CN101702718A - 用户终端设备的管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用户终端设备的管理方法及装置，该方法包括：用户终端设备通过家庭网关获取公网IP地址信息；用户终端设备在家庭网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文，其中，通知报文中携带有公网IP地址信息和开放端口号以便自动配置服务器对用户终端设备进行管理。通过本发明，能够简单地对用户终端设备进行管理。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种用户终端设备的管理方法及装置。
背景技术
随着宽带接入在家庭的普及和家庭网络技术的发展，越来越多的用户终端设备(Customer Premises Equipment，简称为CPE)进入到家庭内部，如网络电视机顶盒、综合接入设备(Integrated AccessDevice，简称为IAD)和网络电话(IP Phone)等。这些设备一般通过以太网接口连接网络地址转换(Network Address Translation，简称为NAT)网关设备(如家庭网关，Home Gateway)接入到电信网络实现各种业务。无论对于电信运营商还是用户来说，对于CPE设备的配置和管理都是异常繁琐的事情，使用基于用户终端设备远程管理协议(CPE WAN Management Protocol，简称为TR-069)的网管技术可以大大简化维护/管理工作，降低运营商的运维成本，该协议由宽带论坛(Broadband Forum)颁布。
在用户终端设备远程管理协议(TR-069)所定义的交互流程中，管理交互都是由CPE发起，由CPE来“请求”自动配置服务器(Auto-Configuration Server，简称为ACS)对其进行管理。当ACS希望启动对CPE的管理时，协议定义了一个反向触发机制：CPE上建立一个用于侦听的HTTP端口，这个HTTP统一资源定位符(Uniform Resource Locator，简称为URL，其中包括IP地址和端口信息)会在CPE初始连接时上报给ACS，当ACS希望对CPE进行管理时，ACS向该URL建立传输控制协议(TCP)连接并发送空的HTTP GET报文，CPE收到该报文后随即启动向ACS的HTTP/HTTPS连接，请求ACS的管理。
图1是相关技术的CPE与ACS之间进行管理交互的流程图。
目前的家庭网关设备一般工作在路由模式，家庭中的CPE设备位于家庭网关的局域网内部，使用私网IP地址，通过网关上的NAT技术与外部网络通信。由于CPE设备位于NAT设备内部，外部网络主机无法主动与之通信，因此当ACS希望对CPE进行管理时，无法主动向CPE的侦听地址和端口发送触发请求，这样就带来了TR-069远程管理上的一个难题。
宽带论坛提出了一个穿越NAT进行TR-069远程管理的技术规范，该规范为使用TR-069对于家庭内部网络设备进行远程管理的方法(Applying TR-069 to Remote Management of Home NetworkingDevices，简称为TR-111)。此规范使用STUN(Simple Traversal ofUser Datagram Protocol Through Network Address Translators)机制，通过发送UDP绑定报文维护NAT网关与CPE设备之间的NAT映射关系，ACS通过基于UDP协议的主动连接报文通知CPE进入主动管理模式。
这种方式在实现上比较复杂，需要建立STUN服务器，CPE侧和ACS侧都需要进行额外的开发，尤其是ACS侧的改动对于运营商的影响会比较大。
针对相关技术中进行用户终端设备管理的方法比较复杂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中进行用户终端设备管理的方法比较复杂的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种用户终端设备的管理方法及装置，以解决上述问题至少之一。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了用户终端设备的管理方法。
根据本发明的用户终端设备的管理方法包括：用户终端设备获取网络地址转换网关的公网IP地址信息；用户终端设备在网络地址转换网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文，其中，通知报文中携带有公网IP地址信息和开放端口号以便自动配置服务器对用户终端设备进行管理。
优选地，在用户终端设备获取网络地址转换网关的公网IP地址信息之前，该方法还包括：用户终端设备通过组播报文进行设备搜索以发现网络地址转换网关。
优选地，在用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文之后，该方法还包括：自动配置服务器根据IP地址信息和开放端口对用户终端设备进行管理。
优选地，自动配置服务器根据IP地址信息和开放端口对用户终端设备进行管理包括：自动配置服务器向IP地址信息和开放端口发起连接请求；网络地址转换网关将连接请求转发至用户终端设备。
优选地，在用户终端设备通过在网络地址转换网关上添加端口映射规则并获取开放端口号之前，该方法还包括：用户终端设备查询网络地址转换网关上的端口映射规则条目。
