地址池重分配的方法和網絡管理系統實體設備的製作方法

2023-12-02 01:55:11

專利名稱：地址池重分配的方法和網絡管理系統實體設備的製作方法
技術領域：
本發明實施例涉及通信技術領域，尤其涉及一種地址池重分配的方法和網絡管理系統實體設備。
背景技術：
隨著全球移動互連網的蓬勃發展，移動終端在通過網絡上網的過程中佔用了大量網際網路協議(Internet Protocol ；以下簡稱IP)地址資源，由於目前網際網路還是以網際網路協議版本4(Internet Protocol version 4;以下簡稱IPv4)網絡為主，這就加劇了 IPv4 地址短缺的矛盾。目前運營商普遍採取把網絡上承載相同業務的多個網關通用無線分組業務支持節點(Gateway General Packet Radio Service Support Node ；以下簡稱GGSN) / 分組數據網網關(Packet Data Network Gateway ；以下簡稱PGW)形成池(Pool)的組網方式，在這種組網方式下，通用無線分組業務服務支持節點(Serving General Packet Radio Service Support Node ；以下簡稱SGSN) / 移動性管理實體(Mobility Management Entity ；以下簡稱MME)按容量比例平均地選擇GGSN/PGW池裡的GGSN/PGW網元，正常情況下業務均勻的承載在GGSN/PGW池中各GGSN/PGW網元上。當GGSN/PGW池中有GGSN/PGW網元發生故障時，SGSN/MME會自動將後續激活用戶選擇到其他正常工作的GGSN/PGW網元上。現有的一種地址池管理分配方案中，可以將地址池分成多個段，預先分配給各 GGSN/PGW網元，用戶上網激活業務時由GGSN/PGW網元在各自的地址段內選擇IP位址分配給用戶使用，用戶下線時GGSN/PGW網元回收各自分配的IP位址。但是上述方案中，當GGSN/PGW池中有GGSN/PGW網元發生故障時，發生故障的 GGSN/PGW網元所佔用的IP位址段資源不能分配給其他正常工作的GGSN/PGW網元，這樣在業務繁忙的時候可能會造成即使GGSN/PGW池中正常工作的GGSN/PGW網元有容量和處理能力，但由於IP位址資源短缺不能讓用戶接入。現有的另一種地址池管理分配方案中，可以由鑑權、授權和計費(Authentication Authorization and Accounting ；以下簡稱AAA)伺服器或動態主機配置協議(Dynamic Host Configuration Protocol ；以下簡稱DHCP)伺服器統一管理IP位址資源。在移動終端上線的時候通過GGSN/PGW等網關向AAA伺服器或DHCP伺服器申請IP位址，然後分配下發給移動終端，在移動終端下線的時候AAA伺服器或DHCP伺服器回收分配的IP位址。但是上述方案由於需要增加額外的AAA伺服器或DHCP伺服器，增加了網絡部署成本；其次，由於用戶激活的時候每次都要到AAA伺服器或DHCP伺服器申請IP位址，帶來了額外的處理時延，上網激活速度慢。最後，AAA伺服器或DHCP伺服器是網絡地址分配的集中點，如果AAA伺服器或DHCP伺服器出現故障會造成全網用戶都不能接入，從網絡部署上來講，集中部署的AAA伺服器或DHCP伺服器降低了網絡的可靠性
發明內容
本發明實施例提供一種地址池重分配的方法和網絡管理系統實體設備，以在不增加額外設備的前提下，實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享。本發明實施例提供一種地址池重分配的方法，包括網絡管理系統根據網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣；所述網絡管理系統將所述資源備份矩陣的地址資源中與所述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給所述GGSN池中的各GGSN網兀。本發明實施例還提供一種地址池重分配的方法，包括網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)網元接收網絡管理系統發送的與所述 GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源；在用戶設備接入所述GGSN網元之後，所述GGSN網元在所述GGSN網元對應的自有地址資源中選擇網際網路協議(IP)地址分配給所述用戶設備。本發明實施例還提供一種網絡管理系統實體設備，包括生成模塊，用於根據網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣；發送模塊，用於將所述生成模塊生成的所述資源備份矩陣的地址資源中與所述 GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給所述 GGSN池中的各GGSN網元。本發明實施例還提供一種網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)網元，包括接收模塊，用於接收網絡管理系統實體設備發送的與所述GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源；分配模塊，用於在用戶設備接入所述GGSN網元之後，在所述GGSN網元對應的自有地址資源中選擇網際網路協議(IP)地址分配給所述用戶設備。