技术领域

本发明涉及移动通信技术， 尤其涉及一种数据网关负载处理方法、 设备 及系统。 背景技术

在下一代移动通信网络中， 用户终端通过本地无线接入网络连接到核心 网络中， 并通过核心网络访问才艮文数据网络（ Packet Data Network , PDN )。 核心网络包括移动管理网元（ Mobility Management Entity , ΜΜΕ )、 服务网关 ( Serving Gateway, SGW )和数据网关（PDN Gateway, PGW )等设备。 其 中， PGW主要负责用户终端与其访问的 PDN之间的数据转发与连接管理工 作， 同时也是用户终端移动过程中的服务锚点。

用户终端接入核心网络后 , 由 MME基于用户终端所访问的 PDN为其选 择合适的 PGW,并由 SGW根据 MME发送的 PGW地址连接到指定的 PGW。

PGW为用户终端分配连接的 IP地址， 使得用户终端可以使用此 IP地址和其 访问的 PDN网络进行通信。当用户终端移动时，为了保 持用户业务的连续性， 用户终端的 IP地址应保持不变。

目前， 随着用户终端数目的不断增加， 业务类型的不断丰富， PGW的负 担越来越重。 尤其在 MME选择 PGW时， 即便有多个 PGW可选， 也会由于 各 PGW的备选权重基本保持不变， 造成某些权重较大的 PGW负载较高， 而 权重较小的 PGW负载相对较轻的结果。 因此， 为了充分利用现有设备资源， 需要在各 PGW之间进行负载迁移处理。 此外， 当某些数据网关出现故障或 需升级维护时同样面临负载迁移的需求。

在实现本发明过程中， 发明人发现现有技术至少存在如下问题： 现有技 术中， 没有相关方案可以发现并处理数据网关的过载 。 发明内容

本发明实施例是提供一种数据网关负载处理方 法、 设备及系统， 实现数 据网关间的过载处理。

本发明实施例提供了一种数据网关负载处理方 法， 包括：

当数据网关正常时， 网关管理网元接收数据网关发送的状态信息上 报消 息 , 所述状态信息上报消息中携带状态信息；

当确定出需要进行负载均衡的数据网关时， 网关管理网元根据所述状态 信息为源数据网关选择目标数据网关， 所述源数据网关为需要进行负载均衡 的数据网关；

网关管理网元将目标数据网关的状态信息发送 给所述源数据网元， 使得 所述源数据网关根据所述目标数据网关的状态 信息， 将部分用户业务由所述 源数据网关迁移到所述目标数据网关。

本发明实施例提供一种数据网关负载处理设备 ， 包括：

接收模块， 用于当数据网关正常时， 接收数据网关发送的状态信息上报 消息 , 所述状态信息上报消息中携带状态信息；

目标网关选择模块， 用于当确定出需要进行负载均衡的数据网关时 ， 根 据所述状态信息为源数据网关选择目标数据网 关， 所述源数据网关为需要进 行负载均衡的数据网关；

目标网关发送模块， 用于将目标数据网关的状态信息发送给所述源 数据 网元， 使得所述源数据网关根据所述目标数据网关的 状态信息， 将部分用户 业务由所述源数据网关迁移到所述目标数据网 关。

本发明实施例提供一种数据网关负载处理系统 ， 包括：

网关管理网元， 用于当数据网关正常时， 接收数据网关发送的状态信息 上报消息， 所述状态信息上报消息中携带状态信息， 并确定出需要进行负载 均衡的数据网关时， 根据所述状态信息为源数据网关选择目标数据 网关， 所 述源数据网关为需要进行负载均衡的数据网关 ；

源数据网关， 用于根据所述目标数据网关的状态信息， 将部分用户业务 由所述源数据网关迁移到所述目标数据网关。

由上述技术方案可知， 本发明实施例通过为源数据网关选择目标数据 网 关， 实现了数据网关间的负载均衡， 实现了数据网关间的过载处理。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例描述中 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。

图 1为本发明实施例的网络架构示意图；

图 2为本发明第一实施例的方法流程示意图；

图 3为本发明实施例中数据存储示意图；

图 4为本发明第二实施例的方法流程示意图；

图 5为本发明实施例中主数据网关获取用户上下� �数据的方法流程示意 图；

图 6为本发明第三实施例的方法流程示意图；

图 Ί为本发明实施例中源数据网关向目标数据网� ��进行负载迁移的方法 流程示意图；

图 8为本发明第四实施例的方法流程示意图；

图 9为本发明第五实施例的设备结构示意图；

图 10为本发明第六实施例的系统结构示意图。 具体实施方式 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 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作出创造性劳动前 提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

