CN104158684A - 基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，解决智能网关平台对网关设备状态跟踪不及时、且服务器资源浪费的问题，本发明包括：S1：网关设备连接接入服务器；S2：网关设备发送设备信息至汇聚中心服务器；S3：汇聚中心服务器对网关设备进行验证；S4：汇聚中心服务器验证成功，发送验证成功的信息到接入服务器中；S5：接入服务器发送注册成功的消息到网关设备；S6：网关设备定期向汇聚中心服务器报告状态信息，汇聚中心服务器调整网关设备的心跳周期，确保网关设备与接入服务器的正常连接。本发明可以实时监测网关设备状态，从而实现了服务器地动态管理，并提高服务器的资源利用率。

Description

基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法

技术领域

本发明涉及一种基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法。

背景技术

随着移动互联网的高速发展和移动应用的广泛普及，用户对智能网关的需求也与日俱增。智能网关是多网络接入和内网管理的枢纽，它作为运营商、数字内容提供商以及网络设备厂商提供网络服务的通道，除了提供宽带数据、语音和视频外，还提供家庭安全、能源管理、健康监测等其它网络应用和服务，极大地改善了用户的联网体验。

分层式智能网关平台适用于大规模、集群式的智能网关设备部署，能够快速增加网关设备，扩充用户容量，易于统一管理。但是，由于智能网关平台中网关设备达到千万台数量级，并且与服务器连接，由服务器负责维护网关设备的状态信息，因此，这对智能网关平台的稳定性和可靠性的要求非常高。由于网关设备和服务器是智能网关平台正常运行的核心部件，因此需要实时跟踪网关设备状态，进行动态管理，从而提高智能网关平台的稳定性、可靠性。

然而，现有的网关设备状态跟踪方法大多采用轮询的方式，该方法由于导致了智能网关平台需要对数千万台网关设备进行逐一查询，因此也造成响应延时、状态跟踪不准确的问题，并且服务器资源浪费大，故已有的状态跟踪方法难以再适用于目前的智能网关平台。

综上所述，如何及时跟踪网关设备的状态，并合理利用服务器资源，从而进一步实现服务器负载均衡，提高智能网关平台的稳定性与可靠性，便成为亟需解决的问题。

发明内容

针对上述技术不足，本发明提供了一种基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，其可以实现动态在线管理网关设备状态，保证服务器资源能够被合理地使用，避免资源的浪费。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，包括以下步骤：

S1：网关设备与接入服务器建立连接；

S2：网关设备将设备信息发送至接入服务器，并由接入服务器将网关设备的信息转发至汇聚中心服务器；

S3：汇聚中心服务器检查数据库服务器中是否存储有该网关设备的设备标识，是，则汇聚中心服务器根据设备标识对网关设备进行验证；否，则为该网关设备分配设备标识，并存储于数据库服务器中，然后根据分配的设备标识对该网关设备进行验证；

S4：汇聚中心服务器判断网关设备是否验证成功，是，则汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“在线”，并发送“验证成功”的信息到接入服务器中；否，则清除原设备标识，反复为网关设备分配设备标识，并进行验证，直至网关设备验证成功，然后汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“在线”，并发送“验证成功”的信息到接入服务器中；

S5：接入服务器发送“注册成功”的消息到网关设备；

S6：网关设备按照设定的心跳周期定期向汇聚中心服务器报告状态信息，汇聚中心服务器根据负载情况，调整网关设备的心跳周期，确保网关设备与接入服务器的正常连接。

作为优选，所述步骤S1中，网关设备与连接基础业务应用通道的接入服务器默认采用UDP的方式建立连接，若连接不成功，则采用TCP的方式建立连接。

具体地说，所述步骤S1包括以下步骤：

S101：网关设备随机选择接入服务器；

S102：网关设备向接入服务器发送连接请求，并开启该网关设备中的定时器；

S103：在定时器设定的时间内，该网关设备判定是否有收到接入服务器发送的响应请求，是，则网关设备与接入服务器连接成功；否，则执行步骤S104；

S104：判定网关设备向当前接入服务器发送的连接请求是否超过三次，是，则自动连接下一台接入服务器，并重复步骤S102；否，则网关设备向接入服务器再次发送连接请求，并重置定时器，然后重复步骤S103。

