CN101202702A - 网络流量分流方法和网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络流量分流方法和网络设备，所述方法包括步骤：在收到包含统一接入点名称的消息后，网关GPRS支持节点对所述消息进行解析；根据解析得到的信元的属性或数值，选择所述网关GPRS支持节点中对应所述属性或数值的子接入点名称，为上下文激活使用。本发明可以实现同一APN内流量分流到不同外部网络的功能，并且成本低。

Description

网络流量分流方法和网络设备

技术领域

本发明涉及一种通信方法和设备，特别是涉及一种网络流量分流方法和网络设备。

背景技术

随着移动技术的进一步发展，当前移动通信业务的主体正逐步由语音业务向分组数据业务转移，比如，通用分组无线业务(GPRS，General Packet RadioService)、宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)和CDMA2000等通信系统能够承载分组数据业务。现以GPRS为例进行说明。

参阅图1，GPRS通信系统中，网关GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRSSupport Node)是GPRS为了实现对数据业务支持而引入的一个新的设备。GGSN具有如下的基本功能：

1.作为数据网络的接入网关设备，完成和外部IP分组网络的接口功能。从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻址GPRS网络中所有用户IP的路由器，需要同外部网络交换路由信息；

2.和业务GPRS支持节(SGSN，Serving GPRS Support Node)一起完成GPRS会话管理，完成手机同外部数据网的通信建立过程。

参阅图2，可以采用上述通信系统进行分组数据业务，比如在用户通过GPRS手机无线上网时，需要进行如下流程：

一、首先需要在手机上设置接入点名称(APN，Access Point Name)，发起激活流程。APN就像Internet上使用的域名一样，决定GPRS用户接入到哪个分组网络。

二、SGSN通过激活请求消息中携带的APN信息，到域名服务器(DNS，Domain Name Server)解析出需要通过哪个GGSN接入；

三、发送激活请求消息通知GGSN创建分组数据协议(PDP，Packet DataProtocol)上下文激活，在用户上网的过程中，GGSN根据手机设置的APN选择不同的接入网络。所述激活请求消息包括国际移动用户标识(IMSI，International Mobile Subscriber Identity)、移动台国际ISDN号码，(MSISDN，Mobile Station International ISDN Number)、公用陆地移动(通信)网(PLMN，Public Land Mobile Network)、接入网类型、SGSN IP地址和APN等信元。

例如某运营商推出两种业务：一种是无线应用协议(WAP，WirelessApplication Protocol)、另一种是因特网(Internet)，对应两个不同的分组网络以及两个不同的APN分别是“wap”和“internet”。当GPRS手机用户想要上因特网浏览网页时，需要在手机上设置APN为“internet”，如果GPRS手机用户想要进行WAP业务，则需要在手机上设置APN为“wap”。

此外，现在移动用户进行分组业务访问一般都是使用动态IP地址。在现有的技术中，用户IP地址的分配方式和分配的地址池是按照接入点名称APN进行配置的。对接入不同网络的用户，各个接入网络对IP地址的分配方式和分配地址池不同。

现有技术对同一APN内部的数据流量，在GGSN上并不能区分，都会接入到同一个分组网络。但在实际运营中，移动运营商可能需要对同一APN内部的数据流量进行细分。比如存在以下多种情况：

1)WAP GW(Gate Way)的处理能力远远小于GGSN，需要多个WAP GW对应一个GGSN，但由于现有GGSN中只有一个APN，而WAP业务一般只对应一个APN，因此在运营中，一个GGSN只对应一个WAP；

2)一个运营商内部有两个不同的通信业务，对应的业务网关可能是不同的(对GGSN来说，就是接入不同的外部网络)，但两个通信业务的APN是一样的；

3)运营商同时有2G和3G网络，分别对应相应的业务网关，但APN是一致的；

4)运营商想让用户在不同的地域接入不同的业务网关，但APN是一致的；类似的需求可能还有很多。

如果针对上面不同的需求，运营商都规划成不同的APN，带来的弊端很多，比如：

1)不利于运营商统一规划和宣传，运营商在不同地域、面对不同用户的APN都是不同的，需要进行定制宣传，成本很高；

2)每增加一个APN，就需要更新系统中很多设备的配置参数：包括归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)中用户的开户数据、域名服务器中域名解析配置参数、网关GPRS支持节点中的路由配置信息等等。这些工作无疑加大了移动运营商网络管理的复杂度和成本；

