CN104618491B - 一种代理服务器及数据转发方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种代理服务器，包括：第一接口、第二接口、第三接口和处理器；所述第一接口为CPE与所述代理服务器进行通信所使用的接口；所述第二接口为ITMS服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；所述第三接口为采集服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；所述处理器用于根据所述第一接口、第二接口或第三接口接收到的数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。本发明将ITMS系统的配置管理类功能与故障诊断监控功能进行分离，提高了ITMS系统的工作效率、减小了设备监控风险。

Description

一种代理服务器及数据转发方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种代理服务器及数据转发方法。

背景技术

电信ITMS终端综合管理系统(Integrated Terminal Management System)，主要实现对用户侧宽带接入终端(CPE)，包括中国电信我的e家终端、机顶盒等设备的统一管理、业务统一分发、远程配置管理、版本管理、远程软件升级、终端状态管理、性能统计、故障诊断等功能。用户侧终端设备(CPE)与ITMS管理系统通过基于HTTP应用层协议的TR-069协议管理通道来进行通信，从而达到自动配置和监控的功能。

目前，由于用户数量巨大，设备状态监控、基础数据采集、设备故障诊断等诸多功能导致ITMS系统存在工作量大、数据采集频繁、工作效率低和监控漏洞多的问题。

如何能将ITMS系统的配置管理类功能与故障诊断监控功能进行分离，提高ITMS系统工作效率，减少设备监控风险成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种代理服务器，将ITMS系统的配置管理类业务与故障诊断监控业务进行分离，提高了ITMS系统的工作效率、减小了设备监控风险。

第一方面，本发明提供了一种代理服务器，用于在用户终端设备CPE侧和管理服务器ACS侧之间进行数据转发，所述ACS包括ITMS服务器和采集服务器；

所述代理服务器包括：第一接口、第二接口、第三接口和处理器；

所述第一接口为CPE与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第二接口为ITMS服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第三接口为采集服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述处理器用于根据所述第一接口、第二接口或第三接口接收到的数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。

其中，所述处理器用于当所述第三接口接收到来自采集服务器的SYN数据包时，将该数据包中的目的CPE的IP地址、该数据包中的源端口号以及当前时间戳保存到第一HASH表中；

所述处理器还用于当所述第三接口接收到来自采集服务器的ACK数据包时，将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址并转发；

所述处理器还用于当所述第三接口接收到来自采集服务器的FIN数据包时，判断该数据包中的源端口号是否为预设的上报端口号，在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的记录，在所述处理器确定第三HASH表存在该数据包的记录时，所述处理器更新该条记录的FIN时间戳为当前时间，并将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址后转发给CPE；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器查询第一HASH表中是否存在该数据包的TCP连接记录，在所述处理器确定第一HASH表中存在该记录时更新该条记录的FIN时间戳为当前时间，在更新完该条记录的FIN时间戳后，所述处理器将该数据包的TCP连接对应的CPE的地址存放到第二HASH表中；

其中，所述第一HASH表用于存储来自采集服务器的激活数据包；所述第二HASH表用于存储已成功激活CPE的采集服务器的信息；所述第三HASH表用于存储CPE向采集服务器上报数据的数据包信息；

其中，所述SYN数据包为处于发起请求状态的数据包，所述ACK数据包为处于交互中状态的数据包，所述FIN数据包为处于断开请求状态的数据包。

其中，所述处理器还用于当所述第一接口接收到来自CPE的SYN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在所述处理器确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器查询第二HASH表，在所述处理器确定第二HASH表中存在该记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器，同时所述处理器将该数据包的源IP、源端口以及时间戳添加到第三HASH表中；在所述处理器确定第二HASH表中不存在该记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后后转发给ITMS服务器；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器不进行数据转发；

所述处理器还用于当所述第一接口接收到来自CPE的ACK数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接的记录，在所述处理器确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第三HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器查询第一HASH表是否存在该数据的记录，在所述处理器确定第一HASH表中存在该数据的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第一HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；

