用于点对点协议装置冗余的系统及方法

专利名称：用于点对点协议装置冗余的系统及方法
技术领域：
本发明涉及移动因特网协议(“IP”)网络中的通信。更具体而言，本发明涉及具体包括具有N-1冗余的包数据服务节点及仅不可恢复的状态数据的双重存储的点对点协议装置的管理。
背景技术：
公用包交换网络可用于载送往来于一诸如一移动主机或一将其附着点从一个网络变换至另一网络的路由器的移动通信装置(一移动节点)的业务。移动IP数据连网的基本架构在此项技术中已为人们所知并阐述于包括征求意见稿(“RFC”)文件RFC2002(1996)(下称“RFC 2002”)在内的数种出版物中，所述文件RFC 2002(1996)当前可在www.ietf.org上从因特网工程任务工作组(“IETF”)获得以获取更多信息。熟悉移动IP数据连网技术的人员熟悉所述文件及用于实际构建移动IP数据连网的装置。
在一移动IP通信网络中，一移动节点借助两个装置(一“外地代理”及一“本地代理”)与一IP网络上的一目标主机通信。一阐述所述类型通信的移动IP网络的实例提供于名称为“具有分布于多个装置中的本地代理及/或外地代理功能的移动因特网协议(IP)连网”的第09/354,659号美国专利申请案中，所述申请案的全部内容以引用方式并入本文中。通常，将外地代理功能性并入一移动节点的所访问网络上的一路由器中。外地代理在本地代理处登记的同时为移动节点提供选路服务。例如，外地代理解穿隧移动节点的本地代理穿隧的数据报并将其传送至所述移动节点。
本地代理通常被并入一移动节点的本地网络上的一路由器中。本地代理保持所述移动节点的当前位置信息。当一个或多个本地代理同时处理多个移动节点的呼叫时，本地代理实质上在提供一类似于一虚拟专用网络服务的服务。每一移动节点通常与一单独的本地网络相关联且通过本地代理从本地网络到外地代理及移动节点的选路路径就像一用于所述移动节点的虚拟专用网络。
移动IP需要一移动节点(一移动实体)与一外地代理之间的链路层连接性。然而，在一些系统中，来自所述移动节点的链路层可终接于一远离所述外地代理的点上。此类网络通常被称作第三代无线网络。图1为一图解说明一通常用于第三代无线网络的网络架构的方框图。参见图1，一移动节点10借助三个装置(一无线电网络节点16、一包数据服务节点18及一本地代理节点24)与一IP网络30上的一目标主机34通信。移动节点10的物理层终接于无线电网络节点16上，且外地代理的功能性驻留在包数据服务节点18上。通常，无线电网络节点16在移动节点10与包数据服务节点18之间中继链路层协议数据，且包数据服务节点18建立、保持链路层并将其终接至移动节点10。例如，移动节点10可通过一无线电存取网络上的一通信链路链接至无线电网络节点16。
包数据服务节点18在本地代理24处登记的同时为移动节点10提供选路服务。包数据服务节点18对所穿隧的数据报进行解穿隧并通过一IP网络20将其从本地代理节点24传送至移动节点10。包数据服务节点16与本地代理24之间所交换的通信业务包括数据业务及控制业务。所述控制业务包括登记请求或登记回答消息。所述控制及数据业务通过包数据服务节点16被选路并终接在移动节点10上。目标主机34可通过任一数量的网络(例如IP网络20及30)连接至一本地网络26，或其可直接位于本地网络26上。或者，目标主机34可通过其他类型的包交换网络连接至所述本地网络。
本地代理24可构建于移动节点的本地网络26上的一路由器上。本地代理24保持移动终端10的当前位置信息数据，例如外地代理地址、移动节点10的一网络接入识别符(“NAI”)、一移动本地地址及一在本地代理与移动节点10之间共用的秘密密钥。所述本地代理将数据从目标主机34穿隧到包数据服务节点18并同样提供反向穿隧服务。关于点对点隧道的更多信息(例如一层2穿隧协议(“L2TP”)隧道)可在当前可在www.ietf.org上获得的RFC 2661中找到。
因此，本地代理24通常对移动节点10执行至少两个不同的角色。首先，本地代理24实施一登记及验证过程以确定是否授权移动节点10接入本地网络26。此过程涉及(例如)检查移动实体的识别(例如通过使用移动实体的唯一序号、NAI、或制造编号、口令验证)并可能检查是否移动实体的帐户为往来及付款帐户。本地代理的登记及验证功能可结合或借助一第二装置(例如一验证、授权及记帐(“AAA”)服务器(例如一远程验证拨入用户服务(“RADIRS”)服务器))来实施。关于一RADIUS服务器的更多信息可在当前可在www.ietf.org上获得的RFC-2138中找到以获取更多信息。如所属领域的技术人员所知，登记过程包括接收及处理来自包数据服务节点18的登记请求消息并将登记回答消息发送至包数据服务节点18。
包数据服务节点18还对移动节点10实施四个不同的角色。包数据服务节点18处理移动节点10的登记及会话控制，其中包括将登记请求消息发送至本地代理24并处理从本地代理24接收的登记回答消息。另外，包数据服务节点18具有将数据包转发至本地代理24以最终传输至目标主机34及解穿隧来自本地代理24的数据以最终传送至移动节点10的穿隧责任。此外，包数据服务节点18为移动节点10提供验证、授权及记帐服务。包数据服务节点可结合或借助一验证、授权及记帐服务器(例如一RADIUS服务器)来实施验证、授权及记帐功能。另外，包数据服务节点18可提供Pi/FA接口，Pi/FA接口提供来往于一AAA服务器、移动交换中心(“MSC”)或一本地代理的信令/数据接口。
当移动节点10通过向一无线电通信链路上的无线电网络节点16发送一呼叫建立指示来启动一与无线电网络节点16的通信会话时，无线电网络节点16启动一与包数据服务节点18的登记过程。通常，无线电网络节点16配置有若干可服务移动节点10的包数据服务节点。在已知的现有技术中，无线电网络节点16没有经配置以服务新通信会话的包数据服务节点的任何一个的状态信息。因此，当无线电网络节点16启动对移动节点10的登记过程时，无线电网络节点16为移动节点10随机选择一包数据服务节点。在此一系统中，无线电网络节点可用的某些包数据服务节点可能很快便过载而其他的包数据服务节点则很少被使用。此外，如果无线电网络节点16向其发送登记请求的多个连续包数据服务节点均过载，则此类包数据服务节点将很可能拒绝来自无线电网络节点16的登记请求，从而导致对移动节点10的服务延迟。
对来自移动节点的用户会话的负载平衡是一重要能力。有几种当前现有的方法可用于用户会话的负载平衡。通常，一无线电网络节点编程有多个包数据服务节点的IP地址，且无线电网络节点可选择其中之一来服务一从一移动节点入局的会话。根据一现有方法，一无线电网络节点可包括一包控制功能，所述包控制功能可根据(例如)一移动节点的一国际电话用户接口(例如一电话号码)来计算一散列值，且所计算的散列可用来选择一包数据服务节点的IP地址。此方案的缺点在于所述算法未考虑每一包数据服务节点的当前负载。根据另一替代方法，包控制功能可采用一循环机制来选择一包数据服务节点。在此一实施例中，所述包控制功能可将每一后续抵达的会话指定到其列表中的下一包数据服务节点，当到达最后一包数据服务节点时回转至第一包数据服务节点。循环机制将呼叫分布于包数据服务节点之间；然而，举例而言，其并未考虑将被转发至每一包数据服务节点的呼叫会话类型。
此外，举例而言，根据另一方法，一外部外地代理控制节点可根据存储器使用率或包数据服务节点的处理能力使用率来选择—包数据服务节点。外地代理控制节点的功能性阐述于名称为“用于在一移动因特网协议网络中管理外地代理选择的系统及方法(System and Method for Managing Foreign Agent Selections in a Mobile InternetProtocol Network)”的第09/881,649号美国专利申请案中，所述专利申请案的全部内容以引用方式并入本文中。虽然外地代理控制节点在选择包数据服务节点期间提供负载平衡，但其当前架构存在数个局限性。首先，在一当前包控制功能选择算法的情况下，不容易支持多个冗余外地代理控制节点。其次，外地代理控制节点需要在系统架构上添加一额外组件，且在一PDSN崩溃或在其他方面变得不可用时不允许保存用户会话。
因此，需要用于在一移动IP网络中选择诸如包数据服务节点或本地代理等服务节点的改良型系统及方法。包数据服务节点的冗余及失效恢复能力构成为一移动节点提供一致的不间断服务的一重要因素。

发明内容
一种使包数据服务节点具有失效恢复能力的冗余的系统及方法在一移动因特网协议网络中纳入现用PDSN与一备用PDSN的一N-1关系，所述系统及方法通过提供一个具有复数个N+1包数据服务节点及至少一系统管理器的存取节点来实现。从所述N+1个包数据服务节点中，选择一个包数据服务节点作为其余N个现用包数据服务节点的一备用包数据服务节点。当从一无线电节点接收一登记请求以建立一包数据服务节点与一移动节点之间的一通信会话时，选择一包数据服务节点并将一登记回答消息从所述第一包数据服务节点发送至所述无线电节点。建立所述移动节点与所述选定包数据服务节点之间的一通信会话并将不可恢复的数据状态从所述选定包数据服务节点传输至所述备用包数据服务节点。所述备用包数据服务节点类似地从所有所述N个现用包数据服务节点接收状态数据。周期性地完成将所述不可恢复的状态数据从每一所选定包数据服务节点更新到备用包数据服务节点，且一旦一所选定包数据服务节点失效，即刻将所述通信会话转移至所述备用包数据服务节点，由其承担现用包数据服务节点的角色，废弃所述N-1个非失效包数据服务节点的所有状态数据并在继续与所述移动节点通信期间恢复所有动态状态数据。
通过参照附图阅读下文详细说明，本发明的这些以及其他方面及优点对所属领域的技术人员将变得更加一目了然。


