CN103067268B - 一种虚拟家庭网关服务提供方法及服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种虚拟家庭网关服务提供方法和服务器，本发明实施例通过将现有技术中由HGW执行的三层及以上业务转移到网络侧的第一服务器执行，由于运营商对于网络侧的第一服务器具有更方便的维护机制，不仅降低了上门维修家庭设备故障的费用支出，也同时降低了家庭设备的故障率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种虚拟家庭网关服务提供方法及服务器。
背景技术
软件定义网络（SDN，Software Defined Network）是一种控制转发分离的设计，现有技术中基于SDN的用户侧家庭网关（HGW，Home Gateway）上不仅执行二层转发业务，同时也执行三层转发业务，由于三层及三层以上业务处理方法繁多且复杂，比如三层防火墙、网络地址转换（NAT，NetworkAddress Translation）、即插即用（Upnp Universal Plug andPlay）、数字生活网络联盟（DLNA，Digital Living Network Alliance)等基于三层及以上报文内容处理的业务，对于用户侧的家庭网关设备，由于用户终端数量不断增加，，以及不断增加的流量使得流量策略日趋复杂，导致家庭网络非常复杂，尤其是大量三层业务使得HGW不堪重负，由于HGW承载的业务量巨大，必然导致故障率增加。
进一步，由于家庭网关部署在用户侧的家庭内，当有新业务引进时，通常新业务都包括三层业务，需要技术人员上门服务调试家庭网关，耗费大量人力物力资源，导致新业务引入成本高。
而且，涉及三层的业务，通常都是重要业务，有些重要业务在升级时需要更新家庭网关，因此，家庭网关就需要不断更换，提高了资本的支出。
发明内容
本发明实施例提供了一种虚拟家庭网关服务提供方法及服务器，克服了现有技术中因为家庭网关负荷三层业务导致的设备故障率高的问题。
本发明实施例第一方面提供一种虚拟家庭网关服务提供方法，所述方法包括：
接收路由器转发的由家庭网关发送的分配私网IP地址请求，所述分配私网IP地址请求用于为家庭设备分配私网IP地址，所述分配私网IP地址请求包括所述家庭设备的标识；
为所述家庭设备分配私网IP地址，并发送所述私网IP地址给所述家庭设备；
向DHCP服务器发送公网IP地址请求，所述公网IP地址请求中至少包括家庭设备的标识；
接收所述DHCP服务器发送的为所述家庭设备分配的公网IP地址消息；所述分配公网IP地址消息中至少包括所述家庭设备的标识和为所述家庭设备分配的公网IP地址；
根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务。
本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式中，所述分配私网IP地址请求中还包括：所述家庭设备所属的家庭标识；在向DHCP服务器发送公网IP地址请求之前，所述方法还包括：
确认为所述家庭标识未分配过公网IP地址。
结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，本发明实施例第一方面的第二种可能的实现方式中，所述家庭标识为所述家庭对应的虚拟局域网标识。
本发明实施例第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务具体包括：
接收路由器转发的所述家庭设备发来的报文，所述报文的源地址为所述私网IP地址；
为所述报文的源地址和所述报文的源端口分配所述公网IP地址和公网端口；
向所述路由器发送流表，所述流表包括所述报文的源地址和所述报文的源端口与所述公网IP地址和所述公网端口的对应关系，以便所述路由器根据所述流表处理所述报文。
本发明实施例第一方面的第四种可能的实现方式中，所述分配私网IP地址请求为DHCP请求报文。
结合本发明实施例第一方面的第四种可能的实现方式，本发明实施例第一方面的第五种可能的实现方式中，所述发送所述私网IP地址给对应的家庭设备具体包括：通过所述路由器和家庭网关发送DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述私网IP地址和所述家庭设备的标识。
