DE10038182C2 - Procedure for laying a tunnel between nodes of a GPRS system - Google Patents
Procedure for laying a tunnel between nodes of a GPRS systemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Umlegen eines Tunnels von einem ersten bedienenden Kno ten eines GPRS-Systems (General Packet Radio Service) auf einen zweiten.The present invention relates to methods for Moving a tunnel from a first operating node GPRS system (General Packet Radio Service) on a second.
Das Umlegen eines Tunnels ist erforderlich, wenn ein mobiles Endgerät, das den betreffenden Tunnel nutzt, aus dem Einzugsbereich des ersten bedienenden Knotens in den des zweiten wechselt. Dieser Wechsel hat ein RAU (Routing Area Update) zur Folge, in dessen Verlauf Daten über den PDP-Kontext des Endgeräts vom ersten zum zwei ten bedienenden Knoten weitergereicht werden. Die Über tragung dieser Daten erfolgt in Form von Nachrichten nach dem GTP-Protokoll (GPRS-Tunnel-Protokoll). Nachrichten des GTP-Protokolls werden unter anderem zum Auf- und Abbau von PDP-Kontexten und zum Weiterreichen von PDP-Kontexten im Falle von Routing Area Updates ver wendet. Für Einzelheiten über das GTP-Protokoll wird auf die Spezifikationsschrift 3G TS 23.060 Technical Specifica tion Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS); Service Description; Stage 2 (Re lease 1999), zum Beispiel in der Version V3.3.0 vom April 2000 des 3GPP (3rd Generation Partnership Project, www.3GPP.ORG) verwiesen.Moving a tunnel is necessary if a mobile device that uses the tunnel in question changes from the catchment area of the first serving node to that of the second. This change results in a RAU (Routing Area Update), in the course of which data on the PDP context of the end device is passed on from the first to the second serving node. This data is transmitted in the form of messages according to the GTP protocol (GPRS tunnel protocol). Messages of the GTP protocol are used, among other things, to set up and tear down PDP contexts and to pass on PDP contexts in the case of routing area updates. For details on the GTP protocol, see specification 3 G TS 23.060 Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS); Service Description; Stage 2 (Re lease 1999), for example in version V3.3.0 of the 3GPP (3rd Generation Partnership Project, www.3GPP.ORG) made in April 2000th
Die zwischen den zwei bedienenden Knoten über tragenen Daten ermöglichen es dem zweiten bedienenden Knoten, einen Kontakt zu einem Gateway-Knoten aufzu nehmen und sich von dort die benötigten vollständigen In formationen über den Kontext zu beschaffen, die es ihm er möglichen, den GTP-Tunnel umzuschalten, so daß der Dienst für das Endgerät unterbrechungsfrei fortgesetzt wer den kann.The over between the two serving nodes carried data enable the second operator Node to contact a gateway node take and from there the required complete In to provide formations about the context it gives him possible to switch the GTP tunnel so that the Service for the end device continued uninterrupted that can.
Für das GTP-Protokoll sind bisher zwei Versionen standardisiert, zum einen die GTP-Version 0, auch als Re lease 98 bzw. 97 bezeichnet, in GSM 09.60; zum anderen GTP-Version 1, auch als Release 99 bezeichnet, in der be reits genannten Veröffentlichung TS 23.060. Die Standardi sierung der Version 1 verlangt, daß Knoten gemäß Version 1 mit solchen nach Version 0 zusammenarbeiten können sol len, und daß die GTP-Tunnel mit der jeweils höchstmögli chen Version betrieben werden.So far, two versions have been standardized for the GTP protocol, firstly the GTP version 0, also referred to as release 98 or 97 , in GSM 09.60; on the other hand GTP version 1 , also referred to as release 99 , in the already mentioned publication TS 23.060 . The standardization of version 1 requires that nodes according to version 1 should be able to work together with those according to version 0, and that the GTP tunnels are operated with the highest possible version.
Damit ein empfangender Knoten die GTP-Version erkennen kann, gemäß der eine empfangene Nachricht er stellt worden ist, tragen die Nachrichten jeweils im Kopf ein Kennzeichen, das die Zuordnung zur jeweiligen Version er möglicht. Nachrichten, die gemäß Version 1 erstellt worden sind, sind von Knoten, die nach Version 0 oder noch älteren Standardisierungen arbeiten, nicht interpretierbar. Ein Kno ten nach Version 1 muß daher in der Lage sein, je nach GTP- Version, die ein Knoten, an den er Nachrichten sendet, an wendet, diese Nachrichten entweder gemäß Version 1 oder Version 0 zu erstellen.So that a receiving node can recognize the GTP version according to which a received message was created, the messages each have an identifier in the header, which enables them to be assigned to the respective version. Messages created according to version 1 cannot be interpreted by nodes that work according to version 0 or older standardizations. A version 1 node must therefore be able to create either version 1 or version 0 messages, depending on the GTP version a node to which it is sending messages.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen Version 0 und Version 1 des GTP-Protokolls ist das Verfahren, nach dem eine Nachricht dem aufgebauten Tunnel beziehungs weise einem PDP-Kontext zugeordnet wird. Bei Version 0 werden hierfür sogenannte Tunnel Identifier, abgekürzt TIDs, verwendet, die als Teil der Nachricht übertragen wer den und sich aus der IMSI (International Mobile Subscriber Identity) und dem NSAPI (Network Layer Service Access Point Identifier) zusammensetzen. Die IMSI ist die weltweit eindeutige Kennziffer eines Teilnehmers; der NSAPI refe renziert einen von mehreren PDP-Kontexten, die dem Teil nehmer zugeordnet sein können. Da die Tunnel Identifier mit 12 Byte Länge recht unhandlich sind, werden an ihrer Stelle zusätzlich sogenannte Flow Labels mit einer Länge von 2 Byte verwendet, die ein schnelle Zuordnung von Nachrichten zu einem Kontext ermöglichen. Die Flow La bels werden aber nicht unbedingt eindeutig vergeben, da sie nur einen Wertebereich von ca. 65,000 haben und deutlich mehr Kontexte je Knoten aufgebaut werden können.An essential difference between version 0 and version 1 of the GTP protocol is the procedure according to which a message is assigned to the established tunnel or to a PDP context. Version 0 uses so-called tunnel identifiers, abbreviated TIDs, which are transmitted as part of the message and which consist of the IMSI (International Mobile Subscriber Identity) and the NSAPI (Network Layer Service Access Point Identifier). The IMSI is the worldwide unique identification number of a participant; The NSAPI references one of several PDP contexts that can be assigned to the participant. Since the tunnel identifiers with a length of 12 bytes are rather unwieldy, so-called flow labels with a length of 2 bytes are used in their place, which enable messages to be quickly assigned to a context. However, the flow labels are not necessarily assigned clearly, since they only have a value range of approx. 65,000 and significantly more contexts can be set up per node.
Die Flow Labels werden jeweils bei der Aktivie rung eines GTP-Tunnels vergeben; jeder an einem Tunnel beteiligte Knoten teilt dabei dem Gegenknoten mit, mit wel chem Flow Label er nachfolgende Nachrichten auf diesem Tunnel oder, was gleichbedeutend ist, für diesen PDP-Kon text, erhalten will. Bei der ersten Nachricht, die im Rahmen des Aufbaus eines Tunnels von einem bedienenden Knoten an einen Gateway-Knoten gesendet wird (Create PDP Con text Request) steht das Flow Label auf 0, weil der Gateway- Knoten noch kein Flow Label hat vergeben können, und der Tunnel Identifier wird übertragen; alle nachfolgenden Nach richten dieses Tunnels müssen mit dem vom Gateway-Kno ten vergebenen Flow Label gesendet werden. Genau genom men werden jeweils zwei Flow Label vergeben, eines für Si gnalisierung und eines für Daten. Im folgenden wird aber le diglich das Flow Label für Signalisierung betrachtet.The flow labels are in each case with the activation allocation of a GTP tunnel; everyone at a tunnel involved nodes informs the opposite node with which chem flow label he subsequent messages on this Tunnel or, which is synonymous, for this PDP Kon text that wants to get. At the first message in the frame building a tunnel from a serving node is sent to a gateway node (Create PDP Con text request) the flow label is set to 0 because the gateway Node has not yet been able to assign a flow label, and the Tunnel identifier is transmitted; all subsequent nights This tunnel must be set up with that of the gateway node the assigned flow label. Exactly genome Men are each given two flow labels, one for Si gnalization and one for data. In the following, however, le only considered the flow label for signaling.