参照下列图式阐述本发明的各例示性实施例，图式中图1为一图解说明一现有技术移动IP网络架构的一实例的功能方框图；图2为一图解说明一适合应用于本发明的网络系统的一实施例的功能方框图；图3为一根据本发明的一实施例的一存取节点的方框图；图4为一图解说明一根据发明一实施例的存取节点的分布式架构的方框图；图5为一图解说明一根据本发明一实施例的存取节点的控制搁架(shelf)的方框图；图6为一图解说明一根据本发明一实施例的存取节点中的数据搁架的方框图；图7为一图解说明一根据本发明一实施例用于一搁架内对等模块之间的数据板连接性及用于与存取节点中搁架控制器及系统管理器的背板连接性的一搁架架构的方框图；图8为一图解说明根据本发明一实施例的系统控制总线的例示性物理互连的方框图；图9为一图解说明根据本发明一实施例的一媒体数据总线的物理互连的方框图；图10为一图解说明一根据本发明一实施例的搁架间电缆连接拓扑的方框图；图11为一图解说明一根据本发明一实施例的PDSN/HA引导过程的一消息序列方案的方框图；图12为一图解说明一根据本发明一实施例使用一系统管理器的PDSN选择方法的一消息序列方案的方框图；图13为一图解说明一根据本发明一实施例使用一分布式信息数据库机制的PDSN选择方法的一消息序列方案的方框图；图14为一图解说明一根据本发明一实施例使用一系统管理器的HA登记过程的一消息序列方案的方框图；图15为一图解说明一根据本发明一实施例使用一分布式信息数据库机制的HA登记过程的一消息序列方案的方框图；图16为一图解说明用于一简单IP呼叫的备用PDSN更新的一消息序列方案的方框图；图17为一图解说明用于一移动IP呼叫的备用PDSN更新的一消息序列方案的方框图；图18为一图解说明用于一MPA呼叫的备用PDSN更新的一消息序列方案的方框图；图19为一用于从现用PDSN失效恢复转移至备用PDSN的一消息序列方案的方框图；图20为一P-P隧道会话的方框图；图21a及21b分别为用于因锚点及目标PDSN失效而从现用PDSN失效恢复转移至备用PDSN的一消息序列方案的方框图；及图22为一图解说明替换并指定一失效PDSN作为备用PDSN的一消息序列方案的方框图。
图23为一图解说明一现用PPP装置与其备用PPP装置之间用于更新呼叫参数用作备份的一般性通信的一消息序列方案的方框图。
具体实施例方式
图2为一图解说明一适合在本发明用于在一移动IP网络中为移动节点选择外地代理及本地代理的网络系统200的功能方框图。应了解，阐述本文中所述的此种及其他布置及处理过程仅出于举例说明目的，且可改用其他布置及元件(例如接口、功能、元件的次序、等等)并可完全省略某些元件。此外，如同在大多数通信应用中，所属领域的技术人员将了解，本文所述的许多元件为功能性实体，其可被构建成离散组件或其他组件一起构件在任一适当组合或位置中。
如图2中所示，系统200包括一移动节点202、一基站控制器204、一无线电节点206、存取节点208及224、一IP网络210、一外地验证、授权及记帐(“AAA”)服务器214、一本地验证、授权及记帐(“HAAA”)服务器216及一目标主机212。举例而言，移动节点202可采取诸如(举例而言)一电话、一膝上型计算机、一传真机或一个人数字助理(“PDA”)的任何合适形式。虽然只图解说明一个移动节点，但应了解，也可存在多个移动节点。
移动节点202通过一基站(未显示)连接至基站控制器204。基站控制器204可驻留在一例如一CDMA无线电网络的无线电网络上。基站控制器204耦接至无线电节点206。无线电节点206可包括一为一新入局用户通信会话选择一PDSN的包控制功能(“PCF”)。例如，PCF可编程有PDSN的一个或多个IP地址。
无线电节点206与存取节点208通信。存取节点208为一向移动节点传送数据服务的多服务存取平台。根据一例示性实施例，存取节点208包括复数个PDSN，图2中图解说明了其中两个PDSN(一PDSN 218及一PDSN 220)。PDSN 218及220与一系统管理器222通信。除将在下文中阐述的其他功能外，系统管理器222从每一PDSN接收负载/状态信息并确定给移动节点的PDSN指配。或者，如下文将更详细地阐述，系统管理器222可支持一分布式负载数据库。
存取节点208进一步与包括复数个HA的存取节点224通信，图2中图解说明了其中两个HA(一HA 226及一HA 228)。HA 226及228与一系统管理器230通信。图2图解说明两个存取节点，其中存取节点208装纳有PDSN插件，且存取节点224装纳有HA插件。然而，应了解，网络架构可包括一个装纳有PDSN与HA的一组合的存取节点。
PDSN 218是一来自移动节点202的点对点协议(“PPP”)会话的终接点。PDSN 218还可汇编并解封PPP包以获得随后发送至一HA(例如存取节点224上的226或228)的IP包。存取节点208及224进一步分别耦接至FAAA 214及HAAA 216。FAAA 214可验证登录到一PDSN上的移动用户，为登录至PDSN的用户提供具体配置选项，或在一移动IP登记期间提供选路信息。存取节点208进一步耦接至随后耦接至目标主机212的IP网络210。
由于PDSN不能直接与通常位于移动节点的本地网络中的HAAA 216通信，因此FAAA 214可在网络服务提供商的域中担当HAAA 216的一代理。在此一实施例中，当FAAA 214从PDSN 218接收一验证请求时，FAAA 214可将所述请求发送至HAAA 216，且HAAA 216可向FAAA 214发送一验证回应，而FAAA 214随后将所述验证回应发送回至PDSN 218。一共享秘密可存在于FAAA 214与HAAA 216之间以供验证其之间所发送的消息。
HAAA 216及存取节点224可驻留于移动节点202的本地网络中。HAAA 216可对本地网络处验证移动节点登记请求。HAAA 216还可向一服务HA提供用于建立呼叫会话的配置参数。例如，配置参数可包括一安全等级、一差别服务类型或反向穿隧参数。HAAA 216还可代表移动节点202验证来自FAAA 214的请求。FAAA 214将请求发送至HAAA 216，且HAAA 216可验证所述请求并将回应发送回FAAA 214，而FAAA 214随后可将其转发给PDSN 218。
图3为一图解说明存取节点208的一例示性实施例的方框图。图3中所图解说明的存取节点208及224可配置于一由三个搁架(一个控制搁架302及两个数据搁架304及306)构成的单一机箱350上。控制搁架302由复数个插件(0-N)构成，下文将参照后续图式进行更详细的阐述。控制搁架302可通过一网络管理接口308耦接至一网络管理系统，从而使系统管理器能够根据其系统的需要来配置存取节点208及224。控制搁架302进一步包括一通至一网络316的接口310。举例而言，在一实施例中，网络316可为CDMA网络、PSTN/TDM或ATM网络及一例如因特网的数据网络。然而，也可使用不同的网络。在一实施例中，控制机架中的每一插件均可包括两个端口，例如两个可用于传输来往于网络316的数据的吉比特以太网端口。
此外，图3中图解说明的存取节点208及/或224包括两个具有复数个插件(0-N)的数据搁架304及306，下文也将参照后续图式进行更详细的阐述。数据搁架304及306包括通至网络316的接口312及314。应了解，图3仅显示外部接口中的某些接口而不图解说明机架之间的连接。此外，应了解，本发明不限于包括三个机架的一单个机箱，且也可将更多的机架添加至所述单个机箱中。
或者，存取节点208或存取节点224可分布于复数个机箱上。在此一配置中，一个控制搁架可控制若干个分布于复数个机箱上的数据搁架。图4为一图解说明存取节点208的一分布式网络架构400的方框图。除图3中所图解说明的机箱350外，存取节点208进一步包括一第二机箱450。第二机箱450包含三个分别通过接口408、410及412与网络316通信并进一步分别通过接口414、416及418与网络316通信的数据搁架402、404及406。应了解，本发明不限于两个机箱，而是也可使用多于两个机箱。
图5为一图解说明一根据一例示性实施例的控制搁架500的方框图。图5中所图解说明的控制搁架500包括18个插件插槽；然而，应了解，控制搁架不限于此一配置，而一些插槽可以尚未使用且未插装任何插件，或也可使用更少的插件插槽。根据一例示性实施例，控制搁架500的所有组件均具有一冗余(例如1比1冗余)并均具有失效恢复能力。因此，控制搁架500的每一组件均可包括一现用插件及一备用插件，以便如果现用插件失效，备用插件可检测到失效并接管现用插件的角色，下文将对其实施例作更详细的阐述。
控制搁架500包括两个搁架控制器502及504，且每一搁架控制器均以位于搁架500最左边的插槽中的两个半高插件的形式支撑在专用硬件上。此外，控制搁架500包括两个交换出口模块506及508、两个系统管理器510及512、及复数个被图解说明成PDSN/HA插件的应用插件514-536。应了解，所述例示性实施例不限于仅包括PDSN或HA插件的控制搁架，且，另一选择为，控制搁架500可包括PDSN插件与HA插件的一组合。此外，在各替代实施例中，搁架控制器及系统管理器被配置在单个或多个插件上以完成系统管理功能。
根据一例示性实施例，搁架控制器502可配置成一主搁架控制器，而搁架控制器504可配置成一备份搁架控制器。每一搁架控制器均包括一用于将搁架控制器连接至搁架中每一插件插槽的具多层(L3/L4)能力交换机。此外，每一搁架控制器均可具有一通至每一插槽的用于在一单个平台内提供诸如管理、信令及选路等插件内及插件间控制通信的单独总线，即一下文中也称作一管理总线的系统控制总线。举例而言，根据一实施例，一PDAN插件可与一个或多个系统管理器插件或另一使用系统控制总线的PDSN插件进行通信。在此一实施例中，从PDSN发送的数据通过系统控制总线、一个或多个搁架控制器插件传输至诸如一个或多个系统管理器插件或PDSN插件等目的地。
搁架控制器502及504管理搁架内硬件配置及硬件管理。例如，搁架控制器可读取一搁架识别符及一搁架序列号，所述识别符及序列号随后可用于帮助指配内部地址并允许系统管理器正确地关联具体插件位置与配置。此外，搁架控制器502及504以存在检测形式为搁架中的其他插件及电源提供实体监视。
举例而言，搁架控制器502及504也可探询电源、冷却风扇或设置于电源中的温度传感器的状态。另外，搁架控制器502及504可通过对照电源中可达到的当前可用功率评估各个插件的当前要求来负责搁架500内的功率管理。搁架控制器502及504可通过一以太网接口542(例如一100Mbps或一更快的接口)来与搁架500中的所有插件通信。
交换出口模块506及508可配置成高速点对点交换(L2/L3)以允许插槽中的所有插件(例如系统管理器及PDSN/HA)能够在一吉比特链路上彼此通信。交换出口模块506及508采用交换网络接口538及540往来于网络传输数据。
