专利名称：检测网络设备中的过载的制作方法
技术领域：
本公开涉及用于在通信系统中检测网络设备中的过载的系统和方法。
背景技术：
无线网络是使用无线电波将信息从网络中的一个节点运送到网络中的一个或多个接收节点的电信网络。有线通信也可在无线网络的部分中使用，例如在小区或接入点之间。蜂窝电话技术的特征是使用对地理区域提供无线覆盖的无线小区，多个小区被布置成在较大区域上提供连续的无线覆盖。第一代无线电话技术使用其中模拟信息信号被传送的模拟移动电话。随着技术的发展，第二代OG)无线业务被引入。在2G系统中，数字信息信号被用来调制载波。这些2G 技术使用时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)技术来区分多个用户。被升级成在网络中处理更高速度的分组数据的网络被称为2. 5G和3G网络。第三代伙伴项目(3GPP)和第三代伙伴项目2(3GPP2)分别发展了 GSM/UMTS/HSDPA和cdma0ne/CDMA2000技术。下一演进是被称为长期演进-系统架构演进(LTE-SAE)并使用正交频分多址(OFDMA)技术的4G技术。其他无线协议也已被发展，包括各种IEEE802. 11协议的一种实现方式WiFi、 IEEE802. 16的一种实现方式WiMAX以及基于IEEE802. 16的ETSI替代的HiperMAN。无线通信技术被与许多应用结合使用，包括例如卫星通信系统、便携数字助理 (PDA)、膝上型笔记本电脑和移动设备(例如，蜂窝电话、用户设备)。这些应用的用户能够获得的一个优势是只要用户处于这种无线通信技术的范围内就能连接到网络(例如互联网)的能力。
发明内容
提供了允许检测网络设备中的负载状况的系统和方法。负载检测可通过使用移动性管理设备跟踪会话的建立和会话建立的尝试而发生，以确定各种网络设备上的负载状况。该信息随后可被选择逻辑用来判断哪些设备被选择来针对新会话建立请求发送会话建立消息传递。这可以提供更快的建立时间，因为在状况回复正常之前，高负载的网络设备或经历其他故障的网络设备较少被选择。在某些实施例中，一种用于在包括多个分组数据网络网关(PGW)和多个服务网关 (SGff)的通信网络中的移动性管理实体(MME)处动态地检测网关负载状况的方法被公开， 其中每个服务网关用于与MME通信和与一个或多个PGW通信。该方法还包括将多个会话建立请求从MME发送到多个SGW，所述会话建立请求被配置成还被从SGW发送到一个或多个PGff ；接收来自多个SGW的多个相应的会话建立响应，所述响应包括有关是否能够与和SGW 组合的PGW建立会话的信息，所述响应指示与组合的SGW和PGW建立会话的能力的失败或成功；通过与PGW-SGW组合的失败或成功有关的信息，并且响应于与失败有关的信息，判断失败位于PGW还是SGW ；以及识别被判定为已失败的任何PGW和SGW网关，所述方法因此通过与SGW和PGW的组合的失败有关的信息来判断失败由PGW造成、失败由SGW造成还是失败既位于PGW又位于SGW。在某些实施例中，一种用于在包括多个网关的通信网络中从控制节点动态地检测负载状况的方法被公开，所述方法包括将多个会话建立请求从控制节点通过多个居间网关发送到多个网关；通过多个居间网关接收来自多个网关的多个相应的会话建立响应；将相应的会话建立响应存储在控制节点处的数据结构中；基于数据结构来判断网关和居间网关中的至少一个的失败状况，包括通过失败信息来判断失败状况位于网关还是居间网关； 以及识别被判定为失败的任何网关，其中居间网关被配置成将会话建立请求从控制节点转发到一个或多个网关，并且还被配置成将会话建立响应从一个或多个网关转发到控制节点O在其他实施例中，一种用于在包括多个服务网关(SGW)和多个分组数据网络网关 (PGff)的通信网络中动态地检测负载状况的移动性管理实体(MME)被公开。该MME包括被配置成将多个会话建立请求从MME通过多个SGW发送到多个PGW并通过多个SGW接收来自多个PGW的多个相应的会话建立响应的物理接口，被配置成将多个相应的会话建立响应存储在数据结构中的存储介质，以及与存储介质通信的、被配置成基于数据结构来推断PGW 和SGW中的至少一个的失败状况并识别被判定为失败的任何PGW和SGW的处理单元，所述处理单元用于在失败指示指明了 SGW和PGW的组合已失败时基于成功和失败信息来判断失败位于PGW还是SGW。