In der GTP-Version 1 werden sogenannte TEID (Tunnel Endpoint Identifier) vergeben, die die gleiche Funk tion wie die Flow Labels haben, jedoch eine Länge von 4 Byte besitzen. Die TEID sind daher mit den Flow Labels nach Version 0 nicht kompatibel, sie können aber eindeutig vergeben werden. Der aus der Version 0 bekannte Tunnel Identifier ist in Nachrichten nach Version 1 nicht mehr ent halten. IMSI und NSAPI, die eine eindeutige Zuordnung der Nachricht zu einem PDP-Kontext ermöglichen, sind nur in der ersten Nachricht (Create PDP Context Request) vom be dienenden Knoten an den Gateway-Knoten enthalten.In GTP version 1 , so-called TEID (Tunnel Endpoint Identifier) are assigned, which have the same function as the flow labels, but are 4 bytes long. The TEID are therefore not compatible with the flow labels according to version 0, but they can be clearly assigned. The tunnel identifier known from version 0 is no longer included in messages after version 1 . IMSI and NSAPI, which enable the message to be uniquely assigned to a PDP context, are only contained in the first message (Create PDP Context Request) from the serving node to the gateway node.
Innerhalb der jeweiligen Version funktionieren beide Versionen des GTP einwandfrei. In der Standardisie rung ist gefordert, daß ein Knoten für Version 1 auch die GTP-Version 0 unterstützt, also rückwärtskompatibel ist. Dies ist erforderlich, damit Knoten unterschiedlicher Ver sionen zusammenarbeiten können.Within the respective version, both versions of the GTP work perfectly. The standardization requires that a node for version 1 also supports GTP version 0, i.e. it is backwards compatible. This is necessary so that nodes of different versions can work together.
Es treten jedoch Probleme auf, wenn ein Mobil funkteilnehmer sich in einem Netz, das Knoten unterschied licher Versionen enthält, bewegt und dabei vom Einzugsbe reich eines bedienenden Knotens in den eines anderen wechselt. Dieser Wechsel hat ein RAU (Routing Area Up date) zur Folge, bei dem ein Tunnel von dem Knoten, in des sen Einzugsbereich sich der Teilnehmer zuvor aufgehalten hat, an den Knoten des neuen Einzugsbereichs übergeben wird. Im Rahmen dieser Prozedur müssen Daten über den PDP-Kontext vom alten zum neuen Knoten mit Hilfe von GTP-Nachrichten weitergereicht werden. Diese Daten be nötigt der neue Knoten, um den Kontakt zum Gateway-Kno ten aufzunehmen und den GTP-Tunnel umzuschalten, so daß der Dienst für den Teilnehmer unterbrechungsfrei fort gesetzt werden kann. Wenn alle drei an der Umschaltung des Tunnels beteiligten Knoten der gleichen GTP-Version ange hören, ist die Umschaltung unproblematisch. Auch wenn zwei von ihnen Knoten nach Version 0 sind und der dritte ein Knoten nach Version 1 ist, ergeben sich keine Probleme, da sämtliche zwischen den Knoten ausgetauschten Nach richten solche nach GTP-Version 0 sein müssen. Wenn aller dings zwei Knoten der Version 1 und der dritte der Version 0 angehören, führt die Tatsache, daß die zwei Knoten nach Version 1 untereinander mit Version-1-Nachrichten und mit dem im dritten Knoten mit Version-0-Nachrichten kommu nizieren, zu Schwierigkeiten. Drei Fälle sind zu unterschei den.However, problems arise when a mobile radio subscriber moves in a network which contains nodes of different versions and thereby changes from the catchment area of one serving node to that of another. This change results in a RAU (Routing Area Update), in which a tunnel is transferred from the node in whose catchment area the subscriber was previously to the node of the new catchment area. As part of this procedure, data about the PDP context must be passed on from the old to the new node using GTP messages. The new node needs this data to contact the gateway node and switch the GTP tunnel so that the service can continue for the subscriber without interruption. If all three nodes involved in the tunnel switchover belong to the same GTP version, the switchover is unproblematic. Even if two of them are Version 0 nodes and the third is a Version 1 node, there are no problems, since all messages exchanged between the nodes must be GTP Version 0 messages. However, if two nodes belong to version 1 and the third one to version 0, the fact that the two nodes after version 1 communicate with each other with version 1 messages and with the one in the third node with version 0 messages leads to Trouble. There are three different cases.
- 1. Der Mobilfunkteilnehmer bewegt sich von einem ersten bedienenden Knoten nach Version 0 zu einem zweiten nach Version 1. Bei dieser Situation muß für die Kommunikation des ersten bedienenden Knotens mit dem zweiten und mit dem Gateway-Knoten GTP- Version 0 benutzt werden; die Kommunikation zwi schen Gateway-Knoten und zweitem bedienenden Knoten findet nach Version 1 statt. Beim Aufbau des Tunnels ordnet der Gateway-Knoten ein Flow Label zu, welches vom ersten bedienenden Knoten zum Kennzeichnen von zu dem Tunnel gehörenden Nach richten benutzt wird. Wenn die zwei bedienenden Kno ten Kontakt aufnehmen, um die Umlegung des Tunnels vorzubereiten, kommunizieren sie nach Version 0, und der erste bedienende Knoten liefert an den zweiten das Flow Label, das ursprünglich vom Gateway-Knoten dem Tunnel zugeordnet worden ist. Um die erforderli chen Kontextdaten des Tunnels vom Gateway-Knoten zu erhalten, müßte der zweite bedienende Knoten eine Nachricht mit diesem Flow Label an den Gateway- Knoten schicken können. Der zweite bedienende Kno ten und der Gateway-Knoten kommunizieren jedoch nach Version 1, die die Übertragung von Flow Labels nicht zuläßt. Anstelle des Flow Labels könnte zwar ein TEID nach Version 1 übertragen werden, doch ist ein solcher im Gateway-Knoten für den Tunnel nicht defi niert. Der Gateway-Knoten kann somit dem bestehen den Kanal keine Nachricht nach GTP-Version 1 zuord nen. Da die Nachricht "Update PDP Context Request" weder IMSI noch NSAPI enthält, ist der Gateway- Knoten auch dann nicht in der Lage, den Kontext zu finden, wenn er den TEID ignoriert.1. The mobile radio subscriber moves from a first serving node according to version 0 to a second serving according to version 1 . In this situation, GTP version 0 must be used for the communication of the first serving node with the second and with the gateway node; the communication between the gateway node and the second serving node takes place according to version 1 . When the tunnel is set up, the gateway node assigns a flow label, which is used by the first serving node to identify messages belonging to the tunnel. When the two serving nodes contact to prepare for the relocation of the tunnel, they communicate according to version 0, and the first serving node supplies the second with the flow label that was originally assigned to the tunnel by the gateway node. In order to receive the required context data of the tunnel from the gateway node, the second serving node would have to be able to send a message with this flow label to the gateway node. However, the second serving node and the gateway node communicate according to version 1 , which does not allow the transfer of flow labels. Instead of the flow label, a TEID according to version 1 could be transmitted, but one is not defined for the tunnel in the gateway node. The gateway node can therefore not assign a message according to GTP version 1 to the existing channel. Since the "Update PDP Context Request" message contains neither IMSI nor NSAPI, the gateway node is unable to find the context even if it ignores the TEID.
