CN101141439A - 报告用户设备接入类型和分配网络配置信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在接入设备中向服务器报告用户设备的接入类型的方案，首先接收来自用户设备的接入请求消息；然后在所述接入请求消息中插入所述用户设备的接入类型信息；最后将所述包含用户设备接入类型信息的接入请求消息转发给所述服务器。服务器根据所述用户设备的接入类型来为用户设备分配网络配置信息。采用本发明的技术方案，简化了网络管理。

Description

报告用户设备接入类型和分配网络配置信息的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及通信网络中的接入网。

背景技术

网络融合是近几年电信领域最热门的课题之一，为了降低网络设备的投入成本和运营成本，运营商希望能够通过一个统一的接入平台为用户提供多种不同方式的接入，比如WiMax(微波存取全球互通)，DSL(数字用户线路)，GPON(G比特无源光网络)等。这种统一的接入平台包括统一的认证服务器、DHCP(动态主机配置协议)服务器、PPPoE(以太网上点对点协议)服务器、DNS(域名解析)服务器和网管系统等。如图1所示，其中，综合接入设备可以提供不同类型的接入，在接入过程中，它通常负责用户的接入认证和DHCP中继以及PPPoE中继等。网络中的AAA(认证、授权和计费)服务器负责用户的认证和授权，DHCP服务器和PPPoE服务器负责为终端用户配置接入参数，比如分配IP地址等。

在使用统一的DHCP或PPPoE服务器为不同接入方式的用户进行用户信息的配置时，为了方便管理，运营商通常希望能够为使用不同接入技术的用户配置不同的参数。比如，DHCP服务器可能会对DSL用户和WiMax用户配置不同的SIP(Session Initial Protocol，初始会话协议)  服务器，或者为他们分配不同网段的IP地址等。为了实现这个目的，DHCP或PPPoE服务器需要一种方法来识别用户所使用的接入技术。

目前在DHCP服务器上区分不同用户的有效方法通常是通过在DHCP中继上插入DHCP选项82(即DHCP中继代理信息选项)，PPPoE通常是通过PPPoE中继上插入供应商特定信息标签(Vendor-specific Tag)。但是目前这些选项无法识别用户的接入类型。本发明就是为了解决上述问题而提出的。

下面将对动态主机分配协议和以太网上点对点协议进行简单的介绍。

一.动态主机分配协议

DHCP分为两个部分：一个是服务器端，而另一个是客户端。所有的IP网络设定资料都由DHCP服务器集中管理，并负责处理客户端的DHCP要求；而客户端则会使用从服务器分配下来的IP环境资料。

1.DHCP的分配形式

首先，必须至少有一台DHCP服务器工作在网络上面，它会监听网络的DHCP请求，并与客户端磋商TCP/IP的设定环境。它提供两种IP定位方式：自动分配，其情形是：一旦DHCP客户端第一次成功的从DHCP服务器端租用到IP地址之后，就永远使用这个地址；动态分配，当DHCP第一次从DHCP服务器端租用到IP地址之后，并非永久的使用该地址，只要租约到期，客户端就得释放(release)这个IP地址，以给其它工作站使用。当然，客户端可以比其它主机更优先的延续(renew)租约，或是租用其它的IP地址。

2.DHCP的工作原理

视客户端是否第一次登录网络，DHCP的工作形式会有所不同。下面对客户机第一次登录网络时DHCP工作的情形进行详细说明。

第一次登录的时候：

1)寻找Server。当DHCP客户端第一次登录网路的时候，也就是客户发现本机上没有任何IP资料设定，它会向网络发出一个DHCP-DISCOVER封包。因为客户端还不知道自己属于哪一个网络，所以封包的来源地址会为0.0.0.0，而目的地址则为255.255.255.255，然后再附上DHCP-DISCOVER的信息，向网络进行广播。

