專利名稱：無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線通訊三層(網(wǎng)絡(luò)層)技術(shù)，更確切地說是涉及一種通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)中實(shí)現(xiàn)隧道備份和負(fù)擔(dān)分擔(dān)的方法，是根據(jù)通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)的特點(diǎn)提出的一種新的實(shí)現(xiàn)隧道備份和負(fù)擔(dān)分擔(dān)的方法。
標(biāo)準(zhǔn)GRE(通用路由封裝-Generic Routing Encapsulation)協(xié)議，即三層隧道協(xié)議的功能就是實(shí)現(xiàn)VPN(虛擬私有網(wǎng)-Virtual Private Network)功能。
VPN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如附
圖1所示，是指在兩個(gè)私有網(wǎng)(Private Network)11、12之間建立隧道(Tunnel)13，通過隧道13在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)14上傳輸兩個(gè)私有網(wǎng)11、12間的數(shù)據(jù)。圖中15、16分別是路由器(Route)A、B。
為了減輕一條隧道上的負(fù)擔(dān)，往往在實(shí)現(xiàn)VPN功能的兩個(gè)私有網(wǎng)11、12間建立起多條隧道，由多條隧道共同分擔(dān)負(fù)擔(dān)，以減輕隧道的負(fù)擔(dān)，提高通訊系統(tǒng)性能。
附圖2中示意出用多條(圖中示意出兩條，1與2)隧道分擔(dān)負(fù)擔(dān)的結(jié)構(gòu)，在私有網(wǎng)21與私有網(wǎng)22之間實(shí)現(xiàn)VPN功能，并用兩條GRE隧道(1與2)分擔(dān)負(fù)擔(dān)，以私有網(wǎng)21為隧道源端，以私有網(wǎng)22為隧道目的端，圖中23、24、25分別為路由器A、B、C，26為國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，以下由隧道1、2分擔(dān)負(fù)擔(dān)所涉及的配置均在路由器23(A)上實(shí)現(xiàn)。包括為私有網(wǎng)22中的目標(biāo)地址網(wǎng)段221配置靜態(tài)路由，并將包括接口信息在內(nèi)的路由信息與GRE隧道1相關(guān)聯(lián)。按同樣方法，將私有網(wǎng)22中的目標(biāo)地址網(wǎng)段222與GRE隧道2相關(guān)聯(lián)。
在私有網(wǎng)21中的用戶通過路由器23(A)向私有網(wǎng)22中的目標(biāo)地址網(wǎng)段221發(fā)送報(bào)文時(shí)，先用報(bào)文的目的地址查詢其發(fā)送路由，發(fā)現(xiàn)其路由與隧道1相關(guān)聯(lián)，則選用隧道1為該用戶傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)路由器B將數(shù)據(jù)發(fā)送至對(duì)端的目標(biāo)地址網(wǎng)段221。同樣，在私有網(wǎng)21中的用戶通過路由器23(A)向私有網(wǎng)22中的目標(biāo)地址網(wǎng)段222發(fā)送報(bào)文時(shí)，也是先用報(bào)文的目的地址查詢其發(fā)送路由，發(fā)現(xiàn)其路由與隧道2相關(guān)聯(lián)，則選用隧道2為該用戶傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)路由器C將數(shù)據(jù)發(fā)送至對(duì)端的目標(biāo)地址網(wǎng)段222。
由上述過程可知，傳統(tǒng)GRE協(xié)議是將某一用戶的數(shù)據(jù)固定在多條隧道中的某一條隧道上傳輸?shù)?，是一種固定隧道的傳輸方法。
該傳統(tǒng)的固定隧道的傳輸方法存在有以下問題1)將某一用戶的數(shù)據(jù)(由多個(gè)報(bào)文組成)固定在一條隧道上傳輸，一旦隧道中斷，傳輸就會(huì)前功盡棄，因?yàn)樗淼乐袛嗲八鶄鬏數(shù)乃袛?shù)據(jù)都被丟棄了，必須重新傳輸所有的數(shù)據(jù)，在用戶數(shù)據(jù)量較大的情況下，重傳會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)，也會(huì)給用戶帶來(lái)諸多不便；2)將某一用戶的數(shù)據(jù)(由多個(gè)報(bào)文組成)固定在一條隧道上傳輸，由于每個(gè)用戶所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不會(huì)相同，必然造成各隧道上實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)量的不均勻情況，如此，即使在連接同一個(gè)APN(訪問點(diǎn)名稱-Access Point Name)的隧道上也會(huì)出現(xiàn)負(fù)擔(dān)不均衡現(xiàn)象，對(duì)于負(fù)擔(dān)過重的隧道，會(huì)產(chǎn)生信道擁塞現(xiàn)象，將不能保證傳輸質(zhì)量與傳輸效率，而對(duì)于負(fù)擔(dān)過輕的隧道，則因信道利用率不高而造成信道資源浪費(fèi)。