为了更好地理解本发明实施例， 首先对本发明实施例的网络架构进行描 述。

图 1为本发明实施例的网络架构示意图， 包括 MME 11、 SGW 12、 数据 网关 （图中以 PGW为例 ) 13和网关管理网元 14。 本发明实施例的数据网关 以 PGW 为例， 可以理解的是， 数据网关还可以是网关通用分组无线业务 ( General Packet Radio Service, GPRS ) 支持节点 （ Gateway GPRS Support, GGSN ) 、 分组数据服务节点 （Packet Data Serving Node, PDSN ) 、 接入服 务网网关（ Access Service Network Gateway, ASN-GW )、分组数据网关（ Packet Data Gateway, PDG )等。

每个网关管理网元 14 (图 1中以 1个网关管理网元为例 )与多个数据网 关 13 (图 1中以 PGW-1 、 PGW-2...PGW-n 为例）相连， 组成数据网关资源 池（以下简称资源池） 。 每个数据网关负责多个地址池空间， 不同的数据网 关可能存在相同的地址池。 例如， PGW-1与 PGW-2可能存在相同的一段地 址池空间 IP VI , 同时 PGW-2与 PGW-3也可能存在一段相同的地址池空间 IP V2, 其余类似。 当数据网关 13正常时， 会上报自身的状态信息给网关管 理网元 14, 状态信息可以包括数据网关标识（例如数据网 关的 IP地址）、 数 据网关负责的地址池空间、 可达接入点名称 （Access Point Name, APN ) 列 表及负载权重参数等。 其中， 负载权重参数可以基于数据网关 13 自身能力与 当前负载情况确定， 例如， 对于自身负载能力较高而目前负载较低的数据 网 关， 负载权重参数较大， 反之， 对于将要达到负载极限的数据网关， 负载权 重参数较小， 换而言之， 自身负载能力较高而目前负载较低的数据网关 ， 其 负载权重参数大于负载能力较低而目前负载较 高的数据网关的负载权重参 数。 当数据网关 13过载时， 得到负载权重参数为 0。 具体地， 可以在数据网 关 13 中预先设置一个映射表， 该映射表表明目前负载与自身负载能力的比 值， 与负载权重参数的对应关系， 数据网关 13根据当前的负载情况与自身负 载能力计算得到该比值， 之后， 在该映射表中找到对应的负载权重参数。 其 中， 该映射表中的该比值与负载权重参数成反比， 即该比值越大， 该负载权 重参数越小， 当该比值大于 1时， 该负载权重参数为 0。

本发明实施例中， 采用实时备份机制， 即主数据网关在接收到数据后， 会将接收的数据备份到备份数据网关中； 之后， 在负载迁移时， 选择备份数 据网关作为源数据网关的目标数据网关。 其中， 需要进行备份的数据网关为 主数据网关， 数据被备份到的数据网关称为备份数据网关； 需要进行负载迁 移的数据网关为源数据网关， 数据被迁移到的数据网关称为目标数据网关。

图 2为本发明第一实施例的方法流程示意图，本� �施例对应于备份流程。 参见图 2, 包括：

步骤 21 : 当数据网关正常时， 网关管理网元接收数据网关发送的状态信 息上报消息 , 所述状态信息上报消息中携带状态信息；

例如，当数据网关正常时，数据网关会在接收 到网关管理网元发送的 ping 信令后， 或者， 在数据网关设置的定时器超时后， 发送状态信息上报消息给 网关管理网元， 该状态信息上报消息中携带状态信息， 该状态信息可以包括 数据网关标识、 负载权重参数、 地址池空间、 可达 APN列表等。

步骤 22: 当确定出需要进行备份的数据网关时， 网关管理网元根据所述 状态信息为主数据网关选择备份数据网关， 所述主数据网关为需要进行备份 的数据网关；

现有技术中在进行备份时是采用设备内部用户 数据实时备份方案， 即数 据网关中主板上的用户数据全部实时存储到备 板中。 当主板故障时， 启用备 板代替主板为用户提供服务。 但是， 由于主板和备板处于同一个设备中， 当 整个设备故障时， 仍会出现用户数据丟失、 业务中断等状况。

