[发明专利]一种EPC网络的GTPC信令交互方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种演进的分组核心(Evolved PacketCore，EPC)网络的控制面通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)隧道协议(GTPC)信令交互方法及装置。

背景技术

在演进的分组核心(Evolved Packet Core，EPC)网络的控制面通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)隧道协议(GTPC)信令交互流程中，主要涉及S11和S5接口，对于承载建立流程中涉及到的网元都需要为UE分配承载资源，例如移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)网元发起的默认承载建立流程，首先MME需要在本地为用户分配资源，然后由MME触发默认承载请求消息给服务网关(Serving Gateway，SGW)，SGW配置本地的用户承载资源后，发送默认承载请求消息给分组数据网关(PDNGateway，PGW)，PGW再配置本端的用户承载资源，如果各网元配置成功，MME会收到成功的响应消息，整个过程各网元节点都保存有控制面和用户面的资源。

但是，SGW作为处理流程的中间网元节点，如果在收到PGW配置成功的响应消息后，SGW在本端处理时发生了失败(不能保证处理一定能成功，如SGW用户面无法满足PGW要求的服务质量(Quality of Service，Qos)。

配置而导致SGW配置用户面失败，或由于SGW本地资源分配失败等原因)，SGW会将失败的响应消息发送给MME，MME删除已分配的用户资源，但是对于SGW的另一个对端节点PGW却无法得到资源释放的通知消息。因为从目前协议看SGW是没有触发消息通知PGW进行资源释放的。因此就会造成各个网元节点的用户资源不一致。即某些网元节点会出现挂资源。针对上述过程，如果同一用户再次接入时，很可能在该网元上此用户信息已经存在，如果该网元异常处理考虑不全面很可能会直接以失败的结果返回给MME，造成该用户永远无法接入。

还有一种情况是某个网元节点存在超时，比如默认承载的建立过程，若PGW网元节点回复的响应消息出现时延(当信令量较大时，繁忙的传输通路可能会导致数据包回复出现时延甚至丢失)，而当超时后回复消息给SGW，那么同样PGW成功分配的用户承载资源也是无法清除的，因为SGW判断超时后，会首先回复给MME失败的结果，MME删除本地的用户资源信息，同时SGW也会删除自己本端已经分配的用户资源信息。而对于PGW来说，已经分配成功的用户资源信息依然存在。

以上两种资源不一致的过程也发生在专用承载建立流程中(PGW网元发起的专用承载建立)。同时对于非初始承载建立过程，如移动性过程中发生的SGW改变的跟踪区更新(TAU)、路由区更新(RAU)或切换过程这种场景也是存在的。

造成这种信令异常处理过程，EPC网元间资源不一致的情况，主要是由于在EPC网络中MME、SGW和PGW之间交互的过程采用的是GTPC v2的协议接口，而这种通过中间节点通知处理结果的信令交互流程在GTPv1中是不存在的，即GTPv1只是一端请求一端响应过程，而不是GTPC v2这种通过中间结点进行传递请求和响应的信令交互过程，因此这种采用GTPC v2的协议接口交换信令的情况就会导致资源可能存在不一致，而目前协议还没有给出这种信令流程处理异常时该如何去保证各网元节点上的资源一致的介绍。

因为网元信令交互过程较多，异常情况下的资源不一致场景也较多，以下只是对几个主要发生资源不一致的场景予以说明。

场景一：MME网元发起的默认承载建立。

信令场景：

在初始附着过程中建立默认承载；

用户成功进行网络附着后，由UE发起的向其指定的接入点名称(APN)对应的分组数据网(PDN)的连接请求过程。

信令过程参见图1，包括：

MME分配资源保存本端的用户上下文信息，然后MME选择一个SGW并发送创建会话请求(Create Session Request)消息给SGW。

SGW收到创建会话请求(Create Session Request)消息后，进行用户的本地资源分配，即在其EPS承载列表中创建一个新的条目，分别保存S11和S58侧的控制面和用户面信息，并给PGW发一个创建会话请求(Create SessionRequest)消息。