3)GPRS用户更换了地域、网络或通信业务等，就需要在手机上切换APN。但APN的配置参数对于普通的用户来说，不是很容易理解和接受；同时也因为存在多个APN，增加了用户选择的难度；

4)由于用户IP地址的分配方式和分配的地址池按照接入点名称APN进行配置，当APN增加时，需要为用户分配的IP地址和地址池就越多，增加用户端配置的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现同一APN内的流量分流到不同外部网络的网络流量分流方法。

本发明要解决的技术问题是还提供一种同一APN内的流量分流到不同外部网络的网络设备。

为解决上述第一技术问题，本发明实施方式的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种网络流量分流方法，包括步骤：在收到包含统一接入点名称的消息后，网关GPRS支持节点对所述消息进行解析；根据解析得到的信元的属性或数值，选择所述网关GPRS支持节点中对应所述属性或数值的子接入点名称，为上下文激活使用，并接入对应的外部网络。

为解决上述第二技术问题，本发明实施方式的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种网络设备，用于实现接入网关的功能，并且与业务GPRS支持节点一起管理GPRS会话，保存有对应无线接入消息中信元属性或数值的预定义子接入点名称，并包括：解析单元，用于在收到包含接入点名称的无线接入消息后，解析出所述无线接入消息中的信元；网络选择单元，用于选择所述网络设备中对应所述信元属性或数值的子接入点名称，为上下文激活使用。

以上第一技术方案可以看出，由于本发明实施方式利用来自业务GPRS支持节点消息信元的不同属性或数值，选择对应的子接入点名称用以上下文激活和后续通信流程，这相当于在网关GPRS支持节点中实现1×N的路由功能，即可以在业务GPRS支持节点一侧采用统一的接入点名称，而在网关GPRS支持节点一侧采用多个子接入点名称，所述统一的接入点名称通过消息的信元不同属性或数值和不同子接入点名称关联，因此无需更改用户终端、基站、HLR、SGSN和DNS的设计和参数，仅仅对网关GPRS支持节点进行设置即可。减少运营商网络配置的复杂度、降低运营成本并且减少手机用户上网过程中设置的复杂度。

以上第二技术方案可以看出，由于本发明实施方式采用解析单元解析出无线接入消息中的信元，得出其属性或数值，并且采用网络选择单元选择网关GPRS支持节点中对应所述信元属性或数值的子接入点名称，为上下文激活使用。可以在业务GPRS支持节点一侧采用统一的接入点名称，而在网关GPRS支持节点一侧采用多个子接入点名称，所述统一的接入点名称通过消息的信元不同属性或数值和不同子接入点名称关联，因此无需对大部分网络设备进行更改，仅仅对网关GPRS支持节点进行设置即可。减少运营商网络配置的复杂度、降低运营成本并且减少手机用户上网过程中设置的复杂度。

附图说明

图1是现有技术GPRS网络结构图；

图2是现有技术一种网络流量分流方法的示意图；

图3是本发明网络流量分流方法具体实施方式的流程图；

图4是本发明网关节点实施方式的原理框图。

具体实施方式

本发明实施方式不改变接入网和用户终端侧对APN的配置，在用户终端、基站、HLR、SGSN和DNS上使用统一的单个APN，而在GGSN上保存对应激活请求消息信元的属性或数值的各个预定义子APN。也就是说在GGSN上预设置不同的子APN，每个子APN对应携带统一APN的激活请求消息中的特定信元，在收到来自SGSN的包含APN的激活请求消息后，GGSN解析出所述激活请求消息中的信元。根据所述信元的属性或数值，选择对应所述属性或数值的子APN为上下文激活使用，并在后续通信中将所述APN和所述选择的子APN关联。现通过具体的实施方式对本发明进行详细的介绍，但该实施例不可用于限制本发明的应用范围，在其它移动通信系统如CDMA或WCDMA其它不同类型的通信系统中，也可以很容易地运用本发明的发明思想。这些应用网元或消息名称或有不同，但仍然落入本发明的保护范围。