而本实施例是选择另外的数据网关作为备份数 据网关。

另外， 本实施例可以不设置专门的备份数据网关， 而是将数据网关中的 用户上下文数据分为主用户数据和备用户数据 。 数据网关为主用户数据分配 资源， 负责主用户终端与其访问的 PDN之间的数据转发与连接管理工作。 数 据网关不为备用户数据分配资源， 只起到存储备用户数据的作用。

进一步地， 为了减轻数据网关的负担， 可以将主用户数据分为若干份， 分别存储到不同的备份数据网关。 例如， 图 3为本发明实施例中数据存储示 意图， 参见图 3 , 以一个主数据网关拥有两个备份数据网关为例 ， 数据网关 -1 与数据网关 -3为数据网关 -2的备份数据网关， 数据网关 -2的用户数据包括主 用户数据和备份用户数据， 举例来说， 主用户可以分为 2份， 主用户数据 -1 和主用户数据 -2, 其中， 主用户数据 -1存储到数据网关 -1 中， 作为数据网关 -1的备份数据； 主用户数据 -2存储到数据网关 -3中， 作为数据网关 -3的备份 数据。 在本实施例中， 数据网关 -2也可以作为数据网关 -1和数据网关 -3的一 个备份数据网关， 数据网关 -1或数据网关 -3的主用户数据备份方式与数据网 关 -2相同。

备份数据网关的选择策略可以如下： 网关管理网元将所有与主数据网关 具有重合地址池空间的数据网关设备按照负载 权重参数由大到小排序， 如果 两个数据网关的负载权重参数相同，则比较可 达 APN列表与主数据网关的相 似度， 相似度高的数据网关优先选择， 如果可达 APN列表仍然相同， 则随机 确定先后顺序。 由于备份数据可以分别存储， 因此， 备份数据网关可以为 N 个， N大于等于 1。

步骤 23: 网关管理网元将备份数据网关的状态信息发送 给所述主数据网 关， 使得所述主数据网关根据所述备份数据网关的 状态信息， 将用户上下文 数据同步到所述备份数据网关中。

一方面， 主数据网关可以采用如下的方式为不同的用户 上下文数据选择 对应的备份数据网关： 主数据网关根据主数据网关负责的地址池空间 及负载 权重参数， 及网关管理网元发送的备份数据网关的状态信 息， 选择备份数据 网关。 例如， 对应于一用户终端， 主数据网关为该用户终端分配的 IP地址为

IP-1 , 则首先选择地址池空间包含 IP-1 的数据网关， 之后， 在满足地址池空 间包含 IP-1的数据网关中， 优先选择负载权重参数大的数据网关作为备份 数 据网关。 之后， 在主数据网关中保存用户上下文数据与备份数 据网关的关联 关系。

另一方面， 主数据网关可以采用如下方式进行同步： 例如， 可以设置同 步定时器， 当同步定时器超时后， 主数据网关发送用户上下文同步请求到备 份数据网关， 备份数据网关接收用户上下文同步请求后， 接收主数据网关发 送的用户上下文数据； 或者， 主数据网关将用户上下文数据携带在用户上下 文同步请求中发送给备份数据网关。 其中， 用户上下文数据可以是主数据网 关新建的用户上下文数据， 也可以是更新后的用户上下文数据。

上述描述了用户上下文数据从主数据网关同步 到备份数据网关的流程， 而主数据网关可以采用如下的方式获取用户上 下文数据。

本实施例通过将数据备份到另外的数据网关中 ， 可以避免数据备份到同 一数据网关中， 而该数据网关出现故障时的数据丟失问题； 本实施例通过实 时备份， 可以为后续负载迁移提供基础。

图 4为本发明第二实施例的方法流程示意图， 本实施例对应负载迁移流 程。 参见图 4, 本实施例包括：

步骤 41 : 当数据网关正常时， 网关管理网元接收数据网关发送的状态信 息上报消息 , 所述状态信息上报消息中携带状态信息；

例如，当数据网关正常时，数据网关会在接收 到网关管理网元发送的 ping 信令后， 或者， 在数据网关设置的定时器超时后， 发送状态信息上报消息给 网关管理网元， 该状态信息上报消息中携带状态信息， 该状态信息可以包括 数据网关标识、 负载权重参数、 地址池空间、 可达 APN列表。 步骤 42: 当确定出需要进行负载均衡的数据网关时， 网关管理网元根据 所述状态信息为源数据网关选择目标数据网关 ， 所述源数据网关为需要进行 负载均衡的数据网关；