图1例示了根据某些实施例的网络图示；图2和图3例示了根据某些实施例的新会话信令；图4例示了根据某些实施例的选择逻辑；并且图5例示了根据某些实施例的机箱。
具体实施例方式检测通信系统中的网络设备中的过载的系统和方法在某些实施例中被公开。在一些网络中，可能难以判断与网络建立新数据会话或建立新呼叫的失败的准确原因。由于建立呼叫时可能涉及到很多网络设备，因此，诸如移动性管理实体(MME)之类的移动性管理设备可能无法检测网络中哪个网络设备过载。由于移动性管理设备判断哪些网络设备结束对呼叫或数据会话的处理，因此知晓哪些设备比其他设备负载更重会使移动性管理设备受图1例示了根据某些实施例的网络图示。图1例示了通用移动电信系统(UMTS)版本8网络和LTE网络二者。图1的网络图示包括用户设备(UE) 110、演进的nodeB(eNB) 112、 nodeB 114、无线网络控制器(RNC) 116、移动性管理实体(MME)/用户平面实体(UPE) 118、系统架构演进网关(SAE GW) 120、策略和收费规则功能(PCRF) 122、归属订户服务器 (HSS) 124、核心IP网络126、互联网1 和服务通用分组无线业务支持节点(SGSN) 130。MME 118,SAE Gff 120和SGSN 130可如下所述在机箱中实施。SAE Gff 120可包括服务网关(SGW) 和分组数据网络网关(P-GW)。在某些实施例中，SGW和P-GW可在分开的网络设备上实施。 SAE架构的主要组件是演进的分组核心(EPC)，也称为SAE核心。EPC包括MME、SGW和P-GW 组件。MME 118是LTE接入网的控制节点。MME 118负责包括重传在内的UE 110跟踪和寻呼过程。MME 118操纵载体激活/失活处理并且还负责在LTE内越区切换(handover) 时在初始附接过程中为UE 110选择SGW。MME 118还通过与HSS IM交互来对用户进行认证。MME 118还生成临时标识，将这些临时标识分配给UE，并且终止非接入层(NAS)信号传送。MME 118对UE 110在服务提供商的公众陆地移动网(PLMN)上的预占线(camp)的授权进行检查，并且实行UE漫游限制。MME 118是网络中用于NAS信号传送的加密/完整性保护的终止点，并且控制安全密钥管理。MME 118还支持信号传送的合法截取。MME还提供对于LTE和2G/3G接入网之间的移动性的控制平面功能，其中S3接口始于SGSN 130并且终止于MME 118。MME 118还终止去往用于漫游UE的归属HSS的S6a接口。SGW对用户数据分组进行路由和转发，同时还充当在eNB间越区切换期间用于用户平面的移动性锚点(anchor)以及充当用于LTE和其他3GPP技术之间的移动性的锚点 (终止S4接口并且中继2G/3G系统和PDN GW之间的流量)。对于空闲状态的UE，SGff终止下行链路数据路径，并且在下行链路数据到达时触发对UE 110的寻呼。SGW管理并存储 UE环境(context)，例如，IP载体服务的参数和网络内部路由信息。SGW还在合法截取的情况下执行用户流量的复制。P-GW通过作为用于UE 110的流量的出口和入口点来为UE 110 提供到外部分组数据网的连接性。UE 110可以具有与多于一个的P-GW的同时连接性以便接入多个分组数据网。P-GW执行策略实施、针对每个用户的分组过滤、收费支持、合法截取以及分组筛选。P-GW还提供用于3GPP和诸如WiMAX和3GPP2 (CDMA IX和EvDO)之类的非 3GPP技术之间的移动性的锚点。目前，可能难以在MME处直接判定SGW还是PGW过载并造成新呼叫或数据会话建立失败。MME和SGW之间的消息传递不指定具体与SGW或PGW有关的状况。例如，如果SGW 过载，则MME将接收错误，但是如果PGW过载，则相同的错误也会被接收。图2例示了根据一些实施例的与呼叫或数据会话建立有关的信令。