本发明首先提出一个基本实施方式：一种网络流量分流方法，包括步骤：

在收到包含APN的消息后，网关节点解析出所述消息中的信元；

根据所述信元的属性或数值，选择所述网关节点中对应所述属性或数值的子APN，为上下文激活使用，并接入对应的外部网络。

从以上可以看出，上述本发明基本实施方式利用来自SGSN消息信元的不同属性或数值，选择对应的子APN用以上下文激活和后续通信流程，这相当于在GGSN中实现一个GGSN对应多个外部网络的路由功能，即可以在SGSN一侧采用统一的APN，而在GGSN一侧采用多个子APN，所述统一的APN通过消息的信元不同属性或数值和不同子APN关联，因此无需更改用户终端、基站、HLR、SGSN和DNS的设计和参数，仅仅对GGSN进行设置即可。减少运营商网络配置的复杂度、降低运营成本并且减少手机用户上网过程中设置的复杂度。

在其他的实施方式中，上述的网关节点可以是GGSN。

本发明还提供另外一种基本实施方式：一种网络设备，用于实现会话管理和接入网关的功能，保存有对应无线接入消息中信元属性或数值的预定义子接入点名称，并包括：解析单元，用于在收到包含接入点名称的无线接入消息后，解析出所述无线接入消息中的信元；网络选择单元，用于选择所述网络设备中对应所述信元属性或数值的子接入点名称，为上下文激活使用。

上述基本实施方式中，由于采用解析单元解析出无线接入消息中的信元，得出其属性或数值，并且采用网络选择单元选择该网络设备中对应所述信元属性或数值的子APN，为上下文激活使用。可以在SGSN一侧采用统一的APN，而在该网络设备一侧采用多个子APN，所述统一的APN通过消息的信元不同属性或数值和不同子APN关联，因此无需对大部分网络设备进行更改，仅仅对该网络设备进行设置即可。减少运营商网络配置的复杂度、降低运营成本并且减少手机用户上网过程中设置的复杂度。

在其他的实施方式中，上述的网关节点可以是GGSN。

以下结合实施方式和附图，对本发明进行详细描述。

参阅图3，是本发明网络流量分流方法具体实施方式，首先需要在GGSN上预配置有对应无线接入/激活请求消息中信元属性或数值的的预定义子APN，包括步骤：

301、用户终端向SGSN发起携带APN的无线接入请求/激活请求；

用户在终端上选择一个要连接的APN，比如“internet”，又比如是“wap”等；确定后即经基站向SGSN发送无线接入请求/激活请求。所述激活请求消息包括国际移动用户标识、移动台国际ISDN号码、公用陆地移动(通信)网、接入网类型、SGSN IP地址和APN等信元；

302、SGSN与HLR确认APN的有效性；

303、SGSN通过DNS得到GGSN地址；

上述步骤301、302、303中，用户在HLR中只签约“统一APN”、在SGSN上也只配置“统一APN”；

304、SGSN向GGSN发送包含所述APN的无线接入请求/激活请求消息；

305、在收到所述无线接入请求/激活请求消息后，GGSN解析出所述消息中的信元，即国际移动用户标识、移动台国际ISDN号码、公用陆地移动(通信)网、接入网类型、SGSN IP地址和APN等信元；

306、判断所述GGSN中是否有对应所述属性或数值的子APN，有则进入步骤307，否则使用所述消息中的APN作为上下文激活使用的APN；

此前，GGSN中预定义有子APN和子APN匹配原则，所述子APN匹配原则是：无线接入请求/激活请求消息中信元的不同属性或数值对应不同的子APN。所述信元的属性是指接入网的类型或SGSN的IP地址，所述信元的数值是指IMSI、MSISDN或PLMN的号码。

