專利名稱：一種gprs網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)負載均衡方法
一種GPRS網(wǎng)絡中的icjg負^衡:^
駄領域
本發(fā)明屬于電信通信領域的iyg處理方法，特別是一種針對R99版本GPRS協(xié)議 的數(shù)據(jù)流量負辦衡施。 背景駄
近些年，基于GPRS的移動通信網(wǎng)絡的aM和建設非常迅猛，用戶不斷增多，網(wǎng) 絡帶寬不斷增加。當前的移動通信網(wǎng)絡中，多數(shù)是面向賴的通^式，數(shù)據(jù)包1 分為信令包和業(yè)務包，信令包負責建立、維護和拆除會話，^igji^后，才能收 務包。比如打電話， 一鄉(xiāng)話繊就是粒、維持，拆除一個賴的腿首先是撥 號，等待對彌機，這僧織是信令粒賴的腿；對飾機后進M話，進行 的M務通信。每一個業(yè)^都會和信^建立的某個^iS相對應，據(jù)實^M信網(wǎng)絡 的統(tǒng)計分析，信賴所占比例很小，小于1%,業(yè)夠占99%以上。因此負糊衡主 要體現(xiàn)在對業(yè)^&的處ah。.當前電信設備對于海量的數(shù)據(jù)處理需求存在很大的局限 性
1、 單個設備如計糊，板卡等的數(shù)據(jù)鵬能力有限，受到CPU,內(nèi)存，接口卡 鞭件和數(shù)據(jù)處理軟件綜合因素的限制，無法艦單個設備完成大量數(shù)據(jù)處理；往往 需要將iC行負載均衡，使流量盡量以1: 1: 1的方式分發(fā)到接收節(jié)點。面向^iS 的鵬中，必須不能打斷賴實現(xiàn)負辦衡。
2、 傳統(tǒng)的負^衡算法如加權(quán)算法，^i^法都是基于iyg包的均衡算法，無法
在基于流的會話業(yè)務中應用?；陉P鍵字段的取模算法可以很好適用于R98版本的 GPRS網(wǎng)絡，因為R98版本的網(wǎng)絡采用TID (IMSI+NSAPI)來標識唯一的會話，但 是R99及以后版柳消了 TID字段,并踐用了上下行采用不同的麟號(TEID)的標
識M,導致數(shù)掛包中沒有唯一^li字會辦^令包中的TEro-c同數(shù)掛包的上行隧
道號TEID-UUP和下行麟號TEID-U細"進行關聯(lián)，因雌于^l字段的取模算法 無^ffl。對itkffi常的解決辦^ffl^H維,的^，將三種值進行HASHf^!j 后關^來。但是這樣做維護起來非常復雜，效率極低，任何一維的變化都需要fii 計算HASH值，運算量極大，嚴錢響系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種GPRS網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)負載均衡，是一種針對R99版本GPRS協(xié)議數(shù)據(jù)包的負辦衡施，在移動通信網(wǎng)絡設備中實現(xiàn)負載均衡，根據(jù)GPRS R99版本協(xié)議數(shù)據(jù)包的特點建立數(shù)據(jù)與會話的關系，方法簡單易行，可靠實用，保證了源設備數(shù)據(jù)可以均勻的分發(fā)到各個接收節(jié)點，不會打破會話，可保證一個會話從握手建立到拆除的整個服務過程都由接收端的一個節(jié)點進行處理。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案 一種GPRS網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)負載均衡方法，針對R99版本 GPRS協(xié)議的數(shù)據(jù)流量負載均衡，網(wǎng)絡中源設備分別和多個目的設備之間建立有通信鏈路，其特征在于根據(jù)數(shù)據(jù)包的包頭信息進行分類，將數(shù)據(jù)包分為信令包和業(yè)務包，將業(yè)務包的關鍵字段通過 CRC多項式的映射值和信令包關聯(lián)，業(yè)務包和信令包建立的會話有對應關系；信令包進行廣播，每個接收點都可以收到業(yè)和包進行負載均衡， 業(yè)務包利用其PDP地址的CRC映射值進行取模算，模值為接收節(jié)點的個數(shù)，根據(jù) 取模運算結(jié)果分發(fā)到對應接收節(jié)點， 一個會話從握手建立到拆除的整個服務過程都由 接收端的一個節(jié)點進行處理。