通過本發明實施例，網絡管理系統根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣，然後，網絡管理系統將該資源備份矩陣的地址資源中與GGSN池中各 GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給GGSN池中的各GGSN 網元。從而可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明地址池重分配的方法一個實施例的流程圖；圖2為本發明地址池重分配的方法另一個實施例的流程圖；圖3為本發明GPRS/UMTS網絡一個實施例的組網示意圖；圖4為本發明IP位址資源塊劃分一個實施例的示意圖5為本發明IP位址資源一級備份資源池劃分一個實施例的示意圖；圖6為本發明資源備份矩陣生成方法一個實施例的流程圖；圖7為本發明地址池重分配的方法再一個實施例的流程圖；圖8為本發明資源備份矩陣生成方法另一個實施例的流程圖；圖9為資源備份矩陣一個實施例的示意圖；圖10為本發明IP資源結構距陣一個實施例的示意圖；圖11為本發明資源備份矩陣第一列中的元素指向IP位址資源塊一個實施例的示意圖；圖12為本發明旋轉向量指向IP位址資源塊一個實施例的示意圖；圖13為本發明形成第1個降維矩陣一個實施例的示意圖；圖14為本發明賦值給第1個降維距陣中第1列的元素一個實施例的示意圖；圖15為本發明旋轉向量指向IP位址資源塊另一個實施例的示意圖；圖16為本發明形成第2個降維矩陣一個實施例的示意圖；圖17為本發明將旋轉向量旋轉1次後一個實施例的示意圖；圖18為本發明賦值給第2個降維距陣第1列中的元素一個實施例的示意圖；圖19為本發明旋轉向量指向IP位址資源塊再一個實施例的示意圖；圖20為本發明形成第3個降維矩陣一個實施例的示意圖；圖21為本發明將旋轉向量旋轉2次後一個實施例的示意圖；圖22為本發明賦值給第3個降維距陣第1列中的元素一個實施例的示意圖；圖23為本發明資源備份矩陣另一個實施例的示意圖；圖M為本發明調整IP位址資源塊的提示界面一個實施例的示意圖；圖25為本發明IP位址資源塊佔用一個實施例的示意圖；圖沈為本發明網絡管理系統實體設備一個實施例的結構示意圖；圖27為本發明網絡管理系統實體設備另一個實施例的結構示意圖；圖觀為本發明網關通用無線分組業務支持節點網元一個實施例的結構示意圖；圖四為本發明網關通用無線分組業務支持節點網元另一個實施例的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。圖1為本發明地址池重分配的方法一個實施例的流程圖，如圖1所示，該地址池重分配的方法可以包括步驟101，網絡管理系統(Network Management System ；以下簡稱匪S)根據GGSN 池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣。步驟102，匪S將上述資源備份矩陣的地址資源中與上述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給該GGSN池中的各GGSN網元。
進一步地，步驟102之前，匪S還可以根據IP位址資源情況和分配要求對上述資源備份矩陣中的地址資源進行調整。這樣，在步驟102，匪S可以將調整後的地址資源中與上述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給該 GGSN池中的各GGSN網元。進一步地，在發送GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源之前，匪S還可以先將上述資源備份矩陣中的地址資源綁定到上述GGSN池對應的接入點名稱(Access Point Name ；以下簡稱APN)。具體地，當GGSN池中GGSN網元的個數為n，最大故障級別為m時，步驟101可以為匪S將GGSN池中每個GGSN網元的IP位址資源劃分為n_l塊IP位址資源塊；然後，匪S可以將每個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量分別賦值給上述資源備份矩陣第一列中的元素；上述元素的維度與該旋轉向量的維度相同，該資源備份矩陣的大小為nXm ；接下來，NMS可以將賦值後的資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作，獲得賦值後的資源備份矩陣的第i個降維矩陣；其中，i = 1，...，η-1，η;進而，匪S可以對 GGSN池中第i個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量進行ρ次循環旋轉後，賦值給第i個降維矩陣中第k列的元素；其中，ρ = i+k-2，k= 1,...,η-1 ；最後，匪S可以循環執行上述將賦值後的資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作的步驟和上述對GGSN 池中第i個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量進行ρ次循環旋轉後，將循環旋轉後獲得的向量中的元素賦值給降維矩陣中第k列的元素的步驟，直至對資源備份矩陣中的所有元素賦值完畢。