專利名稱：一種支持通訊系統(tǒng)核心網的用戶鍵值分配方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通訊系統(tǒng)核心網的用戶鍵值分配方法，尤其涉及第三代移動通信(3G)網絡的交換設備SGSN(Serving GPRS Support Node)和GGSN(GatewayGPRS SupportNode)中的用戶鍵值分配方法。
背景技術：
網絡與通信是當今最熱和發(fā)展最快的領域之一，為了應付日益繁忙的信息流，通訊網絡設備的處理能力不斷地提高，各種大容量節(jié)點設備不斷出現，單CPU、集中處理的結構越來越不能適應市場的需求。如今，各制造商普遍采用分布式處理技術，將通訊業(yè)務的處理分散在多個模塊、多個CPU上加以處理，第一是為了突破當前的軟硬件技術極限，提供更高的性能；第二是提高系統(tǒng)的可靠性，不至于一個CPU故障導致整個設備的崩潰；第三，很重要的是提供了進行平滑擴容的基礎，在設備投入運營的初期，由于業(yè)務的普及性不夠，可能只有很小的業(yè)務量，而新業(yè)務得到大眾的認可后往往會有雪崩式的急劇發(fā)展，如果采用分布式的系統(tǒng)，則可以在早期用很少的模塊，很低的成本，應付較少的業(yè)務量，然后通過不斷的增加模塊來與業(yè)務的增加相適應，達到很高的性能，避免了運營商面臨的在冒重復投資的風險和冒投資失誤的風險中做出兩難的選擇，便于運營商做滾動式發(fā)展。例如3G核心網的GGSN設備就可以做成分布式的，每個模塊支持20萬用戶，足以應付3G的初期市場，而10個模塊就可以支持到200萬用戶，這是一個很大的規(guī)模。
分布式處理必然涉及到如何將業(yè)務量合理地分配到各個模塊的問題，每一次事務，都要根據能夠識別唯一用戶的鍵值(如3G系統(tǒng)中的TEID，Tunnel EndpointIdentifier，隧道終點標識)，分發(fā)到確定的模塊，同一個用戶的一系列事務都必須分配到一個模塊上才能正確處理。一般大家常常使用的方法有兩種，一是將鍵值按照模塊的數目分段，每一段對應于一個模塊，這樣做的一個缺點是如果鍵值不是由自己分配的話，就很難保證分配的均勻性；另一是將鍵值按模塊數取模，根據結果對應于不同模塊，這樣做的一個缺點是有些CPU不提供硬件除法器，做取模運算開銷很大。對于通訊網絡設備，這兩種方法還有一個共同的缺點，就是很難做到不中斷業(yè)務的擴容，特別是在容量發(fā)生多次變化的情況下，而不中斷業(yè)務在通訊網絡中是一個很重要的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的是現有分布式系統(tǒng)業(yè)務分配中業(yè)務分配不均勻和取模運算開銷大的技術問題。
為了解決以上技術問題，本發(fā)明采取的技術方案是一種支持通訊系統(tǒng)核心網的用戶鍵值分配方法，其特征是，包括以下步驟第一步根據估計的最終可能的模塊總數，建立一張項目數為2的n次冪且足夠大的查詢表，n為整數，并對各模塊進行標號，查詢表的每一項只記錄各模塊的模塊號；第二步配置查詢表，使查詢表的項目中各模塊的模塊號出現的次數相同或基本相同；第三步根據進入業(yè)務的用戶鍵值的后n個比特值在查詢表中查找對應的項目和該項目記錄的模塊號，將該業(yè)務分配到該模塊號對應的模塊中處理。
當核心網在線變更容量即模塊數量發(fā)生增減時，所述的第二步進行時應以盡量少地改變原有查詢表的項目為原則調整查詢表，并在所有模塊中查找變化涉及到的用戶鍵值的業(yè)務，將其轉移到新的模塊或其它模塊上。
當核心網在線變更容量即模塊數量增加時，調整查詢表的方法為從查詢表中標記為原有模塊號的項目中選取一部分改寫為新增模塊號；當核心網在線變更容量即模塊數量減少時，調整查詢表的方法為從查詢表中標記為將要減去的模塊號的項目平均地改為保留下來的模塊號。
采用上述技術方案后，由于是根據進入業(yè)務的用戶鍵值的后n個比特值進行模塊分配和各模塊在查詢表項目中出現的次數相同或基本相同，因此，保證了業(yè)務分配的均勻性，由于不需要取模運算，因此開銷也不大，另外，在處理模塊數發(fā)生改變時能夠相對快速地完成，減少對進行中的業(yè)務造成的影響，保持通訊網絡的不中斷的運行。


圖1是3個模塊時的查詢表，以及一個業(yè)務查表被分配到模塊1的示意圖。
圖2是擴容增加模塊3后查詢表的改變以及模塊1上的一個用戶轉移到模塊3的示意圖。
圖3是擴容后，另一個業(yè)務被分配到模塊1的示意圖。