- 2. Der Mobilfunkteilnehmer bewegt sich von einem ersten bedienenden Knoten nach Version 1 zu einem nach Version 0. In diesem Fall ist bei der Kommunika tion zwischen dem ersten bedienenden Knoten und dem Gateway-Knoten im Rahmen des Aufbaus des Tunnels GTP-Version 1 verwendet worden, d. h. es ist zwar ein TEID für den Tunnel festgelegt worden, aber kein Flow Label. Für die Kommunikation zwischen den zwei bedienenden Knoten muß GTP-Version 0 ver wendet werden, diese erlaubt jedoch nur Flow Label. Eine Möglichkeit, den TEID an den zweiten Knoten zu übertragen, besteht nicht, und selbst wenn sie bestünde, könnte dieser sie nicht verarbeiten. Der zweite bedie nende Knoten hat daher keine Möglichkeit, die Flow Labels herauszufinden, mit denen er die benötigten Kontextdaten vom Gateway-Knoten anfordern könnte.2. The mobile subscriber moves from a first serving node according to version 1 to one according to version 0. In this case, GTP version 1 was used in the communication between the first serving node and the gateway node as part of the construction of the tunnel , ie a TEID has been defined for the tunnel, but no flow label. GTP version 0 must be used for communication between the two serving nodes, but this only allows flow labels. There is no way to transfer the TEID to the second node, and even if it existed, the latter could not process it. The second serving node therefore has no way of finding out the flow labels with which it could request the required context data from the gateway node.
- 3. Der Mobilfunkteilnehmer bewegt sich von einem bedienenden Knoten nach Version 1 zu einem anderen der gleichen Version, aber der Gateway-Knoten arbei tet nach Version 0. In diesem Fall kommunizieren die bedienenden Knoten untereinander nach Version 1, mit dem Gateway-Knoten jedoch nach Version 0. Der Gateway-Knoten ordnet somit beim Aufbau eines Tun nels ein Flow Label zu, dieses kann jedoch nicht vom ersten an den zweiten Knoten übertragen werden, so daß dieser auch nicht die Kontextinformationen vom Gateway-Knoten abfragen kann.3. The mobile subscriber moves from a serving node according to version 1 to another of the same version, but the gateway node works according to version 0. In this case, the serving nodes communicate with each other according to version 1 , but with the gateway node Version 0. The gateway node thus assigns a flow label when setting up a tunnel, but this cannot be transferred from the first to the second node, so that it cannot query the context information from the gateway node.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verfah ren zum Umlegen eines Tunnels von einem ersten bedienen den Knoten eines GPRS-Systems auf einen zweiten anzuge ben, die auch dann funktionieren, wenn sich unter den be dienenden Knoten und dem Gateway-Knoten wenigstens ein Knoten nach Version 0 und andere nach Version 1 des GTP-Protokolls befinden.The object of the invention is to provide procedures for moving a tunnel from a first operate the node of a GPRS system to a second ben, which also function when there are at least one node following the serving nodes and the gateway node Version 0 and others are after version 1 of the GTP protocol.
Die Aufgabe wird für den Fall, daß der erste bedie nende Knoten ein Knoten nach Version 0 ist und der zweite bedienende Knoten und der Gateway-Knoten Knoten nach Version 1 sind, durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Dieses sieht vor, daß die Aufforderung zur Anpassung des Kontexts, die der zweite bedienende Knoten an den Gate way-Knoten richtet, eine Angabe von IMSI und NSAPI des betreffenden Tunnels enthält. Diese Angabe erlaubt es dem Gateway-Knoten, eine eindeutige Entsprechung zu einem gespeicherten Kontext herzustellen und so die benötigten Kontextdaten an den zweiten Knoten zu liefern.In the event that the first serving node is a version 0 node and the second serving node and the gateway node are version 1 nodes, the object is achieved by a method according to claim 1. This provides that the request to adapt the context, which the second serving node directs to the gateway node, contains an indication of the IMSI and NSAPI of the tunnel in question. This specification allows the gateway node to establish a clear correspondence to a stored context and thus to deliver the required context data to the second node.
Die benötigte Angabe von IMSI und NSAPI kann auf ganz einfache Weise dadurch übertragen werden, daß der zweite bedienende Knoten und der Gateway-Knoten den unter Version 0 des GTP-Protokolls aufgebauten Tunnel un ter der gleichen Protokollversion weiterbetreiben. In diesem Fall enthält die vom zweiten Knoten an den Gateway-Kno ten zu sendende Aufforderung zur Anpassung des Kontexts, die Nachricht "Update PDP Context Request", von vorne herein diese benötigten Angaben. Diese Lösung beinhaltet also, daß das Protokoll, welches der zweite bedienende Knoten bei der Kommunikation mit dem Gateway-Knoten anwendet, von der Vorgeschichte des Tunnels abhängt, zu denen die ausgetauschten Nachrichten gehören. Wenn ein Tunnel vom zweiten Knoten selber oder von einem anderen Knoten nach Version 1 aufgebaut worden ist, findet die Kommunikation mit dem Gateway-Knoten nach Version 1 statt; wurde der Tunnel ursprünglich von einem Knoten nach Version 0 aufgebaut, so läuft die Kommunikation mit dem Gateway-Knoten weiterhin nach Version 0, obwohl beide beteiligten Knoten Version 1 beherrschen.The required specification of IMSI and NSAPI can be transmitted in a very simple manner in that the second serving node and the gateway node continue to operate the tunnel set up under version 0 of the GTP protocol under the same protocol version. In this case, the request to adapt the context to be sent from the second node to the gateway node, the message “Update PDP Context Request”, contains this required information from the outset. This solution thus implies that the protocol which the second serving node uses when communicating with the gateway node depends on the history of the tunnel to which the exchanged messages belong. If a tunnel has been established by the second node itself or by another node according to version 1 , communication with the gateway node according to version 1 takes place; If the tunnel was originally set up by a node according to version 0, communication with the gateway node continues to operate according to version 0, although both participating nodes are capable of version 1 .
Eine solche Steuerung der verwendeten Version läßt sich auf einfache Weise realisieren, wenn der erste be dienende Knoten zunächst eine dem Tunnelverlegungsvor gang einleitende Nachricht (SGSN Context Response) an den zweiten bedienenden Knoten sendet, der zweite bedie nenden Knoten die Version dieser Nachricht für seine Auf forderung zur Anpassung des Kontexts an den Gateway- Knoten verwendet und dieser alle an ihn gerichteten Nach richten in der Version beantwortet, in der er sie empfangen hat.Such control of the version used can be easily realized if the first be serving nodes first one before the tunnel laying initial message (SGSN Context Response) sends the second serving node, the second serving the version of this message for its node request to adapt the context to the gateway Knot used and this all after directed to him judge answered in the version in which he received it Has.
Eine alternative Möglichkeit ist die, daß der zweite Knoten als Aufforderung zur Anpassung des Tunnels an stelle der herkömmlichen Nachricht "Update PDP Context Request" eine Nachricht vom Typ "Create PDP Context Re quest" nach Version 1 sendet. Diese Nachricht wird gemäß der oben zitierten Schrift T5 29.060 vom empfangenden Gateway-Knoten richtig verarbeitet, d. h. der bestehende PDP-Kontext wird wiedergefunden und die veränderten Pa rameter werden ersetzt. Auf diese Weise wird sowohl der Tunnel zum zweiten bedienenden Knoten verlegt als auch in der Version verändert.An alternative possibility is that the second node as a request to adapt the tunnel instead of the conventional message "Update PDP Context Request" sends a message of the "Create PDP Context Request" version 1 . This message is processed correctly in accordance with the above-cited document T5 29.060 by the receiving gateway node, ie the existing PDP context is found again and the changed parameters are replaced. In this way, the tunnel to the second serving node is relocated and the version changed.
Weiterhin alternativ kann vorgesehen werden, daß auch die Nachricht "Update PDP Context Request" mit ei nem TEID gesendet werden kann, der den Wert 0 hat, und die zusätzlich zu dem gemäß TS 23.060 vorgesehenen Infor mationselementen zusätzlich IMSI und NSAPI enthält, um eine Zuordnung zu dem entsprechenden PDP-Kontext im Gateway-Knoten zu ermöglichen.Still alternatively, it may be provided that also the message "Update PDP Context Request" can be transmitted with egg nem TEID, which has the value 0, and the additionally provided to that according to TS 23.060 infor mationselementen addition IMSI and NSAPI contains a mapping to enable the corresponding PDP context in the gateway node.
