通信设备间的主备倒换方法、通信设备和系统及服务请求设备

摘要

本发明实施例涉及一种通信设备间的主备倒换方法、通信设备和系统及服务请求设备。其中一种方法包括：接收主通信设备发送的、携带有故障信息的主备倒换协商请求，故障信息包括：主通信设备的业务负载和当前损失量；确定备通信设备倒换后的业务预期损失量，并在业务预期损失量小于所述当前损失量时，确定需要进行主备倒换；向服务请求设备发送主备倒换指示；所述主备倒换指示用于指示所述服务请求设备将其信令通讯指针，由所述主信令交互接口地址切换到所述备信令交互接口地址；接管承载所述主通信设备提供的业务。本发明实施例降低了通信设备间进行主备倒换时用户业务中断的几率。

权利要求

1.一种通信设备间的主备倒换方法，其特征在于，包括：接收主通信设备发送的、携带有故障信息的主备倒换协商请求，所述故障信息包括：所述主通信设备的业务负载和当前损失量；

根据备通信设备的本机状态、容量和负载情况，以及所述主通信设备的业务负载，确定倒换后的业务预期损失量，并在所述业务预期损失量小于所述当前损失量时，确定需要进行主备倒换；

向服务请求设备发送主备倒换指示；所述主备倒换指示用于指示所述服务请求设备将其信令通讯指针，由所述主通信设备的主信令交互接口地址切换到所述备通信设备的备信令交互接口地址；

接管承载所述主通信设备提供的业务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接管承载所述主通信设备提供的业务，包括：所述备通信设备上的任一模块，触发所述备通信设备上的各模块，分别接管承载所述主通信设备对等模块提供的业务。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述备通信设备具体为备GGSN，所述主通信设备具体为主GGSN；

所述备通信设备上的任一模块，触发所述备通信设备上的各模块，分别接管承载所述主通信设备对等模块提供的业务，包括：所述备GGSN上的备Gn接口控制面单元，向所述备GGSN上的其他模块下发一致性倒换指示；所述备GGSN上的各模块根据所述一致性倒换指示，分别接管承载所述主GGSN对等模块提供的业务。

4.一种通信设备，其特征在于，包括：

协商故障信息获取模块，用于接收主通信设备发送的、携带有故障信息的主备倒换协商请求，所述故障信息包括：所述主通信设备的业务负载和当前损失量；

预期损失量确定模块，用于根据所述通信设备的本机状态、容量和负载情况，以及所述主通信设备的业务负载，确定倒换后的业务预期损失量；

倒换评估模块，用于在所述业务预期损失量小于所述当前损失量时，确定需要进行主备倒换；

主备倒换指示模块，用于向服务请求设备发送主备倒换指示；所述主备倒换指示用于指示所述服务请求设备将其信令通讯指针，由所述主通信设备的主信令交互接口地址切换到所述通信设备的备信令交互接口地址；

倒换执行模块，用于接管承载所述主通信设备提供的业务。

5.一种通信系统，其特征在于，包括：

主通信设备；

备通信设备，为如权利要求4所述的通信设备，与所述主通信设备通信连接；

以及服务请求设备，分别与所述主通信设备和所述备通信设备通信连接。

说明书

通信设备间的主备倒换方法、通信设备和系统及服务请求

设备

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种通信设备间的主备倒换方法、通信设备和系统及服务请求设备。

背景技术

[0002] 随着移动互联网的蓬勃发展，越来越多的人们通过智能终端享受着移动互联网提供的各种业务，如：网页浏览、VoIP（Voice over Internet Protocol）、视频、社交网络、即时通讯等。分组网关设备在用户上网的时候提供了一系列重要的服务，如：为终端分配IP地址、鉴权、计费、业务控制等。由于分组网关设备及其他类型的通信设备，位于重要的网络位置及其具有服务于大量用户的能力，通信系统对这些设备的可靠性要求很高。

[0003] 为了在发生故障时，主网关设备正在服务的用户业务不中断以减小其业务损失，需要有一个实时备网关设备能够迅速接管主网关设备的业务。现有技术采用在主备网关设备之间建立备份同步通道和心跳消息通道。其中，备份同步通道用于进行主备网关设备之间进行数据热备，心跳消息通道用于检测故障。当备网关设备根据心跳检测结果推测主设备发生故障时，主备网关设备之间则进行主备倒换，即由备网关设备接管承载主网关设备提供的业务。如果备网关设备的推测结果不正确，即主网关设备实际没有发生故障，则通信系统中会出现主备网关设备抢用共享资源提供承载，该现象称为“双活”现象。

[0004] 发明人在实践现有技术的过程中发现：“双活”现象会造成网络行为异常，如地址冲突、路由冲突等，从而引发网关设备的周边网元判决异常，如无法正确判断，报文的源地址或目标地址究竟指向的是主网关设备还是备网关设备，因而周边网元可能去活大量在线用户，造成用户业务中断，增加了用户的业务损失。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供一种通信设备间的主备倒换方法、通信设备和系统及服务请求设备，用以降低通信设备间进行主备倒换时用户业务中断的几率。

[0006] 本发明实施例提供了一种通信设备间的主备倒换方法，包括：

[0007] 接收主通信设备发送的、携带有故障信息的主备倒换协商请求，所述故障信息包括：所述主通信设备的业务负载和当前损失量；

[0008] 根据备通信设备的本机状态、容量和负载情况，以及所述主通信设备的业务负载，确定倒换后的业务预期损失量，并在所述业务预期损失量小于所述当前损失量时，确定需要进行主备倒换；