优选地，在用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文之后，该方法还包括：用户终端设备判断网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化；在公网IP地址信息有变化的情况下，则用户终端设备重新向网络地址转换网关发送通知报文。
优选地，用户终端设备判断网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化包括：在用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文之后的预定时间，用户终端设备判断网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种用户终端设备的管理装置。
根据本发明的用户终端设备的管理装置包括：获取模块，用于获取网络地址转换网关的公网IP地址信息；规则管理模块，用于通过在网络地址转换网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；发送模块，用于发送通知报文，其中，通知报文中携带有公网IP地址信息和开放端口号。
优选地，上述用户终端设备还包括：判断模块，用于判断网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化。
优选地，上述规则管理模块还包括：查询子模块，用于查询网络地址转换网关上的端口映射规则条目；添加子模块，用于通过端口映射规则条目在家庭网关上添加端口映射规则。
通过本发明，采用用户终端设备通过家庭网关获取公网IP地址信息；用户终端设备在家庭网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文，其中，通知报文中携带有公网IP地址信息和开放端口号以便自动配置服务器对用户终端设备进行管理，解决了相关技术中进行用户终端设备管理的方法比较复杂的问题，进而达到了能够简单地对用户终端设备进行管理的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术的CPE与ACS之间进行管理交互的流程图；
图2是本发明实施例的用户终端设备的管理方法的流程图；
图3是本发明实施例的优选的用户终端设备的管理方法的流程图；
图4是本发明实施例的本发明实施例的用户终端设备的管理装置的示意图。
具体实施方式
功能概述
考虑到相关技术中进行用户终端设备管理的方法比较复杂，本发明实施例提供了一种用户终端设备的管理方法及装置，该方法包括：用户终端设备通过家庭网关获取公网IP地址信息；用户终端设备在家庭网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文，其中，通知报文中携带有公网IP地址信息和开放端口号以便自动配置服务器对用户终端设备进行管理。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种用户终端设备的管理方法及装置
图2是本发明实施例的用户终端设备的管理方法的流程图。
如图2所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S106：
步骤S102，用户终端设备获取家庭网关的公网IP地址信息；
步骤S104，用户终端设备在家庭网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；
步骤S106，用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文，其中，通知报文中携带有公网IP地址信息和开放端口号以便自动配置服务器对用户终端设备进行管理。
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合实例和附图对本发明的技术和具体的实现做进一步的阐述：
本发明的目的是为解决下挂在网络地址转换(Network AddressTranslation，简称为NAT)网关后的设备的TR-069远程网管问题，克服了现有解决方案复杂和涉及网元比较多的缺点和不足。
本发明提出的一种穿越NAT进行远程设备管理的系统和实现方法，其主要的原理如下：在CPE设备上实现通用即插即用(Universal Plug and Play，简称为UPnP)控制点(Control Point)功能，在家庭网关设备上实现UPnP互联网接入网关设备(InternetGateway Device，简称为IGD)功能和NAT功能，CPE设备通过UPnP协议在家庭网关上添加用于TR-069远程管理的端口映射规则，并取得家庭网关设备的公网IP地址，将此公网IP地址和端口号信息作为ConnectionRequestURL的内容向ACS发送Inform报文，实现ACS对于CPE的主动管理。
优选地，本发明也可以包括以下步骤：
步骤S201，CPE通过UPnP协议实现对家庭网关(设备)的自动发现并获取家庭网关上对应的WAN(Wide Area Network)连接的公网IP地址。
步骤S202，CPE通过UPnP协议查询家庭网关设备上的端口映射规则条目。
