专利名称：移动网络网关之间的用户会话路由的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动网路，更具体地，涉及移动网络内的会话处理。
背景技术：
蜂窝无线接入网是小区(cell)的集合，每一个小区都包括能够向用户的无线装置传输和中继信号的至少一个基站。“小区”通常表示利用特定频率或频率范围来传输数据的 移动网络的特定区域。典型的基站是固定了在特定频率上传输和接收数据的多个天线的塔楼。诸如蜂窝式或移动电话、智能电话、照相手机、个人数字助理(PDA)、以及膝上型计算机的无线装置能够以指定频率发起或以其他方式将信号传输至基站，从而发起通话或数据会话且开始传输数据。移动服务提供商将在基站上从无线装置接收的蜂窝信号(例如，时分多址接入(TDMA)信号、正交频分复用(OFDM)信号、或码分多址接入(CDMA)信号)转换为用于在分组网络内传输的互联网协议(IP)数据包。已经提出大量标准来有助于蜂窝信号到IP数据包的转换和传输，例如，由全球移动通信系统(GSM)协会标准化的通用分组无线业务(GPRS)、通用移动通信系统(UMTS)架构、称作长期演进(LTE)的UMTS演进、互联网工程任务组(IETF)标准化的移动IP、以及由第三代合作伙伴计划(3GPP)、第三代合作伙伴计划2 (3GPP/2)和全球微波互联接入(WiMAX)论坛提出的其它标准。典型的3GPP移动服务提供商网络、或移动网络包括核心分组交换网、传输网、一个或多个无线接入网。用于移动网络的核心分组交换网在无线装置(其附至无线接入网之一)与分组数据网(PDN)之间的路径上的许多服务节点中建立逻辑连接(称为，承载)。于是，服务节点利用该承载(bearer)传输无线装置与TON (例如，可以包括互联网、企业内联网、层3VPN以及服务提供商的专用网)之间交换的用户流量。各种PDN向无线装置提供各种分组数据服务从而使无线装置能够与TON的其它服务器或应用来交换服务数据。移动网络可以选择提供接入特定TON的大量网关中的一个，从而服务于特定的无线装置数据会话。
发明内容
大体上，描述了用于移动网络网关之间的用户会话路由的技术。该技术向移动网络的操作者提供一定程度的对移动网络网关的用户会话的分配选择的灵活性、细粒度控制。此外，用户会话的选择和分配不必完全是在移动服务提供商网络内部署的诸如移动管理设备(MME)的集中控制系统的任务。如本文中所描述的，单独的移动网络网关可以动态地将利用移动网络网关接收的会话请求重定向至另一移动网络网关。鉴于移动用户的具体需求，可以基于每个网关设备的能力而在移动网络网关之间路由会话请求。移动网络的网关中的异构静态和动态能力使得一些网关不能够服务于附至移动网络的无线装置所请求的特定会话。由移动网络操作者在每个网关内配置进而由网关应用的一组策略使网关能够识别会话请求并将其卸载至具有服务于该会话的当前性能的移动网络的另一网关。这些策略可以定义条件和动作，从而提供用户会话至适当网关的灵活路由。例如，单独的移动网关可以应用配置文件从而确定它们是否被配置为支持从上游服务网关接收的对于移动用户的用户特定计费和统计请求(例如，在线计费或离线计费请求)。在一个实例中，移动网络操作者将接入点名称(APN)与服务选择配置文件相关联，其中，移动装置通过该接入点名称来识别和请求服务提供商网络服务，该服务选择配置文件定义策略(其定义了用于参考所关联的APN的会话请求的匹配标准和动作)。示例性的标准包括用于会话请求的移动用户标识符(MSI)、无线接入技术(RAT)类型(无线装置通过以该类型与移动网络通信)、针对所请求的会话所需的特定计费服务、以及网关上的动态会话负荷。对于与所请求的APN关联的服务选择配置文件中的标准相比配的会话请求，接收网关可以将该会话请求重定向至更合适的网关、对用户会话应用合法拦截(LI)、或完全丢弃/拒绝该会话请求。 因此，该技术可以向移动网络操作者提供在会话锚(anchor)(例如，网关)处对于将会话请求路由至移动网络内的各个网关的粒状决策权。由于移动网络操作者不必对于源自该移动网络之外的会话请求至网关的路由进行控制(如，在漫游装置连接另一移动网络的情况)，该技术给予了操作者考虑到所请求会话的特定需求的、对于网关选择进行控制的附加灵活性。在一个实例中，一种方法，包括通过提供接入分组数据网络服务的移动服务提供商网络的第一网关接收会话请求，并且将来自第一网关的会话请求重定向至移动服务提供商网络的第二网关。在另一实例中，网关包括从网关驻留在其中的移动服务提供商网络接收会话请求的数据平台，以及将来自该网关的会话请求重定向至移动服务提供商网络的另一网关的控制平台。在另一实例中，一种包含指令的非易失性计算机可读介质。该指令使一个或多个可编程处理器通过提供接入分组数据网服务的移动服务提供商网络的第一网关接收会话请求，并且将来自第一网关的会话请求重定向至移动服务提供商网络的第二网关。在附图和下面的描述中阐述了本发明的一个或多个实施方式的细节。本发明的其它特征、目的、以及优点从描述和附图以及从权利要求中将显而易见。
图I是示出了根据所述技术在移动网络网关之间执行用户会话路由的示例性网络系统的框图。图2是示出根据本公开中所描述的技术具有重定向会话请求的分组数据网(PDN)网关的示例性网络系统的框图。图3是更详细地示出了根据本文描述的技术执行会话请求重定向的移动网络网关的示例性实例的框图。
图4是示出进行操作从而应用服务选择配置文件并且潜在地将用户会话重定向至其它移动网关设备从而用于针对该会话的控制平台锚的服务单元的示例性部件的框图。
