专利名称：用于会话弹性的池中的移动网关的制作方法
用于会话弹性的池中的移动网关技术领域
本发明的实施例一般涉及电信领域，并且更具体地说，涉及移动网关池。
背景技术：
第三代合作伙伴计划(3GPP)为称为长期演进(LTE)的3G移动系统制定了标准和技术规范。LTE系统包括带有称为演进分组核心(EPC)的主要组件的演进分组系统(EPS)。EPC包括三个主要子组件:移动性管理实体(MME)、服务网关(SGW)和分组数据网络网关(PDN-GW)。3GPP公布了定义EPS服务描述的“LTE ;用于演进通用地面无线电接入网络(E-UTRAN)接入的通用分组无线电服务(GPRS)增强”(LTE; General Packet RadioService (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Accessnetwork (E- UTRAN) access)，TS 23.401 版本 9.5.0 第 9 发行版。
在LTE中，诸如移动电话等用户设备(UE)装置与SGW进行通信，而SGW又与TON-GW进行通信。roN-GW还与诸如IP多媒体子系统(IMS)、基于IP的话音(VOIP)和移动宽带等因特网协议(IP)服务进行通信。运营商的IP服务通过由UE装置以接入点名称(APN)识别的IP-PDN提供。APN与UE装置之间的该系列通信提供了到LTE移动系统中UE装置的数据连通性，并且称为PDN连接。因此，在每个PDN连接中，PDN-Gff将SGW与APN耦合，并且SGW将UE装置与PDN-GW耦合。在此情形下，每个I3DN连接(也称为UE会话)具有对应的PDN连接信息(也称为UE会话信息)。
然而，LTE的3GPP规范未解决EPC的一些任务关键方面。例如，规范未解决地理冗余，在此情况下一个或多个F1DN-GW或SGW可丢失。规范也未解决运行中(in-service)维护，在此情况下，PDN-Gff或SGW必须停止运行以便维护。
在EPS以话音服务到IP-PDN的完全迁移为目标的情况下，运营商正变得越来越关注冗余情形。存在1+1网络级解决方案，但此类解决方案成本过高，这是因为50%的可用处理和转发容量只用于冗余。
发明内容
本发明的实施例包括在耦合到分组数据网络网关(PDN-GW)池中第二 I3DN-GW的第一 PDN-Gff中执行的用于提供会话弹性的方法。PDN-GW池要通过接入点名称在UE装置与外部分组数据网络之间提供数据连通性。方法通过在第二 TON-GW变得不可操作后允许第一PDN-Gff为第二 TON-GW以前服务的一个或多个UE会话提供连通性，提供了 UE会话弹性。第一 TON-GW认识到，第二 I3DN-GW在进入不可操作状态，并且激活多个备用UE会话。每个备用UE会话是第二 roN-GW原来是其活动roN-GW的同步UE会话。此外，每个UE会话与UE装置和网络资源标识符相关联，网络资源标识符识别表示在外部PDN中因特网协议地址的子集的APN切片。第一 TON-GW将消息传送到SGW，SGff在一个或多个UE装置与TON-GW池之间提供数据连通性。消息指示第一 PDN-GW已激活与SGW服务的一个或多个UE装置相关联的备用UE会话。第一 TON-GW传送消息，目的在于SGW将以前发往第二 I3DN-GW的业务引导到第一 roN-GW。这样，通过允许第一 roN-GW激活多个备用UE会话而不通知与在第一PDN-Gff上备用UE会话相关联的每个UE装置，在TON-GW池中实现UE会话弹性。
本发明的实施例包括一种在服务网关(SGW)中执行的方法，以便通过允许SGW在分组数据网络网关(PDN-GW)池之间将业务从第一 I3DN-GW重新路由选择到第二 TON-GW，提供用户设备(UE)会话弹性。SGW耦合到第一 TON-GW和第二 TON-GW，并且SGW是用于在UE装置与所述PDN-GW池之间提供数据连通性。PDN-GW池在SGW与外部PDN之间提供数据连通性。SGW通过将多个网络资源标识符(NRI)映射表条目插入所述NRI映射表中，创建NRI映射表。第一 NRI映射表条目将第一 NRI和作为用于第一 NRI的活动TON-GW的第一 TON-GW相关联，第一 NRI与表示外部TON中因特网协议地址的子集的接入点名称(APN)的第一切片相关联，并且UE装置在与APN的第一切片相在通信。SGff将用于UE会话的数据业务路由选择到第一 H)N-GW，UE会话用于在UE装置与APN的第一切片之间的业务。SGW接收指示第一 PDN-GW进入了不可操作状态的消息。响应该消息，SGff更新第一 NRI映射表条目以指示在第一 NRI与作为用于第一 NRI的活动I3DN-GW的第二 TON-GW之间的关联。此外，作为响应，SGW将用于UE会话的数据业务路由选择到第二 TON-GW。这样，通过允许SGW将来自UE装置的数据业务重新路由选择到活动PDN-GW而不通知UE装置从第一 PDN-GW到作为用于该装置的EU会话的活动I3DN-GW的第二 TON-GW的更改，实现UE会话弹性。
本发明的实施例包括第一分组数据网络网关(PDN-GW)，要通过数据隧道耦合到roN-GW池中第二 roN-GW。roN-GW池提供在外部PDN与用户设备(UE)装置之间的数据连通性。第一 PDN-GW通过在第二 PDN-GW变得不可操作后为第二 PDN-GW以前服务的一个或多个UE会话提供数据连通性，提供UE会话弹性。第一 TON-GW包括处理器和耦合到处理器并且还耦合到服务网关(SGW)池和一个或多个接入点名称(APN)切片的一个或多个端口的集合，每个APN切片表示外部PDN中因特网协议地址的子集。存储器耦合到处理器以存储多个活动UE会话和存储多个备用UE会话。每个活动和备用UE会话要与UE装置和一个或多个APN切片之一的网络资源标识符相关联。第一 TON-GW还包括耦合到存储器以维护多个活动UE会话和备用UE会话的会话弹性模块。会话弹性模块配置成认识到第二 TON-GW何时进入不可操作状态。响应认识到第二 PDN-GW何时进入不可操作状态，第一 PDN-GW要激活多个备用UE会话的一个或多个会话，每个激活的备用UE会话要与第二 TON-GW相关联。第一 TON-GW配置成还通知SGW池第一 TON-GW已激活多个备用UE会话的一个或多个会话。这样，通过允许第一 I3DN-GW激活多`个备用UE会话而不通知与在第一 I3DN-GW上备用UE会话相关联的每个UE装置，实现UE会话弹性。
