CN101494559A - 一种实现家庭网关升级的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现家庭网关升级的方法，包括：家庭网关上电，确定工作模式，并接入网络；向版本服务器发起预约版本升级请求，并接收版本服务器根据预约版本升级请求中携带的信息所分配的预约时间；然后根据该预约时间，在预约时间到达时，向版本服务器发送升级请求，并接收来自版本服务器的版本文件，执行版本升级。本发明还公开了一种实现家庭网关升级的系统，通过家庭网关发起预约版本升级请求，版本服务器预约升级时间，并在该预约时间到达时对家庭网关执行版本升级，提高了版本升级的效率和成功率。

Description

一种实现家庭网关升级的方法和系统

技术领域

本发明涉及网络通信中的软件版本升级技术，尤其涉及一种实现家庭网关升级的方法和系统。

背景技术

家庭网关(Home Gateway)作为连接运营商网络和用户家庭网络的一个枢纽，已日趋广泛地应用于家庭用户中。目前的家庭网关既可以支持多种上行接入方式，例如：数字用户线路(DSL，Digital Subscriber Line)接入、局域网(LAN，Local Area Network)接入、无源光网络(PON，Passive Optical Network)接入等；也提供多个下行接口以支持网络电视(IPTV，Internet Protocol Television)、IP电话和网络监控等丰富的终端业务。

由于家庭网关在网络上分布广泛，数量众多，因此对其进行版本升级是比较繁琐和困难的事情。现有技术是这样实现的：进行版本升级时，网管平台向网络上在线的家庭网关下发升级请求，在线的家庭网关响应后即进行版本升级的操作；升级通常是在网络闲时进行的，以尽量不影响用户的正常业务，并尽量保障升级的成功率。由此可以看出，这种由网管平台对家庭网关逐个下发升级请求的升级方式，其效率并不高，而且不在线的网关也得不到及时升级。如果在一个时间段内，执行升级的家庭网关过多，就会造成网络拥塞，从而影响其他用户业务的正常运行，并且这个时间段内升级的成功率也不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现家庭网关升级的方法和系统，以解决现有的家庭网关执行版本升级的成功率低和效率不高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种实现家庭网关升级的方法，该方法包括：

家庭网关上电，确定工作模式，并接入网络；所述工作模式包括路由模式和桥接模式；

所述家庭网关向版本服务器发起预约版本升级请求，所述请求中携带的信息包括：所述家庭网关的生产厂商、序列号、当前版本号、工作模式、介质访问控制MAC地址和网络IP地址；

所述家庭网关接收所述版本服务器根据预约版本升级请求中携带的信息所分配的预约时间；

所述家庭网关根据所述预约时间，在所述预约时间到达时，向所述版本服务器发送升级请求，并接收来自所述版本服务器的版本文件，执行版本升级。

在所述家庭网关接入网络之后，该方法还包括：所述家庭网关获取网络的IP地址，并通过校时服务器执行网络校时。

所述执行网络校时，具体包括：如果网络校时失败，则等待第一段随机延时时间后，重新执行网络校时。

在所述家庭网关接收预约时间之后，该方法还包括：所述家庭网关将所述预约时间与当前时间进行比较，如果所述预约时间已过期，则判定本次升级无效，并在等待第二段随机延时时间后，再次发起所述预约版本升级请求；如果所述预约时间没有过期，则判定本次升级有效，并执行后续的升级操作。

所述家庭网关在预约时间到达时，接收来自版本服务器的版本文件，具体包括：

所述家庭网关在预约时间到达时，向所述版本服务器发送升级请求，并等待接收来自所述版本服务器的响应；

在收到所述版本服务器的响应后，开启简单文件传输协议TFTP监听端口，监听来自所述版本服务器的版本文件下载请求；

接收到所述版本文件下载请求后，从所述版本服务器上下载密码文件和版本文件，并进行密码验证和版本文件的校验；

如果校验成功，则将所述版本文件写入闪存FLASH，完成升级操作；如果校验失败，则将所述密码文件和版本文件丢弃，并结束本次升级操作。

该方法进一步包括：所述家庭网关在桥接模式下，只在网络校时的过程成功后，与所述版本服务器进行消息交互和版本文件传输。

该方法进一步包括：所述家庭网关的预约版本升级请求中携带高优先级标识，确保所述预约版本升级请求在网络上被优先发送。

本发明还提供了一种实现家庭网关升级的系统，包括：相互连接的家庭网关和版本服务器；其中，

所述家庭网关，用于向所述版本服务器发起预约版本升级请求，接收所述版本服务器配置的预约时间；在所述预约时间到达时，向所述版本服务器发送升级请求，并接收来自所述版本服务器的版本文件，执行版本升级；