[0009] 向服务请求设备发送主备倒换指示；所述主备倒换指示用于指示所述服务请求设备将其信令通讯指针，由所述主通信设备的主信令交互接口地址切换到所述备通信设备的备信令交互接口地址；

[0010] 接管承载所述主通信设备提供的业务。

[0011] 本发明实施例还提供了一种通信设备，包括：

[0012] 协商故障信息获取模块，用于接收主通信设备发送的、携带有故障信息的主备倒换协商请求，所述故障信息包括：所述主通信设备的业务负载和当前损失量；

[0013] 预期损失量确定模块，用于根据所述通信设备的本机状态、容量和负载情况，以及所述主通信设备的业务负载，确定倒换后的业务预期损失量；

[0014] 倒换评估模块，用于在所述业务预期损失量小于所述当前损失量时，确定需要进行主备倒换；主备倒换指示模块，用于向服务请求设备发送主备倒换指示；所述主备倒换指示用于指示所述服务请求设备将其信令通讯指针，由所述主通信设备的主信令交互接口地址切换到所述通信设备的备信令交互接口地址；

[0015] 倒换执行模块，用于接管承载所述主通信设备提供的业务。

[0016] 本发明实施例还提供了一种通信系统，包括：主通信设备，与所述主通信设备通信连接的备通信设备，以及分别与所述主通信设备和所述备通信设备通信连接的服务请求设备。

[0017] 本发明实施例中，当备通信设备进行主备倒换时，服务请求设备将其信令通讯指针由主信令交互接口地址，切换到备信令交互接口地址；从而在当通信系统中已经出现主备通信设备“双活”现象时，有利于服务请求设备过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，从而降低服务请求设备发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1为本发明实施例一提供的通信设备间的主备倒换方法流程图；

[0020] 图2为本发明实施例二提供的通信设备间的主备倒换方法流程图；

[0021] 图3为本发明实施例三提供的通信设备间的主备倒换方法流程图；

[0022] 图4为本发明实施例应用场景的组网结构示意图；

[0023] 图5为本发明实施例应用场景中GGSN的通讯模型示意图；

[0024] 图6为本发明实施例提供的主备GGSN控制面模块的IP地址对应关系；

[0025] 图7为本发明实施例提供的主备GGSN用户面模块的IP地址对应关系；

[0026] 图8为本发明实施例应用场景中进行主备GGSN热备份的交互图；

[0027] 图9为本发明实施例四提供的SGSN支持能力信息上报方法的交互图；

[0028] 图10为本发明实施例五提供的主备一致性倒换的方法示意图；

[0029] 图11为本发明实施例提供的主GGSN集中收集故障状态的模块示意图；

[0030] 图12为本发明实施例六提供的主备GGSN进行倒换协商方法的交互图；

[0031] 图13为本发明实施例七提供的通信设备的结构示意图；

[0032] 图14为本发明实施例八提供的通信设备的结构示意图；

[0033] 图15为本发明实施例九提供的服务请求设备的结构示意图；

[0034] 图16为本发明实施例十提供的通信设备的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0036] 本发明以下实施例的序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0037] 图1为本发明实施例一提供的通信设备间的主备倒换方法流程图。本实施例的执行主体可为：某一主通信设备对应的备通信设备。如图1所示，本实施例提供的方法包括：

[0038] 步骤11：接收主通信设备发送的、携带有故障信息的主备倒换协商请求，所述故障信息包括：所述主通信设备的业务负载和当前损失量。

[0039] 主通信设备的故障信息的获取方式也不受限制，例如：备通信设备可通过接收主通信设备发送、携带有上述故障信息的主备倒换协商请求的方式，获取主通信设备的故障信息。

[0040] 步骤12：根据备通信设备的本机状态、容量和负载情况，以及所述主通信设备的业务负载，确定倒换后的业务预期损失量，并在所述业务预期损失量小于所述当前损失量时，确定需要进行主备倒换。

[0041] 步骤13：向服务请求设备发送主备倒换指示；所述主备倒换指示用于指示所述服务请求设备将其信令通讯指针，由所述主通信设备的主信令交互接口地址切换到所述备通信设备的备信令交互接口地址。

[0042] 本步骤中的服务请求设备具有主备地址对的支持能力，即支持采用主备通信设备各自对立的信令交互接口地址，分别与主通信设备交互。例如：信令交互接口地址可具体为：主通信设备和备通信设备具有独立的、用于信令交互的IP地址，不妨称为主IP地址和备IP地址。服务请求设备则支持采用主IP地址与主通信设备交互信令，也支持采用备IP地址与备通信设备交互信令。

[0043] 备通信设备获取服务请求设备的支持能力信息的方式不受限制，如可预先配置在主备通信设备上，也可由主通信设备获取并将该支持能力信息同步到备通信设备。

[0044] 步骤14：接管承载所述主通信设备提供的业务。

[0045] 在主备倒换过程中，备用通信设备抢占主备通信设备的共享资源，并对主通信设备提供的业务提供承载，以使主通信设备服务的用户业务不中断。

[0046] 当备通信设备进行主备倒换时，可确定备通信设备上的任一模块作为主备倒换的触发点，触发备通信设备上的各模块，分别接管承载主通信设备对等模块提供的业务。

[0047] 本实施例中，当备通信设备向服务请求设备发送主备倒换指示，指示服务请求设备将其信令通讯指针由主信令交互接口地址，切换到备信令交互接口地址；从而在当通信系统中已经出现主备通信设备“双活”现象时，有利于服务请求设备过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，从而降低服务请求设备发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。