本发明的实施例包括耦合到用户设备(UE)装置和分组数据网络网关(PDN-GW)池的服务网关，PDN-Gff池包括第一 PDN-GW和第二 PDN-GW。SGW要在UE装置与PDN-GW池之间提供数据连通性，并且通过允许SGW在TON-GW池与UE装置之间将业务从第一 I3DN-GW重新路由选择到第二 TON-GW，提供UE会话弹性。SGW包括处理器和耦合到处理器并且要耦合到一个或多个接入点名称(APN)切片的一个或多个端口的集合，每个APN切片表示外部PDN中因特网协议地址的子集。SGW还包括耦合到处理器以存储网络资源标识符(NRI)映射表的存储器，NRI映射表配置成存储将NRI与活动TON-GW相关联的NRI映射表条目，其中，每个NRI识别一个或多个APN切片。SGW还包括耦合到存储器的会话弹性模块。会话弹性模块维护多个UE会话，并且维护NRI映射表。会话弹性模块配置成创建第一 NRI映射表条目以将第一 NRI和作为用于第一 NRI的活动TON-GW的第一 TON-GW相关联。会话弹性模块还配置成将与第一 NRI相关联的数据业务路由选择到第一 TON-GW，以及配置成接收第一TON-GW进入了不可操作状态的通知。会话弹性模块还配置成更新第一NRI映射表条目以将第一 NRI与作为用于第一 NRI的活动TON-GW的第二 I3DN-GW相关联，以及配置成将与第一NRI相关联的数据业务路由选择到第二 H)N-GW。这样，通过允许SGW将来自UE装置的数据业务重新路由到活动I3DN-GW而不通知UE装置从第一 I3DN-GW到作为用于该装置的EU会话的活动I3DN-GW的第二 TON-GW的更改，实现UE会话弹性。
本发明通过示例方式而不是限制的方式在附图的图形中被示出，附图中，相似的标号表示类似的单元。
通过参照下面的说明和用于示出本发明实施例的附图，可最好地理解本发明。在图中:图1A是示出根据本发明的实施例、实现N+M汇集弹性方案的roN-GW池102的框图。
图1B是示出根据本发明的实施例、实现N+M汇集弹性方案的SGW池103的框图。
图2是流程图，示出根据本发明的实施例、用于从第一I3DN-GW切换到作为用于NRI的活动I3DN-GW的第二 TON-GW的方法。
图3是框图，示出根据本发明的实施例、响应roN-GW故障的roN-GW池102。
图4是框图，示出根据本发明的实施例、响应roN-GW停止服务的roN-GW池102。
图5是框图，示出根据本发明的实施例、在图3或4所示操作已执行后的结果PDN-GW 池 102。
图6是框图，示出根据本发明的实施例、复活不活动roN-GW的roN-GW池102。
图7是框图，示出根据本发明的实施例、包括roN、SGW池和多个roN-GW(分解图中示出一个roN-GW)以便提供N+M汇集会话弹性的系统。
图8是框图，示出根据本发明的实施例、包括H)N-GW、UE装置和一个或多个SGW的集合(分解图中示出一个SGW)以便提供N+M汇集会话弹性的系统。
具体实施方式
在下面的描述中，陈述了许多特定的细节以便提供本发明更详尽的理解，如资源分区/共享/重复实现、系统组 件的类型和相互关系及集成选择。然而，要理解的是，实践本发明的实施例可无需这些特定细节。在其它情况下，众所周知的电路、结构和技术未详细显示以免混淆对此描述的理解。通过包括的描述，本领域普通技术人员将能够在不进行不当实验的情况下实现适当的功能性。
说明书中对“ 一个实施例”、“一实施例”、“示例实施例”等的引用指所述实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括特定特征、结构或特性。另外，此类词语不一定指同一实施例。此外，在结合某个实施例描述某个特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例来实现此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。
在下面的说明和权利要求中，可使用术语“耦合”和“连接”及其衍生词。应理解，这些术语无意做为彼此的同义词。“耦合”用于指示可相互直接物理或电接触或不直接物理或电接触的两个或更多个单元相互协作或交互。“连接”用于指示在相互耦合的两个或更多个单元之间通信的建立。
本发明的实施例通过在I3DN-GW池和SGW池的冗余提供UE会话弹性。对于每个池，本发明的实施例提供地理N+M冗余，并且允许I3DN-GW和SGW的运行中维护。池内的N+M冗余允许最多M个池元素丢失(带有使用后面所述方法的中间会话恢复)，而不影响用于在进行UE会话的服务。在创建PDN连接时，每个池元素存储对应于该PDN连接的UE会话信息。在一个实施例中，UE会话信息包括从PDN指派到UE装置的IP地址及识别在服务于PDN连接的TON-GW和SGW的信息。地理N+M冗余允许给定池元素(PDN-GW或SGW)服务的所有TON连接(在UE装置与PDN之间的连接，也称为UE会话)具有均匀分布在剩余池元素内的对应UE会话信息的备份副本。通过使池元素进入或停止服务而不影响在进行的UE会话，进行运行中维护(包括运行中软件升级)。虽然地理冗余能够用于此目的，但暗示到备用节点的故障转移通常造成不必要的干扰；因此需要使用更平滑的维护机制。
通过图1A所示实施例，可进一步理解通用策略。图1A是示出根据本发明的实施例、实现N+M汇集弹性方案的I3DN-GW池102的框图。
在图形的顶部，多个I3DN 190示为三片云。PDN耦合到TON-GW，并且在图1A中，指派为APN 101的第一 PDN耦合到TON-GW池102。APN 一般由两个部分组成:网络标识符和可选运营商标识符。APN的网络标识符识别UE装置106通过PDN连接耦合到的TON ；典型的APN网络标识符与UE装置106所期望的IP服务相对应，如通用分组无线电服务、因特网和多媒体消息传递服务。在图1A的示例中，APN 101被指派到包含多个IP地址10.0.0.1-10.0.0.144 的 PDN，并且 APN 101 被切成 16 个 APN 切片 lOla-lOlp。每个 APN 切片IOla-1Olp被指派到网络资源标识符(NRI)，并且包含I3DN内多个IP地址的子集。多个APN切片可被指派到相同NRI，并且这是可完全配置的。在图1A中，示范APN切片指派如下:1.APN IOla 和 IOlb 指派到 NRI I ；2.APN IOlc 指派至Ij NRI 2 ；3.APN IOld 指派到 NRI 3 ；4.APN IOle 指派到 NRI 4 ；5.APN IOlf 指派到 ·NRI 5 ；6.APN IOlg-1Oli 指派到 NRI 6 ；7.APN IOlj 指派至Ij NRI 7 ；8.APN IOlk 指派到 NRI 8 ；9.APNs IOll-1Olm 指派到 NRI 9 ；10.APN IOln 指派到 NRI 10 ； 11.APN IOlo 指派到 NRI 11;以及 12.APN IOlp 指派到 NRI 12。
如上所述，APN 101通过数据连接110耦合到PDN-GW池102。示范PDN-GW池102包括4个I3DN-GW 102A-102D,但其它实施例可利用更少或更多H)N-GW。每个TON- Gff102A-102D 相应指派有 IP 地址 10.0.1.10、10.0.1.20、10.0.1.30 和 10.0.1.40。在一个实施例中，每个roN-GW 102A-102D通过数据连接120A-120F可选地耦合到每个其它I3DN-GW102A-102D。
在图1A中，每个PDN-GW在服务于多个活动UE会话。例如，UE装置106与识别为APN 101的PDN形成PDN连接时，该UE装置将耦合到NRI之一中的IP地址。例如，如果UE装置与NRI I中的IP地址耦合，则在服务于用于NRI I的活动会话的I3DN-GW 102A上，UE将具有活动UE会话。UE会话未在图1A中示出，这是因为对于每个NRI，在服务于该NRI的活动和备用I3DN-GW上，可存在活动和备用的许多会话。