具体地， 可以采用如下的方式判断是否存在需要进行负 载均衡的数据网 关： 对应于各数据网关， 可以设置权重阈值， 不同的数据网关之间可以设置 相同的权重阈值， 也可以设置不同的权重阈值。 当数据网关上报的状态信息 中的负载权重参数小于等于该权重阈值时， 表明需要进行负载均衡。

另一方面， 可以采用如下方式选择目标数据网关：

方式一， 当源数据网关存在备份数据网关时， 网关管理网元将源数据网 关的备份数据网关按照负载权重参数由大到小 排序， 优先选择负载权重参数 大的备份数据网关作为目标数据网关；

方式二， 如果源数据网关的备份数据网关的负载权重参 数都很小， 则选 择与源数据网关具有重合地址池空间且负载权 重参数较高的数据网关作为目 标数据网关；

特别地，当两个目标数据网关的负载权重参数 相同，则可以比较可达 APN 列表， 优先选择具有与源数据网关的可达 APN 列表相似度高的目标数据网 关；

当可达 APN列表仍然相同， 则可以随机选择。

步骤 43: 网关管理网元将目标数据网关的状态信息发送 给所述源数据网 关， 使得所述源数据网关根据所述目标数据网关的 状态信息， 将部分用户业 务由所述源数据网关迁移到所述目标数据网关 。

其中， 可以是， 源数据网关接收网关管理网元发送的目标数据 网关的状 态信息； 源数据网关根据所述目标数据网关的状态信息 选择被迁移用户及为 被迁移用户选择目标数据网关； 源数据网关通知与被迁移用户对应的目标数 据网关接管被迁移用户的用户业务。

具体地， 当目标数据网关为被迁移用户的备份数据网关 时， 源数据网关 向所述备份数据网关发送 invite 消息， 其中携带被迁移用户标识， 以便所述 为主用户数据分配资源； 当目标数据网关不是被迁移用户的备份数据网 关时， 数据网关将被迁移用户的用户上下文数据保存 为主用户数据， 并为主用户数 据分配资源。

本实施例通过为源数据网关选择目标数据网关 ，可以在需要负载迁移时 , 将用户上下文数据从源数据网关迁移到目标数 据网关， 实现负载均衡， 或者 出现故障或升级维护时保证业务不中断。

图 5为本发明实施例中主数据网关获取用户上下� �数据的方法流程示意 图， 包括：

步骤 501 : 用户终端发送附着请求消息到移动性管理网元 。

其中， 针对无线接入网或通用陆地无线接入网（ GERAN/UTRAN )而言， 所述移动性管理网元为服务 GPRS支持节点 （Serving GPRS Support Node, SGSN ); 针对演进的用移动通信系统（ UMTS )无线接入网 ( UMTS Universal Mobile Telecommunications System , EUTRAN )网络而言， 移动性管理网元为 MME ( Mobility Management Entity, 移动管理实体）。

步骤 502 : 用户终端与移动性管理网元和归属网络服务器 （Home Subscriber Server, HSS )执行鉴权认证操作。

步骤 503: 移动性管理网关与 HSS之间执行位置更新与用户签约数据插 入流程。其中包括移动性管理网元地址注册到 HSS中， 同时 HSS将用户签约 数据下发给移动性管理网元存储。

步骤 504: 移动性管理网元向 SGW发送创建缺省承载请求， 其中携带主 数据网关标识， 例如主数据网关的 IP地址。

其中，移动性管理网元根据用户终端发送的 APN信息或用户签约数据中 携带的缺省 APN信息选择主数据网关； 并根据用户位置信息选择 SGW。 步骤 505: SGW在演进分组系统 ( Evolved Packet System, EPS )承载表 中为所述用户新建上下文， 并根据移动管理网元发送的创建缺省承载请求 中 的主数据网关标识向主数据网关发送创建缺省 承载请求， 所述 SGW发送的 创建缺省承载请求中携带 SGW地址、 SGW用户面隧道端点标识 （Tunnel Endpoint Identifier, TEID )和 SGW控制面 TEID等信息。

步骤 506: 如果采用动态策略生成机制， 主数据网关与策略和计费规则 功能实体（Policy and Charging Rule Function, PCRF )交互， 执行策略控制操 作。

例如， PCRF下发策略控制和计费 （Policy Control and Charging, PCC ) 规则给主数据网关， 其中包括承载的 QoS, 例如带宽、 延时、 丟包率、 服务 类型 （Type of Service, ToS )、 区分服务编码点 （ Differentiated Services Code Point, DSCP )、 服务质量类标识（ QoS Class Identifier, QCI )等; 计费规则 包括与数据连接所传输的业务数据流对应的计 费信息， 例如， 按时长计费值、 按流量计费值、 按次计费值等。

