CN104144091A - 家庭网关业务承载实现方法和家庭网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭网关业务承载实现方法和家庭网关，涉及网络通信技术领域。该方法涉及一种锥型家庭网关业务承载架构的实现，家庭网关建立多条网络连接接入到不同的网络通道时，所有网络连接都不和用户侧的接口进行绑定，通过区分用户侧数据流的目的IP地址来判断上行需要走哪条网络通道，并将数据通过相应的网络连接进行转发，并据此建立下行数据转发路径，完成下行数据转发。通过在网络侧建立多条网络连接接入不同的网络通道，在用户侧只存在一个统一的家庭局域网，避免网络侧通道的分离导致家庭局域网的内部阻隔。

Description

家庭网关业务承载实现方法和家庭网关

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种家庭网关业务承载实现方法和家庭网关。

背景技术

多数电信运营网络都在网络侧划分了不同的网络通道，用以承载宽带上网、IPTV（网络电视）、VoIP（Voice over Internet Protocol，网络电话）等不同的业务。家庭网关作为用户宽带接入设备，需要能够同时为用户提供多种业务。

目前的家庭网关普遍采用管道式的承载架构，用不同的管道承载不同的业务，并和网络侧的不同网络通道相对应，从而适应多网络通道的接入环境。图1A示出现有家庭网关采用的管道式业务承载架构示意图。如图1A所示，在管道式的承载架构中，家庭网关100在网络侧建立多条网络连接接入不同的业务通道，如业务类型1通道、业务类型2通道、业务类型3通道等，每条网络连接和不同的用户侧接口绑定，家庭局域网的设备接入对应的用户侧接口，从而接入不同的业务通道。家庭局域网被分割成和各个网络通道相对应的不同部分，各部分间互相隔离，难于实现数据及业务共享，且不同业务类型的应用设备的接入位置被限定，如果接错将影响业务的应用。

图1B示出现有家庭网关的业务承载模式的一个具体例子，其中以路由上网和桥接IPTV为例。如图1B所示，上网连接绑定一些LAN（Local Area Network，局域网）口（如图1B中的LAN1、LAN2、LAN3），这些LAN口所连接的PC1、PC2、PC3将从家庭网关100获取家庭内的私网IP地址，如192.168.1.2～192.168.1.4，这些PC之间可以组成家庭局域网。IPTV连接绑定LAN4，LAN4连接的机顶盒直接从网络侧的IPTV平台获取IPTV的私网IP，如10.10.10.58，由于机顶盒和上网PC的不属于同一个私网网段，不属于上网PC所属的家庭局域网，所以不能和上网PC互访。

在上述图1B的例子中，上网连接绑定到LAN1、LAN2、LAN3口，PC1、PC2、PC3连接到这些LAN口可以获取192.168.1.*的家庭私网IP地址，可以通过上网通道上网；如果将机顶盒连接到这些LAN口，也只能获取192.168.1.*的家庭私网地址，和IPTV私网地址属于不同的私网段，将不能和IP地址为10.10.10.*私网地址IPTV平台互通，不能提供IPTV业务。相似地，IPTV连接绑定到LAN4口，机顶盒连接到LAN4口可以获取10.10.10.*的IPTV私网地址，和IPTV私网地址属于相同的私网段，可以和IP地址为10.10.10.*私网地址IPTV平台互通，从而提供IPTV业务；如果将PC连接到LAN4口，也只能获取10.10.10.*的IPTV私网地址，而10.10.10.*的私网段和互联网之间没有联通，PC将不能访问互联网。

从上面的描述可以看出，现有管道式的承载实现虽然比较容易实现家庭网络内不同业务的应用设备和相应网络侧通道的相通，但也同时将网络侧的通道隔离延伸到了家庭网络内部，破坏了家庭网络的整体性，影响了不同应用设备之间的互联，对用户使用及业务应用造成了限制，必须使用接口绑定方式才能实现业务的使用，无法实现家庭网络内的业务共享，不便于日常的使用和维护。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种用于家庭网关业务承载的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种家庭网关业务承载实现方法，包括：