下表所示为本发明一个实施例中使用的匹配原则，在其他实施方式中，所述匹配原则可以灵活多变，其构建原则是能够根据用户的不同情况或网络需求来选择相应的子APN。

本步骤从上表中查找是否有对应所述信元属性或数值的子APN，有则进入步骤307，否则使用所述消息中的APN作为上下文激活使用的APN。

307、根据所述信元的属性或数值，选择所述GGSN中对应所述属性或数值的子APN，为上下文激活使用，并将所述APN、无线接入/激活请求消息和所述选择的子APN关联；

比如在步骤305中对无线接入请求/激活请求消息解析的结果是IMSI信元中的号码段在0～1000之间，该号段对应的子APN为某运营商的wap网络名称，则将该wap网络名称作为上下文激活使用。

308、根据所述选择的子接入点名称分配地址，通过所述分配的地址与外部网络连接。具体是为所述选择的子APN而配置的IP地址、地址池，通过所述IP地址和地址池以及对外的接口与外部网络连接。

此步骤是网络已经准备好连接，可以进行通信。

从以上可以看出，上述本发明实施方式在步骤305中解析出来自SGSN消息信元，在步骤306中判断GGSN中是否有对应所述信元属性或数值的子APN，有则在步骤307中根据信元不同属性或数值，选择对应的子APN用以上下文激活和后续通信流程，这相当于在GGSN中实现一个GGSN对应多个外部网络的路由功能，即可以在SGSN一侧采用统一的APN，而在GGSN一侧采用多个子APN，因此无需更改用户终端、基站、HLR、SGSN和DNS的设计和参数，仅仅对GGSN进行设置即可。减少运营商网络配置的复杂度、降低运营成本并且减少终端用户上网过程中设置的复杂度。

从以上可以知道，本发明实施方式可以仅用一个GGSN对应多个WAPGW，每个WAP GW对应一个子APN；允许一个运营商内部有多个不同的通信业务，每个通信业务对应一个子APN；允许一个运营商内部有多个不同的网络，每个网络对应一个子APN；允许用户在不同的地域接入不同的业务网关，每个业务网关对应一个子APN。

总之，本发明实施方式可以实现同一APN内的流量分流到不同外部网络，并且成本低，用户使用非常方便。

参阅图4，本发明还提供一种分组网络系统和网络设备，所述网络设备用于实现会话管理和对数据业务支持功能。在本发明中，此网络设备可以是GGSN 400。所述分组网络系统包括GGSN 400和SGSN 500，所述GGSN 400包括存储单元440，记录有所述APN、激活请求消息和所述选择的子APN的关联信息。即保存有对应激活请求消息中的APN、以及信元属性或数值的预定义子APN和子APN匹配原则，所述子APN匹配原则是：无线接入请求/激活请求消息中信元的不同属性或数值对应不同的子APN。所述信元的属性是指接入网的类型或SGSN的IP地址，所述信元的数值是指IMSI、MSISDN或PLMN的号码。

所述业务GPRS 500支持节点用于在确认接入点名称有效性后，得到网关GPRS支持节点地址并发送激活请求消息到GGSN 400。所述GGSN 400还包括解析单元410、判断单元430和网络选择单元420。

所述解析单元410用于在收到来自SGSN的包含APN的无线接入消息后，解析出名为激活请求消息的无线接入消息中的IMSI、MSISDN、PLMN、接入网类型或SGSN IP地址信元。所述判断单元用于在存储单元440保存的资料中找不到匹配的对应所述激活请求消息中信元属性或数值的子APN情况下，使用所述激活请求消息中的APN作为上下文激活使用的APN；在找到的情况下，触发网络选择单元420动作。所述网络选择单元420用于通过匹配属性为接入网的类型或SGSN的IP地址、数值为IMSI、MSISDN或PLMN的号码的信元和保存的预定义子APN，选择对应所述无线接入消息中信元属性或数值的子APN，为上下文激活使用。

