[发明专利]用于在不同机器上运行的SCTP服务器之间的无缝SCTP服务器故障转移的方法和系统

说明书

相关专利申请

本发明要求在2014年3月3日提交的美国临时专利申请序列号61/947,426的优先权，该美国临时专利申请的公开内容通过引用而被整体特别并入于此。

技术领域

本发明一般地涉及移动分组核心网络。更具体地，本发明涉及用于在多个流控制传输(SCTP)服务器之间无缝地移动已建立的SCTP关联而没有任何服务中断的方法和系统。

背景技术

随着移动宽带数据网络继续其向全部因特网协议(IP)的迁移，因特网工程任务组(IETF)协议正在取代传统的基于7号信令系统(SS7)的协议。具体而言，SCTP(流控制传输协议)已经变成所有控制平面信令的实际上的传输层。SCTP被设计为具有从其他两个常见IP传输协议(诸如传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP))中缺少的特征。例如，SCTP支持多宿主(multi-homing)，其中它可绑定到跨不同子网的多于一个IP地址。多宿主特征允许对SCTP对等点的路径弹性。这也有助于对等机器上的网络接口故障。

为了将SCTP用于SS7应用，引入了各种用户适配层，诸如SS7信令连接控制协议(SCCP)用户适配层(SUA)、消息传递部分(MTP)第3级用户适配层(M3UA)、MTP第2级用户适配(M2UA)、综合业务数字网(ISDN)用户适配(IUA)等，其允许使用SS7协议层的子集。这些适配层具有其自己的开销，但是对于需要SS7作为底层服务协议的传统应用是必要的。因为较新的电信协议和应用直接利用基于IETF的协议并且因此它们直接使用SCTP。SS7协议家族因其高可用性而闻名。所达到的可用性与跨从第1层到第7层的协议栈层的差错传播方法相关。这种差错传播方法在基于IP的协议栈中是不可行的，因为许多层被独立地设计并且独立于应用。

大多数早期基于TCP/IP的通信不涉及大量用户通过节点之间的单个关联而连接。例如，即使用户计算机上的单个浏览器也可以打开与web对象的一个或多个服务器的若干TCP连接。在电信网络中，两个节点之间的关联承载数千用户的通信是相当常见的。例如，演进通用陆地跨网络节点B(eNodeB)或演进节点B(eNB)基站与移动性管理实体(MME)之间的基于SCTP的S1接口承载通过该eNB连接的所有用户的信令。如果SCTP链路发生故障，则该eNB下的所有用户将无法得到蜂窝服务。

可应用于大型网络中的协议的另一考量是使用规模，即，如何可以通过利用通过高容量链路连接的更多处理节点来按比例增加事件或流量。因此负载均衡和高可用性考量都对底层协议实现方式提出了要求。

SCTP被设计为基于主机的协议，意味着在两个IP节点之间只有一个SCTP关联。这与TCP不同，在TCP中在两个主机上的应用之间可以存在多个TCP连接。SCTP的该方面对弹性以及可扩展性两者有意义。在长期演进(LTE)网络中，MME为每个附接用户保持移动性上下文。

发明内容

本公开的各方面包括用于促进分组通信的第一网络元件，包括：网络接口单元，被配置为与分组网络系统进行交互；处理器，具有与网络接口单元相关联的存储器并且适用于：向连接至第一网络元件的一组其他网络元件发送多个反向信道心跳信号以及从连接至第一网络元件的一组其他网络元件接收多个反向信道心跳信号；检测来自所述一组其他网络元件中的至少一个或多个中断网络元件的所述多个反向信道心跳信号中的至少一个反向信道心跳信号的中断；以及承担来自所述一组其他网络元件的中断网络元件的分组通信责任中的至少一些。

本公开的另外的方面包括用于使用流控制传输协议(SCTP)促进分组通信的第一移动性管理实体(MME)服务器，包括：网络接口单元，被配置为与分组网络系统进行交互；处理器，具有与网络接口单元相关联的存储器并且适用于：向连接至第一MME服务器的第二MME服务器发送多个反向信道心跳信号以及从连接至第一MME服务器的第二MME服务器接收多个反向信道心跳信号；检测来自中断的第二MME服务器的所述多个反向信道心跳信号中的至少一个反向信道心跳信号的中断；在SCTP绑定接口上用中断的第二MME服务器的IP地址来广播多个免费地址解析协议(ARP)；承担第二MME服务器的分组通信责任中的至少一些。