上述實施例中，匪S根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣，然後，匪S將上述資源備份矩陣的地址資源中與GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給GGSN池中的各GGSN網元。從而可以實現 IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。圖2為本發明地址池重分配的方法另一個實施例的流程圖，如圖2所示，該地址池重分配的方法可以包括步驟201，GGSN網元接收匪S發送的與該GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源。步驟202，在用戶設備接入該GGSN網元之後，該GGSN網元在該GGSN網元對應的自有地址資源中選擇IP位址分配給上述用戶設備。本實施例中，進一步地，在上述GGSN網元所屬的GGSN池中有GGSN網元發生故障之後，該GGSN池中正常工作的GGSN網元可以根據發生故障的GGSN網元的數量，在正常工作的GGSN網元各自對應的級別小於或等於發生故障的GGSN網元的數量的備份可佔用地址資源中佔用發生故障的GGSN網元的IP位址資源塊。進一步地，在上述發生故障的GGSN網元恢復正常工作之後，佔用上述發生故障的 GGSN網元的IP位址資源的GGSN網元將佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元。具體地，在歸還佔用的IP位址資源塊時，佔用發生故障的GGSN網元的IP位址資源的 GGSN網元可以根據佔用的IP位址資源塊當前的使用情況，分步逐段將佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元，以避免對在線用戶和網絡造成影響。上述實施例可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。下面以GPRS/通用移動通信系統(Universal Mobile Telecommunications System;以下簡稱UMTQ網絡為例，對本發明實施例提供的地址池重分配的方法進行說明。圖3為本發明GPRS/UMTS網絡一個實施例的組網示意圖，如圖3所示，GGSN-I網元、GGSN-2網元和GGSN-3網元組成GGSN池，與本網SGSN-I和SGSN-2通過IP骨幹網全網互聯。本實施例中分配給GGSN-I網元的IP位址為IP1，分配給GGSN-2網元的IP位址為 IP2，分配給GGSN-3網元的IP位址為IP3 ；GGSN池所擁有的IP位址資源記為IP_total，則 IP_total = IP1+IP2+IP3。進一步可以將IPU IP2和IP3分別分成如圖4所示的IP位址資源塊(IP1. 1，IPl. 2)，(IP2. 1，IP2. 2)，(IP3. 1，IP3. 2)。圖 4 為本發明 IP 地址資源塊劃分一個實施例的示意圖。為了實現當上述GGSN池中一個GGSN網元發生故障時，該發生故障的GGSN網元所擁有的IP位址資源能夠被該GGSN池中正常工作的GGSN網元使用，可以將圖4中的IP位址資源塊按照圖5中虛線所示方式重新排列，形成一級備份資源池。圖5為本發明IP位址資源一級備份資源池劃分一個實施例的示意圖。當GGSN池中某個GGSN網元發生故障時，該GGSN池中正常工作的GGSN網元將在上述一級備份資源池中搶佔發生故障的GGSN網元對應的IP位址資源塊。例如當GGSN 池中GGSN-I網元發生故障時，GGSN-2網元將搶佔GGSN-I網元對應的IPl. 1地址資源塊， GGSN-3網元將搶佔GGSN-I網元對應的IPl. 2地址資源塊。當GGSN-I網元恢復正常工作後，GGSN-2網元將搶佔的IPl. 1地址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN-I網元；GGSN-3網元將搶佔的IPl. 2地址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN-2網元。上述IP位址資源塊劃分的方式可以很容易擴展為適應至少兩個GGSN網元組成 GGSN池和至少一級備份資源劃分的情況。—般來講，當GGSN池中包含的GGSN網元的個數為n，最大故障級別(即備份級別) 也為η時，IP位址資源塊劃分和生成資源備份矩陣的方法可以如圖6所示，圖6為本發明資源備份矩陣生成方法一個實施例的流程圖。步驟601，NMS將GGSN池中每個GGSN網元的IP位址資源IPi (i = 1，. . .，η_1，η) 劃分為(η-1)塊 IP 地址資源塊，標記為 IPi.」(i = 1, ... ,n-l,n ;j = 1, . . . , n_l)。步驟602，定義資源備份距陣A= (aM)nXn，定義旋轉向量、=[IPL1, ... , IPi. j，· · ·，IPi.η—ι] (i 1 ... j π 1，π) ο如上所示，旋轉向量、由每個GGSN網元的IP位址資源塊組成，其中，資源備份距陣A中的每個元素本身是與、具備相同維度的向量。步驟603，將、分別賦值給資源備份矩陣第一列中的元素，即令資源備份距陣A的 an =、(i = 1，...