CN102244620A - 一种确定网关与设备关联关系的方法和系统 - Google Patents

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刘谦
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Abstract

本发明涉及一种确定网关与设备关联关系的方法和系统，方法包括：所述设备在DHCP发现报文和/或DHCP接受报文中携带设备的设备信息；网关记录设备的设备信息，透传所述DHCP发现报文和DHCP接受报文；网关在DHCP提供报文和/或DHCP确认报文中附加所述网关的设备信息后，将DHCP提供报文和DHCP确认报文传至所述设备；所述设备记录DHCP提供报文和/或DHCP确认报文中附加的所述网关的设备信息。系统包括：网关，与网关相连的设备和DHCP服务器，所述网关还包括DHCP中继代理模块和DHCP信息处理模块。本发明实现了当网关工作在桥接模式时，仍可基于DHCP消息来确定网关与设备的关联关系。

Description

一种确定网关与设备关联关系的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术家庭网关领域，特别是涉及一种网关工作在桥接模式下确定网关与和网关相连的设备的关联关系的方法和系统。
背景技术
家庭网关是连接外部公共网络与家庭内部网络之间的桥梁，使用户在家庭网络内部可以获得各种家庭服务(如：内部通信、共享存储、资源调度、统一控制等以及未来可能出现的服务)。运营商通过家庭网关以及连接在家庭网关上的家庭内部设备(如机顶盒、家庭基站等)为用户提供多种服务。由于业务流要同时经过家庭网关和家庭内部设备，因此运营商在进行业务配置时，需要知道网关与设备的关联关系，以保证对网关的配置和对设备的配置不会出现冲突。
宽带论坛(Broadband FORUM)在TR-111(基于TR-069的家庭网络设备远程管理)中提出了一种基于DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol，动态主机分配协议)确定网关和与其相连的设备关联关系的方案。与网关相连的设备在向网关申请地址时，在DHCP消息中携带自身设备信息，网关记录下该信息，并在DHCP应答中携带网关自身信息。此后，在网关或连接在网关上的设备与远程管理系统通信时，将二者的关联关系上报给远程管理系统。
一般而言，网关有两种工作模式：路由模式和桥接模式。在路由模式下，网关通常会开启DHCP服务，设备上电后通过DHCP先从网关处获得私网地址，然后开展正常业务。而在桥接模式下，网关不响应设备的DHCP请求，对来自设备的报文进行透传，由其他DHCP服务器为设备分配IP地址。
如上所述，TR-111定义的确定网关与和其相连的设备的关联关系基于设备与网关之间的DHCP消息交互，但如果网关工作在桥接模式下，由于设备不从网关处获取IP地址，设备与网关之间没有DHCP消息的交互，TR-111定义的机制不能正常工作，因此无法确定网关与和其相连设备的关联关系。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出一种确定家庭网关与网关后设备关联关系的方法和系统，使得当网关工作在桥接模式时，与网关相连的设备与家庭网关仍可通过设备与其他DHCP服务器的DHCP消息交互来确定相互之间的关联关系。
为了达到上述目的，本发明提出了一种确定网关与设备关联关系的方法，所述网关工作在桥接模式，所述设备与所述网关相连，所述设备启动后自动进入DHCP流程：
步骤1：所述设备发送DHCP发现报文以寻找DHCP服务器；
步骤2：所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP提供报文以提供IP租约；
步骤3：所述设备发送DHCP接受报文以接受IP租约；
步骤4：所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP确认报文以确认IP租约；其中，所述设备与DHCP服务器之间经网关传递报文；其特征在于，
在所述步骤1中，所述设备在所述DHCP发现报文中携带所述设备的设备信息和/或在所述步骤3中，所述设备在所述DHCP接受报文中携带所述设备的设备信息；
所述网关判断所述DHCP发现报文和所述DHCP接受报文中是否携带有所述设备的设备信息，若是，记录所述设备的硬件地址及所述设备的设备信息，透传所述DHCP发现报文和DHCP接受报文；若否，透传所述DHCP发现报文和DHCP接受报文；