此外，控制机架500包括可采用任何现有的或以后开发的管理协议(例如一简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol))的系统管理器510及512以从一单个点管理多个机架。举例而言，系统管理器510及512可通过周期性地探询使用SNMP的每一插件来保持系统中所有插件的统计及状态信息。系统管理器510及512可分别通过接口544及546来与每一插件通信。此外，每一PDSN或HA插件均具有一网络接口，即图5中所示的网络接口548-570。
图6为一图解说明一根据一例示性实施例的数据搁架600的方框图。数据搁架500包括通过一接口642与搁架600中的所有插件通信的搁架控制器602及604。数据搁架600进一步包括两个通过交换网络接口638及640进行通信的交换出口模块606及608及通过接口644-670进行通信的PDSN或HA 610-636。类似于图5，应了解，数据搁架600不限于仅包括PDSN或HA，而是数据搁架600也可包括PDSN插件与HA插件的一组合。
图7为一图解说明用于一搁架内对等模块之间的数据板连接性并用于与搁架控制器及系统管理器的背板连接性的搁架架构700的方框图。
搁架架构700图解说明三个例示性应用程序模块702、704及706。应用程序模块702-706分别包括网络接口710、718及726、协作功能(“IWF”)712、720及728、管理及控制接口708、716及724、及包处理/转发模块714、722及730。应了解，应用程序模块702-706可为一PDSN模块或一HA模块。
举例而言，网络接口710、718及726提供一通至诸如PSTN、一无线电网络或一数据网络等网络的接口。管理及控制接口708、716及724提供通至诸如一SNMP网络、一会话启动协议(“SIP”)网络、一H.323网络或任何现有的或以后开发的信令网络等管理及信令网络的接口。管理及控制接口通过一系统控制总线734(或一管理总线)与搁架控制器模块736及738通信，搁架控制器模块736及738将管理及控制消息发送至一控制搁架，例如图5中所图解说明的控制搁架500。
系统控制总线734提供插件内/插件间控制，例如一单个平台内的管理、信令及选路通信。在一实施例中，系统控制总线734可构建成一交换快速以太网(100Mbps)系统控制总线以提供一实体上分离及专用的嵌入式网络来支持平台的管理及控制功能。系统控制总线734起始于搁架700中两个搁架控制器模块的每一个而终止于包括对等搁架控制器插槽在内的每一插槽。举例而言，每一搁架控制器均可通过一双向100BaseT-TX以太网链路连接至搁架中的每一交换出口及应用程序模块。另外，两个搁架控制器可通过一双向100Base T-TX以太网链路连接。在一实施例中，每一连接均可配置成一对携载100Mbps 100BaseT-TX以太网的差动迹线。因此，在此一实施例中，每一系统控制总线链路均可为一包括一对TX及一对RX快速以太网链路的4线接口。然而，应了解，也可使用不同类型的链路。
图8图解说明根据一例示性实施例的系统控制总线734的例示性物理互连。如图8中所图解说明，系统控制总线734将两个搁架控制器806及808彼此互连、互连至每一交换出口模块802及804以及每一应用程序插槽810-836，例如装纳一PDSN或HA插件的每一插槽。
重新参见图7，每一应用程序插件及搁架控制器均连接至一媒体数据总线732(下文中亦称作一交换结构)。媒体数据总线732分配一单个搁架内的IP包业务。媒体数据总线732可构建成一星形拓扑，所述星形拓扑起始于交换出口插槽的每一个而终止于包括主背板上对等交换出口插槽及两个搁架控制器插槽在内的所有其他插槽。在一实施例中，交换星形总线可使每一差动对均能够在例如一1.25Gbps范围、一2.25Gbps范围或一更高/更低范围的Gbps范围内可靠地传输。在一实施例中，来自交换出口插槽的每一媒体数据总线连接均可配置成一双(TX/RX)点对点差动对(亦即一轮辐)。在此一实施例中，轮辐可分布成所述对等交换出口插槽有两个轮辐、每一应用程序模块插槽有两个轮辐及每半个搁架控制器插槽有一个轮辐。
根据一例示性实施例，一个或多个PDSN插件可使用媒体数据总线732来彼此通信或与系统管理器插件通信。在此一实施例中，往来于PDSN插件传松的数据通过媒体数据总线732经由一个或多个交换出口模块传输至诸如系统管理器插件或PDSN插件等既定目的地。另外，每一PDSN插件可使用媒体总线732向FAAA服务器214发送询问并从FAAA服务器214接收授权回应。为了发送一授权询问，一PDSN插件可通过媒体数据总线732及交换出口模块向FAAA服务器214传输授权询问。作为回应，PDSN插件可通过交换出口模块及媒体数据总线从FAAA服务器214接收一授权回应。应了解，每一HA插件也可使用媒体数据总线732向HAAA服务器216发送及从HAAA服务器216接收授权信息并往来于系统管理器插件及其他HA插件传输数据。
图9为一图解说明根据一例示性实施例的媒体数据总线的物理互连的方框图。如图9中所图解说明，交换出口插槽802与804通过100Mbps以太网链路902互连。此外，每一交换出口插槽均通过100Mbps以太网链路904-910互连至每一搁架控制器806-808并通过Gyps以太网链路912-926互连至每一应用程序模块插槽。因此，根据一例示性实施例，交换吉比特以太网媒体数据总线提供一实体上分离及专用的嵌入式网络以支持每一搁架内的插件间通信。
根据一例示性实施例，一存取节点配置可由包括一个控制搁架及五个数据搁架的六个搁架组成，其中每一搁架均与控制搁架通信以便接收诸如信令及管理信息的控制信息。图10为一图解说明一根据一例示性实施例的搁架间电缆连接拓扑1000的方框图。
图10图解说明一包括两个互连至搁架控制器1008及1010的系统管理器1012及1014的控制搁架1002及五个数据搁架1016、1018、1020、1022及1024。根据一例示性实施例，每一数据搁架均包括两个搁架控制器，其中一个可配置成一备份控制器。具体而言，如图10中所图解说明，数据搁架1016、1018、1020、1022及1024分别包括搁架控制器1026及1028、1030及1032、1034及1036、1038及1040、1042及1044。
每一搁架控制器均包含一在搁架内提供一管理通信基础架构的多层以太网交换。此外，每一搁架控制器均提供一具有两个内部连接以允许每一冗余系统控制搁架1002连接至每一搁架控制器的单个星形总线接口。在控制搁架1002中，通至搁架控制器1008及1010的路径可通过背板上的控制板接口来配置。
在多机架配置中，所有搁架间连接均通过实体位于控制搁架1002中的系统管理器1012及1014连接至数据搁架1016-1024内的搁架控制器1026-1044。搁架控制器建立与其搁架内的应用插件的物理连接。图10中参照控制搁架1002图解说明了一此类例示性实施例，其中搁架控制器1008及1010互连至借助应用程序模块1004及1006图解说明的数个应用程序模块。
图10中所图解说明的每一搁架控制器均包含一多层(L2/L3)交换，例如一包含二十四个10/100端口及双吉比特以太网端口的IEEE 802.1p/Q接口交换。在一实施例中，每一搁架控制器均可包括Broadcom BCM 5600系列Strata交换机；然而，也可使用不同的交换机。如参照先前图式所阐释，每一搁架控制器均具有一通至搁架内每一插槽的实体上分离的管理总线，亦即一系统控制总线。此外，一搁架内的两个搁架控制器彼此连接并与双10/100Mbps链路连接。
图10中所图解说明的搁架间通信架构用于网络管理及载波信令目的。应了解，交换出口模块(图10中未显示)也提供两个也可用于连接无线系统中多个机架的外部吉比特链路。此外，根据图10及先前图式所图解说明的各例示性实施例，控制搁架功能驻留于一个指定的搁架中以实现管理与运行的一致性。然而，应了解，控制搁架功能性可分布在若干搁架上。根据一例示性实施例，图2中所图解说明的无线电节点206上的PCF可将一新的通信会话选路至存取节点208中的任一PDSN。系统管理器配对布置，其中一个系统管理器插件充当另一个系统管理器插件的备份。在此一实施例中，当一主系统管理器从一PDSN接收负载信息时，其可将负载信息传递给其备份伙伴。因此，在主系统管理器的软件或硬件失效的情况下，备份系统管理器可检测到失效并接管主系统管理器的功能性。
系统管理器保持与存取节点208中每一机架中的所有插件相关的统计及状态信息。此外，每一系统管理器均可编程有系统管理器将服务的PDSN IP地址，且每一PDSNIP地址均可映射至对应PDSN的预定的一组特性。举例而言，系统管理器可根据会话类型、会话位速率或群组中每一PDSN可处理的会话数量来组合PDSN组。此外，在存取节点208的一正常运行期间，系统管理器可为每一PDSN、HA及存取节点上所服务的每一移动终端构建动态数据库。虽然所述例示性实施例揭示配置成独立刀锋的PDSN及HA，但随后揭示的通信方法同样适用于其中由一通信机架(其中(例如)在用于接口功能、呼叫处理功能及数据转发功能的独立元件中提供PDSN功能性)中的一个或多个刀锋提供PDSN及/或HA功能性的配置。
在一实施例中，一PDSN概况或一HA概况可分别定义使用一PDSN IP地址或一HAIP地址创建其概况的一PDSN或一HA。此外，每一概况均可定义会话类型、会话位速率或各自PDSN或HA经配置以处理的会话数量。另外，每一PDSN及HA均可包括各自PDSN及HA的一状况及一状态、及所述PDSN及HA的负载信息。举例而言，在其他参数当中，所述状况可定义一PDSN或HA是现用还是非现用，而所述状态可定义PDSN或HA是一主PDSN/HA还是一备份PDSN/HA。除每一PDSN或HA的状态信息外，所述概况还可定义其伙伴PDSN或HA的一IP地址。
此外，根据一例示性实施例，每一PDSN及HA均可经配置以分别周期性地将其呼叫相关的信息发送至备用PDSN及HA。举例而言，一PDSN概况可定义是否已针对一特定会话或将用于所述会话的一PPP压缩类型协商了一IPsec。然而，应了解，也可使用不同标准来定义会话类型。在此一实施例中，一系统操作员可下载用于存取节点208中不同PDSN的负载配置，从而为具有专用会话类型的用户提供更好的服务及接连性。
根据一例示性实施例，存取节点208中的PDSN及HA可使用一心跳机制来将其可用性及负载信息传达至系统管理器。图11图解说明一用于例如一HA或一PDSN的应用程序模块的例示性引导过程。图11通过以一个PDSN/HA方框图解说明一PDSN及一HA来简化一PDSN及一HA的引导过程；然而，应了解，根据一例示性实施例，所述HA及PDSN位于存取节点208中不同的应用程序模块上。