每个PDN-GW 102A-102D在服务于用于APN 101内三个NRI的活动UE会话。PDN-GW102A在服务于耦合到NRI K NRI 2和NRI 8的活动UE会话。TON-GW 102B在服务于耦合到NRI 3、NRI 4和NRI 10的UE会话。PDN-GW 102c在服务于耦合到NRI 5、NRI 6和NRI11的UE会话。PDN-GW 102D在服务于耦合到NRI 7、NRI 9和NRI 12的UE会话。应理解的是，每个I3DN-GW能够服务于指派到NRI的更多或更少APN切片。此外，每个I3DN-GW能够服务于多个UE会话，每个会话对应于指派到相同NRI的不同UE装置。
每个TON-GW 102A-102D也服务于多个备用UE会话，每个会话对应于由其它PDN-Gff 102A-102D之一服务的活动UE会话。PDN-GW 102A在服务于耦合到NRI 4,NRI 5和NRI 7的备用UE会话。PDN-GW 102B在服务于耦合到NRI K NRI 11和NRI 12的备用UE会话。PDN-GW 102c在服务于耦合到NRI 2,NRI 3和NRI 9的备用UE会话。PDN-GW 102D在服务于耦合到NRI 6、NRI 8和NRI 10的备用UE会话。因此，在图1A的实施例中，每个PDN-Gff 102A-102D在服务于耦合到三个不同NRI的备用UE会话。这些备用UE会话的每个会话对应于在由其它I3DN-GW之一服务的活动UE会话。
随着时间的过去，每个roN-GW 102A-102D接收与PDN-GW在服务的备用UE会话相对应的会话信息。在创建备用UE会话时，维护这些会话与对应活动会话同步，使得roN-GW池102准备好处理roN-GW的故障。在一个实施例中，此信息跨数据连接120A-120D在PDN-Gff 102A-102D之间传递。这些数据连接120A-120D可以是在两个PDN-GW 102A-102D之间的专用链路，或者可以是耦合I3DN-GW 102A-102D的次要网络拓扑，使得UE会话信息的传递不阻碍现有通信信道。数据连接120A-120D以虚线示出以指示链路能够专用于同步会话信息，或者可以是也携带会话信 息的通用数据连接。
PDN-Gff池102还通过数据连接111耦合到SGW池103。示范SGW池103包括三个SGff 103A-103C，但其它实施例可利用更少或更多的SGW。每个SGW 103A-103C将一个或多个UE装置106与I3DN-GW池102耦合，因此，每个SGW 103A-103C服务于多个UE会话。SGW103A具有用于与NRI UNRI 2,NRI 4和NRI 11耦合的UE装置的UE会话。SGW 103B具有用于与NRI 3,NRI 5,NRI 6,NRI 7和NRI 12耦合的UE装置的UE会话。SGW 103C具有用于与 NRI 5,NRI 8,NRI 9,NRI 10 和 NRI 12 耦合的 UE 装置的 UE 会话。每个 SGW 103A-103C具有NRI映射表，NRI映射表带有至少指示用于每个NRI的活动TON-GW的NRI条目。在另一实施例中，NRI映射表条目还识别在图1A的SGW 103A-103C中如虚线椭圆所示用于每个NRI的备用H)N-GW。在一个实施例中，每个SGW 103A-103C跨数据连接124A-124C，与每个其它SGW 103A-103C耦合。SGW 103A-103C通过数据连接125A-125C耦合到一个或多个基站105，基站又将SGW 103A-103C与UE装置106耦合。每个UE装置106与驻留在APN 101的切片之一中的IP地址相关联。
在一个实施例中，图1A还包括通过数据连接122耦合到TON-GW池102并且通过数据连接123耦合到SGW池103的MME 115。MME负责跟踪闲置UE装置，并且执行UE装置可达性过程。根据3GPP TS 23.401，MME为每个PDN连接指派SGW 103A-103C之一和PDN-GW102A-102D之一。在本发明的实施例中，PDN-GW 102A-102D对应于NRI，并且因此MME为PDN连接指派指示负责I3DN-GW的NRI。可选的是，MME包括指派TON-GW 102A-102D作为用于NRI 1-12的活动或备用PDN-GW的会话弹性模块116。会话弹性模块116还将NRI映射表条目信息传送到SGW 103A-103C,以通知每个SGW对于给定NRI，哪个TON-GW在作为活动roN-GW服务，哪个roN-GW在作为备用roN-GW服务。此外，响应roN-GW进入不可操作状态，会话弹性模块116将指示传送到SGW 103A-103C,以便为给定NRI从活动PDN-GW切换至IJ备用H)N-GW。在又一实施例中，会话弹性模块116负责将更新的UE会话信息从TON-GW102A-102D之一传送到用于该UE会话的备用TON-GW。可选的是，MME 115也包括心跳模块117，心跳模块117将状态查询消息传送到TON-GW 102A-102D，并且在TON-GW未能响应状态查询消息时通知会话弹性模块116。虽然一些实施例包括MME 115，但在本发明的备选实施例中，MME操作由另一实体执行(例如，在I3DN-GW之一、SGW之一中，分布在一个PDN-GW与一个SGW之间，分布在多个I3DN-GW内，分布在多个SGW内)。
在图1A中，每个PDN-GW和每个SGW与在上面指示在括号中对应元素的IP地址相关联。例如，PDN-Gff 102A与作为其IP地址的10.0.1.10相关联。然而，在本发明的另一实施例中，每个NRI具有在I3DN-GW池中的IP地址。在此实施例中，服务于用于每个NRI的UE会话的TON-GW接收为该NRI的IP地址指定的数据业务。在任一情况下，PDN-GW池导出路由选择信息协议(RIP)信息，将活动I3DN-GW IP地址指示为用于每个对应NRI中IP地址的下一跳。在为每个I3DN-GW利用单个IP地址的一个实施例中，RIP信息还将备用I3DN-GWIP地址指示为用于每个对应NRI中IP地址的下一跳。在包括活动和备用I3DN-GW的实施例中，与活动roN-GW相关联的度量(或与诸如通信成本、跳计数、网络延迟、路径成本相关联的统计)远远小于与备用roN-GW相关联的度量以确保业务被路由选择到活动roN-GW。
在图1A中，在SGW 103A-103D中的NRI映射表通过对应字母A-D识别每个TON-GW102A-102D。在一个实施例中，NRI映射表通过该PDN-GW的IP地址识别每个PDN-GW102A-102D，例如，用于PDN-GW 102B的10.0.1.20。在每个NRI在PDN-GW池中具有IP地址的实施例中，NRI IP地址在NRI映射表中用于指示业务被引导到用于给定NRI的哪个IP地址。此外，虽然图形将每个I3DN-GW和SGW示为按字母识别，但其它实施例能够使用任何数量的不同标识符类型(例如，指派非负池元素标识符到每个池元素以便识别)。在为每个池元素利用多个IP地址的实施例中，PDN-GW池和SGW池维护池元素标识符映射表，该映射表指示哪些IP地址对应于每个池元素和NRI。
