CN104754689B - 家庭网关接入管理方法和系统 - Google Patents

家庭网关接入管理方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种家庭网关接入管理方法和系统。涉及无线通信领域；解决了现有的家庭网关接入终端管理方式无法对终端进行筛选，不能满足应用需求的问题。该方法包括：HGW向WAG发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果；所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制。本发明提供的技术方案适用于家庭网关，实现了限制异网手机对家庭网关的使用。

Description

家庭网关接入管理方法和系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种家庭网关接入管理方法和系统。
背景技术
家庭网关允许手机接入并通过WiFi进行数据业务，但实际运行中可能需要对使用WiFi的用户进行筛选（如A运营商的家庭网关希望只允许A运营商的用户通过该家庭网关接入该A运营商的Wifi网络）。
现有的家庭网关接入终端管理方式无法对终端进行筛选，不能满足应用需求。
发明内容
本发明提供了一种家庭网关接入管理方法和系统，解决了现有的家庭网关接入终端管理方式无法对终端进行筛选，不能满足应用需求的问题。
一种家庭网关接入管理方法，包括：
家庭网关（HGW）向无线接入网关（WAG）发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果；
所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制。
优选的，该方法还包括：
所述HGW接收所述手机发送的携带有该手机IMSI的DHCP Request option60消息。
优选的，所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制包括：
当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机鉴权通过时，所述HWG对所述WiFi链路放开数据流，允许所述WiFi链路上的手机通过该WiFi链路与网络侧进行数据业务；
当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机鉴权失败时，所述HGW禁止所述WiFi链路上的手机通过该WiFi链路与网络侧进行数据业务。
优选的，该方法还包括：
所述HGW在向WAG发送所述查询消息的同时，对该查询消息设置等待超时定时器。
优选的，所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制还包括：
所述HGW在接收到指示所述手机鉴权通过或失败的响应消息后，取消所述等待超时定时器。
优选的，所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制还包括：
当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机仍在鉴权中时，所述HGW继续等待所述等待超时定时器超时；
所述HGW在所述等待超时定时器超时后，重新向所述WAG发送携带有所述手机的IMSI的查询消息，并记录发送查询消息的次数。
优选的，该方法还包括：
所述HGW在启动时获取所述WAG的IP地址，建立到所述WAG的路由。
本发明还提供了一种家庭网关接入管理方法，包括：
WAG接收HGW发送的携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果；
所述WAG从所述查询消息中解析出所述手机的IMSI，根据该IMSI查询所述手机的鉴权结果；
所述WAG向所述HGW发送响应消息，在所述响应消息中携带有所述手机的鉴权结果。
优选的，所述WAG从所述查询消息中解析出所述手机的IMSI，根据该IMSI查询所述手机的鉴权结果的步骤之后，还包括：
在所述手机仍处在鉴权过程中时，所述WAG向所述HGW回复指示所述手机正在鉴权的响应消息。
优选的，该方法还包括：
所述WAG接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证；
所述WAG将所述手机的鉴权结果和该手机的IMSI一一对应保存。
优选的，所述WAG接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证包括：
所述WAG从所述手机的注册请求中解析出鉴权随机数和鉴权数据，将所述鉴权随机数、鉴权数据和鉴权算法发送给接入网络的网络安全系统服务器（AN－AAA）；
所述AN－AAA使用所述鉴权随机数在本地按照所述鉴权算法计算鉴权数据；
在所述AN－AAA计算结果与所述WAG发送的鉴权数据一致时判定鉴权成功，在所述AN－AAA计算结果与所述WAG发送的鉴权数据不一致时判定鉴权失败；
所述AN－AAA向所述WAG返回鉴权结果。
本发明还提供了一种家庭网关接入管理系统，包括HGW和WAG；
所述HGW，用于向WAG发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果，接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制；
所述WAG，用于接收HGW发送的携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述HGW发送响应消息，在所述响应消息中携带有所述手机的鉴权结果。
优选的，所述HGW，还用于在启动时获取所述WAG的IP地址，建立到所述WAG的路由。
优选的，所述WAG，还用于接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证，将所述手机的鉴权结果和该手机的IMSI一一对应保存。