进一步地，所述步骤S3中，汇聚中心服务器为网关设备分配设备标识、并进行验证的具体过程如下：

(1)汇聚中心服务器向接入服务器发送全为零的序列号，接入服务器生成一个随机数，然后与该序列号组成网关设备的设备标识，并回复给网关设备，网关设备获取到设备标识；

(2)网关设备按照消息摘要算法MD5的方式对设备标识进行加密，并发送至接入服务器中；

(3)接入服务器接收加密的设备标识，并对其进行解密，确认所接收的设备标识是否与其存储的一致，是，则验证成功，并将该设备标识发送至汇聚中心服务器，执行步骤(4)；否，则清除原设备标识，并反馈至汇聚中心服务器，然后重复步骤(1)；

(4)汇聚中心服务器根据设备标识对网关设备进行验证。

再进一步地，所述步骤S6中，汇聚中心服务器调整网关设备的心跳周期、确保网关设备与接入服务器正常连接的具体过程如下：

(1)网关设备按照设定的心跳周期定期向接入层服务器报告其状态信息；

(2)接入服务器判断是否有定时接收到网关设备发送的状态信息，是，则将状态信息转发至汇聚中心服务器，并执行步骤(3)至(5)；否，则执行步骤(6)至(8)；

(3)汇聚层服务器收到网关设备状态信息，判定当前连接的网关设备的数量是否超过了其预设的阈值，是，则继续保持该心跳周期，同时回复接入服务器；否，则将网关设备的心跳周期加倍，并回复至接入服务器；

(4)接入服务器将回复信息转至网关设备；

(5)判定网关设备是否收到回复，是，则重复步骤(1)；否，则执行下步骤(6)；

(6)网关设备判定其发送状态信息的次数是否有超过三次后仍然未得到响应，是，则执行步骤(7)；否，则网关设备将设定的心跳周期时间减半，并重复步骤(1)；

(7)网关设备与接入服务器断开连接；

(8)接入服务器发送“状态修改”消息到汇聚中心服务器，汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“离线”，并执行步骤(9)；

(9)网关设备与接入服务器重新建立连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明以“心跳保活”技术为基础，实时监测网关设备状态，确保状态跟踪的准确性，实现对网关设备的动态在线管理；同时，还根据网关设备状态信息，调整服务器分配，从而实现服务器负载均衡，提高服务器的稳定性、可靠性以及利用率。

(2)本发明由网关设备主动发送其状态信息，复杂度低、且易于实现，不会造成额外的硬件成本。

(3)本发明可以根据网关设备状态信息，实时为用户设备调整汇聚中心服务器的分配，从而保证服务器资源的合理使用，进而实现服务器负载均衡，提高服务器资源利用率。

(4)根据网关设备状态信息，可以将用户设备分配至负载较轻的汇聚层服务器，同时尽量采用UDP建立连接，减少通讯开销，在一定程度上降低了响应延时，很好地增强了用户体验度。

(5)本发明基于安全性较高的消息摘要算法MD5对设备标识进行加密，同样提高了设备标识传送的安全性，确保设备标识传输的隐秘性，进而大幅提高了智能网关平台的安全性。

附图说明

图1为本发明所用到的智能网关平台的硬件系统框图。

图2为本发明的流程示意图。

图3为网关设备连接接入服务器的流程示意图。

图4为本发明中网关设备进行注册的流程示意图。

图5为本发明-实施例中网关设备状态跟踪的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

本发明提供了一种开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，适用于智能网关平台对网关设备的状态进行跟踪。本发明所涉及到的智能网关平台，按照功能的不同，其可划分为网关设备层、接入层、汇聚层以及分流层，各个层次的功能分别如下：