在步骤1102处，一应用程序模块(例如一PDSN或一HA)加电并通过向系统管理器发送一初始化消息而开始与主系统管理器通信。在步骤1104处，系统管理器证实HA或PDSN。为此，系统管理器可从其实际HA或PDSN列表中读取HA或PDSN。一旦证实成功，在步骤1106处，系统管理器向HA/PDSN发送一初始化确认消息。
在步骤1108处，系统管理器为此HA/PDSN选择一角色。在一实施例中，所述角色指配可为动态的。另一选择为，系统管理器可编程有定义存取节点中每一插件(例如一PDSN或一HA)的角色的角色指配文件以便建立一冗余机制。举例而言，HA/PDSN可配置成一具有一担当其备份的预定HA/PDSN的主HA/PDSN。此外，HA/PDSN可给HA/PDSN指配一现用角色。另一选择为，如果HA/PDSN被指配为另一HA/PDSN的一备份，则系统管理器可进一步给HA/PDSN指定一备用角色以担当一预定主HA/PDSN的一冗余HA/PDSN。下文将更详细地阐述不同的冗余机制。
在步骤1110处，系统管理器向HA/PDSN发送一角色指配消息，而HA/PDSN通过向系统管理器发送一角色指配确认消息1112来作出回应。在步骤1114处，系统管理器将HA/PDSN标记为处于服务中，且在步骤1116处，系统管理器启动一心跳计时器。在一实施例中，心跳计时器可识别一其中应从PDSN/HA接收到下一心跳消息的时间周期，以便系统管理器可确定如果在所述时间周期到期前还未接收到下一心跳，则PDSN/HA不可用。或者，系统管理器可确定如果未接收到一模块的两次或两次以上心跳，则所述模块不可用。类似地，如果未从系统管理器接收到任何心跳，则HA/PDSN可检测到主系统管理器的失效并可将后续的心跳发送至一此时担当一主系统管理器的冗余系统管理器。
根据一例示性实施例，存取节点208中的所有PDSN及HA均周期性地将其心跳信息1118发送至系统管理器以便系统管理器具有一对所有PDSN及HA的状况的机箱宽广的视野。此外，或者，PDSN/HA模块可从其他使用IP多播的PDSN/HA接收呼叫信息，其中每一参与的PDSN/HA均为一多播群组的一部分并支持一分布式信息数据库。
根据一例示性实施例，一PDSN/HA可通过管理总线(即系统控制总线)与系统管理器通信。或者，也可通过媒体数据总线(即交换结构)交换控制消息。
图12为一图解说明一使用一系统管理器的PDSN选择方法的消息序列方案1200的方框图。所述方框图包括一模块节点(MN)、无线电网络节点(RNN)、一所选定PDSN、一PDSN及一系统管理器。应了解，图解说明的PDSN及系统管理器为参照先前图式更详细阐述的存取节点208的一部分。如步骤1202处所图解说明，当移动节点漫游进入无线电网络节点的一服务区中时，移动节点启动与无线电网络节点的业务信道(“TCH”)建立。一旦建立所述业务信道，无线电网络节点上的一包控制功能(PCF)便向PDSN发送一登记请求消息1204。在一实施例中，举例而言，所述PCF可配置在存取节点208上的一组PDSN内，且所述PCF可根据其内部选择机制(例如一负载平衡机制或一循环机制)选择PDSN。
在图12中所图解说明的实施例中，当PDSN接收登记请求消息1204时，所述PDSN不能服务会话。PDSN服务新会话的不可用性可包括诸多原因。PDSN可因其过载而拒绝服务会话。举例而言，PDSN可配置有一识别PDSN在拒绝新会话前可服务的会话数量的阈值电平。或者，PDSN可经配置以监视其容量，且当使用一预定百分率的容量时，PDSN可拒绝服务一新会话。另外，PDSN可因其功能配置而拒绝服务一新会话。举例而言，PDSN可经配置以仅服务一预定类型的会话，例如使用压缩或加密的会话。
在图12中所图解说明的实施例中，系统管理器确定一替代PDSN。因此，PDSN向系统管理器发送一PDSN选择请求消息1026，且在步骤1208处，系统管理器根据一组选择规则选择一新的PDSN。所述选择规则可包括先前的记录选择规则及服务规则类型。在一实施例中，系统管理器可经配置以使用一组规则或不同选择规则的一组合。举例而言，系统管理器可使用一种选择规则来确定可服务入局会话的一PDSN子集并随后使用另一规则来选择可服务入局会话的一PDSN。
如在先前段落中所提及，系统管理器可应用先前的记录选择规则来确定一新的PDSN。在此一实施例中，系统管理器使用移动用户的先前登记记录来确定并选择曾在移动节点上服务先前会话的PDSN。在一实施例中，每一PDSN均可经配置以在呼叫建立成功后即刻发送一移动节点的登记记录。
一旦选择一PDSN，系统管理器便向PDSN发送一包括所选定PDSN的一IP地址的PDSN选择应答消息1210。当PDSN接收消息1210时，PDSN向无线电网络节点发送一包括所选定PDSN的IP地址的RP登记应答消息1212。RP登记应答消息1212可采用一阐述于RFC 2002中的消息“差错136”的形式。然而，也可使用不同类型的消息。
接下来，如步骤1216处所图解说明，无线电网络节点向所选定PDSN发送一RP登记请求消息1214，且所选定PDSN分配资源来服务入局会话。应了解，所选定PDSN可拒绝服务入局会话，且可重复询问系统管理器的过程。在此一实施例中，系统管理器可确定已从所选定PDSN发送一PDSN选择请求，且系统管理器可以一包括发送请求的PDSN的IP地址的PDSN选择回答作为回答。另外，PDSN选择回答消息可包括一通知PDSN其应服务所述会话的识别符，例如一预定位或一位模式。此外，应了解，一预定位或一位模式可被设定于PDSN选择回答消息中以指示已拒绝处理所述请求的PDSN的数量。在此一实施例中，PDSN可经配置以在预定数量的PDSN拒绝服务会话时接受请求。应了解，也可使用防止服务延迟或大量PDSN拒绝新会话的不同实施例。
一旦分配资源，所选定PDSN便发送一RP登记回答消息1218，并如步骤1220处所图解说明在无线电网络节点与所选定PDSN之间建立RP会话。此外，根据一例示性实施例，一旦向新会话分配资源，所选定PDSN便向系统管理器发送一包括所选定PDSN上一新负载的更新消息1222。更新消息1222可包括用于所建立的呼叫会话(包括移动节点的NAI或IMSI)的会话信息。或者，所选定PDSN可向系统管理器发送一包括所述会话信息的单独消息。如参照前面段落所提及，系统管理器可在移动节点下一次登记时使用所述会话信息来确定最后服务PDSN。在步骤1224处，移动节点建立一与所选定PDSN的点对点协议(“PPP”)会话并在所选定PDSN处登记。
图13为一图解说明一根据一分布式控制节点方法的PDSN选择的消息序列方案的方框图。在所述分布式控制节点机制中，存取节点中的每一PDSN插件均可周期性地请求一系统管理器提供存取节点208中所有PDSN的负载信息。或者，PDSN可从存取节点208中的所有PDSN接收负载信息。在此一实施例中，存取节点208中的每一PDSN均使用IP多播方法或其他当前存在或以后开发的传输方法向其他PDSN提供负载信息。图13图解说明一移动节点、一具有包控制功能的无线电网络节点、一所选定PDSN、一PDSN及一系统管理器。
当移动节点漫游进入无线电网络节点的服务区时，移动节点向无线电网络节点发送一包括一与无线电网络节点建立一业务信道的请求的消息1302。当信道建立时，无线电网络节点向PDSN发送一RP登记请求消息1304。在一其中包控制功能在其PDSN表中保持复数个PDSN IP地址的实施例中，包控制功能可应用一负载平衡机制来确定PDSN的IP地址。或者，包控制功能可在其表中仅保持包括一主PDSN的一IP地址及一次要PDSN的一IP地址的两个表项。在此一实施例中，PCF可将所有新呼叫会话请求发送至主PDSN，直至主PDSN不可用于服务入局会话为止。当主PDSN失效或发生过载时，PCF可将新呼叫会话发送至次要PDSN的IP地址。
根据图13中所图解说明的一实施例，PDSN决定其不能服务入局登记请求或至少PDSN高于一预定阈值电平以便最好由另一PDSN处理所述呼叫。PDSN可根据参照图12所述的多个因素来作出所述决定。当无线电网络节点选择一RP登记请求消息1310并将其发送至一所选定PDSN的IP地址时，所选定PDSN为新会话分配资源，如1312处所示。接下来，所选定PDSN发送一RP登记回答消息1314，并在无线电网络节点与所选定PDSN之间建立一RP会话1316。此外，根据一例示性实施例，所选定PDSN将其更新的负载信息发送至原始PDSN，如1318处所示。图13仅图解说明一个从所选定PDSN接收负载信息的PDSN；然而，应了解，所选定PDSN也可将其负载信息发送至其多播群组中的其他PDSN。此外，如随后将更详细阐述，所选定PDSN可向备用PDSN发送其新的呼叫信息。应了解，系统管理器也可为多播群组的一部分。或者，所选定PDSN可在一心跳消息中将其新负载信息发送至系统管理器。
一旦在所选定PDSN处登记成功，便在移动节点与所选定PDSN之间建立一PPP会话，且移动节点在所选定PDSN处登记，如1322处所示。
根据一例示性实施例，除PDSN之外，存取节点还可包括也由系统管理器管理的HA。如参照图11所提及，存取节点中的所有HA均与系统管理器一起心跳并周期性地将其负载信息发送至系统管理器。与参照PDSN所述的各实施例相似，系统管理器可保持一包括存取节点中每一HA的负载的控制节点数据库。另一选择为，控制节点数据库可分布于所有HA上，其中每一参与的HA均可保持所有其他参与的HA的负载信息。在此一实施例中，每一参与的HA均可使用多播在其他HA上更新其负载，且所有参与的HA及系统管理器均可为一支持分布式控制节点信息数据库的多播群组的一部分。
图14为一图解说明一其中系统管理器在一始发HA不可用时选择一新HA的实施例中一HA登记过程的消息序列方案1400的方框图。图14图解说明一移动节点、一PDSN、一系统管理器、一HA、一所选定HA及一HAAA。
当移动节点使用参照图12及13所述的方法之一与PDSN建立一PPP会话时，移动节点向PDSN发送一登记请求消息1402。在一实施例中，登记请求消息1402可指定移动节点所请求的一HA的一IP地址。或者，PDSN可联络一FAAA服务器来确定移动节点的一HA的一IP地址。然后，PDSN将登记请求消息转发给HA，如1404处所示。举例而言，根据图14中所图解说明的实施例，HA确定其因过载或接近过载状态或因移动节点所建议的一静态移动节点IP地址不属于当前HA的IP地址池而不能处理呼叫会话。HA参照一负载映像图来与备用HA通信。应了解，也可使用一不同的消息方案来获得替代本地代理的一IP地址。
HA从备用HA接收冗余群组中其他HA的负载信息。现用HA从备份HA接收一具有一负载映像图的周期信息。所述负载映像图包含冗余群组中四个最小负载的HA上的负载及每一HA中的平均负载。现用HA使用此负载信息来决定是否需要选择一替代HA。如果现用HA上的负载大于平均负载某一百分率，则现用HA从负载映像图中的四个HA当中选择一个最小负载的HA。然后，将移动IP登记请求转发1410给替代HA供处理。