所述处理器还用于当所述第一接口接收到来自CPE的FIN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在所述处理器确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器更新第三HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器查询第一HASH表，在所述处理器确定第一HASH表中存在该记录时，所述处理器更新第一HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第一HASH表中不存在该记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器。

其中，所述处理器每隔预设间隔清理所述第一HASH表、第二HASH表和第三HASH表中的记录。

其中，所述CPE中初始配置的上报IP地址为所述第一接口的地址。

其中，所述代理服务器设置在网络层、传输层和/或数据链路层上。

第二方面，本发明提供了一种数据转发方法，包括：

接收来自ITMS服务器、采集服务器或用户终端设备CPE发送的数据包；

根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。

其中，所述根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE包括：

当接收到来自采集服务器的SYN数据包时，将该数据包中的目的CPE的IP地址、该数据包中的源端口号以及当前时间戳保存到第一HASH表中；

当接收到来自采集服务器的ACK数据包时，将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址并转发；

当接收到来自采集服务器的FIN数据包时，判断该数据包中的源端口号是否为预设的上报端口号，在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的记录，在确定第三HASH表存在该数据包的记录时，更新该条记录的FIN时间戳为当前时间，并将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址后转发给CPE；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，查询第一HASH表中是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第一HASH表中存在该记录时更新该条记录的FIN时间戳为当前时间，在更新完该条记录的FIN时间戳后，将该数据包的TCP连接对应的CPE的地址存放到第二HASH表中；

其中，所述第一HASH表用于存储来自采集服务器的激活数据包；所述第二HASH表用于存储已成功激活CPE的采集服务器的信息；所述第三HASH表用于存储CPE向采集服务器上报数据的数据包信息；

其中，所述SYN数据包为处于发起请求状态的数据包，所述ACK数据包为处于交互中状态的数据包，所述FIN数据包为处于断开请求状态的数据包。

其中，所述根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE还包括：

当接收到来自CPE的SYN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，查询第二HASH表，在确定第二HASH表中存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器，同时将该数据包的源IP、源端口以及时间戳添加到第三HASH表中；在确定第二HASH表中不存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，不进行数据转发；

当接收到来自CPE的ACK数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接的记录，在确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第三HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，查询第一HASH表是否存在该数据的记录，在确定第一HASH表中存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第一HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；

当接收到来自CPE的FIN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，更新第三HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，查询第一HASH表，在确定第一HASH表中存在该记录时，更新第一HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第一HASH表中不存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器。

其中，每隔预设间隔清理所述第一HASH表、第二HASH表和第三HASH表中的记录。

由上述技术方案可知，本发明的代理服务器，通过第一接口、第二接口、第三接口和处理器，将负责ITMS系统的配置管理功能的ITMS服务器和负责故障诊断监控的采集服务器进行分离。其中，所述代理服务器在ITMS服务器和采集服务器一侧相当于一个路由器，只负责转发数据包，所述代理服务器在CPE一侧相当于管理服务器ACS，CPE统一向代理服务器的第一接口地址上报数据。本发明的代理服务器将ITMS系统的配置管理功能与数据采集功能进行分离，提高了工作效率，减小了设备监控风险。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的代理服务器的结构示意图；

图2是电信ITMS终端管理系统部署图；

图3是电信ITMS采用功能分离后的部署图；

图4是采用代理服务器进行数据转发的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前所存在的电信ITMS终端管理系统是以省为单位来进行部署的，每个ITMS对所在省网覆盖区域内所有用户侧终端设备进行管理。所有家庭网关终端管理IP地址全省统一规划，全省唯一。在这种情况下，对ITMS功能进行分离存在以下几个问题：