所述网关判断所述DHCP提供报文和所述DHCP确认报文中的设备硬件地址是否已记录，若是，在所述DHCP提供报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP提供报文传至所述设备，和/或在所述DHCP确认报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP确认报文传至所述设备；若否，透传所述DHCP提供报文和DHCP确认报文；
所述设备记录所述DHCP提供报文和/或DHCP确认报文中附加的所述网关的设备信息。
作为上述技术方案的优选，所述设备的设备信息和所述网关的设备信息均使用DHCP封包中的选项字段DHCP option 125进行封装。
作为上述技术方案的优选，还包括所述网关将所述设备添加到所述网关的管理设备表中。
本发明还提出一种确定网关与设备关联关系的系统，包括：工作在桥接模式的网关，与所述网关相连的设备，与所述网关相连的DHCP服务器，其中，所述设备启动后自动进入DHCP流程：
所述设备发送DHCP发现报文以寻找DHCP服务器；
所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP提供报文以提供IP租约；
所述设备发送DHCP接受报文以接受IP租约；
所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP确认报文以确认IP租约；其中，所述设备与所述DHCP服务器之间经所述网关传递报文；其特征在于，
所述设备发送的DHCP发现报文和/或DHCP接受报文中携带有所述设备的设备信息；
所述网关还包括：
DHCP中继代理模块，用于透传所述设备发送的DHCP发现报文和DHCP接受报文，并判断所述DHCP发现报文和DHCP接受报文是否携带有所述设备的设备信息，若是，则在透传报文的同时，复制携带有所述设备的设备信息的报文并发送给DHCP信息处理模块；还用于判断所述DHCP提供报文和DHCP确认报文中的设备硬件地址是否已记录，若是，在所述DHCP提供报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP提供报文传至所述设备，和/或在所述DHCP确认报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP确认报文传至所述设备；若否，透传所述DHCP提供报文和DHCP确认报文；
DHCP信息处理模块，用于当所述DHCP中继代理模块判断所述DHCP发现报文和/或DHCP接受报文中携带有所述设备的设备信息时，记录所述设备的设备信息和所述设备的硬件地址；
所述设备记录所述DHCP提供报文和/或所述DHCP确认报文中携带的所述网关的设备信息。
作为上述技术方案的优选，所述设备的设备信息和所述网关的设备信息均使用DHCP封包中的选项字段DHCP option 125进行封装。
作为上述技术方案的优选，所述DHCP信息处理模块还用于将所述设备添加到所述网关的管理设备表中。
本发明提出的上述方法和系统，实现了当网关工作在桥接模式时，仍可基于DHCP消息来确定网关与设备的关联关系。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
附图说明
图1为本发明提出的确定网关与设备关联关系的方法的优选实施例的示意图；
图2为本发明提出的确定网关与设备关联关系的系统的优选实施例的示意图。
具体实施方式
家庭网关工作在桥接模式，家庭内部设备即网关后设备(如机顶盒、家庭基站等)与家庭网关连接，所述家庭内部设备启动后自动进入DHCP流程，这时，家庭网关不响应设备的DHCP请求，而是将来自设备的报文透传给其他DHCP服务器，由其他DHCP服务器为设备分配IP地址，在这种情况下，本发明提出一种确定网关与设备关联关系的方法，如图1所示，其优选实施例具体步骤如下：
所述设备向网络发送DHCP发现报文(DHCP Discover)以寻找能得到响应的DHCP服务器，并且可以在所述DHCP Discover中携带所述设备的设备信息(Device Identity)；
所述家庭网关透传所述DHCP Discover至网络中的DHCP服务器，并且同时还判断DHCP Discover中是否携带有所述设备的设备信息，若是，则将所述设备的硬件地址和设备信息(Device Identity)记录下来；
当DHCP服务器监听到所述设备发出的DHCP Discover广播后，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，响应给所述设备一个DHCP提供报文(DHCP Offer)以提供IP租约；
所述家庭网关判断所述DHCP Offer中的硬件地址是否已记录，若是，可以选择在所述DHCP Offer中附加所述家庭网关自身的设备信息(Gateway Identity)后将所述DHCP Offer传至所述设备；若否，直接透传所述DHCP Offer；