步骤S203，如果步骤S202中查询不到冲突的端口映射条目，CPE通过UPnP协议在在家庭网关上添加用于远程管理报文私网穿越的端口映射规则。每条端口映射规则一般包括如下的字段：RemoteHost(远端主机)、ExternalPort(外部开放端口号)、InternalPort(内部映射端口号)、PortMappingProtocol(端口映射协议类型)以及InternalClient(内部映射主机)。端口映射就是指NAT网关设备在外部开放端口号ExternalPort接收到来自外网RemoteHost的数据包后，根据所配置相应的端口转发规则将数据报文转发到指定的内网主机InternalClient的指定端口InternalPort，这也是一个标准的目的网络地址转换(Destination Network Address Translation，简称为DNAT)过程。
步骤S204，CPE将向ACS发送Inform报文，报文中填写家庭网关上端口映射规则的公网IP地址和开放端口号。
步骤S205，ACS需要主动管理CPE时，向指定的IP地址和开放端口号发起主动连接请求，家庭网关将连接请求转发到局域网内的CPE。
步骤S206，CPE会主动发起到ACS URL的Inform报文，触发ACS开始正常的TR-069管理过程。
图3是本发明实施例的优选的用户终端设备的管理方法的流程图。
本发明是在正常的TR-069管理流程中加入了CPE和家庭网关之间的UPnP交互环节，如图3所示，相关的流程介绍如下：
如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤S301，CPE向家庭网关发送设备搜索请求。
步骤S302，家庭网关向CPE返回搜索响应。
家庭网关通过公网直接接入到Internet，CPE上电后自动从家庭网关上分配私网IP地址，通过NAT方式接入Internet。
CPE上启动Control Point和配置TR-069相关数据，建立基于TCP的TR-069反向侦听端口。家庭网关上启动UPnP IGD功能。
步骤S303，CPE向家庭网关发送获取公网IP地址(GetExternalIPAddress)请求。
步骤S304，家庭网关向CPE发送获取公网IP地址(GetExternalIPAddress)回应。
其中，CPE上的Control Point模块通过UPnP组播报文进行IGD设备搜索，实现对家庭网关设备的自动发现。CPE成功发现家庭网关设备后通过GetExternalIPAddress动作获取家庭网关上对应的WAN连接的公网IP地址。
步骤S305，CPE向家庭网关发送获取特定端口映射条目(GetSpecificPortMappingEntry)请求。
步骤S306，家庭网关向CPE发送获取特定端口映射条目(GetSpecificPortMappingEntry)回应。
其中，CPE通过UPnP的GetSpecificPortMappingEntry动作获取RemoteHost为ACS IP地址，ExternalPort为CPE反向连接监听端口，以及PortMappingProtocol为TCP协议的端口映射规则，如果没有找到对应的条目，说明这条特定的端口映射规则暂未占用，可以被用于TR-069协议的NAT穿越使用。
步骤S307，CPE向家庭网关发送AddPortMapping请求。
步骤S308，家庭网关向CPE发送AddPortMapping回应。
其中，CPE通过UPnP的AddPortMapping动作在家庭网关上添加上述的端口映射规则。
如果上述步骤中的端口映射规则添加成功，CPE将向ACS发送Inform报文，其中ConnectionRequestURL的内容格式为http://host:port/path，host填写为家庭网关的公网IP地址，port填写为家庭网关上端口映射规则的外网开放端口号。
步骤S309，CPE向ACS发送Inform报文。
步骤S310，ACS回应上述Inform报文给CPE。
优选地，如果ACS需要主动管理CPE设备，ACS会使用HTTPGet方法向ConnectionRequestURL指定的IP地址和端口发起主动连接请求，家庭网关设备接收到来自外网的的数据包后，根据所配置相应的端口映射规则将数据报文转发到指定的内网主机的指定端口，这样来自ACS的Connection Request notification报文将会转发到局域网内的CPE。
步骤S311，ACS向CPE发送Connection Request连接请求。
步骤S312，CPE响应Connection Request连接请求给ACS。
其中，ACS与CPE之间的Connection Request连接请求认证通过后，CPE会主动发起到ACS URL的Inform报文，实现正常的TR-069管理过程。
CPE会定时使用GetExternalIPAddress动作查看家庭网关设备上的公网IP地址是否有变化，如果有变化则会向ACS重新发送更新后的Inform报文，报文内容参考步骤6中的描述。
在上述的实现方法中，CPE与ACS之间的交互遵循标准的TR-069协议，因此本发明提出的实现方法对ACS没有特殊要求，只需在CPE和家庭网关设备上实现UPnP协议即可。