(1)设备只能设置唯一的上报地址，所以当前的部署结构无法同时向多个服务器上报数据。

(2)ITMS激活设备和设备上报数据都是通过应用层HTTP协议来进行通信。在数据包传输层面进行业务分流比较困难。

(3)必须在功能分离的基础上，保证ITMS管理系统和数据采集系统的稳定运行，并保证其工作效率。

为了实现ITMS管理系统功能分离，必须采取一种行而有效的方案解决上述三个问题。

目前，电信ITMS终端管理系统仍然处于集配置管理类功能、设备状态监控类功能以及故障诊断类功能于一身的原始阶段。基本部署情况如图2，图中U接口为用户终端和宽带接入网的接口；M接口为ITMS与用户终端之间的逻辑端口；在上图所示的部署情况下，ITMS用户终端管理系统为全省受管终端设备提供一个统一的上报IP地址作为用户设备主动发起TCP连接的目标地址，并将该IP地址和上报端口被初始化设置到用户终端设备中。

目前，ITMS终端管理系统对用户终端的管理主要分配两种形式：

(1)主动激活形式

ITMS系统主动访问目标终端设备的激活端口(特定端口)。终端设备收到该激活请求后，作为该次ITMS激活操作的应答会主动发起一次目标地址为ITMS上报IP地址、端口为固定上报端口的HTTP请求，使用基于HTTP协议的TR-069与ITMS进行通信，并在此次连接中根据ITMS下达的命令做出相应操作。

(2)周期性自动上报

用户终端设备上可设置周期性数据上报，定时的向ITMS上报地址发起主动连接，并根据ITMS指令完成操作。

为了解决ITMS功能种类繁多，管理对象量巨大而导致的管理效率低、维护困难以及服务器负载高的问题。将ITMS系统配置管理类功能与监控诊断类功能进行分离，提供专门的据采集服务器对终端设备进行主动数据采集，并将采集到的数据进行存储和分析处理。通过对采集数据的分析，从而达到监控用户终端设备运行状态、实时了解用户网络感知质量的目的。

在不影响原本ITMS系统配置类功能正常运转的前提条件下，要实现ITMS系统功能的分离存在以下重要问题：

用户终端设备无法实现配置多个数据上报地址，从而导致采集服务器无法与ITMS管理系统同时对用户设备进行通信。因此在这种特殊的情况下，本发明实施例一提出一种能够实现ITMS与采集服务器同时与CPE进行通信的代理服务器。图1示出了本发明实施例一提供的代理服务器的结构示意图。

所述代理服务器用于在用户终端设备CPE侧和管理服务器ACS侧之间进行数据转发，所述ACS包括ITMS服务器和采集服务器；

所述代理服务器包括：第一接口、第二接口、第三接口和处理器；

所述第一接口为CPE与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第二接口为ITMS服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第三接口为采集服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述处理器用于根据所述第一接口、第二接口或第三接口接收到的数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。

本发明实施例一所述的代理服务器，通过第一接口、第二接口、第三接口和处理器，将负责ITMS系统的配置管理功能的ITMS服务器和负责故障诊断监控的采集服务器进行分离。其中，所述代理服务器在ITMS服务器和采集服务器一侧相当于一个路由器，只负责转发数据包，所述代理服务器在CPE一侧相当于管理服务器ACS，CPE统一向代理服务器的第一接口地址上报数据。本发明实施例一的代理服务器将ITMS系统的配置管理功能与数据采集功能进行分离，提高了工作效率，减小了设备监控风险。

下面以本发明实施例二为例来详细介绍本发明的技术方案。

本发明实施例二所述代理服务器包括：第一接口、第二接口、第三接口和处理器；

所述第一接口为CPE与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第二接口为ITMS服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第三接口为采集服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述处理器用于根据所述第一接口、第二接口或第三接口接收到的数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。

其中，CPE中初始配置的上报IP地址由原来的ITMS上报地址修改为代理服务器的第一接口地址，在CPE被激活后或周期性上报时都向该新地址发起TCP连接。代理服务器收到该TCP连接请求后会根据转发规则对该TCP连接的所有数据包进行修改，并转发给ITMS服务器或采集服务器。从而同时维持CPE与ITMS服务器和采集服务器之间的TCP连接，实现对CPE进行管理和监控同时进行。

加入代理服务器后，部署方式如图3所示，图中M为用户终端设备与代理服务器之间的接口，即第一接口。代理服务器提供一个统一的上报IP地址(第一接口地址)给用户终端设备，用户终端设备通过该上报地址向代理服务器上报数据。