在Windows的预设情形下，DHCP-DISCOVER的等待时间预设为1秒，也就是当客户端将第一个DHCP-DISCOVER封包送出去之后，在1秒之内没有得到回应的话，就会进行第二次DHCP-DISCOVER广播。若一直得不到回应的情况下，客户端一共会有四次DHCP-DISCOVER广播(包括第一次在内)，除了第一次会等待1秒之外，其余三次的等待时间分别是9、13、16秒。如果都没有得到DHCP服务器的回应，客户端则会显示错误信息，宣告DHCP-DISCOVER的失败。之后，基于使用者的选择，系统会继续在5分钟之后再重复一次DHCP-DISCOVER的过程。

2)提供IP租用地址。当DHCP服务器监听到客户端发出的DHCP-DISCOVER广播后，它会从那些还没有租出的地址范围内，选择最前面的空置IP，连同其它TCP/IP设定，回应给客户端一个DHCP-OFFER封包。

由于客户端在开始的时候还没有IP地址，所以在其DHCP-DISCOVER封包内会带有其MAC地址信息，并且有一个XID编号来辨别该封包，DHCP服务器回应的DHCP-OFFER封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据服务器端的设定，DHCP-OFFER封包会包含一个租约期限的信息。

3)接受IP租约。如果客户端收到网络上多台DHCP服务器的回应，只会挑选其中一个DHCP-OFFER而已(通常是最先抵达的那个)，并且会向网络发送一个DHCP-REQUEST广播封包，告诉所有DHCP服务器它将指定接受哪一台服务器提供的IP地址。

同时，客户端还会向网络发送一个ARP封包，查询网络上面有没有其它机器使用该IP地址；如果发现该IP已经被占用，客户端则会送出一个DHCP-DECLINE封包给DHCP服务器，拒绝接受其DHCP-OFFER，并重新发送DHCP-DISCOVER信息。

4)租约确认。当DHCP服务器接收到客户端的DHCP-REQUEST之后，会向客户端发出一个DHCP-ACK回应，以确认IP租约的正式生效，也就结束了一个完整的DHCP工作过程。

二.以太网上点对点协议

以太网上点对点协议(PPP over Ethernet)通过把最经济的局域网技术-以太网和点对点协议的可扩展性及管理控制功能结合在一起，网络服务提供商和电信运营商便可利用可靠和熟悉的技术来加速部署高速互联网业务。它使服务提供商在通过数字用户线、电缆调制解调器或无线连接等方式，提供支持多用户的宽带接入服务时更加简便易行。同时该技术亦简化了最终用户在动态地选择这些服务时的操作。

假如客户端要通过一个局域网与远程的PPPoE服务器进行身份验证，这时，它们会有两个不同的会话阶段，发现(Discovery)阶段和PPP会话阶段。当一个客户端想开始一个PPPoE会话时，它必须首先进行发现阶段以识别对端的以太网MAC地址，并建立一个PPPoE-SESSION_ID。在发现阶段，基于网络的拓扑结构，客户端可以发现多个PPPoE服务器，然后从中选择一个，不过通常都是选择反应最快的一个。Discovery阶段是一个无状态的阶段，该阶段主要是选择接入服务器，确定所要建立的PPP会话标识符SESSION_ID，同时获得对方点到点的连接信息。PPP会话阶段执行标准的PPP过程。当此阶段完成，通信的两端都知道PPPoE-SESSION_ID和对端的以太网地址，它们一起定义了一个唯一的PPPoE会话。这些步骤包括客户端广播一个有效发现初始消息(PASI)，一个或多个PPPoE服务器发送有效发现响应消息(PADO)，客户端向选中的服务器发送有效发现请求消息(PADR)，选中的PPPoE服务器发送一个有效发现确认消息(PADS)给客户端。当客户端接收到确认消息，它可以开始进行PPP会话阶段。当PPPoE服务器发送出有效发现确认消息，它可以开始PPP会话。当客户端在指定的时间内没有接收到PADO，它应该重新发送它的PADI消息，并且加倍等待时间，这个过程会被重复期望的次数。如果客户端正等待接收PADS，应该使用具有客户端重新发送PADR的相似超时机制。在重试指定的次数后，主机应该重新发送PADI消息。PPPoE还有一个有效发现终止消息(PADT)，它可以在会话建立后的任何时候发送，来终止PPPoE会话。它可以由客户端或者PPPoE服务器发送。当接收到一个PADT，不再允许使用这个会话来发送PPP业务在发送或接收PADT后，即正常的PPP不能使用时，可以使用PADT，一旦PPPoE会话开始，PPP数据就可以以任何其它的PPP封装形式发送。所有的以太网帧都是单播的，身份验证是发生在会话阶段的，PPPoE会话的SESSION_ID一定不能改变，并且必须是发现阶段分配的值。以上是PPPoE验证过程的简单说明。