本发明实施例第一方面的第六种可能的实现方式中，所述家庭设备的标识为所述家庭设备的MAC地址。
本发明实施例第二方面提供的一种服务器，包括：第一接收单元，第一分配单元，第一发送单元，第二接收单元，和服务单元；
所述第一接收单元，用于接收路由器转发的由家庭网关发送的分配私网IP地址请求，所述分配私网IP地址请求用于为家庭设备分配私网IP地址，所述分配私网IP地址请求包括所述家庭设备的标识；
所述第一分配单元，用于为所述家庭设备分配私网IP地址，并发送所述私网IP地址给所述家庭设备；
所述第一发送单元，用于向DHCP服务器发送公网IP地址请求，所述公网IP地址请求中至少包括家庭设备的标识；
所述第二接收单元，用于接收所述DHCP服务器发送的为所述家庭设备分配的公网IP地址消息；所述分配公网IP地址消息中至少包括所述家庭设备的标识和为所述家庭设备分配的公网IP地址；
所述服务单元，用于根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务。
本发明实施例第二方面的第一种实现方式中，所述分配私网IP地址请求中还包括：所述家庭设备所属的家庭标识；所述装置还包括：
确认单元，用于确认为所述家庭标识未分配过公网IP地址。
本发明实施例第二方面的第二种实现方式中，所述家庭标识为所述家庭对应的虚拟局域网标识。
本发明实施例第二方面的第三种实现方式中，所述服务单元还包括：第三接收单元，第二分配单元，第二发送单元；
所述第三接收单元，用于接收路由器转发的所述家庭设备发来的报文，所述报文的源地址为所述私网IP地址；
所述第二分配单元，用于为所述报文的源地址和所述报文的源端口分配所述公网IP地址和公网端口；
所述第二发送单元，用于向所述路由器发送流表，所述流表包括所述报文的源地址和所述报文的源端口与所述公网IP地址和所述公网端口的对应关系，以便所述路由器根据所述流表处理所述报文。
本发明实施例第二方面的第四种实现方式中，所述分配私网IP地址请求为DHCP请求报文。
结合本发明实施例第二方面的第四种可能的实现方式，本发明实施例第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一发送单元，具体用于通过所述路由器和家庭网关发送DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述私网IP地址和所述家庭设备的标识。
本发明实施例第二方面的第六种实现方式中，所述家庭设备的标识为所述家庭设备的MAC地址。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例通过第一服务器实现为上线的家庭设备分配私网IP地址，向DHCP服务器申请公网IP地址；并且能够根据为上下行的数据包提供业务处理服务，将现有技术中由HGW执行的三层及以上业务转移到网络侧的第一服务器执行，由于运营商对于网络侧的第一服务器具有更方便的维护机制，不仅降低了上门维修家庭设备故障的费用支出，也同时降低了家庭设备的故障率；进一步，便于对网络设备的升级，并且，降低了家庭网关的工作负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是本发明实施例一提供的一种虚拟家庭网关服务提供方法流程示意简图；
图1b是本发明实施例一中步骤S5的一种具体操作流程示意简图；
图2a是本发明实施例二提供的一种虚拟家庭网关服务提供方法流程示意简图一部分；
图2b是本发明实施例二提供的一种虚拟家庭网关服务提供方法流程示意简图一部分；
图2c是本发明实施例二提供的一种虚拟家庭网关服务提供方法流程示意简图一部分；
图3是本发明实施例三提供的一种服务器的示意简图；
图4是本发明实施例三提供的一种服务器的示意简图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种虚拟家庭网关服务提供方法及装置，将家庭网关虚拟到运营商侧，将用户侧的家庭网关的三层及以上功能转移到运营商侧的设备。具体可以是以运营商侧一台设备虚拟多个用户侧的家庭网关设备，该运营商侧的设备能够与用户侧家庭网关实现相同的三层及以上网关功能。因此，在用户侧的家庭网关仅保留基本的二层转发能力，仅保留基本的二层转发能力的家庭也可以称为瘦家庭网关（即Thin HGW）。将家庭网关具有的三层及以上功能转移到运营商侧设备，大大降低了用户侧的家庭网关的故障率，且当引进新业务时，在运营商侧更易于实现，同时，对运营商侧设备更易于对业务的升级。