图中N为代理服务器与ITMS服务器之间的接口，即第二接口，用来转发用户终端设备周期性上报数据和ITMS利用主动激活方式采集设备数据时设备所上报的数据。

图中P为代理服务器与采集服务器之间的接口，即第三接口，用来传递采集服务器主动采集设备数据时设备上报的数据。

为达到将业务功能不同的数据进行正确分流的功能，代理服务器设计的主要难点在于：

(1)用户终端设备只能设置一个上报地址(IP地址和端口号)，代理服务器需要对来自不同设备的数据进行逻辑判断，并对数据包进行修改转发。

(2)CPE与ACS之间采用HTTP协议进行通信，代理服务器必须保证面向连接的TCP协议的透传，同时还要支持UDP数据报文。

(3)对设备进行主动激活采集数据时，ACS与CPE之间需要建立两次TCP连接，并且两次TCP连接的发起者不同。这导致ITMS系统和采集系统如果同时对一个用户设备进行激活时，用户设备端发起的下一个TCP连接容易引起混淆。

在采集服务器对用户终端设备成功激活的瞬间，若恰好遇到设备周期性上报请求的发起，则有可能将该请求误认为是设备对本次主动激活的应答，从而导致TCP连接混淆。

在本实施例代理服务器的设计当中，考虑到服务器数据处理性能的问题，将代理服务器设计为工作在网络层(IP层)、传输层(TCP层)以及数据链路层(DATA LINK层)上。主要利用数据包的IP地址、端口、MAC地址以及一些标志位作为逻辑判断条件，在接受到来自用户设备的上报请求时，对数据包做出正确的转发操作。

CPE上报数据时采用的是建立在HTTP应用层协议上的TR069协议，对于代理服务器来说，不需要关心TR069协议内容，也不需要关心HTTP请求和应答，只需要关心TCP连接的建立、维护及断开。

代理服务器数据包转发处理流程如图4所示。

代理服务器需要对每个经过的数据包进行识别和分类，通过多个不同结构的HASH表对每个数据包中不同标志位进行登记，从而获知ITMS服务器和采集服务器的业务行为，并根据该行为做出转发判断。

代理服务器中用于登记数据包信息的HASH表包括：

第一HASH表用于存储来自采集服务器的激活数据包；

第二HASH表用于存储已成功激活CPE的采集服务器的信息；

第三HASH表用于存储CPE向采集服务器上报数据的数据包信息；

以上三个HASH表并非独立存在，它们之间存在一定的逻辑关系。当第一HASH表中记录的激活TCP连接信息完成一次成功的设备激活操作后，激活设备的采集服务器和被激活设备的相关IP地址、端口等信息会被登记到第二HASH表中，表明采集服务器已对目标设备进行了一次成功的激活。当被激活设备响应该次激活时，会向上报地址发起一次新的TCP连接，代理服务器收到该连接请求后会对第二HASH表进行查询，若第二HASH表中存在该次激活的相关信息，则接受此次上报请求，并将上报TCP连接信息登记到第三HASH中，通过第三HASH维持该TCP连接，直到上报操作完成。

通过以上几个HASH表的应用，代理服务器可以通过对数据包IP头部、TCP头部中的IP地址、端口、若干标志位将数据包进行分类，而且可以从中获取服务器业务操作信息。

HASH表中时刻保持着当前TCP连接以及终端设备主动激活的相关业务信息，若出现网络中断或由于故障终端设备未对激活进行响应等情况，就会导致HASH表中所存储信息准确性下降。所以，为了实现HASH表准确的维持TCP连接以及正确的记录激活信息，最好能定对HASH表中的记录进行定期清理，清理周期需根据数据采集频率和TCP超时时间来确定。

代理服务器根据IP数据包的传输方向和状态类型进行转发处理：

数据包的传输方向包括：CPE→ACS方向，ACS→CPE方向。

数据包状态类型包括：SYN类型、ACK类型、FIN类型，分别代表发起请求、交互中、断开请求。

(假设原始ITMS系统提供的上报端口为8080，CPE上提供的激活端口为58000。)