家庭网关在网络侧建立网络连接以接入各个网络通道，其中，网络连接不与用户侧的接口进行绑定；

家庭网关根据用户侧数据的目的IP地址确定网络通道，将用户侧数据通过与网络通道对应的网络连接进行数据转发；

家庭网关根据用户侧数据的上行转发路径建立下行数据转发路径；

家庭网关根据下行数据转发路径将网络侧数据转发给家庭局域网设备。

可选地，家庭局域网设备具有同一网段的IP地址。

可选地，家庭网关通过用户侧数据的目的IP地址来确定网络通道包括：

如果用户侧数据的目的地址是IPTV通道内的地址，则家庭网关确定网络通道为IPTV通道；

将用户侧数据通过与网络通道对应的网络连接进行数据转发包括：

家庭网关通过与IPTV通道对应的IPTV连接进行IPTV数据向上转发。

可选地，家庭网关通过用户侧数据的目的IP地址来确定网络通道包括：

如果用户侧数据的目的地址是上网地址，则家庭网关确定网络通道为上网通道；

将用户侧数据通过与网络通道对应的网络连接进行数据转发包括：

家庭网关通过与上网通道对应的上网连接进行数据向上转发。

可选地，该方法还包括：家庭网关确定来自家庭局域网设备的数据的目的地址为家庭局域网的同一网段的IP地址，则在家庭局域网内将数据转发给目的设备。

根据本发明的另一方面，提供一种家庭网关，包括：

通道连接建立模块，用于在网络侧建立网络连接以接入各个网络通道，其中，网络连接不与用户侧的接口进行绑定；

上行数据转发模块，用于根据用户侧数据的目的IP地址确定网络通道，将用户侧数据通过与网络通道对应的网络连接进行数据转发；

转发路由建立模块，用于根据用户侧数据的转发路径建立下行数据转发路径；

下行数据转发模块，用于根据下行数据转发路径将网络侧数据转发给家庭局域网设备。

可选地，家庭局域网设备具有同一网段的IP地址。

可选地，如果用户侧数据的目的地址是IPTV通道内的地址，则上行数据转发模块确定网络通道为IPTV通道，通过与IPTV通道对应的IPTV连接进行IPTV数据向上转发。

可选地，如果用户侧数据的目的地址是上网地址，则上行数据转发模块确定网络通道为上网通道，通过与上网通道对应的上网连接进行数据向上转发。

可选地，该家庭网关还包括网内数据转发模块，用于确定来自家庭局域网设备的数据的目的地址为家庭局域网的同一网段的IP地址，则在家庭局域网内将数据转发给目的设备。

本发明的一个优点在于，通过锥形家庭网关业务承载架构，能够在满足现网多通道环境的前提下，保障家庭局域网的完整统一。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1A示出现有家庭网关采用的管道式业务承载架构示意图。

图1B示出现有家庭网关的业务承载模式的一个具体例子。

图2示出根据本发明的锥形家庭网关业务承载架构的一个例子的示意图。

图3示出根据本发明的一种家庭网关业务承载实现方法的一个实施例的流程图。

图4示出根据本发明的一种家庭网关业务承载实现方法的另一个实施例的流程图。

图5A示出根据本发明的家庭网关采用锥形业务承载架构的例子的示意图。

图5B示出根据本发明的家庭网关采用锥形业务承载的一个具体例子的图示。

图6示出根据本发明的家庭网关的一个实施例的结构图。

图7示出根据本发明的家庭网关的另一个实施例的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明的基本思路是在网络侧家庭网关通过各自的网络连接接入不同的网络通道，家庭网关建立多条网络连接接入到不同的网络通道，各个网络连接都不和用户侧的接口进行绑定，在用户侧只存在一个统一的家庭局域网，从而提供一种锥形家庭网关业务承载架构。