对本发明实施例详细说明，参考如下具体实施例。
实施例一
本发明实施例提供一种虚拟家庭网关服务提供方法，如图1a所示，该方法包括：
步骤S1，接收路由器转发的由家庭网关发送的分配私网IP地址请求，分配私网IP地址请求用于为家庭设备分配私网IP地址，分配私网IP地址请求包括家庭设备的标识；
步骤S2，为家庭设备分配私网IP地址，并发送私网IP地址给家庭设备；
其中，该方法的执行主体可以是后续实施例中指出的第一服务器。当家庭设备开机上线后，向家庭网关广播动态主机配置协议（DHCP，Dynamic HostCongurationProtocol）请求报文；家庭网关接收到家庭设备发送的DHCP请求报文后，在该DHCP报文中增加了虚拟局域网（VLAN，Virtual Local AreaNetwork）标识发送给运营商侧设备；运营商侧的路由器接收到家庭设备广播的DHCP请求报文，将该DHCP请求报文引流到第一服务器；第一服务器接收到DHCP请求报文后，为家庭设备分配私网IP地址，广播至少包括有私网IP地址的DHCP报文给家庭设备；家庭设备可以通过自身的MAC地址判断该私网IP地址是否为分配给自身。
步骤S3，向DHCP服务器发送公网IP地址请求，所述公网IP地址请求中至少包括家庭设备的标识；
步骤S4，接收所述DHCP服务器发送的为所述家庭设备分配的公网IP地址消息；所述分配公网IP地址消息中至少包括所述家庭设备的标识和为所述家庭设备分配的公网IP地址。
步骤S5：根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务。
其中，步骤S5具体可以包括如下步骤S51和步骤S53，参见如图1b：
步骤S51，接收路由器转发的所述家庭设备发来的报文，所述报文的源地址为所述私网IP地址；
步骤S52，为所述报文的源地址和所述报文的源端口分配所述公网IP地址和公网端口；
步骤S53，向所述路由器发送流表，所述流表包括所述报文的源地址和所述报文的源端口与所述公网IP地址和所述公网端口的对应关系，以便所述路由器根据所述流表处理所述报文。
通过上述对本发明实施例提供的一种虚拟家庭网关服务提供方法的说明，该方法中由第一服务器实现为上线的家庭设备分配私网IP地址，向DHCP服务器申请公网IP地址；并且能够根据为上下行的数据包提供业务处理服务，将现有技术中由HGW执行的三层及以上业务转移到网络侧的第一服务器执行，由于运营商对于网络侧的第一服务器具有更方便的维护机制，不仅降低了上门维修家庭设备故障的费用支出，也同时降低了家庭设备的故障率；进一步，便于对网络设备的升级，并且，降低了家庭网关的工作负荷。
优选的，当服务器接收的分配私网IP地址请求中还包括：家庭设备所属的家庭标识，例如虚拟局域网标识（VLAN标识）；则该方法在步骤S3向DHCP服务器发送公网IP地址请求之前，还可以包括如下步骤：
步骤S6：确认为所述家庭标识未分配过公网IP地址。
通过增加步骤S6，使得服务器对于同属于一个家庭网关内的多个家庭设备可以仅分配一个公网IP地址。
实施例二
本发明实施例提供一种虚拟家庭网关服务提供方法，如图2a所示，当有用户侧设备开机上线后，运营商侧设备发现后，为该上线的家庭设备分配公网互联网协议（IP，Internet Protocol）地址，具体方法包括：
步骤101：家庭设备上线，向家庭网关广播动态主机配置协议（DHCP，Dynamic HostConguration Protocol）请求报文；
步骤102：家庭网关接收到家庭设备发送的DHCP请求报文后，在该DHCP报文中增加了虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）标识发送给运营商侧设备；
步骤103：运营商侧的路由器接收到家庭设备广播的DHCP请求报文，将该DHCP请求报文引流到第一服务器；
其中，步骤103中具体操作可以包括：当DHCP请求报文到了路由器后，未命中流表项，路由器将该DHCP报文封装上报给第一服务器。但不限于当前的说明。
