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APN-basierte Verteilung von PDP-Kontexten im GGSN

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019635D
Original Publication Date: 2003-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Oct-25
Document File: 4 page(s) / 132K

Publishing Venue

Siemens

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Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Zur Nutzung des mobilen Datendienstes GPRS (General Packet Radio Service) kann der Mobilteilnehmer von seinem Endgeraet einen sog. Packet-Data-Protocol-Kontext (PDP-Kontext) aktivieren, der ihm einen GTP-Tunnel (gemaess GPRS Tunneling Protocol) durch das Core-Netz des Mobilfunkbetreibers zu einem Internet-Service-Provider (ISP) seiner Wahl zur Verfuegung stellt. Waehrend der radioseitige Tunnelendpunkt im SGSN (Serving GPRS Support Node) bzw. RNC (Radio Network Controller) im Wesentlichen durch den Aufenthaltsort des Mobilfunkteilnehmers festgelegt ist, ist bei der Auswahl des Tunnelendpunktes am GPRS Gateway Support Node (GGSN) der vom Teilnehmer angegebene Access Point Name (APN) zu beruecksichtigen (Abb. 1; zur Definition von Gn, Gi, Iu, Gb siehe: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.060/). Der APN bezeichnet den vom Teilnehmer gewuenschten ISP und ist das primaere Auswahlkriterium. Die wichtigsten Eigenschaften, die das Auswahlverfahren beruecksichtigen muss, sind im Folgenden aufgelistet: A. Bei der PDP-Kontextaktivierung sind im GGSN folgende Ressourcen auszuwaehlen: - Eine logisches Gn-Netzwerk-Interface zum GPRS-Core-Netzwerk - Ein logisches Gi-Netzwerk-Interface zum gewuenschten ISP - Eine End-User Adresse aus dem Adressbereich des ISP (falls nicht fest zugewiesen) - Lokale Speicherressourcen um die PDP-Kontextdaten zu halten

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J12010.doc page: 1

APN-basierte Verteilung von PDP-Kontexten im GGSN

Idea: Michael Trawny, DE-Berlin

Zur Nutzung des mobilen Datendienstes GPRS (General Packet Radio Service) kann der Mobilteilnehmer von seinem Endgeraet einen sog. Packet-Data-Protocol-Kontext (PDP-Kontext) aktivieren, der ihm einen GTP-Tunnel (gemaess GPRS Tunneling Protocol) durch das Core-Netz des Mobilfunkbetreibers zu einem Internet-Service-Provider (ISP) seiner Wahl zur Verfuegung stellt. Waehrend der radioseitige Tunnelendpunkt im SGSN (Serving GPRS Support Node) bzw. RNC (Radio Network Controller) im Wesentlichen durch den Aufenthaltsort des Mobilfunkteilnehmers festgelegt ist, ist bei der Auswahl des Tunnelendpunktes am GPRS Gateway Support Node (GGSN) der vom Teilnehmer angegebene Access Point Name (APN) zu beruecksichtigen (Abb. 1; zur Definition von Gn, Gi, Iu, Gb siehe: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.060/). Der APN bezeichnet den vom Teilnehmer gewuenschten ISP und ist das primaere Auswahlkriterium. Die wichtigsten Eigenschaften, die das Auswahlverfahren beruecksichtigen muss, sind im Folgenden aufgelistet:

A. Bei der PDP-Kontextaktivierung sind im GGSN folgende Ressourcen auszuwaehlen:

- Eine logisches Gn-Netzwerk-Interface zum GPRS-Core-Netzwerk - Ein logisches Gi-Netzwerk-Interface zum gewuenschten ISP
- Eine End-User Adresse aus dem Adressbereich des ISP (falls nicht fest zugewiesen) - Lokale Speicherressourcen um die PDP-Kontextdaten zu halten

B. Parameter, welche die Auswahl einschraenken koennen, sind

- der gewuenschte PDP-Typ (IPv4,IPv6,PPP)

- eine evtl. im Teilnehmerprofil zugewiesene feste statische Adresse

- die gewuenschte Quality of Service (QoS)

- eine moegliche Zugriffsbeschraenkung auf bestimme APNs (access security mode)

- die Verfuegbarkeit lokaler Speicherressourcen

- die Verfuegbarkeit von IP-Adressen, falls diese dynamisch vergeben werden

C. Nicht-funktionale Eigenschaften, die das Auswahlverfahren aufweisen sollte, sind:

- Die Verfuegbarkeit eines APNs sollte auch bei Ausfall einzelner Netzverbindungen oder Hardware-Komponenten erhalten bleiben

- Skalierbarkeit bezueglich der Zahl gleichzeitig aktivierbarer PDP-Kontexte, der Zahl der APNs und IP-Adress-Pools sollte gegeben sein

Bisherige Loesungen verwenden Zusatzgeraete, sog. externe Lastausgleicher (Load Balancer), die einem GGSN-Cluster vorgeschaltet sind (Abb. 2). Der Cluster erscheint damit nach aussen unter einer virtuellen IP-Adresse (Single System View). Eine Lastbalancierung erfolgt nach einem Weighted- Round-Robin oder Weighted-Least-Connection Algorithmus, wobei die Gewichtung nach der Zahl der bereits existierenden GTP-Tunnel erfolgt. Die relevanten Information erhaelt der Lastausgleicher dabei durch Inspektion der Kontextaktivierungsnachrichten und der Fehlercodes in den Antwortnachrichten.

Im Folgenden soll aufgezeigt werden, wie eine Verteilung von PDP-Kontexten ohne die Verwendung von Zusatzgeraeten und damit kosten...