发明内容

本发明的目的是提供一种识别用户设备的接入类型的方案以及服务器根据识别出的用户设备的接入类型来为用户设备分配网络配置信息。

根据本发明的第一个方面，提供一种在通信网络的接入设备中用于向服务器报告用户设备接入类型的方法，首先接收来自用户设备的接入请求消息；然后在所述接入请求消息中插入所述用户设备的接入类型信息，以获得包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息；最后将所述包含用户设备接入类型信息的接入请求消息转发给所述服务器。

根据本发明的第二个方面，提供了一种在通信网络的接入设备中用于向服务器报告用户设备接入类型的报告装置，该装置包括接收装置、插入装置和发送装置，接收装置接收来自用户设备的接入请求消息；插入装置在所述接入请求消息中插入所述用户设备的接入类型信息，以获得包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息；发送装置，将所述包含用户设备的接入类型信息的接入请求消息转发给所述服务器。

根据本发明的第三个方面，提供了一种在通信网络的服务器中用于为用户设备分配网络配置信息的方法，其特征在于根据用户设备的接入类型来为该用户分配网络配置信息。

根据本发明的第四个方面，提供了一种在通信网络的服务器中用于为用户设备分配网络配置信息的装置，其特征在于根据用户设备的接入类型来为该用户分配网络配置信息。

本发明的优点在于由于服务器能够知道用户设备的接入类型，它将根据接入类型为用户设备分配分配不同的参数，从而简化了网络管理。

附图说明

通过阅读以下参照附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为根据本发明的一个具体实施方式的通信网络的拓扑结构图；

图2a为动态主机配置协议的帧结构示意图；

图2b为动态主机配置协议帧结构中的选项结构示意图；

图2c为动态主机配置协议帧结构中选项82的子选项结构示意图；

图3为以太网上点对点协议的帧结构示意图；

图4为根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设备中向服务器报告用户设备的接入类型的方法流程图；

图5为根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设备中向服务器报告用户设备的接入类型的报告装置的框图；

图6为根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的服务器中根据用户设备的接入类型为该用户设备分配网络配置信息的方法流程图；

图7为根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的服务器中根据用户设备的接入类型为该用户设备分配网络配置信息的分配装置的框图。

具体实施方式

图2a示出了DHCP包的封装格式，DHCP的消息都封装在UDP(用户数据报协议)数据报里，DHCP中的选项可以提供很多用户相关的参数(如Netmask、Gateway、DNS、等等)，其长度可变，同时可有多个选项。每个选项的第一个字节为选项代码，其后一个字节为后面项目内容的长度，最后为项目内容，如图2b所示的DHCP消息中的选项(option)格式。DHCP利用0x53选项代码来设定封包类别：1为DHCP-DISCOVER，2为DHCP-OFFER，3为DHCP-REQUEST，4为DHCP-DECLINE，5为DHCP-ACK，6为DHCP-NACK，7为DHCP-RELEASE。