在步骤1416处，所选定HA验证MIP登记请求消息并为移动节点创建一MBR。此外，所选定HA启动协商并建立一通至PDSN的IP隧道。接下来，所选定HA向PDSN发送一MIP登记回答消息1418，且MIP登记回答信息1418中的本地代理域包括所选定HA的IP地址。在步骤1420处，PDSN创建通至所选定HA的IP隧道及移动节点的一访问者列表(VL)。PDSN可为每一移动IP呼叫创建一VL，且每一VL均可包括服务HA的一IP地址、移动节点的一IP地址、穿隧参数及验证信息。
在步骤1422处，PDSN将MIP回答消息转发给移动节点。在步骤1424处，所选定HA还向系统管理器发送一MBR更新消息1424，然后，一旦更新MBR，系统管理器便以一MBR更新确认消息1428做出回应，如步骤1426处所示。建立MIP会话，如步骤1430处所示。此外，在步骤1432处，所选定HA向系统管理器发送一包括其当前负载数据的更新消息。
图15为一图解说明一其中HA参与分布式信息数据库机制的HA登记过程的一消息序列方案的方框图。举例而言，在此一实施例中，每一HA均可经配置以在所述HA过载的情况下确定一新HA。此外，在此一实施例中，每一参与的HA均可周期性地从备用HA接收其他参与的HA的负载更新信息。或者，HA可通过IP多播从每一参与的HA接收负载信息。与图14相似，图15图解说明一移动节点、一PDSN、一系统管理器、一HA、一所选定HA及一HAAA。
一旦建立一与PDSN的PPP会话，移动节点便向PDSN发送一MIP登记请求消息1502。在一实施例中，MIP登记请求消息可包括移动节点所请求的HA的一IP地址。或者，PDSN可询问一FAAA以确定移动节点的一HA IP地址。接下来，PDSN将登记请求消息转发给HA，如步骤1504处所示。
当HA接收MIP登记请求消息1504时，HA确定其不能服务所述请求并选择一新的HA，如步骤1506处所示。根据图15所示的一例示性实施例，HA参与分布式信息数据库，且因此具有参与此方案的其他HA的负载信息。因此，举例而言，选择标准可根据每一HA的负载(其中HA选择一具有最小负载的HA)、一会话类型、一呼叫数据速率或一与一用户相关联的服务类型。然后，HA将MIP登记请求转发给所选定HA，如步骤1508处所示。
此外，所选定HA可向HAAA发送一存取请求消息，HAAA以一存取接受消息1512做出回应。在步骤1514处，所选定HA验证MIP登记请求消息、创建一MBR并建立一通至PDSN的IP隧道。在步骤1516处，所选定HA向PDSN发送一MIP回答消息，而PDSN回应地创建移动节点的一访问者列表(VL)并建立通至所选定HA的IP隧道，如步骤1518处所示。在步骤1520处，PDSN将MIP登记回答消息转发给移动节点，并建立一MIP会话，如步骤1532处所示。
在步骤1522处，所选定HA向系统管理器发送一MBR更新，而在步骤1524处，系统管理器更新MBR并发送一MBR确认消息1526。此外，在步骤1528处，所选定HA向参与公布数据库机制的HA发送一更新消息，且更新消息包括HA的当前最新负载。图15仅图解说明一个接收更新消息1528的HA。然而，应了解，HA可产生一由所有参与的HA接收的IP多播。此外，备用HA也接收更新消息。应了解，HA可产生备用HA的专用消息，或，另一选择为，备用HA的IP地址可被包括于多播群组中，如在1530处所示。
除对入局通信会话进行负载平衡并以其他方式选择性地进行选路与再选路之外，控制搁架及数据搁架的组件表现出具有失效恢复能力的冗余。举例而言，参照图5所图解说明及所述的控制搁架包括两个搁架控制器502及504与两个系统管理器510及512。在此一实施例中，系统管理器/搁架控制器中的一个可配置成一现用系统管理器/搁架控制器，而另一个则可配置成一冗余(备用)系统管理器/搁架控制器。因此，如果现用单元失效，冗余单元可检测到失效并接管现用角色。
备用系统管理器及搁架控制器可与其现用伙伴共同实施心跳操作以确定现用伙伴的不可用性。一备用实体可在每次其心跳计时器到期时发送一心跳请求消息，而一现用实体可以一确认消息做出回应。如果未接收到任何确认信息，备用实体可假定现用实体处于非工作状态。或者，根据配置，一现用实体可再发送一心跳，且如果未接收到另一回应，则其可假定其伙伴处于非工作状态。此外，根据一例示性实施例，一配对中的每一成员均具有一其伙伴的数据的全镜像。举例而言，每一PDSN或HA均可具有两个单独与每一系统管理器相连的物理链路以便现用系统管理器及备用系统管理器同时接收相同的信息。或者，举例而言，现用系统管理器可从一个或多个PDSN或HA接收最新负载信息，且其可通过系统数据总线将所接收的信息传递给备用系统管理器。
此外，每一应用程序模块(PDSN/HA)均可配对布置以提供1比1冗余，且一对伙伴中的每一个PDSN均担当另一个PDSN的一备份。当一新会话到达一PDSN时，PDSN将所有与会话相关联的状态信息发送给其伙伴。同样地，在状态改变时，也将会话状态信息传递给所述伙伴。因此，一配对中的每一成员均具有一其伙伴的会话的全镜像。根据一例示性实施例，PDSN/HA可通过交换出口模块或内部总线来通信。此外，如果主PDSN失效，伙伴PDSN/HA可接管会话。根据一例示性实施例，PDSN/HA可使用一种阐述于“Smooth Handoff via State Exchange in Wireless Network(通过无线网络中状态交换的平稳越区切换)”的第10/041,436号共同待决专利申请案中的越区切换方法，所述申请案以引用方式全部并入本文中。
应了解，多个配置方案可用于实现功能冗余。例如，如上文所提及，两个PDSN/HA可配成对并配置成主及次(备份)PDSN/HA，且主PDSN/HA将处理所有会话直至其退出工作为止。在此一实施例中，备份PDSN/HA为一被动非现用备份，其在主PDSN/HA失效的情况下即刻接管主PDSN/HA的功能性。此外，次或备份PDSN/HA通过内部媒体总线接收主PDSN/HA上所接收的所有业务的一镜像，且备份PDSN/HA不具有外部传输数据的能力。在此一实施例中，在备份应用程序模块的外部接口上离开备份应用程序模块的所有数据均被丢失。
在主/备份配置中，系统管理器监视搁架中的所有现用插件的活动状态。为此，系统管理器可使用一简单网络管理协议(“SNMP”)，SNMP全面阐述于因特网工程任务工作组(“IETF”)征求意见稿(“RFC”)1157中，且以引用方式并入本文中。在一实施例中，SNMP可用于探询包括管理信息库(“MIB”)的PDSN/HA。此外，系统管理器可使用一基于公用对象请求代理程序体系架构(“CORBA”)的方法来确定每一插件的一状态。当使用SNMP时，如果失效的PDSN/HA不响应SNMP探询，系统管理器便可检测到PDSN/HA的失效。当主PDSN/HA失效时，系统管理器向备份PDSN/HA发送一消息，且备份PDSN/HA担当主PDSN/HA。此外，当备份PDSN/HA接管时，其将地址解析协议(“ARP”)消息发送至外部路由器以将数据转发给备份PDSN/HA而不是失效的PDSN/HA。而且当主PDSN/HA失效时，备份PDSN/HA使用同一外部IP地址作为主插件。
根据用于冗余的另一例示性实施例，两个配对的PDSN/HA均可处于现用状态并处理通信会话。在此一实施例中，主PDSN/HA通过媒体数据总线仅向备份PDSN/HA发送现用通信会话的数据，且当一会话变为休止时，备份PDSN/HA从其存储器中移除会话信息，而主PDSN/HA则保留会话信息。在此一实施例中，对支持此类型冗余的存储要求降到最低，且仅在备用PDSN/HA中高速缓存现用会话以便在主PDSN/HA失效的情况下立即切换。此外，现用插件可仅发送现用会话的控制数据以保存备份会话的数据处理。举例而言，当一备份PDSN/HA接管时，备份模块(此时为一主模块)向外部网络实体发出ARP消息并将失效插件的IP地址附接至其相关的网络接口(例如一R-P接口及一Pi接口)。
此外，另一选择为，替代1比1冗余，可将机架中的一应用程序模块(PDSN/HA)指配为所有其他应用程序模块(PDSN/HA)的一备份，从而创建N比1冗余。在其中多数通信会话时常处于休止状态的通信系统中，可能需要N比1冗余方案。因此，为使一系统是冗余的且避免数据及呼叫丢失，现用会话可能需要一备份模块。在此一实施例中，可根据备份N个PDSN/HA的现用会话所需的存储量来确定可由一单个备份模块备份的主模块的数量。
在N比1冗余方案中，所有现用模块均可向一备份模块发送控制数据信息及某些影响一呼叫状态的数据信息。当N个PDSN/HA中的一个或多个失效时，系统管理器可将失效模块的情况通知备份模块，且备份模块为失效模块提供网络接口。
为了以备用PDSN中一最小的通信业务及存储要求实现所期望的N比1冗余，仅将不可恢复的状态转移至备用PDSN。根据其应用的数据类型及其通常的发送频度将N个现用PDSN转移至备用PDSN的更新划分成多个类别。
用于本文中所揭示实施例的数据类型为“每一PDSN数据”，其适用于整个PDSN状态及所有呼叫。每一PDSN状态的实例包括转交IP地址、MAC地址、等等。
“每一本地代理(HA)数据”，其包含与一特定HA及所述HA上的所有呼叫相关联的状态。每一HA状态的实例包括HA IP地址、FA-HA SPI及密钥、等等，及“每一呼叫数据”，其为仅属于一特定呼叫的状态。每一呼叫状态的实例包括PPP状态、移动IP(MIP)状态、等等。
用于本文中所揭示各实施例的更新类型为“静态更新”，其预期仅发送一次。静态更新可发送多于一次，但预期的频率极低。一静态更新的实例可能是一SIP呼叫的本地IP地址。
“触发式更新”，其响应于从PDSN外部的一源接收信息或PDSN内的一状态变化来发送。触发式更新的实例为来自PCF、PPP空闲计时器超时等的休止指示。
“动态更新”，其发送在用户发送或接收的每一数据包上快速、潜在变化的数据。
对于随后阐述的各实施例而言，如先前参照图11所述，N个现用PDSN插件中的每一个及备用PDSN插件均由系统管理器指配现用/备用角色。作为角色指配协议的一部分，系统管理器通知每一现用PDSN其相关的备用PDSN。
图16中针对一简单IP呼叫反映一采用N比1PDSN冗余的系统的一例示性实施例。对于图式中的实施例而言，是基于针对N个现用PDSN的每一个复制本文中所示及所述的一现用PDSN的通信的理解显示一现用PDSN 218及备用PDSN 220。在所示实施例中，使用先前参照图8所述的系统控制总线来实施现用与备用PDSN之间的通信。如参照图12所述，完成对一PDSN的选择及对一RP会话的建立。一旦建立会话，现用PDSN便向备用PDSN提供一RP更新1602。RP更新包括用于所述新呼叫ID及所述RP状态的数据。借助所述现用PDSN独有的一呼叫识别符来识别每一呼叫。传输用于RP状态的数据显示于表1中。