在先创建PDN与UE装置之间的连接，S卩PDN连接时，必须执行多个选择。MME最初选择SGW服务于PDN连接，并且将GTP-C创建会话请求传送到SGW，如果SGW之一已经服务于用于相同UE装置的一个或多个PDN连接，则使用与用于那些PDN连接相同的SGW。否贝IJ，可使用任何SGW，偏好是平衡跨可用SGW的所有PDN连接。
此外，PDN-GW接收PDN连接请求(也称为GTP-C创建会话请求)时，如果I3DN-GW在服务于与所选择APN的APN切片相关联的一个或多个NRI，则TON-GW选择相关联的NRI之一并且为PDN连接分配 该NRI中的IP地址。如果PDN-GW未在服务于与所选择APN的切片相关联的NRI，则roN-GW有两个选项。第一选项是roN-GW能够使用预配置的APN切片映射表以确定要使用的NRI，并且为PDN连接分配相关联的IP地址。第二选项是I3DN-GW能够确定是否另一 I3DN-GW在服务于APN中的NRI，并且将PDN连接请求转发到该另一 PDN-GW。
在一个实施例中，一旦进行SGW选择和PDN-GW选择，典型的PDN连接便采用以下步骤。首先，将GTP-C创建会话请求从MME发送到所选择SGW。将GTP-C创建会话请求从所选择SGW发送到所选择TON-GW。PDN-GW变成用于该UE会话的活动TON-GW，并且通过指示它将充当活动I3DN-GW并且包括该TON-GW的IP地址的GTP-C创建会话响应来响应所选择SGW。所选择TON-GW也将GTP-C创建会话请求转发到用于对应NRI的备用TON-GW，并且备用TON-GW将指示它将充当备用PDN-GW并且包括该TON-GW的IP地址的GTP会话响应转发到所选择SGW。所选择SGW在NRI映射表条目中记录活动I3DN-GW的IP地址和备用TON-GW的IP地址。所选择SGW随后将GTP-C创建会话响应发送到MME。
方法和实施例参照在I3DN-GW上维护活动和备用UE会话以及在SGW上维护相关联NRI映射表进行描述。然而，本领域技术人员将认识到，备选实施例考虑了在SGW上的活动和备用UE会话和在TON-GW上相关联NRI映射表的维护。在此类情况下，通过类似的方法和实施例，在I3DN-GW池102实现的相同会话弹性将在SGW池103实现。例如，图1B是示出根据本发明的实施例、实现N+M汇集弹性方案的SGW池103的框图。除每个SGW而不是TON-GW在服务于多个活动UE会话和多个备用UE会话外，此图基本上与图1A相同。类似于图1A，每个NRI由两个SGW服务。一个SGW充当用于NRI的活动SGW，并且另一 SGW充当用于该NRI的备用SGW。此外，如参照图1A中SGW 103A-103C类似所述，每个I3DN-GW 102A-102D具有NRI映射表，NRI映射表带有至少指示用于每个NRI的活动SGW的NRI条目。在另一实施例中，NRI映射表条目还识别在图1B的TON-GW 102A-103D中如虚线椭圆所示用于每个NRI的备用SGW。 因此，可以与PDN-GW池102类似的方式在SGW池103提供会话弹性。
图2是流程图，示出根据本发明的实施例、用于从第一I3DN-GW切换到作为用于NRI的活动PDN-GW的第二 TON-GW的方法。此图包括根据特定实现而可选的步骤，并且此类步骤通过虚框示出。诸如I3DN-GW 102A等第一 I3DN-GW认识到诸如I3DN-GW 102C等第二 I3DN-GW在进入不可操作状态(方框200)。在此情况下，第二 I3DN-GW 102C在服务于一个或多个活动UE会话，并且第一 I3DN-GW 102A在充当用于活动UE会话至少之一的备用TON-GW。第-PDN- Gff 102A可以多种方式认识到进入不可操作状态。在一个实施例中，第一 I3DN-GW102A接收消息，消息通知它第二 TON-GW 102C在进入不可操作状态。在另一实施例中，第-PDN-Gff 102A包括定期验证第二 TON-GW 102C仍在活动状态，并且因此能够认识到第二PDN-Gff 102C何时进入不可操作状态的心跳机制或其它此类机制。不可操作状态可由于PDN-Gff已经历某种故障而产生，或者可由于TON-GW在被有意关闭以便维护而产生。
如果roN-GW在被有意关闭以便维护，则最好是通过从容切换可控启动UE会话从活动I3DN-GW到备用TON-GW的切换。在此情形中，临时数据隧道可从第一 I3DN-GW 102A和第二 TON-GW 102C建立(方框230)。在此类情形中，第二 I3DN-GW 102C (从活动状态转到不可操作状态的I3DN-GW)可通过临时数据隧道将与转移到第一 I3DN-GW 102A的活动UE会话相关联的所有业务转发到第一 I3DN-GW 102A。这样，UE将不会经历服务中断，而TON-GW和SGW从第二 I3DN-GW 102C切换到第一 I3DN-GW 102A。此外，第一 I3DN-GW 102A将接收来自第二I3DN-GW 102C的用于从第二 I3DN-GW 102C转移到第一 I3DN-GW 102A的所有UE会话的UE会话信息，以确保第一 I3DN-GW 102A具有最近的会话信息(方框220)。此信息将用于为对应备用UE会话更新会话信息。
在发生故障或有意关闭roN-GW的情况下，方法通过第一 roN-GW 102A激活多个备用UE会话而继续。每个被激活的备用UE会话与第二 TON-GW 102C原来服务的以前活动UE会话相对应(方框230)。消息被传送到SGW，指示第一 I3DN-GW 102A已激活多个备用UE会话(方框240)。在一个实施例中，SGW接收指示新NRI映射表的消息，并且因此确定哪些UE会话应从第二 I3DN-GW 102C重定向到第一 TON-GW 102A。在另一实施例中，SGW接收指示第二PDN-Gff 102C已进入不可操作状态的消息，并且SGW的预期反应是切换到用于第二 I3DN-GW102C以前服务的所有UE会话的备用TON-GW。在另一实施例中，SGW接收指示必须从活动PDN-Gff 102C切换到备用TON-GW (例如，102A)的多个NRI的消息，并且SGW预期将与那些NRI对应的UE会话从以前活动I3DN-GW 102C切换到用于那些UE会话的新的活动I3DN-GW(例如，102A)。在仍有的另一实施例中，SGW从已激活备用UE会话的I3DN-GW接收消息，消息指示SGW应退出到故障TON-GW的GTP路径。在从容切换的情形下，第二 I3DN-GW 102C将预期SGW在给定时间期后切换，或者接收SGW已完成切换的某一指示，并且响应该时间期或指示，临时数据隧道将被关闭(方框250)。
此方法由于其 扩展性与系统中UE装置的数量无关而特别有利。在第二 TON-GW进入不可操作状态时，无需将用于每个UE装置的单独消息发送到每个SGW以通知SGW到备用PDN-Gff的切换。相反，SGff池中每个受影响SGW将无缝处理到备用PDN-GW的切换，每个UE装置不会经历有关PDN连接的更改。因此，本发明的实施例通过提供会话弹性和地理冗余而解决了 EPC的任务关键方面，其中，一个或多个I3DN-GW或SGW可丢失而不影响现有UE会话。此外，由于本发明的实施例考虑了 N+M冗余，因此，视实现而定，冗余跨TON-GW池102和SGW池103扩展时浪费的可用处理和转发容量更少。