，n-l，n)；令資源備份距陣A中除第一列中的元素之外的其餘元素(ρ =1, · · · , η-1, η ;q = 2, · · · , η-1, η)暫時為空。步驟604，將賦值後的資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作，獲得賦值後的資源備份矩陣的第i個降維矩陣，即去掉資源備份距陣A的第i行和第一列的元素，使賦值後的資源備份矩陣變為(n-1) X (n-1)維距陣，可以將上述第i個降維矩陣記為Α(η)。其中，i = l,..., n-1, η。步驟605，對上述GGSN池中第i個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量進行P次循環旋轉後，賦值給上述第i個降維矩陣中第k列的元素。其中，ρ = i+k-2，k = 1，...，n-1。也就是說，對旋轉向量、進行(i+k-2)循環旋轉後，獲得向量ti(i+k_2)，然後將向量 Li (i+k-2) 中的元素賦值給Α(η)第k列中的元素。之後，匪S循環執行步驟605和步驟606，直至對資源備份矩陣A中的所有元素賦值完畢，這時所得資源備份距陣A = (apq)nXn即為GGSN池中包含的GGSN網元的個數為n， 最大故障級別也為η時的資源備份距陣。上述實施例可以實現匪S根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣，進而可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享。下面以GGSN池中GGSN網元的個數為η，最大故障級別為m為例，對本發明實施例提供的地址池重分配的方法進行詳細說明。圖7為本發明地址池重分配的方法再一個實施例的流程圖，為便於說明，本實施例中以η = 3，m = 2為例進行說明。如圖7所示，該地址池重分配的方法可以包括步驟701，匪S根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣。具體地，匪S可以參照本發明圖6所示實施例提供的方法生成資源備份矩陣，下面結合圖8進行具體說明。圖8為本發明資源備份矩陣生成方法另一個實施例的流程圖，如圖8所示，該資源備份矩陣的生成方法可以包括步驟801，根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別，匪S申請資源備份矩陣A= (aM)nXm的內存資源。本實施例中，η = 3，m = 2，A = (apq)nXm中的每個元素是一個(n_l)維的指針數組R[n_l]，初始化為空，如圖9所示，圖9為資源備份矩陣一個實施例的示意圖。步驟802，匪S根據GGSN池中GGSN網元的個數，申請IP資源結構距陣IP[n，n_l]。本實施例中，IP[n, n-1]中的每個元素可以為一個結構鍊表，初始化為空，如圖10 所示，圖10為本發明IP資源結構距陣一個實施例的示意圖。步驟803，匪S將A的第一列中的元素指向IP資源結構矩陣中相應的IP位址資源塊，如圖11所示，圖11為本發明資源備份矩陣第一列中的元素指向IP位址資源塊一個實施例的示意圖。步驟804，定義旋轉向量T[n-1]，並將T[n-1]指向IP資源結構矩陣中第1行的IP 地址資源塊，如圖12所示，圖12為本發明旋轉向量指向IP位址資源塊一個實施例的示意圖。步驟805，將資源備份矩陣A按照第1行和第1列進行降維操作，形成第1個降維距陣Α(η)，此時i = 1，如圖13所示，圖13為本發明形成第1個降維矩陣一個實施例的示意圖。步驟806，將T [n-1]循環旋轉(i+k_2)次。
本實施例中，i= 1，2，. . .，η ;k = 1，. . .，m_l。本步驟中，i = l,k= 1，則i+k-2 = 0，即不旋轉，也就是說，本步驟中，將T[n-1] 循環旋轉(i+k-幻次後獲得的向量仍如圖12所示。步驟807，將循環旋轉後獲得的向量中的元素，賦值給第1個降維距陣Am)中第1 列的元素，如圖14所示，圖14為本發明賦值給第1個降維距陣中第1列的元素一個實施例的示意圖。需要說明的是，由於本實施例中m = 2，因此進行上述賦值操作之後，k已經達到了 m-1，即不需要繼續填充後面的列；如果進行上述賦值操作之後，k還未達到m-1，則需要循環執行步驟806 步驟807，直至k達到m-1。以下類同。步驟808，將旋轉向量τ[η-1]指向IP資源結構矩陣中第2行的IP位址資源塊，如圖15所示，圖15為本發明旋轉向量指向IP位址資源塊另一個實施例的示意圖。步驟809，將資源備份矩陣A按照第2行和第1列進行降維操作，形成第2個降維距陣Α(η)，此時i = 2，如圖16所示，圖16為本發明形成第2個降維矩陣一個實施例的示意圖。步驟810，將指向IP資源結構矩陣中第2行的IP位址資源塊的T[n_l]循環旋轉 (i+k-2)次。本步驟中，i = 2，k = 1，即旋轉1次，將指向IP資源結構矩陣中第2行的IP位址資源塊的T[n-1]旋轉1次後，獲得的向量如圖17所示，圖17為本發明將旋轉向量旋轉 1次後一個實施例的示意圖。步驟811，將圖17所示向量中的元素，賦值給第2個降維距陣Am)第1列中的元素，如圖18所示，圖18為本發明賦值給第2個降維距陣第1列中的元素一個實施例的示意圖。