当所述设备收到DHCP Offer后，判断是否附加有所述家庭网关自身的设备信息，若是，按照TR-111的规定记录所述网关的设备信息(GatewayIdentity)，然后发送一个DHCP接受报文(DHCP Request)以接受IP租约，并告知所有其他的DHCP服务器它已经接受了一个租约提供；若否，直接发送DHCP Request；并且还可以在DHCP Request中携带所述设备的设备信息(Device Identity)；
所述家庭网关透传所述DHCP Request至DHCP服务器，并且同时还判断DHCP Request中是否携带有所述设备的设备信息，若是，则将所述设备的硬件地址和设备信息(Device Identity)记录下来；这里，若硬件地址已经记录过，则可以不记录；
当DHCP服务器接收到所述设备的DHCP request之后，会向所述设备发出一个DHCP确认报文(DHCP ACK)响应所述设备，以确认IP租约的正式生效；
所述家庭网关判断所述DHCPACK中的硬件地址是否已记录，若是，可以选择在所述DHCP ACK中附加所述家庭网关自身的设备信息(Gateway Identity)后将所述DHCP ACK传至所述设备；若否，直接透传所述DHCP ACK；
当所述设备收到附加有所述家庭网关自身的设备信息的DHCP ACK后，按照TR-111的规定记录所述网关的设备信息(Gateway Identity)。
也就是说，设备可以选择在发送DHCP Discover或DHCP Request时携带所述设备自身的设备信息，也可以在发送DHCP Discover和DHCPRequest时都携带所述设备自身的设备信息；而家庭网关可以选择在传递DHCP Offer或DHCP ACK时携带所述家庭网关自身的设备信息，也可以在传递DHCP Offer和DHCP ACK时都携带所述家庭网关自身的设备信息，上述这样双重携带以便双重确认。
在上述实施例中，在报文中携带的所述设备的设备信息和附加的所述网关的设备信息均使用DHCP封包中的选项字段DHCP option 125：Vendor-Identifying Vendor-Specific进行封装，该字段在RFC 3925协议中规定。
所述网关透传所述设备发送的DHCP Discover或DHCP Request时记录所述设备的设备信息后，还可以将所述设备添加到所述网关的管理设备(Manageable Device)表中。
在后续远程管理系统与网关或连接到网关上的设备进行通信时，可以从网关上(例如Manageable Device中)通过TR-069信息交互获取与之相连的设备信息，或是从与网关相连的设备TR-069信息交互获取与之相连的网关的信息，从而确定网关与连在网关上设备之间的关联关系。
一种确定网关与设备关联关系的系统的优选实施例，包括：工作在桥接模式的网关，与所述网关相连的设备，与所述网关相连的DHCP服务器，其中，所述设备启动后自动进入DHCP流程：
所述设备发送DHCP发现报文以寻找DHCP服务器；
所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP提供报文以提供IP租约；
所述设备发送DHCP接受报文以接受IP租约；
所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP确认报文以确认IP租约；其中，所述设备与所述DHCP服务器之间经所述网关传递报文；
所述设备发送的DHCP发现报文和/或DHCP接受报文中携带有所述设备的设备信息；
如图2所示，所述网关中除了具有MAC桥和各端口之外，还包括：
DHCP中继代理模块，用于透传所述设备发送的DHCP发现报文和DHCP接受报文，并判断所述DHCP发现报文和DHCP接受报文是否携带有所述设备的设备信息，若是，则在透传报文的同时，复制携带有所述设备的设备信息的报文并发送给DHCP信息处理模块；还用于判断所述DHCP提供报文和DHCP确认报文中的设备硬件地址是否已记录，若是，在所述DHCP提供报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP提供报文传至所述设备，和/或在所述DHCP确认报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP确认报文传至所述设备；若否，透传所述DHCP提供报文和DHCP确认报文；
DHCP信息处理模块，用于当所述DHCP中继代理模块判断所述DHCP发现报文和/或DHCP接受报文中携带有所述设备的设备信息时，记录所述设备的设备信息和所述设备的硬件地址。
所述设备记录接收的所述DHCP提供报文和/或所述DHCP确认报文携带的所述网关的设备信息。
其中，所述DHCP中继代理模块与MAC桥之间具有DHCP报文通道；