版本服务器，用于根据来自所述家庭网关的预约版本升级请求中所携带的信息，配置预约时间返回给所述家庭网关；并在所述预约时间到达时，根据所述家庭网关的升级请求，向所述家庭网关提供所述版本文件。

所述家庭网关进一步包括：

网络接入模块，用于在上电时确定工作模式，并接入网络；

发送模块，用于向所述版本服务器发起预约版本升级请求和升级请求；

接收模块，接收所述版本服务器配置的预约时间，以及提供的版本文件；

升级模块，用于根据所述版本服务器提供的版本文件，执行版本升级。

该系统进一步包括：校时服务器，用于根据所述家庭网关的网络校时请求执行网络校时，并将校正的时间返回给所述家庭网关；相应的，所述家庭网关的发送模块还用于在所述家庭网关接入网络时，向所述校时服务器发送网络校时请求；所述家庭网关的接收模块还用于接收所述校时服务器返回的校正时间。

所述家庭网关还包括：比较判断模块，用于将所接收的预约时间与当前时间进行比较，以所述预约时间是否过期判断本次升级是否有效，并得到判断结果提供给所述升级模块。

所述版本服务器进一步包括：

时间配置模块，用于根据来自所述家庭网关的预约版本升级请求中所携带的信息，配置预约时间返回给所述家庭网关；

文件提供模块，用于在所述预约时间到达时，根据所述家庭网关的升级请求，向所述家庭网关提供所述版本文件。

本发明所提供的实现家庭网关升级的方法和系统，由家庭网关发起预约版本升级请求，由版本服务器配置预约时间，便于版本服务器对版本升级操作进行统一管理和规划，从而提高了家庭网关版本升级的效率和成功率；对家庭网关产生的协议报文给予QoS支持，即在预约版本升级请求中打上高优先级标识，以使得该请求在网络上优先发送，进一步提高了家庭网关版本升级的效率和成功率。

附图说明

图1为本发明一种实现家庭网关升级的方法流程图；

图2为本发明实施例路由模式的家庭网关升级方法的流程图；

图3为本发明实施例桥接模式的家庭网关升级方法的流程图；

图4为本发明一种实现家庭网关升级的系统的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

本发明所提供的一种实现家庭网关升级的方法，如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤101，家庭网关上电，确定工作模式，并接入网络。

本发明中，家庭网关的工作模式包括路由模式和桥接模式。在路由模式下，家庭网关对数据包的处理支持IP转发和路由；在桥接模式下，家庭网关对数据包的处理仅是透传。如果家庭网关的工作模式为路由模式，则用户使用运营商为其提供的帐号发起随机拨号，接入网络；如果为桥接模式，则使用用于升级的内置帐号发起随机拨号，接入网络。这两种接入网络的区别在于：路由模式下，使用用户的帐号；桥接模式下，使用专用于版本升级连接的帐号，且IP转发关闭，仅用于升级业务。建立随机拨号的间隔时间可以根据实际需要进行设置，例如：设置间隔时间为5秒(s)，如果第一次拨号没有成功，则间隔5s继续拨号，以此类推，直到成功接入网络为止。

