CN116963207A - 动态主机配置协议的备用访问网关功能信令 - Google Patents

动态主机配置协议的备用访问网关功能信令 Download PDF

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Abstract

本公开涉及动态主机配置协议的备用访问网关功能信令。在一些实现方式中，第一接入网关功能(AGF)可以从第二AGF接收指示以下中的至少一项的通信：订户身份、会话信息、订户上下文或与第二AGF和客户端设备之间的活动会话相关联的会话传输信息。第一AGF设备可以检测到第二AGF设备与故障相关联。第一AGF设备可以向第一核心网络设备发送将与活动会话相关联的第一路径从第二AGF设备切换到第一AGF设备的请求，其中，该请求指示订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项。第一AGF设备可以经由第二路径在第二核心网络设备和与活动会话相关联的DHCP客户端设备之间转发一个或多个数据通信。

Description

动态主机配置协议的备用访问网关功能信令
背景技术
动态主机配置协议(DHCP)是在互联网协议(IP)网络上使用的用于将IP地址和其他通信参数分配给使用客户端-服务器架构连接到网络的设备的网络管理协议。DHCP服务器是一种网络服务器，可自动向客户端设备提供和分配IP地址、默认网关和其他网络参数。在某些情况下，网络的接入网关功能(AGF)可以充当客户端设备和DHCP服务器之间的DHCP中继。
发明内容
本文描述的一些实现方式涉及一种方法。该方法可以包括通过第一接入网关功能(AGF)设备与第一核心网络设备通信以建立与核心网络的网络连接。该方法可以包括由第一AGF设备并且从第二AGF设备接收指示以下中的至少一项的通信：订户身份、会话信息、订户上下文或与第二AGF设备和动态主机配置协议(DHCP)客户端设备之间的活动会话相关联的会话传输信息。该方法可以包括由第一AGF设备检测第二AGF设备与第二AGF设备和DHCP客户端设备之间的活动会话的故障相关联。该方法可以包括由第一AGF设备向第一核心网络设备发送将与活动会话相关联的第一路径从第二AGF设备切换到第一AGF设备的请求，其中该请求指示以下中的至少一项：订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息。该方法可以包括由第一AGF设备并从第一核心网络设备接收与第二核心网络设备和第一AGF设备之间的用于与DHCP客户端设备相关联的活动会话的第二路径相关联的信息的指示。该方法可以包括由第一AGF设备经由第二路径在第二核心网络设备和与活动会话相关联的DHCP客户端设备之间转发一个或多个数据通信。
本文描述的一些实现方式涉及第一接入网关功能(AGF)设备。第一接入网关功能(AGF)设备可以包括一个或多个存储器和一个或多个处理器。一个或多个处理器可以被配置为与控制平面核心网络设备建立与核心网络的网络连接。一个或多个处理器可以被配置为经由动态主机配置协议(DHCP)与控制平面核心网络设备建立与客户端设备相关联的协议数据单元(PDU)会话，其中PDU会话与以下中的至少一项相关联：与客户端设备相关联的订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息。一个或多个处理器可以被配置为在客户端设备和用户平面核心网络设备之间转发与PDU会话相关联的一个或多个数据通信。一个或多个处理器可以被配置为向第二AGF设备发送指示与PDU会话相关联的订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项的租约查询通信，以使第二AGF设备能够维持与客户端设备的PDU会话。
本文描述的一些实现方式涉及一种存储用于第一接入网关功能(AGF)设备的一组指令的非暂态计算机可读介质。该组指令在由第一AGF设备的一个或多个处理器执行时可以使第一AGF设备与控制平面核心网络设备通信以建立与核心网络的网络连接。当由第一AGF设备的一个或多个处理器执行时，该组指令可以使第一AGF设备从第二AGF设备接收指示订户身份、会话信息、订户上下文或与第二AGF设备和客户端设备之间的协议数据单元(PDU)会话相关联的会话传输信息中的至少一项的租约查询通信。该组指令在由第一AGF设备的一个或多个处理器执行时可以使第一AGF设备检测到第二AGF设备已经经历与PDU会话相关联的故障。当由第一AGF设备的一个或多个处理器执行时，该组指令可以使第一AGF设备向控制平面核心网络设备发送将PDU会话从第二AGF设备切换到第一AGF设备的请求，其中该请求指示以下中的至少一项：订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息。当由第一AGF设备的一个或多个处理器执行时，该组指令可以使第一AGF设备从控制平面核心网络设备接收与用户平面核心网络设备和用于与客户端设备相关联的PDU会话的第一AGF设备之间的路径相关联的信息的指示。当由第一AGF设备的一个或多个处理器执行时，该组指令可以使第一AGF设备经由路径转发在用户平面核心网络设备和与PDU会话相关联的客户端设备之间的一个或多个数据通信。
附图说明
图1A-1C是本文描述的示例实现方式的示意图。
图2是可以在其中实现本文描述的***和/或方法的示例环境的示意图。
图3是本文描述的示例实现方式的示意图。
图4和5是图2的一个或多个设备的示例部件的示意图。
图6和7是与用于动态主机配置协议(DHCP)的备用接入网关功能(AGF)信令相关的示例过程的流程图。
具体实施方式
以下示例实现方式的详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
动态主机配置协议(DHCP)中继可以转发客户端设备和DHCP服务器之间的通信。例如，在一些部署中，接入网关功能(AGF)设备可以是或可以充当DHCP中继。AGF设备可以为客户端设备提供对无线核心网络(例如，5G核心网络)的访问。例如，AGF设备可以为支持非接入层(NAS)信令的客户端设备和纯有线的客户端设备提供到无线核心网络的连接(例如，信息传输发生在物理元件，诸如光纤电缆、同轴电缆、双绞线电缆等)上。在这样的示例中，DHCP服务器可以是与无线核心网络相关联的用户平面功能(UPF)设备和/或与无线核心网络相关联的会话管理功能(SMF)设备。AGF设备可以在客户端设备和UPF设备之间转发DHCP通信(例如，建立活动会话)和/或数据分组(例如，与活动会话相关联)，以促进客户端到无线网络(例如，5G网络)的连接。
但是，在某些情况下，作为客户端设备的DHCP中继的AGF设备可能会发生故障。例如，AGF设备和客户端设备之间的连接(例如，AGF设备和与客户端设备相关联的接入网络之间)和/或AGF设备本身可能会遇到故障(例如，软件故障和/或硬件故障)。在某些情况下，与AGF设备相关联的故障的检测可能与明显的延迟或等待时间相关联(例如，因为检测可能基于DHCP更新程序，该更新程序可能需要客户端设备将DHCP请求发送到AGF设备以使客户端设备能够检测到与AGF设备的连接已故障)。
此外，在某些情况下，第二AGF设备(例如，备用AGF设备)可用作客户端设备的DHCP中继。然而，为了与第二AGF设备建立连接，与客户端设备和第一AGF设备相关联的活动会话可能被终止，并且客户端设备可能需要与第二AGF设备建立新会话。换句话说，为了在与第一AGF设备相关联的故障之后切换到第二AGF设备的连接，可能需要执行新的DHCP建立程序和/或新的协议数据单元(PDU)会话建立程序，以便在客户端设备和无线网络之间建立连接。这消耗了与在客户端设备和第二AGF设备之间、在第二AGF设备和一个或多个核心网络设备之间、和/或在与建立客户端设备的新会话相关联的不同核心网络设备之间交换多条消息相关联的大量网络资源。此外，因为与客户端设备相关联的先前会话被终止，与先前会话相关联的信息可能丢失。例如，与第二AGF设备的新会话可以与新的网际协议(IP)地址和/或不同于先前会话的其他网络参数或标识符相关联。另外，建立与第二AGF设备相关联的新会话可能与与建立新会话所需的信令相关联的明显延迟相关联。结果，客户端设备可能无法在延迟期间访问无线网络，从而导致与客户端设备相关联的性能下降。
本文描述的一些实现方式启用用于DHCP的备用AGF信令以启用客户端设备从第一AGF设备到第二AGF设备的切换，而无需终止与客户端设备相关联的PDU会话和/或无需建立新的DHCP连接和/或PDU会话。例如，第一AGF设备可以用作客户端设备(例如，可以是活动的AGF设备)的DHCP中继。第二AGF设备可以是备用AGF设备。第一AGF设备可以发送指示与第一AGF设备和客户端设备之间的活动会话相关联的订户身份、会话信息、订户上下文和/或会话传输信息的通信(例如，租约查询通信)并且第二AGF设备可以接收该通信(例如，租约查询通信)，以及其他示例。换句话说，第一AGF设备可以向第二AGF设备提供信息以使第二AGF设备能够向核心网络(例如，向控制平面核心网络设备)指示将到客户端设备的核心网络的UPF的连接从第一AGF设备切换到第二AGF设备。例如，信息(例如，订户身份、会话信息和/或会话传输信息)可以使第二AGF设备能够识别和指示(例如，向核心网络)客户端设备和/或与客户端设备的活动会话相关联的传输信息。例如，该信息可以是由第一AGF设备生成和/或由核心网络提供给第一AGF设备的用于建立与客户端设备相关联的活动会话的信息。