表1RP状态如先前参照图12所述，移动节点建立通至所选定PDSN的一PPP会话并如其中包括使用口令验证协议(“PAP”)或挑战握手验证协议(“CHAP”)的链路控制协议(“LCP”)的步骤1604中所示在选定PDSN处登记。如先前参照图2所述，在现用PDSN与HAAA216或FAAA 214之间实施存取请求及存取通信1606。
一旦在步骤1608处在PPP会话中协商了IP控制协议，在步骤1610中，现用PDSN便以呼叫ID、PPP状态及AAA概况更新备用PDSN。PPP状态按每一呼叫来进行定义并包括表2中所定义的LCP数据、表3中所定义的PAP/CHAP数据及表4中所示的IPCP数据。由于本身不存在PAP或CHAP状态，因此所需数据(如表3中所示)仅限于所使用协议及用户的验证的一记录。

表2LCP状态

表3PAP/CHAP状态

表4IPCP状态AAA概况将构成在存取回答中从HAAA返回的RADIUS参数群组，其可包括(但不限于)表5中所示的参数。


表5AAA用户概况数据如果在移动节点与现用PDSN之间协商压缩控制协议(“CCP”)，则如步骤1612中所示，将对备用PDSN实施一单独的PPP更新以提供如表6中所示的CCP状态。

表6CCP状态当用户数据如步骤1616中所示开始传输时，如步骤1618中所示，周期性地使用于记帐目的的使用数据记录(“UDR”)信息与备用PDSN同步。例示性UDR数据显示于表7中。


表7UDR数据图17展示用于一移动IP应用的N比1PDSN冗余的数据更新结构。如先前针对图16中的简单IP情形所述，在已建立RP会话1220后，在步骤1702中，将表1中所定义的呼叫ID及RP状态发送至备用PDSN。与简单IP情形不同，在移动IP应用中，PPP与LCP进行协商、跳过验证并随后完成IPCP，如步骤1704中所示。然后，在步骤1706中，现用PDSN以呼叫ID及PPP状态更新备用PDSN。然后，在步骤1708中，PPP为所述呼叫建立CCP并以表6所示的CCP状态更新1710备用PDSN。在步骤1712中，现用PDSN向移动节点发送一代理广告，且随后在步骤1714中更新备用PDSN上的MIP状态。MIP状态显示于分别用于每一移动呼叫及每一本地代理的数据的表8及9中。