图2示出根据本发明的锥形家庭网关业务承载架构的一个例子的图示，在网络侧建立多条网络连接接入不同的业务通道如业务类型1通道、业务类型2通道、业务类型3通道等，但各个网络连接不再和用户侧接口绑定，用户侧的各业务类型设备22统一接入家庭局域网，接入家庭局域网的设备获取同一个网段的IP地址，家庭局域网保持了完整统一。家庭网关200建立基于数据分析进行数据转发的机制，通过区分用户侧数据流的目的IP地址来判断上行数据需要走哪条网络通道，并将数据通过相应的网络连接进行转发，并据此建立下行数据转发路径，完成下行数据转发。

可以看出，锥形家庭网关业务承载架构，既能适应现网接入环境，又能不破坏家庭网络整体性，对于促进家庭业务的发展、方便用户的使用以及维护排障都具有极其重要的意义。

图3示出根据本发明的一种家庭网关业务承载实现方法的一个实施例的流程图。

如图3所示，步骤302，家庭网关在网络侧建立网络连接以接入各个网络通道，其中，网络连接不与用户侧的接口进行绑定。

步骤304，家庭网关根据用户侧数据的目的IP地址确定网络通道，将用户侧数据通过与网络通道对应的网络连接进行数据转发。

步骤306，家庭网关根据用户侧数据的上行转发路径建立下行数据转发路径。

步骤308，家庭网关根据下行数据转发路径将网络侧数据转发给家庭局域网设备。

上述实施例中，接入网络通道的网络连接不与用户侧的接口进行绑定，由家庭网关根据数据分析进行数据转发，在保证网络侧接入不受影响的情况下，在用户侧构成一个完整统一的家庭网络，从而能够实现整个家庭网络的业务及数据共享，并方便用户的使用以及维护排障。

图4示出根据本发明的一种家庭网关业务承载实现方法的另一个实施例的流程图。

如图4所示，步骤402，接入家庭局域网的设备获取同一个网段的IP地址。家庭局域网分配在同一网段的IP地址，所有接入家庭局域网的设备自行配置或从家庭网关获取一个该网段的IP地址。

步骤404，家庭网关建立与各个网络通道对应的网络连接以便接入网络通道，其中，网络连接不和用户侧的接口进行绑定。

步骤406，家庭网关通过用户侧数据流的目的IP地址来确定上行网络通道，通过与上行网络通道对应的网络连接进行数据转发。

步骤408，家庭网关根据上行数据转发路径建立下行数据转发路由表。

步骤410，家庭网关根据下行数据转发路由表将下行数据转发给家庭局域网的设备。

步骤412，家庭网关对家庭局域网内设备间的数据直接进行转发。

上述实施例中，接入家庭局域网的不同业务类型的设备获取同一个网段的IP地址，家庭网关对家庭局域网内设备间的数据直接进行转发，这样，接入到家庭网络内的设备可以自然地实现在家庭网局域网的互访及数据共享，且在接入家庭网络时不存在连接的特定接口的限制，避免网络侧通道的分离导致家庭局域网的内部阻隔。

图5A示出根据本发明的家庭网关采用锥形业务承载架构的例子的示意图。参见图5A，家庭网关采用锥形业务承载架构，能够实现上网、IPTV、VoIP多业务承载，支持多业务终端的接入和完整的局域网数据共享。上网终端51、多业务设备（如同时支持上网、IPTV）52、STB53连接到家庭网关500后，家庭网关给这些设备分配同一网段的IP地址（如192.168.1.*）。不同设备采用了同一网段的局域网IP地址，便于实现数据共享；不同设备承载业务时，根据业务种类访问不同网络通道内的资源，数据包的目的地址分别属于不同的网络侧通道，也就是在设备上行的数据流中，上网业务数据流目的IP地址属于上网通道，IPTV业务数据流目的IP地址属于IPTV通道。家庭网关配置转发路由表，根据用户侧数据流中的目的IP将数据转发到不同的网络通道，如将访问上网通道IP地址的数据转发到上网通道、访问IPTV通道IP地址的数据转发到IPTV通道等。上网终端承载上网业务时，上行数据包的目的IP地址属于上网通道，家庭网关接收到该数据后分析出目的IP地址属于上网通道，将数据转发到上网通道；STB承载IPTV业务时，上行数据包的目的IP地址属于IPTV通道，家庭网关接收到该数据后分析出目的IP地址属于IPTV通道，将数据转发到IPTV通道；对于支持上网、IPTV多业务的终端，承载上网业务时的处理机制类似于PC，承载IPTV业务时的处理机制类似于STB。家庭网关可内置IAD模块支持VoIP功能。