通过将这样的信息提供给第二AGF设备(例如，备用AGF设备)，第二AGF设备可以能够向核心网络发送在检测到与第一AGF设备相关联的故障时，将与客户端设备的活动会话相关联的第一路径从第一AGF设备切换到第二AGF设备。核心网络可以修改与活动会话相关联的会话信息以将路径切换到第二AGF设备。
结果，可以明显减少在与第一AGF设备相关联的故障之后为客户端设备与第二AGF设备建立(例如，重新建立)连接所需的信令，从而节省网络资源和/或处理资源，否则其将用于建立新DHCP会话和/或与客户端设备相关联的新PDU会话。因此，可以维持与客户端设备相关联的活动会话，并且客户端设备可能不会由于第一AGF设备的故障而受到影响或受到影响最小(例如，对数据速率或数据连接性而言)。此外，可以减少与将用于客户端设备的到无线网络的连接或连接路径从第一AGF设备切换到第二AGF设备相关联的延迟。此外，可以使第二AGF设备能够基于在第一AGF设备和第二AGF设备之间交换的信令(例如，双向转发检测(BFD)信令或其他信令)快速检测(例如，与检测故障的客户端设备相比)与第一AGF设备相关联的故障。
图1A-1C是与用于DHCP的备用AGF信令相关联的示例实现方式100的示意图。如图1A-1C所示，示例实现方式100包括客户端设备105、活动AGF 110(例如，活动AGF设备)、备用AGF 115(例如，备用AGF设备)、一个或多个控制平面核心网络(CN)设备120和UPF 125。下面结合图2、4和5更详细地描述这些设备。尽管图1A-1C中未示出，但是活动AGF 110和备用AGF115可以经由接入网络(AN)连接到客户端设备105。如本文别处更详细描述的，UPF125可以用作客户端设备105的DHCP服务器。在一些其他实现方式中，SMF(图1A-1C中未示出)可以以与本文所述类似的方式充当DHCP服务器。
如本文所用，“活动”和“备用”在与特定AGF结合使用时是指与客户端设备105的连接状态(例如，而不是指特定AGF的运行状态、配置或能力)。例如，活动AGF 110和备用AGF115可以是相似的设备和/或可以能够执行相似或相同的功能(例如，备用AGF115可以能够执行本文描述的与活动AGF 110相关的操作或功能以及活动AGF 110可以能够执行本文描述的与备用AGF 115相关的操作或功能)。
活动AGF 110和备用AGF 115可以是用于中继客户端设备105和UPF 125之间的通信(例如，UPF 125可以提供对与UPF 125相关联的无线网络的数据网络的访问)的DHCP中继。例如，客户端设备105可以是能够经由DHCP进行通信的任何设备。DHCP可以与IP版本4(IPv4)相关联，IP版本4(IPv4)可以被称为DHCPv4，可以与IP版本6(IPv6)相关联，IP版本6(IPv6)可以被称为DHCPv6，或者可以与DHCP的另一个版本相关联。
活动AGF 110和备用AGF 115可以部署在有线接入基础设施和无线核心网络之间。因此，活动AGF 110和备用AGF 115可以支持支持或包括NAS信令的客户端设备105(诸如住宅网关或其他客户端设备)和是纯有线设备的客户端设备105。这使得无线核心网络能够提供通常与有线网络相关联的服务。
如附图标记130所示，活动AGF 110可以与一个或多个控制平面核心网络设备120通信以建立与核心网络的连接。例如，活动AGF 110可以与核心网络的接入和移动功能(AMF)交换一个或多个消息以建立与核心网络的连接。类似地，如附图标记135所示，备用AGF 115可以与一个或多个控制平面核心网络设备120通信以建立与核心网络的连接。例如，备用AGF 115可以与核心网络的AMF交换一个或多个消息以建立与核心网络的连接。
例如，活动AGF 110和备用AGF 115可以执行N2接口的设置(例如，如由诸如宽带论坛(BBF)和/或第三代合作伙伴计划(3GPP)之类的标准所定义的)。N2接口可以是核心网络的控制平面与活动AGF 110或备用AGF 115之间(例如，核心网络的AMF之间)的接口。例如，活动AGF 110和备用AGF 115可以建立N2接口，N2接口可以将活动AGF 110和备用AGF 115连接到核心网络的AMF，从而使活动AGF 110和备用AGF 115能够访问与核心网络相关的控制平面服务。这可以使活动AGF 110和备用AGF 115能够与核心网络交换控制信令(例如，经由AMF)。
如附图标记140所示，客户端设备105可以发送请求启动DHCP会话的DHCP消息，并且活动AGF 110可以接收该消息。DHCP消息可以是DHCP会话建立请求。例如，客户端设备105可以发送与DHCP服务器(例如，UPF 125)建立DHCP会话的请求。在一些实现方式中，DHCP请求可以经由AN转发到活动AGF 110。在一些实现方式中，DHCP请求可以包括DHCP发现消息或数据分组(例如，DHCP发现查询)和/或DHCP征求消息或数据分组。
基于接收到DHCP请求，活动AGF 110可以建立与客户端设备105相关联的PDU会话。在一些实现方式中，活动AGF 110可以生成与PDU会话和/或客户端设备105相关联的NAS信息。例如，活动AGF 110可以生成与PDU会话和/或客户端设备105相关联的订户身份和/或会话信息。由活动AGF 110生成的信息可以包括与客户端设备105和会话相关联的订户唯一永久标识符(SUPI)、与客户端设备105和会话相关联的订户唯一隐藏标识符(SUCI)、与客户端设备105和会话相关联的全球唯一临时标识符(GUTI)和/或PDU会话标识符，以及其他示例。由活动AGF 110生成的信息可以是与N1接口相关联的信息(例如，如BBF和/或3GPP所定义的)。例如，N1接口可以是与将与客户端设备105相关联的信息传送到一个或多个控制平面核心网络设备120(例如，到核心网络的AMF)相关联的接口。
如附图标记145所示，活动AGF 110和一个或多个控制平面核心网络设备120(例如，AMF)可以交换一个或多个消息以建立与客户端设备105相关联的PDU会话。例如，活动AGF 110可以向控制平面核心网络设备120(例如，AMF)发送PDU会话建立请求。PDU会话建立请求可以指示由活动AGF 110生成的信息。一个或多个控制平面核心网络设备120可以基于活动AGF 110提供的信息建立PDU会话。例如，AMF可以生成指示活动AGF 110用于与UPF 125通信的路径或隧道的会话传输信息。例如，AMF可以生成与PDU会话相关联的下一代应用协议(NGAP)信息。AMF生成的信息可以包括与PDU会话相关联的全球唯一AMF标识符(GUAMI)、与PDU会话相关联的AMF用户设备(UE)NGAP标识符、与PDU会话相关联的无线电接入网络(RAN)UE NGAP标识符和/或与PDU会话相关联的UE上下文信息，以及其他示例。控制平面核心网络设备120(例如，AMF)可以向活动AGF 110发送由AMF生成的信息的指示。活动AGF 110可以使用该信息与UPF 125通信和/或转发UPF 125和客户端设备105之间的通信。
基于建立PDU会话，客户端设备105和UPF 125可以交换一个或多个通信以建立DHCP会话。例如，建立PDU会话可以使活动AGF110能够建立与UPF 125相关联的连接(例如，路径或隧道)(例如，用于转发UPF 125和客户端设备105之间的通信)。例如，UPF 125可以发送指示UPF 125可用作DHCP服务器的DHCP提供消息或DHCP通告消息。活动AGF 110可以将DHCP提供消息或DHCP通告消息转发到客户端设备105。客户端设备105可以响应于DHCP提供消息或DHCP通告消息而发送DHCP请求消息，从而请求网络配置数据，诸如IP地址，以及其他示例。例如，客户端设备105可以选择UPF 125作为与客户端设备105相关联的DHCP服务器。基于选择UPF 125作为DHCP服务器，客户端设备可以从UPF 125请求网络配置(例如，经由DHCP请求消息)。客户端设备105可以广播DHCP请求消息。DHCP请求消息可以包括与UPF 125相关联的IP地址(例如，指示UPF 125已被选为客户端设备105的DHCP服务器)。活动AGF 110可以将DHCP请求消息转发给UPF 125。
基于接收到DHCP请求消息，一个或多个控制平面CN设备120可以为客户端设备105生成网络配置信息。例如，一个或多个控制平面CN设备120可以生成IP地址、子网掩码、默认网关IP地址、域名***(DNS)服务器IP地址和/或租约时间(例如，数量网络配置信息有效的时间量)，以及其他示例。与DHCP会话相关联的网络配置信息在本文中可以称为“绑定信息”。一个或多个控制平面CN设备120可以将生成的用于客户端设备105的网络配置信息提供给UPF125。UPF 125可以发送指示客户端设备105的网络配置信息的DHCP确认(ACK)消息。活动AGF 110可以将DHCP ACK消息转发给客户端设备105。客户端设备105可以接收和存储网络配置信息。结果，客户端设备105可以建立与与UPF 125相关联的数据网络的连接。
例如，如附图标记150所示，活动AGF 110可以在客户端设备105和UPF 125之间转发与PDU会话和/或DHCP会话相关联的一个或多个数据通信(例如，一个或多个数据分组)。UPF 125可以将一个或多个数据通信转发到数据网络。
如图1B所示，活动AGF 110和备用AGF 115可以交换与客户端设备105的活动会话相关联的一个或多个消息。例如，如附图标记155所示，活动AGF 110可以发送并且备用AGF115可以接收指示订户身份、会话信息和/或与在活动AGF 110和客户端设备105之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的会话传输信息的通信。该通信可以是租约查询通信，诸如活动租约查询(ALQ)通信、批量租约查询(BLQ)通信和/或单独租约查询通信，以及其他示例。