步骤104：第一服务器接收到DHCP请求报文后，为家庭设备分配私网IP地址，广播至少包括有私网IP地址的DHCP报文给家庭设备；家庭设备可以通过自身的MAC地址判断该私网IP地址是否为分配给自身。
步骤105：家庭设备接收到DHCP报文后，广播DHCP选择报文；
步骤106：第一服务器接收到DHCP选择报文，发送DHCP确认报文给家庭设备；
通过执行上述步骤101至步骤105，在家庭设备上线后，第一服务器可以为上线的家庭设备分配私网IP地址，使得该家庭设备后续可以传输数据时在数据包中添加自身的私网IP地址。
步骤107：第一服务器向DHCP服务器发送公网IP地址请求，该公网IP地址请求中至少包括家庭设备的媒体接入控制（MAC，Media Access Control）地址；
步骤108：DHCP服务器接收到公网IP地址请求后，为家庭设备分配公网IP地址，将分配的公网IP地址发送给第一服务器；该公网IP地址可以不用发送给家庭设备。
其中，步骤107和108实现的为家庭设备分配公网IP地址，其中，为DHCP服务器为家庭设备分配公网IP地址的具体流程不限于当前步骤107、108说明的流程，也可以具体参照现有的DHCP协议执行，此处仅是便于理解的说明，并非对本发明实施例的限制。
通过上述对图2a的说明，该方法实现通过运营商侧的第一服务器为用户分配私网IP地址，并且第一服务器通过家庭设备的MAC地址向DHCP服务器申请公网IP地址，使得运营商侧的设备，具体可以是第一服务器能够为家庭设备申请到公网IP地址，并且，为家庭设备分配私网IP地址，便于家庭设备通过互联网进行数据传输。
进一步，当家庭网络中又有新家庭设备上线后，第一服务器还可以为该新上线的用户分配私网IP地址，该家庭网络中所有家庭设备可以共用一个公网IP地址。因此，假设新上线的家庭设备为第二家庭设备，该方法还可以包括如下步骤：
步骤109：第二家庭设备上线，向家庭关广播动态主机配置协议请求报文；
步骤110：家庭网关接收到第二家庭设备发送的DHCP请求报文后，在该DHCP请求报文中增加了VLAN标识发送给运营商侧设备；
步骤111：路由器接收到第二家庭设备广播的DHCP请求报文，将该DHCP请求报文引流到第一服务器；
步骤112：第一服务器接收到DHCP请求报文后，为第二家庭设备分配私网IP地址，广播至少包括有私网IP地址的DHCP报文给家庭设备；
步骤113：第一服务器根据第二家庭设备发送的DHCP请求报文中的VLAN标识，判断出该第二家庭设备与步骤101中的家庭设备属于同一个家庭网络内，因此，记录该第二家庭设备与家庭设备共用同一个公网IP地址；
步骤114：第二家庭设备接收到DHCP报文后，广播DHCP选择报文；
步骤115：第一服务器接收到DHCP选择报文，发送DHCP确认报文给家庭设备；
通过增加上述步骤109至115，使得第一服务器可以为同属于一个家庭网络中的后续上线的家庭设备分配私网IP地址，第一服务器中记录后续上线的家庭设备，与家庭网络中第一上线的家庭设备共用相同的公网IP地址。
上述步骤中实现了第一服务器为家庭设备分配的私网IP地址，以及第一服务器为家庭设备申请的公网IP地址，使得家庭设备与互联网中其他设备进行数据传输，参见图2b所示，为该方法进行数据传输的详细过程，具体包括：
步骤201：家庭设备向HGW发送第一数据包（或者称为“首包”，或者称为“上行数据包”）；
步骤202：HGW接收该第一数据包，在该第一数据表中增加HGW标识，
其中，该HGW标识可以是VLAN域中的VLAN标识，也可以是整个VLAN域，或者是引流头部的一个字段，或者是其它可以代表特定HGW的信息。引流头部是指对数据报文的封装头部，在封装控制信息中（PCI，packetcontrol infomation)可以包括传递引流报文的一些必要信息，比如：HGW标识PORTID，VPNID等。
若是VLAN域，增加HGW标识可以是PC一开始就封装好的；若增加的HGW标识是引流头部的一个字段，则增加HGW标识的操作是在HGW中执行的。
步骤203：HGW将增加了HGW标识的第一数据包发送给运营商侧设备；
步骤204：运营商侧的路由器接收到上述增加了HGW标识的第一数据包，路由器根据存储的流表，判断该第一数据包未命中流表；