(1)网关设备层：该层次用于为所有终端用户提供便捷的无线网络接入服务，并向接入层发送注册以及状态信息；

(2)接入层：该层次用于接受来自设备层的注册与状态信息，并向汇聚层报告网关设备层的状态信息，包括CPU负载、内存负载、网关设备数等信息的监测；

(3)汇聚层：该层次负责保存所有设备层的状态信息，向接入层提供网关设备层信息的查询，包括网关设备的序列号、IP地址以及在线或离线状态。考虑到网关设备在线状态信息非常庞大，该层次增加了数据库，负责存储所有合法的网关设备MAC和序列号SN信息、用户账号信息、用户与网关的绑定关系等信息；

(4)分流层：该层次负责将用户设备连接到汇聚层，一旦用户设备需要连接网关设备，可以根据汇聚层的负载状态进行连接分配。

而如图1所示，在硬件结构方面，本发明所涉及的智能网关平台则包括汇聚中心服务器、接入服务器、分流服务器(即DNS服务器)、数据库服务器以及网关设备。所述接入服务器、分流服务器和数据库服务器均与汇聚中心服务器连接，所述网关设备则与接入服务器连接。并且，所述分流服务器和网关设备均至少为一台。而所述接入服务器则至少为两台。

上述服务器和网关设备采用的具体硬件设备及其配置分别如下：

接入服务器：至强处理器，8GB内存，双碟镜像，千兆双网口；

汇聚中心服务器：至强处理器，16GB内存，双碟镜像，千兆双网口；

数据库服务器：双至强处理器，16GB内存，双碟镜像，千兆双网口；

分流服务器：至强处理器，8GB内存，双碟镜像，千兆双网口；

网关设备：无线路由器或极路由，16GB内置存储空间，2.4GHz频率。

上述服务器均采用至强处理器，可以更好地符合大数据量的密集连续运算。

按照智能网关平台的上述硬件结构，下面对本发明的实现过程进行介绍。

如图2所示，首先，网关设备随机选择接入服务器，并建立连接，在该步骤中，网关设备与接入服务器默认采用UDP的方式建立连接，若连接不成功，则采用TCP的方式建立连接。如此设计，主要是因为UDP协议实现起来相对比TCP协议更加简单，TCP的握手过程会消耗资源，而UDP无须握手过程，所以不会消耗资源。由于考虑到本发明的设计特点，因此，为了避免资源的浪费，本发明优先采用UDP连接。

而后，如图3所示，网关设备向当接入服务器发送连接请求，并开启该网关设备中的定时器，在定时器设定的时间内，该网关设备判定是否有收到接入服务器发送的响应请求，是，则网关设备与接入服务器连接成功；否，则判定网关设备向当前接入服务器发送的连接请求是否超过三次，是，则自动连接下一台接入服务器，并重新向下一台服务器发送连接请求；否，则网关设备向接入服务器再次发送连接请求，并重置定时器，然后继续在定时器设定的时间内，判定是否有收到接入服务器发送的响应请求。

如图4所示，当网关设备接收到接入服务器发送的响应请求后，网关设备将设备信息发送至接入服务器，并由接入服务器将网关设备的信息转发至汇聚中心服务器。接着，汇聚中心服务器检查数据库服务器中是否存储有该网关设备的设备标识(ID)，是，则汇聚中心服务器根据设备标识对网关设备进行验证；否，则为该网关设备分配设备标识，并存储于数据库服务器中，然后根据分配的设备标识对该网关设备进行验证。本实施例中，当需要汇聚中心服务器为网关设备分配设备标识、并进行验证时，其具体过程如下：

(1)汇聚中心服务器向接入服务器发送全为零的序列号(例如00000)，接入服务器生成一个随机数(例如23456)，然后与该序列号组成网关设备的设备标识(例如序列号与随机数组成了23456，则网关设备的设备标识即为23456)，并回复给网关设备，网关设备获取到设备标识；

(2)网关设备按照消息摘要算法MD5的方式对设备标识进行加密，并发送至接入服务器中；由于采用MD5加密的技术为现有应用成熟的技术，因此本实施例不再对其加密的过程进行详细介绍；

(3)接入服务器接收加密的设备标识，并对其进行解密，确认所接收的设备标识是否与其存储的一致，是，则验证成功，并将该设备标识发送至汇聚中心服务器，执行步骤(4)；否，则清除原设备标识，并反馈至汇聚中心服务器，然后重复步骤(1)；