例如，活动AGF 110和备用AGF 115可以建立传输控制协议(TCP)连接以交换通信。在一些实现方式中，备用AGF 115可以发送并且活动AGF 110可以接收租约查询请求(例如，BLQ请求或ALQ请求)以请求与一个或多个客户端设备诸如客户端设备105相关联的绑定信息(例如，网络配置信息)。活动AGF 110可以经由TCP连接发送并且备用AGF 115可以接收指示与客户端设备105(例如，和一个或多个其他客户端设备)相关联的绑定信息的租约查询通信。例如，绑定信息可以包括与客户端设备105相关联的标识符、与活动AGF 110相关联的服务器标识符(例如，中继标识符)(例如，基于链路聚合控制协议(LCAP)MAC地址的中继标识符)、与客户端设备105相关联的IP地址、与DHCP会话相关联的租约时间、子网掩码、与DHCP会话相关联的DHCP客户端时间、与DHCP会话相关联的DHCP基本时间和/或与DHCP会话相关联的接口标识符，以及其他示例。
此外，由活动AGF 110发送到备用AGF 115的通信(例如，租约查询通信)可以包括在与活动AGF 110相关联的故障的情况下(例如，通过与一个或多个控制平面核心网络设备120通信)，使备用AGF 115能够将路径(例如，DHCP中继和UPF 125之间的路径)从活动AGF110切换到备用AGF 115的信息。例如，通信(例如，租约查询通信)可以包括订户身份、会话信息、订户上下文和/或与活动AGF 110和客户端设备105之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的会话传输信息。例如，通信(例如，租约查询通信)可以包括NAS信息(例如，由活动AGF 110生成)和/或与活动AGF 110和客户端设备105之间的活动会话(例如PDU会话和/或DHCP会话)相关联的NGAP信息(例如，由一个或多个控制平面核心网络设备120诸如AMF提供的)的指示。在一些实现方式中，通信(例如，租约查询通信)可以包括在其他示例中与活动AGF 110和客户端设备105之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的SUPI、SUCI、GUTI和/或PDU会话标识符的指示。附加地或可替代地，通信(例如，租约查询通信)可以包括GUAMI、AMF UE NGAP标识符、RAN UE GAP标识符、在其他示例中与活动AGF 110和客户端设备105之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的UE上下文信息(例如，与PDU会话相关联的PDU会话信息、和/或与PDU会话相关联的通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)信息)的指示。
该信息可以使备用AGF 115能够请求一个或多个控制平面核心网络设备120诸如AMF，将与活动会话相关联的路径从活动AGF 110切换到备用AGF 115。例如，可以使备用AGF115能够识别与活动会话相关联的订户身份、会话信息、订户上下文和/或会话传输信息，以使备用AGF 115能够使与活动会话相关联的路径被切换到备用AGF115，如本文别处更详细描述的。
如附图标记160所示，活动AGF 110和备用AGF 115可以交换一个或多个通信以使备用AGF 115能够检测与活动AGF 110相关联的故障。例如，活动AGF 110和备用AGF 115可以交换一个或多个虚拟路由器冗余协议(VRRP)通信或一个或多个BFD通信，以促进对与活动会话相关联的活动AGF 110相关联的故障的检测。例如，活动AGF 110和备用AGF 115可以利用VRRP来建立一个或多个冗余路由平台(例如，活动AGF 110和备用AGF 115是与VRRP相关联的主机)。活动AGF 110(例如，作为VRRP的主要主机)可以周期性地向备用AGF 115(和/或其他主机)发送数据分组，以使备用AGF115能够评估活动AGF 110的健康状况。
作为另一示例，活动AGF 110和备用AGF 115可以交换BFD通信。例如，备用AGF 115可以周期性地发送并且活动AGF 110可以接收BFD数据分组(例如，BFD问候数据分组)。活动AGF 110可以发送并且备用AGF 115可以接收指示活动AGF 110是活动的并且没有经历故障的BFD响应。
如附图标记165所示，活动AGF 110可能经历故障。例如，故障可以包括使活动AGF110失去与客户端设备105和/或UPF 125的连接的事件或状况。如附图标记170所示，备用AGF 115可以检测到活动AGF 110与活动AGF 110和客户端设备105之间的活动会话的故障相关联或经历故障。例如，备用AGF 115可以基于确定自向活动AGF 110发送BFD或VRRP通信而没有接收到响应(例如，BFD响应数据分组或VRRP响应数据分组)以来的时间量满足阈值来监测与活动AGF 110相关联的故障。例如，VRRP和/或BFD协议可以使备用AGF 115能够基于在指定间隔之后没有接收到来自活动AGF 110的回复或响应来检测与活动AGF 110相关联的故障。换句话说，备用AGF 115可以基于通过活动AGF 110执行VRRP程序和/或BFD程序来检测活动AGF 110已经经历了故障，以及其他示例。
如图1C所示，备用AGF 115可以执行一个或多个动作以使与客户端设备105的活动会话相关联的路径从活动AGF 110切换到备用AGF 115(例如，以使客户端设备105能够维持活动会话和与数据网络的连接)。例如，如附图标记175所示，备用AGF 115可以向一个或多个控制平面核心网络设备(例如，向AMF)发送请求，以将与活动会话相关联的第一路径从活动AGF 110切换到备用AGF 115。该请求可以是路径切换请求(例如，NGAP路径切换请求)，诸如由BBF和/或3GPP定义或以其他方式固定的路径切换请求。在一些实现方式中，该请求可以指示由活动AGF 110提供的信息(例如，如结合附图标记155所描述的)。例如，该请求指示与活动AGF 110和客户端设备105之间的会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的订户身份、会话信息和/或会话传输信息。
如附图标记180所示，一个或多个控制平面核心网络设备120可以将PDU会话和/或DHCP会话的路径修改到备用AGF 115(例如，从活动AGF 110)。例如，AMF可以请求会话管理功能(SMF)以基于备用AGF 115提供的信息(例如，在路径切换请求中)修改路径。例如，SMF可以与UPF 125通信以修改与PDU会话相关联的从活动AGF 110到备用AGF 115的路径(例如，隧道)。
一个或多个控制平面核心网络设备120(例如，AMF)可以向备用AGF 115发送指示路径已经成功切换或修改为与备用AGF 115相关联的指示。结果，备用AGF 115可以承担与客户端设备105相关联的DHCP会话的DHCP中继的角色。例如，备用AGF 115可以应用与DHCP会话相关联的网络配置和/或由活动AGF 110指示的其他信息，以使备用AGF能够充当DHCP中继。在一些实现方式中，备用AGF 115可以发送并且客户端设备105可以接收与备用AGF115相关联的MAC地址的指示。例如，备用AGF 115可以发送指示与备用AGF 115相关联的MAC地址的无偿地址解析协议(ARP)通信或无偿邻居发现通信(例如，以使客户端设备105能够与与备用AGF 115相关联的MAC实体通信)。在一些其他实现方式中，备用AGF 115可以不发送MAC地址的指示，诸如使用在备用AGF 115和活动AGF110之间共享的虚拟MAC实体的示例(例如，因为客户端设备105将已经从活动AGF 110接收到虚拟MAC实体的MAC地址)。
例如，如附图标记185所示，备用AGF 115可以经由第二路径(例如，备用AGF 115和UPF 125之间的路径)在UPF 125和客户端设备105之间转发与活动会话相关联的一个或多个数据通信(例如，一个或多个数据分组)。例如，与客户端设备105相关联的网络配置(例如，IP地址、订户标识符、会话信息和/或会话传输信息)可能不会改变，但与一个或多个数据通信相关联的路由可能会改变，使得数据通信被转发到备用AGF 115(例如，而不是活动AGF 110)和由备用AGF 115转发到UPF 125或客户端设备105。
结果，可以明显减少在与活动AGF 110相关联的故障之后为客户端设备105与备用AGF 115建立连接所需的信令，从而节省否则将被用于建立与客户端设备105和备用AGF115相关联的新DHCP会话和/或新PDU会话的网络资源和/或处理资源。因此，可以维持与客户端设备105相关联的活动会话，并且客户端设备105可能不会由于活动AGF 110的故障而受到影响或受到影响最小(例如，对数据速率或数据连接性而言)。此外，可以减少与将客户端设备105到无线网络的连接或连接路径从活动AGF 110切换到备用AGF 115相关联的延迟。此外，可以使备用AGF 115能够基于在活动AGF 110和备用AGF115之间交换的信令(例如，BFD信令、VRRP信令或其他信令)快速检测(例如，与检测故障的客户端设备105相比)与活动AGF 110相关联的故障。