由此可見，只要發(fā)生了隧道負(fù)擔(dān)不均衡的問題，無(wú)論是負(fù)擔(dān)過輕還是過重，都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的通訊性能造成不良的影響。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，用于解決傳統(tǒng)的固定隧道傳輸方法的負(fù)擔(dān)不均衡及隧道中斷的數(shù)據(jù)重發(fā)對(duì)系統(tǒng)性能的嚴(yán)重影響問題，以一種新的隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，來(lái)確保通訊系統(tǒng)的傳輸性能與傳輸效率。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是這樣的一種無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，其特征在于包括以下處理步驟A.配置一條以上的通用路由封裝(GRE)隧道；B.通過將配置的每一條通用路由封裝(GRE)隧道與隧道目的端每一個(gè)訪問點(diǎn)名稱(APN)信息相關(guān)聯(lián)，使隧道目的端的每一個(gè)訪問點(diǎn)名稱(APN)與一條以上的通用路由封裝(GRE)隧道捆綁在一起，并將該一條以上的通用路由封裝(GRE)隧道保存成鏈表形式，用一個(gè)當(dāng)前指針指向其中的一條通用路由封裝(GRE)隧道；C.由隧道源端先確定待發(fā)送用戶數(shù)據(jù)報(bào)文的隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)屬性；D.根據(jù)該報(bào)文的隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)屬性，找到與此訪問點(diǎn)名稱(APN)相關(guān)聯(lián)的全部通用路由封裝(GRE)隧道；E.選擇當(dāng)前指針?biāo)赶虻囊粭l通用路由封裝(GRE)隧道作為該報(bào)文的路由封裝隧道，并同時(shí)將當(dāng)前指針指向隧道鏈表中該通用路由封裝(GRE)隧道的下一條通用路由封裝(GRE)隧道；F.將該報(bào)文從選定的該路由封裝隧道上發(fā)送到對(duì)端的目的訪問點(diǎn)名稱(APN)端；G.重復(fù)執(zhí)行上述步驟E至F，將該用戶的報(bào)文順序并輪流分擔(dān)在每一條與其訪問點(diǎn)名稱(APN)相關(guān)聯(lián)的各條通用路由封裝(GRE)隧道上傳輸并發(fā)送到對(duì)端的目的訪問點(diǎn)名稱(APN)端。
所述步驟A中，配置通用路由封裝(GRE)隧道，包括配置隧道源端與目的端兩端的地址信息。
所述的步驟E中，在當(dāng)前指針指向隧道鏈表中最后一條通用路由封裝(GRE)隧道時(shí)，其下一條通用路由封裝(GRE)隧道是隧道鏈表中最前一條通用路由封裝(GRE)隧道。
所述的步驟B中，一個(gè)隧道鏈表與一條隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)的隧道對(duì)應(yīng)，一個(gè)以上的隧道鏈表與一條以上的隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)的隧道一一對(duì)應(yīng)。
所述的步驟B中，隧道鏈表中的隧道是動(dòng)態(tài)變化的，在添加新隧道的同時(shí)在隧道鏈表中增加該隧道，在刪除阻塞隧道的同時(shí)刪除隧道鏈表中的該隧道。
本發(fā)明的方法是針對(duì)GGSN60(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)-Gateway GPRS SupportNode，其中的GPRS是指通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)-General Packet Radio Service)中的特殊情況所作的一種全新的隧道確定及負(fù)擔(dān)分擔(dān)技術(shù)，即無(wú)線三層隧道備份和負(fù)擔(dān)分擔(dān)技術(shù)。
本發(fā)明方法的核心技術(shù)是將每一用戶的若干報(bào)文動(dòng)態(tài)并均勻地交給一個(gè)與隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)相關(guān)聯(lián)的多條通用路由封裝(GRE)隧道來(lái)傳輸，即由一個(gè)APN所屬的多條GRE隧道來(lái)傳輸，不再為用戶固定選擇一條GRE隧道傳輸。