步骤205：路由器将该第一数据包发送给第一服务器；
步骤206：第一服务器接收第一数据包，根据HGW标识找到相应的HGW实例，此实例对第一数据包进行相应的业务处理，其中，所说的业务处理可以包括家庭防火墙。例如：防火墙对数据包进行分析，决策此数据包是否允许通行，对此数据包对应的流表进行更新动作的操作。
其中，需要理解的是流表是由多个流表项组成，每个流表项就是一个转发规则，通常路由器中的数据包通过查询流表来获得转发的目的端口，现有协议中流表项由头域，计数器，和操作三项组成，其中，操作表明了该流表项匹配的数据包应该执行的操作。
步骤207：第一服务器中的NAT模块根据第一数据包中的私网IP地址，生成正向NAT表（即生成流表动作）；
NAT正向表：NAT模块根据数据包中的源地址（私网IP）、源端口号，结合NAT模块内部记录的IP/端口映射关系，生成新的源IP地址（公网IP）和源端口号；这两组源IP地址/源端口号组成一个正向NAT表项。当家庭设备的一个数据报文过来匹配NAT表，命中了源IP地址/源端口号，NAT转发处理模块就将此报文的源IP地址、源IP端口号修改为新的源IP地址和源端口号；
NAT反向表：根据正向表内容，将正向表的两个源IP地址/源端口号对调了一下位置作为反向表，并且这两个IP地址/端口号是作为数据报文的目的IP地址/目的端口号的匹配项和修改项。当从网络上来的报文，其目的IP地址/目的端口号匹配中NAT反向表中的目的IP地址/目的端口号，则NAT转发模块将报文中的目的IP地址/目的端口号修改为新的目的IP地址/目的端口号；
NAT表是以流表的形式存储。
步骤208：第一服务器的DPI模块对第一数据包进行解析判断出业务类型，通过策略模块处理，为对应业务类型提供相应的服务质量（QoS，QualityofService）策略，该QoS策略可以包括：car，remark操作；
步骤209：第一服务器将流表发送给路由器；
步骤210：第一服务器对第一数据包进行NAT表匹配，匹配到相应的NAT表项，进行NAT转换，具体包括：将该第一数据包中的源地址由私网IP地址修改为公网IP地址，修改数据包中的源端口号为NAT表记录的新源端口号；
其中，PC发出的UDP或TCP报文中的端口号为源端口号。
步骤211：第一服务器将进行NAT转换后的第一数据包发送给路由器，由路由器按照第一数据包中的目的地址转发。
从上述步骤201至步骤211的说明，完成了家庭设备第一次将数据包发送给目的IP地址操作，第一服务器通过为家庭设备协助发送第一数据包的过程中，为家庭设备生成相应的流表，并将该流表发送给路由器，便于路由器在下次接收到家庭设备的数据包后，可以根据流表直接为用户提供服务。
步骤212：家庭设备向HGW发送后续数据包（除了首包之外，发送给运营商的数据包）；
步骤213：HGW接收到后续数据包，在后续数据包中增加HGW标识，与上述步骤202操作相似；
步骤214：HGW将增加了HGW标识的后续数据包发送给运营商侧设备；
步骤215：运营商侧的路由器接收到上述增加了HGW标识的后续数据包，路由器根据存储的流表，判断该第一数据包命中流表；
步骤216：路由器根据流表中流表项，进行NAT转换源地址和源端口，若有QoS策略，执行QoS策略；
其中，数据包（即“后续数据包”）命中流表后，检查流表项中的动作集合，有更新源端口号的命令，参数是新的源端口号，就直接将数据包中的源端口号改写为流表中记录的源端口号。
需要说明的是，通常以五元组（即：源IP、源端口号、目的IP、目的端口号、协议号）作为命中流表的关键字（Key），而路由表是以目的地址作为关键字命中路由表项；流表与路由表二者是相互独立的，现有通常的处理流程是先查流表，再查路由表，但二者不是必须串行的关系。为了便于理解，路由表也可以看作一元组（目的IP）的流表。
步骤217：路由器按照目的地址（即目标公网IP地址）转发后续数据包。
通过执行上述步骤212至步骤217，使得路由器可以根据第一服务器中生成的流表，为家庭设备后续数据包提供服务，提高了数据转发的效率。
通过上述步骤212至步骤217，使得该方法实现了将家庭设备后续发送的数据传输到网络侧。
上述步骤201至步骤217实现了将家庭设备上产生的数据发送给目的地址的操作。如图2c，以及如下步骤具体说明从网络上来的下行数据包的处理方法。
