CN101202720B - 建立网关设备的方法及网关设备处理数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种建立提供宽带xDSL接入的网关设备的方法，所述网关设备工作在PPPoE服务模式时能够为用户提供与PPP桥接方式下相同的业务功能并且具有TR069管理功能，该方法包括步骤：网关设备响应于来自用户终端的PPPoE拨号请求，建立其自身到BAS的PPP连接，从而网关设备的xDSL端口获得IP地址；将该IP地址分配给用户终端；以及在网关设备上注册用于TR069管理功能的端口；其中所述xDSL端口不同于所注册的端口。该项技术使得当这类网关设备或调制解调设备工作在PPPoE服务模式时为用户提供与PPP桥接方式下相同的业务功能，为用户提供基于按时计费的宽带接入模式，同时网关设备可以被TR069综合终端管理系统管理，并可以在网关设备上开展需要宽带永远在线的通信业务。

Description

建立网关设备的方法及网关设备处理数据的方法

技术领域：

本申请涉及xDSL宽带接入技术，并且具体涉及一种用于为中小企业与家庭提供宽带xDSL接入的、诸如调制解调器的网关设备及其方法，其工作在PPPoE(PPP over Ethernet，以太网点对点协议)服务模式时能够为用户提供与PPP桥接方式下相同的业务功能，同时使得终端设备能够被TR069管理平台管理，并可以在网关设备上继续开展特定的业务。

背景技术：

家庭网关设备是供用户接入Internet的接入设备。家庭网关通常支持两种为用户提供Internet接入的工作模式，即所谓的路由模式与桥接模式。

用于路由模式的协议处理如图1所示。在该模式下，家庭网关使用PPP(Point to Point Protocol，点对点协议)获得Internet IP地址，用NAT(Network Address Transform，网络地址映射)的方式为家庭内部网络的宽带终端提供Internet接入。

工作于路由模式下的家庭网关在WAN侧与LAN侧的网络接口都工作在传送层，依赖NAT为家庭网络的宽带终端提供内网IP地址-端口对与公网IP地址-端口对进行端口映射管理，从而为内网终端提供IP服务。由于处于路由模式下的家庭网关具有IP地址，所以家庭网关自身的应用程序具有访问Internet的能力。

用于桥接模式的协议处理如图2所示。

在该模式下，家庭网关的所有网络接口都工作在链路层，PPP连接是建立在宽带终端与BAS(Broadband Access Server，宽带接入服务器)之间的逻辑链路。家庭网关将PPPoE端口与例如ADSL端口的xDSL端口关联，将PPP协议包在PPPoE端口与ADSL端口之间转发，从而完成桥接功能。这时，由于家庭网关仅工作在链路层之下，从而不会有公网IP地址，所以家庭网关自身的应用程序不能直接访问Internet。

随着宽带接入用户数量的不断增加，处理用户故障的工作量也在不断增加，需要有力的故障分析手段来协助故障处理；同时，对于宽带接入终端的日常维护与使用数据统计也变得非常重要。另外，家庭网关本身可以为用户提供多种信息服务，这些业务也需要有管理手段。为此，DSL Forum制定了系列规范(TR069等)用于对网关设备的管理，这些管理过程以网络应用的方式运行于家庭网关中。也就是说，这些管理是基于IP的管理，只有在家庭网关自身的应用程序具有IP地址，能够访问Internet，才能够对家庭网关进行基于TR069的管理。

TR069是DSL论坛为家庭网关等终端设备所制定的网络管理规范，在本申请的申请日前社会公众可以从Internet上的地址：www.dslforum.org/aboutdsl/Technical_Reports/TR-069.doc下载该协议文档。

由于目前家庭网关普遍工作在桥接模式下，因此当家庭网关工作在桥接模式时，根据上述描述，家庭网关没有公网IP地址，因此无法使用TR069对其进行管理，也无法为用户提供相关的服务。因此，需要一种网关设备，其工作在PPPoE服务模式时能够为用户提供与PPP桥接方式下相同的业务功能，同时使得终端设备能够被TR069管理平台管理。