In dem Fall, daß der zweite bedienende Knoten oder der Gateway-Knoten ein Knoten nach Version 0 ist und die jeweils anderen Knoten nach Version 1 sind, wird die Aufgabe gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein Flow Label, das der zweite bedienende Knoten und der Gateway-Knoten benötigen, um den Tunnel vom ersten auf den zweiten bedienenden Knoten umlegen zu können, dem zweiten vom ersten bedienenden Knoten zur Verfügung gestellt wird.In the event that the second serving node or the gateway node is a node according to version 0 and the other nodes are according to version 1 , the object is achieved by the method according to claim 5, in which a flow label that the second serving nodes and the gateway node, in order to be able to move the tunnel from the first to the second serving node, the second is made available by the first serving node.
Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Zu ordnung des Flow Labels vorzunehmen. Wenn der Gate way-Knoten ein Knoten nach Version 1 ist, der Aufbau des Kanals also nach Version 1 stattgefunden hat, dann ist dem Tunnel beim Aufbau nur ein TEID, aber kein Flow Label zugeordnet worden. In diesem Fall ist es zweckmäßiger weise der erste bedienende Knoten, der die Zuordnung eines Flow Labels zum Tunnel vornimmt.There are various options for assigning the flow label. If the gateway node is a version 1 node, i.e. the channel was set up according to version 1 , then only a TEID, but no flow label, was assigned to the tunnel during the setup. In this case, it is expedient for the first serving node to assign a flow label to the tunnel.
Eine erste Variante sieht vor, daß der erste bedie nende Knoten dem Kontext ein Flow Label mit einem Wert zuordnet, der für die Umleitung eines Tunnels von einem bedienenden Knoten nach Version 1 zu einem bedienenden Knoten nach Version 0 spezifisch ist, d. h. der verschieden ist von allen Flow Labels, die für die Kommunikation von regulär nach Version 0 arbeitenden Knoten verwendet wer den. Der zweite bedienende Knoten kann auf den Empfang eines solchen spezifischen Flow Labels reagieren, indem er anstelle einer Nachricht "Update PDP Context Request", die er normalerweise an den Gateway-Knoten senden würde, wenn er ein korrektes Flow Label von einem ersten bedie nenden Knoten der gleichen Version erhalten hätte, eine Nachricht "Create PDP Context Request" an den Gateway- Knoten sendet, die IMSI und NSAPI enthält und somit eine eindeutige Identifizierung des anzupassenden Kontexts am Gateway-Knoten erlaubt. Alternativ kann auch vorgesehen werden, daß der zweite bedienende Knoten eine Nachricht "Update PDP Context Request" an den Gateway-Knoten sendet, die allerdings abweichend vom geltenden Protokoll der Version 1 zusätzlich IMSI und NSAPI enthält und so wiederum eine Identifizierung zuläßt. Eine solche Vorge hensweise ist möglich, weil die bestehende Norm keine PDP Update Requests mit Flow Label 0 vorsieht und deren Ver arbeitung daher nicht normiert ist.A first variant provides that the first serving node assigns the context a flow label with a value which is specific for the redirection of a tunnel from a serving node according to version 1 to a serving node according to version 0, ie which is different from all flow labels that are used for communication from nodes that work according to version 0. The second serving node can respond to the receipt of such a specific flow label by sending an "Update PDP Context Request" message which it would normally send to the gateway node if it received a correct flow label from a first serving node the same version, would send a "Create PDP Context Request" message to the gateway node, which contains IMSI and NSAPI, thus allowing the context to be adapted to be clearly identified at the gateway node. Alternatively, it can also be provided that the second serving node sends an "Update PDP Context Request" message to the gateway node, which, in contrast to the applicable version 1 protocol, additionally contains IMSI and NSAPI and thus in turn permits identification. Such a procedure is possible because the existing standard does not provide any PDP update requests with Flow Label 0 and their processing is therefore not standardized.
Eine zweite Variante des Verfahrens, die ebenfalls dann anwendbar ist, wenn der Gateway-Knoten nach Ver sion 1 und der zweite bedienende Knoten nach Version 0 ar beiten, sieht vor, daß der Gateway-Knoten jedem vom ersten bedienenden Knoten nach Version 1 etablierten Kontext nicht nur eine TEID zuordnet, sondern gleichzeitig über ein festgelegtes Verfahren verfügt, nach dem er jedem nach Ver sion 1 etablierten Kontext bzw. genauer gesagt dessen TEID ein Flow Label zuordnen kann. Somit entspricht im Gate way-Knoten jedem nach GTP-Version 1 etablierten Kontext ein TEID und ein Flow Label. Zweckmäßigerweise kann der Gateway-Knoten bereits bei der Vergabe von TEIDs die dar aus resultierenden Flow Labels in dem Sinne berücksichti gen, daß eine effektive Identifizierung von Kontexten an hand der Flow Labels möglich ist. Das gleiche Verfahren steht auch dem ersten bedienenden Knoten zur Verfügung. Wenn ein Tunnel, der von dem ersten bedienenden Knoten nach GTP-Version 1 etabliert worden ist, auf einen zweiten bedienenden Knoten nach Version 0 umgelenkt werden muß, so kann der erste bedienende Knoten durch Anwen dung des Verfahrens unmittelbar den korrekten Wert des Flow Labels ermitteln und dem zweiten bedienenden Kno ten zur Verfügung stellen, anhand dessen der Gateway-Kno ten den PDP-Kontext identifizieren kann. Somit kann der zweite bedienende Knoten den Gateway-Knoten in der glei chen Weise ansprechen, als ob er den Tunnel von einem be dienenden Knoten nach Version 0 übergeben bekommen hätte.A second variant of the method, which is also applicable if the gateway node works according to version 1 and the second serving node works according to version 0, provides that the gateway node has every context established by the first serving node according to version 1 not only assigns a TEID, but at the same time has a defined procedure according to which it can assign a flow label to every context established according to version 1 or more precisely its TEID. Thus, in the gateway node, every context established according to GTP version 1 corresponds to a TEID and a flow label. The gateway node can expediently take the resulting flow labels into account when assigning TEIDs in the sense that an effective identification of contexts is possible using the flow labels. The same procedure is also available to the first serving node. If a tunnel that has been established by the first serving node according to GTP version 1 has to be redirected to a second serving node according to version 0, the first serving node can immediately determine the correct value of the flow label by applying the method and make it available to the second serving node, on the basis of which the gateway node can identify the PDP context. The second serving node can thus address the gateway node in the same way as if it had received the tunnel from a serving node according to version 0.
Ein bevorzugtes, weil besonders einfaches Verfah ren zum Zuordnen des Flow Labels zu einem TEID ist das Gleichsetzen des Flow Labels mit den zwei niederwertigen Bytes des TEID. Wenn hingegen der Gateway Knoten ein Knoten nach Version 0 und die beiden bedienenden Knoten Knoten nach Version 1 sind, so ist die Zuordnung eines Flow Labels zum Tunnel bereits bei dessen Aufbau vom Gate way-Knoten vorgenommen worden, und dieses Flow Label ist dem ersten bedienenden Knoten bekannt. Um dieses Flow Label an den zweiten Knoten - über Version 1-Nach richten - zu übermitteln, ist es zweckmäßig, es im TEID- Feld einer Version 1-Nachricht zu "verpacken".A preferred, because particularly simple, method of assigning the flow label to a TEID is to equate the flow label with the two least significant bytes of the TEID. If, on the other hand, the gateway node is a node according to version 0 and the two serving nodes are nodes according to version 1 , the assignment of a flow label to the tunnel was already carried out by the gateway node during its construction, and this flow label is the first operator Knot known. In order to transmit this flow label to the second node - via version 1 - notify - it is advisable to "pack" it in the TEID field of a version 1 message.