之后， 主数据网关为附着用户创建用户上下文。

用户上下文包括用户标识、 承载上下文信息、 PCC会话上下文、 计费信 息、 已分配用户 IP 信息。 其中用户标识， 可以是国际移动用户标识 ( International Mobile Subscriber Identity, IMSI )、 网络接入标口、 ( Network Access Identifier, NAI )或移动站国际 ISDN号码 ( Mobile Station International ISDN Number, MSISDN )等； 承载上下文信息包括 SGW控制面与用户面地 址及 TEID、 EPS承载标识（ bearer ID ); 已分配用户 IP信息包括用户终端 IP 地址、 IP地址属性和 IP地址租期 , 当数据网关作为 DHCP client或 /和 DHCP server时，用户终端的 IP地址信息也包括 DHCP维护的 IP地址及配置信息等。

步骤 507: 主数据网关向 SGW返回创建缺省承载响应。

该缺省承载响应中携带主数据网关用户面与控 制面地址与 TEID、 EPS bearer ID等信息。 步骤 508: SGW返回创建缺省承载响应给移动性管理网元， 所述 SGW 发送的创建缺省承载响应消息中携带 SGW地址、用户面与控制面 TEID及主 数据网关信息。

步骤 509:移动性管理网元根据 SGW发送的创建缺省承载响应获取主数 据网关信息， 并发送附着接受消息给用户终端。

如果用户的签约数据允许跟非 3GPP互通， 则进一步完成主数据网关地 址与对应 APN关联并注册到 HSS的流程。 即进一步包括：

步骤 510: 移动性管理网元向 HSS发送更新数据网关地址， 其中携带用 户终端使用的 APN及主数据网关地址。

步骤 511 : HSS对应保存用户终端使用的 APN和主数据网关地址， 并 返回更新响应到移动性管理网元。

本实施例的实时备份流程，可以将主数据网关 创建或更新的用户上下文 数据同步到备份数据网关， 避免主数据网关故障时数据丟失或业务中断的 问 题， 提高了用户数据的安全性与业务的稳定性。 本实施例并没有设置专门的 备份数据网关， 可以节省成本。 本实施例可以将备份数据分别保存， 可以降 低数据网关的负担， 提升系统资源利用率。

上述分别描述了负载均衡和实时备份的流程， 在具体实施时， 可以将负 载均衡和实时备份结合。

图 6为本发明第三实施例的方法流程示意图， 本实施例对应负载均衡和 实时备份结合的流程。 参见图 6, 本实施例包括：

步骤 601 : 网关管理网元向各数据网关发送 ping信令。

步骤 602: 如果数据网关正常， 数据网关向网关管理网元发送状态信息 上才艮消息。

该状态信息上报消息中携带数据网关的状态信 息， 状态信息包括负载权 重参数， 数据网关标识、 数据网关负责的地址池空间、 可达 APN列表。

上述是通过网关管理网元发送 ping信令使数据网关发送状态信息上报消 息， 也可以是在数据网关中设置定时器， 在该定时器超时后， 数据网关主动 向网关管理网元发送状态信息上报消息。

步骤 603: 网关管理网元根据状态信息上报消息对数据网 关进行过载风 险判断。

当存在过载风险时， 表明数据网关需要进行负载均衡。 当不存在过载风 险时， 若数据网关不存在备份数据网关或者数据网关 的备份数据网关出现故 障， 则表明数据网关需要进行实时备份。

其中， 可以通过在网关管理网元中设置负载权重阈值 ， 当数据网关发送 的状态信息中的负载权重参数小于等于该负载 权重阈值时， 表明存在过载风 险； 当负载权重参数大于该负载权重阈值时， 表明不存在过载风险。

其中， 网关管理网元中会保存各数据网关的信息， 所以可以获知数据网 关是否存在备份数据网关， 或者， 当数据网关存在备份数据网关时， 该备份 数据网关是否出现故障。

其中， 网关管理网元可以根据过载风险判断结果， 确定是进行负载均衡， 还是进行实时备份， 当确定进行负载均衡后， 该发送状态信息上报消息的数 据网关为源数据网关； 当确定进行实时备份后， 该发送状态信息上报消息的 数据网关为主数据网关。

