CN100362815C - 检测支持gtp协议端点设备间接口联通性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测支持通用无线分组业务隧道协议GTP端点设备间接口联通性的方法，包括：在所述端点设备间建立通信检测路径；通过通信检测路径发送路径管理消息；当在预定时间内收到对端的回应消息时，认为所述端点设备间接口联通。利用本发明可以对所有未建立或空闲的路径进行检测，充分保证网络的畅通；在网络调测或故障诊断时，可以节约故障定位时间，更好地维护系统的正常运行。

Description

检测支持GTP协议端点设备间接口联通性的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种检测支持GTP(通用无线分组业务隧道协议)协议端点设备间接口联通性的方法。

背景技术

第三代移动通信系统(3G)以其先进的空中接口技术、核心网全面的IP包交换及控制技术，使数据通信产业和无线通信产业的技术得到了很好的融合，使无线通信能更好地满足对数据业务(主要是IP业务)快速增长的需求。

WCDMA(宽带码分多址)是目前全球三种主要的第三代移动通信体制之一。从系统结构和功能上看，WCDMA系统可以分成无线接入网络(RAN)和核心网(CN)。无线接入网络用于处理包括对无线资源的管理在内的所有与无线有关的功能，称之为UTRAN(通用移动通讯系统陆地无线接入网)。CN负责处理与业务和应用相关的功能，即WCDMA系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由。这两个单元和用户终端设备一起构成了整个UMTS(通用移动通讯系统)系统。CN与UTRAN的接口定义为Iu接口，UTRAN与UE(用户终端)的接口定义为Uu接口。

在WCDMA网络中，核心网分组交换域的主要设备是SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN(网关GPRS支持节点)，如图1所示。RNC(无线网络控制器)管理无线侧业务。SGSN执行移动性管理、安全管理、接入控制和路由选择等功能。GGSN负责提供GPRS PLMN(通用无线分组业务公共陆地移动网络)与外部PDN(分组数据网)的接口，并提供必要的网间安全机制(如防火墙)。GGSN是WCDMA核心网PS域功能节点，通过Gn/Gp接口SGSN相连，通过Gi接口与外部分组数据网络相连，GGSN提供数据包在WCDMA移动网和外部数据网之间的路由和封装。

移动分组数据用户发起的数据业务经SGSN设备接入，发往GGSN，最后经由GGSN发往外部分组数据网。在此过程中，SGSN与GGSN设备间的交互是通过两者的Gn/Gp接口实现的，Gn是同一PLMN(公共陆地移动网络)内的GSN(GPRS支持节点)之间的接口，Gp是不同PLMN的GSN之间的接口，接口间的通信遵从GTP(GPRS隧道协议)协议，GTP协议中，包含路径管理功能。所述路径是指一对GSN之间传输信令和数据的通路，由各自端点的IP地址/UDP(用户数据报文协议)端口号构成，可以分为信令路径和数据路径；路径协议是指在GSN之间用于承载GTP协议的UDP/IP协议。

在GPRS/WCDMA(通用无线分组业务/核心网中，GSN设备间的网络建立之后，往往需要测试一下GSN设备间的路径是否畅通，对端设备的GTP协议是否运行正常。通常，利用路径管理消息完成对GSN设备间路径的检测。3GPP协议29060规定，路径管理消息共有三种：Echo Request(Echo请求)消息，Echo Response(Echo响应)消息，Version Not Supported(GTP版本不支持)消息，分别说明如下：

1.Echo Request消息：在路径上发送，检测对端的GSN是否正常。EchoRequest消息在“在用路径”上发送。一个路径“在用”是指至少有一个PDP上下文(PDP context)使用该路径连接到对端GSN。Echo Request消息的发送间隔应该不小于60秒。一个GSN设备应该随时可以接收Echo Request消息，并且回应Echo Response消息。

2.Echo Response消息：本消息作为Echo Request消息的响应。

3.Version Not Supported消息：本消息只包含GTP头部，指明该UDP/IP地址上的GTP实体所支持的GTP协议版本。

应用GTP协议路径管理消息的Echo Request消息和Echo Response消息来检测信令路径和数据路径的联通性。Echo Request消息发往对端GSN，对端设备收到后返回Echo Response消息，如果本端GSN设备在一定时间内收不到响应消息，则认为路径断。