图3是框图，示出根据本发明的实施例、响应I3DN-GW故障的TON-GW池102。除包括响应roN-GW 102C故障(图中通过roN-GW 102C上的叉号指示)而出现的多个点/操作和更改指示外，此图与图1A相同。点I指示roN-GW 102C已进入不可操作状态。图中给出的示例是硬件崩溃，但任何意外的故障可造成roN-GW 102C进入故障模式。在此实施例中，PDN-GW 102C在服务于耦合到NRI 5、6和11的UE会话。在点2a和2b，PDN-Gff 102C的故障由MME 15的心跳模块检测到(如2a所示)，或者在PDN-GW池中检测到(如2b所示)。点3示出每个TON-GW 102AU02B和102D将对应UE会话从备用转移到活动状态；这通过围绕NRI的框带有表示NRI从备用转移到活动的箭头和在I3DN-GW的备用部分中NRI上的叉号示出。在所示示例中，I3DN-GW 102A原来服务于用于TON-GW 102C的NRI 5的备用UE会话，并且将那些会话转移到活动状态；PDN-GW 102B原来服务于用于I3DN-GW 102C的NRI11的备用UE会话，并且将那些会话转移到活动状态；以及TON-GW 102D原来服务于用于PDN-Gff 102C的NRI 6的备用UE会话，并且将那些会话转移到活动状态。在点4中，通过为PDN-Gff 102C以前服务于备用UE会话的NRI创建新备用UE会话(在图中通过下划线指示)，剩余TON-GW 102AU02B和102D接管对TON-GW 102C的备用UE会话的责任。在所示示例中，PDN-GW 102A创建用于NRI 3和11的新备用UE会话；TON-GW 102B创建用于NRI 6和9的新备用UE会话；以及TON-GW 102B创建用于NRI 2和5的新备用UE会话。点5指示SGff池103接收新NRI映射表或有关由于I3DN-GW 102C的故障而要求对NRI映射表进行更改的指示。以前指示roN-GW 102C作为活动PDN-GW的所有NRI映射表条目必须更新以指示服务于用于对应NRI的新激活的UE会话的TON-GW。在所示示例中，必须为与NRI 5、6和11相对应的所有条目更新活动H)N-GW。在一个实施例中，NRI映射表也包括在NRI映射表条目中的备用I3DN-GW,并且将TON-GW 102C指示为备用PDN-GW的那些条目必须更新以指示接管对那些备用UE会话的责任的TON-GW (即，创建了用于对应NRI的新备用UE会话的那些TON-GW)。在图3中，更新的NRI映射表条目加有粗体和下划线以指示新I3DN-GW由NRI映射表指示。
在每个NRI在TON-GW池中具有IP地址的一实施例中，点5以不同的方式表现。具体而言，由于与NRI相关联的IP地址将不更改，因此，不必更新NRI映射表条目。相反，在每个PDN-GW激活与NRI相对应的备用UE会话时，该PDN-GW也开始从SGW和目的地为该NRI的IP地址的PDN接收业务。在这些实施例中，不要求SGW维护活动/备用NRI映射表，这是因为要求的所有操作是SGW维护与NRI和该NRI的IP地址的关联。在一个实施例中，每个UE会话包括服务于该UE会话的TON-GW的IP地址。在此实施例中，UE会话中的IP地址是NRI的IP地址，并且由于IP地址将在服务于NRI的TON-GW发生故障时由另一 I3DN-GW服务，因此，不要求NRI映射表。在此实施例中，PDN连接与NRI的IP地址而不是I3DN-GW的特定IP地址相关联。
在每TON-GW利用单个IP地址而不是每NRI的IP地址的实施例中，方法通过更新到每个APN切片的路由继续。在点6，新APN切片路由(例如，RIP信息)从I3DN-GW池导出到适用的I3DNJfroN-GW IP地址指示为用于由故障I3DN-GW以前服务的每个NRI的下一跳。在带有备用I3DN-GW的实施例中，用于备用TON-GW的RIP信息以前已导出，并且要求的所有操作是备用I3DN-GW路由的度量更低，并且以前活动TON-GW的度量增大，使得根据路由选择算法，到新活动PDN-GW的路由是优选的。在创建新备用UE会话时，为每个NRI和接管作为用于该NRI的备用PDN-GW的PDN-GW生成新RIP信息。此RIP信息以比新活动RIP信息更高的度量，并且比以前活动RIP信息更低的度量导出。
图4是框图，示出根据本发明的实施例、响应PDN-GW停止服务的PDN-GW池102。除包括响应I3DN-GW 102C停止服务(图中通过TON-GW 102C上的叉号指示)而出现的多个点/操作和更改指示外，此图 与图1A相同。在此图中，TON-GW 102C在点I停止运行(例如，由于服务更新)。点2显示临时数据隧道在TON-GW 102C与每个其它TON-GW 102A、102B和102D之间建立，这是因为每个TON-GW在服务于与TON-GW 102C对应的备用UE会话。临时数据隧道示为跨数据连接120D (在102A与102C之间)、120B (在102B与102C之间)和120C(在102C与102D之间)。这些数据连接以粗实线示出以指示此类数据连接充当临时数据隧道。除在此时间内从APN 101到达的目的地为TON-GW 102C的数据随后被转发到接管用于收到的数据所来自的NRI的活动服务的PDN-GW外，点3、4、5和6与参照图3所述相同。这样，来自NRI的数据将在点6更新RIP前到达适当的TON-GW。来自SGW池103的信息可继续发送到对应NRI而不转发到用于该NRI的新活动I3DN-GW,或者它可转发到用于该NRI的新活动I3DN-GW,直至在点5更新NRI映射表。这样，TON-GW 102C的关闭对UE装置106透明进行，并且不导致服务中断。点7指示临时数据隧道被去除，并且TON-GW 102C在所有对应UE会话已激活，新备用UE会话已创建，以及RIP信息已导出到APN后才关闭。
图5是框图，示出根据本发明的实施例、在图3和4所示操作已执行后的结果roN-GW池102。除roN-GW 102C在不活动状态(在不可操作状态)外，图5与图1A相同。在图5中，每个可操作I3DN-GW 102 AU02B和102D具有对应于激活的UE会话和新创建的备用UE会话的另外活动和备用UE会话(如在图3和4中所述)。