具体实施例方式图I是示出了根据所描述的技术的用于执行会话请求重定向的示例性网络系统2的框图。在该示例中，网络系统2包括耦接至移动服务提供商网络4的分组数据网络(PDN)12。分组数据网络12支持对于无线设备6的请求以及使用是可用的一个或多个基于分组的服务。作为示例，PDN12例如可以提供批量数据传送、经由网络协议传送语音(VoIP)、网络协议电视(IPTV)、短消息服务(SMS)、无线应用协议(WAP)服务或用户特定应用服务。分组数据网络12可以包括例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网、虚拟LAN (VLAN)、企业LAN、层3虚拟专用网(VPN)、由操作移动服务提供商网络4的移动服务提供商操作的网络协议(IP)内联网、企业IP网络及其一些组合。在各个实施方式中，PDN12连接至公共WAN、互联网或其他网络。分组数据网络12执行一种或多种分组数据协议(PDP)，诸如，IP (IPv4 和/或IPv6)、X. 25或点对点协议(PPP)，以实现对于可利用的服务的包传输。无线设备6是无线通信设备，例如可以包括需给电表、诸如运动检测器或门锁的安全设备、灯、移动电话、具有例如3G无线卡的膝上型或桌上型计算机、支持无线的笔记本、视频游戏设备、寻呼机、智能电话或个人数据助理(PDA)。无线设备6可以运行一个或多个应用，例如计量应用、监听、移动呼叫、视频游戏、视频会议以及电子邮件等。运行在无线设备6上的一些应用可以需要接入PDN12提供的服务。在各种架构实施方式中，无线设备6也可以称为用户设备(UE)或移动站(MS)。服务提供商操作移动服务提供商网络4，从而为无线设备6提供网络接入、数据传输以及其他服务。通常，移动服务提供商网络4可以实施任何通常定义的蜂窝网络架构，其包括由例如全球移动通信系统协会(GSM))、第三代合作伙伴计划(3GPP)、第三代合作伙伴计划2 (3GPP/2)、互联网工程任务组(IETF)以及全球互通微波存取(WiMAX)论坛的标准体所定义的那些架构。例如，移动服务提供商网络4可以实施GSM架构、通用分组无线服务(GPRS)架构、通用移动电信系统(UMTS)架构以及UMTS的演变(被称为长期演进，LTE)中的一个或多个，其中的每一个是由3GGP标准化的。移动服务提供商网络4可以可替换地实施或与上述中的一个结合来实施码分多址存取2000 (CDMA2000)架构或增强型数据速率GSM演进(EDGE)架构。移动服务提供商网络4可以再次可替换地实施或可以与上述中的一个或多个结合来实施由WiMAX论坛定义的WiMAX架构。移动服务提供商网络4包括移动核心网络8以及无线接入网络6。无线设备6使用无线链路与无线接入网络6的基站14通信，以访问移动服务提供商网络4。在一些实施方式中，移动服务提供商网络4可以包括耦接至移动核心网络8的多无线接入网络。移动核心网络8和无线接入网络6可以经由回程网络(未示出)通信以在基站14与移动网关10A-10B(“移动网关10”)之间传输移动数据并且控制基站14与移动网关10A-10B(“移动网关10”)之间的通信量，其中回程网络包括以路基传输线(通常由服务提供商租用来用于移动服务提供商网络)。回程网络还包括诸如聚合设备和路由器的网络设备。移动核心网络8提供无线接入网络6与TON12之间的会话管理、移动管理以及传输服务，以支持无线设备6对TON12的接入。移动核心网络8经由各条通信链路以及网关10的相关接口耦接至TON12。移动核心网络8可以包括例如通用分组无线服务(GPRS)核心分组交换网络、GPRS核心电路交换网络、基于IP的移动多媒体核心网络或分组核心演进(EPC)0移动核心网络8包括一个或多个包处理节点，以支持防火墙、负载平衡、账单、深度包检测(DPI)以及用于遍历移动核心网络进行移动通信的其他服务。移动网关10用作至PDNl2的网关，并且均可以包括例如网关GPRS服务节点(GGSN)、接入网关(GW)或分组数据网关(P-GW)。移动网关10均可以包括执行路由协议以识别移动核心网络8或PDN12至各个目的地所经由的路径的路由器。无线接入网络6将无线设备6连接至核心网络8，并且提供接入控制、分组数据路由以及传输、移动管理、安全性、无线资源管理以及网络管理。无线接入网络6可以例如包括GSM无线接入网络(GRAN)、WiMAX无线接入网络、UMTS无线接入网络(UTRAN)或UTRAN的演进(被称为E-UTRAN)。例如，基站14可以包括节点B、演进的节点B (或“eNodeB”)，或无线接入节点。无线接入网络6的其他实施方式可以包括附加的基站以及诸如无线网络控制器(RNC)的中间设备。·移动核心网络8、无线接入网络6以及无线设备6协作以建立和操作承载(bearer),以在无线设备6与TON12之间以PDP包数据单元(PDU)的形式传输移动通信量，承载以组合的方式包括一个或多个服务承载。通常，承载是在移动服务提供商网络4中的网络资源和数据传输功能的集合，以在两个网络实体之间传送用户通信量。承载可以包括两个网络设备之间的路径、逻辑连接或物理或无线连接。承载可以包括例如演进的数据分组系统(EPS)承载。关于承载的建立以及管理的其他细节可以在以下各项中找至Ij :“3GPP TS23. 401-General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access Network”,版本 10. 0. 0,第三代合作伙伴计划,技术说明书组服务以及系统方面，2010年6月，以及“3GPP TS36. 300-Evolved UniversalTerrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)OveralIDescription”发布10,第三代合作伙伴计划，技术说明书组无线接入网，2010。例如,可以根据会话数据以及在无线设备6、无线接入网络6的元以及包括一个移动网关9的移动核心网络8的元上执行的各个协议来操作无线设备6与TON12之间的特定服务承载。服务承载可以由多个子承载组成，该多个子承载使操作各个子承载来实施服务承载的各个元件连接。尽管本文中为了便于描述，关于一个或多个特定架构进行描述，但移动服务提供商网络4可以实施任何架构，由任何标准体以及那些专用私有所阐述的那些。此外，本技术可以应用于由这些架构支持的任何移动数据协议。因此，这些技术不应局限于本文中所提及的蜂窝架构，以及由这些架构支持的移动数据协议。因此，移动核心网络8的移动网关10以及其他元以及基站和无线接入网络6的其他元可以代表在上述移动网络架构的任一个中存在的设备的抽象。为了发起建立服务承载以访问TON12的服务，无线设备6向移动服务提供商网络4发出会话请求16。会话请求16包括对于移动服务提供商网络4标识无线设备6的无线识别码。无线识别码可以代表例如国际移动用户识别码(IMSI)、临时移动用户识别码(TMSI)、P-TMSI、系统架构演进(SAE)TMSI或S-TMSI、国际移动设备识别码(MEI )、签约者的用户名称、MSISDN号(例如，“移动用户综合服务数字网络号”)或标识无线设备6的其他数据。