家庭网关接入网络，并获得网络的IP地址后，可以通过简单网络时间协议(SNTP，Simple Network Time Protocol)进行网络校时，并定期进行随机校时，以同步时间。网络校时的具体操作为：家庭网关向指定的校时服务器(如：SNTP服务器)发起网络校时请求，校时服务器与家庭网关之间通过协议包的交互执行网络校时；校时服务器估算家庭网关到校时服务器的时延，进而将校正的时间返回给家庭网关，调整家庭网关的时钟与校时服务器的时钟源同步。需要指出的是，如果家庭网关执行网络校时失败，则在等待第一段随机延时时间后，再次发起网络校时操作，直到网络校时成功。其中，第一段随机延时时间的时长可以根据实际需要进行设定。

步骤102，家庭网关向版本服务器发起预约版本升级请求。

请求中携带的信息包括：家庭网关的生产厂商、序列号、当前版本号、工作模式、介质访问控制(MAC，Media Access Control)地址和IP地址。

步骤103，家庭网关接收版本服务器根据预约版本升级请求中携带的信息所分配的预约时间。

需要指出的是，家庭网关发起预约版本升级请求时，开启定时器进行计时，如果定时器超时，仍未接收到版本服务器的响应，也即未收到版本服务器配置的预约时间，则判定本次升级无效，并在等待第二段随机延时时间之后，再次发起预约版本升级请求。其中，第二段随机延时时间的时长可以根据实际需要进行设定。

版本服务器接收到预约版本升级请求后，进行解析，根据请求中携带的生产厂商、序列号、当前版本号等信息确定该家庭网关是否需要升级，如果需要升级，则为升级操作分配预约时间，并将预约时间返回给家庭网关；如果不需要升级，则不再执行分配预约时间以及后续的操作，结束本次升级的流程。

家庭网关接收到预约时间后，需要将预约时间与家庭网关的当前时间进行比较，以确定预约时间是否过期，如果已过期，则判定本次升级无效，并在等待第二段随机延时时间后，再次发起所述预约版本升级请求；如果未过期，则判定本次升级有效，并执行后续的升级操作。

步骤104，家庭网关根据预约时间，在预约时间到达时，向版本服务器发送升级请求，并接收来自版本服务器的版本文件，执行版本升级。

家庭网关在预约时间到达时，向版本服务器发送升级请求，并等待接收来自版本服务器的响应；在收到版本服务器的响应后，开启简单文件传输协议(TFTP，Trivial File Transfer Protocol)监听端口，监听来自版本服务器的版本文件下载请求；版本服务器通过TFTP方式连接到家庭网关，并向家庭网关发起版本文件下载请求；家庭网关接收到版本文件下载请求后，从版本服务器上下载密码文件和版本文件，并进行密码验证和版本文件的校验；如果校验成功，则将版本文件写入家庭网关的闪存(FLASH)，完成升级操作；如果校验失败，则将密码文件和版本文件丢弃，并结束本次升级操作。

从图1所述的升级流程中可以看出，由家庭网关发起预约版本升级请求，由版本服务器配置预约时间，便于版本服务器对版本升级操作进行统一管理和规划。而作为本发明的一种较佳实施例，还可以对家庭网关产生的协议报文给予服务质量(QoS，Quality of Service)支持，即在预约版本升级请求中打上高优先级标识，以使得该请求在网络上优先发送，从而提高了家庭网关版本升级的效率和成功率。

下面对工作在路由模式下的家庭网关的版本升级流程进行详细说明，如图2所示，主要包括以下步骤：

步骤2001，家庭网关上电正常启动，以太网的点到点协议(PPPOE，Pointto Point Protocol Over Ethernet)连接拨号成功，接入网络。

步骤2002，家庭网关向指定的SNTP服务器发起网络校时请求，进行网络校时。

如果家庭网关执行网络校时失败，则在等待第一段随机延时时间后，再次发起网络校时操作，直到网络校时成功。例如：设定第一段随机延时时间为30分钟～60分钟，则在第一次网络校时失败后，等待30分钟～60分钟重新发起网络校时操作，以此类推，直到网络校时成功为止。