本發(fā)明的無(wú)線三層隧道備份和負(fù)擔(dān)分擔(dān)的方法，可以解決傳統(tǒng)的隧道固定方法所無(wú)法解決的兩個(gè)問題1)由于某一用戶的全部報(bào)文不在一條固定的隧道上傳輸，因此，即使發(fā)生一條隧道的連接中斷情況，該用戶的其它報(bào)文仍能通過其它隧道繼續(xù)發(fā)送，無(wú)需重傳操作，使通訊系統(tǒng)具備有隧道備份的功能，極大的提高了系統(tǒng)的性能；2)由于某一用戶的全部報(bào)文是在多條隧道上依次輪流發(fā)送的，對(duì)各隧道的使用幾率基本相同，即使各個(gè)用戶所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不相同，也仍能保證各隧道上的實(shí)際負(fù)擔(dān)保持均衡，可避免發(fā)生信道擁塞現(xiàn)象或信道資源浪費(fèi)現(xiàn)象，有效提高了通訊系統(tǒng)的性能。
本發(fā)明的方法可用于無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)通信、虛擬私有(專用)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
圖1是現(xiàn)有的虛擬私有網(wǎng)(VPN)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是由多條隧道分擔(dān)負(fù)擔(dān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1及圖2的說明前已述及不再贅述。
參見圖3，本發(fā)明的無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，是由多條隧道共同分擔(dān)負(fù)擔(dān)，同時(shí)起到了隧道備份的作用；本發(fā)明的無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，是將用戶的報(bào)文分配到多條隧道上動(dòng)態(tài)地發(fā)送，而不是固定在一條隧道上傳輸。
圖3中，31表示通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)(GPRS)，311表示隧道源端訪問點(diǎn)名稱(APN)，32表示網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)，33表示國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，1表示在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)33上傳輸數(shù)據(jù)的隧道1，2表示在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)33上傳輸數(shù)據(jù)的隧道2，34、35分別為路由器1、2，36表示隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)。
應(yīng)用本發(fā)明的方法，在兩訪問點(diǎn)名稱(APN)311與36間通過多條隧道傳輸用戶報(bào)文的處理步驟是第一步，配置多條通用路由封裝隧道(GRE隧道)1和2，包括配置隧道1、2兩端的地址與其它信息；第二步，將GRE隧道1、2與兩端的APN信息關(guān)聯(lián)起來(lái)，即將隧道1、2以鏈表形式保存，并用一個(gè)當(dāng)前指針指向即將被使用的隧道，如隧道1，通過本步驟將訪問點(diǎn)名稱(APN)311、36與GRE隧道1、2捆綁在一起；第三步，在一用戶的數(shù)據(jù)報(bào)文封裝之前，先確定該報(bào)文的APN屬性；第四步，根據(jù)該報(bào)文的APN屬性，找到與此APN相關(guān)聯(lián)的多條GRE隧道，如隧道1和2，選擇當(dāng)前指針?biāo)赶虻乃淼?，如隧?作為報(bào)文的封裝路由隧道，之后將當(dāng)前指針指向隧道鏈表中的下一條隧道，即隧道2；第五步，將報(bào)文從選定的GRE隧道1上發(fā)送到對(duì)端36(APN)；第六步，對(duì)下一個(gè)該用戶的報(bào)文，選擇當(dāng)前指針?biāo)赶虻乃淼?作為報(bào)文的封裝隧道，然后將當(dāng)前指針再指向隧道鏈表中的下一條隧道即隧道1。
順序并循環(huán)執(zhí)行上述第五步、第六步，將通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)GPRS中用戶的報(bào)文平均、輪流地分擔(dān)在隧道1與隧道2上發(fā)送到對(duì)端36(APN)，若通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)GPRS中用戶的報(bào)文順序?yàn)镃1、C2、D1、D2、E1、E2，則隧道1分擔(dān)發(fā)送報(bào)文C1、D1、E1，隧道2分擔(dān)發(fā)送報(bào)文C2、D2、E2(C、D、E分別表示三個(gè)用戶的報(bào)文)。
本發(fā)明方法對(duì)鏈表的維護(hù)，包括以下原則
一張隧道鏈表負(fù)責(zé)一條APN的隧道維護(hù)，如果存在多個(gè)APN，則需用多條隧道鏈表一一對(duì)應(yīng)地維護(hù)各APN隧道；本發(fā)明的隧道鏈表沒有具體的形式限制，可以使用各種形式的鏈表，但從使用方便的角度出發(fā)，建議采用雙向鏈表；隧道鏈表中的各隧道是動(dòng)態(tài)變化的，可以隨時(shí)添加或隨時(shí)刪除，如在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，某APN添加了一條新隧道，如隧道3，那么在與該APN對(duì)應(yīng)的隧道鏈表中就動(dòng)態(tài)地增加隧道3，同理，若該APN的某一隧道阻塞，如隧道2堵塞時(shí)，則將隧道2從與該APN對(duì)應(yīng)的隧道鏈表中刪除，上述隧道鏈表的刪除或增加操作均不會(huì)影響數(shù)據(jù)包的正常封裝與發(fā)送。