无线接入网络6将会话请求传送至移动核心网络8，并且移动核心网络基于所请求的服务选择用于服务会话请求的移动网关10A，并且将会话请求传输至所选的移动网关IOA0尽管在图I中示出了从无线设备6至移动网关IOA的单个消息，但是会话请求16可以代表遍历无线接入网络6和移动核心网络8的中间网络设备的多个消息，以便于在无线设备6与网关IOA之间建立服务承载。例如，在LTE架构中，会话请求16可以代表由无线设备6向由基站4表示的eNode B发出的初始Attach Request (附着请求)消息,其中基站将该请求转发至移动核心网络8的MME。MME可以将在Attach Request消息中接收到的包括无线设备识别码的信息结合于第一 Create Session Request (创建会话请求)消息(也由会话请求16表示)中，然后，MME将该第一 Create Session Request消息发送至移动核心网络8的服务网关(S-GW)。S-GW产生第二 Create Session Request消息，其将由S-GW在第一 Create Session Request中接收到的信息(例如,无线设备识别码)结合。由S-GW发送至用作LTE网络的EPC的PGW的移动网关10A的第二 Create Session Request消息也由会话请求16表示。作为另一示例，会话请求16可以代表从无线设备6至移动核心网络 8的SGSN的Activate PDP Context Request (激活PDP上下文请求)消息以及从SGSN至用作GGSN的移动网关10A的Create PDP Context Request (创建PDP上下文请求)消息。其他移动网络架构可以具有相似的消息发送方案，以建立无线设备6与移动网关10A之间的请求会话。此外，初始的Attach Request或Activate PDP Context Request消息可以是对一个移动网关10A向无线设备6发出的请求的响应，以发起与TON12的会话。根据本公开的技术，移动网关10A将会话请求(以会话请求16体现)重定向至使用会话请求18的移动网关10B。即，例如基于管理配置策略、移动网关10A上的当前会话负荷、将会不利地影响其服务于请求会话的能力的移动网关10A的当前状态(例如，维护模式)、和/或妨碍网关满足服务(计费或用于所请求的会话的其他需求)的移动网关10A的当前配置，移动网关10A确定移动网关10B是更适于锚定所请求的会话的网关。在一些实例中，移动网关10A可能不具有到TON12的接口，从而使得向具有到TON12的接口的移动网关10B来重定向会话请求成为必须的。移动网关10B接收会话请求18，并且建立会话和默认服务承载以运载用于无线装置6的用户业务。通常，该会话是包括移动网关10B的移动核心网8的装置与无线装置6之间的联系，无线装置6可通过无线装置6PDP地址和用于由PDN12提供的服务的接入点名字(APN)的组合而被识别。APN识别分组数据网络，并且在一些情况下还可以识别所请求的由分组数据网络提供的服务(例如，互联网、WAP、或多媒体消息服务(MMS))。APN由两部分构成(1)网络标识符，定义网关所连接的外部网络，并且可选地定义由用户请求的服务，以及(2)操作者标识符，定义特定操作者的网关位于其中的分组域网络。换言之，APN是确定用于无线装置适当网关(例如，移动网关10)的逻辑名，并且可被网关用于确定用户所请求的服务或者来自无线装置的用户包应被转发至的外部分组网络中的接入点的地址。因此，所请求的会话(下文中，“用户会话”或“会话”)是用于由PDN12提供给无线装置6服务的服务特有会话(由APN特有)。除了建立默认承载之外，移动网关10B还可在移动网关10A与无线装置6之间建立一个或多个专用承载以运载用户业务。在基于IP的移动核心网8中，会话包括IP内容接入网络(IP-CAN)会话。
在一些情况下，无线装置6漫游期间所连接的远程移动网络或移动核心网8的装置可被配置有关于移动网关10的性能的所有相关信息。作为通过移动网关10应用这些技术的结果，这些网关自身可最终确定特定的一个移动网关10以建立和锚定与会话请求16对应的会话。因为移动网关10通常具有最近的关于它们目前性能的配置和状态信息，因此该技术可改善移动服务提供商网络4的响应和整体会话处理。另外，一旦接收指示网关卸载会话请求的这样的会话请求就使能移动网关IOA的状态的和会话请求的标准的移动网关IOA的管理配置，这为移动服务提供商网络4操作者提供了灵活性和对移动网关10的选择的控制。图2是示出根据此公开中描述的技术的具有TON网关30的实例网络系统20的框图，该TON网关与用于会话的锚定和管理的彼此之间的路由用户会话相配合。网络系统20可表示图I的网络系统2的实施方式。在此实例中，网络系统20包括长期演进(LTE)移动服务提供商网络21 (“LTE网络21”)，LTE网络21包括与演进UTRAN (E-UTRAN) 22接口的分组核心演进(EPC) 26。LTE网络21使能并传送无线装置6与PDN12之间交换的服务业务。EPC26和E-UTRAN22可分别表示图I的移动核心网8和无线电接入网6的实施方式。 EPC26为网络系统20提供移动性管理、会话管理以及包路由和传递。在此实例中，EPC26包括经由在一个或多个通信链路上运行的S5接口 34逻辑地连接至服务网关28(“SGW28”)的多个PDN网关30A-30B (“PGW 30”)。PGW30可表示图I的移动网关10的实例。S5接口 34提供协议以促进用户面隧穿以及PGW30和SGW28之间的隧道管理。S5接口34可包括用户面协议栈，该协议栈包括在用户数据报协议/互联网协议(UDP/IP)上执行的GPRS隧穿协议用户面(GTP-U)。本文使用的术语“通信链路”包括任何形式的传送媒介，无线或有线的，并且可包括诸如网络装置的中间节点。SGW28管理移动性锚定、包路由和转发、合法拦截以及其他功能性。PGW30管理包过滤、合法拦截、PDP地址分配以及其他功能性。EPC26另外包括经由在通信链路上运行的Sll接口 36逻辑地连接至SGW28的移动性管理实体32 (“MME32”)。Sll接口 36提供协议，MME 32利用该协议建立和管理在SGW28处终止或遍历的承载。Sll接口 36可包括控制面协议栈，该协议栈包括在UDP/IP上执行的GTP控制面(GTP-C)。除了承载管理和建立，MME32例如管理非接入层(NAS)信令、PDN30和SGW28选择、漫游、以及认证。