图5B示出根据本发明的家庭网关采用锥形业务承载的一个具体例子的图示。如图5B所示，上网连接、IPTV连接都不绑定LAN口，连接到所有LAN口的设备，无论是PC还是机顶盒，都从家庭网关500获取家庭内的私网IP地址（192.168.1.2～192.168.1.5）。这些设备可以组成家庭局域网，能够互相访问。家庭网关给这些设备分配地址时，能够检测出这些设备时接在哪个LAN口下的，例如给机顶盒分地址192.168.1.5时，就能够在机顶盒和家庭网关之间传送数据时察觉出机顶盒是接在LAN4口的。

当家庭网关收到PC、机顶盒发来的数据时，通过区分目的地址向不同的地方进行转发：

如果目的地址是192.168.1.*，则判断出该数据包属于家庭局域网交互包，直接在家庭局域网内转发给相应的设备，不用向上网连接或IPTV连接转发。例如，家庭网关收到PC1发来的目的地址为192.168.1.5数据包，直接转发给LAN4口的机顶盒

如果目的地址是10.10.10.*，则判断出该数据包需要上传到IPTV平台，在进行NAT（Network Address Translation，网络地址转换）等相关操作后使用IPTV连接向上转发，同时将该路径记录到转发路径表格中，以便后续转发时快速查找使用，并可给后面从IPTV平台接收到的返回包提供向下转发的路径。例如家庭网关收到机顶盒（其IP为192.168.1.5）发来的目的地址为10.10.10.5的数据包，在进行NAT处理后发到IPTV连接，同时在路径表中增加一条路径说明，表明“源IP为192.168.1.5、目的IP为10.10.10.5的数据包，输入口为LAN4，输出口为IPTV连接”

如果目的地址不属于家庭局域网（即不是192.168.1.*），并且不是10.10.10.*，则判断出该数据包需要上传到互联网，在进行NAT等相关操作后使用上网连接向上转发，同时将该路径记录到转发路径表格中，以便后续转发时快速查找使用，并可给后面从互联网接收到的反向包提供向下转发的路径。例如家庭网关收到PC2（其IP为192.168.1.3）发来的目的地址为218.80.10.85的数据包，在进行NAT处理后发到上网连接，同时在路径表中增加一条路径说明，表明“源IP为192.168.1.3、目的IP为218.80.10.85的数据包，输入口为LAN2，输出口为上网连接”

当家庭网关收到互联网、IPTV平台发来的数据时，通过查找家庭网关内的转发路径表格向不同的LAN口进行转发：

如果收到最终目的地址是192.168.1.5的包，则从转发路径表格中查出该192.168.1.5的设备在LAN4口，就将该数据包转发到LAN4口；

如果收到最终目的地址是192.168.1.3的包，则从转发路径表格中查出该192.168.1.5的设备在LAN2口，就将该数据包转发到LAN2口。

图6示出根据本发明的家庭网关的一个实施例的结构图。如图6所示，该家庭网关包括：通道连接建立模块61，用于在网络侧建立网络连接以接入各个网络通道，其中，网络连接不与用户侧的接口进行绑定；上行数据转发模块62，用于根据用户侧数据的目的IP地址确定网络通道，将用户侧数据通过与网络通道对应的网络连接进行数据转发；转发路由建立模块63，用于根据用户侧数据的上行转发路径建立下行数据转发路径；下行数据转发模块64，用于根据下行数据转发路径将网络侧数据转发给家庭局域网设备。家庭局域网设备具有同一网段的IP地址。

在一个实施例中，如果用户侧数据的目的地址是IPTV通道内地址，则上行数据转发模块确定网络通道为IPTV通道；进行NAT操作后通过与IPTV通道对应的IPTV连接进行IPTV数据向上转发。如果用户侧数据的目的地址是上网地址，则上行数据转发模块确定网络通道为上网通道；进行NAT操作后通过与上网通道对应的上网连接进行数据向上转发。