如上所述，提供图1A-1C作为示例。其他示例可以与关于图1A-1C所描述的不同。提供图1A-1C中所示的设备的数量和布置作为示例。实际上，与图1A-1C中所示的那些相比，可以有附加的设备、更少的设备、不同的设备或不同排列的设备。此外，图1A-1C中所示的两个或更多个设备可以在单个设备内实现，或者图1A-1C中所示的单个设备可以实现为多个分布式设备。附加地或可替代地，图1A-1C中所示的一组设备(例如，一个或多个设备)可以执行描述为由图1A-1C中所示的另一组设备执行的一个或多个功能。
图2是可以在其中实现本文描述的***和/或方法的示例环境200的示意图。如图2所示，示例环境200可以包括客户端设备205、AN210、第一AGF 215、第二AGF 220、核心网络225和数据网络280。示例环境200的设备和/或网络可以经由有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合互连。
客户端设备205包括一个或多个能够接收、生成、存储、处理和/或提供信息(诸如本文描述的信息)的设备。客户端设备205可以是、可以类似于或可以包括客户端设备105。客户端设备205可以包括住宅网关、用户设备、网络设备(例如，标签交换路由器(LSR)、标签边缘路由器(LER)、入口路由器、出口路由器、提供商路由器、虚拟路由器、网关、交换机、防火墙、集线器、网桥、反向代理、代理服务器、云服务器、数据中心服务器、负载平衡器等)或类似类型的设备。客户端设备205可以是能够经由DHCP进行通信的任何设备(例如，在本文中可以被称为DHCP客户端设备)。在一些实现方式中，客户端设备205可以经由AN 210从核心网络225接收网络流量和/或向核心网络225提供网络流量。
AN 210可以包括与核心网络225的有线连接相关联的一个或多个节点。AN 210可以包括中央单元(CU)，其包括将CU连接到核心单元(例如，下一代核心(NGC)单元)的下一代(NG)接口，该核心单元可以是核心网络225的节点。AN 210可以在客户端设备205和核心网络225之间传输流量。在一些实现方式中，AN 210可以为AN 210所覆盖的客户端设备205执行调度和/或资源管理。在一些实现方式中，AN 210可以由网络控制器控制或协调，网络控制器可以执行负载平衡、网络级配置等。网络控制器可以经由无线或有线回程与AN 210通信。在一些实现方式中，AN 210可以包括网络控制器、自组织网络(SON)模块或部件，或类似的模块或部件。换句话说，AN 210可以执行网络控制、调度和/或网络管理功能(例如，用于由AN 210覆盖的客户端设备205的上行链路、下行链路和/或侧链路通信)。
第一AGF 215和第二AGF 220可以包括在有线接入基础设施(例如，AN 210)和核心网络225之间的一个或多个设备，该设备支持支持5G NAS信令的住宅网关(例如，客户端设备205)和是纯有线(例如，不支持NAS信令)的住宅网关。
在一些实现方式中，核心网络225可以包括示例功能架构，在其中可以实现本文描述的***和/或方法。例如，核心网络225可以包括包括在5G无线电信***中的5G NG核心网络的示例架构。虽然图2中所示的核心网络225的示例架构可以是基于服务的架构的示例，但是在一些实现方式中，核心网络225可以被实现为参考点架构。
如图2所示，核心网络225可以包括多个功能元件。功能元件可以包括例如网络切片选择功能(NSSF)230、网络暴露功能(NEF)235、网络存储库功能(NRF)240、认证服务器功能(AUSF)245、统一数据管理(UDM)部件250、策略控制功能(PCF)255、应用功能(AF)260、AMF265、SMF 270和/或UPF 275，以及其他示例。这些功能元件可以经由消息总线285通信连接。图2中所示的每个功能元件在与无线电信***相关联的一个或多个设备上实现。在一些实现方式中，一个或多个功能元件可以在物理设备，诸如接入点、基站、网关等上实现。在一些实现方式中，一个或多个功能元件可以在云计算环境的计算设备上实现。
NSSF 230包括为客户端设备205选择网络切片实例的一个或多个设备。通过提供网络切片，NSSF 230允许运营商部署多个潜在具有相同基础设施的基本独立的端到端网络。在一些实现方式中，可以为不同的服务定制每个切片。NEF 235包括支持在无线电信***中暴露能力和/或事件以帮助无线电信***中的其他实体发现网络服务的一个或多个设备。NRF 240是所有网络功能的中央存储库。NRF 240可以提供给定网络中可用的所有网络功能的单一记录，连同每个的配置文件和网络功能支持的服务。
AUSF 245包括一个或多个设备，它们充当认证服务器并支持在无线电信***中认证客户端设备205的过程。UDM 250包括在无线电信***中存储用户数据和配置文件的一个或多个设备。UDM 250可用于核心网络225中的固定接入、移动接入等。PCF 255包括提供策略框架的一个或多个设备，该策略框架结合了网络切片、漫游、数据分组处理、移动性管理等。AF 260包括一个或多个设备，这些设备支持应用对流量路由、对NEF 235的访问、策略控制等的影响。
AMF 265包括充当NAS信令、移动性管理等的终止点的一个或多个设备。SMF 270包括支持无线电信***中通信会话的建立、修改和释放的一个或多个设备。例如，SMF 270可以在UPF 275处配置流量引导策略，强制执行用户设备IP地址分配和策略等。一个或多个控制平面核心网络设备120可以是或可以包括NSSF 230、NEF 235、NRF 240、AUSF 245、UDM250、PCF 255、AF 260、AMF 265和/或SMF 270。
UPF 275包括一个或多个设备，该设备用作无线电接入技术(RAT)内和/或RAT间移动性的锚点。UPF 275可以将规则应用于数据分组，诸如关于数据分组路由、流量报告、处理用户平面QoS等的规则。
消息总线285代表用于在功能元件之间通信的通信结构。换句话说，消息总线285可以允许两个或更多个功能元件之间的通信。消息总线285可以是用于在功能元件之间通信的逻辑和/或物理通信结构。因此，消息总线285可以允许两个或多个功能元件之间的通信，无论是逻辑上的(例如，使用一个或多个应用程序编程接口(API)，以及其他示例)和/或物理上的(例如，使用一个或多个有线和/或无线连接)。
数据网络280包括一个或多个有线和/或无线数据网络。例如，数据网络280可以包括IP多媒体子***(IMS)、公共陆地移动网络(PLMN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、专用网络，诸如公司内联网、自组织网络、互联网、基于光纤的网络、云计算网络、第三方服务网络、运营商服务网络等，和/或这些或其他类型的网络的组合。
图2中所示的设备和网络的数量和布置是作为示例提供的。实际上，与图2中所示的设备和/或网络相比，可存在附加的设备和/或网络、更少的设备和/或网络、不同的设备和/或网络、或不同排列的设备和/或网络。此外，图2中所示的两个或更多个设备可以在单个设备内实现，或者图2中所示的单个设备可以实现为多个分布式设备。附加地或可替代地，示例环境200的一组设备(例如，一个或多个设备)可以执行描述为由示例环境200的另一组设备执行的一个或多个功能。
图3是与用于DHCP的备用AGF信令相关联的示例实现方式300的示意图。如图3所示，示例实现方式300包括客户端设备(例如，客户端设备105和/或客户端设备205)、AN(例如，AN 210)、第一AGF(例如，第一AGF 215和/或活动AGF 110)、第二AGF(例如，第二AGF 220和/或备用AGF 115)、AMF(例如，AMF 265)、SMF(例如，SMF 270)、UPF(例如、UPF 275和/或UPF 125)，以及数据网络(DN)(例如，数据网络280)。下面结合图2、4和5更详细地描述这些设备。
如附图标记302所示，第一AGF和AMF可以通信以建立N2接口。类似地，如附图标记304所示，第二AGF和AMF可以通信以建立N2接口。例如，第一AMF和第二AMF可以与AMF通信以建立与核心网络的网络连接。
如附图标记306所示，客户端设备可以发送DHCP消息并且AN可以接收DHCP消息。DHCP消息可以是建立DHCP会话的请求。例如，DHCP消息可以是DHCP发现消息(例如，与DHCPv4相关联)、DHCP征求消息(例如，与DHCPv6相关联)或类似类型的DHCP消息。如附图标记308所示，AN可以发送DHCP消息并且第一AGF可以接收DHCP消息。换句话说，AN可以将来自客户端设备的DHCP消息转发给第一AGF。
如附图标记310所示，第一AGF可以基于接收到的DHCP消息执行与AMF的注册过程。例如，注册过程可以是DHCP设备注册过程。如附图标记312所示，第一AGF可以发送PDU会话建立请求(例如，经由N2接口)并且AMF可以接收PDU会话建立请求。例如，第一AGF可以基于接收到由客户端设备发送的DHCP消息来请求建立PDU会话。
如附图标记314所示，AMF可以发送并且SMF可以接收PDU会话创建通信(例如，PDU会话创建数据分组)。例如，基于接收到PDU会话建立请求，AMF可以与SMF通信以使与第一AGF相关联的PDU会话被建立。如附图标记316所示，SMF可以生成或建立PDU会话并与UPF通信以指示PDU会话。如附图标记318所示，基于与UPF成功建立PDU会话，SMF可以发送并且AMF可以接收指示PDU会话已经成功建立的PDU会话创建ACK消息。如附图标记320所示，第一AGF和AMF可以进行通信以执行PDU会话资源设置。例如，第一AGF和AMF可以通信以建立与PDU会话相关联的会话信息、网络资源和/或网络功能。