在一些实施方式中，EPC26包括其他的MME、SGWjP /或PGW。SGW28和MME32经由SI接口的各自方面连接至E-UTRAN22的eNode B24(“eNB24”)。具体地，SGW28经由在通信链路上运行的Sl-U接口 38逻辑地连接至eNB24，并且MME32经由在通信链路上运行的Sl-MME接口 40逻辑地连接至eNB24，以在SGW28和eNB24之间的Sl-U接口 38上建立承载。Sl-U接口 38可包括用户面协议栈，该协议栈包括在UDP/IP上运行的GTP-U。Sl-MME接口 40可包括控制面协议栈，该协议栈包括由IP上运行的流控制传输协议(SCTP)传送的SI应用协议(Sl-AP)。eNB24经由到在Uu接口 42上运行的eNB24的无线电链路而服务于无线装置6，并且可表示图I的基站14的实例。LTE网络21为无线装置6建立到TON12的服务承载，用于在无线装置和PDN之间传送服务业务。各个端至端服务承载包括遍历用户面接口(包括Uu接口 42、Sl-U接口 38以及S5接口 34)的单独的子承载。传统上，当无线装置6通过朝eNB24发送NASAttach Request消息而从LTE网络21请求包传递服务时，eNB24通知MME32以使得MME选择一个 PGW30。MME32 可使用任何 PGW 选择处理，包括 “3GPP TS23. 401-General PacketRadio Service(GPRS)enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork”的4. 3. 8. I部分中描述的PGW选择处理。例如，MME32可从域名系统(DNS)服务器44请求PGW网络地址用于由无线装置6提供给MME32的APN或者用于附接至LTE网络21的无线装置的默认APN。DNS服务器44保持或从更高层DNS服务器检索APN与可用于服务于相关的APN的PGW的网络地址之间的关联。DNS服务器44可位于LTE网络21本地或驻存于另一网络中。PGW30和TON12使用Gi接口进行通信。在所示实例中，MME32最初选择PGW30A以对于来自无线装置6的Attach Request消息锚定会话请求的会话。MME32因此在Sll接口上向SGW28发布Create Session Request消息，其包括所请求的会话的多个特性。Create Session Request例如包括PGW30A网络地址、国际移动用户标识符(IMSI)和移动台国际用户通讯录号码(MSISDN =Mobile StationInternational Subscriber Directory Number)、APN、无线电接入技术(RAT)类型、以及收费特性，以及所请求的会话的其他特性。SGW28从MME32接收Create Session Request,并且生成和发送Create Session Request消息46至PGW30A，以试图建立或重新使用SGW28与PGW30A之间的S5接口 34承载以用于无线装置6与PDN12之间的会话。
一旦接收Create Session Request消息46, PGW30A应用一组配置文件以对于所请求的会话上提供细粒度控制。具体地，管理者利用包括一组规则的配置文件来配置PGW30A，该组规则定义了匹配标准和动作。标准的实例可基于用于在Create SessionRequest消息46中接收到的所请求的会话的特性，诸如IMSI、专有APN、以及收费和统计特性。可选地或附加地，标准的其他实例可基于PGWlOA的配置或状态，诸如会话负荷、资源利用、当前运行模式、所服务的APN，等。可选地或附加地，标准的其他实例可基于从与收费和统计相关的认证授权和记账(AAA !Authentication, Authorization, and Accounting)服务器接收到的用户特性以及使用无线装置6的用户的其他用户特性，并且将这些特性提供至PGW30A。可被定义和执行以用于匹配标准的行动的实例包括重定向Create SessionRequest消息46至在该动作中识别出的另一 PGW，对该服务应用合法拦截、或者通过发送Create Session Response Request消息(仓丨」建会话应答请求消息)至SGW28 (其拒绝会话请求的Create Session Request消息46)来丢掉或拒绝会话。在所示实例中，PGW30A对Create Session Request消息46应用配置文件，以使PGW30A重定向 Create Session Request 消息 46 至PGW30B 以作为 Create Session Request消息48。通过将其网络地址作为SGW网络地址插入在Create Session Request48内，并且必要时插入用于多个PGW30之间的GTP隧道的TEID，PGW30A可操作为用于SGW28的代理服务器。以此方式，PGW30B可操作得好像与SGW28通信，并且因此根据传统方法进行操作而不必支持新的功能性。一旦从PGW30B接收成功应答，PGW30A可输出Create SessionResponse Request消息至SGW28，以指示SGW使用PGW30B用于将来的通信。结果，后续数据和控制业务可在SGW28与PGW30B之间传播，而不由PGW30A中继。另外,PGW30A可保持Create Session Request消息48的记录，以避免如果PGW30B返回消息而试图再次重定向请求消息时将请求消息重定向回PGW30B。PGW30A因此可避免由于有关PGW的配置文件的误配置而导致的在多个PGW30之间反复传递控制消息。无线装置6、eNB24、MME32、SGW28和PGW30B协同操作以在用户面接口上建立单独地子承载，并且链接子承载以形成用于请求的无线装置6的服务承载。在一些情况下，PGW30B分配或请求分配PDP地址给无线装置6。PGW30B之后将PDP地址映射至为请求的无线装置6建立的服务承载，并且无线装置6和PGW30B可开始在LTE网络21上交换数据业务。图3是更详细地示出了根据本文所描述的技术执行会话请求重定向的图I的移动网关IOA的示例性实例的框图。在该示例中，移动网关IOA被划分为两个逻辑或物理“平面”以包括第一控制平面54和第二“数据”或“转发”平面56。S卩，移动网关IOA逻辑地或物理地实现两个独立的功能，例如路由/控制和转发/数据功能，其中“逻辑地”例如是作为在同一组硬件组件上执行的独立软件实例，“物理地”例如是作为以硬件静态实现功能或动态执行软件或计算机程序以实现功能的独立的物理专用硬件。控制平面54是分散控制平面，其中控制平面功能分布在路由单元62和多个签约者管理服务单元60A至60K (“服务单元60”)上。类似地，该示例中的数据平面56是分散数据平面，其中数据平面功能分布在多个转发单元68A至68NK (“转发单元68”)上。路由单元62、服务单元60和转发单元68中的每一个可以包括执行诸如用于定义软件或计