(4)汇聚中心服务器根据设备标识对网关设备进行验证。

再接着，汇聚中心服务器判断网关设备是否验证成功，是，则汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“在线”，并发送“验证成功”的信息到接入服务器中；否，则清除原设备标识，反复为网关设备分配设备标识，并进行验证，直至网关设备验证成功，然后汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“在线”，并发送“验证成功”的信息到接入服务器中，而接入服务器则发送注册成功的消息到网关设备。

并且，为了使汇聚中心服务器的负载平衡，实现对网关设备的状态进行实时跟踪，同时确保网关设备与接入服务器正常连接，网关设备在注册成功后，其会按照设定的心跳周期定期向汇聚中心服务器报告状态信息。汇聚中心服务器则根据负载情况，调整网关设备的心跳周期，确保网关设备与接入服务器的正常连接。本实施例中，汇聚中心服务器调整网关设备的心跳周期、确保网关设备与接入服务器正常连接的具体过程如下：

(1)网关设备按照设定的心跳周期定期向接入层服务器报告其状态信息；

(2)接入服务器判断是否有定时接收到网关设备发送的状态信息，是，则将状态信息转发至汇聚中心服务器，并执行步骤(3)至(5)；否，则执行步骤(6)至(8)；

(3)汇聚层服务器收到网关设备状态信息，判定当前连接的网关设备的数量是否超过了其预设的阈值，是，则继续保持该心跳周期，同时回复接入服务器；否，则将网关设备的心跳周期加倍，并回复至接入服务器；

(4)接入服务器将回复信息转至网关设备；

(5)判定网关设备是否收到回复，是，则重复步骤(1)；否，则执行下步骤(6)；

(6)网关设备判定其发送状态信息的次数是否有超过三次后仍然未得到响应，是，则执行步骤(7)；否，则网关设备将设定的心跳周期时间减半，并重复步骤(1)；

(7)网关设备与接入服务器断开连接；

(8)接入服务器发送“状态修改”消息到汇聚中心服务器，汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“离线”，并执行步骤(9)；

(9)网关设备与接入服务器重新建立连接。

网关设备注册成功后，当用户登录智能网关平台系统，并使用户设备与分流服务器连接，分流服务器根据网关设备的状态信息，将用户设备分配至当前负载量小的汇聚中心服务器，以便于平衡各个汇聚中心服务器之间的负载。

为更进一步地阐述本发明的技术方案，如图5所示，本实施例以同一公共环境下四台网关设备A、B、C、D，以及用户设备U1、U2、U3、U4为实例来进行说明。

实例1：对网关设备A进行状态跟踪

(1)网关设备A与接入服务器1建立连接，默认建立UDP连接；

(2)网关设备A注册成功；

(3)网关设备A按照默认的心跳周期每隔60s向接入服务1器报告其状态信息；

(4)接入服务器1成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器1；

(5)汇聚中心服务器1接收到网关设备状态信息，判定当前连接的网关设备数目未超过阈值2，则将心跳周期加倍为120s，并回复接入服务器1；

(6)接入服务器1将回复信息转至网关设备A；

(7)网关设备A收到回复，按照设定的心跳周期每隔120s向接入服务器1报告其状态信息，接入服务器1成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器1；

(8)用户设备U1登录智能网关平台，并连接分流服务器1，分流服务器1根据网关设备A状态信息，将用户设备分配至汇聚中心服务器1。

实例2：对网关设备B进行状态跟踪

(1)网关设备B与接入服务器1建立连接，默认建立UDP连接；

(2)网关设备B注册成功；

(3)网关设备B按照默认的心跳周期60s向接入服务器1报告其状态信息；

(4)接入服务器1成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器1；

(5)汇聚中心服务器1收到网关设备状态信息，判定当前连接的网关设备数目未超过阈值2，则将心跳周期加倍为120s，并回复接入层服务器1；

(6)接入服务器1将回复信息转至网关设备B；

(7)网关设备B收到回复，并按照设定的心跳周期每隔120s向接入服务器1报告其状态信息，接入服务器1成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器1；