按照3GPP协议29060规定，只有当该路径“在用”，才能进行路径的检测。也就是说，只有当该路径上存在不少于1个PDP上下文时，才能进行路径的检测。而且检测是周期性进行的，间隔不少于60秒。如果路径上没有PDP上下文，会认为此路径空闲或路径断，此时不会发送Echo Request消息，也就无法使用路径检测消息获知对端GSN信息。但对路径的检测在开局初期或进行网络故障诊断时需要经常用到。在现有技术中，如果两个GSN设备之间没有“在用”路径时，这种检测则无法进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测支持GTP(通用无线分组业务隧道协议)协议端点设备间接口联通性的方法，以解决现有技术中当两个支持GTP协议端点设备之间没有在用路径时无法进行接口联通性检测的问题。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种检测支持通用无线分组业务隧道协议GTP端点设备间接口联通性的方法，包括：

A、在所述端点设备间建立通信检测路径，所述通信检测路径用于承载路径管理消息；

B、通过所述通信检测路径发送路径管理消息；

C、当在预定时间内收到对端的回应消息时，认为所述端点设备间接口联通。

所述步骤A包括：

设置信令路径检测命令；

通过发送所述信令路径检测命令激活所述通信检测路径。

所述信令路径检测命令包括：信令路径检测指令、本端设备信令面地址、对端设备信令面地址、本端设备支持的通用分组无线业务隧道协议版本号。

所述步骤A还包括：

设置数据路径检测命令；

通过发送所述数据路径检测命令激活所述通信检测路径。

所述数据路径检测命令包括：数据路径检测指令、本端设备数据面地址、对端设备数据面地址、本端设备支持的通用分组无线业务隧道协议版本号。

所述本端设备信令面地址和所述本端设备数据面地址为相同或者不同的IP地址；

所述对端设备信令面地址和所述对端设备数据面地址为相同或者不同的IP地址。

所述步骤B具体为：

通过所述通信检测路径发送源地址为本端设备信令路径或数据路径地址、目的地址设为对端设备信令路径或数据路径地址、协议版本号设为本端支持的通用分组无线业务隧道协议版本号的Echo Request消息。

所述对端的回应消息包括：

对端设备支持的通用分组无线业务隧道协议版本号。

所述方法还包括：当检测完成后，删除所述通信检测路径。

所述端点设备包括：通用无线分组业务支持节点设备，无线网络控制器。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明使用自定义的命令发送Echo Response消息，使得GSN设备间进行GTP路径检测更加灵活方便，不依赖于该路径上是否有用户激活。利用本发明可以对所有未建立或空闲的路径进行检测，充分保证网络的畅通；在网络调测或故障诊断时，可以节约故障定位时间，更好地维护系统的正常运行。

附图说明

图1是SGSN与GGSN设备在GPRS/WCDMA网络中的位置示意图；

图2是本发明方法的流程图；

图3是本发明通过信令路径检测GSN设备接口连通性的流程图；

图4是本发明通过数据路径检测GSN设备接口连通性的流程图。

具体实施方式

本发明的核心在于针对现有技术方案的缺点，构造独立的通信检测路径，设计单独的用户命令，由该用户命令发起路径检测，通过检测对端设备的响应消息来判断对端设备能否与本设备建立GTP(GPRS隧道协议)路径；并通过设定Echo Request检测消息的类型(V0或V1)，进一步检测对端设备所支持的协议的版本，为故障分析提供依据。

本技术领域人员知道，GTP协议是由信令面和数据面组成的，信令面最主要的功能是在GPRS(通用分组无线业务)骨干网中GSN节点之间为MS用户建立GTP隧道，由传输平台完成GSN之间用户分组数据T-PDU隧道透明传输。每对GSN节点之间可以存在一条或多条路径，每条路径又可能包含一条或多条GTP隧道，即在一条路径上可实现多条GTP隧道的复用。

GSN设备之间的路径是承载多路GTP隧道的UDP/IP(用户数据报文协议/网际协议)路径，路径实际上是不依赖于PDP上下文而存在的。因此，本发明构造了单独的检测命令，通过特定的检测路径发送该命令，以启动路径管理消息的发送。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图2是本发明方法的流程图，包括以下步骤：