步骤2003，家庭网关向版本服务器发起版本预约升级请求，同时启动定时器进行计时，并等待版本服务器的响应。

步骤2004，判断在定时器超时前，是否收到版本服务器的响应，如果收到，执行步骤2006；否则，执行步骤2005。

步骤2005，等待第二段随机延时时间后返回步骤2003，重新发起版本预约升级请求。

步骤2006，判断版本服务器的响应代码(Code)是否为200，如果是，则执行步骤2007；否则，返回步骤2005。

本发明中设置版本服务器对家庭网关的版本预约升级请求的响应代码为200，即Code＝200表示为版本服务器对版本预约升级请求的响应。

步骤2007，从版本服务器的响应中提取预约时间，并将预约时间和家庭网关的当前时间进行比较，以确定预约时间是否过期，如果过期，则返回步骤2005；如果没有过期，则执行步骤2008。

步骤2008，当预约时间到达时，向版本服务器发起升级请求，并等待版本服务器的响应。

步骤2009，判断版本服务器的响应代码是否为202，如果是，则执行步骤2010；否则，认为本次升级失败，并结束整个流程。

本发明中设置版本服务器对家庭网关的升级请求的响应代码为202，即Code＝202表示为版本服务器对升级请求的响应。

步骤2010，开启TFTP监听端口，监听来自版本服务器的版本文件下载请求，并启动定时器进行计时。如果定时器超时，仍未监听到版本文件下载请求，则认为本次升级失败，并结束整个流程。

步骤2011，在监听到版本文件下载请求后，从版本服务器上下载升级所需的密码文件和版本文件。如果下载失败，则认为本次升级失败，并结束整个流程。

步骤2012，进行密码验证和版本文件的校验，如果校验成功，则执行步骤2013；否则，认为本次升级失败，并结束整个流程。

步骤2013，将版本文件写入家庭网关的FLASH，完成本次升级操作，并结束整个流程。

需要指出的是，在整个升级过程中，家庭网关需要保持不断电；在版本文件写入家庭网关的FLASH后，需要对家庭网关进行重启，以识别新的版本文件。

下面对工作在桥接模式下的家庭网关的版本升级流程进行详细说明，如图3所示，主要包括以下步骤：

步骤3001，家庭网关上电正常启动，由于家庭网关工作在桥接模式下，因此等待第一段随机延时时间后，启动升级流程，并利用内置帐号PPPOE连接拨号成功，接入网络。等待第一段随机延时时间后再启动升级流程的目的是，为了避免大量的家庭网关刚上电都同时发起拨号请求。

步骤3002，家庭网关向指定的SNTP服务器发起网络校时请求，进行网络校时。

如果家庭网关执行网络校时失败，则断开PPPOE连接，等待第一段随机延时时间后，重新打开PPPOE连接，并再次发起网络校时操作，直到网络校时成功。例如：设定第一段随机延时时间为30～60分钟，则在第一次网络校时失败后，断开PPPOE连接，等待30～60分钟重新打开PPPOE连接，并再次发起网络校时操作，以此类推，直到网络校时成功为止。

步骤3003，家庭网关向版本服务器发起版本预约升级请求，同时启动定时器进行计时，并等待版本服务器的响应。

步骤3004，判断在定时器超时前，是否收到版本服务器的响应，如果收到，执行步骤3006；否则，执行步骤3005。

步骤3005，断开PPPOE连接，等待第二段随机延时时间后返回步骤3003，重新打开PPPOE连接，并重新发起版本预约升级请求。

步骤3006，判断版本服务器的响应代码是否为200，如果是，则执行步骤3007；否则，返回步骤3005。

步骤3007，从版本服务器的响应中提取预约时间，并将预约时间和家庭网关的当前时间进行比较，以确定预约时间是否过期，如果过期，则返回步骤3005；如果没有过期，则定时该预约时间，断开PPPOE连接，执行步骤3008。

步骤3008，当预约时间到达时，打开PPPOE连接，向版本服务器发起升级请求，并等待版本服务器的响应。

步骤3009，判断版本服务器的响应代码是否为202，如果是，则执行步骤3010；否则，认为本次升级失败，断开PPPOE连接，并结束整个流程。

步骤3010，开启TFTP监听端口，监听来自版本服务器的版本文件下载请求，并启动定时器进行计时。如果定时器超时，仍未监听到版本文件下载请求，则认为本次升级失败，断开PPPOE连接，并结束整个流程。