ACS->CPE方向对数据包按数据包状态类型分别做以下不同操作：

SYN：当接收到来自采集服务器的SYN包时，说明采集服务器此时开始对目标CPE进行激活。在接收到SYN包的时候，我们需要在第一HASH表中保存目的CPE的IP地址以及该数据报文中的源Port号，以及当前时间戳。(注：在激活操作时，采集服务器作为客户端，CPE作为服务器。客户端所使用的端口号为随机分配的端口号，不会是上报端口8080。该端口号在一定时间内(主动激活的时间间隔一般精确在数分钟)可以配合目的IP地址作为该次TCP连接的唯一性标识)

ACK：当接收到来自采集服务器的ACK包时，检查源端口号是否为8080。若是8080说明是CPE处于上报数据过程。若不是8080，说明是激活过程。无论是哪种数据包都可以直接将源IP地址修改为第一接口IP地址并转发。

FIN：当接收到来自采集服务器的FIN包时，说明采集服务器此时想断开当前TCP连接。首先判断源端口号是否为8080。若是8080，说明是数据上报过程，则我们查询第三HASH表，看是否存在记录，若存在，则更新其中FIN时间戳为当前时间。然后将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址后转发给CPE。若不是来自8080端口，则说明是激活过程，查询第一HASH表，看是否存在该TCP连接的记录，若存在，则更新其中的FIN时间戳为当前时间。在更新完该FIN时间戳后，说明该TCP连接会在短时间内成功断开，采集服务器对CPE的激活操作也已经完毕，此时，我们会将该连接对应CPE的地址存放进第二HASH表中，说明该CPE已被采集服务器激活，进入等待数据上传阶段。代理服务器会在一个Timeout事件后对第一HASH表和第三HASH表中的TCP连接的信息做清除处理。

由于ITMS属于电信规范当中存在的系统，在未加入采集服务器之前只有ITMS系统可以激活CPE使CPE上报数据。在加入一台或多台采集服务器后，ITMS系统和采集服务器都可以对设备进行激活，在区分是哪个服务器在和CPE进行通讯的时候，只需要在采集服务器发起激活请求的时候将信息记录在HASH表中，而ITMS系统与CPE的通讯是作为默认的情况，也就是说，当HASH表中查询不到该次链接的信息，那就默认是ITMS发起的。所以在此处的叙述中没出现ITMS的情况。换句话说，在代理服务器实现中，对ITMS采取了默认处理。其中，当数据包来自ITMS服务器时，参照后面的表7和表8将该数据包的源IP地址修改为第一接口的IP地址。

CPE->ACS方向对数据包按数据包状态类型分别做以下不同操作：

SYN：当接收到来自CPE的SYN包时，说明CPE在进行数据上报操作。我们首先判断目的端口是否为8080。若是8080，说明是数据上报过程，查询第三HASH表，确保该数据包不是由于上一个同样的SYN包丢包后的重传。若第三HASH表不存在该TCP连接的信息，则说明该SYN包第一次到达。接着检查第二HASH表，若存在记录，则说明该CPE是采集服务器激活过的设备，则将该SYN包转发给采集服务器，同时在第三HASH表中进行源IP(CPE地址)、源端口(CPE作为客户端，端口随机)以及时间戳的记录。若在第二HASH表中无记录，说明采集服务器没有激活过该对应CPE设备，可能是ITMS激活了该设备，也可能是设备周期性向ITMS上报，则默认将该包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器。若不是8080，则属于不正常情况(CPE除了在上报数据时，不会向上报地址发送SYN类型的数据报文)，说明该数据包并非上报数据包，不进行转发。