当DHCP Relay Agent(或接入设备)将客户端的DHCP包转发到DHCP服务器时，可以插入一些选项信息，以便DHCP服务器能更精确的得知PC客户端的信息，从而能更灵活按相应策略分配IP地址和IP地址需要的租约时间。该选项信息的选项号为82，故又称为Option82。Option 82是对DHCP选项的扩展应用，又被称为DHCP relay agentinformation option(中继代理信息选项)，当向一个DHCP中继代理传输客户端发起的DHCP请求时被中继代理嵌入到客户端的DHCP报文中，当服务器识别到中继代理信息选项后就会根据选项中的信息执行IP地址的分配和策略的实施。DHCP服务器将发给用户的响应数据包首先发送给中继代理，然后由中继代理将选项字段剥去后发送给客户端。“中继信息”选项被定义为一个包含一个或多个“子选项”的单独的DHCP选项，并传送可被中继代理识别的信息。Option 82选项如同一个“容器”选项，为中继代理分配的特定的子选项在DHCP报文中提供了数据空间。其子选项帧格式如图2c所示。

本发明的基本思想是，对于DHCPv4，在DHCP选项82中定义一个新的子选项来标识用户的接入类型，

对于DHCPv6，定义一个新的选项来标识用户的接入类型，称为接入类型选项。接入类型选项由DHCP中继代理(或接入设备)在转发从DHCP客户端到DHCP服务器的DHCP消息中插入。DHCP服务器将根据这一信息来识别来自不同接入类型的用户，进而为之分配不同的参数。

图3是以太网上点对点协议的帧格式示意图，在PPPoE首部中有一个类型代码用来指示上述PADI、PADO、PADR、PADS和PADT等消息类型。在PPPoE帧中定义了多个标签用来标识各种信息。这里PPPoE中继服务器(或接入设备)在供应商特定信息标签(Vendor-specific Tag)中的预留比特来定义接入类型，如图3所示。

用不同的值来定义不同的接入类型，一种定义方式如下表所示。显然，在类型值和类型之间也可有其他的映射方式，不限于表1所示。

类型值	类型描述
		0	IEEE 802.3(以太网)
1	xDSL
		2	ITU-G984(GPON)
3	Cable
		4	IEEE 802.16(WiMax)
5	IEEE 802.11(WiFi)
		6	CDMA2000
7	UMTS
		8-65535	保留

表1接入类型的值定义

下面结合图4-图7对本发明作进一步详细描述。

图4示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设备中向服务器报告用户设备的接入类型的方法流程图。该方法包括三个步骤。

首先，在步骤S11中，接收来自用户设备的接入请求消息，该接入消息包括DHCP发现(DHCP-DISCOVER)消息、DHCP请求(DHCP-REQUEST)消息、PPPoE有效发现初始(PADI)消息和PPPoE有效发现请求(PADR)消息。

然后，在步骤S12中，在所述接入请求消息中插入所述用户设备的接入类型信息，以获得包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息。在DHCPv4中，在option82中增加一个上述定义的子选项，如图2c所示的格式；在DHCPv6中，接入设备在包含DHCPv6消息的中继帧中添加一个新的选项，如图2b所示的格式；在PPPoE中，在供应商特定信息标签(Vendor-specific Tag)中添加接入类型信息，如图3所示。

最后，在步骤S13中，将所述包含用户设备接入类型信息的接入请求消息转发给所述服务器。如果是DHCP消息，则转发给DHCP服务器，如果是PPPoE消息，则转发给PPPoE服务器。

图5示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设备中向服务器报告用户设备的接入类型的报告装置的框图。该报告装置1包括接收装置11、插入装置12和发送装置13。

首先，接收装置11接收来自用户设备的接入请求消息，该接入消息包括DHCP发现(DHCP-DISCOVER)消息、DHCP请求(DHCP-REQUEST)消息、PPPoE有效发现初始(PADI)消息和PPPoE有效发现请求(PADR)消息。