[0048] 图2为本发明实施例二提供的通信设备间的主备倒换方法流程图。本实施例的执行主体为主通信设备。如图2所示，本实施例提供的方法包括：

[0049] 步骤21：获取与主通信设备连接的服务请求设备的支持能力信息，所述支持能力信息用于表示所述服务请求设备支持主备地址对；所述主备地址对包括：所述主通信设备的主信令交互接口地址、以及备通信设备的备信令交互接口地址。

[0050] 主通信设备获取服务请求设备支持能力信息的获取方式不受限制，如可预先配置在主通信设备上，或由服务请求设备主动上报等。主通信设备可将该支持能力信息同步到备通信设备上。

[0051] 步骤22：向所述服务请求设备发送所述主备地址对，并指示所述服务请求设备将其信令通讯指针指向所述主信令交互接口地址。

[0052] 可选的，主通信设备还可获取故障信息，在所述故障信息满足第一预设条件时，向与所述主通信设备对应的备通信设备发送主备倒换协商请求。其中，所述故障信息包括：归属网中与主通信设备相关的已发生故障的类型、容量损失量和业务损失量。所述第一预设条件包括：所述故障的类型为物理接口/链路故障、所述容量损失量介于预设的第一容量损失阈值和第二容量损失阈值之间，所述业务损失量介于预设的第一业务损失阈值和第二业务损失阈值之间；所述主备倒换协商请求包括所述故障信息，用于请求所述备通信设备确定是否进行主备倒换。在主通信设备向备通信设备发送主备倒换协商请求之后，主通信设备还可接收所述备通信设备发送的主备倒换协商响应，且在所述主备倒换协商响应表示所述备通信设备同意进行主备倒换时，由所述备通信设备接管承载所述主通信设备提供的业务。

[0053] 可选的，在所述故障信息满足第二预设条件或第三预设条件时，向所述备通信设备发送主备倒换请求，所述主备倒换请求用于触发所述备通信设备启动主备倒换；所述第二预设条件包括：所述故障的类型为物理接口/链路故障、所述容量损失量大于或等于所述第二容量损失阈值、且所述业务损失量大于或等于所述第二业务损失阈值；所述第三预设条件包括：所述故障的类型为设备模块故障。和/或，在所述故障信息表示已有故障发生时，输出告警提示信息。

[0054] 可选的，主通信设备在检测到自身关键模块发生故障时，可向所述备通信设备发送主备倒换请求，用于请求所述备通信设备进行主备倒换。

[0055] 本实施例中，主通信设备在获知服务请求设备的支持能力信息时，向服务请求设备发送主备地址对，并指示服务请求设备将其信令通讯指针指向主信令交互接口地址，从而在当通信系统中已经出现主备通信设备“双活”现象时，可过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，从而降低服务请求设备发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。进一步的，本实施例还可引入主备倒换的协商机制：主通信设备根据收集到的故障状态信息，自身确定有必要进行主备倒换时，将主通信设备当前的容量损失量和业务损失量发送给备通信设备，由备通信设备确定是否接受协商以进行主备倒换。可见，本实施例基于主备倒换协商机制进行倒换，可避免倒换后因备通信设备接管能力受限而给用户造成更大损失，进而有利于降低因主备倒换不适造成用户业务中断的几率。

[0056] 图3为本发明实施例三提供的通信设备间的主备倒换方法流程图。本实施例的执行主体可为与主通信设备连接的服务请求设备。如图3所示，本实施例提供的方法包括：

[0057] 步骤31：向主通信设备上报服务请求设备的支持能力信息；所述支持能力信息用于表示所述服务请求设备支持主备地址对。

[0058] 步骤32：接收所述主通信设备发送的所述主备地址对；所述主备地址对包括：所述主通信设备的主信令交互接口地址和备通信设备的备信令交互接口地址。

[0059] 步骤33：将所述服务请求设备的信令通讯指针，指向所述主信令交互接口地址，且在接收到所述备通信设备发送的主备倒换指示时，将所述信令通讯指针由所述主信令交互接口地址，切换到所述备信令交互接口地址。

[0060] 在接收所述主通信设备发送的所述主备地址对之后，所述方法还包括：检测所述服务请求设备与所述主通信设备之间的链路状况；在检测到所述服务请求设备与所述主通信设备之间的链路发生故障时，向所述备通信设备发送主备倒换请求，用于请求所述备通信设备进行主备倒换。

[0061] 在接收所述主通信设备发送的所述主备地址对之后，所述方法还包括：接收所述备通信设备发送的链路测试指示，根据链路测试指示，测试所述服务请求设备与所述主通信设备之间的链路状况；将链路测试结果发送给所述备通信设备。

[0062] 本实施例中，当服务请求设备支持主备地址对的能力时，将其支持主备地址对的能力信息上报给主备通信设备，接收主备地址对，并在接收到主备倒换指示时，将所述信令通讯指针由所述主信令交互接口地址，切换到所述备信令交互接口地址。

[0063] 本实施例中，当服务请求设备获取主备地址对之后，可过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，具体可包括：服务请求设备在所述信令通讯指针指向所述主信令交互接口地址、且接收到来自所述备信令交互接口地址的第一业务报文时，则丢弃所述第一业务报文；和/或，服务请求设备在所述信令通讯指针指向所述备信令交互接口地址、且接收到来自所述主信令交互接口地址的第二业务报文时，丢弃所述第二业务报文。

[0064] 由此可见，在当通信系统中已经出现主备通信设备“双活”现象时，采用本实施例提供的方法，服务请求设备可过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，从而降低服务请求设备发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。