步骤201：设定检测次数N3。

步骤202：在支持GTP协议端点设备间建立通信检测路径。

步骤203：通过用户命令发起路径检测，所述用户命令可以通过协议来设定，而且需要使所述支持GTP协议端点设备都支持该命令。

该检测命令可以包括以下信息：

检测指令、本端设备网络地址、对端设备网络地址、本端设备支持的GTP版本号，

当然，如果需要，还可以添加其他信息及备用字段。

步骤204：创建时长为T3的定时器。根据3GPP协议29060规定，EchoRequest消息的发送间隔应该不小于60秒，因此，可以设定T3＝60秒。

步骤205：通过通信检测路径发送路径管理消息。

在此，可以根据3GPP协议29060规定，发送Echo Request(Echo请求)消息，在该消息中包含本端设备支持的GTP协议版本号，可以是3GPP(第三代移动通信标准化伙伴项目)规定的GTP协议的V0和V1两种版本。

Echo Request消息的源地址为本端设备的网络地址，目的地址为对端设备的网络地址。这些网络地址在建网时已预先配置在各端点设备的路由表中。

然后，进到步骤206：判断T3定时器是否超时；

如果T3定时器未超时，则到步骤207：接收对端设备的回应消息。

对于Echo Request消息，对端的回应消息可能有两种：Echo Response(Echo响应)消息；Version Not Supported(GTP版本不支持)消息。在EchoResponse消息中包含对端设备支持的GTP协议版本号。

如果收到Echo Response消息，则认为和对端设备间接口联通，表明对端正在活动，并且GTP协议运行正常；

如果收到Version Not Supported消息，则认为和对端设备间接口联通，表明对端正在活动，但不支持本端的GTP协议版本。

至此，检测完毕，进到步骤208：，从Echo Response消息中获取对端设备所支持的GTP协议版本号。

然后，到步骤209：删除建立的通信检测路径。

如果T3定时器超时，则到步骤210：检测次数减1，表明已完成了一次检测。

然后，进到步骤211：判断检测次数是否为0，也就是说是否已完成了N3次检测；

如果已完成N3次检测，则表明在时长为N3*T3时间后还未收到对端设备的响应，此时，可认为和对端设备间的路径已中断，进到步骤212：显示提示信息。

然后，进到步骤209：删除建立的通信检测路径。

如果还未完成N3次检测，则返回步骤204：重新创建时长为T3的定时器。

由于路径可以分为信令面路径和数据面路径，因此分别提供信令面路径检测命令和数据面路径检测命令：

1.信令面路径检测命令：

TST SIGPATH<本端GSN设备信令面地址><对端GSN设备信令面地址><本端GSN设备支持的GTP版本号>

2.数据面路径检测命令：

TST DATAPATH<本端GSN设备数据面地址><对端GSN设备数据面地址><本端GSN设备支持的GTP版本号>

两种命令的实现方法类似，下面参照附图对本发明方法作详细说明。

图3示出了本发明通过信令面路径检测命令检测GSN设备间Gn/Gp接口连通性的方法的流程，包括以下步骤：

步骤301：设置信令路径检测命令，所述信令路径检测命令包括：信令路径检测指令、本端GSN设备信令面地址、对端GSN设备信令面地址、本端GSN设备支持的GTP协议版本号。

步骤302：发送信令路径检测命令激活信令面检测路径。

步骤303：通过激活的信令面检测路径发送路径管理消息，具体为：

通过信令面检测路径发送源地址为本端GSN信令面路径地址、目的地址为对端GSN信令面路径地址，包含本端支持的GTP版本号的Echo Request消息。

步骤304：判断在预定时间内是否收到对端的回应消息；

如果收到回应消息，则进到步骤305：根据回应消息，获取对端GSN设备的信息，包括：对端GSN设备是否活动；对端GSN的GTP协议是否正常运行；对端GSN支持GTP协议的版本。

对端的回应消息可以有两种情况：分别为Echo Response消息；Version NotSupported消息。对这两种消息及消息中包含的信息在前面已作说明，在此不再赘述。