如附图标记322所示，客户端设备和UPF可以交换一个或多个通信，执行DHCP会话设置。例如，UPF可以发送(例如，经由第一AGF和/或AN)DHCP提供消息(例如，与DHCPv4相关联)、DHCP通告消息(例如，与DHCPv6相关联))或指示UPF可用作DHCP服务器的类似DHCP通信，并且客户端设备可以接收这类信息。客户端设备可以发送(例如，经由AN和/或第一AGF)并且UPF可以接收请求建立与UPF的DHCP会话的DHCP请求通信。UPF可以基于接收到DHCP请求通信来生成要与DHCP会话相关联的网络配置信息和/或DHCP绑定信息。UPF可以发送(例如，经由第一AGF和/或AN)并且客户端设备可以接收指示网络配置信息和/或DHCP绑定信息以及DHCP会话已经成功建立的DHCP请求ACK通信。
在一些实现方式中，第一AGF和客户端设备可以交换一个或多个ARP消息(例如，ARP请求和/或ARP响应)以建立与路由路径相关联的网关IP地址，以用于与客户端设备相关联的数据分组。如附图标记324所示，一个或多个数据分组可以基于建立PDU会话和DHCP会话在数据网络和客户端设备之间路由(例如，经由UPF、第一AGF和AN)。例如，第一AGF可以在客户端设备和UPF(例如，DHCP服务器)之间转发一个或多个数据分组(例如，作为DHCP中继)。
如附图标记326所示，第一AGF和第二AGF可以交换一个或多个租约查询通信(例如，ALQ和/或BLQ通信)。由第一AGF发送并由第二AGF接收的租约查询通信可以指示与客户端设备相关联的DHCP绑定信息。此外，如结合图1A-1C更详细解释的，租约查询通信可以指示信息以使第二AGF能够将路径(例如，N3接口路径)从第一AGF切换到第二AGF以用于DHCP与客户端设备关联的会话。例如，租赁查询通信可以包括与第一AGF和客户端设备之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的SUPI、SUCI、GUTI和/或PDU会话标识符的指示，以及其他示例。附加地或可替代地，租约查询通信可以包括在其他示例中与第一AGF和客户端设备之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的GUAMI、AMF UE NGAP标识符、RAN UE GAP标识符和/或UE上下文信息(例如，与PDU会话相关联的PDU会话信息和/或与PDU会话相关联的GTP信息)的指示。
如附图标记328所示，第一AGF和第二AGF交换(例如，经由TCP接口)一个或多个VRRP通信和/或一个或多个BFD通信，以促进由第二AGF对与第一AGF相关联的故障的检测。例如，第二AGF可以基于在一定时间内没有接收到VRRP回复和/或BFD回复通信来检测与第一AGF相关联的故障。如附图标记330所示，第一AGF可能经历导致第一AGF无法转发或路由与客户端设备相关联的数据分组的故障。如本文别处更详细描述的，第二AGF可以检测到该故障。
如附图标记332所示，基于检测到故障，第二AGF可以发送并且AMF可以接收与客户端设备的PDU会话和/或DHCP会话相关联的路径切换请求。路径切换请求可以是NGAP路径切换请求。在一些实现方式中，路径切换请求可以是修改与客户端设备的PDU会话和/或DHCP会话相关联的N3接口路径的请求。路径切换请求可以指示第一AGF在租约查询通信中提供的信息。例如，路径切换请求可以指示与第一AGF和客户端设备之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的SUPI、SUCI、GUTI和/或PDU会话标识符的指示，以及其他示例。附加地或可替代地，租约查询通信可以包括在其他示例中与第一AGF和客户端设备之间的活动会话(例如，PDU会话和/或DHCP会话)相关联的GUAMI、AMF UE NGAP标识符、RAN UEGAP标识符和/或UE上下文信息(例如，与PDU会话相关联的PDU会话信息和/或与PDU会话相关联的GTP信息)的指示。这可以使AMF、SMF和/或其他核心网络设备能够识别订户(例如，客户端设备)、DHCP会话和/或PDU会话。
如附图标记334所示，AMF可以发送并且SMF可以接收路径切换请求。例如，基于从第二AGF接收到路径切换请求，AMF可以请求SMF将与PDU会话和/或DHCP会话相关联的路径(例如，N3接口路径)切换到第二AGF。如附图标记336所示，SMF和/或UPF可以修改与第二AGF相关联的路径(例如，基于接收到路径切换请求)。例如，SMF和/或UPF可以修改由核心网络存储的与PDU会话和/或DHCP会话相关联的信息，以修改与第二AGF(例如，而不是第一AGF)相关联的路径。如附图标记338所示，基于成功修改PDU会话和/或DHCP会话以将路径(例如，N3路径)切换到第二AGF，SMF可以发送，并且AMF可以接收指示路径已按请求成功切换的路径切换ACK消息。如附图标记340所示，AMF可以发送并且第二AGF可以接收指示路径已按请求成功切换的路径切换ACK消息。
在一些实现方式中，第二AGF可以发送并且客户端设备可以接收与第二AGF相关联的MAC地址的指示。例如，第二AGF可以发送指示与第二AGF相关联的MAC地址的无偿ARP通信或无偿邻居发现通信(例如，以使客户端设备能够与与第二AGF相关联的MAC实体进行通信)。在一些其他实现方式中，第二AGF可以不发送MAC地址的指示，诸如使用在第一AGF和第二AGF之间共享的虚拟MAC实体的示例。
如附图标记342所示，一个或多个数据分组可以基于切换路径和修改PDU会话在数据网络和客户端设备之间路由(例如，经由UPF、第二AGF和AN)，如如上所述。例如，第二AGF可以在客户端设备和UPF(例如，DHCP服务器)之间转发一个或多个数据分组(例如，作为DHCP中继)。如图3所示，与第一AGF相关联的故障的恢复可以基于第一AGF向第二AGF提供信息以使第二AGF能够促使来自UPF的路径(例如，N3接口路径)从第一AGF切换到第二AGF而快速和有效地解决。例如，第二AGF可以假设不是需要建立新的PDU会话和新的DHCP会话(例如，使用结合附图标记312、314、316、318、320和322描述的类似信令)，而是经由路径切换程序(例如，NGAP路径切换程序)的DHCP中继的角色。这可以节省处理资源和/或网络资源，否则这些处理资源和/或网络资源会被用来传送如结合附图标记312、314、316、318、320和322所描述的以建立新的PDU会话和/或新的与第二AGF和客户端设备关联的DHCP会话的类似信令。此外，这可以使PDU会话和DHCP会话得以维持，从而减少第一AGF故障对客户端设备的影响。
如上所述，提供图3作为示例。其他示例可能与关于图3所描述的不同。图3中所示的设备的数量和布置是作为示例提供的。实际上，与图3中所示的那些相比，可以有附加的设备、更少的设备、不同的设备或不同排列的设备。此外，图3中所示的两个或更多个设备可以在单个设备内实现，或者图3中所示的单个设备可以实现为多个分布式设备。附加地或可替代地，图3中所示的一组设备(例如，一个或多个设备)可以执行描述为由图3中所示的另一组设备执行的一个或多个功能。
图4是设备400的示例部件的示意图，该部件可以对应于客户端设备105、活动AGF110、备用AGF 115、一个或多个控制平面核心网络设备120、UPF 125、客户端设备205、AN210、第一AGF 215、第二AGF 220、NSSF 230、NEF 235、NRF 240、AUSF 245、UDM 250、PCF255、AF 260、AMF 265、SMF 270和/或UPF 275，以及其他示例。在一些实现方式中，客户端设备105、活动AGF 110、备用AGF115、一个或多个控制平面核心网络设备120、UPF 125、客户端设备205、AN 210、第一AGF 215、第二AGF 220、NSSF 230、NEF 235、NRF 240、AUSF 245、UDM250、PCF 255、AF 260、AMF 265、SMF270和/或UPF 275包括一个或多个设备400和/或设备400的一个或多个部件。如图4所示，设备400可以包括总线410、处理器420、存储器430、输入部件440、输出部件450和通信部件460。
总线410包括一个或多个部件，这些部件能够在设备400的部件之间进行有线和/或无线通信。总线410可以将图4的两个或更多个部件耦合在一起，诸如经由操作耦合、通信耦合、电子耦合和/或电气耦合。处理器420包括中央处理单元、图形处理单元、微处理器、控制器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路和/或其他类型的处理部件。处理器420以硬件、固件或硬件和软件的组合来实现。在一些实现方式中，处理器420包括一个或多个处理器，该处理器能够被编程以执行本文别处描述的一个或多个操作或过程。
存储器430包括易失性和/或非易失性存储器。例如，存储器430可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器和/或另一种类型的存储器(例如，闪存、磁存储器和/或光学存储器)。存储器430可以包括内部存储器(例如，RAM、ROM或硬盘驱动器)和/或可移动存储器(例如，经由通用串行总线连接可移动)。存储器430可以是非暂态计算机可读介质。存储器430存储与设备400的操作相关的信息、指令和/或软件(例如，一个或多个软件应用)。在一些实现方式中，存储器430包括一个或多个存储器，其耦合到一个或多个处理器(例如，处理器420)，诸如经由总线410。