步骤218：路由器接收到从网络上来的数据包（下行数据包），路由器根据下行数据包中的目的IP地址，查询地址解析协议表（ARP，AddressResolution Protocol)对此报文增加家庭ID(封装用户VLAN)和目的MAC；之后，报文到了流表，命中NAT反向表，进行NAT转换（即将报文中的公网目的IP修改为私网IP地址、修改目的端口号为新的目的端口）；同时修改目的MAC，从出接口发送出去；
步骤219：若从网络上来的数据包不命中流表中的NAT反向表，则引流到第一服务器；
步骤220：第一服务器按照报文中的用户vlanid来找到对应的家庭网关进行报文处理，其中，第一服务器中具体对网络上来的数据包进行报文处理，与上述步骤206至211相同的操作，以便后续从网络上来的数据可以直接由路由器转发到目的地址。
需要说明的是，上述步骤218中有两次修改目的MAC地址，其中，第一次的MAC地址是ARP表记录的，该MAC地址通常是个不关心的值，因为报文走到这里的时候因为还没有进行NAT转换，因此不知道目的设备。因此是无法填写真正目的MAC值的。到了命中NAT反向表（存储形式是流表，流表项动作集里有修改目的MAC命令），这时再次修改目的MAC为真正的家庭设备的MAC地址。
通过上述对本发明实施例提供的一种虚拟家庭网关服务提供方法的说明，该方法中由第一服务器实现为上线的家庭设备分配私网IP地址，向DHCP服务器申请公网IP地址；并且能够根据为上下行的数据包提供业务处理服务，将现有技术中由HGW执行的三层及以上业务转移到网络侧的第一服务器执行，由于运营商对于网络侧的第一服务器具有更方便的维护机制，不仅降低了上门维修家庭设备故障的费用支出，也同时降低了家庭设备的故障率；进一步，便于对网络设备的升级，并且，降低了家庭网关的工作负荷。
实施例三
本发明实施例提供一种服务器，如图3所示，该服务器包括：第一接收单元301，第一分配单元302，第一发送单元303，第二接收单元304，和服务单元305；
所述第一接收单元301，用于接收路由器转发的由家庭网关发送的分配私网IP地址请求，所述分配私网IP地址请求用于为家庭设备分配私网IP地址，所述分配私网IP地址请求包括所述家庭设备的标识；
所述第一分配单元302，用于为所述家庭设备分配私网IP地址，并发送所述私网IP地址给所述家庭设备；
当家庭设备开机上线后，向家庭网关广播动态主机配置协议（DHCP，Dynamic HostConguration Protocol）请求报文；家庭网关接收到家庭设备发送的DHCP请求报文后，在该DHCP报文中增加了虚拟局域网（VLAN，VirtualLocal Area Network）标识发送给运营商侧设备；运营商侧的路由器接收到家庭设备广播的DHCP请求报文，将该DHCP请求报文引流到第一服务器；第一服务器接收到DHCP请求报文后，为家庭设备分配私网IP地址，广播至少包括有私网IP地址的DHCP报文给家庭设备；家庭设备可以通过自身的MAC地址判断该私网IP地址是否为分配给自身。
所述第一发送单元303，用于向DHCP服务器发送公网IP地址请求，所述公网IP地址请求中至少包括家庭设备的标识；
所述第二接收单元304，用于接收所述DHCP服务器发送的为所述家庭设备分配的公网IP地址消息；所述分配公网IP地址消息中至少包括所述家庭设备的标识和为所述家庭设备分配的公网IP地址；
所述服务单元305，用于根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务。
通过上述对本发明实施例提供的一种服务器的说明，该服务器实现为上线的家庭设备分配私网IP地址，向DHCP服务器申请公网IP地址；并且能够根据为上下行的数据包提供业务处理服务，将现有技术中由HGW执行的三层及以上业务转移到网络侧的该服务器上执行，由于运营商对于网络侧的第一服务器具有更方便的维护机制，不仅降低了上门维修家庭设备故障的费用支出，也同时降低了家庭设备的故障率；进一步，便于对网络设备的升级，并且，降低了家庭网关的工作负荷。
优选的，所述服务单元305还包括：第三接收单元3051，第二分配单元3052，第二发送单元3053；
第三接收单元3051，接收路由器转发的所述家庭设备发来的报文，所述报文的源地址为所述私网IP地址；