获取对端GSN设备的信息后，这时，检测已完成，需要进到步骤306：删除信令面检测路径。

如果未收到回应消息，则可认为路径断，此时，也需要进到步骤306：删除信令面检测路径。

图4示出了本发明通过信令面路径检测命令检测GSN设备间Gn/Gp接口连通性的方法的流程，包括以下步骤：

步骤401：设置数据路径检测命令，所述数据路径检测命令包括：数据路径检测指令、本端GSN设备数据面地址、对端GSN设备数据面地址、本端GSN设备支持的GTP协议版本号。

步骤402：发送数据路径检测命令激活数据面检测路径。

步骤403：通过激活的数据面检测路径发送路径管理消息，具体为：

通过数据面检测路径发送源地址为本端GSN数据面路径地址、目的地址为对端GSN数据面路径地址，包含本端支持的GTP版本号的Echo Request消息。

步骤404：判断在预定时间内是否收到对端的回应消息；

如果收到回应消息，则进到步骤405：根据回应消息，获取对端GSN设备的信息，包括：对端GSN设备是否活动；对端GSN的GTP协议是否正常运行；对端GSN支持GTP协议的版本。

对端的回应消息可以有两种情况：分别为Echo Response消息；Version NotSupported消息。对这两种消息及消息中包含的信息在前面已作说明，在此不再赘述。

获取对端GSN设备的信息后，这时，检测已完成，需要进到步骤406：删除数据面检测路径。

如果未收到回应消息，则可认为路径断，此时，也需要进到步骤406：删除数据面检测路径。

在上述通过信令面路径和通过数据面路径检测GSN设备间接口联通性的过程中，发送检测命令及路径管理消息时，所需的本端GSN设备信令面地址和本端GSN设备数据面地址可以为相同或者不同的IP地址；同样，对端GSN设备信令面地址和对端GSN设备数据面地址可以为相同或者不同的IP地址。

上面通过图3和图4描述了本发明方法在GPRS支持节点GSN(包括GGSN和SGSN)之间进行接口联通性检测的过程。本技术领域人员知道，在GPRS/WCDMA网络中，有两个GTP隧道用来载运IP数据报到移动设备，或从移动设备发出。其中一个在GGSN和SGSN之间，另一个GTP隧道存在于SGSN和RNC之间。改变RNC会使从SGSN到RNC的隧道重新定向到新的RNC。当SGSN有变化时，GGSN和SGSN之间的GTP隧道将从老的SGSN移动到新的SGSN。指向移动设备的IP数据报路由至GGSN，然后经GTP隧道发送至RNC。RNC传递IP数据报到位于Iub接口(RNC与节点B之间的接口)上的节点B，而节点B通过无线接口转发到移动设备。因此，在GSN设备和RNC之间同样可以通过设定的用户命令完成端口联通性的检测。检测方式和实现过程与前面所述的GSN设备间端口联通性的相似，在此不再详细描述。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (10)

1.一种检测支持通用无线分组业务隧道协议GTP端点设备间接口联通性的方法，其特征在于，包括：

A、在所述端点设备间建立通信检测路径，设置通信路径检测命令，通过发送所述通信路径检测命令激活所述通信检测路径；

B、通过所述通信检测路径发送路径管理消息；

C、当在预定时间内收到对端的回应消息时，认为所述端点设备间接口联通。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

设置信令路径检测命令；

通过发送所述信令路径检测命令激活所述通信检测路径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信令路径检测命令包括：信令路径检测指令、本端设备信令面地址、对端设备信令面地址、本端设备支持的通用分组无线业务隧道协议版本号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A还包括：

设置数据路径检测命令；

通过发送所述数据路径检测命令激活所述通信检测路径。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据路径检测命令包括：数据路径检测指令、本端设备数据面地址、对端设备数据面地址、本端设备支持的通用分组无线业务隧道协议版本号。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

通过所述通信检测路径发送：源地址为本端设备信令面路径地址而目的地址为对端设备信令面路径地址、协议版本号设为本端支持的通用分组无线业务隧道协议版本号的Echo Request消息。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

通过所述通信检测路径发送：源地址为本端设备数据面路径地址而目的地址设为对端设备数据面路径地址、协议版本号设为本端支持的通用分组无线业务隧道协议版本号的Echo Request消息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对端的回应消息包括：

对端设备支持的通用分组无线业务隧道协议版本号。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测完成后，删除所述通信检测路径。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述端点设备包括：通用无线分组业务支持节点设备，无线网络控制器。

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