步驟812，將旋轉向量Τ[η-1]指向IP資源結構矩陣中第3行的IP位址資源塊，如圖19所示，圖19為本發明旋轉向量指向IP位址資源塊再一個實施例的示意圖。步驟813，將資源備份距陣A按照第3行和第1列進行降維操作，形成第3個降維距陣Am)，此時i = 3，如圖20所示，圖20為本發明形成第3個降維矩陣一個實施例的示意圖。步驟814，將指向IP資源結構矩陣中第3行的IP位址資源塊的向量循環旋轉 (i+k-2)次。本步驟中，i = 3,k= 1，即旋轉2次，將指向IP資源結構矩陣中第3行的IP位址資源塊的向量循環旋轉2次後，獲得的向量如圖21所示，圖21為本發明將旋轉向量旋轉2 次後一個實施例的示意圖。步驟815，將圖21所示的向量中的元素，賦值給第3個降維距陣Am)第1列中的元素，如圖22所示，圖22為本發明賦值給第3個降維距陣第1列中的元素一個實施例的示意圖。至此，i已經達到最大值η (本實施例中，η = 3)，並且k也已經達到最大值m_l (本實施例中，m= 2)，退出循環，從而獲得nXm的資源備份距陣A，如圖23所示，圖23為本發明資源備份矩陣另一個實施例的示意圖。圖23所示的資源備份矩陣A中，第1行元素對應GGSN-I網元的IP位址資源塊，第2行元素對應GGSN-2網元的IP位址資源塊，第3行元素對應GGSN-3網元的IP位址資源塊；第1列元素分別對應GGSN-I網元、GGSN-2網元和GGSN-3網元的自有地址資源，第2 列元素分別對應GGSN-I網元、GGSN-2網元和GGSN-3網元的一級備份可佔用地址資源。步驟702，匪S根據IP位址資源情況和分配要求對上述資源備份矩陣中的地址資源進行調整。具體地，匪S可以向用戶提供輸入或調整IP位址資源塊的提示界面，如圖M所示， 之後，匪S可以接收用戶輸入或調整的IP位址資源塊的信息，並根據用戶輸入或調整的IP 地址資源塊的信息對上述資源備份矩陣中的地址資源進行調整。圖M為本發明調整IP位址資源塊的提示界面一個實施例的示意圖。步驟703，匪S將調整後的地址資源綁定到上述GGSN池對應的APN。具體地，匪S可以提示用戶輸入上述調整後的地址資源對應的APN，如下所示> APN Internet ；之後，匪S可以接收用戶輸入的APN，例如網際網路anternet)，然後APN可以將調整後的地址資源綁定到該APN，例如internet。步驟704，匪S將調整後的地址資源中與上述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給該GGSN池中的各GGSN網元。具體地，匪S可以提示用戶輸入GGSN池中各GGSN網元接收命令的地址，如下所示> GGSN-I 網元χ. χ. χ. χ> GGSN-2 網元χ. χ. χ. χ> GGSN-3 網元χ. χ. χ. χ接收到用戶輸入的上述地址之後，匪S將提示是否下發給各GGSN網元，在接收到用戶的確認下發給各GGSN網元的指示之後，匪S將調整後的地址資源中與上述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源通過管理命令消息分別發送給該GGSN池中的各GGSN網元。本發明圖7所示實施例可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享， 並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。在上述GGSN池中有GGSN網元發生故障之後，該GGSN池中正常工作的GGSN網元可以根據發生故障的GGSN網元的數量，在正常工作的GGSN網元各自對應的級別小於或等於發生故障的GGSN網元的數量的備份可佔用地址資源中佔用發生故障的GGSN網元的IP 地址資源塊。結合圖M所示的資源備份矩陣，假設GGSN-I網元發生故障，則GGSN-2網元可以在該GGSN-2網元對應的一級備份可佔用地址資源中佔用發生故障的GGSN-I網元的IP位址資源塊，GGSN-3網元可以在該GGSN-3網元對應的一級備份可佔用地址資源中佔用發生故障的GGSN-I網元的IP位址資源塊，如圖25中虛線框部分所示。圖25為本發明IP位址資源塊佔用一個實施例的示意圖。在發生故障的GGSN-I網元恢復正常工作之後，GGSN-2網元和GGSN-3網元將佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN-I網元。具體地，在歸還佔用的IP位址資源塊時，可以根據佔用的IP位址資源塊當前的使用情況，分步驟逐段歸還，避免對在線用戶和網絡造成影響；在具體實現時，以GGSN-2為例，在歸還佔用的IP[1] [1]地址資源塊時，假設 IP[1][1]地址資源塊被分為兩段，其中IP位址段1未被使用，而IP位址段2尚有用戶使用，則GGSN-2可以先歸還IP[1] [1]地址資源塊的IP位址段1，待IP[1] [1]地址資源塊的 IP位址段2上的用戶下線之後再將IP [1] [1]地址資源塊的IP位址段2歸還GGSN-I。本發明實施例提供的地址池重分配的方法解決了網絡資源在網絡層面的共享問題。同時本發明提供的地址池重分配的方法沒有新增任何網絡設備，具有不改變網絡拓撲結構，不增加網絡部署成本，沒有帶來用戶接入延遲，不降低網絡可靠性等優點。另外，本發明實施例所提供的地址池重分配的方法同樣可以適用於多種應用場景，例如設備、進程或數據之間進行(n+m)備份的場景。