用于控制平面(GTPv2-C)的演进的通用分组无线业务(GPRQ隧道协议可在MME、SGW和PGW之间的消息传递通信中使用。诸如 GTP-C或基于GPRS隧道协议的变体之类的其他协议也可以被使用。在图2中，MME向SGW 发送创建会话请求210消息以创建新会话。MME可以选择SGW和PGW来用于创建新会话。 新会话允许隧道被建立，并且在会话建立后，数据可以开始循着网络去往UE。数据可包括语音呼叫、内容或任何其他类型的分组信息。MME使用跟踪区域身份(TAI)来解析(resolve) 为一池SGW，并且MME使用接入点名称(APN)来解析为一池PGW。MME随后可从这些池中挑选SGW和PGW。SGW向PGW发送创建会话请求消息212。如果会话不能在PGW处建立，则创建会话请求212消息引起可包括原因的创建会话响应214消息。无法建立会话的错误原因可以是这样的事情，如“无存储器可用”、“无资源可用”等。从SGW接收的创建会话响应216列出与PGW相同的原因并且错误原因不描述失败源自何处。失败还可以是因为硬件故障，并且创建会话响应216不会能够详述问题出在哪里。创建会话响应218以如下方式示出问题进行响应的消息传递不指明该问题位于 SGff 还是 PGW。在一些实施例中，MME可以被实施为推断(deduce)网关(例如，SGff和PGW)的过载状况。该实施方式可以使用诸如表格之类的数据结构来记录事务组合的结果。数据结构可以包括被输入以确定信息结果多旧了的时间。一旦一定量的时间已过去，条目就可以被丢弃。数据结构还可以用新条目来盖写旧条目以保持信息是当前的。数据结构可以是数据库或以下形式的表格
权利要求
1.一种用于在包括多个分组数据网络网关(PGW)和多个服务网关(SGW)的通信网络中的移动性管理实体(MME)处动态地检测网关负载状况的方法，其中每个服务网关用于与所述MME通信和与一个或多个PGW通信，所述方法包括将多个会话建立请求从所述MME发送到多个SGW，所述会话建立请求被配置成还被从 SGff发送到一个或多个PGW ；接收来自所述多个SGW的多个相应的会话建立响应，所述响应包括有关是否能够与和 SGff组合的PGW建立会话的信息，所述响应指示与组合的SGW和PGW建立会话的能力的失败或成功；通过与PGW-SGW组合的失败或成功有关的信息，并且响应于与失败有关的信息，判断所述失败位于PGW还是SGW ；以及识别被判定为已失败的任何PGW和SGW网关，所述方法因此通过与SGW和PGW的组合的失败有关的信息来判断所述失败由PGW造成、所述失败由SGW造成还是所述失败既位于PGW又位于SGW。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括所述MME基于所判定的SGW的失败状况和所判定的PGW的失败状况来为新会话选择SGW。
3.根据权利要求2所述的方法，其中如果MME判定给定的SGW或PGW已失败，则被判定为已失败的SGW或PGW不被所述MME选择用于新会话的建立，并且它被从所述MME处的指定给新会话使用的可用资源列表中移除。
4.根据权利要求1所述的方法，其中失败指示指明了网关过载。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述MME处发送和接收消息是使用用于控制平面(GTPv2-C)协议的通用分组无线业务(GPRS)隧道协议来进行的。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述MME处的数据结构中存储所述会话建立响应，其中所述数据结构包括与会话建立响应信息的年龄有关的信息，并且一旦所述年龄超过指定的阈值，会话建立响应信息就被丢弃。
7.一种用于在包括多个网关的通信网络中从控制节点动态地检测负载状况的方法，所述方法包括将多个会话建立请求从所述控制节点通过多个居间网关发送到多个网关；通过所述多个居间网关接收来自所述多个网关的多个相应的会话建立响应；将所述相应的会话建立响应存储在所述控制节点处的数据结构中；基于所述数据结构来判断网关和居间网关中的至少一个的失败状况，包括通过失败信息来判断所述失败状况位于网关还是居间网关；以及识别被判定为失败的任何网关，其中居间网关被配置成将会话建立请求从所述控制节点转发到一个或多个网关，并且还被配置成将会话建立响应从一个或多个网关转发到所述控制节点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个网关包括服务网关(SGW)并且所述居间网关包括分组数据网络网关(P-GW)。