第二分配单元3052，为所述报文的源地址和所述报文的源端口分配所述公网IP地址和公网端口；
第二发送单元3053，向所述路由器发送流表，所述流表包括所述报文的源地址和所述报文的源端口与所述公网IP地址和所述公网端口的对应关系，以便所述路由器根据所述流表处理所述报文。
所述分配私网IP地址请求为DHCP请求报文。
优选的，
所述第一发送单元303，具体用于通过所述路由器和家庭网关发送DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述私网IP地址和所述家庭设备的标识。
优选的，所述家庭设备的标识为所述家庭设备的MAC地址。
关于本实施例提供的服务器的更多详细说明可以参考上述实施例一、二中的说明，此处不重述。
实施例四
本发明实施例提供提供另一种服务器，结构示意图如图4所示，包括分别连接到总线上的存储器40、处理器41、输入装置43和输出装置44，其中：存储器40中用来储存从输入装置43输入的数据，且还可以储存处理器41处理数据的必要文件等信息；
输入装置43和输出装置44是数据分析设备与其他设备通信的端口，还可以包括数据分析设备外接的输出设备比如显示器、键盘、鼠标和打印机等，在本实施例中输入装置43可以包括鼠标和键盘等，而输出装置44包括显示器等；
本实施例中的处理器41可以从输入装置43接收路由器转发的由家庭网关发送的分配私网IP地址请求，所述分配私网IP地址请求用于为家庭设备分配私网IP地址，所述分配私网IP地址请求包括所述家庭设备的标识；处理器41为所述家庭设备分配私网IP地址，并发送所述私网IP地址给所述家庭设备；通过输出装置44向DHCP服务器发送公网IP地址请求，所述公网IP地址请求中至少包括家庭设备的标识；通过输入装置43接收所述DHCP服务器发送的为所述家庭设备分配的公网IP地址消息；所述分配公网IP地址消息中至少包括所述家庭设备的标识和为所述家庭设备分配的公网IP地址；处理器41根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务。
优选的，当所述分配私网IP地址请求中还包括：所述家庭设备所属的家庭标识；在向DHCP服务器发送公网IP地址请求之前，处理器41还执行确认为所述家庭标识未分配过公网IP地址。
优选的，家庭标识为所述家庭对应的虚拟局域网标识。
优选的，处理器41根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务具体包括：输入装置43接收路由器转发的所述家庭设备发来的报文，所述报文的源地址为所述私网IP地址；为所述报文的源地址和所述报文的源端口分配所述公网IP地址和公网端口；输出装置44向所述路由器发送流表，所述流表包括所述报文的源地址和所述报文的源端口与所述公网IP地址和所述公网端口的对应关系，以便所述路由器根据所述流表处理所述报文。
优选的，输出装置44发送所述私网IP地址给对应的家庭设备具体包括：通过所述路由器和家庭网关发送DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述私网IP地址和所述家庭设备的标识。
其中，上述说明的家庭设备的标识可以是家庭设备的MAC地址。
通过上述对本发明实施例提供的一种服务器的说明，该服务器实现为上线的家庭设备分配私网IP地址，向DHCP服务器申请公网IP地址；并且能够根据为上下行的数据包提供业务处理服务，将现有技术中由HGW执行的三层及以上业务转移到网络侧的该服务器上执行，由于运营商对于网络侧的第一服务器具有更方便的维护机制，不仅降低了上门维修家庭设备故障的费用支出，也同时降低了家庭设备的故障率；进一步，便于对网络设备的升级，并且，降低了家庭网关的工作负荷。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种虚拟家庭网关服务提供方法及服务器进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种虚拟家庭网关服务提供方法，其特征在于，所述方法包括：
接收路由器转发的由家庭网关发送的分配私网IP地址请求，所述分配私网IP地址请求用于为家庭设备分配私网IP地址，所述分配私网IP地址请求包括所述家庭设备的标识；
为所述家庭设备分配私网IP地址，并发送所述私网IP地址给所述家庭设备；