步骤3011，在监听到版本文件下载请求后，从版本服务器上下载升级所需的密码文件和版本文件。如果下载失败，则认为本次升级失败，断开PPPOE连接，并结束整个流程。

步骤3012，进行密码验证和版本文件的校验，如果校验成功，则执行步骤2013；否则，认为本次升级失败，断开PPPOE连接，并结束整个流程。

步骤3013，将版本文件写入家庭网关的FLASH，完成本次升级操作，断开PPPOE连接，并结束整个流程。

需要指出的是，在整个升级过程中，家庭网关需要保持不断电；在版本文件写入家庭网关的FLASH后，需要对家庭网关进行重启，以识别新的版本文件。

图2与图3所示流程进行比较可知，对于家庭网关工作在桥接模式下的升级流程，家庭网关使用内置按需(on-demand)拨号方式的PPPOE拨号连接，其仅在SNTP校时成功，与版本服务器进行消息交互和版本文件的传输过程中启动连接，其他时间该连接断开。其他操作则与工作在路由模式下的升级流程类似。

为实现上述本发明的家庭网关升级方法，本发明还提供了一种实现家庭网关升级的系统，如图4所示，分布于各个地方的家庭网关10，通过DSL汇聚到各个数字用户线路接入复用器(DSLAM，Digital Subscriber Line AccessMultiplexer)，DSLAM接入宽带接入服务器，由宽带接入服务器统一处理来自各个家庭网关的业务报文，例如各种类型的广域网(WAN，WideAreaNetwork)连接接入。家庭网关通过PPPOE拨号接入宽带接入服务器后，宽带接入服务器将家庭网关的用户业务报文和管理报文转发到internet网络上，进而传输到版本服务器20。校时服务器30，用于根据家庭网关10的网络校时请求执行网络校时，并将校正的时间返回给家庭网关10。

其中，家庭网关10，用于在接入网络时，向校时服务器30发起网络校时请求，在校时成功后向版本服务器20发起预约版本升级请求，接收版本服务器20配置的预约时间；在预约时间到达时，向版本服务器20发送升级请求，并接收来自版本服务器20的版本文件，执行版本升级。版本服务器20，用于根据来自家庭网关10的预约版本升级请求中所携带的信息，配置预约时间返回给家庭网关10；并在预约时间到达时，根据家庭网关10的升级请求，向家庭网关10提供版本文件。

家庭网关10进一步包括：网络接入模块11、发送模块12、接收模块13、比较判断模块14和升级模块15。其中，网络接入模块11，用于在家庭网关10上电时确定工作模式，并接入网络。发送模块12，用于在家庭网关10接入网络时，向校时服务器30发起网络校时请求；在校时成功后，向版本服务器20发起预约版本升级请求和升级请求。接收模块13，用于接收校时服务器30返回的校正的时间，接收版本服务器20配置的预约时间，以及提供的版本文件。比较判断模块14，用于将所接收的预约时间与当前时间进行比较，以预约时间是否过期判断本次升级是否有效，并得到判断结果提供给升级模块15。升级模块15，用于根据版本服务器20提供的版本文件，执行版本升级。

版本服务器20进一步包括：时间配置模块21和文件提供模块22。时间配置模块21，用于根据来自家庭网关10的预约版本升级请求中所携带的信息，配置预约时间返回给家庭网关10。文件提供模块22，用于在预约时间到达时，根据家庭网关10的升级请求，向家庭网关10提供版本文件。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种实现家庭网关升级的方法，其特征在于，该方法包括：

家庭网关上电，确定工作模式，并接入网络；所述工作模式包括路由模式和桥接模式；

所述家庭网关向版本服务器发起预约版本升级请求，所述请求中携带的信息包括：所述家庭网关的生产厂商、序列号、当前版本号、工作模式、介质访问控制MAC地址和网络IP地址；

所述家庭网关接收所述版本服务器根据预约版本升级请求中携带的信息所分配的预约时间；

所述家庭网关根据所述预约时间，在所述预约时间到达时，向所述版本服务器发送升级请求，并接收来自所述版本服务器的版本文件，执行版本升级。

2、根据权利要求1所述实现家庭网关升级的方法，其特征在于，在所述家庭网关接入网络之后，该方法还包括：所述家庭网关获取网络的IP地址，并通过校时服务器执行网络校时。