[0065] 本发明实施例中的主备通信设备的类型、以及与之连接的服务请求设备类型，均不受限制。例如：主备通信设备可为通信系统中可靠性要求高的分组网关等；服务请求设备可为与分组网关连接的服务支持节点等。下面不妨以通用无线分组业务/通用移动通信系统（General Packet Radio Service/Universal Mobile Telecommunications System，简称GPRS/UMTS）组网中网关GPRS支持节点（Gateway GPRS Support Node，简称GGSN）主备倒换的应用场景为例，详细说明本发明实施例的技术方案。需要说明的是，以下应用场景不应理解为对本发明技术实质的限制，该应用场景中的服务请求设备为：GPRS服务支持节点（Serving GPRS Support Node，简称SGSN）。

[0066] 首先，说明GGSN主备倒换的应用场景的组网结构。

[0067] 图4为本发明实施例应用场景的组网结构示意图。如图4所示的GPRS/UMTS网络中，两个GGSN互为主备：即主GGSN和备GGSN；与归属地网络内的SGSN，如SGSN1、SGSN2和SGSN3，通过IP骨干网全网互联。以SGSN和GGSN的网络地位来看，SGSN相对GGSN而言是服务请求设备，GGSN相对SGSN而言是服务提供设备。可以理解，服务请求设备和服务提供设备是个不同网络地位的相对概念。如图4所示的组网结构简单，便于部署和维护，易于实现。

[0068] 接下来，举例说明本发明实施例应用场景中的GGSN的通讯模型。

[0069] 图5为本发明实施例应用场景中GGSN的通讯模型示意图。如图5所示，GGSN的通讯模型包括两个通讯平面：控制面和用户面。控制面包括：控制面入接口单元（缩略表示为：In-c）、Gn接口控制面单元（缩略表示为：Gn-c）、Gi接口控制面单元（缩略表示为：Gi-c）以及控制面出接口单元（缩略表示为：Out-c）。用户面包括：用户面入接口单元（表示为：缩略表示为：In-u）、Gn接口用户面单元（缩略表示为：Gn-u）、Gi接口用户面单元（缩略表示为：Gi-u）以及用户面出接口单元（缩略表示为：Out-u）。控制面和用户面中的任一单元都可包括多个模块，具体模块参见图5。

[0070] 通常，GGSN控制面和用户面的各模块都拥有各自独立的IP地址，与相关实体进行通讯。本发明实施例为了实现GGSN设备间的热备份，需要对主备GGSN各对等模块之间的IP地址对应关系进行改进。图6为本发明实施例提供的主备GGSN控制面模块的IP地址对应关系，图7为本发明实施例提供的主备GGSN用户面模块的IP地址对应关系。

[0071] 为便于描述技术方案，不妨将主GGSN的各模块名称加以“主”字，其缩略表示中加以“(a)”符；备GGSN的各模块名称加以“备”字，其缩略表示中加以“(s)”符；主备GGSN共享资源名称的缩略表示中加以“(c)”符。

[0072] 如图6所示，主备GGSN控制面对等模块的IP地址对应关系为：主控制面入接口单元和备控制面入接口单元，拥有各自独立的IP地址：IP-In-c(a)和IP-In-c(s)；主Gn接口控制面单元与备Gn接口控制面单元，拥有各自独立的IP地址、且共享第一浮动IP地址：IP-Gn-c(a)、IP-Gn-c(s)和IP-Gn-c(c)，其中，IP-Gn-c(a)也可表示为GTP-C(a)，是主GGSN与SGSN的信令交互接口地址，即本发明实施例所述的主信令交互接口地址；IP-Gn-c(s)也可表示为：GTP-C(s)，是备GGSN与SGSN的信令交互接口地址，即本发明实施例所述的备信令交互接口地址；主Gi接口控制面单元和备Gi接口控制面单元，共享第二浮动IP地址：IP-Gi-c(c)；主控制面出接口单元与备控制面出接口单元，拥有各自独立的IP地址：
IP-Out-c(a)和IP-Out-c(s)。

[0073] 如图7所示，主备GGSN用户面对等模块的IP地址对应关系为：主用户面入接口单元和备用户面入接口单元，拥有各自独立的IP地址：IP-In-u(a)和IP-In-u(s)；主Gn接口用户面单元与备Gn接口用户面单元，共享第三浮动IP地址：IP-Gn-u(c)；主Gi接口用户面单元和备Gi接口用户面单元，共享第四浮动IP地址：IP-pool-Gi-u(c)；主用户面出接口单元与备用户面出接口单元，拥有各自独立的IP地址：IP-Out-u(a)和IP-Out-u(s)。

[0074] 再者，举例说明本发明实施例应用场景中的主备GGSN进行设备间热备份的机制：

[0075] 图8为本发明实施例应用场景中进行主备GGSN热备份的交互图。如图8所示，主备GGSN进行设备间热备份的方法包括：

[0076] 步骤81：主GGSN和备GGSN之间通过发送心跳检测消息，检测对方是否发生故障。

[0077] 心跳是一种周期性发出信号。当位于一端的通信设备向对端通信设备发送心跳时，如果对端通信设备正常工作，则会向其返回心跳应答。本发明实施例可采用心跳检测消息，检测主备GGSN是否故障。