算机程序的软件指令的一个以上处理器(图3中未示出)，这些软件指令存储至计算机可读存储介质(图3中也未示出)，诸如包括存储器件(例如磁盘驱动器或光学驱动器)或存储器(诸如闪存、随机存取存储器或RAM)或其他任何类型的易失性或非易失性存储器的非临时性计算机可读介质，其存储使一个以上处理器执行本文所述的技术的指令。可选地或附加地，路由单元62、服务单元60和转发单元68中的每一个可以包括用于执行本文所述的技术的专用硬件，诸如一个以上集成电路、一个以上特定用途集成电路(ASIC)、一个以上特定用途专用处理器(ASSP)、一个以上现场可编程门阵列(FPGA)或前述专用硬件的示例中的一种以上的任意组合。具有多个签约者管理服务单元的移动网关设备的示例性细节记载于2011年6月29日提交的美国专利申请第13/172505号，名为“MOBILEGATEWAY HAVINGDECENTRALIZEDCONTROL PLANE FOR ANCHORING SUBSCRIBER SESSTIONS”。开关80将路由单元62、服务单元60和转发单元68耦接从而在这些单元间传送数据单元和控制消息。开关80可以表示内部开关结构或交叉结构、总线或链路。用作转发平面以在路由器内的单元之间中继数据包的高速多级开关结构的示例描述于美国专利申请2008/0044181，名为“MULTI-CHAS SISROUTER WITH MULTIPLEXED OPTICALINTERCONNECTS”。路由单元62执行移动网关10A的路由功能。在该方面，路由单元62的路由协议守护进程(daemon) 66 ("RPD 66”)表示控制的硬件或硬件和软件的组合，其实现可以确定存储在路由信息库64 (“RIB64”)中的路由信息的路由协议(图2中未示出)。RIB64可以包括定义网络(诸如图I的移动核心网络8)的拓扑结构的信息。路由单元62可以解析由RIB64中的路由信息定义的拓扑结构，以选择或确定网络上的一个以上路径。然后，路由单元62可以用这些路径来更新数据平面54，其中，数据平面54的转发单元68将这些路径存储为各个转发信息库72A至72N (“FIB72”)。移动网关8的一个示例性实施方式的进一步的细节可在2008年7月30日提交的美国专利申请第12/182,619号，名为“STREAMLINEDPACKET FORWARDING USING DYNAMIC FILTERS FOR ROUTING AND SECURITY IN A SHAREDFORWARDING PLANE” 中找到。此外，路由单元62包括资源管理器81，其工作为接收用于移动网关10A的静态或动态资源相关信息并将该信息公布给服务单元60和转发单元68以实现本公开的技术的处理或“守护进程”。例如，资源管理器81可以由管理员或使用管理界面的其他实体、通过诸如各个服务单元的能力(例如，服务单元能够锚定的会话数量或服务单元60提供服务的特定APN的数量)的描述服务单元60的信息而静态构成。如以下所详细描述的，资源管理器28还可以从服务单元60接收资源相关信息，其描述服务单元当前正锚定的各个动态会话负荷。数据平面(可选地，“转发平面”)56表示根据转发信息转发网络流量的硬件或硬件和软件的组合。在图2的移动网关IOA的示例中，数据平面56包括转发单元68，其提供经由入站链路76A至76N至出站链路78A至78N的、由接口卡74A至74N (“IFC74”)接收的网络流量的高速转发。转发单元68均可包括耦接至各个接口卡74的一个以上包转发引擎(“PFE”)，并(例如)可以表示密集端口集线器(DPC)、模块端口集线器(MPC)、柔性物理接口卡(PIC)集线器(FPC)或(例如)可插入移动网关IOA机架或机架组合的其他线卡。各个转发单元68均包括基本相同的组件以执行基本相同的功能，这些组件和功能将在下文中关于转发单元64A来描述。转发单元68A的IFC卡44A接收入站接口 46A上的会话请求92，并且转发单元68A将会话请求转发给服务单元60A。会话请求92可以表示 图I的会话请求16的示例，并且例如可以包括由SGSN发送给工作为GPRS分组交换网络的GGSN的移动网关IOA的Create PDP Context Request。会话请求92还可以表不图2的Create Session Request46的示例性情况。会话请求92包括无线设备标识符(例如IMSI),并且还可以包括识别分组数据网络并在某些情况下还可以识别由分组数据网络提供的请求服务(例如，互联网、WAP或多媒体通信服务(MMS))的接入点名称。各个转发单元68均可以包括请求授权模块(request delegation module),其经由IFC卡接收会话请求，并根据会话请求的相应的无线标识符或另一性质与用于会话请求的所选服务单元的关联，来将会话请求授权给所选的一个签约者管理服务单元60。该关联可以是由请求授权模块对会话请求字段值执行散列或其他函数的结果。因为各个转发单元可以以此方式授权会话请求，所以该技术可以使移动网关能够避免路由单元或单个签约者管理服务单元内的集中授权。这可以防止集中授权所固有的会话请求处理的瓶颈，并且使移动网关对会话请求响应更为迅速，从而提高移动网关管理移动连通性的高度流动环境中的会话的能力。此外，这可以使得移动网关更容易地扩展为包括处理增加量的签约者会话所需的计算资源。控制平面54的签约者管理服务单元60可以表示对于移动核心网络的统一接口，并且提供用于移动网关IOA的分散服务会话建立和管理。在示出的示例中，各个服务单元60提供用于建立和维持签约者会话的所有功能，包括执行GTP以及除此之外的各种控制协议以获得用于会话的签约者特定信息。