Da das Flow Label das TEID-Feld nicht ausfüllt, ist es vorteilhaft möglich, den verbleibenden Platz in dem TEID-Feld zur Übertragung eines vorgegebenen Wertes zu nutzen, der andernfalls in einem TEID nicht vorkommt und an dem der zweite bedienende Knoten daher zu erkennen vermag, daß es sich bei dem übertragenen Wert nicht um ei nen TEID, sondern um ein "verpacktes" Flow Label handelt, und den Wert dementsprechend korrekt verarbeiten kann. Ein solcher vorgegebener Wert kann z. B. 0 sein.Since the flow label does not fill in the TEID field, it is advantageously possible to use the remaining space in the TEID field to transfer a specified value use that does not otherwise appear in a TEID and at which the second serving node can therefore be recognized is able that the transferred value is not ei a TEID, but a "packaged" flow label, and can process the value accordingly. Such a predetermined value can e.g. B. 0.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments are described below the drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 bis 3 die möglichen Konstellationen bei der Übergabe eines Tunnels zwischen zwei bedienenden Knoten unter Beteiligung von jeweils zwei Knoten nach GTP-Ver sion 1 und einem Knoten nach Version 0; Figs. 1 to 3, the possible constellations version 1 in the transfer of a tunnel between two controlling nodes involving any two nodes of the GTP-Ver and a node of the Version 0;
Fig. 4 bis 6 den Ablauf der Signalisierung bei der Übergabe des Tunnels in den verschiedenen Konstellatio nen. Fig. 4 to 6 the sequence of signaling when passing the tunnel in the various constellations NEN.
Bei der Konstellation der Fig. 1 ist der erste bedie nende Knoten SGSN1, über den der Tunnel des Endgeräts MS ursprünglich aufgebaut worden ist, ein Knoten nach GTP-Version 0; er kommuniziert mit dem Gateway-Knoten GGSN und dem zweiten bedienenden Knoten SGSN2 nach GTP-Version 0, d. h. die ausgetauschten Nachrichten sind gekennzeichnet durch Flow Label und TEID. Der Gateway- Knoten GGSN und der zweite bedienende Knoten SGSN2 kommunizieren miteinander nach Version 1 mit durch TEIDs gekennzeichneten Nachrichten.In the constellation of FIG. 1, the first serving node SGSN1, via which the tunnel of the terminal MS was originally set up, is a node according to GTP version 0; it communicates with the gateway node GGSN and the second serving node SGSN2 according to GTP version 0, ie the exchanged messages are identified by flow label and TEID. The gateway node GGSN and the second serving node SGSN2 communicate with one another according to version 1 with messages identified by TEIDs.
Fig. 4 zeigt den Ablauf der Signalisierung zwi schen einem Endgerät MS und den drei Knoten SGSN1, SGSN2 und GGSN einerseits beim Aktivieren eines PDP- Kontexts und andererseits bei der Umlegung des GTP-Tun nels. Dabei sind Nachrichten gemäß in GTP-Version 0 durch magere, Nachrichten nach Version 1 durch fette Pfeile dar gestellt. Nachrichten, die nicht zwischen Knoten ausge tauscht werden und daher nicht an das GTP-Protokoll ge bunden sind wie etwa mit dem Endgerät MS ausgetauschte Nachrichten sind gestrichelt dargestellt. Fig. 4 shows the sequence of signaling between a terminal MS's and the three nodes SGSN1, SGSN2 and GGSN on the one hand when activating a PDP context and on the other hand when the GTP tunnel is switched. Messages in GTP version 0 are represented by lean arrows, messages according to version 1 by bold arrows. Messages that are not exchanged between nodes and are therefore not bound to the GTP protocol, such as messages exchanged with the terminal MS, are shown in dashed lines.
In Schritt 1 sendet das Endgerät MS eine Anforde rung zur Aktivierung eines PDP-Kontexts (Activate PDP Context Request) an den SGSN0, der unter anderem die NSAPI und Art bzw. Qualität des gewünschten Dienstes spezifiziert. Der bedienende Knoten SGSN1 richtet darauf hin eine Anforderung "Create PDP Context Request" nach PDP-Version 0 an den Gateway-Knoten GGSN, in der die IMSI und NSAPI dem Gateway-Knoten mitgeteilt werden (Schritt 2). Der Gateway-Knoten erzeugt daraufhin einen neuen Eintrag in seiner PDP-Kontexttabelle, die es ihm er laubt, Datenpakete des Endgeräts MS zwischen dem SGSN1 und einem externen, in den Figuren nicht dargestell ten PDP-Netzwerk zu routen und Gebühren zu berechnen, und teilt ihm ein Flow Label zu. Als Bestätigung sendet er in Schritt 3 eine Nachricht "Create PDP Context Response" zu rück an den ersten bedienenden Knoten SGSN1, die das zu geteilte Flow Label enthält. Der erste bedienende Knoten bestätigt seinerseits die Einrichtung des Kontexts dem End gerät MS durch eine Nachricht "Activate PDP Context Ac cept" (Schritt 4).In step 1 , the terminal MS sends a request to activate a PDP context (Activate PDP Context Request) to the SGSN0, which specifies, among other things, the NSAPI and the type or quality of the desired service. The serving node SGSN1 then sends a request "Create PDP Context Request" according to PDP version 0 to the gateway node GGSN, in which the IMSI and NSAPI are communicated to the gateway node (step 2 ). The gateway node then creates a new entry in its PDP context table, which it allows it to route data packets of the terminal MS between the SGSN1 and an external PDP network (not shown in the figures) and to calculate and charge to him a flow label. In step 3, as confirmation, he sends a "Create PDP Context Response" message back to the first serving node SGSN1, which contains the flow label to be allocated. The first serving node in turn confirms the establishment of the context to the end device MS by means of an "Activate PDP Context Ac cept" message (step 4 ).
Durch das zugeordnete Flow Label ist der SGSN1 in der Lage, Datenpakte des Endgeräts MS, die zu dem neu eingerichteten Kontext gehören, so zu kennzeichnen, daß der Gateway-Knoten GGSN sie von den Datenpakten ande rer Endgeräte oder von anderen Kontexten zugehörigen Da tenpaketen des gleichen Endgeräts unterscheiden kann.Due to the assigned flow label, the SGSN1 able to data packets of the terminal MS, which to the new established context should be identified in such a way that the gateway node GGSN them from the data packets terminal devices or data belonging to other contexts can distinguish ten packages of the same terminal.
Der Prozeß des Umlegen eines Tunnels beginnt da mit, daß das Endgerät in Schritt S eine Aufforderung "Rou ting Area Update Request" an den zweiten bedienenden Knoten SGSN2 sendet. Dieser Knoten SGSN2 arbeitet nach GTP-Version 1.The process of moving a tunnel begins with the terminal in step S sending a "routing area update request" to the second serving node SGSN2. This SGSN2 node works according to GTP version 1 .
Durch eine Nachricht "SGSN Context Request" nach GTP-Version 0 (Schritt 6) gibt er dem ersten bedienen den Knoten SGSN1 zunächst bekannt, daß der Kontext übergeben werden soll; der SGSN1 bestätigt dies durch eine Nachricht "SGSN Context Response" (Schritt 7) und be ginnt, von dem PDP-Netzwerk kommende und für die Teil nehmerstation MS bestimmte Datenpakete zu puffern. Nachdem im Schritt 8 der neu bedienende Knoten SGSN2 seine Bereitschaft zur Übernahme von Daten durch eine Nachricht "SGSN Context Acknowledge" bestätigt hat, lei tet der Knoten SGSN1 die gepufferten Datenpakete in Schritt 9 zum Knoten SGSN2 weiter.With a "SGSN Context Request" message according to GTP version 0 (step 6 ), he first informs the first operator of the SGSN1 node that the context is to be transferred; the SGSN1 confirms this with a message "SGSN Context Response" (step 7 ) and begins to buffer data packets coming from the PDP network and intended for the subscriber station MS. After the new serving node SGSN2 has confirmed its readiness to take over data by means of a message "SGSN Context Acknowledge" in step 8 , the node SGSN1 forwards the buffered data packets in step 9 to the node SGSN2.
Um zu erreichen, daß für die Teilnehmerstation MS bestimmte Datenpakte nicht mehr an SGSN1, sondern direkt an den neuen bedienenden Knoten SGSN2 geroutet werden, muß der Gateway-Knoten GGSN über die Ände rung informiert werden. Dies erfolgt durch eine Aufforde rung zur Anpassung des Kontexts, die in Schritt 10 vom SGSN2 an den Gateway-Knoten GGSN gesendet wird.In order to ensure that certain data packets for the subscriber station MS are no longer routed to SGSN1, but rather directly to the new serving node SGSN2, the gateway node GGSN must be informed of the change. This is done by a request to adapt the context, which is sent in step 10 from the SGSN2 to the gateway node GGSN.