[0078] 步骤82：主GGSN向备GGSN发送批量备份信息。

[0079] 主GGSN可周期性或满足预设条件时，向备GGSN发送批量备份信息。该备份信息可包括：分组报文协议（Packet Data Protocol，简称PDP）上下文信息，如通用分组无线业务（General Packet Radio Service，简称GPRS）传输协议(GPRS Tunnelling Protocol，简称GTP)信息、服务质量（Quality of Service，简称QoS）、策略和计费控制（Policy And Charging Control，简称PCC）规则等；路由信息；虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN）信息，如IPSec/IKE VPN、L2TP VPN等；防火墙策略、网络地址转换(Network Address Translation，简称NAT)信息等。主GGSN可向备GGSN发送两次备份期间备份信息的变化内容。

[0080] 步骤83：备GGSN启动预处理流程，且备GGSN的各模块处于主备倒换前的预备状态。

[0081] 备GGSN启动预处理流程，即：将主GGSN发送的备份信息，同步到备GGSN上的各对等模块。备GGSN接收主GGSN发送的两次备份期间备份信息的变化内容，并将这些变化内容对应到如图6和图7所示的备GGSN的对等模块。

[0082] 备GGSN完成上述预处理流程后进入主备倒换的预备状态，即：通知备GGSN上的各模块创建实例，存储需接管业务的相关参数信息，但不对外发送报文。一旦备GGSN上的各模块接收到主备倒换指示时，可立即对外发送报文，以实现主GGSN业务的快速接管承载。

[0083] 可以理解，本发明实施例中主备通信设备进行设备间热备份的方法不受限制，图8所示的方法仅为一个示例，不应理解为对本发明实施例技术方案的限制。

[0084] 本发明实施例中，SGSN的支持能力可以不同，如：有的SGSN支持主备GGSN的主备地址对，有的SGSN不支持主备GGSN的主备地址对。其中，主备GGSN的主备地址对具体为：主GGSN的GTP-C地址：GTP-C(a)，以及备GGSN的GTP-C地址：GTP-C(s)。在实际通信系统中，GGSN提供服务的用户绝大多数为归属地用户，少数为漫游地用户。考虑多数用户服务的需要及设备升级的成本，本发明实施例可将归属地网内，部署支持主备GGSN的主备地址对能力的SGSN；在漫游地网内部署不支持主备GGSN的主备地址对能力的SGSN。当然，归属地网内也可部署不支持主备GGSN的主备地址对能力的SGSN。

[0085] SGSN的支持能力信息可预先登记在主GGSN和/或备GGSN上，也可由SGSN主动上报给主GGSN、并由主GGSN同步到备GGSN上。

[0086] 以下图9和图12对应的流程，可基于扩展的Gn接口消息实现，其方法简单，系统升级维护成本较低；下面分别予以说明。

[0087] 图9为本发明实施例四提供的SGSN支持能力信息上报方法的交互图。如图9所示，SGSN支持能力信息上报方法包括：

[0088] 步骤91：SGSN向主GGSN发送创建PDP上下文请求（Create PDP Context Request）消息，该PDP上下文请求消息中携带有SGSN的支持能力信息，该支持能力信息用于表示SGSN支持主备GGSN的GTP控制面地址对（Support active & hot-standby CTP-C），即支持主备GTP-C地址对。

[0089] 本步骤中的PDP上下文请求消息是一种扩展后的Gn接口消息，即为本发明实施例所述的第一主备倒换请求。SGSN可通过PDP上下文请求消息向主GGSN上报自身的支持能力信息。主GGSN在获取SGSN的支持能力信息时，可向备GGSN同步该信息。

[0090] 步骤92：主GGSN向SGSN发送创建PDP上下文响应（Create PDP Context Response）消息，该PDP上下文响应消息中携带有主备GGSN的GTP-C地址对（CTP-C(a)，CTP-C(s)）。

[0091] 主GGSN根据接收到的携带有SGSN支持能力信息的创建PDP上下文请求消息，获知SGSN支持主备GGSN的GTP-C地址对，因而在PDP上下文响应消息中携带主备GGSN的GTP-C地址对，并发送给SGSN。

[0092] 步骤93：SGSN接收创建PDP上下文响应（Create PDP Context Response）消息，保存该消息中携带的主备GGSN的GTP-C地址对（CTP-C(a)，CTP-C(s)），并将SGSN的信令通讯指针指向主GGSN的GTP-C地址：CTP-C(a)。

[0093] 本实施例中，SGSN在获取主备GGSN的GTP-C地址对（CTP-C(a)，CTP-C(s)）时，将信令通讯指针指向主GGSN的GTP-C地址：CTP-C(a)。如此处理的好处在于，当通信系统中已经出现主备GGSN“双活”现象时，由于SGSN的信令通讯指针指向主GGSN的GTP-C地址：CTP-C(a)，因此，SGSN可在接收到的报文中，过滤掉包括地址为备GGSN的GTP-C地址：CTP-C(s)的除了链路测试指示和主备倒换指示之外的业务相关报文，即过滤掉包括地址CTP-C(s)的业务报文，从而降低SGSN发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。

[0094] 归属地不支持主备GGSN的GTP-C地址对的SGSN以及漫游地SGSN，不需要向主GGSN上报其自身的支持能力信息，而是采用主备GGSN的主备Gn接口控制面单元共享的第一浮动IP地址，分别与主备GGSN进行信令交互。

[0095] 通常，在主备倒换过程中，主GGSN上各模块提供的业务，都需由备GGSN上各对等模块接管承载。如果主备GGSN上部分模块已进行主备倒换、而部分模块没有进行主备倒换，即“部分倒换”，则会造成网络异常，甚至引发大面积网络故障。为了避免出现“部分倒换”问题，本发明实施例进一步引入了一致性倒换机制，即在备GGSN上的各模块中确定一模块，作为主备倒换的触发点，由其下发倒换指示，以使得备GGSN上的各模块同时进行主备倒换，即进行一致性倒换。下面结合图10详细说明本发明实施例提供的主备一致性倒换的方法。