(8)汇聚中心服务器1收到网关设备B状态信息，判定当前连接的网关设备数目仍未超过阈值2，则将心跳周期加倍为240s，并回复接入服务器1；

(9)接入服务器1将回复信息转至网关设备B；

(10)网关设备B没有收到回复；

(11)网关设备B判定报告状态信息次数未超过三次，将其设定的心跳周期时间减半至60s，网关设备B按照心跳周期60s向接入服务器1报告其状态信息；

(12)接入服务器1重新成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器1；

(13)用户设备U2登录智能网关平台，并连接分流服务器1，分流服务器1根据网关设备B状态信息，将用户设备分配至汇聚中心服务器1。

实例3：对网关设备C进行状态跟踪

(1)网关设备C与接入服务器1建立连接，默认建立UDP连接；

(2)网关设备C注册成功；

(3)网关设备C按照默认的心跳周期60s向接入服务器1报告其状态信息；

(4)接入服务器1未成功接收状态信息；

(5)由于网关设备C判定报告状态信息次数为1次，未超过3次，因此将其设定的心跳周期时间减半；

(6)网关设备C按照设定的心跳周期30s第二次向接入服务器1报告其状态信息；

(7)接入服务器1仍未成功接收状态信息；

(8)网关设备C判定报告状态信息次数为2次，未超过3次，因此将其设定的心跳周期时间减半；

(9)网关设备C按照设定的心跳周期15s第三次向接入服务器1报告其状态信息；

(10)接入服务器1仍未成功接收状态信息；

(11)网关设备C判定报告状态信息次数为3次，未超过3次，因此将其设定的心跳周期时间减半；

(12)网关设备C按照设定的心跳周期7.5s第四次向接入服务器1报告其状态信息；

(13)接入服务器1仍未成功接收状态信息；

(14)网关设备C判定报告状态信息次数为4次，超过3次，因此，网关设备C与接入服务器1断开连接；

(15)接入服务器1发送连接超时的响应到网关设备C，并断开连接。

(16)接入服务器1发送“状态修改消息”到汇聚中心服务器1，汇聚中心服务器1在数据服务器中将网关设备的状态信息修改为“离线”；

(17)网关设备C与接入服务器1重新建立UDP连接不成功，建立TCP连接；

(18)网关设备C按照默认的心跳周期每隔60s向接入服务器1报告其状态信息；

(19)接入服务器1成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器1；

(20)汇聚中心服务器1收到网关设备C状态信息，判定当前连接的网关设备数目超过阈值2，将心跳周期仍设为60s，并回复接入服务器1；

(21)接入服务器1将回复信息转至网关设备C；

(22)网关设备C收到回复，按照设定的心跳周期每隔60s向接入服务器1报告其状态信息，接入服务器1成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器1；

(23)用户设备U3登录智能网关平台，并连接分流服务器1，分流服务器1根据网关设备C状态信息，将用户设备分配至汇聚中心服务器1。

实例4：对网关设备D进行状态跟踪

(1)网关设备D与接入服务器2建立连接，默认建立UDP连接；

(2)网关设备D注册成功；

(3)网关设备D按照默认的心跳周期每隔60s向接入服务器2报告其状态信息；

(4)接入服务器2成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器2；

(3)汇聚中心服务器2收到网关设备D状态信息，判定当前连接的网关设备数目未超过阈值2，因此将心跳周期加倍为120s，并回复接入服务器2；

(4)接入服务器2将回复信息转至网关设备D。

(5)网关设备D收到回复，按照设定的心跳周期每隔120s向接入服务器2报告其状态信息；

(6)接入服务器2成功接收状态信息，并将状态信息转发至汇聚中心服务器2；

(7)用户设备U4登录智能网关平台，并连接分流服务器2，分流服务器2根据网关设备D状态信息，将用户设备分配至汇聚中心服务器2；如此可以在一定程度上平衡汇聚中心服务器1与汇聚中心服务器2之间的负载。

本发明通过上述网关设备状态跟踪的方法，可以实时、动态地检测网关设备状态，不仅跟踪及时、准确，而且实现了汇聚中心服务器的负载均衡，并且提高了服务器资源的利用率，因此，其与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：网关设备与接入服务器建立连接；