Während im Falle der Übernahme eines Kontexts von einem bedienenden Knoten der gleichen Version die Aufforderung zur Anpassung des Kontexts eine Nachricht "Update PDP Context Request" wäre, verwendet der zweite bedienenden Knoten im hier betrachteten Fall als Aufforde rung eine Nachricht vom Typ "Create PDP Context Re quest". Diese Nachricht enthält im Gegensatz zur Nachricht "Update PDP Context Request" gemäß GTP-Version 1 IMSI und NSAPI des Endgerätes MS. Der Gateway-Knoten er wartet bei einer Nachricht dieses Typs nicht, daß sie mit ei nem definierten TEID gesendet wird; er versucht daher nicht, einen solchen TEID der Nachricht zu interpretieren, sondern er identifiziert den betreffenden Kontext in dem von ihm geführten Verzeichnis direkt anhand von IMSI und NSAPI. Der so gefundene Kontexteintrag wird aktualisiert, indem ihm der neue bedienende Knoten SGSN2 sowie die GTP-Version zugeordnet wird, nach der die Kommunika tion zwischen GGSN und bedienendem Knoten abläuft.While in the case of the transfer of a context from a serving node of the same version, the request to adapt the context would be a "Update PDP Context Request" message, in the case considered here the second serving node uses a "Create PDP Context" message as the request Re quest ". In contrast to the "Update PDP Context Request" message in accordance with GTP version 1, this message contains IMSI and NSAPI of the terminal MS. The gateway node does not wait for a message of this type to be sent with a defined TEID; he therefore does not attempt to interpret such a TEID of the message, but rather identifies the relevant context in the directory he maintains using the IMSI and NSAPI. The context entry found in this way is updated by assigning it the new serving node SGSN2 and the GTP version according to which the communication between the GGSN and the serving node takes place.
Wenn der Gateway-Knoten diese Operation erfolg reich ausgeführt hat, bestätigt er dies in Schritt 11 dem neuen SGSN2 durch eine Nachricht, die vom Typ "Create PDP Context Response" oder "Update PDP Context Re sponse" sein kann.If the gateway node has successfully carried out this operation, it confirms this in step 11 to the new SGSN2 with a message which can be of the type "Create PDP Context Response" or "Update PDP Context Response".
Bevor das Endgerät MS in Schritt 18 eine Bestäti gung seiner RAU-Anforderung "Routing Area Update Ac cept" erhält, findet noch ein Nachrichtenaustausch der bei den bedienenden Knoten mit dem Home Location Register HLR des Mobilfunk-Kommunikationssystems statt, in de ren Verlauf die Zuordnung des Endgeräts MS zu dem neuen bedienenden Knoten SGSN2 in diesem Register vermerkt wird. Diese Schritte unterscheiden sich nicht von den für ein GSM- oder UMTS-Funk-Kommunikation bekannten Schritten und werden deshalb hier nicht eingehend beschrie ben.Before the terminal MS receives a confirmation of its RAU request "Routing Area Update Accept" in step 18 , there is still a message exchange between the serving nodes and the home location register HLR of the mobile radio communication system, in the course of which the assignment of the terminal MS to the new serving node SGSN2 is noted in this register. These steps do not differ from the steps known for GSM or UMTS radio communication and are therefore not described in detail here.
Alternativ zur Verwendung der Nachricht "Create PDP Context Request" in Schritt 10 kann auch eine gegen über der geltenden GTP-Version 1 geringfügig modifizierte Nachricht vom Typ "Update PDP Context Request" ange wendet werden. Diese modifizierte Nachricht enthält einen TEID mit dem Wert 0 sowie IMSI und NSAPI des Endgeräts MS. Der Gateway-Knoten GGSN vergibt selbst keine TEIDs mit Wert 0. Wenn er einen "Update PDP Context Re quest" mit TEID = 0 empfängt, so kann daraus beschlossen werden, daß der TEID nicht vom Gateway-Knoten GGSN vergeben worden ist und daß ihm somit kein Eintrag im Kontextverzeichnis des GGSN entspricht. Daher greift der GGSN in einen solchem Falle auf IMSI und NSAPI zurück, um den von dem "Update PDP Context Request" betroffe nen Kontext zu identifizieren und wie oben beschrieben zu aktualisieren.As an alternative to using the "Create PDP Context Request" message in step 10 , a "Update PDP Context Request" type message that is slightly modified compared to the current GTP version 1 can also be used. This modified message contains a TEID with the value 0 and IMSI and NSAPI of the terminal MS. The gateway node GGSN does not assign any TEIDs with a value of 0. If it receives an "Update PDP Context Request" with TEID = 0, it can be concluded that the TEID has not been assigned by the gateway node GGSN and that it thus no entry in the context directory of the GGSN corresponds. In such a case, the GGSN therefore uses IMSI and NSAPI to identify the context affected by the "Update PDP Context Request" and to update it as described above.
Eine weitere Alternative ist, daß der zweite bedie nende Knoten für die Aktualisierungsaufforderung des Schritts 10 jeweils diejenige GTP-Version wählt, in der er in Schritt S7 die Nachricht "SGSN Context Acknowledge" er halten hat, hier also die Version 0. Auf diese Weise gibt er sich dem GGSN gegenüber für den betroffenen Kontext als Version-0-Knoten aus, kann diesem den anzupassenden Kontext durch Angabe eines Flow Labels identifizieren, und erhält vom Gateway-Knoten Antwortnachrichten ebenfalls in Version 0. Auf diese Weise wird der Kontext auf den neuen bedienenden Knoten SGSN2 korrekt umgelegt, auch wenn die verwendete GTP-Version die gleiche bleibt.Another alternative is that the second operating node for the update request of step 10 chooses the GTP version in which he received the message "SGSN Context Acknowledge" in step S7, here version 0. In this way if it issues itself to the GGSN as the version 0 node for the context in question, it can identify the context to be adapted by specifying a flow label, and it also receives version 0 response messages from the gateway node. In this way, the context is changed to the new serving nodes SGSN2 correctly assigned, even if the GTP version used remains the same.
Ein zweites Verfahren zum Umlegen des Tunnels vom ersten bedienenden Knoten GGSN1 auf den zweiten GGSN2 unterscheidet sich vom in Fig. 4 gezeigten Signali sierungsablauf dadurch, daß auch der zweite bedienende Knoten in Schritt 10 für seine Aufforderung zur Aktualisie rung des Kontexts Version 0 verwendet, in der er bereits in Schritt 7 das Flow Label des Tunnels erhalten hat. Der Gate way-Knoten antwortet darauf in Schritt 11 ebenfalls unter Verwendung von Version 0. Das heißt obwohl zweiter be dienender Knoten SGSN2 und Gateway-Knoten GGSN Ver sion 1 beherrschen, führen sie den unter Version 0 aufgebau ten Tunnel unter Anwendung von Version 0 weiter.A second method for moving the tunnel from the first serving node GGSN1 to the second GGSN2 differs from the signaling sequence shown in FIG. 4 in that the second serving node also uses version 0 in step 10 for its request to update the context, in which he already received the flow label of the tunnel in step 7 . The gateway node also replies to this in step 11 using version 0. That is, although second serving node SGSN2 and gateway node master GGSN version 1 , they continue the tunnel built under version 0 using version 0 ,
Da sich bei diesem zweiten Verfahren die Version des Tunnels beim Umlegen auf den zweiten bedienenden Knoten nicht ändert, sind besondere Vorkehrungen erforder lich, falls der Tunnel ein zweites Mal, auf einen dritten be dienenden Knoten nach Version 1 umgelegt werden muß.Since in this second method the version of the tunnel does not change when moving to the second serving node, special precautions are necessary if the tunnel has to be moved a second time to a third serving node according to version 1 .
Bei der Übergabe dieses Version-0-Tunnels von ei nem zweiten an einen dritten bedienenden Knoten, die beide Version 1 anwenden, stellen sich die gleichen Probleme wie in dem Fall, daß ein zwischen einem ersten bedienenden Knoten nach Version 1 und einem Gateway-Knoten nach Version 0 aufgebauter Tunnel an einen zweiten bedienenden Knoten nach Version 1 umgelegt werden muß. Einige der an späterer Stelle beschriebenen Lösungen dieses Problems sind daher auch auf diesen Fall anwendbar.The handover of this version 0 tunnel from a second to a third serving node, which both use version 1, poses the same problems as in the case where a between a first serving node according to version 1 and a gateway node tunnel built after version 0 must be relocated to a second serving node according to version 1 . Some of the solutions to this problem described later are therefore also applicable to this case.