例如，会话建立模块84例如可以通过策略计费规则函数(PCRF)实体来执行验证、授权和统计(AAA)协议，动态主机配置协议(DHCP)和用于通信的计费协议。结果，各个签约者管理服务单元60可以独立地工作为执行控制协议以及建立会话。此外，所有服务单元60可以是由同一 IP或其他PDP地址可寻址的，并且因此在这些情况下，目的地为服务单元60的同一 IP或其他PDP地址的控制消息可以被任何服务单元所处理。在内部，各个服务单元60都包括将服务单元与移动网关IOA的其他组件识别开的唯一标识符。服务单元60的标识符例如可以包括索引、识别串、内部IP地址或链路层地址。各个服务单元60例如可以表示包转发引擎(PFE)或可插入移动网关IOA的机架内的物理接口卡的组件。物理接口卡例如可以是多服务密集端口集线器(MS-DPC)。服务单元60还可以均表示在路由节点上执行的协同处理器，诸如路由单元62。可选地，服务单元60可以称为“服务PIC”或“服务卡”。各个服务单元60包括基本上相似的组件以执行基本上相似的功能，这些组件和功能将在下文中关于服务单元60A来描述。服务单元60A的会话控制模块84经由移动网关IOA所处的移动核心网，建立无线装置所请求的会话，且一旦建立则管理该会话。会话控制模块84针对由服务单元60A管理的一个或多个会话，将在控制平面消息中接收到的或由会话控制模块84产生/分配的会话数据存储在会话上下文88中。服务单元60A可被称为 用于在会话上下文88中存储的会话的锚定服务单元，其中，服务单元60A存储对于管理该会话所需的控制和转发信息。例如，在会话上下文88中针对无线装置参与的会话而存储的会话上下文可包括为无线装置分配的用于发送和接收签约者数据包的PDP地址、在转发签约者数据包中服务单元60A使用的路由信息(诸如隧道端点标识符(TEID)和用于下游节点的标识符/地址)、用于该会话的APN以及服务质量(QoS)配置文件。作为用于签约者会话的控制平面锚定，服务单元60处理用于为移动签约者构建的签约者特定转发路径的转发单元68的配置。例如，服务单元60A可将会话上下文88编程到转发单元68中，存储在相应的会话上下文88’中。转发单元68A例如接收用户数据包、将用户数据包映射至会话上下文88A’中的会话上下文，并根据会话上下文数据将转发结构应用至用户数据包。例如，由转发单元68A针对具体会话执行的对下游用户数据包的转发，可包括使用GPRS隧穿协议(GTP)封装用户数据包，以及在一个GTP报头内为会话设定具体的下游TEID。有关在转发单元68内构建签约者特定转发路径的签约者管理单元60的实例细节可在 2011 年 6 月 29 日提交的题为“VARIABLE-BASED FORWARDING PATH CONSTRUCTIONFOR PACKET PROCES SING WITHIN A NETWORK DEVICE”的美国专利申请第 13/172，505号中找到。管理接口 85 (示为“mgmt.接口 85”)显现为一种可视的或其他的接口，通过该接口，移动网络操作员可管理服务单元60A。具体地，操作员或其他实体可使用管理接口 85来配置服务选择配置文件90，实现本公开所述技术。管理接口 85在某些实例中可集中到路由单元62或移动网关10A的另一单元中。管理接口 85可显现为图形用户界面(⑶I)、指令线界面或控制协议界面。针对人可识别的表示，管理接口 85可被耦接至计算机监视器、电视、投影机、扬声器或其他音频和视频输出装置(未示出)。为接收用户输入，管理接口 85可被耦接至键盘、鼠标或其他外围设备。每个服务选择配置文件90均与一个或多个APN相关联，并针对任何相关APN定义条件和动作，以向移动网关10A驻存的移动网络的操作员优选网关提供灵活的会话请求路由选择。服务选择配置文件90中的一个可以是用于与任何其他服务选择配置文件90不相关的APN的默认服务选择配置文件。在某些实施方式中，移动网关10A针对指定了与任何服务选择配置文件90均不相关的APN的会话请求，以传统方式工作。服务选择配置文件90指定的动作可包括向移动核心网的另一网关或向另一个服务单元10转发匹配的会话请求。会话控制模块84重定向至另一个服务单元10，则另一服务单元有效地作为针对分组数据网络的独立网关来工作。服务单元数据86通常为服务单元60A和移动网关10A存储配置和状态信息。路由单元62的资源管理器81、管理接口 85和会话控制模块84可将状态信息存储至服务单元数据86。会话控制模块84经由交换机80接收会话请求92，并应用与会话请求92指定的APN相关的一个服务选择配置文件90。即，会话控制模块84检查由相关的一个或多个服务选择配置文件90的规则指定的条件，来确定该条件是否与存储在服务单元数据86中的服务单元60或移动网关IOA的状态、由会话请求92指定的所请求会话的特征、或由会话请求92识别的签约者的特征相匹配。对于匹配条件，会话控制模块84执行由配置文件90指定的相应动作。在该示例性实例中，会话控制模块84经由转发单元68N将会话请求92作为会话请求94转发至移动核心网的另一网关。会话控制模块84可将上述会话请求修改为例如使服务单元60A作为SGW的代理(其发送第二会话请求92)。图4是示出服务单元60A的实例组件的框图，这些实例组件进行操作从而应用服务选择配置文件并潜在地重定向签约者会话至其他移动网关装置，来充当用于该会话的控制平面锚。服务单元IOA的服务选择配置文件90’包括示例性配置文件176A-176E，其各自·将一组条件映射至移动网路网关的标识符。例如，配置文件176A将APNl映射至具有网址ADDR 2的移动网关，以及配置文件176B将指定APNl的APNS和“VoIP”的服务映射至由网址ADDR3标识的不同移动网络网关。实例性配置文件176C将具有特殊计费和统计要求(例如，周末出账单要求)的签约者会话映射至特殊网关，即，具有网址ADDR5的移动网关装置。示例性配置文件176D将具有特殊认证要求的签约者映射至具有地址ADDR4的移动网关(因为在该实例中，该移动网关可在其锚定控制平面签约者单元内具有特殊的AAA功能)。示例性配置文件176E将在特殊范围内具有MSI的签约者映射至具有地址ADDR6的移动网关。以此方式，实现分散控制平面的签约者管理服务单元10，并向其他移动网关装置提供签约者管理功能的细粒度控制和重定向。会话控制模块84的移动网关选择模块170接收由转发单元68转发的会话请求150。