图6是框图，示出根据本发明的实施例、响应复活不活动F1DN-GW (例如，添加新TON-GW，替代进入不可操作状态的H)N-GW，或者恢复进入不可操作状态的I3DN-GW)的roN-GW池102。除roN-GW 102C已从不可操作状态转到可操作状态，并且包括响应roN-GW102C的操作状态而发生的多个点/操作和更改以外，图6与图5相同。在点1，H)N-GW 102C变成可操作，并且可用于参与roN-GW池102。作为响应，确定roN-GW 102C将承担作为其活动PDN-GW的责任的NRI (及因此与那些NRI相关联的UE会话);以及在支持备用UE会话的实施例中，I3DN-GW 102C将承担作为其备用PDN-GW的责任的NRI (及因此与那些NRI相关联的UE会话)。做出这些确定的实体可在不同的实施例中不同(例如，它可以是TON-GW池102，或者它可以是MME 115的会话弹性模块116)。在图6中，确定TON-GW 102C将变成用于NRI 1、3和9的活动TON-GW，并且将变成用于NRI 4、6和10的备用TON-GW。在点2，在对于TON-GW 102C正承担作为其活动或备用I3DN-GW的某一责任的NRI而言是活动和/或备用PDN-GW的每个TON-GW 102AU02B和102D之间建立临时数据隧道。这些临时数据隧道如前面在图4中所述般建立。在点3，将确定的活动和备用会话从TON-GW 102 A、102B和102D转移到TON-GW 102C。在点4，如参照图3所述，更新NRI映射表条目以指示PDN-Gff 102C已承担对于对应NRI的活动或备用责任。在点5，如参照图3中的点6所述，更新APN切片路由。在点6，去除临时数据隧道，并且PDN-GW池102完成将TON-GW 102C复活为I3DN-GW池102中的可操作参与方。TON-GW 102C在被复活时，与正从第一活动TON-GW转移到TON-GW 102C的UE会话相对应的数据以如参照图4所述相同的方式跨临时数据隧道被转发到PDN-GW 102C。
图7是框图，示出根据本发明的实施例、包括H)N、SGW池和多个TON-GW(分解图中示出一个roN-GW)以便提供N+M汇集会话弹性的系统。诸如图1A的roN-GW 102C等第一PDN-Gff耦合到一个或多个TON 190，每个TON指派有APN和多个IP地址。每个APN被切片成指派有用于该I3DN的多个IP地址的子集的多个APN切片，如APN切片101A-101P。第一PDN-Gff 102A还耦合到一个或多个其它I3DN-GW,如I3DN-GW 102B-102D,并且耦合到SGW池103。第一 TON-GW 102A包 括多个端口 715A-715Z、耦合到多个端口 715A-715Z的会话弹性模块716、处理器720和存储器730。处理器720 (单核或多核；如果多核，则为对称或非对称核)可以是任何类型的体系结构，如CISC、RISC、VLIW或混合体系结构。处理器720也可包括多种其它组件，如存储器管理单元和主存储器总线接口。此处，处理器720可还在相同芯片内的一个或多个管芯上实现。虽然此实施例相对于单个处理器TON-GW进行描述，但其它实施例是多处理器H)N-GW。存储器730和数据业务表示一个或多个机器可读媒体。因此，机器可读媒体包括提供(即，存储和/或传送)机器(例如，计算机)可读形式信息的任何机构。例如，机器可读媒体可以是机器可读存储媒体(例如，磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器装置)、机器可读通信媒体(例如，电气、光学、声学或其它形式传播信号一如载波、红外信号、数字信号等)等。
在一个实施例中，会话弹性模块716是处理器720内的子模块，而在其它实施例中，会话弹性模块716是耦合到处理器720的单独模块。会话弹性模块716配置成接收与在PDN连接启动时第一 TON-GW 102A作为活动TON-GW服务于的UE会话对应的信息。会话弹性模块716配置成存储活动UE会话信息，并且定期传送活动UE会话信息到在充当用于由UE会话信息表示的UE会话的备用TON-GW的一个或多个其它I3DN-GW 102B-102D之一。在一个实施例中，会话弹性模块716包括存储和维护在第一 I3DN-GW 102A上活动UE会话的活动UE会话模块716A。在另一实施例中，会话弹性模块716耦合到存储器730，并且活动UE会话信息存储在存储器730中。
会话弹性模块717还配置成接收与第一 I3DN-GW 102A作为备用I3DN-GW服务于的UE会话对应的信息。第一 roN-GW 102A接收来自作为用于该UE会话的活动roN-GW的其它roN-GW 102B-102D之一的UE会话信息。此信息作为备用UE会话与第一 PDN-GW上保持同步，使得如果以及在其它I3DN-GW的对应一个TON-GW进入不可操作状态时，第一 I3DN-GW102A能够激活备用UE会话。在一个实施例中，会话弹性模块716包括存储和维护在第一PDN-Gff 102A上备用UE会话的备用UE会话模块716B。在另一实施例中，会话弹性模块716耦合到存储器730，并且备用UE会话信息存储在存储器730中。
会话弹性模块716还配置成认识第二 TON-GW何时进入不可操作状态，并且作为响应，激活每个与第二 I3DN-GW上UE会话相关联的多个备用UE会话的一个或多个会话。此外，会话弹性模块716配置成通知SGW池103第一 TON-GW 102A已激活多个备用UE会话的一个或多个会话。会话弹性模块716可以硬件、软件或两者的组合形式实现。
在诸如MME未通知TON-GW其它TON-GW在进入不可操作状态的一个实施例中，第一 roN-GW 102A还包括耦合到多个端口 715A- 715Z的心跳模块717。心跳模块717配置成将状态查询消息传送到一个或多个其它I3DN-GW 102B-102D,并且在一个或多个其它PDN-Gff 102B-102D之一未响应状态查询消息时通知会话弹性模块716。作为对未能做出响应的反应，会话弹性模块716能够激活在故障TON-GW上活动UE会话相关联的任何备用UE会话。在MME通知TON-GW其它TON-GW在进入不可操作状态的一实施例中，MME将执行心跳功能性，并且I3DN-GW将通过多个端口 715A-715Z之一耦合到MME。当然，PDN-GW 103A包括为避免混淆本发明而未示出的多种其它组件。
图8是框图，示出根据本发明的实施例、包括H)N-GW、UE装置和一个或多个SGW的集合(分解图中示出一个SGW)以便提供N+W汇集会话弹性的系统。诸如SGW 103A等第一SGff耦合到一个或多个基站105，基站又将第一 SGW 103A与一个或多个UE装置106耦合。第一 SGW还耦合到I3DN-G·W池102，并且可选地耦合到一个或多个其它SGW 103B-103C。第一 SGW 103A包括多个端口 815A-815Z、耦合到多个端口 815A-815Z的会话弹性模块818、处理器820和存储器830。处理器820 (单核或多核；如果多核，则为对称或非对称核)是任何类型的体系结构，如CISC、RISC、VLIff或混合体系结构。处理器820也可包括多种其它组件，如存储器管理单元和主存储器总线接口。此处，处理器820可还在相同芯片内的一个或多个管芯上实现。虽然此实施例相对于单个处理器SGW进行描述，但其它实施例是多处理器SGW。存储器830还表示机器可读存储媒体。