输入部件440使设备400能够接收输入，诸如用户输入和/或感测输入。例如，输入部件440可以包括触摸屏、键盘、小键盘、鼠标、按钮、麦克风、开关、传感器、全球定位***传感器、加速度计、陀螺仪和/或致动器。输出部件450使设备400能够提供输出，诸如经由显示器、扬声器和/或发光二极管。通信部件460使设备400能够经由有线连接和/或无线连接与其他设备通信。例如，通信部件460可以包括接收器、发射器、收发器、调制解调器、网络接口卡和/或天线。
设备400可以执行本文描述的一个或多个操作或过程。例如，非暂态计算机可读介质(例如，存储器430)可以存储一组指令(例如，一个或多个指令或代码)以供处理器420执行。处理器420可以执行指令集以执行本文描述的一个或多个操作或过程。在一些实现方式中，由一个或多个处理器420执行指令集促使一个或多个处理器420和/或设备400执行本文描述的一个或多个操作或过程。在一些实现方式中，使用硬连线电路代替指令或与指令组合来执行本文所述的一个或多个操作或过程。附加地或可替代地，处理器420可以被配置为执行本文描述的一个或多个操作或过程。因此，本文描述的实现方式不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
图4中所示的部件的数量和布置是作为示例提供的。设备400可以包括与图4中所示的部件相比附加的部件、更少的部件、不同的部件或不同布置的部件。附加地或可替代地，设备400的一组部件(例如，一个或多个部件)可以执行描述为由设备400的另一组部件执行的一个或多个功能。
图5是设备500的示例部件的示意图。设备500可以对应于客户端设备105、活动AGF110、备用AGF 115、一个或多个控制平面核心网络设备120、UPF 125、客户端设备205、AN210、第一AGF 215、第二AGF 220、NSSF 230、NEF 235、NRF 240、AUSF 245、UDM 250、PCF255、AF 260、AMF 265、SMF 270和/或UPF 275，以及其他示例。在一些实现方式中，客户端设备105、活动AGF 110、备用AGF115、一个或多个控制平面核心网络设备120、UPF 125、客户端设备205、AN 210、第一AGF 215、第二AGF 220、NSSF 230、NEF 235、NRF 240、AUSF 245、UDM250、PCF 255、AF 260、AMF 265、SMF270和/或UPF 275可以包括一个或多个设备500和/或设备500的一个或多个部件。如图5所示，设备500可以包括一个或多个输入部件510-1到510-B(B≥1)(以下统称为输入部件510，单独称为输入部件510)、切换部件520、一个或多个输出部件530-1到530-C(C≥1)(以下统称为输出部件530，单独称为输出部件530)以及控制器540。
输入部件510可以是物理链路的一个或多个附接点，并且可以是诸如数据分组等传入业务的一个或多个入口点。输入部件510可以处理传入业务，诸如通过执行数据链路层封装或解封装。在一些实现方式中，输入部件510可以发送和/或接收数据分组。在一些实现方式中，输入部件510可以包括输入线卡，该输入线卡包括一个或多个数据分组处理部件(例如，以集成电路的形式)，诸如一个或多个接口卡(IFC)、数据分组转发部件、线卡控制器部件、输入端口、处理器、存储器和/或输入队列。在一些实现方式中，设备500可以包括一个或多个输入部件510。
切换部件520可以将输入部件510与输出部件530互连。在一些实现方式中，切换部件520可以经由一个或多个交叉开关、经由总线和/或利用共享存储器来实施。共享存储器可以充当临时缓冲器以在最终调度来自输入部件510的数据分组以传送到输出部件530之前存储数据分组。在一些实现方式中，切换部件520可以使输入部件510、输出部件530和/或控制器540能够彼此通信。
输出部件530可以存储数据分组并且可以调度数据分组以在输出物理链路上传输。输出部件530可以支持数据链路层封装或解封装，和/或各种更高级别的协议。在一些实现方式中，输出部件530可以发送数据分组和/或接收数据分组。在一些实现方式中，输出部件530可以包括输出线卡，该输出线卡包括一个或多个数据分组处理部件(例如，以集成电路的形式)，诸如一个或多个IFC、数据分组转发部件、线卡控制器部件、输出端口、处理器、存储器和/或输出队列。在一些实现方式中，设备500可以包括一个或多个输出部件530。在一些实现方式中，输入部件510和输出部件530可以由相同组的部件来实现(例如，输入/输出部件可以是输入部件510和输出部件530的组合)。
控制器540包括形式为例如CPU、GPU、APU、微处理器、微控制器、DSP、FPGA、ASIC的处理器和/或其他类型的处理器。处理器以硬件、固件或硬件和软件的组合来实现。在一些实现方式中，控制器540可以包括一个或多个可以被编程以执行功能的处理器。
在一些实现方式中，控制器540可以包括存储信息和/或指令以供控制器540使用的RAM、ROM和/或另一种类型的动态或静态存储设备(例如，闪存、磁存储器、光存储器等)。
在一些实现方式中，控制器540可以与连接到设备500的其他设备、网络和/或***通信以交换关于网络拓扑的信息。控制器540可以基于网络拓扑信息创建路由表，可以基于路由表创建转发表，并且可以将转发表转发到输入部件510和/或输出部件530。输入部件510和/或输出部件530可以使用转发表来执行对传入和/或传出数据分组的路由查找。
控制器540可以执行本文描述的一个或多个过程。控制器540可以响应于执行由非暂态计算机可读介质存储的软件指令来执行这些过程。计算机可读介质在本文中被定义为非暂态存储设备。存储设备包括单个物理存储设备内的存储空间或分布在多个物理存储设备上的存储空间。
软件指令可以从另一计算机可读介质或从另一设备经由通信接口读入与控制器540相关联的存储器和/或存储部件中。当被执行时，存储在与控制器540相关联的存储器和/或存储部件中的软件指令可以使控制器540执行本文描述的一个或多个过程。附加地或可替代地，硬连线电路可用于代替软件指令或与软件指令结合来执行本文所述的一个或多个过程。因此，本文描述的实现方式不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
图5中所示的部件的数量和布置是作为示例提供的。在实践中，设备500可以包括与图5中所示的部件相比附加的部件、更少的部件、不同的部件或不同布置的部件。附加地或可替代地，设备500的一组部件(例如，一个或多个部件)可以执行描述为由设备500的另一组部件执行的一个或多个功能。
图6是与用于DHCP的备用AGF信令相关联的示例过程600的流程图。在一些实现方式中，图6的一个或多个处理框由第一AGF设备(例如，备用AGF 115或第二AGF 220)执行。在一些实现方式中，图6的一个或多个处理框由与第一AGF设备分离或包括第一AGF设备的另一设备或一组设备执行，该设备可以是诸如客户端设备105、活动AGF 105、一个或多个控制平面核心网络设备120、UPF 125、客户端设备205、AN 210、第一AGF 215、NSSF 230、NEF235、NRF240、AUSF 245、UDM 250、PCF 255、AF 260、AMF 265、SMF 270和/或UPF 275，以及其他示例。附加地或可替代地，图6的一个或多个处理框可以由设备400的一个或多个部件，诸如处理器420、存储器430、输入部件440、输出部件450和/或通信部件460来执行。附加地或可替代地，图6的一个或多个处理框可以由设备500的一个或多个部件，诸如输入部件510、切换部件520、输出部件530和/或控制器540来执行。
如图6所示，过程600可以包括与第一核心网络设备通信以建立与核心网络的网络连接(框610)。例如，第一AGF设备可以与第一核心网络设备通信以建立与核心网络的网络连接，如上面所述。
如图6进一步所示，过程600可以包括从第二AGF设备接收指示与第二AGF设备和DHCP客户端设备之间的活动会话相关联的订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项的通信(框620)。例如，第一AGF设备可以从第二AGF设备接收指示与第二AGF设备和DHCP客户端设备之间的活动会话相关联的订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项的通信，如上面所述。
如图6进一步所示，过程600可以包括检测第二AGF设备与第二AGF设备和DHCP客户端设备之间的活动会话的故障相关联(框630)。例如，第一AGF设备可以检测到第二AGF设备与第二AGF设备和DHCP客户端设备之间的活动会话的故障相关联，如上面所述。
如图6中进一步所示，过程600可以包括向第一核心网络设备发送将与活动会话相关联的第一路径从第二AGF设备切换到第一AGF设备的请求，其中该请求指示订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项(框640)。例如，第一AGF设备可以向第一核心网络设备发送将与活动会话相关联的第一路径从第二AGF设备切换到第一AGF设备的请求，其中该请求指示订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项，如上面所述。
如图6中进一步所示，过程600可以包括从第一核心网络设备接收与第二核心网络设备和第一AGF设备之间的用于与DHCP客户端设备相关联的活动会话的第二路径相关联的信息的指示(框650)。例如，第一AGF设备可以从第一核心网络设备接收与第二核心网络设备和第一AGF设备之间的用于与DHCP客户端设备相关联的活动会话的第二路径相关联的信息的指示，如上面所述。