[0096] 图10为本发明实施例五提供的主备一致性倒换的方法示意图。如图10所示，备GGSN上的Gn-c(s)模块为主备倒换的触发点。在备GGSN确定进行主备倒换时，由Gn-c(s)模块向备GGSN上的其他模块下发一致性倒换指示；该一致性倒换指示用于触发备GGSN上的各模块，启动主GGSN各对等模块提供的业务的接管承载。

[0097] 备GGSN上的各模块分别抢占主GGSN对等模块占用的共享资源，以接管承载主GGSN对等模块提供的业务。具体的，对于控制面而言，In-c(s)模块以广播消息等方式刷新In-c(a)模块的路由，Gn-c(s)模块抢占自身与Gn-c(a)模块共享的第一浮动地址，Gi-c(s)模块抢占自身与Gi-c(a)模块共享的第二浮动IP地址，而Out-c(s)模块以广播消息等方式刷新Out-c(a)模块的路由。对于用户面而言，In-u(s)模块以广播消息等方式刷新In-u(a)模块的路由，Gn-u(s)模块抢占自身与Gn-u(a)模块共享的第三浮动IP地址，Gi-u(s)模块抢占自身与Gi-u(a)模块共享的第四浮动IP地址，Out-u(s)模块以广播消息等方式刷新Out-u(a)模块的路由。如果共享资源被主GGSN对等模块占用，则在备GGSN上的各模块抢占共享资源时，主GGSN对等模块会释放相应资源。

[0098] 由此可见，本实施例在进行主备倒换时，通过引入一致性倒换机制，完成主备GGSN上各模块的同步倒换，避免发生主备GGSN上部分模块已进行主备倒换、而部分模块没有进行主备倒换所引发的网络异常，从而有利于降低因这些网络异常造成用户业务中断的几率。

[0099] 为了提高故障状态收集的准确性，可在主GGSN上设置故障状态收集点，并以主GGSN作为主备倒换判决的触发点。图11为本发明实施例提供的主GGSN集中收集故障状态的模块示意图。如图11所示，可将主GGSN中的Gn-c(a)模块作为故障状态的收集模块，由该模块集中收集主GGSN相关的各类故障，如：物理接口故障、链路故障、及模块故障等。在主GGSN集中收集自身相关的各类故障之后，可基于收集到的这些故障信息进行整体评估，以判决是否进行主备倒换。

[0100] 表1：主GGSN故障整体评估和倒换判决规则示例

[0101]故障类型 容量损失 业务损失 执行动作
物理接口/链路故障 (0,x%) (0,y%) 告警
物理接口/链路故障 [x%,w%) [y%,v%) 协商+告警
物理接口/链路故障 >=w% >=v% 立即倒换+告警
模块故障 / / 立即倒换+告警

[0102] 如表1所示，主GGSN可分类收集故障状态，故障类型可包括：物理接口故障、链路故障和设备模块故障。此外，主GGSN还可根据实际需要预设容量损失阈值和业务损失阈值，其中，容量损失是表示配置量的损失，业务损失表示故障前后业务流量的变化量。在实际应用中，可根据运营商网络规划时的冗余配置量和网络统计的业务流量，来设定相应阈值。例如：预先设置第一容量损失阈值x%和第二容量损失阈值w%，且0

[0103] 在主GGSN收集到故障状态信息时，均可执行“告警”的动作，即输出告警提示信息，以提示主GGSN当前发生了故障。此外，主GGSN还可结合考虑故障类型、主GGSN当前的容量损失和业务损失，预先判决条件，以便主GGSN根据判决条件确定当前需要执行的动作。具体的，可根据收集到的故障对业务的影响程度，主GGSN还可执行“协商”和“立即倒换”动作对应的判决条件。预先设置的判决条件例如：

[0104] 第一预设条件：故障的类型为物理接口/链路故障、当前的容量损失量介于预设的第一容量损失阈值和第二容量损失阈值之间，即[x%，w%)、且当前的业务损失量介于预设的第一业务损失阈值和第二业务损失阈值之间，即[y%，v%)。

[0105] 第二预设条件：故障的类型为物理接口/链路故障、当前的容量损失量大于或等于第二容量损失阈值w%、且当前的业务损失量大于或等于第二业务损失阈值v%；

[0106] 第三预设条件：故障的类型为设备模块故障。

[0107] 当主GGSN收集到的故障状态信息满足第一预设条件时，主GGSN执行“协商”动作，即向备GGSN发起主备协商倒换的流程；当主GGSN收集到的故障状态信息满足第二预设条件或第三预设条件时，主GGSN执行“立即倒换”的动作，即由主GGSN触发主备倒换。由此可见，主通信设备可基于收集到的故障状态和预先设置的判决条件，自动判断是否需要进行倒换，从而提高了系统管理和维护的方便性。下面结合附图，对主GGSN触发主备倒换以及主备GGSN协商倒换等两种情形，分别予以说明。

[0108] 图12为本发明实施例六提供的主备GGSN进行倒换协商方法的交互图。如图12所示，主备GGSN进行倒换协商的方法包括：

[0109] 步骤121：主GGSN根据自身故障状态信息，确定需要进行主备倒换。

[0110] 主GGSN收集自身故障状态信息的方式不受限制。可选的，以Gn-c(a)模块作为故障状态的收集模块，收集故障状态信息。当收集到的故障状态信息满足上述第一预设条件时，主GGSN确定执行“协商”的动作。