在一个实施例中，会话弹性模块818是处理器820内的子模块，而在另一实施例中，会话弹性模块818是耦合到处理器820的单独模块。会话弹性模块818配置成维护多个UE会话，并且维护NRI映射表。如参照图1-6所述的NRI映射表包含多个NRI映射表条目。每个NRI映射表条目与SGW服务的一个或多个UE会话有关，并且包括指定在TON-GW池103中用于与一个或多个UE会话相关联的NRI的活动PDN-GW的信息。在一个实施例中，NRI映射表条目还包括将I3DN-GW池103中备用TON-GW与对应NRI相关联的信息。然而，在每个NRI指派有单独IP地址的实施例中，NRI映射表条目不必包含备用I3DN-GW信息，这是因为备用TON-GW变成用于NRI的活动TON-GW的情况下将使用相同的地址。在一个实施例中，会话弹性模块818在存储器830中存储NRI映射表条目，而其它实施例包括存储NRI映射表条目的会话弹性模块内存储器。会话弹性模块818配置成将用于每个UE会话的业务路由选择到在用于该UE会话的对应NRI的NRI映射表中指定的活动H)N-GW。会话弹性模块还配置成接收I3DN-GW池103中多个I3DN-GW之一进入了不可操作状态的通知，并且作为响应，开始将以前寻址到该不可操作PDN-GW的业务路由选择到I3DN-GW池103中的其它PDN-Gff0在NRI映射表可包含指定用于每个NRI的备用I3DN-GW的信息的实施例中，会话弹性模块更新NRI映射表条目以将备用I3DN-GW指定为用于以前将该不可操作TON-GW指定为活动I3DN-GW的NRI映射表条目的活动TON-GW。这样，在接收不可操作I3DN-GW的通知时，会话弹性模块能够切换到用于与不可操作PDN-GW相关联的UE会话的备用TON-GW。此外，会话弹性模块配置成接收指示用于一个或多个NRI的活动和/或备用TON-GW的NRI映射表更新消息。响应接收NRI映射表更新消息，会话弹性模块818更新对应的NRI映射表条目。会话弹性模块818可以硬件、软件或两者的组合形式实现。
在SGW池103中的每个SGW服务于活动和备用UE会话(如图1B所示)的一个实施例中，第一 SGW 103A还包括耦合到多个端口 815A-815Z的心跳模块819。心跳模块817配置成将状态查询消息传送到SGW池103中一个或多个其它SGW 103A-102C,并且在一个或多个其它SGW 103A-103C之一未响应状态查询消息时通知会话弹性模块818。作为对未能做出响应的反应，会话弹性模块818能够激活用于与故障SGW相关联的NRI的一个或多个备用UE会话。在MME通知SGW其它SGW在进入不可操作状态的一实施例中，MME将执行心跳功能性，并且SGW将通过多个端口 815A-815Z之一耦合到MME。当然，SGW 103A包括为避免混淆本发明而未示出的多种其它组件。
备选实施例虽然图中的流程图示出本发明的某些实施例执行的操作的特定顺序，但应理解，此类顺序是示范(例如，备选实施例可以不同的顺序执行操作，组合某些操作，重叠某些操作 O
虽然本发明已根据几个实施例描述，但本领域的技术人员将认识到本发明不限于所述实施例，通过在随附权利要求的精`神和范围内的修改和变化，能够实践本发明。描述因此要视为是说明性的而不是限制。
权利要求
1.一种在分组数据网络网关(roN-GW)池中的第一roN-GW中执行的方法，所述roN-GW池用于在用户设备(UE)装置与外部PDN之间通过接入点名称(APN)提供数据连通性，其中所述第一 I3DN-GW耦合到第二 TON-GW，以及所述方法用于通过在所述第二 I3DN-GW变得不可操作后允许所述第一 I3DN-GW为所述第二 TON-GW以前服务的一个或多个UE会话提供连通性，来提供UE会话弹性，所述方法包括以下步骤: 认识到所述第二 TON-GW进入不可操作状态； 激活多个备用UE会话，其中所述备用UE会话是所述第二 TON-GW原来是其活动TON-GW的UE会话的同步副本，每个所述UE会话与UE装置和识别APN切片的网络资源标识符(NRI)相关联，所述APN切片与所述外部PDN中因特网协议地址的子集相对应；以及 将消息传送到服务网关(SGW)，所述SGW用于在一个或多个所述UE装置与所述I3DN-GW池之间提供数据连通性，其中所述消息指示所述第一 TON-GW已激活与所述SGW服务的一个或多个UE装置相关联的备用UE会话，目的在于所述SGW将以前发往所述第二 PDN-GW的业务引导到所述第一 I3DN-GW, 由此通过允许所述第一 TON-GW激活所述多个备用UE会话而不通知与在所述第一PDN-Gff上备用UE会话相关联的每个UE装置，在TON-GW池中实现UE会话弹性。
2.如权利要求1所述的方法，其中传送到所述SGW的所述消息指示多个NRI，每个NRI与一个或多个所述备用UE会话相关联，而备用UE会话与所述SGW服务的UE装置相关联。
3.如权利要求1所述的方法，其中传送到所述SGW的所述消息是指示多个NRI映射表条目的更新的NRI映射表更新消息，每个NRI映射表条目指示用于特定NRI的活动TON-GW和备用TON-GW，并且所述NRI映射表更新消息包括对应于与一个或多个所述备用UE会话相关联的NRI的条目。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一I3DN-GW认识到所述第二 I3DN-GW正被命令进入所述不可操作状态，所述方法还包括: 在所述第一 I3DN-GW与所述第二 I3 DN-GW之间建立临时数据隧道； 从所述第二 TON-GW接收对应于所述备用UE会话的会话数据；以及 响应接收所述SGW已响应所述传送的消息的指示,关闭所述临时数据隧道。
5.如权利要求1所述的方法，还包括更新所述备用UE会话的所述NRI相关联的所述APN切片之间的数据路由。
6.一种在服务网关(SGW)中执行的方法，所述SGW用于在用户设备(UE)装置与分组数据网络网关(PDN-GW)池之间提供数据连通性，所述I3DN-GW池在外部PDN与所述SGW之间提供数据连通性，其中所述SGW耦合到所述I3DN-GW池中的第一 TON-GW和第二 TON-GW，并且所述方法用于通过允许所述SGW在所述roN-GW池与UE装置之间将业务从所述第一 roN-GW重新路由选择到所述第二 roN-GW，来提供UE会话弹性，所述方法包括以下步骤: 通过插入包括第一网络资源标识符(NRI)映射表条目的多个NRI映射表条目，创建NRI映射表，其中所述第一 NRI映射表条目将第一 NRI与作为用于所述第一 NRI的活动TON-GW的所述第一 I3DN-GW相关联，其中所述第一 NRI与接入点名称(APN)的第一切片相关联，所述第一切片与所述外部I3DN中因特网协议地址的子集相对应，并且所述UE装置在与所述APN的所述第一切片通信； 将用于UE会话的数据业务路由选择到所述第一 TON-GW，其中所述UE会话是用于在所述UE装置与所述APN的所述第一切片之间的业务； 接收指示所述第一 TON-GW进入了不可操作状态的消息，并且响应接收所述消息:更新所述第一 NRI映射表条目以指示在所述第一 NRI与作为用于所述第一 NRI的所述活动I3DN-GW的所述第二 I3DN-GW之间的关联， 将用于所述UE会话的数据业务路由选择到所述第二 TON-GW ； 由此通过允许所述SGW将来自所述UE装置的数据业务重新路由选择到活动TON-GW而不通知所述UE装置从所述第一 roN-GW到作为所述活动roN-GW的所述第二 roN-GW的更改，实现UE会话弹性。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述收到消息还指示所述第二TON-GW已承担作为用于UE会话的所述活动roN-GW的责任，所述UE会话在所述第一 NRI与和所述第一 NRI相关联的所述APN中的切片进行通信的UE装置之间。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述NRI映射表的所述创建还包括将所述第一NRI与作为用于所述第一 NRI的备用TON-GW的所述第二 TON-GW相关联，所述收到消息还指示所述第二 I3DN-GW已承担作为用于所述第一 NRI的所述活动TON-GW的责任，并且所述消息还指示第三PDN-GW已承载作为用于所述第一 NRI的备用PDN-GW的责任。