S2：网关设备将设备信息发送至接入服务器，并由接入服务器将网关设备的信息转发至汇聚中心服务器；

S3：汇聚中心服务器检查数据库服务器中是否存储有该网关设备的设备标识，是，则汇聚中心服务器根据设备标识对网关设备进行验证；否，则为该网关设备分配设备标识，并存储于数据库服务器中，然后根据分配的设备标识对该网关设备进行验证；

S4：汇聚中心服务器判断网关设备是否验证成功，是，则汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“在线”，并发送“验证成功”的信息到接入服务器中；否，则清除原设备标识，反复为网关设备分配设备标识，并进行验证，直至网关设备验证成功，然后汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“在线”，并发送“验证成功”的信息到接入服务器中；

S5：接入服务器发送“注册成功”的消息到网关设备；

S6：网关设备按照设定的心跳周期定期向汇聚中心服务器报告状态信息，汇聚中心服务器根据负载情况，调整网关设备的心跳周期，确保网关设备与接入服务器的正常连接。

2.根据权利要求1所述的基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1中，网关设备与连接基础业务应用通道的接入服务器默认采用UDP的方式建立连接，若连接不成功，则采用TCP的方式建立连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S101：网关设备随机选择接入服务器；

S102：网关设备向接入服务器发送连接请求，并开启该网关设备中的定时器；

S103：在定时器设定的时间内，该网关设备判定是否有收到接入服务器发送的响应请求，是，则网关设备与接入服务器连接成功；否，则执行步骤S104；

S104：判定网关设备向当前接入服务器发送的连接请求是否超过三次，是，则自动连接下一台接入服务器，并重复步骤S102；否，则网关设备向接入服务器再次发送连接请求，并重置定时器，然后重复步骤S103。

4.根据权利要求3所述的基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，其特征在于，所述步骤S3中，汇聚中心服务器为网关设备分配设备标识、并进行验证的具体过程如下：

(1)汇聚中心服务器向接入服务器发送全为零的序列号，接入服务器生成一个随机数，然后与该序列号组成网关设备的设备标识，并回复给网关设备，网关设备获取到设备标识；

(2)网关设备按照消息摘要算法MD5的方式对设备标识进行加密，并发送至接入服务器中；

(3)接入服务器接收加密的设备标识，并对其进行解密，确认所接收的设备标识是否与其存储的一致，是，则验证成功，并将该设备标识发送至汇聚中心服务器，执行步骤(4)；否，则清除原设备标识，并反馈至汇聚中心服务器，然后重复步骤(1)；

(4)汇聚中心服务器根据设备标识对网关设备进行验证。

5.根据权利要求4所述的基于开放式智能网关平台的网关设备状态跟踪方法，其特征在于，所述步骤S6中，汇聚中心服务器调整网关设备的心跳周期、确保网关设备与接入服务器正常连接的具体过程如下：

(1)网关设备按照设定的心跳周期定期向接入层服务器报告其状态信息；

(2)接入服务器判断是否有定时接收到网关设备发送的状态信息，是，则将状态信息转发至汇聚中心服务器，并执行步骤(3)至(5)；否，则执行步骤(6)至(8)；

(3)汇聚层服务器收到网关设备状态信息，判定当前连接的网关设备的数量是否超过了其预设的阈值，是，则继续保持该心跳周期，同时回复接入服务器；否，则将网关设备的心跳周期加倍，并回复至接入服务器；

(4)接入服务器将回复信息转至网关设备；

(5)判定网关设备是否收到回复，是，则重复步骤(1)；否，则执行下步骤(6)；

(6)网关设备判定其发送状态信息的次数是否有超过三次后仍然未得到响应，是，则执行步骤(7)；否，则网关设备将设定的心跳周期时间减半，并重复步骤(1)；

(7)网关设备与接入服务器断开连接；

(8)接入服务器发送“状态修改”消息到汇聚中心服务器，汇聚中心服务器在数据库中将该网关设备的状态信息修改为“离线”，并执行步骤(9)；

(9)网关设备与接入服务器重新建立连接。