3、根据权利要求2所述实现家庭网关升级的方法，其特征在于，所述执行网络校时，具体包括：如果网络校时失败，则等待第一段随机延时时间后，重新执行网络校时。

4、根据权利要求1所述实现家庭网关升级的方法，其特征在于，在所述家庭网关接收预约时间之后，该方法还包括：所述家庭网关将所述预约时间与当前时间进行比较，如果所述预约时间已过期，则判定本次升级无效，并在等待第二段随机延时时间后，再次发起所述预约版本升级请求；如果所述预约时间没有过期，则判定本次升级有效，并执行后续的升级操作。

5、根据权利要求1所述实现家庭网关升级的方法，其特征在于，所述家庭网关在预约时间到达时，接收来自版本服务器的版本文件，具体包括：

所述家庭网关在预约时间到达时，向所述版本服务器发送升级请求，并等待接收来自所述版本服务器的响应；

在收到所述版本服务器的响应后，开启简单文件传输协议TFTP监听端口，监听来自所述版本服务器的版本文件下载请求；

接收到所述版本文件下载请求后，从所述版本服务器上下载密码文件和版本文件，并进行密码验证和版本文件的校验；

如果校验成功，则将所述版本文件写入闪存FLASH，完成升级操作；如果校验失败，则将所述密码文件和版本文件丢弃，并结束本次升级操作。

6、根据权利要求1、或2、或3、或4、或5所述实现家庭网关升级的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述家庭网关在桥接模式下，只在网络校时的过程成功后，与所述版本服务器进行消息交互和版本文件传输。

7、根据权利要求1、或2、或3、或4、或5所述实现家庭网关升级的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述家庭网关的预约版本升级请求中携带高优先级标识，确保所述预约版本升级请求在网络上被优先发送。

8、一种实现家庭网关升级的系统，其特征在于，包括：相互连接的家庭网关和版本服务器；其中，

所述家庭网关，用于向所述版本服务器发起预约版本升级请求，接收所述版本服务器配置的预约时间；在所述预约时间到达时，向所述版本服务器发送升级请求，并接收来自所述版本服务器的版本文件，执行版本升级；

版本服务器，用于根据来自所述家庭网关的预约版本升级请求中所携带的信息，配置预约时间返回给所述家庭网关；并在所述预约时间到达时，根据所述家庭网关的升级请求，向所述家庭网关提供所述版本文件。

9、根据权利要求8所述实现家庭网关升级的系统，其特征在于，所述家庭网关进一步包括：

网络接入模块，用于在上电时确定工作模式，并接入网络；

发送模块，用于向所述版本服务器发起预约版本升级请求和升级请求；

接收模块，接收所述版本服务器配置的预约时间，以及提供的版本文件；

升级模块，用于根据所述版本服务器提供的版本文件，执行版本升级。

10、根据权利要求9所述实现家庭网关升级的系统，其特征在于，该系统进一步包括：校时服务器，用于根据所述家庭网关的网络校时请求执行网络校时，并将校正的时间返回给所述家庭网关；相应的，所述家庭网关的发送模块还用于在所述家庭网关接入网络时，向所述校时服务器发送网络校时请求；所述家庭网关的接收模块还用于接收所述校时服务器返回的校正时间。

11、根据权利要求9或10所述实现家庭网关升级的系统，其特征在于，所述家庭网关还包括：比较判断模块，用于将所接收的预约时间与当前时间进行比较，以所述预约时间是否过期判断本次升级是否有效，并得到判断结果提供给所述升级模块。

12、根据权利要求8所述实现家庭网关升级的系统，其特征在于，所述版本服务器进一步包括：

时间配置模块，用于根据来自所述家庭网关的预约版本升级请求中所携带的信息，配置预约时间返回给所述家庭网关；

文件提供模块，用于在所述预约时间到达时，根据所述家庭网关的升级请求，向所述家庭网关提供所述版本文件。

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