图7示出根据本发明的家庭网关的另一个实施例的结构图。如图7所示，该实施例中家庭网关包括：通道连接建立模块61、上行数据转发模块62、转发路由建立模块63、下行数据转发模块64和网内数据转发模块75。其中，通道连接建立模块61、上行数据转发模块62、转发路由建立模块63、下行数据转发模块64可以参见上述实施例的对应描述，为简洁起见在此不再详细描述。网内数据转发模块75，用于确定来自家庭局域网设备的数据的目的地址为家庭局域网的同一网段的IP地址，则在家庭局域网内将数据转发给目的设备。

需要指出，图6、图7中各个模块的功能和实现，可以参考本文中关于方法的实施例的对应描述，为简洁起见，在此不再详细描述。

本公开提供的锥形家庭网关业务承载架构，在网络侧能够同时接入不同的业务通道，适应多业务分别承载的网络环境；在用户侧能够组成一个完整的家庭局域网，实现家庭网络的拓扑统一。

至此，已经详细描述了根据本发明的家庭网关业务承载实现方法和家庭网关。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种家庭网关业务承载实现方法，其特征在于，包括：

家庭网关在网络侧建立网络连接以接入各个网络通道，其中，所述网络连接不与用户侧的接口进行绑定；

所述家庭网关根据用户侧数据的目的IP地址确定网络通道，将所述用户侧数据通过与所述网络通道对应的网络连接进行数据转发；

所述家庭网关根据所述用户侧数据的上行转发路径建立下行数据转发路径；

所述家庭网关根据所述下行数据转发路径将网络侧数据转发给家庭局域网设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述家庭局域网设备具有同一网段的IP地址。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述家庭网关通过用户侧数据的目的IP地址来确定网络通道包括：

如果用户侧数据的目的地址是IPTV通道内的地址，则所述家庭网关确定所述网络通道为IPTV通道；

所述将所述用户侧数据通过与所述网络通道对应的网络连接进行数据转发包括：

所述家庭网关通过与所述IPTV通道对应的IPTV连接进行IPTV数据向上转发。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述家庭网关通过用户侧数据的目的IP地址来确定网络通道包括：

如果用户侧数据的目的地址是上网地址，则所述家庭网关确定所述网络通道为上网通道；

所述将所述用户侧数据通过与所述网络通道对应的网络连接进行数据转发包括：

所述家庭网关通过与所述上网通道对应的上网连接进行数据向上转发。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

所述家庭网关确定来自所述家庭局域网设备的数据的目的地址为所述家庭局域网的同一网段的IP地址，则在所述家庭局域网内将数据转发给目的设备。

6.一种家庭网关，其特征在于，包括：

通道连接建立模块，用于在网络侧建立网络连接以接入各个网络通道，其中，所述网络连接不与用户侧的接口进行绑定；

上行数据转发模块，用于根据用户侧数据的目的IP地址确定网络通道，将所述用户侧数据通过与所述网络通道对应的网络连接进行数据转发；

转发路由建立模块，用于根据所述用户侧数据的转发路径建立下行数据转发路径；

下行数据转发模块，用于根据所述下行数据转发路径将网络侧数据转发给家庭局域网设备。

7.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，所述家庭局域网设备具有同一网段的IP地址。

8.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，如果用户侧数据的目的地址是IPTV通道内的地址，则所述上行数据转发模块确定所述网络通道为IPTV通道，通过与所述IPTV通道对应的IPTV连接进行IPTV数据向上转发。

9.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，如果用户侧数据的目的地址是上网地址，则所述上行数据转发模块确定所述网络通道为上网通道，通过与所述上网通道对应的上网连接进行数据向上转发。

10.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，还包括：

网内数据转发模块，用于确定来自所述家庭局域网设备的数据的目的地址为所述家庭局域网的同一网段的IP地址，则在所述家庭局域网内将数据转发给目的设备。