向DHCP服务器发送公网IP地址请求，所述公网IP地址请求中至少包括家庭设备的标识；
接收所述DHCP服务器发送的为所述家庭设备分配的公网IP地址消息；所述分配公网IP地址消息中至少包括所述家庭设备的标识和为所述家庭设备分配的公网IP地址；
根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务；
所述分配私网IP地址请求中还包括：所述家庭设备所属的家庭标识；在向DHCP服务器发送公网IP地址请求之前，所述方法还包括：
确认为所述家庭标识未分配过公网IP地址，以使得对于同属于一个家庭网关内的多个家庭设备仅分配一个公网IP地址；
所述家庭标识为所述家庭对应的虚拟局域网标识。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务具体包括：
接收路由器转发的所述家庭设备发来的报文，所述报文的源地址为所述私网IP地址；
为所述报文的源地址和所述报文的源端口分配所述公网IP地址和公网端口；
向所述路由器发送流表，所述流表包括所述报文的源地址和所述报文的源端口与所述公网IP地址和所述公网端口的对应关系，以便所述路由器根据所述流表处理所述报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分配私网IP地址请求为DHCP请求报文。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发送所述私网IP地址给对应的家庭设备具体包括：通过所述路由器和家庭网关发送DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述私网IP地址和所述家庭设备的标识。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述家庭设备的标识为所述家庭设备的MAC地址。
6.一种服务器，其特征在于，包括：第一接收单元，第一分配单元，第一发送单元，第二接收单元，和服务单元；
所述第一接收单元，用于接收路由器转发的由家庭网关发送的分配私网IP地址请求，所述分配私网IP地址请求用于为家庭设备分配私网IP地址，所述分配私网IP地址请求包括所述家庭设备的标识；
所述第一分配单元，用于为所述家庭设备分配私网IP地址，并发送所述私网IP地址给所述家庭设备；
所述第一发送单元，用于向DHCP服务器发送公网IP地址请求，所述公网IP地址请求中至少包括家庭设备的标识；
所述第二接收单元，用于接收所述DHCP服务器发送的为所述家庭设备分配的公网IP地址消息；所述分配公网IP地址消息中至少包括所述家庭设备的标识和为所述家庭设备分配的公网IP地址；
所述服务单元，用于根据所述私网IP地址和所述公网IP地址，为所述家庭设备提供虚拟家庭网关服务；
所述分配私网IP地址请求中还包括：所述家庭设备所属的家庭标识；所述服务器还包括：
确认单元，用于确认为所述家庭标识未分配过公网IP地址，以使得对于同属于一个家庭网关内的多个家庭设备仅分配一个公网IP地址；
所述家庭标识为所述家庭对应的虚拟局域网标识。
7.根据权利要求6所述服务器，其特征在于，所述服务单元还包括：第三接收单元，第二分配单元，第二发送单元；
所述第三接收单元，用于接收路由器转发的所述家庭设备发来的报文，所述报文的源地址为所述私网IP地址；
所述第二分配单元，用于为所述报文的源地址和所述报文的源端口分配所述公网IP地址和公网端口；
所述第二发送单元，用于向所述路由器发送流表，所述流表包括所述报文的源地址和所述报文的源端口与所述公网IP地址和所述公网端口的对应关系，以便所述路由器根据所述流表处理所述报文。
8.根据权利要求6所述服务器，其特征在于，所述分配私网IP地址请求为DHCP请求报文。
9.根据权利要求8所述服务器，其特征在于，
所述第一发送单元，具体用于通过所述路由器和家庭网关发送DHCP响应报文，所述DHCP响应报文包括所述私网IP地址和所述家庭设备的标识。
10.根据权利要求6至8任一项所述服务器，其特征在于，所述家庭设备的标识为所述家庭设备的MAC地址。
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