如图6进一步所示，过程600可以包括经由第二路径在第二核心网络设备和与活动会话相关联的DHCP客户端设备之间转发一个或多个数据通信(框660)。例如，第一AGF设备可以经由第二路径在第二核心网络设备和与活动会话相关联的DHCP客户端设备之间转发一个或多个数据通信，如上面所述。
过程600可以包括附加的实现方式，诸如下文描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实现方式或多种实现方式的任何组合。
在第一实现方式中，通信是租约查询通信。
在第二实现方式中，单独或与第一实现方式结合，通信包括与活动会话相关联的NAS信息或与活动会话相关联的NGAP信息中的至少一项的指示。
在第三实现方式中，单独或与第一实现方式和第二实现方式中的一种或多种相结合，订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息包括与DHCP客户端设备和活动会话相关联的SUPI、与DHCP客户端设备和活动会话相关联的SUCI、与DHCP客户端设备和活动会话相关联的GUTI或与活动会话相关联的PDU会话标识符中的至少一项的指示。
在第四实现方式中，单独或与第一至第三实现方式中的一种或多种相结合，订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息包括与活动会话相关联的GUAMI、与活动会话相关联的AMF UE NGAP标识符、与活动会话相关联的RAN UE NGAP标识符或与活动会话相关联的UE上下文信息中的至少一项的指示。
在第五实现方式中，单独或与第一至第四实现方式中的一种或多种相结合，通信包括与活动会话相关联的DHCP绑定信息的指示。
在第六实现方式中，单独或与第一至第五实现方式中的一种或多种相结合，过程600包括向DHCP客户端设备发送与第一AGF设备相关联的MAC地址信息的指示。
在第七实现方式中，单独或者与第一至第六实现方式中的一种或多种相结合，第一核心网络设备为控制平面核心网络设备，第二核心网络设备为用户平面核心网络设备。
尽管图6示出了过程600的示例框，但在一些实现方式中，过程600包括比图6中描绘的那些附加的框、更少的框、不同的框或不同排列的框。附加地或可替代地，可以并行执行过程600的两个或更多个框。
图7是与用于DHCP的备用AGF信令相关联的示例过程700的流程图。在一些实现方式中，图7的一个或多个过程框由第一AGF设备(例如，活动AGF 110和/或第一AGF 215)执行。在一些实现方式中，图7的一个或多个处理框由与第一AGF设备分离或包括第一AGF设备的另一设备或一组设备执行，该设备可以是诸如客户端设备105、备用AGF 115、一个或多个控制平面核心网络设备120、UPF 125、客户端设备205、AN 210、第二AGF 220、NSSF 230、NEF235、NRF 240、AUSF 245、UDM 250、PCF 255、AF 260、AMF 265、SMF 270和/或UPF 275，以及其他示例。附加地或可替代地，图7的一个或多个处理框可以由设备400的一个或多个部件，诸如处理器420、存储器430、输入部件440、输出部件450和/或通信部件460来执行。附加地或可替代地，图7的一个或多个处理框可以由设备500的一个或多个部件，诸如输入部件510、切换部件520、输出部件530和/或控制器540来执行。
如图7所示，过程700可以包括与控制平面核心网络设备建立与核心网络的网络连接(框710)。例如，第一AGF设备可以与控制平面核心网络设备建立与核心网络的网络连接，如上面所述。
如图7中进一步所示，过程700可以包括经由DHCP与控制平面核心网络设备建立与客户端设备相关联的PDU会话，其中PDU会话与与客户端设备相关联的订户身份、订户上下文、会话信息或会话传输信息中的至少一项相关联(框720)。例如，第一AGF设备可以经由DHCP与控制平面核心网络设备建立与客户端设备相关联的PDU会话，其中PDU会话与与客户端设备相关联的订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项相关联，如上面所述。
如图7中进一步所示，过程700可以包括在客户端设备和用户平面核心网络设备之间转发与PDU会话相关联的一个或多个数据通信(框730)。例如，第一AGF设备可以在客户端设备和用户平面核心网络设备之间转发与PDU会话相关联的一个或多个数据通信，如上面所述。
如图7中进一步所示，过程700可以包括向第二AGF设备发送指示与PDU会话相关联的订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项的租约查询通信以使第二AGF设备能够维持与客户端设备的PDU会话(框740)。例如，第一AGF设备可以向第二AGF设备发送指示与PDU会话相关联的订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息中的至少一项的租约查询通信，以使第二AGF设备能够维持与客户端设备的PDU会话，如上面所述。例如，租约查询通信可以使第二AGF设备能够维护指示与PDU会话相关联的信息的数据结构(例如，可以使第二AGF设备能够维护数据库、列表和/或指示与一个或多个客户端设备(包括客户端设备)相关的PDU会话信息的另一数据结构)。
过程700可以包括附加的实现方式，诸如下文描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实现方式或多种实现方式的任何组合。
在第一实现方式中，租约查询通信包括ALQ通信、单独租约查询通信或BLQ通信中的至少一项。
在第二实现方式中，单独或与第一实现方式相结合，租约查询通信包括与PDU会话相关联的NAS信息或与PDU会话相关联的NGAP信息中的至少一项的指示。
在第三实现方式中，单独或与第一实现方式和第二实现方式中的一种或多种相结合，订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息包括与客户端设备和PDU会话相关联的SUPI、与客户端设备和PDU会话相关联的SUCI、与客户端设备和PDU会话相关联的GUTI或与PDU会话相关联的PDU会话标识符中的至少一项的指示。
在第四实现方式中，单独或与第一至第三实现方式中的一种或多种相结合，订户身份、会话信息、订户上下文或会话传输信息包括与PDU会话相关联的GUAMI、与PDU会话相关联的AMF UE NGAP标识符、与PDU会话相关联的RAN UE NGAP标识符、与PDU会话相关联的PDU会话信息或与PDU会话相关联的GTP信息中的至少一项的指示。
在第五实现方式中，单独或与第一至第四实现方式中的一种或多种相结合，租约查询通信包括与PDU会话相关联的DHCP绑定信息的指示。
在第六实现方式中，单独或与第一至第五实现方式中的一种或多种相结合，过程700包括向第二AGF设备发送一个或多个VRRP通信或一个或多个BFD通信以促进检测与与PDU会话关联的第一AGF设备相关联的故障。
尽管图7示出了过程700的示例框，但在一些实现方式中，过程700包括比图7中描绘的那些附加的框、更少的框、不同的框或不同排列的框。附加地或可替代地，可以并行执行过程700的两个或更多个框。
前述公开内容提供了说明和描述，但不旨在穷举或将实现方式限制为公开的精确形式。可以根据上述公开内容进行修改和变化，或者可以从实现方式的实践中获得。
如本文所用，流量或内容可以包括一组数据分组。数据分组可以指用于传递信息的通信结构，该信息诸如为PDU、服务数据单元(SDU)、网络数据分组、数据报、段、消息、块、帧(例如，以太网帧)、上述任何内容的一部分，和/或能够经由网络发送的另一种类型的格式化或未格式化的数据单元。
如本文所用，取决于上下文，满足阈值可以指大于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、小于或等于阈值、等于阈值、不等于阈值等的值。
如本文所用，术语“部件”旨在广义地解释为硬件、固件或硬件和软件的组合。显然，本文描述的***和/或方法可以以不同形式的硬件、固件和/或硬件和软件的组合来实现。用于实现这些***和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码不限于所述实现方式。因此，本文描述了***和/或方法的操作和行为而不参考特定的软件代码-应当理解，软件和硬件可以用于基于本文的描述来实现所述***和/或方法。
尽管在权利要求中详述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实现方式的公开内容。事实上，这些特征中的许多可以以未在权利要求中详述和/或在说明书中公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接依赖于一个权利要求，但各种实现方式的公开内容包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。如本文所用，提及项目列表中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及具有多个相同项目的任何组合。