如上述的GPRS網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)負均衡方法，其特征在于取業(yè)務包的PDP 地址進行CRC,其映射值作為均衡關鍵字，所使用的32位CRC生成多項式為 CRC32=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。
本發(fā)明的原理是利用CRC ,算法皿據(jù)面的PDP地ftfcS行離散化，進而實現(xiàn) 數(shù)據(jù)的負載均衡
1. 對要處理的包進行分類，將信令包和業(yè)務包分開來進行處理，同時要利用業(yè)務包與信令包建立的會話的關系將業(yè)務包根據(jù)SGSN地址列表分為上行和下行；每個業(yè)務包只屬于唯一的會話，由于R99版本GPRS協(xié)議沒有TID作為關鍵字與會話關聯(lián)，因此需要取業(yè)務PDP的地址進行散列；
2. 信令包不作負載均衡處理，以廣播的形式分發(fā)，每個接收節(jié)點可以收到，并 根據(jù)收到的信令建立，維護會話；
3. 業(yè)務包的處理通過協(xié)議分析，取出業(yè)務包PDP地址，利用CRC多項式的 散列特性將其映射到32位數(shù)值空間中，將映射值進行取模運算，模值為接收 節(jié)點的個數(shù)，根據(jù)取模運算結(jié)果將業(yè)務分發(fā)到對應接收節(jié)點Node。比如節(jié) 點數(shù)目為N，取模運算(CRC VALUE %N)，模值為0的包的目的發(fā)放地址填上 對應接收節(jié)點1的地址，模值為1的包的目的地址填上對應接收節(jié)點2的地 址，依此類推，模值為N-1的包的目的地址填上對應接收節(jié)點N的地址；經(jīng)過處理的所有包經(jīng)交換機發(fā)往接收節(jié)點。
本發(fā)明的突出優(yōu)點是算法簡單，運算艦快，容易實現(xiàn)。


圖l,為本發(fā)明實施例的源設備和目的接收設備示意圖。 圖2，本發(fā)明實施例的實施流程圖。
具體的實駄式
圖l，為本發(fā)明實施例的源設備和目的接收設備示意圖，在源端設備Jdt行負糊 衡，將輸入的數(shù)據(jù)進行負糊衡算法處理后輸出到網(wǎng)絡，一^lii交換機接以太網(wǎng)； 接收節(jié)點鵬節(jié)點也連接艦以太網(wǎng)上，根鵬的目的艦分別選擇接收。
圖2，是本發(fā)明實施例的繊圖。其離如下
1 對接收的^S行協(xié)議分析。R99版本GTP協(xié)議規(guī)定信令端口為2123，數(shù)據(jù)端口 為2152,根據(jù)UDP端口號將包分為信4^和業(yè)^。
2 對于信令包，直接將包的目的MAC地址修改為廣播地址 (FF-FF-FF-FF-FF-FF )，以便于所有的接收節(jié)點接收。
3 對于業(yè)^，首先要根據(jù)IP包頭信息中的源IP地址判斷出是由SGSN到GGSN 的上行包還是GGSN到SGSN的下行包?？紤]在GPRS網(wǎng)絡中SGSN的數(shù)目遠 少于GGSN的數(shù)目，那么可以將承^M源IP地址與設備中的SGSN列表地址比 較，判斷出肚行包還是下行包。
4 根據(jù)GTP包的包頭結(jié)構(gòu)，采用包頭指針偏移方式取出業(yè)務包的GTP封裝層中 的IP地址，對上行包取出^HIP地址作為PDP地址，對于下行包取出其目的 IP地址作為PDP亂
5 對PDP地:bbt行CRC散列計算，由于PDP地址為32位地址,因jH^用的CRC 多 項 式 為 CRC32:X32+X26+X"+X22+X'6+XU+XH+XW+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。