ACK：当接收到来自CPE的ACK包时，首先判断目的端口是否为8080。若是8080，说明是数据上报过程数据包，我们直接查询第三HASH表，若存在记录，则说明是上报给采集服务器的数据包，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器。若不存在记录，默认转发给ITMS。若不是8080，说明是设备激活过程，查询第一HASH表，若存在记录，说明是采集服务器正在激活该设备，将数据转发给采集服务器。若不存在记录，说明是ITMS在激活该设备，将数据目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS。

FIN：当接收到来自CPE的FIN包时，首先判断目的端口是否为8080。若是8080，说明是数据上报过程数据包，查询第三HASH表。若存在记录，则说明是采集服务器激活过的CPE，并且该CPE数据上报已经完成，需要断开该次TCP连接。此时，我们需要更新第三HASH表记录中的FIN时间戳，并将该数据包转发给采集服务器。代理服务器会在一个Timeout时间后对第三HASH表中相应的记录进行清理。若无记录，则不是采集服务器激活过的CPE，默认转发给ITMS。若不是8080，说明是设备激活数据包，查询第一HASH表。若存在记录，则说明是采集服务器正在激活该设备，并且激活完成，需要断开该次TCP连接。此时，我们更新第一HASH表记录中的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器。代理服务器会在一个Timeout时间后对第一HASH表中相应的记录进行清理。若无记录，则不是采集服务器正在激活的设备，默认将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS。

其中对数据包进行修改时，参照下表1～表8所示规则对数据包进行修改(“——”表示TCP客户端随机端口)。

来自CPE设备对激活TCP连接的应答数据包，转发方向为采集服务器方向，参照下表1：

表1

来自CPE设备对激活TCP连接的应答数据包，转发方向为ITMS服务器方向，参照下表2：

表2

来自CPE的上报数据包，转发方向为采集服务器方向，参照下表3：

表3

来自CPE的上报数据包，转发方向为ITMS服务器方向，参照下表4：

表4

来自采集服务器的激活数据包，转发方向为目标CPE设备，参照下表5：

表5

	源IP地址	目的IP地址	源Port	目的Port
					调整前	采集服务器地址	目标CPE地址	——	58000
调整后	第一接口IP地址	目标CPE地址	——	58000

来自采集服务器对上报TCP连接的应答数据包，转发方向为目标CPE设备，参照下表6：

表6

	源IP地址	目的IP地址	源Port	目的Port
					调整前	采集服务器地址	目标CPE地址	8080	——
调整后	第一接口IP地址	目标CPE地址	8080	——

来自ITMS服务器的激活数据包，转发方向为目标CPE设备，参照下表7：

表7

	源IP地址	目的IP地址	源Port	目的Port
					调整前	ITMS服务器地址	目标CPE地址	——	58000
调整后	第一接口IP地址	目标CPE地址	——	58000

来自ITMS服务器对上报TCP连接的应答数据包，转发方向为目标CPE设备，参照下表8：

表8

	源IP地址	目的IP地址	源Port	目的Port
					调整前	ITMS服务器地址	目标CPE地址	8080	——
调整后	第一接口IP地址	目标CPE地址	8080	——

以上所描述的是针对不同TCP类型的包采取不同的转发策略。这样能保证ITMS或采集服务器进行的激活操作不冲突，并且都能够成功完成一个正常的TCP连接。从而达到将ITMS服务器中设备状态监控和故障诊断功能分离出来的目的。

本发明实施例三提供了一种数据转发方法，包括：

接收来自ITMS服务器、采集服务器或用户终端设备CPE发送的数据包；

根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。

其中，所述根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE包括：

当接收到来自采集服务器的SYN数据包时，将该数据包中的目的CPE的IP地址、该数据包中的源端口号以及当前时间戳保存到第一HASH表中；

当接收到来自采集服务器的ACK数据包时，将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址并转发；

当接收到来自采集服务器的FIN数据包时，判断该数据包中的源端口号是否为8080，在确定源端口号为8080时，查询第三HASH表是否存在该数据包的记录，在确定第三HASH表存在该数据包的记录时，更新该条记录的FIN时间戳为当前时间，并将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址并后转发给CPE；在确定源端口号不为8080时，查询第一HASH表中是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第一HASH表中存在该记录时更新该条记录的FIN时间戳为当前时间，在更新完该条记录的FIN时间戳后，将该数据包的TCP连接对应的CPE的地址存放到第二HASH表中；