除非明确说明，否则本文使用的任何元件、动作或指令均不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括与冠词“该”有关的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目或相关和不相关项目的组合)，并且可以与“一个或多个”互换使用。如果仅打算包括一个，则使用短语“仅一个”或类似的语言。此外，如本文所用，术语“具有”、“具有”、“具有”等旨在为开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。此外，如本文所用，术语“或”在以系列形式使用时旨在包括在内，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一个”或“只有一个”结合使用)。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由第一接入网关功能AGF设备，与第一核心网络设备通信以建立与核心网络的网络连接；
由所述第一AGF设备从第二AGF设备接收指示以下中的至少一项的通信：订户身份、会话信息、订户上下文、或与第二AGF设备和动态主机配置协议DHCP客户端设备之间的活动会话相关联的会话传输信息；
由所述第一AGF设备检测所述第二AGF设备与所述第二AGF设备和所述DHCP客户端设备之间的所述活动会话的故障相关联；
由所述第一AGF设备向所述第一核心网络设备发送将与所述活动会话相关联的第一路径从所述第二AGF设备切换到所述第一AGF设备的请求，其中所述请求指示以下中的至少一项：所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息；
由所述第一AGF设备从所述第一核心网络设备接收与第二路径相关联的信息的指示，所述第二路径在第二核心网络设备与所述第一AGF设备之间、用于与所述DHCP客户端设备相关联的所述活动会话；以及
由所述第一AGF设备经由所述第二路径在所述第二核心网络设备和与所述活动会话相关联的所述DHCP客户端设备之间转发一个或多个数据通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信是租约查询通信。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信包括以下中的至少一项的指示：与所述活动会话相关联的非接入层NAS信息或与所述活动会话相关联的下一代应用协议NGAP信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息包括以下中的至少一项的指示：
与所述DHCP客户端设备和所述活动会话相关联的订户唯一永久标识符SUPI，
与所述DHCP客户端设备和所述活动会话相关联的订户唯一隐藏标识符SUCI，
与所述DHCP客户端设备和所述活动会话相关联的全球唯一临时标识符GUTI，或
与所述活动会话相关联的协议数据单元PDU会话标识符。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息包括以下至少一项的指示：
与所述活动会话相关联的全球唯一访问和移动性功能(AMF)标识符(GUAMI)，
与所述活动会话相关联的AMF用户设备UE下一代应用协议NGAP标识符，
与所述活动会话相关联的无线电接入网络RAN UE NGAP标识符，或
与所述活动会话关联的UE上下文信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信包括与所述活动会话相关联的DHCP绑定信息的指示。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向所述DHCP客户端设备发送与所述第一AGF设备相关联的媒体访问控制MAC地址信息的指示。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一核心网络设备为控制平面核心网络设备，并且所述第二核心网络设备为用户平面核心网络设备。
9.一种第一接入网关功能AGF设备，包括：
一个或多个存储器；以及
一个或多个处理器，用以：
与控制平面核心网络设备建立与核心网的网络连接；
经由动态主机配置协议DHCP与所述控制平面核心网络设备建立与客户端设备相关联的协议数据单元PDU会话，其中所述PDU会话与以下中的至少一项相关联：订户身份、会话信息、订户上下文或与所述客户端设备相关联的会话传输信息；
在所述客户端设备和用户平面核心网络设备之间转发与所述PDU会话相关联的一个或多个数据通信；以及
向第二AGF设备发送指示以下中的至少一项的租约查询通信：所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或与所述PDU会话相关联的所述会话传输信息，以使所述第二AGF设备能够维持与所述客户端设备的所述PDU会话。
10.根据权利要求9所述的第一AGF设备，其中所述租约查询通信包括以下中的至少一项：活动租约查询ALQ通信、单独租约查询通信或批量租约查询BLQ通信。
11.根据权利要求9所述的第一AGF设备，其中所述租约查询通信包括以下中的至少一项的指示：与所述PDU会话相关联的非接入层NAS信息或与所述PDU会话相关联的下一代应用协议NGAP信息。
12.根据权利要求9所述的第一AGF设备，其中所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息包括以下中的至少一项的指示：
与所述客户端设备和所述PDU会话相关联的订户唯一永久标识符SUPI，
与所述客户端设备和所述PDU会话相关联的订户唯一隐藏标识符SUCI，
与所述客户端设备和所述PDU会话关联的全球唯一临时标识符GUTI，或
与所述PDU会话相关联的PDU会话标识符。
13.根据权利要求9所述的第一AGF设备，其中所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息包括以下至少一项的指示：
与所述PDU会话相关联的全球唯一访问和移动性功能AMF标识符GUAMI，
与所述PDU会话相关联的AMF用户设备UE下一代应用协议NGAP标识符，
与所述PDU会话相关联的无线电接入网络RAN UE NGAP标识符，
与所述PDU会话相关联的PDU会话信息，
与所述PDU会话相关联的通用分组无线电服务GPRS隧道协议GTP信息，或
与所述PDU会话关联的UE上下文信息。
14.根据权利要求9所述的第一AGF设备，其中所述租约查询通信包括与所述PDU会话相关联的DHCP绑定信息的指示。
15.根据权利要求9所述的第一AGF设备，其中所述一个或多个处理器还用以：
向所述第二AGF设备发送一个或多个虚拟路由器冗余协议VRRP通信或一个或多个双向转发检测BFD通信，以促进检测与关联于所述PDU会话的所述第一AGF设备相关联的故障。
16.一种存储指令集的非暂态计算机可读介质，所述指令集包括：
一个或多个指令，当由第一接入网关功能AGF设备的一个或多个处理器执行时，使所述第一AGF设备：
与控制平面核心网络设备通信，以建立与核心网络的网络连接；
从第二AGF设备接收指示以下中的至少一项的租约查询通信：订户身份、会话信息、订户上下文或与所述第二AGF设备和客户端设备之间的协议数据单元PDU会话相关联的会话传输信息；
检测所述第二AGF设备已经历了与所述PDU会话相关联的故障；
向所述控制平面核心网络设备发送将所述PDU会话从所述第二AGF设备切换到所述第一AGF设备的请求，其中所述请求指示以下中的至少一项：所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息；
从所述控制平面核心网络设备接收与路径相关联的信息的指示，所述路径在用户平面核心网络设备与所述第一AGF设备之间、用于与所述客户端设备相关联的所述PDU会话；以及
经由所述路径，在所述用户平面核心网络设备和与所述PDU会话相关联的所述客户端设备之间转发一个或多个数据通信。
17.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中所述租约查询通信包括与所述PDU会话相关联的非接入层NAS信息或与所述PDU会话相关联的下一代应用协议NGAP信息中的至少一项的指示。
18.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息包括以下中的至少一项的指示：
与所述客户端设备和所述PDU会话相关联的订户唯一永久标识符SUPI，
与所述客户端设备和所述PDU会话相关联的订户唯一隐藏标识符SUCI，
与所述客户端设备和所述PDU会话关联的全球唯一临时标识符GUTI，或
与所述PDU会话相关联的PDU会话标识符。
19.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中所述订户身份、所述会话信息、所述订户上下文或所述会话传输信息包括以下至少一项的指示：
与所述PDU会话相关联的全球唯一访问和移动性功能AMF标识符GUAMI，
与所述PDU会话相关联的AMF用户设备UE下一代应用协议(NGAP)标识符，
与所述PDU会话相关联的无线电接入网络RAN UE NGAP标识符，或
与所述PDU会话关联的UE上下文信息。
20.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中使所述第一AGF设备检测所述第二AGF设备已经历与所述PDU会话相关联的所述故障的所述一个或多个指令使所述第一AGF设备：
基于与所述第二AGF设备执行虚拟路由器冗余协议VRRP程序或双向转发检测BFD程序来检测所述第二AGF设备已经历所述故障。
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