6 CRC散列計算后得到PDP地址的散列值，然后取模(CRC VALUE%4),模值 為0的包的目的ifeit填上對應接收節(jié)點1的itbM，模值為1的包的目的地址填上 對應接收節(jié)點2的艦，艦類推。經(jīng)過處理的所有包經(jīng)交換機發(fā)往接收節(jié)點。 接收節(jié)點僅接收目的艦是自己的包。
實施^M:在中國移動GPRS分組域網(wǎng)絡中，有GGSN和SGSN設備，GPRS用 戶MiiGGSN訪問互聯(lián)網(wǎng)，^t用戶在^ffl時會^l一個^, GGSN的容量是根據(jù)可以容納的用戶iyg來決定的，比如單個GGSN的容量是十萬用戶，那么一個四十萬 用戶的地區(qū)需要lfiS4個GGSN，當用戶接入訪問時，要TO負糊衡將用戶均勻分 到4個GGSN設備。微駒分為信4^和業(yè)純，信賴協(xié)議是GTP-C，業(yè)純 是GTP-U包。首先由GTP-C信4^M^—個雙向會話，用戶可以訪問互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù) 是GTP-U包，針GTP-U包中封裝了用戶娜IP包，這個IP包的源或目的艦為 用戶上下文的PDP地址值，這個PDP地址與GTP-C信令粒的賴相對應。根據(jù)該 發(fā)明的方法，將PDP地址進行散列后取模，可以保證一個用戶的所有數(shù)據(jù)被一個 GGSN處理。
權(quán)利要求
1、一種GPRS網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)負載均衡方法，針對R99版本GPRS協(xié)議的數(shù)據(jù)流量負載均衡，網(wǎng)絡中源設備分別和多個目的設備之間建立有通信鏈路，其特征在于根據(jù)數(shù)據(jù)包的包頭信息進行分類，將數(shù)據(jù)包分為信令包和業(yè)務包，將業(yè)務包的關鍵字段通過CRC多項式的映射值和信令包關聯(lián)，業(yè)務包和信令包建立的會話有對應關系；信令包進行廣播，每個接收點都可以收到；業(yè)務包進行負載均衡，業(yè)務包利用其PDP地址的CRC映射值進行取模運算，模值為接收節(jié)點的個數(shù)，根據(jù)取模運算結(jié)果分發(fā)到對應接收節(jié)點，一個會話從握手建立到拆除的整個服務過程都由接收端的一個節(jié)點進行處理。
2、如權(quán)利要求1所述的GPRS網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)負載均衡方法，^#征在于 ^的PDP地址進行CRC，其em值作為均衡^l字，所使用的32位CRC生 成多項式為CRC32-X32+XM+XM+X22+XM+XU+X"+X"+X8+X7+X5+X4+X2+X+1 。
全文摘要
一種GPRS網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)負載均衡方法，該網(wǎng)絡中源設備分別和多個目的設備之間建立有通信鏈路，其特征在于根據(jù)R99版GTP協(xié)議進行包分類，分析出數(shù)據(jù)包的流向；信令包進行廣播，每個接收點都可以收到；業(yè)務包進行負載均衡，業(yè)務包利用其PDP地址值進行CRC多項式散列計算后取模，模值為接收節(jié)點的個數(shù)，根據(jù)取模運算結(jié)果分發(fā)到對應接收節(jié)點。運用此方法可以解決R99版GPRS網(wǎng)絡中信令面和數(shù)據(jù)面沒有直接關鍵字相關聯(lián)的問題，源設備業(yè)務可以均勻的分發(fā)到各個接收節(jié)點，不會打斷會話，可保證一個會話從握手建立到拆除的整個服務過程都由接收端的一個節(jié)點進行處理，該方法簡單易行，可靠實用。
文檔編號H04L29/06GK101102269SQ200710052488
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者凱 彭, 戴長江, 彪 楊 申請人:武漢虹旭信息技術(shù)有限責任公司