DE60226031T2

DE60226031T2 - Anordnung zum bereinigen hängender pdp-kontexte bei ggsn

Info

Publication number: DE60226031T2
Application number: DE60226031T
Authority: DE
Inventors: Thommy Evensen; Ezzat Kaafarani; Jan Frode Neverdal
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: DE60226031D1; NO20013780D0; EP1413153B1; ES2305270T3; WO2003013165A1; EP1413153A1; ATE392098T1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung ist auf das GPRS-Kernnetz (GPRS = General Packet Radio Service, allgemeiner Datenpaket-Funkdienst) in mobilen Paketvermittlungsdatensystemen unter Verwendung von GSM oder UMTS anwendbar. Die betreffenden GPRS-Standards werden von der ETSI-Organisation in den Standards 03.60 und 09.60 definiert.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In einem Datenkommunikationsnetz führt eine Mobilstation (MS) einen Anmeldungsvorgang in Richtung des Netzes durch, um auf die Dienste und Einrichtungen dieses Netzes zuzugreifen.
Nachdem sie die GPRS-Anmeldung ausgeführt hat, kann die MS dann ein oder mehrere PDP-Kontexte (PDP = Paketdatenprotokoll) aktivieren, um Daten zu senden und zu empfangen.
Jedes Mal, wenn eine MS oder ein bedienender GPRS-Unterstützungsknoten (Serving GPRS Support Node, SGSN) einen PDP-Kontext deaktivieren will, besteht die Gefahr, während anormaler (Netz-)Situationen hängende PDP-Kontexte in dem Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (Gateway GPRS Support Node, GGSN) zu erhalten.
Die GPRS-Standards sind nicht dazu entworfen, alle möglichen (Fehler-)Situationen zu vermeiden.
Probleme können in den folgenden Situationen (Beispielen) auftreten:
Wenn die Verbindung zwischen SGSN und GGSN vorübergehend betriebsunfähig ist, wird eine „PDP-Kontext löschen"-Anforderung von dem SGSN in Richtung des GGSN den GGSN nicht erreichen. Nach einer Reihe Neuübertragungen wird der SGSN die Signalisierung einstellen und den PDP-Kontext bzw. die PDP-Kontexte deaktivieren, ohne den GGSN informiert zu haben.
Wenn der GGSN eine „PDP-Kontext löschen"-Anforderung mit einem Protokollfehler empfängt, der dazu berechtigt, die Nachricht zu verwerfen, wird der GGSN den PDP-Kontext nicht entfernen. Der SGSN und die MS werden jedoch den PDP-Kontext entfernen.
Wenn der PDP-Kontext aus anderen Gründen (z. B. knoteninterner Datenverlust) in dem SGSN entfernt wird, ohne dass der GGSN benachrichtigt wird.
Ein hängender PDP-Kontext belegt Ressourcen in dem GGSN. Die belegten Ressourcen sind Speicherplatz, Prozessorbelastung und dynamisch zugeteilte IP-Adressen. Eine weitere Folge ist die Erzeugung von Berechnungsdatensätzen durch die hängenden PDP-Kontexte.
BEKANNTE LÖSUNGEN

1) Die ETSI-Standards 03.60 und 09.60 spezifizieren den Fehlerhinweisvorgang als eine Lösung für dieses Problem. Der Fehlerhinweisvorgang wird von Downlink-Nutzlast, die von dem GGSN zu dem SGSN geht, ausgelöst. Wenn in dem GGSN keine Nutzlast (von dem externen Netz) empfangen wird, wird dieser Vorgang nicht funktionieren.
2) Derzeit werden hängende PDP-Kontexte in einem GGSN nicht bereinigt, bis der GGSN-Knoten schließlich neu gestartet wird. Ein Neustart in einem aktiven GPRS-Netz sollte jedoch nicht geschehen. Dies bedeutet, dass die PDP-Kontexte einen undefinierten Zeitraum lang weiterhin hängen könnten.