发明内容：

本发明的目的在于满足所述需求，特别是至少解决上述的技术问题。

根据本发明的家庭网关的半桥工作模式可以解决桥接模式下的上述问题，同时为用户提供桥接工作模式下的大部分功能。

根据本发明，提供了一种建立提供宽带xDSL接入的网关设备的方法，所述网关设备工作在PPPoE服务模式时能够为用户提供与PPP桥接方式下相同的业务功能并且具有TR069管理功能，该方法包括步骤：网关设备响应于来自用户终端的PPPoE拨号请求，建立其自身到BAS的PPP连接，从而网关设备的xDSL端口获得IP地址；将该IP地址分配给用户终端；以及在网关设备上注册用于TR069管理功能的端口；其中所述xDSL端口不同于所注册的端口。

根据本发明，提供了一种在提供宽带xDSL接入的网关设备上处理数据的方法，所述网关设备工作在PPPoE服务模式时能够为用户提供与PPP桥接方式下相同的业务功能并且具有TR069管理功能，该方法包括步骤：在从互联网接收到数据包时，检查该数据包的目的端口号是否已经注册；如果检查的结果是该目的端口号已经注册，则将该数据包传送到用于实现所述TR069管理功能的网关设备的管理应用，否则将该数据包转发到与用户终端的PPP连接。

附图说明：

图1是示意性地示出了根据现有技术的家庭网关的路由模式的协议处理的图；

图2是示意性地示出了根据现有技术的家庭网关的桥接模式的协议处理的图；

图3是示意性地示出了根据本发明的家庭网关的半桥接模式的协议处理的图；

图4是示意性地示出了根据本发明的家庭网关对来自公共网络的数据包的路由处理流程图；和

图5是示意性地示出了根据本发明的家庭网关对来自内网终端的数据包的路由处理流程图。

具体实施方式：

在本文中，用ADSL作为示例来说明本发明。本发明提出了一种工作于半桥模式下的家庭网关。在家庭网关的软件系统中，半桥方式的实现过程如下：

操作系统中有两类网络设备：PPP设备与PPPoE设备，其中PPP设备工作在ADSL硬件设备上，用于接入Internet，而PPPoE设备工作在网关LAN侧的各个以太网接口上，为用户提供半桥的Internet接入模式。

当家庭网关设备存在其他宽带业务时，PPP设备是永远在线的，并且为每个服务分配相应端口。当用户需要接入Internet，他需要启用PPPoE拨号。这时网关只需要将ADSL端口的IP地址分配给PPPoE连接即可。但已经注册的端口对于PPPoE连接是不可用的。

当网关设备没有其他宽带业务时，PPP设备处于空闲状态。此时当用户启用PPPoE拨号过程会略为复杂：

PPPoE设备的连接建立过程分为PPPoE过程与PPP过程。在PPPoE阶段，网关设备收到终端设备的PADR(PPPoE ActiveDiscovery Request，PPPoE主动发现请求)包时，网关设备用发起ADSL设备的PPP连接，在连接成功后将PADS(PPPoE ActiveDiscovery Session-confirmation，PPPoE主动发现会话确认)包发送到终端设备。终端设备将发起PPP过程，这时网关设备只需要将ADSL端口获得的IP地址分配给终端设备即可，同时为网关设备注册一个终端较少使用的端口(如NTP server端口)供网关设备TR069终端管理使用。

图3是示意性地示出了根据本发明的家庭网关的半桥接模式的协议处理的图。参照图3，以下将详细说明根据本发明的家庭网关的半桥工作模式。

A)协议处理

所谓网关的半桥工作模式是指在家庭网关内部存在网关到BAS以及终端到网关的两类PPP会话，这两类会话可以具有相同的IP地址分配。家庭网关处于半桥工作模式时具有如下特性：

a)家庭网关可以响应宽带终端设备的PPPoE拨号请求，并根据当网关到BAS的PPP连接未建立时主动建立该连接，并将该连接所获得的IP地址通过终端到网关的PPP会话分配给宽带终端设备；

b)家庭网关根据配置状态主动发起PPP操作，获取或释放网络IP地址。

家庭网关的网管程序可以为用于管理的应用程序配置工作端口，使网关应用程序正常工作。

B)路由处理

半桥工作模式的路由处理基于本地端口。对于来自网络侧的数据包的路由处理流程如附图4所示，其中：

A，当网络侧IP包到达后，先进行常规路由检测，抛弃被

错误投递的IP包；

B，对于正确投递的IP包，察看IP包的目的端口号，如果该目的端口已经注册，则说明这个数据包是给网关的一个应用的，因此将该数据包传送到网关的上层协议栈，否则将该数据包转发到终端侧(即内网侧)的PPP连接，因此，该数据包可以到达用户拨号终端。