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。圖沈為本發明網絡管理系統實體設備一個實施例的結構示意圖，本實施例中的 NMS實體設備可以實現本發明圖1所示實施例的流程圖。如圖沈所示，該匪S實體設備可以包括生成模塊沈01，用於根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣；發送模塊沈02，用於將生成模塊沈01生成的資源備份矩陣的地址資源中與上述 GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給上述 GGSN池中的各GGSN網元。上述匪S實體設備中，生成模塊沈01可以根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣，然後，發送模塊沈02可以將上述資源備份矩陣的地址資源中與GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給GGSN 池中的各GGSN網元。從而可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。圖27為本發明網絡管理系統實體設備另一個實施例的結構示意圖，與圖沈所示的WS實體設備相比，不同之處在於，圖27所示的WS實體設備還可以包括調整模塊沈03，用於根據IP位址資源情況和分配要求對生成模塊沈01生成的資源備份矩陣中的地址資源進行調整；這時，發送模塊沈02可以將調整模塊沈03調整後的地址資源中與上述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別下發給上述GGSN池中的各GGSN網元。進一步地，本實施例中的匪S實體設備還可以包括綁定模塊沈04，用於在發送模塊沈02發送上述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源之前，將上述資源備份矩陣中的地址資源綁定到上述 GGSN池對應的APN。具體地，本實施例中，生成模塊沈01可以包括劃分子模塊沈011，用於將上述GGSN池中每個GGSN網元的IP位址資源劃分為n_l 塊IP位址資源塊；其中，η為上述GGSN池中GGSN網元的個數；
賦值子模塊沈012，用於將每個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量分別賦值給資源備份矩陣第一列中的元素；該元素的維度與上述旋轉向量的維度相同，該資源備份矩陣的大小為nXm;其中，m為最大故障級別；降維操作子模塊沈013，用於將賦值子模塊沈012賦值後的資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作，獲得賦值後的資源備份矩陣的第i個降維矩陣；其中，i = 1, . . . , η_1,η ；進一步地，賦值子模塊26012還可以對上述GGSN池中第i個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量進行P次循環旋轉後，將循環旋轉後獲得的向量中的元素賦值給第 i個降維矩陣中第k列的元素；其中，ρ = i+k-2, k = 1，...，n-l。接下來降維操作子模塊26013和賦值子模塊26012可以循環執行上述將資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作的步驟和上述對GGSN池中第i個GGSN網元的IP 地址資源塊組成的旋轉向量進行P次循環旋轉後，將循環旋轉後獲得的向量中的元素賦值給降維矩陣中第k列的元素的步驟，直至對資源備份矩陣中的所有元素賦值完畢。上述匪S實體設備可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。圖觀為本發明網關通用無線分組業務支持節點網元一個實施例的結構示意圖， 本實施例中的GGSN網元可以實現本發明圖2所示實施例的流程，如圖觀所示，該GGSN網元可以包括接收模塊觀01，用於接收匪S實體設備發送的與上述GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源；分配模塊觀02，用於在用戶設備接入上述GGSN網元之後，在該GGSN網元對應的自有地址資源中選擇IP位址分配給上述用戶設備。上述GGSN網元可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。圖四為本發明網關通用無線分組業務支持節點網元另一個實施例的結構示意圖，與圖觀所示的GGSN網元相比，不同之處在於，圖四所示的GGSN網元還可以包括佔用模塊觀03，用於在該GGSN網元正常工作，但該GGSN網元所屬的GGSN池中有 GGSN網元發生故障之後，根據發生故障的GGSN網元的數量，在正常工作的上述GGSN網元對應的級別小於或等於發生故障的GGSN網元的數量的備份可佔用地址資源中佔用發生故障的GGSN網元的IP位址資源塊。歸還模塊觀04，用於在發生故障的GGSN網元恢復正常工作之後，將佔用模塊觀03 佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元；具體地，歸還模塊觀04可以根據佔用的IP位址資源塊當前的使用情況，分步逐段將佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元，以避免對在線用戶和網絡造成影響。