[发明专利]用于分布式网关的集中式IP地址管理

说明书

技术领域

本发明涉及用于分布式网关的集中式IP地址管理。更具体地，本发明示例性地涉及用于实现用于分布式网关的集中式IP地址管理的措施（包括方法、装置和计算机程序产品）。

背景技术

在包括典型地基于IP的移动和固定网络二者的现代通信系统中，预计到未来在数据业务中的显著增长。因此，在基于IP的移动和固定通信系统二者中做出应对这样的预计数据业务增长的努力。这样的努力例如包括例如在当前EPC网络架构中的优化相关的改变。

要指出，虽然以下主要参考3GPP移动网络，但是仅作为示例做出这样的参考，并且因此类似的考虑等同地适用于其它类型的移动网络和/或固定网络。

作为用于应对日益增加的数据业务的方法，应用了网关（同样称为“因特网网关”）的分布。要分布的这样的网关（GW）可以例如包括S/PGW和在3GPP移动网络的上下文中的GGSN。网关分布意指提供各种网关，其中每个网关服务一部分的用户或用户业务以仅用于提供对诸如因特网之类的外部网络的访问。由此，可以实现更直接/优化的路由，这减少业务等待时间和/或节省输运成本，特别是例如对于本地业务而言（缓存、CDN、移动到移动业务）。GW的分布允许更高效地处理大量用户业务，因为最优路由降低输运资源的使用，并且内容服务器和缓存可以定位得更接近用户。

然而，GW的分布和因此GW的日益增加的数量以及去往/来自这样的GW的接口使得网络管理更加复杂。这是因为每个GW需要被配置并且需要维护到不同服务器的接口例如以用于操作、管理或策略控制。同时，这样的服务器时常需要例如用于安全性特征的每GW的某种配置，因此仍使在部署和连续操作二者方面中的网络管理努力有所增加。归因于GW分布的增加数目的网络节点因此添加了复杂性并且提供了对网络的可管理性的挑战。

更具体地，GW分布阻碍了同样可以有助于促进应对日益增加的数据业务的诸如网络管理和控制功能的集中化、网络节点和设备中的虚拟化以及网络虚拟化和可编程网络之类的方法。因此，虽然GW分布可以在应对日益增加的数据业务方面是有益的，但是这样的方法因而同时妨碍在这方面的其它可设想到的方法的实现和/或使它们的有效性降级。

例如，这对于包括IP地址指派的IP地址管理可能特别适用，如以下所解释的那样。

图1示出了在网关分布的上下文中可适用的用于因特网接入的一般网络架构的常规示例的示意图。

如图1中所示，诸如用户设备UE之类的终端用户IP设备或主机通过接入设备（即移动网络中的基站或例如固定网络中的调制解调器）经由IP网络而连接至因特网。该接入设备经由接入网络特定数据业务隧道而连接至因特网GW（例如3GPP中的PGW或GGSN，例如固定网络中的BRAS）。这是执行用于主机的IP地址管理的点所在，例如其中主机被指派有IP地址，并且主机变得在因特网中可见（因此还称为存在点POP）。IP地址管理可以通过与AAA和/或DHCP服务器协作来实现。因此，因特网GW终止数据业务隧道并且管理用于由此服务的所有主机的IP地址，这等同地是对于GW分布环境中的所有因特网GW的情况。

图2示出了在网关分布的上下文中可适用的用于因特网接入的基于3GPP的网络架构的常规示例的示意图。也就是说，图2例证了具有3GPP定义的接口或参考点的EPS网络架构。

如图2中所示，图1的一般AD由eNB例证的LTE基站来实现，并且因特网GW由S/PGW来实现。基本底层操作原理与以上结合图1描述的相同。移动性管理实体（MME）选择GW，其中建立从eNB到所述GW的用户平面（UP）隧道。隧道可以例如利用基于3GPP的移动网络中的GTP协议来实现，虽然在固定网络中该隧道可以产生自预配置的选择和预配置的连接。

图3示出了展示分布式网关的用于因特网接入的基于3GPP的网络架构的常规示例的示意图。

根据图3的基于3GPP的网络架构可以表示关于由在多个根据图2的基于3GPP的网络架构的基础上的GW分布组成的整个系统的总体视图。

如图3中所示，存在诸如S/PGW之类的用于提供在RAN（或其它种类的接入或连接性网络）与因特网之间的因特网接入的多个因特网GW。如以上解释的，这些多个因特网GW中的每一个在因特网接入方面服务一定数目的用户或主机，需要被配置，并且需要维护到MME、AAA和DHCP实体的相应接口，如由图3中的虚线指示的那样。具体地，包括IP地址指派的IP地址管理必须在任何因特网GW处本地单独执行，以分别用于如此服务的用户或主机。