表8针对每一呼叫的移动IP/MPA状态

表9每一本地代理移动IP状态如先前参照图1及2所述，一MIP登记是借助移动节点的一MIP登记请求(“RRQ”)1716通过现用PDSN与HAAA或FAAA之间的存取请求及存取回答通信1718及随后的用于现用PDSN与本地代理之间的MIP RRQ 1720的通信及一MIP登记回答(“RRP”)1722来实施。一旦现用PDSN将MIP RRP 1724传输至移动节点，即刻以表5中所定义的MIP状态及AAA概况来再次更新1726备用PDSN。用户数据此时开始在移动节点与现用PDSN之间传输1728并以表7中所定义的记帐数据对备用PDSN进行周期性UDR更新1730。在重复步骤1716、1718、1720、1722及1724的呼叫期间，MIP登记将周期性地出现1732，此导致一以MIP状态对备用PDSN的MIP更新1734。然后，用户数据流将如步骤1736所示继续对备用PDSN进行周期性的UDR更新1738。
如图18中所示，最初以与一简单IP呼叫相同的方式处理一MPA呼叫。一旦建立会话1220，现用PDSN便向备用PDSN提供一RP更新1802。RP更新包括用于表1中所示新呼叫ID及RP状态的数据。如包括使用PAP或CHAP的LCP的步骤1804中所示，移动节点建立通至所选定PDSN的一PPP会话并在所选定PDSN处登记。如先前参照图2所述，在现用PDSN与HAAA 216或FAAA 214之间实施存取请求及存取回答通信1806。一旦在步骤1008处在PPP会话中协商了IP控制协议，现用PDSN便在步骤1808中以呼叫ID、PPP状态及AAA概况更新备用PDSN。PPP状态按每一呼叫来定义并包括如表2中所定义的LCP数据、表3中所定义的PAP/CHAP数据及表4中所示的IPCP数据。同样，如果在移动节点与现用PDSN之间协商CCP，如步骤1812中所示，将对备用PDSN实施一单独的PPP更新1814以提供如表6中所示的CCP状态。
在此点处，现用PDSN借助MIP RRQ 1816及MIP RRP 1818启动一与代理HA的会话。然后，如步骤1822所示，现用PDSN向备用PDSN提供一MIP更新1820并随后与移动节点重新协商IPCP以传输域名系统(“DNS”)地址。如同先前的呼叫类型，当用户数据传输开始时，如步骤1826中所示，以表7中所示的记帐数据向备用PDSN提供周期性UDR更新1828。
对于本文中所揭示的各实施例而言，所述更新是由事件或PDSN更新定时器(其为一由操作员设定的可配置式触发器)控制。更新定时器控制现用PDSN向备用PDSN传送记帐数据(先前参照图16-19所述的UDR更新)的频度。触发针对不同呼叫类型实施例所述的更新及发送至备用PDSN的状态更新的事件归纳于表10中。

表10更新触发如表10中所示，如果在建立呼叫后启动与RP连接相关联的触发，则其可导致RP状态信息及其他UDR信息的更新。类似地，对于移动IP呼叫而言，MIP协商的元件触发状态更新。建立PPP可触发一以与呼叫相关联的基本状态数据实施的更新。
呼叫终止信息提供一额外的状态更新触发。一旦从一现用PDSN接收到一呼叫终止指示，备用PDSN将删除与被终止呼叫相关联的呼叫状态。呼叫终止归纳于表11中。

表11呼叫终止触发事件备用PDSN的失效恢复作业显示于图19中。一旦通过心跳协议1902确定N个现用PDSN中的一个已经失效，系统管理器便在步骤1904中通知备用PDSN所述失效及承担失效PDSN的现用状况并通知其余N-1个现用PDSN备用PDSN已过渡至现用状态以暂停状态更新传输。备用PDSN在步骤1906中废弃其余N-1个现用PDSN的所有状态信息并分别在步骤1908及1910中向RP及Pi接口发送具有失效PDSN地址的ARP消息。然后，备用PDSN在步骤1912中承担先前由现用PDSN处理的与移动节点的所有通信。在一失效恢复发生后，重新初始化IP安全(“IPsec”)状态。
依据RFC2409来完成重新初始化。一旦系统重新启动，IPsec政策文件中的所有静态IPsec信息即被同步。动态IPsec信息包含从HAAA/FAAA返回作为用户概况数据的一部分的因特网密钥交换(“IKE”)密钥(参见表5预共享秘密)。
备用PDSN在一PDSN-PDSN(“P-P”)接口中的操作类似于先前所述的情形。图20显示一P-P会话中的目标PDSN 2002及锚定PDSN 2004。如图21a中所示，移动节点与目标PDSN建立会话2102并与锚点PDSN建立一P-P隧道2104。在装纳目标PDSN的机箱或搁架中，当建立会话后，表12中所示的更新数据2106被提供至备用PDSN。