对于来自终端侧的数据包的路由处理过程如附图5所示，其中：

A，当终端侧IP包到达后，先检查IP包的源端口号是否被注册，如果该源端口号已经注册，则抛弃该IP包，确保注册端口的通信不被干扰；

B，如果该IP包的源端口号没有被注册，则说明这个IP包不会引起冲突，可以将该IP包转发到网络侧的PPP连接上，进行正常的IP包处理。

C)端口注册

端口注册是对家庭网关的端口管理过程，通过该管理过程可以为工作在半桥模式下的家庭网关的应用程序提供可用的网络连接。

由于端口注册会影响到终端侧的网络连接，使终端无法使用网关的注册端口。所以半桥模式下要尽可能的减少端口注册。必须的端口注册是用于TR069的网关侦听端口，建议将NTP缺省端口123进行端口注册，用于TR069的本地侦听以及建立到ACS(AutoConfiguration Server，自动配置服务器)的HTTP连接。端口注册过程是与网关软件结构密切相关的过程，其实现对于本领域技术人员而言是公知的，在此不对其进行详细描述。

家庭网关的半桥工作模式使得家庭网关在为用户提供桥接方式上网的同时可以被管理。

此外，根据本发明的家庭网关设备还具有以下设备功能：

1)可以设置网关的网络侧PPP用户名/密码，该用户名/密码是用户不可知的；

2)可以设置网关的终端侧PPPoE用户名/密码，密码可由用户更改；

3)提供半桥模式的注册端口管理，支持10个左右的注册端口，用于网关设备的业务提供。

通过如下的方式可以实现家庭网关设备的不可替代性：由于半桥模式下的网关拨号分为公网侧的PPP拨号和私网侧的PPP拨号，两个PPP拨号都需要用户名和密码，当这两个用户名与密码不同时，而运营商又不告知用户公网侧的PPP用户名和密码，则用户是不能将该网关设备用其他设备替代的，因为BAS是根据公网侧的用户名与密码来对用户进行身份认证的。

家庭网关的半桥工作模式使得运营商可以在灵活的宽带资费形式下为用户提供灵活的各类宽带服务，例如，当用户选择按Internet接入时间付费的宽带接入方式时，运营商仍然可以为其提供VoIP、家庭门户、信息服务等宽带服务，而无需采用单独的PPP连接用于这些服务，增加IP地址资源消耗。

Claims (6)

1.一种建立提供宽带xDSL接入的网关设备的方法，所述网关设备工作在以太网点对点协议PPPoE服务模式时能够为用户提供与点对点协议PPP桥接方式下相同的业务功能，并且具有TR069用户终端设备广域网管理协议管理功能，该方法包括步骤：

网关设备响应于来自用户终端的PPPoE拨号请求，建立其自身到宽带接入服务器BAS的PPP连接，从而网关设备的xDSL端口获得IP地址；

将该IP地址分配给用户终端；以及

在网关设备上注册用于TR069管理功能的端口；

其中所述xDSL端口不同于所注册的端口。

2.如权利要求1所述的方法，其中如果在网关设备到BAS的PPP连接建立后接收到来自用户终端的PPPoE拨号请求，则将所述xDSL端口的IP地址直接分配给用户终端。

3.如权利要求1所述的方法，其中还包括步骤：

网关设备为由其自身接入到BAS的PPP连接设置用户名和密码，该用户名和密码是用户不可知的；以及

网关设备为由用户终端接入其自身的PPPoE连接设置用户名和密码，该密码能够由用户更改。

4.如权利要求1所述的方法，其中所注册的端口为10个。

5.如权利要求1所述的方法，在所述网关设备上处理数据，包括步骤：

在从互联网接收到数据包时，检查该数据包的目的端口号是否已经注册；

如果检查的结果是该目的端口号已经注册，则将该数据包传送到用于实现所述TR069管理功能的网关设备的上层协议栈，否则将该数据包转发到与用户终端的PPP连接。

6.如权利要求5所述的方法，其中在所述网关设备上处理数据还包括步骤：

在从用户终端接收到数据包时，检查该数据包的源端口号是否被注册；

如果检查的结果是该源端口号已经注册，则抛弃该数据包；否则，将该数据包转发到与互联网的PPP连接上。

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