9.如权利要求6所述的方法，还包括以下步骤: 将每个NRI映射表条目与备用I3DN-GW相关联，其中所述第一 NRI映射表条目与作为用于该NRI的所述备用PDN-GW的所述第二 PDN-GW相关联，以及其中第二 NRI映射表条目与作为用于该NRI的所述活动TON-GW的所述第一 TON-GW相关联； 响应接收指示所述第一 TON-GW进入了所述不可操作状态的所述消息: 从所述NRI映射表条目为指示所述第一 I3DN-GW是用于那些NRI的所述活动I3DN-GW的所有NRI映射表条目确定备用H)N-GW，以及 更新指示所述第一 I3DN-GW是所述活动TON-GW的所有NRI映射表条目以指示每个条目的所述备用I3DN-GW现在是用于该条目的所述活动H)N-GW。
10.第一分组数据网络网关 (PDN-GW)，在roN-GW池中要通过数据隧道耦合到第二PDN-GW,所述TON-GW池在外部PDN与用户设备(UE)装置之间提供数据连通性，所述第一roN-GW通过在所述第二 roN-GW变得不可操作后为所述第二 roN-GW以前服务的一个或多个UE会话提供数据连通性，来提供UE会话弹性，所述第一 I3DN-GW包括: 处理器； 一个或多个端口的集合，耦合到所述处理器，并且要耦合到服务网关(SGW)池和一个或多个接入点名称(APN)切片，每个APN切片与所述外部TON中因特网协议地址的子集相对应； 存储器，耦合到所述处理器以存储多个活动UE会话和多个备用UE会话，每个活动和备用UE会话要与UE装置和所述一个或多个APN切片之一的网络资源标识符相关联；以及会话弹性模块，耦合到所述存储器以维护所述多个活动UE会话和备用UE会话，所述会话弹性模块配置成: 认识到所述第二 TON-GW何时进入不可操作状态， 激活所述多个备用UE会话的一个或多个会话，每个激活的备用UE会话要与所述第二TON-GW相关联，通知所述SGW池所述第一 roN-GW已激活所述多个备用UE会话的所述一个或多个会话； 由此通过允许所述第一 I3DN-GW激活多个备用UE会话而不通知与在所述第一 I3DN-GW上备用UE会话相关联的每个UE装置，在TON-GW池中实现UE会话弹性。
11.如权利要求10所述的第一TON-GW，还包括: 心跳模块，与一个或多个端口的所述集合和所述会话弹性模块耦合，所述心跳模块配置成将状态查询消息传送到所述第二 roN-GW，并且在所述第二 roN-GW未能响应时通知所述会话弹性模块。
12.如权利要求10所述的第一roN-GW，其中所述会话弹性模块还配置成: 从所述第二 I3DN-GW接收对应于所述多个备用UE会话的一个或多个会话的UE会话数据；以及 根据所述收到的UE会话数据更新所述多个备用UE会话的所述一个或多个会话。
13.一种服务网关(SGW)，要耦合到用户设备(UE)装置和包括第一分组数据网络网关(PDN-Gff)和第二 TON-GW的TON-GW池，所述SGW在所述UE装置与所述TON-GW池之间提供数据连通性，并且通过允许所述SGW在所述TON-GW池与UE装置之间将业务从所述第一PDN-Gff重新路由选择到所述第二 H)N-GW，来提供UE会话弹性，所述SGW包括: 处理器； 一个或多个端口的集合，耦合到所述处理器，并且要耦合到一个或多个接入点名称(APN)切片，每个APN切片与所述外部I3DN中因特网协议地址的子集相对应； 存储器，耦合到所述处理器以存储网络资源标识符(NRI)映射表，所述NRI映射表配置成存储将NRI与活动TON-G W相关联的NRI映射表条目，其中每个NRI识别一个或多个APN切片；以及 会话弹性模块，耦合到所述存储器，所述会话弹性模块维护多个UE会话，维护所述NRI映射表，并且配置成: 创建第一 NRI映射表条目以将第一 NRI和作为用于所述第一 NRI的所述活动I3DN-GW的所述第一 I3DN-GW相关联， 将与所述第一 NRI相关联的数据业务路由选择到所述第一 TON-GW， 接收所述第一 TON-GW进入了不可操作状态的通知， 更新所述第一 NRI映射表条目以将所述第一 NRI与作为用于所述第一 NRI的所述活动PDN-Gff的所述第二 PDN-GW相关联，以及 将与所述第一 NRI相关联的数据业务路由选择到所述第二 TON-GW ； 由此通过允许所述SGW将来自所述UE装置的数据业务重新路由选择到活动TON-GW而不通知所述UE装置从所述第一 roN-GW到作为所述活动roN-GW的所述第二 roN-GW的更改，实现UE会话弹性。
14.如权利要求13所述的SGW，其中所述第一NRI映射表条目要还将所述第一 NRI与作为用于所述第一 NRI的所述备用I3DN-GW的所述第二 I3DN-GW相关联。
15.如权利要求13所述的SGW，其中所述会话弹性模块还配置成: 接收要指示所述第一 NRI映射表条目的更新的NRI映射表更新消息；以及 响应所述NRI映射表更新消息，根据所述NRI映射表更新消息来更新所述第一 NRI映射表条目。
16.如权利要求15所述的SGW，其中所述NRI映射表更新消息要指示所述第二 I3DN-GW作为所述活动I3DN-GW与所述第一 NRI相关联，以及第三I3DN-GW作为备用I3DN-GW与所述第一 NRI相关 联。
全文摘要
本发明的实施例包括用于提供在耦合到第二PDN-GW的第一PDN-GW中执行的UE会话弹性的方法，两个PDN-GW均在PDN-GW池中。方法通过在第二PDN-GW变得不可操作后允许第一PDN-GW为第二PDN-GW以前服务的UE会话提供连通性，提供了UE会话弹性。第一PDN-GW认识到第二PDN-GW出现故障，并随后激活多个备用UE会话。每个备用UE会话是对应于在第二PDN-GW上服务的以前活动UE会话的备用UE会话。每个备用UE会话与UE装置和APN切片的网络资源标识符相关联。第一PDN-GW将消息传送到在服务于UE会话的SGW，消息指示SGW应将以前发往第二PDN-GW的业务引导到第一PDN-GW。
文档编号H04L29/08GK103250398SQ201180057622
公开日2013年8月14日 申请日期2011年11月9日 优先权日2010年11月30日
发明者S.邦尼耶, H-A.伦德, L.G.F.阿尔斯特伦 申请人:瑞典爱立信有限公司