其中，所述第一HASH表用于存储来自采集服务器的激活数据包；所述第二HASH表用于存储已成功激活CPE的采集服务器的信息；所述第三HASH表用于存储CPE向采集服务器上报数据的数据包信息；

其中，所述SYN数据包为处于发起请求状态的数据包，所述ACK数据包为处于交互中状态的数据包，所述FIN数据包为处于断开请求状态的数据包。

其中，所述根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE还包括：

当接收到来自CPE的SYN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为8080；在确定源端口号为8080时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，查询第二HASH表，在确定第二HASH表中存在该记录时，将该数据包转发给采集服务器，同时将该数据包的源IP、源端口以及时间戳添加到第三HASH表中；在确定第二HASH表中不存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为8080时，不进行数据转发；

当接收到来自CPE的ACK数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为8080；在确定源端口号为8080时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接的记录，在确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第三HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为8080时，查询第一HASH表是否存在该数据的记录，在确定第一HASH表中存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第一HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；

当接收到来自CPE的FIN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为8080；在确定源端口号为8080时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，更新第三HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后后转发给采集服务器；在确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为8080时，查询第一HASH表，在确定第一HASH表中存在该记录时，更新第一HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第一HASH表中不存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器。

其中，每隔预设间隔清理所述第一HASH表、第二HASH表和第三HASH表中的记录，清理周期需根据数据采集频率和TCP超时时间来确定。

本实施例所述的数据包修改方式和实施例二相同，具体参照实施例表1～表8所示。

本实施例所述方法的技术原理和有效效果和上述实施例二所述的代理器相同或类似，在此不再赘述。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种代理服务器，其特征在于，用于在用户终端设备CPE侧和管理服务器ACS侧之间进行数据转发，所述ACS包括ITMS服务器和采集服务器；

所述代理服务器包括：第一接口、第二接口、第三接口和处理器；

所述第一接口为CPE与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第二接口为ITMS服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述第三接口为采集服务器与所述代理服务器进行通信所使用的接口；

所述处理器用于根据所述第一接口、第二接口或第三接口接收到的数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。

2.根据权利要求1所述的代理服务器，其特征在于，

所述处理器用于当所述第三接口接收到来自采集服务器的SYN数据包时，将该数据包中的目的CPE的IP地址、该数据包中的源端口号以及当前时间戳保存到第一HASH表中；

所述处理器还用于当所述第三接口接收到来自采集服务器的ACK数据包时，将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址并转发；

所述处理器还用于当所述第三接口接收到来自采集服务器的FIN数据包时，判断该数据包中的源端口号是否为预设的上报端口号，在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的记录，在所述处理器确定第三HASH表存在该数据包的记录时，所述处理器更新该记录的FIN时间戳为当前时间，并将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址后转发给CPE；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器查询第一HASH表中是否存在该数据包的TCP连接记录，在所述处理器确定第一HASH表中存在该记录时更新该记录的FIN时间戳为当前时间，在更新完该记录的FIN时间戳后，所述处理器将该数据包的TCP连接对应的CPE的地址存放到第二HASH表中；

其中，所述第一HASH表用于存储来自采集服务器的激活数据包；所述第二HASH表用于存储已成功激活CPE的采集服务器的信息；所述第三HASH表用于存储CPE向采集服务器上报数据的数据包信息；

其中，所述SYN数据包为处于发起请求状态的数据包，所述ACK数据包为处于交互中状态的数据包，所述FIN数据包为处于断开请求状态的数据包。

3.根据权利要求2所述的代理服务器，其特征在于，

所述处理器还用于当所述第一接口接收到来自CPE的SYN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在所述处理器确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器查询第二HASH表，在所述处理器确定第二HASH表中存在该记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器，同时所述处理器将该数据包的源IP、源端口以及时间戳添加到第三HASH表中；在所述处理器确定第二HASH表中不存在该记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后后转发给ITMS服务器；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器不进行数据转发；