在目前主流的家庭网关设备的实现中，UPnP IGD和端口转发功能基本上已经成为一个标准功能。其中UPnP IGD功能是一个庞大的协议族，本发明中主要应用了基于UPnP的设备自动发现和端口映射规则自动配置功能。端口映射就是NAT网关设备接收到来自外网的数据包后，根据所配置相应的端口转发规则将数据报文转发到指定的内网主机的指定端口，这也是一个标准的目的网络地址转换(Destination Network Address Translation，简称为DNAT)过程。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
1，有效解决了TR-069协议私网穿越的问题，实现ACS对于CPE设备的主动管理。
2，CPE与ACS之间的交互遵循标准的TR-069协议，本发明提出的实现方法对ACS没有特殊要求。
3，本发明所述的实现方法原理简单，实施难度小，开发周期短。
装置实施例
根据本发明的实施例，提供了一种用户终端设备的管理装置。
图4是本发明实施例的本发明实施例的用户终端设备的示意图。
如图4所示，该用户终端设备包括：获取模块401、规则管理模块403和发送模块405。
其中，获取模块401用于获取网络地址转换网关的公网IP地址信息；规则管理模块403用于在家庭网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；发送模块405用于发送通知报文，其中，通知报文中携带有公网IP地址信息和开放端口号。
优选地，用户终端设备还包括：判断模块407用于判断家庭网关上的公网IP地址信息是否有变化，并由此决定是否调用信息发送模块405重新发送更新后的通知报文。
优选地，规则管理模块403还包括：查询子模块411用于查询家庭网关上的端口映射规则条目；添加子模块413用于通过端口映射规则条目在家庭网关上添加端口映射规则。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用户终端设备的管理方法，其特征在于，包括：
用户终端设备获取网络地址转换网关的公网IP地址信息；
所述用户终端设备在所述网络地址转换网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；
所述用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文，其中，所述通知报文中携带有所述公网IP地址信息和所述开放端口号以便所述自动配置服务器对所述用户终端设备进行管理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用户终端设备获取网络地址转换网关的公网IP地址信息之前，所述方法还包括：
所述用户终端设备通过组播报文进行设备搜索以发现所述网络地址转换网关。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述用户终端设备向自动配置服务器发送所述通知报文之后，所述方法还包括：
所述自动配置服务器根据所述IP地址信息和所述开放端口对所述用户终端设备进行管理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述自动配置服务器根据所述IP地址信息和所述开放端口对所述用户终端设备进行管理包括：
所述自动配置服务器向所述IP地址信息和所述开放端口发起连接请求；
所述网络地址转换网关将所述连接请求转发至所述用户终端设备。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述用户终端设备通过在所述网络地址转换网关上添加端口映射规则并获取开放端口号之前，所述方法还包括：
所述用户终端设备查询所述网络地址转换网关上的端口映射规则条目。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文之后，所述方法还包括：
所述用户终端设备判断所述网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化；
在所述公网IP地址信息有变化的情况下，则所述用户终端设备重新向所述网络地址转换网关发送所述通知报文。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述用户终端设备判断所述网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化包括：
在所述用户终端设备向自动配置服务器发送通知报文之后的预定时间，所述用户终端设备判断所述网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化。
8.一种用户终端设备，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取网络地址转换网关的公网IP地址信息；
规则管理模块，用于通过在所述网络地址转换网关上添加端口映射规则并获取开放端口号；
发送模块，用于发送通知报文，其中，所述通知报文中携带有所述公网IP地址信息和所述开放端口号。
9.根据权利要求8所述的用户终端设备，其特征在于，所述用户终端设备还包括：
判断模块，用于判断所述网络地址转换网关上的公网IP地址信息是否有变化。
10.根据权利要求8或9所述的用户终端设备，其特征在于，所述规则管理模块还包括：
查询子模块，用于查询所述网络地址转换网关上的端口映射规则条目；
添加子模块，用于通过所述端口映射规则条目在所述家庭网关上添加端口映射规则。
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