本發(fā)明方法的核心是多條隧道分擔(dān)負(fù)擔(dān)并起到隧道備份的作用，用戶報(bào)文不固定在一條隧道上傳輸，而是在多條隧道上動(dòng)態(tài)發(fā)送。
本發(fā)明的技術(shù)，經(jīng)在無(wú)線分組業(yè)務(wù)中的GGSN60上試應(yīng)用，其結(jié)果表明該技術(shù)方案能夠滿足無(wú)線分組業(yè)務(wù)的特殊需求，而且同樣的技術(shù)方案還可用于其它技術(shù)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，其特征在于包括以下處理步驟A.配置一條以上的通用路由封裝(GRE)隧道；B.通過將配置的每一條通用路由封裝(GRE)隧道與隧道目的端每一個(gè)訪問點(diǎn)名稱(APN)信息相關(guān)聯(lián)，使隧道目的端的每一個(gè)訪問點(diǎn)名稱(APN)與一條以上的通用路由封裝(GRE)隧道捆綁在一起，并將該一條以上的通用路由封裝(GRE)隧道保存成鏈表形式，用一個(gè)當(dāng)前指針指向其中的一條通用路由封裝(GRE)隧道；C.由隧道源端先確定待發(fā)送用戶數(shù)據(jù)報(bào)文的隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)屬性；D.根據(jù)該報(bào)文的隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)屬性，找到與此訪問點(diǎn)名稱(APN)相關(guān)聯(lián)的全部通用路由封裝(GRE)隧道；E.選擇當(dāng)前指針?biāo)赶虻囊粭l通用路由封裝(GRE)隧道作為該報(bào)文的路由封裝隧道，并同時(shí)將當(dāng)前指針指向隧道鏈表中該通用路由封裝(GRE)隧道的下一條通用路由封裝(GRE)隧道；F.將該報(bào)文從選定的該路由封裝隧道上發(fā)送到對(duì)端的目的訪問點(diǎn)名稱(APN)端；G.重復(fù)執(zhí)行上述步驟E至F，將該用戶的報(bào)文順序并輪流分擔(dān)在每一條與其訪問點(diǎn)名稱(APN)相關(guān)聯(lián)的各條通用路由封裝(GRE)隧道上傳輸并發(fā)送到對(duì)端的目的訪問點(diǎn)名稱(APN)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，其特征在于所述步驟A中，配置通用路由封裝(GRE)隧道，包括配置隧道源端與目的端兩端的地址信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，其特征在于所述的步驟E中，在當(dāng)前指針指向隧道鏈表中最后一條通用路由封裝(GRE)隧道時(shí)，其下一條通用路由封裝(GRE)隧道是隧道鏈表中最前一條通用路由封裝(GRE)隧道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，其特征在于所述的步驟B中，一個(gè)隧道鏈表與一條隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)的隧道對(duì)應(yīng)，一個(gè)以上的隧道鏈表與一條以上的隧道目的端訪問點(diǎn)名稱(APN)的隧道一一對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線三層隧道備份與負(fù)擔(dān)分擔(dān)方法，其特征在于所述的步驟B中，隧道鏈表中的隧道是動(dòng)態(tài)變化的，在添加新隧道的同時(shí)在隧道鏈表中增加該隧道，在刪除阻塞隧道的同時(shí)刪除隧道鏈表中的該隧道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)(GPRS)中實(shí)現(xiàn)隧道備份和負(fù)擔(dān)分擔(dān)的方法。由多條隧道共同分擔(dān)負(fù)擔(dān)，同時(shí)起到隧道備份的作用；和將用戶的報(bào)文分配到多條隧道上動(dòng)態(tài)地發(fā)送，而不是固定在一條隧道上傳輸。通過將多條通用路由封裝(GRE)隧道保存成鏈表形式，并用一個(gè)當(dāng)前指針指向其中的一條GRE隧道，而將多條GRE隧道與訪問點(diǎn)名稱(APN)信息關(guān)聯(lián)，使APN與GRE隧道捆綁在一起。發(fā)送時(shí)總是選擇鏈表中當(dāng)前指針指向的GRE隧道，并同時(shí)將當(dāng)前指針再指向鏈表中下一個(gè)GRE隧道。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1392709SQ0112923
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2001年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月18日
發(fā)明者嚴(yán)旭東, 李蔚 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司