然后，插入装置12在所述接入请求消息中插入所述用户设备的接入类型信息，以获得包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息。在DHCPv4中，在option82中增加一个上述定义的子选项，如图2c所示的格式；在DHCPv6中，接入设备在包含DHCPv6消息的中继帧中添加一个新的选项，如图2b所示的格式；在PPPoE中，在供应商特定信息标签(Vendor-specific Tag)中添加接入类型信息，如图3所示。

最后，发送装置13将所述包含用户设备的接入类型信息的接入请求消息转发给所述服务器。如果是DHCP消息，则转发给DHCP服务器，如果是PPPoE消息，则转发给PPPoE服务器。

图6示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的服务器中根据用户设备的接入类型为该用户设备分配网络配置信息的方法流程图。该方法包括步骤S21、S22、S23和S24。

首先，在步骤S21中，接收包含用户设备接入类型信息的接入请求消息。该接入请求消息可能是DHCP发现(DHCP-DISCOVER)消息或DHCP请求(DHCP-REQUEST)消息，也可能是PPPoE有效发现初始(PADI)消息或PPPoE有效发现请求(PADR)消息。这些消息可能是直接来自用户设备的，也可能是经由接入设备传送的。

其次，在步骤S22中，从所述接入请求消息中获取所述用户设备的接入类型信息，即接入类型值。

然后，在步骤S23中，根据步骤S22中获取的所述用户设备的接入类型值，根据表1确定其接入类型，然后为该用户设备分配网络配置信息；DHCP服务器或者PPPoE服务器可能会对DSL用户和WiMax用户配置不同的SIP服务器，或者为他们分配不同网段的IP地址、不同的DNS服务器等。

最后，在步骤S24中，将所述网络配置信息发送给所述用户设备。如果是DHCP服务器，则用DHCP响应(DHCP-OFFER)消息或者DHCP应答(DHCP-ACK)消息将所述网络配置消息发送给用户设备。如果是PPPoE服务器，则用PPPoE有效发现响应(PADO)消息或者是PPPoE有效发现会话确认(PADS)消息或者在后面PPP会话阶段来将所述网络配置消息发送给用户设备。这里可以是经由接入设备发给用户设备，也可以是直接发给用户设备。

图7示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的服务器中根据用户设备的接入类型为该用户设备分配网络配置信息的分配装置的框图。该分配装置2包括接收装置21、获取装置22、确定装置23和发送装置24。

首先，接收装置21接收包含所述用户设备接入类型信息的接入请求。该接入请求可能是DHCP发现(DHCP-DISCOVER)消息或DHCP请求(DHCP-REQUEST)消息，也可能是PPPoE有效发现初始(PADI)消息或PPPoE有效发现请求(PADR)消息。这些消息可能是直接来自用户设备的，也可能是经由接入设备传送的。

其次，获取装置22从所述接入请求消息中获取所述用户设备的接入类型信息，即接入类型值。

然后，确定装置23，根据获取装置22获取的所述用户设备的接入类型值，根据表1确定其接入类型，然后确定为该用户设备分配的网络配置信息。DHCP服务器或者PPPoE服务器可能会对DSL用户和WiMax用户配置不同的SIP服务器，或者为他们分配不同网段的IP地址、不同的DNS服务器等等。根据所述用户设备的接入类型信息来确定该用户设备的网络配置信息；

最后，发送装置24，根据将所述网络配置信息发送给所述用户设备。如果是DHCP服务器，则用DHCP响应(DHCP-OFFER)消息或者DHCP应答(DHCP-ACK)消息将所述网络配置消息发送给用户设备。如果是PPPoE服务器，则用PPPoE有效发现响应(PADO)消息或者是PPPoE有效发现会话确认(PADS)消息或者在后面PPP会话阶段来将所述网络配置消息发送给用户设备。这里可以是经由接入设备发给用户设备，也可以是直接发给用户设备。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (27)