[0111] 步 骤 122：主 GGSN 向 备 GGSN 发 送 主 备 倒 换 协 商 请 求（Switch NegotiationRequest），用于请求备GGSN确定是否进行主备倒换。

[0112] 主备倒换协商请求（Switch Negotiation Request）中携带有故障报告（Failure Report），该故障报告中包括：主GGSN的当前容量损失量（Capacity Loss）和业务损失量（Service Loss）。

[0113] 步骤123：备GGSN确定倒换后的自身的业务预期损失量，并将业务预期损失量，与故障报告中的当前容量损失量和业务损失量进行比较，确定是否同意进行主备倒换。

[0114] 备GGSN可结合故障报告中主GGSN当前的容量损失量和业务损失量、以及备GGSN的本机状态、容量和负载情况，确定倒换后的自身的业务预期损失量。将该业务预期损失量，与故障报告中的当前容量损失量和业务损失量进行比较。如该业务预期损失量，小于主GGSN当前的容量损失量和业务损失量，则同意进行主备倒换；否则，拒绝进行主备倒换。

[0115] 步骤124：备GGSN向主GGSN发送主备倒换协商响应（Switch Negotiation Response），用于通知主GGSN是否同意进行主备倒换。

[0116] 如果备GGSN拒绝进行主备倒换，则在主备倒换协商响应中携带“拒绝”（Reject）参数，并可携带备GGSN的可用容量（Capacity available）信息和拒绝原因（Cause）；结束本流程。

[0117] 如果备GGSN同意进行主备倒换，则在主备倒换协商响应中携带“接受”（Accept）参数；执行步骤125a-步骤126。.

[0118] 步骤125a-步骤125c：备GGSN分别向SGSN1、SGSN2和SGSN3分别发送主备倒换指示（Switch），该指示中可携带主备GTP-C地址对（GTP-C(a)，GTP-C(s)），用于分别指示SGSN1、SGSN2和SGSN3将其信令通讯指针，由GTP-C(a)切换指向GTP-C(s)。

[0119] 步骤126：备GGSN接管承载主GGSN提供的业务。

[0120] 本实施中，主GGSN引入了主备倒换的协商机制：主GGSN根据收集到的故障状态信息，自身确定有必要进行主备倒换时，将主GGSN当前的容量损失量和业务损失量发送给备GGSN，由备GGSN结合本机状况、容量和负载情况进行评估，以确定是否接受协商以进行主备倒换。可见，本实施例基于主备倒换协商机制进行倒换，可避免倒换后因备GGSN接管能力受限而给用户造成更大损失，进而有利于降低因主备倒换不适造成用户业务中断的几率。此外，上述步骤126中，备GGSN上的各模块可同时进行主备倒换，即进行一致性倒换，其实现方法和效果的详细描述，参见图10对应实施例的相应记载，在此不再赘述。

[0121] 可以理解，本发明实施例提供的技术方案可应用于各种通信设备的主备倒换中，其中，主通信设备的实现方式和机理，与上文的主GGSN相似；备通信设备的实现方式和机理，与上文的备GGSN相似；服务请求设备的实现方式和机理，与上文的SGSN相似；在此不再赘述。

[0122] 图13为本发明实施例七提供的通信设备的结构示意图。如图13所示，本实施例提供的通信设备包括：协商故障信息获取模块131、预期损失量确定模块132、倒换评估模块133、主备倒换指示模块134和倒换执行模块135。

[0123] 主通信设备的业务负载和当前损失量等故障信息的获取方式不受限制。根据故障信息获取方式的不同，协商故障信息获取模块131可用于接收所述主通信设备发送的、携带有所述故障信息的主备倒换协商请求，所述故障信息包括：所述主通信设备的业务负载和当前损失量。

[0124] 预期损失量确定模块132可用于根据所述通信设备的本机状态、容量和负载情况，以及所述主通信设备的业务负载，确定倒换后的业务预期损失量.

[0125] 倒换评估模块133可用于在所述业务预期损失量小于所述当前损失量时，确定需要进行主备倒换。

[0126] 主备倒换指示模块134可用于向服务请求设备发送主备倒换指示；所述主备倒换指示用于指示所述服务请求设备将其信令通讯指针，由所述主通信设备的主信令交互接口地址切换到所述通信设备的备信令交互接口地址。

[0127] 倒换执行模块135可用于接管承载所述主通信设备提供的业务。

[0128] 本发明提供的通信设备向服务请求设备发送主备倒换指示时，指示服务请求设备将其信令通讯指针由主信令交互接口地址，切换到备信令交互接口地址；从而在当通信系统中已经出现主备通信设备“双活”现象时，有利于服务请求设备过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，从而降低服务请求设备发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。本发明实施例提供的通信设备的设备类型不受限制，如可具体用于设备间备份的分组网关设备等，其工作机理，可参见图1、图4～图12实施例中关于备通信设备或备GGSN的相应记载，在此不再赘述。

[0129] 图14为本发明实施例八提供的通信设备的结构示意图。如图14所示，本实施例提供的通信设备包括：能力信息获取模块141和地址指示模块142。

[0130] 能力信息获取模块141可用于获取与主通信设备连接的服务请求设备的支持能力信息，所述支持能力信息用于表示所述服务请求设备支持主备地址对；所述主备地址对包括：所述主通信设备的主信令交互接口地址、以及备通信设备的备信令交互接口地址。