Fig. 2 zeigt eine Konfiguration, in der ein erster Knoten SGSN1 nach GTP-Version 1, ein Gateway-Knoten GGSN nach GTP-Version 1 und ein zweiter bedienender Knoten SGSN2 nach Version 0 miteinander kommunizie ren. Der erste bedienende Knoten SGSN1 und der Gateway- Knoten GGSN verwenden untereinander also durch Tunnel Endpoint Identifier TEID gekennzeichnete Nachrichten nach Version 1, die zwei bedienenden Knoten SGSN1 und SGSN2 verwenden untereinander durch Flow Labels und TEID gekennzeichnete Nachrichten nach Version 0. Fig. 2 shows a configuration in which a first node SGSN1 GTP Version 1, a gateway node GGSN the GTP version 1 and a second controlling node SGSN2 of the Version 0 kommunizie together ren. The first controlling node SGSN1 and the gateway - Nodes GGSN use messages according to version 1 identified by tunnel endpoint identifier TEID, the two serving nodes SGSN1 and SGSN2 use messages identified by flow labels and TEID according to version 0.
Die Reihenfolge der Schritte zum Aufbauen und Umlegen des Tunnels, die in Fig. 5 dargestellt ist, entspricht der von Fig. 4. Allerdings sind die für die verschiedenen Nachrichten verwendeten GTP-Versionen, wiederum durch dicke und dünne Pfeile gekennzeichnet, unterschiedlich. Die Kontextanforderung "Create PDP Context Request" und die Antwort darauf in den Schritten 2 und 3 entsprechen in ihrer Zielsetzung denen von Fig. 4, allerdings mit dem Unter schied, daß für sie GTP-Version 1 eingesetzt wird, und daß infolgedessen der Gateway-Knoten GGSN dem Kontext ei nen Tunnel Endpoint Identifier TEID zuordnet und diesen an den ersten bedienenden Knoten SGSN1 zurückmeldet.The sequence of steps for building and transferring the tunnel, which is shown in Fig. 5 corresponds to that of Fig. 4. However, the messages used for the different GTP versions, again by thick and thin arrows in different ways. The context request "Create PDP Context Request" and the answer to it in steps 2 and 3 correspond in their objectives to those of FIG. 4, but with the difference that GTP version 1 is used for them and that as a result the gateway Node GGSN assigns the context to a tunnel endpoint identifier TEID and reports this back to the first serving node SGSN1.
Die Anforderung "SGSN Context Request" nach GTP-Version 0, die der zweite bedienende Knoten SGSN2 in Schritt 6 an der ersten richtet, wird von diesem mit einem "SGSN Context Response" nach Version 0 beantwortet. Bei einer rein nach Version 0 ablaufenden Kanalumlegung enthielte diese Nachricht in ihrem Informationselement (IE) "PDP Context" ein vom Gateway-Knoten an den ersten be dienenden Knoten für diesen Kontext vergebenes Flow La bel. Da hier ein solches Flow-Label nicht existiert, wird stattdessen im ersten bedienenden Knoten ein Flow Label nach einem vorab festgelegten Verfahren aus dem vom Gateway-Knoten GGSN vergebenen TEID berechnet ist. Ein besonders einfaches Verfahren zur Berechnung des Flow Labels ist, jeweils die zwei niederwertigen Bytes eines TEID als Flow Label zu verwenden und die zwei höherwer tigen zu vernachlässigen. Dieses Flow Label wird vom zweiten bedienenden Knoten SGSN2 in seiner in Schritt 10 an den Gateway-Knoten gerichteten Aufforderung zur Kon textanpassung verwendet. Da dem Gateway-Knoten GGSN das Verfahren "bekannt" ist, nach dem der erste bedienende Knoten GGSN1 Flow Labels aus TEIDs erzeugt, kann er bei Empfang des entsprechenden Flow Labels in einer Auffor derung zur Kontextaktualisierung in Schritt 10 vom zweiten bedienenden Knoten leicht eine geringe Zahl von Kontexten in seinem Verzeichnis ausfindig machen, die von der Aktua lisierung betroffen sein könnten. Unter diesen den tatsächli chen Betroffenen zu ermitteln, ist dann ohne weiteres mög lich.The "SGSN Context Request" according to GTP version 0, which the second serving node SGSN2 directs to the first in step 6 , is answered by this with a "SGSN context response" according to version 0. In the case of a channel assignment that runs purely according to version 0, this message would contain in its information element (IE) "PDP Context" a flow label assigned by the gateway node to the first serving node for this context. Since such a flow label does not exist here, a flow label is instead calculated in the first serving node according to a predetermined method from the TEID assigned by the gateway node GGSN. A particularly simple method for calculating the flow label is to use the two least significant bytes of a TEID as the flow label and to neglect the two higher ones. This flow label is used by the second serving node SGSN2 in its request to the gateway node in step 10 for context adaptation. Since the gateway node GGSN is "aware" of the method according to which the first serving node GGSN1 generates flow labels from TEIDs, it can easily receive a small one from the second serving node upon receipt of the corresponding flow label in a request for context update in step 10 Find the number of contexts in its directory that could be affected by the update. It is then easily possible to determine the actual affected person among these.
Eine andere Möglichkeit, den Kontext zu aktuali sieren, ist die Verwendung von Flow Labels mit dem Wert 0, ähnlich wie oben mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Da Flow Labels mit diesem Wert ansonsten nicht vergeben bzw. al lenfalls von einem bedienenden Knoten nach Version 0 in Nachrichten vom Typ "Create PDP Context Request" ver wendet werden, bei denen ein Flow Label des Tunnels zum Zeitpunkt des Sendens der Nachricht noch nicht bekannt ist, kann der Gateway-Knoten GGSN, wenn er vom zweiten be dienenden Knoten SGSN2 eine Nachricht mit einem sol chen Flow Label mit Wert 0 empfängt, daraus folgern, daß das Flow Label nicht von ihm selbst vergeben worden sein kann und daß deshalb eine Zuordnung der Nachricht zu ei nem Tunnel unter Vernachlässigung des Flow Labels und unter Verwendung von mitübertragener Identifizierungsin formation, das heißt der im TID im Kopf der Nachricht ent haltenen IMSI und NSAPI des Endgeräts, stattfinden muß.Another way of updating the context is to use flow labels with the value 0, similar to that described above with reference to FIG. 4. Since flow labels with this value are otherwise not assigned or are used by a serving node according to version 0 in messages of the type "Create PDP Context Request", for which a flow label of the tunnel was not known at the time the message was sent is, the gateway node GGSN, when it receives a message from the second serving node SGSN2 with such a flow label with the value 0, can conclude that the flow label cannot have been assigned by itself and that therefore an assignment the message to a tunnel, neglecting the flow label and using transmitted identification information, that is to say the IMSI and NSAPI of the terminal device contained in the TID in the header of the message.
Als weitere Alternative kann noch eine Ergänzung von GTP-Version 0 vorgesehen werden, bei der der zweite bedienenden Knoten SGSN2 eine Nachricht vom Typ "Create PDP Context Request" sendet, wenn er vom ersten bedienenden Knoten eine Nachricht mit auf 0 gesetztem Flow Label erhält.As a further alternative, you can add provided by GTP version 0, where the second serving node SGSN2 a message of the type "Create PDP Context Request" sends when it starts from the first serving the node with a message set to 0 Receives flow label.