表12P-P锚定PDSN状态类似地，提供给装纳目标PDSN的机箱或搁架中的备用PDSN的更新数据2108显示于表13中。

表5P-P目标PDSN状态一旦所述机箱或搁架中的系统管理器2101通过心跳通信2110确定一P-P隧道中的锚定PDSN 2004失效，系统管理器便在步骤2112中指配备用PDSN作为现用PDSN并通过向目标PDSN 2104发送一P-P登记更新2114来终止P-P隧道，如图21a中所示。目标PDSN向移动节点发送一LCP配置2116以强制实施一PPP重新协商2118。类似地，一旦所述机箱或搁架的系统管理器2121通过心跳通信2120检测到一P-P隧道中的备用PDSN失效，系统管理器便在步骤2122中指配备用PDSN作为现用PDSN并通过向锚定PDSN发送一P-P登记2124来终止P-P隧道，如图21b中所示。然后，代理失效目标PDSN的备用PDSN向移动节点发送一LCP配置2126以强制实施一PPP重新协商2128。在所有情况下，P-P隧道的快速终止可使移动节点能够以一加速方式将其PPP会话移至目标PDSN。
一旦修复或替换了失效PDSN，如图22中所示，系统管理器便接收一心跳检测2202且将替换PDSN重新指配2204为备用PDSN并将所述指配通知2206现用PDSN。然后，现用PDSN开始为如上所述建立的每一新会话传输2208更新数据。
此外，另一选择为，也可使用一N对M冗余方案。在这些替代实施例的某些实施例中，用于N比1冗余的方法被扩展用于系统管理器所指配的多个备用单元。也可在其他替代实施例中通过在机箱/搁架中设置仅存储备份会话信息但不用于呼叫处理的专用模块来实现N对M冗余。在此一实施例中，备份模块具有足以高速缓存现用及休止会话二者的存储能力且仅将控制信息镜像至所述模块。举例而言，在此一实施例中，在会话的状态变化期间当会话出现时，或当会话断开时，所有处理呼叫会话的应用程序模块(PDSN/HA)均将会话信息发送至冗余模块。冗余模块可为所有现用应用程序模块安排所接收的信息。当一应用程序模块失效时，系统管理器可从一由M个模块组成的预先指配列表中选择一备份模块。系统管理器可根据M个模块的一相对负载来选择备份模块。在此一实施例中，所选定备份模块可能必须从曾保存所述信息的M个模块中的一个中转移失效模块的会话信息。举例而言，备用模块可不请求所有呼叫会话信息而是请求仅用于一快速切换的现用会话信息且稍后可根据其负载获得休止会话信息。与先前段落中所述的冗余方案相似，M个备份模块可通过内部媒体数据总线通信。此外，所述备份模块可向外部装置(例如路由器)发送ARP消息以承担失效模块的网络接口。
上文所展示的PDSN冗余的实施例适用于一PPP通信网络中的一般性装置。PPP是一被许多通信系统用来传送层3协议的层2协议。最常用的层3协议为因特网协议(IP)。也可具有其他可能但不常用的协议。一此类的协议为IPX。
PPP用于不同的物理媒体上。除这些物理媒体之外，还可通过其他更高层协议穿隧PPP。一物理媒体的一实例为一使用诸如V.35、V.90等不同调制解调器协议的调制解调器拨号链路。一通过其传送PPP的隧道协议的一实例是L2隧道协议(L2TP)。
不同物理及隧道媒体上的PPP在行业中广泛用于连接不同插入物(offerings)中的装置。此类插入物及装置的实例为DSL，其中PPP通过PPPoE(以太网上的PPP)传送以建立一用于传送IP包的层2链路；RAS，其中PPP通过诸如V.35、V.90等调制解调器协议传送；PDSN，其中PPP通过一展示于先前所述的例示性实施例中的通用选路封装(GRE)隧道传送；GGSN，其中PPP通过一GPRS隧道协议(GTP)隧道传送；及LNS/LAC，其中PPP通过一层2隧道协议(L2TP)隧道传送。
在所有这些装置中，一冗余方案对于提供不间断服务而言是重要的。任何冗余方案均将需要将这些装置中的PPP会话备份至一备用单元。客户装置与存取装置之间的PPP程序对于所有上述装置是相同的。具体定义用于上述PDSN实施例的程序也适合用作所有这些装置的一般性PPP备份程序。
用于备用备份的一般性PPP装置冗余方案保证在一PPP上下文中备份至少下列模块链路控制协议(LCP)参数、验证参数、因特网协议控制协议(IPCP)参数及压缩参数。万一主装置失效，其上已备份有上述参数的备用装置使用所述参数来重建PPP上下文并接管失效主装置的角色。
图23中所图解说明的呼叫流程展示一现用PPP存取装置2302与本发明提供以备份一PPP会话的一备份PPP存取装置2304之间的一般性程序。一一般性客户装置2306通过媒体建立2308建立与现用存取装置的一会话。现用存取装置传输一创建上下文消息2310。所述备用存取装置创建会话上下文2312。客户装置与现用存取装置建立LCP2314，此后现用存取装置向备用存取装置提供一LCP更新2316，然后由所述备用存取装置更新存储用于所述会话的上下文2318。客户装置与现用存取装置交换验证程序2320且现用存取装置借助确认验证程序2324与一验证装置2322通信。然后，现用存取装置根据来自验证装置的确认与客户装置交换验证程序2326。然后，现用存取装置向备份存取装置提供一验证更新2328，而所述备份存取装置相应地更新用于会话的上下文2330。然后，现用存取装置与客户装置通信以建立IPCP 2332且现用存取装置向备份存取装置提供一IPCP更新2334，而所述备份存取装置同样地更新上下文2336。现用存取装置与客户装置通信以建立压缩协议2338且现用存取装置同样地更新2340备份存取装置，而所述备份存取装置更新上下文2342。然后，在会话正常进行期间，用户数据2344流动于客户装置与现用存取装置之间。一旦所述会话完成，客户装置与现用存取装置通信以断开会话2346且现用存取装置向备份存取装置发送一更新以删除与所终止的会话相关联的上下文2348。然后，所述备份存取装置删除用于所述会话的上下文2350。在各替代实施例中，LCP、验证及IPCP状态的上下文更新以一从现用存取装置到备份存取装置的单个更新形式进行。
如先前参照PDSN实施例所述，备份存取装置可担当多个现用装置的备份。如果在PPP会话期间的任何时候现用存取装置失效，存取装置的系统管理器便如先前参照图19针对PDSN实施例所述启动备份存取装置以承担与客户装置的通信。
应了解，除非另有指明，本文中所述的程序、过程、方法及系统不涉及或限于任何特定类型的计算机或网络系统(硬件或软件)。支持IP连网的各种类型的通用或专用计算机系统均可用于或实施根据本文中所述教示内容的操作。本文中所揭示用于一PDSN的各实施例提供一单个集成插件。然而，所述过程及方法同样适用于将以一接口功能、一呼叫处理功能及一数据转发功能的形式提供PDSN功能性的一通信机架中的多个刀锋用作组合元件来创建一PDSN的实施例。本文所阐述及所主张专利权的所述冗余方法及通信既可单独应用于多个功能元件也可作为一整体应用于PDSN。
鉴于可应用本发明原理的众多实施例，因此应了解，所说明的实施例仅为实例，而不应被视为限制本发明的范围。例如，可以不同于所述顺序的顺序采用流程图中的步骤，可使用更多或更少的步骤，且在方框图中可使用更多或更少的元件。虽然已将各较佳实施例的各种元件阐述是构建于软件中，但在其他实施例中，可替代地使用硬件或固件构建方案，并反之亦然。
权利要求书不应被视为仅局限于所述次序或元件，除非如此明确载明。因此，属于随附权利要求书的范畴及精神范围内的所有实施例及其均等内容均作为本发明主张其权利。
权利要求
1.一种在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其包括下列步骤提供一包括复数个N+1包数据服务节点及至少一个系统管理器的存取节点；选择一个包数据服务节点作为所述其余N个现用包数据服务节点的一备用节点；从一无线电节点接收一登记请求以在一包数据服务节点与一移动节点之间建立一通信会话；选择一现用包数据服务节点；将一登记回答消息从所述选定包数据服务节点(PDSN)发送至所述无线电节点；在所述移动节点与所述选定PDSN之间建立一通信会话；将状态从所述选定PDSN传输至所述备用PDSN；周期性地将状态从所述选定PDSN更新至所述备用PDSN；及一旦所述选定PDSN失效，便将所述通信会话转移至所述备用PDSN。
2.如权利要求1所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中每一现用PDSN一经选择便将不可恢复的状态数据传输至所述备用PDSN并周期性地将不可恢复的状态数据更新至所述备用PDSN。
3.如权利要求1所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中传输状态的所述步骤包括传输一无线电网络-包数据服务节点(RP)接口状态的数据。
4.如权利要求1所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其进一步包括完成所述选定PDSN与所述移动节点之间的IP控制协议(IPCP)协商的步骤且其中所述周期性更新步骤包括下列步骤传输一点对点协议(PPP)状态；及传输一验证、授权及记帐(AAA)概况。
5.如权利要求4所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述周期性更新步骤进一步包括传输一压缩控制协议(CCP)状态的步骤。
6.如权利要求4所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中传输所述PPP状态的所述步骤包括下列步骤传输一链路控制协议(LCP)状态；传输一验证协议状态；及传输一IPCP状态。
7.如权利要求4所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述移动节点为一移动IP应用程序且其中传输所述PPP状态的所述步骤包括下列步骤传输一链路控制协议(LCP)状态；及传输一IPCP状态。
8.如权利要求6所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述移动节点为一MPA应用程序且进一步包括下列步骤在所述选定PDSN与一本地代理之间启动一代理MIP会话；及与所述移动节点重新协商IPCP以传输所述域名系统地址；且所述周期性更新步骤进一步包括下列步骤在启动所述代理会话后传输所述MIP状态；及在重新协商所述IPCP后传输所述PPP状态。
9.如权利要求1所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述周期性更新步骤进一步包括使使用日期记录(UDR)信息同步的步骤。
10.如权利要求9所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中使UDR信息同步的所述步骤由一更新定时器触发。
11.如权利要求7所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其进一步包括下列步骤将一代理广告从所述选定PDSN发送至所述移动节点；更新所述备用PDSN上的所述MIP状态；从所述移动节点发送一MIP登记请求(RRQ)；完成所述选定PDSN与一本地验证、记帐与授权服务器(HAAA)之间的存取请求及存取回答通信；将一MIP RRQ从所述选定PDSN发送至一本地代理；将一MIP登记回答(RRP)从所述本地代理接收到所述选定PDSN；将所述MIP RRP从所述选定PDSN传输至所述移动节点；及以所述MIP状态更新所述备用PDSN。
12.如权利要求11所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其进一步包括下列步骤在所述呼叫期间周期性地实施MIP重新登记；及以所述MIP状态更新所述备用PDSN。
13.如权利要求1所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述周期性更新步骤由复数个预定义的更新触发中的任何一个触发。
14.一种在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其包括下列步骤提供一包括复数个N+1包数据服务节点及至少一个系统管理器的存取节点；选择一个包数据服务节点作为其余N个现用包数据服务节点的一备用节点；从一无线电节点接收一登记请求以在一包数据服务节点与一移动节点之间建立一通信会话；将一登记回答消息从所述第一包数据服务节点发送至所述无线电节点；在所述移动节点与所述包数据服务节点之间建立一通信会话；及响应于预定的一组更新触发中的任何一个触发，将所选定的不可恢复呼叫信息数据从所述选定包数据服务节点传输至所述备用包数据服务节点。
15.如权利要求14所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述更新触发为无线电网络PDSN(RP)接口触发且所述呼叫信息数据包括一RP接口状态。
16.如权利要求14所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述更新触发为所述点对点协议的完成且所述呼叫信息数据包括链路控制协议(LCP)状态及验证状态。
17.如权利要求16所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述呼叫信息数据进一步包括验证、授权及记帐(AAA)用户概况数据。
18.如权利要求14所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述移动节点为一移动IP(MIP)应用程序而所述触发为一MIP登记事件且其中所述呼叫信息数据包括MIP状态。
19.如权利要求18所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述呼叫信息数据进一步包括验证、授权及记帐(AAA)用户概况数据。
20.如权利要求14所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述触发为一PDSN更新定时器的到期且所述呼叫信息数据包括用户数据。
21.如权利要求20所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述呼叫信息数据进一步包括RP状态。
22.如权利要求20所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述移动节点为一MIP应用程序且所述呼叫信息数据进一步包括MIP状态。
23.如权利要求14所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述呼叫更新触发包括呼叫终止触发。
24.如权利要求23所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其包括在接收到一终止触发后即刻删除所述备用PDSN中一终止呼叫的呼叫状态信息的附加步骤。
25.如权利要求1所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中转移所述通信会话的所述步骤包括下列步骤检测所述选定PDSN的失效；删除所述备用PDSN中除所述失效的选定PDSN以外的所有PDSN的呼叫信息；使用所述备用PDSN承担与所述移动节点的通信。
26.如权利要求25所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中检测失效的所述步骤包括下列步骤通过所述系统管理器从所述选定PDSN接收一心跳信号；检测所述心跳信号的丢失；使用所述失效的选定PDSN的地址信息将现用状态通知所述备用PDSN；及通知其余现用PDSN所述备用PDSN被重新指配到现用状态。
27.如权利要求25所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中已建立一PDSN到PDSN(P-P)的隧道，承担通信的所述步骤包括所述移动节点强迫实施一新PPP协商的步骤。
28.如权利要求27所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述失效PDSN为所述P-P隧道中的一锚定PDSN且强迫实施一新PPP协商的所述步骤包括下列步骤向一目标PDSN发送一P-P登记更新；及从所述目标PDSN向所述移动节点发送一要求重新协商的消息。
29.如权利要求27所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其中所述失效PDSN为所述P-P隧道中的一目标PDSN且强迫实施一新PPP协商的所述步骤包括下列步骤从所述备用PDSN向所述移动节点发送一要求重新协商的消息；及重新协商所述PPP以建立一新P-P隧道。
30.如权利要求26所述的在一因特网协议网络中用于包数据服务节点冗余的方法，其包括下列附加步骤通过所述系统管理器检测一替换PDSN的心跳信号；指配所述替换PDSN作为一备用PDSN；通知所述现用PDSN所述备用PDSN指配；及针对所建立的每一新呼叫会话，将状态更新从所述现用PDSN传输至所述备用PDSN。
31.一种在一因特网协议网络中用于点对点协议通信元件冗余的方法，其包括下列步骤提供一包括复数个N+1元件及至少一个系统管理器的通信节点；选择一个元件作为其余N个现用元件的一备用元件；使用所述选定元件与一PPP客户建立一通信会话；将状态从所述选定元件传输至所述备用元件；周期性地将状态从所述选定元件更新至所述备用元件；及一旦所述选定元件失效，即刻将所述通信会话转移至所述备用元件。
全文摘要
本发明显示一种用于提供包数据服务节点(PDSN)冗余的系统及多种方法。一例示性方法包括提供一具有复数个包数据服务节点及至少一个系统管理器的存取节点、建立现用PDSN与备用PDSN的一N比1冗余。一旦与一移动节点建立一通信会话，每一现用PDSN即刻向所述备用PDSN提供仅包括不可恢复数据的状态更新。一旦任何现用PDSN失效，被指配为一现用PDSN的所述备用PDSN替代所述失效单元并承担与所述移动节点的通信会话。将所述重新指配通知其余现用PDSN并断开更新状态数据的传输。
文档编号H04W80/04GK1886936SQ200480035398
公开日2006年12月27日 申请日期2004年10月22日 优先权日2003年10月24日
发明者迈克尔·S·博雷拉, 钱德拉·沃利尔 申请人:Ut斯达康公司