Die Schrift WO 99/63774 offenbart ein GPRS-System, in dem ein neuer Vorgang zur Aktivierung PDP-Kontext mit anonymem Zugriff initiiert wird, wenn eine Mobilstation im READY-Status in einen neuen Routing-Bereich eintritt. Der alte Kontext wird bei Ablauf eines READY-Timers implizit gelöscht.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung bereitzustellen, mittels der der betreffende Knoten in dem Kernnetz (d. h. GGSN) ein Entfernen von „hängenden" PDP-Kontexten initiieren kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Speicher- und Prozessorkapazität, die normalerweise für hängende PDP-Kontexte verwendet wird, wiederzuerlangen.
Diese Aufgaben werden in einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, wie in den angefügten Ansprüchen 1, 8 und 15 beansprucht.
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden in den folgenden abhängigen Ansprüchen beansprucht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun ausführlich in Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines GPRS-Netzes mit einer Reihe PDP-Kontexte ist, die in dem Kernnetz erstellt wurden,
2 ein Sequenzdiagramm ist, das die einzelnen Schritte zeigt, die während eines Deaktivierungsvorgangs durchgeführt werden, in diesem Fall mit einem vorübergehenden Verbindungsausfall zwischen einem SGSN und einem GGSN,
3 die resultierende Situation zeigt, mit einem hängenden PDP-Kontext in dem GGSN,
4 die entsprechende Situation in einem System gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, in der der betreffende PDP-Kontext entfernt wurde,
5 einen weiteren Vorgang zeigt, der in eine Ausführungsform der Erfindung eingeführt wurde, um einem GGSN zu ermöglichen, ungültige PDP-Kontexte (d. h. hängende PDP-Kontexte) zu erfassen.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Wie in 1 gezeigt ist, nachdem eine Mobilstation einen Anmeldungsvorgang durchgeführt hat, wird sie einen oder mehrere PDP-Kontexte aktivieren, indem Verbindungen zwischen der MS und einem externen Netz bzw. externen Netzen hergestellt werden, um Daten zu senden und zu empfangen. PDP-Kontexte werden in sowohl einem SGSN als auch einem GGSN bzw. mehreren GGSN erstellt. In der Figur ist dies als vier PDP-Kontexte 1–4 gezeigt, die in dem SSGN erstellt werden. Die MS fordert Dienste von zwei unterschiedlichen Netzen an. Folglich werden die PDP-Kontexte 1 und 2 in dem unteren GGSN erstellt, während die PDP-Kontexte 3 und 4 in dem oberen GGSN, das mit einem anderen Netz verbunden ist, erstellt werden.
Während die MS oder der SGSN einen PDP-Kontext deaktivieren will, wird ein Deaktivierungsvorgang aufgerufen. Gelegentlich könnten jedoch Probleme auftreten, wie in 2 gezeigt. In Schritt 1 sendet die MS eine „PDP-Kontext deaktivieren"-Anforderung an den SGSN. Der SGSN reagiert, indem er eine „PDP-Kontext deaktivieren"-Anforderung an den betreffenden GGSN sendet, Schritt 2. In diesem Fall ist jedoch ein vorübergehender Verbindungsausfall in dem Fernnetz zwischen dem SGSN und dem GGSN aufgetreten. Der SGSN wird dann die Anforderung gemäß einem vorherdefinierten Schema mehrmals erneut übertragen. Schließlich wird er die Neuübertragungen einstellen und den PDP-Kontext bzw. die PDP-Kontexte lokal in dem SGSN deaktivieren und eine „Akzeptieren von Deaktivieren von PDP-Kontext"-Nachricht an die MS senden, Schritt 4. Der SGSN war jedoch beim Benachrichtigen des GGSN nicht erfolgreich. Eine Reihe PDP-Kontexte wird dann hängend in dem betreffenden GGSN verbleiben, wie mit gestrichelten Linien in 3 gezeigt. In diesem Fall wird der PDP-Kontext 4 in dem oberen GGSN aktiviert bleiben, während er aus dem SGSN (und der MS) gelöscht wird. Ein hängender PDP-Kontext wird Ressourcen in dem GGSN belegen.
4 zeigt die Situation nach der Einführung der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Der PDP-Kontext 4 wurde aus sowohl dem SGSN als auch dem GGSN entfernt.
Erfindungsgemäß wird ein neuer Überwachungsmechanismus in den GGSN eingeführt, um mögliche hängende PDP-Kontexte zu entdecken. Der Überwachungsmechanismus entdeckt einen möglichen hängenden PDP-Kontext und fragt den SGSN, die Gültigkeit des PDP-Kontextes zu prüfen. Wenn der PDP-Kontext ungültig ist, wird er in dem GGSN entfernt.
Beispiel:
Ein Wächter-Timer setzt den Überwachungsmechanismus um. Der Timer wird die Aktivität (Signalisierung oder Nutzlast), die für einen PDP-Kontext registriert wird, überwachen. Wenn keine Aktivität für diesen PDP-Kontext registriert wird, bevor der Timer abläuft, wird der GGSN prüfen, ob der PDP-Kontext in dem SGSN existiert. Falls nicht, ist dieser PDP-Kontext ein hängender Kontext und wird implizit in dem GGSN gelöscht.
Der neue Vorgang zum Prüfen der Gültigkeit des PDP-Kontex tes könnte mittels einer der zwei folgenden Methoden umgesetzt werden:

1) Abfrage des SGSN, indem eine neue Signalisierungsnachricht zwischen dem GGSN und dem SGSN eingeführt wird, wie in 5 angezeigt. Wenn der oben erwähnte Wächter- oder Überwachungstimer abläuft, wird der GGSN eine Nachricht an den SGSN senden, die abfragt, ob der PDP-Kontext gültig ist oder nicht. Wenn die Antwort von dem SGSN anzeigt, dass der PDP-Kontext ungültig ist, wird der Kontext in dem GGSN gelöscht werden.
2) Abfrage des SGSN, indem der existierenden „PDP-Kontext löschen"-Anforderungsnachricht ein neuer Ursachenwert hinzugefügt wird, der einen möglichen hängenden PDP-Kontext anzeigt. Der SGSN wird prüfen, ob der PDP-Kontext existiert. Wenn er existiert, wird die „PDP-Kontext löschen"-Anforderung abgewiesen. Andernfalls wird die „PDP-Kontext löschen"-Anforderung akzeptiert.

Claims

Anordnung in einem paketvermittelten Mobilkommunikationssystem, in dem eine Mobilstation, MS, durch eine Funknetzschnittstelle und ein Kernnetz mit einem externen Netz verbunden ist, wobei das Kernnetz Folgendes beinhaltet: – einen bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, (GPRS = allgemeiner Datenpaket-Funkdienst) und – einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, und – wobei in diesem System ein Paketdatenprotokoll-Kontext bei Herstellung einer Datenverbindung aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, ein Überwachungsmechanismus umgesetzt ist, um auf mögliche hängende Paketdatenprotokoll-Kontexte zu prüfen, wobei der Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, darauf eingerichtet ist, die Gültigkeit eines möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontextes in Richtung des bedienenden GPRS-Unterstützungsknotens, SGSN, zu prüfen und, wenn der mögliche hängende Paketdatenprotokoll-Kontext nicht gültig ist, ihn zu löschen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsmechanismus als ein Wächter-Timer umgesetzt ist, wobei dieser Wächter-Timer Mittel zum Überwachen einer Aktivität, die auf dem aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext registriert wird, umfasst und, wenn keine Aktivität registriert wird, bevor der Timer abläuft, der aktivierte Paketdatenprotokoll-Kon text als möglicherweise hängend gemeldet wird.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der überwachten Aktivität um eine Signalisierungs- oder Nutzlastaktivität für den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext handelt.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, darauf eingerichtet ist, den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext zu prüfen, indem eine Nachricht an den bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, gesendet wird, die fragt, ob der aktivierte Paketdatenprotokoll-Kontext gültig ist, und, wenn die Antwort anzeigt, dass der Paketdatenprotokoll-Kontext ungültig ist, den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext zu löschen.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, darauf eingerichtet ist, den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext zu prüfen, indem eine „Paketdatenprotokoll-Kontext löschen"-Nachricht an den bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, mit einem Ursachenwert gesendet wird, der einen möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontext anzeigt, und, wenn die Nachricht akzeptiert wird, den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext zu löschen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mobilen Paketvermittlungskommunikationssystem um ein globales System für Mobiltelekommunikation, GSM, handelt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mobilen Paketvermittlungskommunikationssystem um ein universelles Mobiltelekommunikationssystem, UMTS, handelt.
Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, in einem paketvermittelten Mobilkommunikationssystem, wobei in diesem System eine Mobilstation, MS, durch eine Funknetzschnittstelle und ein Kernnetz, das einen bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, beinhaltet, mit einem externen Netz verbunden ist, wobei in diesem System ein Paketdatenprotokoll-Kontext bei Herstellung einer Datenverbindung aktiviert wird, gekennzeichnet durch Mittel zum Prüfen der Gültigkeit eines möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontextes und Mittel zum Löschen des möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontextes, wenn er nicht gültig ist.
Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, einen Wächter-Timer umfasst, wobei dieser Wächter-Timer eine Aktivität überwacht, die auf dem aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext registriert wird, und, wenn keine Aktivität registriert wird, bevor der Timer abläuft, der aktivierte Paketdatenprotokoll-Kontext als möglicherweise hängend gemeldet wird.
Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der überwachten Aktivität um eine Signalisierungs- oder Nutzlastaktivität für den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext handelt.
Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, Mittel zum Senden ei ner Nachricht an den bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, umfasst, die fragt, ob der aktivierte Paketdatenprotokoll-Kontext gültig ist, und, wenn die Antwort anzeigt, dass der Paketdatenprotokoll-Kontext ungültig ist, den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext zu löschen.
Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, Mittel zum Senden einer „Paketdatenprotokoll-Kontext löschen"-Nachricht an den bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, mit einem Ursachenwert umfasst, der einen möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontext anzeigt, und, wenn die Nachricht akzeptiert wird, den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext zu löschen.
Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, nach einem der Ansprüche 8–12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mobilen Paketvermittlungskommunikationssystem um ein globales System für Mobiltelekommunikation, GSM, handelt.
Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, nach einem der Ansprüche 8–12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mobilen Paketvermittlungskommunikationssystem um ein universelles Mobiltelekommunikationssystem, UMTS, handelt.
Verfahren für einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, GGSN, in einem paketvermittelten Mobilkommunikationssystem, wobei in diesem System eine Mobilstation, MS, durch eine Funknetzschnittstelle und ein Kernnetz, das einen bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, beinhaltet, mit einem externen Netz verbunden ist, wobei in diesem System ein Paketdatenprotokoll-Kontext bei Herstellung einer Datenverbindung aktiviert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Prüfen der Gültigkeit eines möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontextes und Löschen des möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontextes, wenn er nicht gültig ist.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin die folgenden Schritte umfasst: – Überwachen einer Aktivität, die auf dem aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext registriert wird und – wenn keine Aktivität registriert wird, bevor der Timer abläuft, Melden des aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontextes als möglicherweise hängend.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der überwachten Aktivität um eine Signalisierungs- oder Nutzlastaktivität für den aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontext handelt.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, das weiterhin die folgenden Schritte umfasst: – Senden einer Nachricht an den bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, die fragt, ob der aktivierte Paketdatenprotokoll-Kontext gültig ist, und – wenn die Antwort anzeigt, dass der Paketdatenprotokoll-Kontext ungültig ist, Löschen des aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontexts.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, das weiterhin die folgenden Schritte umfasst: – Senden einer „Paketdatenprotokoll-Kontext löschen"-Nachricht an den bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten, SGSN, mit einem Ursachenwert, der einen möglichen hängenden Paketdatenprotokoll-Kontext anzeigt, und – wenn die Nachricht akzeptiert wird, Löschen des aktivierten Paketdatenprotokoll-Kontexts.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15–19, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mobilen Paketvermittlungskommunikationssystem um ein globales System für Mobiltelekommunikation, GSM, handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15–19, dadurch gekennzeichnet, es sich bei dem mobilen Paketvermittlungskommunikationssystem um ein universelles Mobiltelekommunikationssystem, UMTS, handelt.