步骤 604: 网关管理网元向主 /源数据网关发送状态信息反馈消息。

在过载风险判断后， 当数据网关需要进行实时备份时， 该数据网关为主 数据网关， 此时， 网关管理网元为主数据网关选择备份数据网关 ， 之后， 将 备份数据网关的信息携带在状态信息反馈消息 中发送给主数据网关；

在过载风险判断后， 当数据网关需要进行负载均衡时， 该数据网关为源 数据网关， 此时， 网关管理网元为源数据网关选择目标数据网关 ， 之后， 将 目标数据网关的信息携带在状态信息反馈消息 中发送给源数据网关。

步骤 605: 主 /源数据网关接收到状态信息反馈消息后， 判断进行实时备 份或者负载均衡， 当进行实时备份时， 执行步骤 606, 当进行负载均衡时， 执行步骤 607。

其中，数据网关可以结合自身的状态判断是进 行实时备份还是负载均衡， 例如， 数据网关自身设置负载权重阈值， 当负载权重参数小于等于该负载权 重阈值时， 表明需要进行负载均衡， 当负载权重参数大于该负载权重阈值时， 表明需要进行实时备份。

当自身需要进行实时备份时， 将该状态信息反馈消息中携带的数据网关 信息作为备份数据网关的信息； 当自身需要进行负载均衡时， 将状态信息反 馈消息中携带的数据网关信息作为目标数据网 关的信息。

步骤 606: 主数据网关与备份数据网关进行实时备份。

具体流程可以参见步骤 23。

步骤 607: 源数据网关判断目标数据网关是否为备份数据 网关， 之后， 根据目标数据网关是否为备份数据网关执行对 应的负载迁移操作。

图 Ί为本发明实施例中源数据网关向目标数据网� ��进行负载迁移的方法 流程示意图， 本实施例以目标数据网关为源数据网关的备份 数据网关为例。 参见图 7 , 包括：

步骤 701 : 源数据网关向目标数据网关发送邀请 ( invite ) 消息， 该消息 中包含被迁移的用户标识， 该用户标识可以为 IMSI、 NAI、 MSISDN等。 为 文数据与备份数据网关的对应关系为迁移用户 选择目标数据网关。

目标数据网关根据 Invite消息中携带的被迁移用户标识将对应的备 用户 数据状态变为主用户数据， 以便接管这部分用户业务。 其中， 主用户数据对 应的备用户数据将由目标数据网关在备份数据 同步流程中发送给其备份数据 网关。 步骤 702: 目标数据网关发送更新连接隧道请求给 SGW, 请求更新连接 隧道。

其中， 目标数据网关根据用户上下文数据获得 SGW地址， 根据 SGW地 址向接入点发送更新连接隧道请求。

SGW根据更新连接隧道请求消息， 更新与数据网关之间的连接隧道， 即 建立与目标数据网关之间的连接隧道。 具体的更新过程随隧道协议的不同而 不同。 例如， 对于 GPRS隧道协议（GPRS Tunneling Protocol, GTP ) , 目标 数据网关发送承载更新请求给 SGW, SGW更新目标数据网关用户面与控制 面地址和 TEID, 建立目标数据网关与 SGW之间的 GTP隧道。

步骤 703: 目标数据网关与 PCRF更新控制会话。

例如， PCRF将迁移用户源数据网关下的策略控制信息� �新为目标数据网 关下的策略控制信息。 在获取迁移业务数据流信息对应的源数据网关 下的策 略控制信息时， PCRF基于目标数据网关提供的连接信息，如 UE ID、 PDN ID 或 UE IP地址等。 或者， 基于目标数据网关从源数据网关获得的策略控 制信 息标识， 查找对应的源数据网关下的策略控制信息。

PCRF根据业务数据流信息与源数据网关下的策� �控制信息生成目标数 据网关下的策略控制信息， 或者直接将源数据网关下的策略控制信息作为 目 标数据网关下的策略控制信息， 然后发送生成策略信息给目标数据网关。

步骤 704: SGW向移动性管理网元发送更新连接隧道请求， 更新的内容 包括目标数据网关用户面与控制面地址和 TEID等信息。

步骤 705: 移动性管理网元向 SGW返回更新成功消息。 表示连接隧道更 新成功。

步骤 706: SGW向目标数据网关返回更新成功消息， 表示两者之间的连 接隧道建立成功。

步骤 707: 目标数据网关向业务网关发布路由网段。 此路由网段信息由 被迁移用户终端 IP地址决定。 当迁移用户 IP地址属同一地址段或相同子网 时， 则更改该网段或子网的路由信息， 即将该网段路由信息中的下一跳数据 网关地址由源数据网关改为目标数据网关， 使得目标数据网关与报文数据网 络之间建立连接。 步骤 708: 目标数据网关向源数据网关发送负载迁移成功 消息。 目标数 据网关接管用户数据成功后通知源数据网关。 源数据网关删除被迁移用户数 据并释放资源。