1.一种在通信网络的接入设备中用于向服务器报告用户设备接入类型的方法，包括以下步骤：

a.接收来自用户设备的接入请求消息；

b.在所述接入请求消息中插入所述用户设备的接入类型信息，以获得包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息；

c.将所述包含用户设备接入类型信息的接入请求消息转发给所述服务器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入请求消息为动态主机配置协议(DHCP)消息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入请求消息为以太网上点对点协议(PPPOE)消息。

4.一种在通信网络的接入设备中用于向服务器报告用户设备接入类型的报告装置，包括：

-接收装置，用于接收来自用户设备的接入请求消息；

-插入装置，用于在所述接入请求消息中插入所述用户设备的接入类型信息，以获得包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息；

-发送装置，用于将所述包含用户设备的接入类型信息的接入请求消息转发给所述服务器。

5.根据权利要求4所述的报告装置，其特征在于，所述接入请求消息为动态主机配置协议消息。

6.根据权利要求4所述的报告装置，其特征在于，所述接入请求消息为以太网上点对点协议消息

7.一种通信网络中的接入设备，其特征在于，包含权利要求4-6中任一项所述的报告装置。

8.根据权利要求7所述的接入设备，其特征在于，该接入设备为网络接入服务器(NAS)。

9.一种在通信网络的服务器中用于为用户设备分配网络配置信息的方法，其特征在于根据用户设备的接入类型来为该用户分配网络配置信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

i.接收包含用户设备接入类型信息的接入请求消息；

ii.从所述接入请求消息中获取所述用户设备的接入类型信息；

iii.根据所述用户设备的接入类型信息来确定该用户设备的网络配置信息；

iv.将所述网络配置信息发送给所述用户设备。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤i还包括：

-接收经由接入设备传送的包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述步骤iv还包括：

-将所述网络配置信息经由接入设备发送给所述用户设备。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述用户设备的接入请求消息为动态主机配置协议消息。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤iv还包括利用动态主机配置协议消息将所述网络配置信息发送给所述用户设备。

15.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述用户设备的接入请求消息为以太网上的点对点协议消息。

16.根据权利要求10-12和15中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤iv还包括利用以太网上点对点协议消息将所述网络配置信息发送给所述用户设备。

17.一种在通信网络的服务器中用于为用户设备分配网络配置信息的装置，其特征在于，根据用户设备的接入类型来为该用户分配网络配置信息。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，包括：

-接收装置，用于接收包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息；

-获取装置，用于从所述接入请求消息中获取所述用户设备的接入类型信息；

-确定装置，用于根据所述用户设备的接入类型信息来确定该用户设备的网络配置信息；

-发送装置，用于将所述网络配置信息发送给所述用户设备。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述接收装置还用于接收经由接入设备传送的包含所述用户设备接入类型信息的接入请求消息。

20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述发送装置还用于将所述网络配置信息经由接入设备发送给所述用户设备。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的装置，其特征在于，所述接收装置还用于接收包含所述用户设备的接入请求的动态主机配置协议请求消息。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的装置，其特征在于，所述发送装置还用于利用动态主机配置协议消息将所述网络配置信息发送给所述用户设备。

23.根据权利要求18-20中任一项所述的装置，其特征在于，所述接收装置还用于接收包含所述用户设备的接入请求的以太网上点对点协议消息。

24.根据权利要求18-20和23中任一项所述的装置，其特征在于，所述发送装置还用于利用以太网上点对点协议消息将所述网络配置信息发送给所述用户设备。

25.一种通信网络中的服务器，其特征在于，包含权利要求17-24中任一项所述的装置。

26.根据权利要求25所述的服务器，其特征在于，该服务器为动态主机配置协议服务器。

27.根据权利要求25所述的服务器，其特征在于，该服务器为以太网上点对点协议服务器。

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