会话请求150可以是用于LTE网络的Create Session Request消息,且包括IMSI、APN、S-GW地址、S-GW GTP-U TEID和S-GW GTP-C值。移动网关选择模块170访问潜在使用会话请求50的IMSI和APN以及来自与签约者相关的用于识别任何匹配登录176的签约者记录的信息的概括90’，并最终选择用于充当所请求签约者会话的锚的移动网关。在多重配置文件匹配时，移动网关选择模块170可应用优先方案或负荷平衡来从可接受的移动网关中进行选择。会话设置模块172是状态会话协议模块，其与内容接入网络的下游节点和网络服务器交换控制消息，来建立非重定向会话，即，在该实例中由服务单元IOA管理的会话。在所示实例中，会话设置模块172除了 GTP之外还执行各种控制协议173A-73C，从而获得用于会话的签约者特定信息。具体地，会话设置模块172针对例如与政策计费规则函数(PCRF)实体的通信，执行认证、授权和统计(AAA)协议173A、动态主机配置协议(DHCP)173B和计费协议173C。因此，各签约者管理服务单元10可独立工作来执行控制协议173，并建立会话。会话设置模块172可接收会话请求150，并与内容接入网络的下游节点交换控制消息，以建立所请求的会话以及将用于该会话的结果信息存储在会话上下文88中。本公开所述技术可至少部分地以硬件、软件、固件或其任意组合来实施。例如，所述技术的各方面可在一个或多个处理器中实施，该一个或多个处理器包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他等价集成或分立的逻辑电路、以及这些组件的任意组合。术语“处理器”或“处理电路”通常可指任何前述的逻辑电路、单独或与其他逻辑电路结合、或任何其他的等价电路。包括硬件的控制单元也可执行本公开的一种或多种技术。这些硬件、软件和固件可在同一装置内或在单独装置内实施，以支持本公开所述的各种操作和功能。此外，任何所述单元、模块或组件可一同实施，或者单独作为分立的但可共同使用的逻辑器件来实施。对模块或单元的不同特征的描述旨在突出不同的功能方面，且并不一定暗含了这些模块或单元必须被单独的硬件或软件组件实现。相反，与一个或多个模块或单元相关的功能可被单独的硬件或软件组件实施，或者被集成到常用或单独的硬件或软件组件中。本公开所述技术也可在包括指令的计算机可读介质(诸如，非暂时性计算机可读介质或计算机可读存储介质)中实现或编码。植入或编码在计算机可读介质中的指令可例如在指令被执行时，使可编程处理器或其他处理器执行该方法。计算机可读存储介质可包 括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PR0M)、可擦除可编程只读存储器(EPR0M)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),闪存、硬盘、CD-ROM、软盘、磁带、磁性介质、光学介质或其他计算机可读存储介质。应当理解，术语“计算机可读存储介质”是指物理存储介质，而非信号或载波，但术语“计算机可读介质”可包括除物理存储介质之外的诸如信号的暂态介质。除上述之外或作为上述的替代，描述了以下实施方式。任何以下实施方式中所述的特征均可被本文所述的任何其他实施方式使用。一种实施方式涉及一种方法，其包括由移动服务提供商网络的第一网关接收会话请求，移动服务提供商网络提供对一个或多个分组数据网络的服务的访问，其中，会话请求标识移动装置，并请求第一网关充当在访问分组数据网络时用于移动装置的通信会话的锚(anchor);以及从第一网关向移动服务提供网络的第二网关重定向会话请求。在一些实施方式中，该方法可进一步包括利用第一网关向会话请求应用服务选择配置文件(prof i I e )，其中，服务选择配置文件指定一个条件和一旦满足该条件就执行的相应动作，该动作指示第一网关将会话请求重定向到第二网关。在一些实施方式中，该方法可进一步包括利用多个服务选择配置文件来配置网关；将每个服务选择配置文件与标识多个分组数据网络中之一的接入点名称(APN)相关联；一旦利用第一网关接收会话请求，就根据由会话请求指定的APN选择多个服务选择配置文件中的一个；以及将所选择的服务选择配置文件应用于会话请求以将由会话请求指定的APN映射到第二网关，并将会话请求重定向到第二网关。在一些实施方式中，该方法可进一步包括其中，服务选择配置文件指定由网关的多个签约者管理单元提供的用户计费和结算账目(accounting)特征，其中，应用所述服务选择配置文件包括将签约者管理单元提供的计费和结算账目特征与所请求的会话所要求的特定计费和结算账目服务进行比较，当多个签约者管理单元不支持所请求的会话所要求的特定的用户计费和结算账目服务时，将会话请求重定向到第二网关。在一些实施方式中，该方法可进一步包括其中，所述网关包括多个服务单元，其中，多个服务单元中的第一服务单元接收该会话请求，其中，第二网关是多个服务单元中的第二服务单元，其中，该多个服务单元中的第二服务单元建立该请求会话。在一些实施方式中，该方法可进一步包括当第一网关不能服务该会话请求中指定的接入点名称时，将会话请求从第一网关重定向到移动服务提供商网络的第二网关。在一些实施方式中，该方法可进一步包括至少基于第一网关的会话负荷，将会话请求从第一网关重定向到移动服务提供商网络的第二网关。在一些实施方式中，该方法可进一步包括至少基于由会话请求指定的无线识别码，将会话请求从第一网关重定向到移动服务提供商网络的第二网关。在一些实施方式中，该方法可进一步包括从服务节点接收会话请求；修改会话请求以将第一网关指定为所请求的会话的代理服务节点；利用第一网关从第二网关接收对会话请求的响应；以及将该响应转发到服务节点。一些实施方式针对的是指令编码的计算机可读存储介质，该指令使得一个或多个 可编程处理器执行上述方法中的任一个。一些实施方式针对一设备，其包括用于执行上述方法中的任一个的装置。—些实施方式针对移动网络网关，其包括数据平面(data plane，数据层)，该数据平面具有多个转发组件，用于接收来自移动服务提供商网络(该移动网络网关位于其中)的会话请求；控制平面(control plane)包括一个或多个签约者管理服务单元，当通过移动服务提供商网络访问一个或多个分组数据网络时，该签约者管理服务单元用作用于移动设备通信会话的锚；以及控制平面的会话控制模块，用于将至少一个会话请求从移动网络网关重定向到移动服务提供商网络的另一个移动网关。