所述设备的设备信息和所述网关的设备信息均使用DHCP封包中的选项字段DHCP option 125：Vendor-Identifying Vendor-Specific进行封装，该字段在RFC 3925协议中规定。
所述DHCP信息处理模块在记录所述设备的设备信息后，还可以将所述设备添加到所述网关的管理设备表中。
虽然，本发明已通过以上实施例及其附图而清楚说明，然而在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种确定网关与设备关联关系的方法，所述网关工作在桥接模式，所述设备与所述网关相连，所述设备启动后自动进入DHCP流程：
步骤1：所述设备发送DHCP发现报文以寻找DHCP服务器；
步骤2：所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP提供报文以提供IP租约；
步骤3：所述设备发送DHCP接受报文以接受IP租约；
步骤4：所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP确认报文以确认IP租约；其中，所述设备与DHCP服务器之间经网关传递报文；其特征在于，
在所述步骤1中，所述设备在所述DHCP发现报文中携带所述设备的设备信息和/或在所述步骤3中，所述设备在所述DHCP接受报文中携带所述设备的设备信息；
所述网关判断所述DHCP发现报文和所述DHCP接受报文中是否携带有所述设备的设备信息，若是，记录所述设备的硬件地址及所述设备的设备信息，透传所述DHCP发现报文和DHCP接受报文；若否，透传所述DHCP发现报文和DHCP接受报文；
所述网关判断所述DHCP提供报文和所述DHCP确认报文中的设备硬件地址是否已记录，若是，在所述DHCP提供报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP提供报文传至所述设备，和/或在所述DHCP确认报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP确认报文传至所述设备；若否，透传所述DHCP提供报文和DHCP确认报文；
所述设备记录所述DHCP提供报文和/或DHCP确认报文中附加的所述网关的设备信息。
2.根据权利要求1所述的确定网关与设备关联关系的方法，其特征在于，所述设备的设备信息和所述网关的设备信息均使用DHCP封包中的选项字段DHCP option 125进行封装。
3.根据权利要求1所述的确定网关与设备关联关系的方法，其特征在于，还包括所述网关将所述设备添加到所述网关的管理设备表中。
4.一种确定网关与设备关联关系的系统，包括：工作在桥接模式的网关，与所述网关相连的设备，与所述网关相连的DHCP服务器，其中，所述设备启动后自动进入DHCP流程：
所述设备发送DHCP发现报文以寻找DHCP服务器；
所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP提供报文以提供IP租约；
所述设备发送DHCP接受报文以接受IP租约；
所述DHCP服务器向所述设备发送DHCP确认报文以确认IP租约；其中，所述设备与所述DHCP服务器之间经所述网关传递报文；其特征在于，
所述设备发送的所述DHCP发现报文和/或DHCP接受报文中携带有所述设备的设备信息；
所述网关还包括：
DHCP中继代理模块，用于透传所述设备发送的所述DHCP发现报文和DHCP接受报文，并判断所述DHCP发现报文和DHCP接受报文是否携带有所述设备的设备信息，若是，则在透传报文的同时，复制携带有所述设备的设备信息的报文并发送给DHCP信息处理模块；还用于判断所述DHCP提供报文和DHCP确认报文中的设备硬件地址是否已记录，若是，在所述DHCP提供报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP提供报文传至所述设备，和/或在所述DHCP确认报文中附加所述网关的设备信息后将所述DHCP确认报文传至所述设备；若否，透传所述DHCP提供报文和DHCP确认报文；
DHCP信息处理模块，用于当所述DHCP中继代理模块判断所述DHCP发现报文和/或DHCP接受报文中携带有所述设备的设备信息时，记录所述设备的设备信息和所述设备的硬件地址；
所述设备记录所述DHCP提供报文和/或所述DHCP确认报文中携带的所述网关的设备信息。
5.根据权利要求4所述的确定网关与设备关联关系的系统，其特征在于，所述设备的设备信息和所述网关的设备信息均使用DHCP封包中的选项字段DHCP option 125进行封装。
6.根据权利要求4所述的确定网关与设备关联关系的系统，其特征在于，所述DHCP信息处理模块还用于将所述设备添加到所述网关的管理设备表中。
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