[0131] 地址指示模块142可用于向所述服务请求设备发送所述主备地址对，并指示所述服务请求设备将其信令通讯指针指向所述主信令交互接口地址。

[0132] 可选的，本实施例提供的通信设备还可包括：故障信息收集模块143、倒换协商请求模块144和协商响应获取模块145。

[0133] 故障信息收集模块143可用于获取故障信息，所述故障信息包括：与主通信设备相关的已发生故障的类型、容量损失量和业务损失量。

[0134] 倒换协商请求模块144可用于在所述故障信息满足第一预设条件时，向与所述主通信设备对应的备通信设备发送包括所述故障信息的主备倒换协商请求；所述第一预设条件包括：所述故障的类型为物理接口/链路故障、所述容量损失量介于预设的第一容量损失阈值和第二容量损失阈值之间，所述业务损失量介于预设的第一业务损失阈值和第二业务损失阈值之间。

[0135] 协商响应获取模块145可用于接收所述备通信设备发送的主备倒换协商响应，且在所述主备倒换协商响应表示所述备通信设备同意进行主备倒换时，由所述备通信设备接管承载所述通信设备提供的业务。

[0136] 可选的，本实施例提供的通信设备还可包括：倒换请求模块146，和/或，告警模块147。其中，倒换请求模块146用于在所述故障信息满足第二预设条件或第三预设条件时，向所述备通信设备发送主备倒换请求，所述主备倒换请求用于触发所述备通信设备启动主备倒换；所述第二预设条件包括：所述故障的类型为物理接口/链路故障、所述容量损失量大于或等于所述第二容量损失阈值、且所述业务损失量大于或等于所述第二业务损失阈值；所述第三预设条件包括：所述故障的类型为设备模块故障。告警模块147用于在所述故障信息表示已有故障发生时，输出告警提示信息。

[0137] 本实施例中，主通信设备在获知服务请求设备的支持能力信息时，向服务请求设备发送主备地址对，并指示服务请求设备将其信令通讯指针指向主信令交互接口地址，从而在当通信系统中已经出现主备通信设备“双活”现象时，可过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，从而降低服务请求设备发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。进一步的，本实施例通信设备还可基于主备倒换协商机制进行倒换，由此可避免倒换后因备通信设备接管能力受限而给用户造成更大损失，进而有利于降低因主备倒换不适造成用户业务中断的几率。本实施例通信设备的设备类型不受限制，如可具体为分组网关设备等，其工作机理可参见图2、图4～图12实施例中关于主通信设备或主GGSN的相应记载，在此不再赘述。

[0138] 图15为本发明实施例九提供的服务请求设备的结构示意图。如图15所示，本实施例提供的服务请求设备包括：能力信息上报模块151、地址信息获取模块152和通讯指针处理模块153。

[0139] 能力信息上报模块151可用于向主通信设备上报所述服务请求设备的支持能力信息；所述支持能力信息用于表示所述服务请求设备支持主备地址对，所述主备地址对包括：所述主通信设备的主信令交互接口地址和所述备通信设备的备信令交互接口地址。

[0140] 地址信息获取模块152可用于接收所述主通信设备发送的所述主备地址对。

[0141] 通讯指针处理模块153可用于将所述服务请求设备的信令通讯指针，指向所述主信令交互接口地址，且在接收到所述备通信设备发送的主备倒换指示时，将所述信令通讯指针由所述主信令交互接口地址，切换到所述备信令交互接口地址。

[0142] 可选的，本实施例提供的服务请求设备还可包括：第一业务报文丢弃模块154，和/或，第二业务报文丢弃模块155。

[0143] 第一业务报文丢弃模块154可用于在所述信令通讯指针指向所述主信令交互接口地址、且接收到来自所述备信令交互接口地址的第一业务报文时，丢弃所述第一业务报文。

[0144] 第二业务报文丢弃模块155可用于在所述信令通讯指针指向所述备信令交互接口地址、且接收到来自所述主信令交互接口地址的第二业务报文时，丢弃所述第二业务报文。

[0145] 本实施例中，当服务请求设备支持主备地址对的能力时，将其支持主备地址对的能力信息上报给主备通信设备，接收主备地址对，并在接收到主备倒换指示时，将所述信令通讯指针由所述主信令交互接口地址，切换到所述备信令交互接口地址。从而在当通信系统中已经出现主备通信设备“双活”现象时，可过滤掉信令通讯指针没有指向的地址相关的业务报文，从而降低服务请求设备发生判断异常的几率，也就因而降低了用户业务中断的几率。本实施例通信设备的设备类型不受限制，如可具体为与分组网关设备连接的服务请求设备等，其具体实现机理，可参见图3、图4～图12实施例中关于服务请求设备或SGSN的相应记载，在此不再赘述。

[0146] 图16为本发明实施例十提供的通信设备的结构示意图。如图16所示，本实施例提供的通信系统包括：主通信设备161、备通信设备162和服务请求设备163。服务请求设备163分别与主通信设备161和备通信设备162通信连接，且服务请求设备163的数量可为一个或多个，图16中示出了通信系统中包括多个服务请求设备163的情形。主通信设备的结构可参见图14对应实施例的相应记载，其工作机理可参见图2、图4～图12实施例中关于主通信设备或主GGSN的相应记载；备通信设备的结构可参见图13对应实施例的相应记载，其工作机理可参见图1、图4～图12实施例中关于备通信设备或备GGSN的相应记载；服务请求设备的结构可参见图15对应实施例的相应记载，其工作机理可参见图3、图4～图12实施例中关于关于服务请求设备或SGSN的相应记载，在此不再赘述。本实施例提供的通信系统组网结构简单，便于部署和维护，易于实现。

[0147] 本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

[0148] 本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

[0149] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0150] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。