在一些实施方式中，移动网络网关进一步包括服务选择配置文件，其指定一条件和一旦满足该条件就执行的相应动作；以及该控制平面的会话控制模块，其至少基于相应的动作，将服务选择配置文件应用于会话请求以将会话请求重定向到其他移动网络网关。在一些实施方式中，移动网络网关的服务选择配置文件是多个服务选择配置文件中的一个，每个服务选择配置文件具有用于标识分组数据网络的接入点名称(APN)，该会话控制模块根据由会话请求指定的APN，选择该多个服务选择配置文件中的一个。在一些实施方式中，移动网络网关的控制平面是包括多个签约者管理服务单元的分散控制平面，多个用户管理服务单元中的第一个用户管理服务单元接收会话请求，另一个移动网络网关是多个服务单元中的第二服务单元，多个服务单元中的第二服务单元建立请求会话。在一些实施方式中，当移动网络网关不能服务该会话请求中指定的接入点名称(APN)时，移动网络网关的控制平面将会话请求重定向到另一个移动网络网关。在一些实施方式中，至少基于移动网络网关的会话负荷，移动网络网关的控制平面将会话请求重定向到另一个移动网络网关。在一些实施方式中，至少基于由该会话请求指定的无线标识，移动网络网关的控制平面将会话请求重定向到另一个移动网络网关。在一些实施方式中，移动网络网关的数据平面接收来自移动服务提供商网络的服务节点的会话请求，会话控制模块修改所重定向的会话请求，以将移动网络网关指定为所请求的会话的代理服务节点，其中，转发平面接收对所重定向的会话请求的响应，并且控制平面将该响应转发回服务节点。
一些实施方式针对非瞬时计算机可读存储介质，其包括指令，用于使一个或多个可编程处理器利用移动服务提供商网络的第一网关接收会话请求，该网关提供对分组数据网络的服务的访问；并且将会话请求从第一网关重定向到移动服务提供商网络的第二网关。
此外，上述任何实施方式中所描述的具体特征可被合并为所描述的技术的有益的实施方式。也就是说，任何具体的特征通常可应用于本发明的所有实施方式。已经描述了本发明的多种实施方式。
权利要求
1.一种方法，包括 由移动服务提供商网络的第一网关接收会话请求，所述移动服务提供商网络提供对一个或多个分组数据网络的服务的访问，其中，所述会话请求标识移动装置并请求所述第一网关充当在访问所述分组数据网络时用于所述移动装置的通信会话的锚；以及 将所述会话请求从所述第一网关重定向至所述移动服务提供网络的第二网关。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括 利用所述第一网关向所述会话请求应用服务选择配置文件，其中，所述服务选择配置文件指定条件和一旦满足所述条件就执行的相应动作，所述动作指示所述第一网关将会话请求重定向到所述第二网关。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括 利用多个服务选择配置文件来配置所述网关； 将每个所述服务选择配置文件与标识多个分组数据网络中之一的接入点名称(APN)相关联； 一旦利用所述第一网关接收所述会话请求，就根据由所述会话请求指定的APN选择多个所述服务选择配置文件中的一个；以及 将所选择的所述服务选择配置文件应用于所述会话请求以将由所述会话请求指定的APN映射到所述第二网关，并将所述会话请求重定向到所述第二网关。
4.根据权利要求2或3所述的方法， 其中，所述服务选择配置文件指定由所述网关的多个签约者管理单元提供的签约者计费和结算账目特征，以及 其中，应用所述服务选择配置文件包括将所述签约者管理单元提供的计费和结算账目特征与所请求的所述会话所要求的特定计费和结算账目服务进行比较，当所述多个签约者管理单元不支持所请求的所述会话所要求的特定的用户计费和结算账目服务时，将所述会话请求重定向到所述第二网关。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法， 其中，所述网关包括多个服务单元， 其中，多个所述服务单元中的第一服务单元接收所述会话请求， 其中，所述第二网关是多个所述服务单元中的第二服务单元，以及 其中，多个所述服务单元中的第二服务单元建立所述请求会话。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，还包括 当所述第一网关不能服务所述会话请求中指定的接入点名称时，将所述会话请求从所述第一网关重定向到所述移动服务提供商网络的第二网关。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的方法，还包括 至少基于所述第一网关的会话负荷，将所述会话请求从所述第一网关重定向到所述移动服务提供商网络的第二网关。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的方法，还包括 至少基于由所述会话请求指定的无线识别码，将所述会话请求从所述第一网关重定向到所述移动服务提供商网络的第二网关。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的方法，还包括从服务节点接收所述会话请求；修改所述会话请求以将所述第一网关指定为所请求的所述会话的代理服务节点；利用所述第一网关从所述第二网关接收对所述会话请求的响应；以及将所述响应转发到所述服务节点。
10.一种设备，包括用于执行权利要求I至9中任一项所述的方法的装置。
全文摘要
本发明提供了一种移动网络网关之间的用户会话路由。大体上，描述了一种用于将利用移动网络网关接收的会话请求重定向至移动网络的另一移动网关的技术。移动网络的网关之间的异构静态和动态性能导致一些网关不能够服务于附接至移动网络的无线装置所请求的特定会话。通过移动网络操作者在网关内配置并且由网关应用的一组策略，使网关能够识别会话请求并将其卸载至具有当前性能以服务于会话的移动网络的另一网关。这些策略可以定义条件和动作，从而提供了将用户会话向适当的网关的灵活路由。
文档编号H04W88/16GK102857987SQ20121022686
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者阿普勒瓦·梅赫塔, 巴特·布林克曼, 洪斌, 杨惠扬, 克里希纳·桑卡兰, 库马尔·梅赫塔 申请人:丛林网络公司