOC) 또는 네트워크 관리 시스템(NMS)에서 구현될 수 있다는 것이 평가될 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 시스템(600)은 프로세서 요소(602)(예를 들어, CPU), 메모리(604), 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및/또는 리드 온리 메모리(ROM), 패킷 처리 모듈(605), 및 다양한 입력/출력 장치(606)(예를 들어, 테이프 드라이브, 플로피 드라이브, 하드 디스크 드라이브 또는 컴팩트 디스크 드라이브, 수신기, 송신기, 스피커, 디스플레이, 출력 포트, 및 (키보드, 키패드, 마우스 등과 같은) 사용자 입력 장치를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 저장 장치)를 포함한다.
도 6에 도시된 컴퓨터(600)는 본 명세서에 설명된 기능적 요소 및/또는 본 명세서에 설명된 기능적 요소의 부분을 구현하기 위해 적절한 일반적인 구조 및 기능을 제공한다는 것이 인식될 것이다. 본 명세서에 묘사되고 설명된 기능은 예를 들어, 범용 컴퓨터, 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC) 및/또는 어떤 다른 하드웨어 균등물을 이용하여 소프트웨어 및/또는 하드웨어에서 구현될 수 있다.
소프트웨어 방법으로서 본 명세서에서 논의된 단계의 일부는 예를 들어 다양한 방법 단계를 수행하기 위해 프로세서와 협력하는 회로로서 하드웨어 내에서 구현될 수 있는 것으로 생각된다. 본 명세서에 설명된 기능/요소의 부분은 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있으며, 컴퓨터 명령어는 컴퓨터에 의해 처리될 때 본 명세서에 설명된 방법 및/또는 기술이 도입(invoke)되거나 제공되도록 컴퓨터의 동작을 적응시킨다. 본 발명의 방법을 도입하기 위한 명령어는 고정식 또는 이동식 매체에 저장되고, 브로드캐스트 또는 다른 신호 베어링 매체에서 데이터 스트림을 통해 전송되고, 유형 매체(tangible media)를 통해 전송되고/되거나, 명령어에 따라 동작하는 컴퓨팅 장치 내의 메모리에 저장될 수 있다.
상술한 것이 본 발명의 다양한 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예는 이의 기본적 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 적절한 범위는 다음과 같은 청구범위에 따라 정해져야 된다.

Claims (10)

  1. 주 서비스 게이트웨이(Service Gateway;SGW)와 관련된 백업 SGW를 관리하는 방법으로서,
    상기 주 SGW가 동작으로 복귀하였다는 판정에 응답하여, 적어도 상기 주 SGW에 의해 이전에 지원된 사용자 장비(UE)에 대하여 상기 백업 SGW와 상기 주 SGW 사이의 UE 세션 상태 정보를 동기화하는 단계와,
    복귀 동작 트리거에 응답하여, UE 지원을 상기 백업 SGW에서 상기 주 SGW로 전환할 수 있도록 상기 백업 SGW와 상기 주 SGW 사이에 핸드오버 채널을 생성하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 SGW가 동작으로 복귀하였다는 판정은 상기 주 SGW이 상기 백업 SGW로의 제어 채널을 설정하는 것에 응답하여 행해지는
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세션 상태 정보는 UE 세션이 활성 상태에 있음을 나타내기에 충분한 정보를 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복귀 동작 트리거는 시스템 안정성 상태 및 시스템 혼잡 상태 중 적어도 하나에 기초한 자동 트리거를 포함하는
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 SGW와 UE 연결성 및 세션 유효성을 재확인하도록 구성된 하나 이상의 제어 메시지를 생성하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백업 SGW는 상기 주 SGW와 관련된 IP 주소와 충돌하지 않는 로컬 IP 주소의 세트와 관련되며,
    상기 주 SGW로 이동된 기존 UE 세션은 상기 주 SGW와 관련된 IP 주소와 초기에 연관된 UE 세션만을 포함하는
    방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 SGW와 초기에 관련된 상기 UE 세션의 일부분만이 상기 주 SGW로 다시 이동되며, 상기 일부분은 시스템 안정성 매개 변수, 시스템 혼잡 매개 변수, 정책 기반 기준 및 가입자 서비스 레벨 중 하나 이상에 따라 선택되는
    방법.
  8. 주 서비스 게이트웨이(service gateway;SGW)를 백업하도록 구성된 SGW에서 이용되는 장치로서, 상기 장치는,
    주 SGW와 관련된 백업 SGW를 관리하기 위해 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 관리는,
    상기 주 SGW가 동작으로 복귀하였다는 판정에 응답하여, 적어도 상기 주 SGW에 의해 이전에 지원된 사용자 장비(UE)에 대하여 상기 백업 SGW와 상기 주 SGW 사이의 UE 세션 상태 정보를 동기화하는 것과,
    복귀 동작 트리거에 응답하여, UE 지원을 상기 백업 SGW에서 상기 주 SGW로 전환할 수 있도록 상기 백업 SGW와 상기 주 SGW 사이에 핸드오버 채널을 생성하는 것을 포함하는
    장치.
  9. 프로세서에 의해 실행될 때 주 서비스 게이트웨이(SGW)와 관련된 백업 SGW를 관리하는 방법을 수행하는 소프트웨어 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    상기 방법은
    상기 주 SGW가 동작으로 복귀하였다는 판정에 응답하여, 적어도 상기 주 SGW에 의해 이전에 지원된 사용자 장비(UE)에 대하여 상기 백업 SGW와 상기 주 SGW 사이의 UE 세션 상태 정보를 동기화하는 단계와,
    복귀 동작 트리거에 응답하여, UE 지원을 상기 백업 SGW에서 상기 주 SGW로 전환할 수 있도록 상기 백업 SGW와 상기 주 SGW 사이에 핸드오버 채널을 생성하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능 매체.
  10. 삭제
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