步骤 709: 源数据网关删除用户上下文数据， 译放资源。

如果用户的签约数据允许跟非 3GPP互通， 则进一步可以由移动性管理 网元将目标数据网关地址与对应 APN信息注册到 HSS中。 消息中携带用户 使用的 APN和目标数据网关地址； HSS保存用户使用的 APN和目标数据网 关地址信息并返回更新响应消息到移动性管理 网元。

上述描述了目标数据网关为备份数据网关时的 流程， 当目标数据网关不 是备份数据网关时， 与上述流程不同的是， 在上述的步骤 701-702之间还包 括：

源数据网关向目标数据网关发送用户上下文数 据传递请求， 之后， 将被 户上下文数据携带在用户上下文数据传递请求 中发送给目标数据网关；

源数据网关发送删除（delete ) 消息给被迁移用户对应的备份数据网关， 指示备份数据网关删除相应的备用户数据。 上述的 delete消息中包含被迁移 用户标识， 可以是 IMSI、 NAI、 MSISDN等。 之后， 备份数据网关基于被迁 移用户标识删除相应的备用户数据。

本实施例通过进行实时备份可以提高用户数据 的安全性和业务的稳定 性。 通过负载迁移可以均衡各数据网关的负载， 提高系统资源利用率。

上述对负载均衡和 /或实时备份的处理 于数据网关正常时， 当数据网 关出现故障时， 需要进行故障处理。

图 8为本发明第四实施例的方法流程示意图， 包括：

步骤 801 : 网关管理网元确定故障数据网关。

其中， 可以是在网关管理网元中设置时间阈值， 当该时间阈值达到时， 没有收到状态信息上报消息所对应的数据网关 为故障数据网关。 状态信息上报消息可以是数据网关在收到网关 管理网元发送的 ping信令 后发送的， 也可以是在数据网关中设置上报定时器， 在上报定时器的时间达 到时， 主动发送状态信息上报消息。

步骤 802: 网关管理网元确定该故障数据网关的备份数据 网关。

网关管理网元可以通过比较备份数据网关的负 载权重参数与设置的负载 权重阈值， 确定备份数据网关是否需要进行负载迁移。 其中， 本发明实施例 中， 数据网关故障或者过载时， 表明该数据网关需要进行负载迁移， 否则不 需要进行负载迁移。

当备份数据网关不需要进行负载迁移时， 执行如下步骤：

步骤 803: 网关管理网元向备份数据网关发送 invite消息， 该消息中携带 故障数据网关的标识， 例如， 故障数据网关的 IP地址。

备份数据网关在接收到 invite消息后，根据该 invite消息中携带的故障数 据网关标识， 启用对应的备份用户上下文数据并接管相应的 用户业务。

步骤 804: 备份数据网关发送更新连接隧道请求给 SGW, 请求更新连接 隧道。

具体可以类似步骤 702的处理。

步骤 805: 备份数据网关与 PCRF更新控制会话。

具体可以类似步骤 703的处理。

步骤 806: SGW向移动性管理网元发送更新连接隧道请求， 更新的内容 包括目标数据网关用户面与控制面地址和 TEID等信息。

步骤 807: 移动性管理网元向 SGW返回更新成功消息。 表示连接隧道更 新成功。

步骤 808: SGW向备份数据网关返回更新成功消息， 表示两者之间的连 接隧道建立成功。

步骤 809: 备份数据网关向业务网关发布路由网段。 此路由网段信息由 被迁移用户终端 IP地址决定。 当迁移用户 IP地址属同一地址段或相同子网 时， 则更改该网段或子网的路由信息， 即将该网段路由信息中的下一跳数据 网关地址由源数据网关改为目标数据网关， 使得目标数据网关与报文数据网 络之间建立连接。

如果用户的签约数据允许跟非 3GPP互通， 则进一步可以由移动性管理 网元将备份数据网关地址与对应 APN信息注册到 HSS中。 消息中携带用户 使用的 APN和备份数据网关地址； HSS保存用户使用的 APN和目标数据网 关地址信息并返回更新响应消息到移动性管理 网元。

上述描述了备份数据网关不需要进行负载迁移 时的流程， 当备份数据网 关需要进行负载迁移时， 贝' J :