所述处理器还用于当所述第一接口接收到来自CPE的ACK数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接的记录，在所述处理器确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第三HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器查询第一HASH表是否存在该数据的记录，在所述处理器确定第一HASH表中存在该数据的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第一HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；

所述处理器还用于当所述第一接口接收到来自CPE的FIN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在所述处理器确定源端口号为预设的上报端口号时，所述处理器查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在所述处理器确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器更新第三HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在所述处理器确定源端口号不为预设的上报端口号时，所述处理器查询第一HASH表，在所述处理器确定第一HASH表中存在该记录时，所述处理器更新第一HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在所述处理器确定第一HASH表中不存在该记录时，所述处理器将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器。

4.根据权利要求2或3所述的代理服务器，其特征在于，所述处理器每隔预设间隔清理所述第一HASH表、第二HASH表和第三HASH表中的记录。

5.根据权利要求1所述的代理服务器，其特征在于，所述CPE中初始配置的上报IP地址为所述第一接口的地址。

6.根据权利要求1所述的代理服务器，其特征在于，所述代理服务器设置在网络层、传输层和/或数据链路层上。

7.一种应用权利要求1、2、3、5、6任一所述的代理服务器的数据转发方法，其特征在于，包括：

接收来自ITMS服务器、采集服务器或用户终端设备CPE发送的数据包；

根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE包括：

当接收到来自采集服务器的SYN数据包时，将该数据包中的目的CPE的IP地址、该数据包中的源端口号以及当前时间戳保存到第一HASH表中；

当接收到来自采集服务器的ACK数据包时，将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址并转发；

当接收到来自采集服务器的FIN数据包时，判断该数据包中的源端口号是否为预设的上报端口号，在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的记录，在确定第三HASH表存在该数据包的记录时，更新该记录的FIN时间戳为当前时间，并将该数据包源IP地址修改为第一接口IP地址后转发给CPE；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，查询第一HASH表中是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第一HASH表中存在该记录时更新该记录的FIN时间戳为当前时间，在更新完该记录的FIN时间戳后，将该数据包的TCP连接对应的CPE的地址存放到第二HASH表中；

其中，所述第一HASH表用于存储来自采集服务器的激活数据包；所述第二HASH表用于存储已成功激活CPE的采集服务器的信息；所述第三HASH表用于存储CPE向采集服务器上报数据的数据包信息；

其中，所述SYN数据包为处于发起请求状态的数据包，所述ACK数据包为处于交互中状态的数据包，所述FIN数据包为处于断开请求状态的数据包。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据包的传输方向以及数据包的状态类型对数据包进行修改后转发给ITMS服务器、采集服务器或CPE还包括：

当接收到来自CPE的SYN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，查询第二HASH表，在确定第二HASH表中存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器，同时将该数据包的源IP、源端口以及时间戳添加到第三HASH表中；在确定第二HASH表中不存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，不进行数据转发；

当接收到来自CPE的ACK数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接的记录，在确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第三HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，查询第一HASH表是否存在该数据的记录，在确定第一HASH表中存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第一HASH表中不存在该数据的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；

当接收到来自CPE的FIN数据包时，判断该数据包中的目的端口号是否为预设的上报端口号；在确定源端口号为预设的上报端口号时，查询第三HASH表是否存在该数据包的TCP连接记录，在确定第三HASH表中存在该数据包的TCP连接记录时，更新第三HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第三HASH表中不存在该数据包的TCP连接记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器；在确定源端口号不为预设的上报端口号时，查询第一HASH表，在确定第一HASH表中存在该记录时，更新第一HASH表中该数据包的TCP连接记录的FIN时间戳，并将该数据包目的IP地址修改为第三接口IP地址后转发给采集服务器；在确定第一HASH表中不存在该记录时，将该数据包目的IP地址修改为第二接口IP地址后转发给ITMS服务器。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，每隔预设间隔清理所述第一HASH表、第二HASH表和第三HASH表中的记录。