上述GGSN網元可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程並不一定是實施本發明所必須的。本領域技術人員可以理解實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述進行分布於實施例的裝置中，也可以進行相應變化位於不同於本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合併為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種地址池重分配的方法，其特徵在於，包括網絡管理系統根據網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣；所述網絡管理系統將所述資源備份矩陣的地址資源中與所述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給所述GGSN池中的各GGSN網元。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述網絡管理系統將所述資源備份矩陣的地址資源中與所述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給所述GGSN池中的各GGSN網元之前，還包括所述網絡管理系統根據網際網路協議(IP)地址資源情況和分配要求對所述資源備份矩陣中的地址資源進行調整；所述網絡管理系統將所述資源備份矩陣的地址資源中與所述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給所述GGSN池中的各GGSN網元包括所述網絡管理系統將調整後的地址資源中與所述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別下發給所述GGSN池中的各GGSN網元。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述網絡管理系統將所述資源備份矩陣的地址資源中與所述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給所述GGSN池中的各GGSN網元之前，還包括所述網絡管理系統將所述資源備份矩陣的地址資源綁定到所述GGSN池對應的接入點名稱。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，當所述GGSN池中GGSN網元的個數為 n，最大故障級別為m時，所述網絡管理系統根據網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣包括所述網絡管理系統將所述GGSN池中每個GGSN網元的IP位址資源劃分為n_l塊IP位址資源塊；將每個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量分別賦值給所述資源備份矩陣第一列中的元素；所述元素的維度與所述旋轉向量的維度相同，所述資源備份矩陣的大小為 nXm ；將賦值後的資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作，獲得所述賦值後的資源備份矩陣的第i個降維矩陣；其中，i = 1，. . .，η-1, η ；對所述GGSN池中第i個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量進行ρ次循環旋轉後，將循環旋轉後獲得的向量中的元素賦值給所述第i個降維矩陣中第k列的元素；其中， ρ = i+k_2，k = 1，· · ·，η-1 ；循環執行所述將賦值後的資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作的步驟和對所述GGSN池中第i個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量進行ρ次循環旋轉後， 賦值給所述降維矩陣中第k列的元素的步驟，直至對所述資源備份矩陣中的所有元素賦值完畢。
5.一種地址池重分配的方法，其特徵在於，包括網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)網元接收網絡管理系統發送的與所述GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源；在用戶設備接入所述GGSN網元之後，所述GGSN網元在所述GGSN網元對應的自有地址資源中選擇網際網路協議(IP)地址分配給所述用戶設備。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括在所述GGSN網元所屬的GGSN池中有GGSN網元發生故障之後，所述GGSN池中正常工作的GGSN網元根據發生故障的GGSN網元的數量，在所述正常工作的GGSN網元各自對應的級別小於或等於所述發生故障的GGSN網元的數量的備份可佔用地址資源中佔用所述發生故障的GGSN網元的IP位址資源塊。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，還包括在所述發生故障的GGSN網元恢復正常工作之後，所述佔用所述發生故障的GGSN網元的IP位址資源的GGSN網元將佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述佔用所述發生故障的GGSN網元的IP 地址資源的GGSN網元將佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元包括所述佔用所述發生故障的GGSN網元的IP位址資源的GGSN網元根據佔用的IP位址資源塊當前的使用情況，分步逐段將所述佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網兀。