在步骤 802中， 网关管理网元为备份数据网元选择目标数据网 关； 在步骤 803之后还包括：

网关管理网元将目标数据网关标识携带在状态 信息反馈消息中发送给备 份数据网关；

备份数据网关将用户上下文数据发送到目标数 据网关， 其中， 可以是备 上下文数据发送给目标数据网关， 或者， 备份数据网关将用户上下文数据携 带在用户上下文传递请求中发送给目标数据网 关；

之后， 由目标数据网关替代备份数据网关执行步骤 804-809。

本实施例通过在主数据网关发生故障时， 由备份数据网关接管业务， 可 以保证用户数据的安全性及业务的稳定性； 本实施例通过在备份数据网关过 载时将用户数据迁移后目标数据网关， 可以实现系统资源的均衡。

图 9为本发明第五实施例的设备结构示意图， 包括接收模块 91、 目标网 关选择模块 92和目标网关发送模块 93；接收模块 91用于当数据网关正常时， 接收数据网关发送的状态信息上报消息， 所述状态信息上报消息中携带状态 信息； 目标网关选择模块 92用于当确定出需要进行负载均衡的数据网关� ��， 根据所述状态信息为源数据网关选择目标数据 网关， 所述源数据网关为需要 进行负载均衡的数据网关； 目标网关发送模块 93用于将目标数据网关的状态 信息发送给所述源数据网元， 使得所述源数据网关根据所述目标数据网关的 状态信息， 将部分用户业务由所述源数据网关迁移到所述 目标数据网关。

另一方面， 还可以包括备份网关选择模块 94和备份网关发送模块 95； 备份网关选择模块 94用于当确定出需要进行备份的数据网关时，� ��据所述状 态信息为主数据网关选择备份数据网关， 所述主数据网关为需要进行备份的 数据网关；备份网关发送模块 95用于将备份数据网关的状态信息发送给所述 主数据网关， 使得所述主数据网关根据所述备份数据网关的 状态信息， 将用 户上下文数据同步到所述备份数据网关中.

另一方面， 还可以包括故障网关确定模块 96和故障网关发送模块 97； 故障网关确定模块 96用于当数据网关故障时，确定故障数据网关� ��备份数据 网关；故障网关发送模块 97用于当所述备份数据网关正常且不需要进行� ��载 迁移时， 将故障数据网关标识发送给所述备份数据网关 ， 使得所述备份数据 网关接管所述故障数据网关对应的用户业务。

本实施例通过进行实时备份可以提高用户数据 的安全性和业务的稳定 性。 通过负载迁移可以均衡各数据网关的负载， 提高系统资源利用率。 本实 施例通过在主数据网关发生故障时， 由备份数据网关接管业务， 可以保证用 户数据的安全性及业务的稳定性。

图 10为本发明第六实施例的系统结构示意图， 包括网关管理网元 101和 源数据网关 102; 网关管理网元 101用于当数据网关正常时， 接收数据网关 发送的状态信息上报消息， 所述状态信息上报消息中携带状态信息， 并确定 出需要进行负载迁移的数据网关时， 根据所述状态信息为源数据网关选择目 标数据网关， 所述源数据网关为需要进行负载均衡的数据网 关； 源数据网关 102 用于根据所述目标数据网关的状态信息， 将部分用户业务由所述源数据 网关迁移到所述目标数据网关。

另一方面， 所述网关管理网元 101还用于当确定出需要进行备份的数据 网关时， 根据所述状态信息为主数据网关选择备份数据 网关， 所述主数据网 关为需要进行备份的数据网关； 所述系统还包括： 主数据网关 103 , 主数据 网关 103用于根据所述备份数据网关的状态信息， 将用户上下文数据同步到 所述备份数据网关中。

另一方面， 所述网关管理网元 101还用于当数据网关故障时， 确定故障 数据网关的备份数据网关， 当所述备份数据网关正常且不需要进行负载迁 移 时， 将故障数据网关标识发送给所述备份数据网关 ； 所述系统还包括： 备份 数据网关 104, 备份数据网关 104用于接管所述故障数据网关对应的用户业 务。

本实施例通过在主数据网关发生故障时， 由备份数据网关接管业务， 可 以保证用户数据的安全性及业务的稳定性； 本实施例通过在备份数据网关过 载时将用户数据迁移后目标数据网关， 可以实现系统资源的均衡。

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 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： 其依然可以对前述各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各实施例技术方案的 精神和范围。