在运作时，GGSN 400收到来自用户终端并经SGSN 500的无线接入请求/激活请求消息，采用解析单元410解析出无线接入请求/激活请求消息中的信元，然后采用判断单元430对所述消息中是否存在预定义的子APN进行判断。如果判断通过，网络选择单元420选择对应所述无线接入消息中信元属性或数值的子APN，使用所述选择的子APN作为上下文激活使用的APN；如果找不到相应的子APN，判断单元430使用所述无线接入消息中的APN作为上下文激活使用的APN。

从以上可以看出，由于采用解析单元410解析出无线接入消息中的信元，得出其属性或数值，并且采用网络选择单元420选择GGSN 400中对应所述信元属性或数值的子APN，为上下文激活使用。可以在SGSN 500一侧采用统一的APN，而在GGSN 400一侧采用多个子APN，所述统一的APN通过消息的信元不同属性或数值和不同子APN关联，因此无需对大部分网络设备进行更改，仅仅对GGSN 400进行设置即可。减少运营商网络配置的复杂度、降低运营成本并且减少手机用户上网过程中设置的复杂度。

以上对本发明所提供的一种网络流量分流方法和网络设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种网络流量分流方法，其特征在于，包括步骤：

在收到包含接入点名称的激活请求消息后，网关节点对所述消息进行解析；

根据解析得到的信元的属性或数值，在所述网关节点中选择对应所述属性或数值的子接入点名称，为上下文激活使用，并接入对应的外部网络。

2.根据权利要求1所述的网络流量分流方法，其特征在于，网关节点对所述消息进行解析，包括步骤：从所述消息中解析出以下信元中的至少一个：国际移动用户标识、移动台国际ISDN号码、公用陆地移动网、接入网类型或业务GPRS支持节点IP地址。

3.根据权利要求1或2所述的网络流量分流方法，其特征在于，包括步骤：根据从所述消息中解析得到的接入网的类型、业务GPRS支持节点的IP地址、国际移动用户标识、移动台国际ISDN号码或公用陆地移动网的号码，选择与其对应的预定义子接入点名称为上下文激活使用。

4.根据权利要求1或2所述的网络流量分流方法，其特征在于，进一步包括步骤：在网关节点对所述消息进行解析后，判断所述网关节点中是否有对应所述属性或数值的子接入点名称，在没有对应所述属性或数值的子接入点名称情况下，使用所述消息中的接入点名称作为上下文激活使用的接入点名称。

5.根据权利要求1或2所述的网络流量分流方法，其特征在于进一步包括步骤：在选择所述网关节点中对应所述属性或数值的子接入点名称之后，根据所述选择的子接入点名称分配地址，通过所述分配的地址与对应的外部网络连接。

6.根据权利要求1或2所述的网络流量分流方法，其特征在于，在收到包含接入点名称的消息之前，包括：

用户向业务GPRS支持节点发起携带接入点名称的激活请求；

在业务GPRS支持节点与HLR确认接入点名称的有效性后，通过DNS得到网关节点地址。

7.根据权利要求1或2所述的网络流量分流方法，其特征在于，进一步包括步骤：在选择所述网关支持节点中对应所述属性或数值的子接入点名称后，将所述接入点名称、激活请求消息和所述选择的子接入点名称关联。

8.一种网络设备，用于进行会话管理和实现接入网关的功能，其特征在于，保存有对应无线接入消息中信元属性或数值的预定义子接入点名称，并包括：

解析单元，用于在收到包含接入点名称的无线接入消息后，解析出所述无线接入消息中的信元；

网络选择单元，用于选择所述网络设备中对应所述信元属性或数值的子接入点名称，为上下文激活使用。

9.根据权利要求8所述的网络设备，其特征在于，进一步包括存储单元，用于记录所述接入点名称、激活请求消息和所述选择的子接入点名称的关联信息。

10.根据权利要求8或9所述的网络设备，其特征在于，进一步包括判断单元，用于判断所述网关节点中是否有对应所述属性或数值的子接入点名称，在没有对应所述属性或数值的子接入点名称情况下，使用所述消息中的接入点名称作为上下文激活使用的接入点名称。

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