9.根据权利要求7所述的方法，其中如果所述控制节点判定给定的网关已失败，则失败的网关不被所述控制节点选择用于新会话的建立，并且它被从所述控制节点处的指定给新会话使用的可用资源列表中移除。
10.根据权利要求7所述的方法，其中给定的网关的失败或成功的评估包括通过至少两个居间网关向该网关发送多个会话建立请求以及在所述控制节点处接收相应的会话建立响应，其中所述相应的会话建立响应中的每一个都包含失败结果代码。
11.根据权利要求7所述的方法，其中给定的居间网关的失败或成功的评估包括通过该居间网关向另一网关发送至少两个会话建立请求以及在所述控制节点处接收相应的会话建立响应，其中所述相应的会话建立响应中的每一个都包含失败结果代码。
12.根据权利要求7所述的方法，其中网关的失败指示指明了该网关过载。
13.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据结构包括具有与所述数据结构中存储的会话建立响应信息的年龄有关的信息的表格，并且一旦所述年龄超过指定的阈值，会话建立响应信息就被丢弃。
14.一种用于在包括多个服务网关(SGW)和多个分组数据网络网关(PGW)的通信网络中动态地检测负载状况的移动性管理实体(MME)，所述MME包括物理接口，所述物理接口被配置成将多个会话建立请求从所述MME通过所述多个SGW 发送到多个PGW，并通过所述多个SGW接收来自所述多个PGW的多个相应的会话建立响应；存储介质，所述存储介质被配置成将所述多个相应的会话建立响应存储在数据结构中；以及与所述存储介质通信的处理单元，所述处理单元被配置成基于所述数据结构来推断 PGff和SGW中的至少一个的失败状况并识别被判定为失败的任何PGW和SGW，所述处理单元用于在失败指示指明了 SGW和PGW的组合已失败时基于成功和失败信息来判断失败位于 PGff 还是 SGW。
15.根据权利要求14所述的MME，其中所述MME随后基于所判定的SGW的失败状况和所判定的PGW的失败状况来为新会话选择SGW。
16.根据权利要求14所述的MME，其中当所述MME通过至少两个SGW向PGW发送多个会话建立请求、所述MME接收相应的会话建立响应、并且所述相应的会话建立响应中的每一个都包含失败结果代码时，所述MME判定该PGW失败。
17.根据权利要求14所述的MME，其中当所述MME通过SGW向PGW发送至少两个会话建立请求、所述MME接收相应的会话建立响应、并且所述相应的会话建立响应中的每一个都包含失败结果代码时，所述MME判定该SGW失败。
18.根据权利要求14所述的MME，其中网关的失败被定义为包括过载。
19.根据权利要求14所述的MME，其中所述MME使用用于控制平面(GTPv2_C)协议的通用分组无线业务(GPRS)隧道协议来发送和接收消息。
20.根据权利要求14所述的MME，其中所述数据结构包括具有与所述数据结构中存储的会话建立响应信息的年龄有关的信息的表格，并且一旦所述年龄超过指定的阈值，会话建立响应信息就被丢弃。
全文摘要
提供了使得能够检测网络设备上的负载状况的系统和方法。负载检测可通过使用移动性管理设备跟踪会话的建立和会话建立的尝试而发生，以确定各种网络设备上的负载状况。该信息随后可被选择逻辑用来判断哪些设备被选择来针对新会话建立请求发送会话建立消息传递。这可以提供更快的建立时间，因为在状况回复正常之前，高负载的网络设备或经历其他故障的网络设备较少被选择。
文档编号H04W24/08GK102342144SQ201080010406
公开日2012年2月1日 申请日期2010年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者拉杰什·瑞曼库缇, 昆塔尔·乔沃德哈里 申请人:思科技术公司