9.一種網絡管理系統實體設備，其特徵在於，包括生成模塊，用於根據網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣；發送模塊，用於將所述生成模塊生成的所述資源備份矩陣的地址資源中與所述GGSN 池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給所述GGSN池中的各GGSN網元。
10.根據權利要求9所述的網絡管理系統實體設備，其特徵在於，還包括調整模塊，用於根據網際網路協議(IP)地址資源情況和分配要求對所述生成模塊生成的所述資源備份矩陣中的地址資源進行調整。
11.根據權利要求10所述的網絡管理系統實體設備，其特徵在於，所述發送模塊，具體用於將所述調整模塊調整後的地址資源中與所述GGSN池中各 GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別下發給所述GGSN池中的各 GGSN網元。
12.根據權利要求9-11任意一項所述的網絡管理系統實體設備，其特徵在於，還包括 綁定模塊，用於在所述發送模塊發送所述GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源之前，將所述資源備份矩陣的地址資源綁定到所述GGSN池對應的接入點名稱。
13.根據權利要求9-11任意一項所述的網絡管理系統實體設備，其特徵在於，所述生成模塊包括劃分子模塊，用於將所述GGSN池中每個GGSN網元的網際網路協議(IP)地址資源劃分為 n-1塊IP位址資源塊；其中，η為所述GGSN池中GGSN網元的個數；賦值子模塊，用於將每個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量分別賦值給所述資源備份矩陣第一列中的元素；所述元素的維度與所述旋轉向量的維度相同，所述資源備份矩陣的大小為nXm ；其中，m為所述最大故障級別；降維操作子模塊，用於將所述賦值子模塊賦值後的資源備份矩陣按照第i行和第一列進行降維操作，獲得所述賦值後的資源備份矩陣的第i個降維矩陣；其中，i = 1，...，n-l， η ；所述賦值子模塊，還用於對所述GGSN池中第i個GGSN網元的IP位址資源塊組成的旋轉向量進行P次循環旋轉後，將循環旋轉後獲得的向量中的元素賦值給所述第i個降維矩陣中第k列的元素；其中，ρ = i+k-2, k = 1，...，n-l。
14.一種網關通用無線分組業務支持節點(GGSN)網元，其特徵在於，包括接收模塊，用於接收網絡管理系統實體設備發送的與所述GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源；分配模塊，用於在用戶設備接入所述GGSN網元之後，在所述GGSN網元對應的自有地址資源中選擇網際網路協議(IP)地址分配給所述用戶設備。
15.根據權利要求14所述的GGSN網元，其特徵在於，還包括佔用模塊，用於在所述GGSN網元正常工作，但所述GGSN網元所屬的GGSN池中有GGSN 網元發生故障之後，根據發生故障的GGSN網元的數量，在正常工作的所述GGSN網元對應的級別小於或等於所述發生故障的GGSN網元的數量的備份可佔用地址資源中佔用所述發生故障的GGSN網元的IP位址資源塊。
16.根據權利要求15所述的GGSN網元，其特徵在於，還包括歸還模塊，用於在所述發生故障的GGSN網元恢復正常工作之後，將所述佔用模塊佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元。
17.根據權利要求16所述的GGSN網元，其特徵在於，所述歸還模塊，具體用於根據佔用的IP位址資源塊當前的使用情況，分步逐段將所述佔用的IP位址資源塊歸還恢復正常工作的GGSN網元。
全文摘要
本發明提供一種地址池重分配的方法和網絡管理系統實體設備，該地址池重分配的方法可以包括NMS根據GGSN池中GGSN網元的個數和最大故障級別生成資源備份矩陣；將所述資源備份矩陣的地址資源中與GGSN池中各GGSN網元對應的自有地址資源和各級備份可佔用地址資源分別發送給GGSN池中的各GGSN網元。本發明可以實現IP位址資源在GGSN池的各GGSN網元之間共享，並且不用增加額外設備，不會改變網絡拓撲結構，不會增加額外的激活處理時延。
文檔編號H04W88/18GK102257841SQ201180000899
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者朱智勇 申請人:華為技術有限公司