圖4是再次擴容增加模塊4后的查詢表，上述兩個用戶都不需要轉移。
具體實施例方式
下面將結合附圖，舉例說明在3G系統(tǒng)中采用本發(fā)明提供的方法實現業(yè)務分發(fā)和系統(tǒng)擴容的一個實施方式。
1)系統(tǒng)目前有3個模塊處理業(yè)務，他們是模塊0、模塊1和模塊2。
2)創(chuàng)建一個16個表項的查詢表，如圖1所示初始化，表中指向模塊0的有5格、指向模塊1的有5格、指向模塊2的有6格，各模塊按5∶5∶6分擔業(yè)務。
3)當一個業(yè)務到達，所帶TEID最后4比特為9時，查表得到1，被分配到模塊1處理，如圖1。
4)如果有其他業(yè)務到達，同3)一樣處理。
5)此時進行擴容，增加模塊3，按照圖2調整查詢表，將第4項、第9項、第14項、第15項改為3，各模塊查找本模塊中被涉及的用戶，將它們轉移到新模塊3上，此后各模塊按1∶1∶1∶1分擔業(yè)務。
6)擴容后有一個業(yè)務到達，所帶TEID最后4比特為5，查表得到1，被分配到模塊1處理如圖3。
7)如果有其他業(yè)務到達，同6)一樣處理。
8)此時再次擴容，增加模塊3，按照圖4調整查詢表，將第3項、第8項、第13項改為4，各模塊查找本模塊中被涉及的用戶，將它們轉移到新模塊3上，圖中的兩個用戶都不需要轉移，此后各模塊按3∶3∶3∶3∶4分擔業(yè)務。
9)如果是容量縮減，可以仿造上述例子實現。
本發(fā)明所提出的3G系統(tǒng)根據TEID查表實現分布式系統(tǒng)業(yè)務分配方法與通常的分配方法相比，具有處理開銷小，分配均勻，特別的，在容量改變時(無論變大還是變小)和多次改變時，都只涉及到盡量少的用戶，減小了對正常業(yè)務的影響。以上所述的實施例只是本發(fā)明方法在3G通訊系統(tǒng)中用TEID來標識用戶一個實現性描述，而本發(fā)明方法所提出的分配思想可以用于任何以平滑擴容為目標的分布式系統(tǒng)的業(yè)務分配和資源分配。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本發(fā)明的范圍之內。
權利要求
1.一種支持通訊系統(tǒng)核心網的用戶鍵值分配方法，其特征是，包括以下步驟第一步根據估計的最終可能的模塊總數，建立一張項目數為2的n次冪且足夠大的查詢表，n為整數，并對各模塊進行標號，查詢表的每一項只記錄各模塊的模塊號；第二步配置查詢表，使查詢表的項目中各模塊的模塊號出現的次數相同或基本相同；第三步根據進入業(yè)務的用戶鍵值的后n個比特值在查詢表中查找對應的項目和該項目記錄的模塊號，將該業(yè)務分配到該模塊號對應的模塊中處理。
2.根據權利要求1所述的支持通訊系統(tǒng)核心網的用戶鍵值分配方法，其特征是，當核心網在線變更容量即模塊數量發(fā)生增減時，所述的第二步進行時應以盡量少地改變原有查詢表的項目為原則調整查詢表，并在所有模塊中查找變化涉及到的用戶鍵值的業(yè)務，將其轉移到新的模塊或其它模塊上。
3.如權利要求2所述的支持通訊系統(tǒng)核心網的用戶鍵值分配方法，其特征是，當核心網在線變更容量即模塊數量增加時，調整查詢表的方法為從查詢表中標記為原有模塊號的項目中選取一部分改寫為新增模塊號；當核心網在線變更容量即模塊數量減少時，調整查詢表的方法為從查詢表中標記為將要減去的模塊號的項目平均地改為保留下來的模塊號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通訊系統(tǒng)核心網的用戶鍵值分配方法。包括以下步驟1.根據估計的最終可能的模塊總數，建立一張項目數為2的n次冪且足夠大的查詢表，n為整數，并對各模塊進行標號，查詢表的每一項只記錄各模塊的模塊號；2.配置查詢表，使查詢表的項目中各模塊的模塊號出現的次數相同或基本相同，當核心網在線變更容量即模塊數量發(fā)生增減時，以盡量少地改變原有查詢表的項目為原則調整查詢表，并在所有模塊中查找變化涉及到的隧道終點標志的業(yè)務，將其轉移到新的模塊或其它模塊上；3.根據進入業(yè)務的用戶鍵值的后n個比特值在查詢表中查找對應的項目和該項目記錄的模塊號，將該業(yè)務分配到該模塊號對應的模塊中處理。保證了業(yè)務分配的均勻性、運算開銷小，在模塊數發(fā)生改變時能夠保持通訊網絡的不中斷的運行。
文檔編號H04W28/16GK1527619SQ0311572
公開日2004年9月8日 申請日期2003年3月4日 優(yōu)先權日2003年3月4日
發(fā)明者張云翔 申請人:中興通訊股份有限公司