Bei der in Fig. 3 gezeigten dritten Konstellation sind beide bedienenden Knoten SGSN1 und SGSN2 Knoten nach GTP-Version 1 und der Gateway-Knoten GGSN ist ein Knoten nach Version 0. Der Aufbau des Tunnels und seine Übergabe vom ersten bedienenden Knoten SGSN1 an den zweiten SGSN2 sind in Fig. 6 gezeigt. Der Aufbau des Tun nels in den Schritten 1 bis 4 läuft genauso ab wie mit Bezug auf Fig. 1 und 4 beschrieben. Untereinander müssen die zwei bedienenden Knoten Version 1 anwenden. Um das zwischen bedienendem Knoten SGSN1 und Gateway-Kno ten GGSN ausgehandelte Flow Label an den zweiten bedie nenden Knoten SGSN2 zu übertragen, muß es also über eine Verbindung der Version 1 befördert werden. Um dieses Flow Label zum zweiten bedienenden Knoten SGSN2 zu befördern, ergänzt es der erste bedienende Knoten SGSN1 um zwei höherwertige Bytes auf das Format eines TEID, der in Schritt 7 (SGSN Context Response) an den zweiten Kno ten SGSN2 übermittelt wird.In the third constellation shown in FIG. 3, both serving nodes SGSN1 and SGSN2 are nodes according to GTP version 1 and the gateway node GGSN is a node according to version 0. The construction of the tunnel and its transfer from the first serving node SGSN1 to the second SGSN2 are shown in FIG. 6. The structure of the Tun nels in steps 1 to 4 runs exactly as described with reference to FIGS. 1 and 4. The two operating nodes must apply version 1 to each other. In order to transmit the flow label negotiated between the serving node SGSN1 and gateway node GGSN to the second serving node SGSN2, it must therefore be transported via a version 1 connection. In order to convey this flow label to the second serving node SGSN2, the first serving node SGSN1 adds two higher order bytes to the format of a TEID, which is transmitted in step 7 (SGSN Context Response) to the second node SGSN2.
Einer ersten Variante des Verfahrens zufolge wer den anschließend zwei in Fig. 6 als gestrichelte Pfeile darge stellte Nachrichten ausgetauscht: Der Knoten SGSN sendet in Schritt 10' eine Aufforderung zur Kontextanpassung (Up date PDP Context Request) nach Version 1 an den Gateway- Knoten GGSN. Da dieser nur Version 0 beherrscht, signali siert er dem zweiten Knoten SGSN2 (Schritt 10"), daß er die Aufforderung nicht verarbeiten kann. Daran erkennt der zweite Knoten, daß der Gateway-Knoten eine Version-0- Nachricht mit einem Flow-Label benötigt, und erzeugt dar aufhin in Schritt 10 eine neue Aufforderung, diesmal nach Version 0, in die sie die zwei niedrigerwertigen Bytes des vom ersten Knoten SGSN1 empfangenen TEID als Flow Label einfügt.According to a first variant of the method, the two messages shown as dashed arrows in FIG. 6 are then exchanged: In step 10 ', the node SGSN sends a request for context adaptation (update PDP context request) according to version 1 to the gateway node GGSN , Since this only supports version 0, it signals the second node SGSN2 (step 10 ") that it cannot process the request. The second node then recognizes that the gateway node has a version 0 message with a flow label is required, and then generates a new request in step 10 , this time after version 0, into which it inserts the two lower-order bytes of the TEID received from the first node SGSN1 as a flow label.
Einer zweiten Variante zufolge verwendet der erste bedienende Knoten SGSN1 zwei Bytes mit einem vorgege benen Wert, um das dem Tunnel zugeteilte Flow Label auf das Format eines TEID zu ergänzen. Dieser vorgegebene Wert, hier 0, sollte dann bei der normalen Erzeugung eines PDP Kontexts der Version 1 nicht vergeben werden, so daß der zweite bedienende Knoten SGSN2 an dem Wert dieser 2 Bytes erkennen kann, daß es sich bei der in Schritt 7 im For mat eines TEID an ihn übertragenen Information in Wirk lichkeit um ein Flow Label handelt, dieses wieder herstellt und somit für die Aufforderung zur Aktualisierung des Kon texts in Schritt 10 von vorneherein das von dem Gateway- Knoten GGSN interpretierbare Nachrichtenformat der Ver sion 0 wählen kann.According to a second variant, the first serving node SGSN1 uses two bytes with a predetermined value in order to supplement the flow label allocated to the tunnel to the format of a TEID. This predetermined value, here 0, should then in the normal creation of a PDP context of the Version 1 can not be assigned, so that the second controlling node SGSN2 can recognize the value of 2 bytes, that it mat in step 7 in the in For of a TEID information transmitted to it is actually a flow label, restores it and can therefore choose the message format of version 0 that can be interpreted by the gateway node GGSN from the start for the request to update the context in step 10 .
Da bei dieser zweiten Variante die vom zweiten be dienenden Knoten SGSN2 für die Aktualisierungsaufforde rung verwendete Version nicht im Dialog zwischen zweitem Knoten SGSN2 und Gateway-Knoten GGSN von letzterem festgelegt wird, sondern durch die Version der Nachricht SGSN Context Response bestimmt ist, eignet sich diese Va riante auch für den oben bereits angesprochenen Fall, daß ein Tunnel, der ursprünglich zwischen einem bedienenden Knoten SGSN1 nach Version 0 und einem Version-1-GGSN aufgebaut und dann zu einem zweiten bedienenden Knoten SGSN2 nach Version 1 unter Beibehaltung ursprünglich für den Tunnel verwendeten Protokollversion an einen dritten bedienenden Knoten nach Version 1 umgelegt wird.Since in this second variant the version used by the second serving node SGSN2 for the update request is not determined in the dialog between the second node SGSN2 and gateway node GGSN by the latter, but is determined by the version of the message SGSN Context Response, this is suitable Variant also for the case already mentioned above that a tunnel, which was originally set up between a serving node SGSN1 according to version 0 and a version 1 GGSN and then to a second serving node SGSN2 according to version 1 , was originally used for the tunnel Protocol version is switched to a third serving node according to version 1 .
Gemäß einer dritten Variante kann die in Schritt 7 zu übertragende Kontextinformation auch dahingehend er weitert werden, daß sowohl Flow Labels als auch TEID transportiert werden können, jeweils als solche gekenn zeichnet. Dies kann durch Hinzufügen eines zusätzlichen Datenfeldes zu der Kontextinformation erfolgen, die das Flow Label aufnimmt, so daß, wenn bekannt, sowohl TEID als auch Flow Label an den zweiten bedienenden Knoten SGSN2 übergeben werden können. Denkbar ist auch die Hinzufügung eines einfachen Flags, dessen Status den In halt des TEID-Feldes einer Nachricht als TEID oder als Flow Label kennzeichnet. Damit ist der Wertebereich für TEID nicht eingeschränkt.According to a third variant, the context information to be transmitted in step 7 can also be expanded so that both flow labels and TEID can be transported, each identified as such. This can be done by adding an additional data field to the context information that the flow label contains, so that, if known, both TEID and flow label can be transferred to the second serving node SGSN2. It is also conceivable to add a simple flag, the status of which indicates the content of the TEID field of a message as a TEID or as a flow label. This means that the range of values for TEID is not restricted.
Auch diese dritte Variante ist für die Umlegung ei nes unter Version 0 betriebenen Tunnels an einen dritten be dienenden Knoten nach Version 1 geeignet.This third variant is also suitable for relocating a tunnel operated under version 0 to a third serving node according to version 1 .
Eine vierte Möglichkeit ist, auch zwischen den be dienenden Knoten GTP-Version 0 anzuwenden. Zwar be ginnt der zweite bedienende Knoten GGSN2 den Dialog mit dem ersten Knoten SGSN1 mit GTP Version 1, was der erste Knoten (SGSN1) versteht; er müßte daher normalerweise mit GTP Version 1 antworten. Indem jedoch der erste Kno ten SGSN1 "Nichtverstehen" der GTP Version 1 Nachricht vortäuscht, veranlaßt er den zweiten bedienenden Knoten SGSN2, Version 0 zu verwenden, so daß das Flow Label übertragen werden kann. Auch diese Variante erlaubt die Umlegung eines Version-0-Tunnels unter Beibehaltung der Version an einen dritten bedienenden Knoten.A fourth option is to use GTP version 0 between the serving nodes. The second serving node GGSN2 starts the dialogue with the first node SGSN1 with GTP version 1 , which the first node (SGSN1) understands; he would normally have to answer with GTP version 1 . However, by pretending that the first node SGSN1 does not understand the GTP version 1 message, it causes the second serving node SGSN2 to use version 0 so that the flow label can be transmitted. This variant also allows the relocation of a Version 0 tunnel while maintaining the version at a third serving node.
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