本发明提供了一种家庭网关接入管理方法和系统，HGW向WAG发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果，所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制，实现了限制异网手机对家庭网关的使用，解决了现有的家庭网关接入终端管理方式无法对终端进行筛选，不能满足应用需求的问题。
附图说明
图1为本发明的实施例一提供的一种家庭网关接入管理系统的结构示意图；
图2为本发明的实施例二提供的一种家庭网关接入管理方法手机侧流程图；
图3为本发明的实施例二提供的一种家庭网关接入管理方法HGW侧流程图；
图4为本发明的实施例二提供的一种家庭网关接入管理方法WAG侧流程图；
图5为本发明的实施例三提供的一种家庭网关接入管理方法的流程图；
图6为本发明的实施例四提供的一种家庭网关接入管理方法的流程图；
图7为不对他网用户限制的HGW内部处理逻辑图；
图8为对他网用户限制接入的HGW内部处理逻辑图。
具体实施方式
现有的家庭网关接入终端管理方式无法对终端进行筛选，不能满足应用需求。
为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种家庭网关接入管理方法和系统。下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。
本发明实施例提供了一种家庭网关接入管理系统，该系统结构如图1所示，包括：
HGW101和WAG102；
所述HGW101，用于向WAG102发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果，接收所述WAG102返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制；
所述WAG102，用于接收HGW101发送的携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述HGW101发送响应消息，在所述响应消息中携带有所述手机的鉴权结果。
优选的，所述HGW101，还用于在启动时获取所述WAG102的IP地址，建立到所述WAG102的路由。
优选的，所述WAG102，还用于接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证，将所述手机的鉴权结果和该手机的IMSI一一对应保存。
HGW101主要给手机提供Wi-Fi无线链路，保证手机能够通过WiFi接入到网络侧进行数据业务。
WAG102主要用来处理来自手机认证信令，并对认证会话的管理，并且支持HGW对手机认证结果的查询。
优选的，该系统还包括接入网络的网络安全系统（AN-AAA：Access Network AAA，AAA：Authentication、Authorization、Accounting）服务器103，主要给wag提供鉴权数据，认证数据，并对接入用户进行计费。
优选的，该系统还包括归属位置寄存器104（HLR：Home Location Register），主要负责用户鉴权数据的分配与下发，为固网中新增网元。
优选的，该系统还包括宽带远程接入服务器105（BRAS：Broadband Remote AccessServer），是面向宽带网络应用的新型接入网关，它位于骨干网的边缘层，负责家庭网关的宽带数据的接入。
下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。
结合图1所示的家庭网关接入管理系统，本发明的实施例提供了一种家庭网关接入管理方法，手机侧使用该方法对接入家庭网关的终端进行管理的流程如图2所示，包括：
步骤201、手机在DHCP Request option60消息中携带用户的IMSI信息给HGW；
本步骤中，手机打开WiFi开关后，扫描到的热点，自动发起连接，在通过DHCP流程从HWG自动获取IP地址时，在DHCP Request option60消息中携带用户的IMSI信息给HGW。
步骤202、手机在连接成功后自动向WAG服务器发起UW鉴权；
如果鉴权成功，就保持WiFi连接；如果鉴权失败，就断开WiFi该连接。
在HGW侧的流程如图3所示，包括
步骤301、HGW建立到WAG服务器的路由；
本步骤中，HGW一启动，就立即使用chinanetcw.chinatelecom.cn做DNS操作来获取WAG服务器的地址IP地址；获取到WAG服务器的IP地址后，HWG在本地建立一条到WAG服务器的路由，该路由能用来使HGW向WAG发送查询手机用是否通过鉴权的请求消息。
步骤302、HGW收到DHCP Request Option60消息后，从该消息中提取用户的IMSI信息，并且和当前分配给该用户的WiFi链路关联起来，即把IMSI作为WiFi链路管理控制块的一个字段保存起来。
步骤303、当HGW检测到某一条的WiFi链路建立了连接，就携带该手机的IMSI周期性的向WAG网关发起查询手机鉴权结果的消息，同时对该条查询消息设置等待超时定时器，在等待超时定时器的所允许的超时范围内等待WAG对该消息给出响应请求。
根据收到的WAG的响应消息携带内容的不同，具体处理方式如下：
1、如果收到的WAG的响应消息指示该手机的鉴权还在进行过程中，则HGW继续等待定时器超时。等待定时器超时后，重新发起查询消息，并且对查询次数做计数处理。
2、如果收到WAG的查询响应消息指示该手机鉴权通过，就有HWG对这条WiFi链路放开数据流，允许该条WiFi链路获取网络侧的数据；取消查询消息等待定时器。
3、如果收到WAG的查询响应消息指示鉴权失败，则禁止对该条WiFi链路从网络侧获取数据。取消查询消息的等待定时器。
4、HGW向WAG发起周期性的询问鉴权结果的最大次数最好不超过5次，每次等待结果的时常不超过3秒。HGW已收到WAG反馈回来的改用户的鉴权结果，就立刻停止向WAG发送询问消息，并且取消等待定时器。
WAG侧的流程如图4所示，包括：
步骤401、WAG收到来自手机的注册请求后，按照普通的uw鉴权进行鉴权认证（该流程可以参见《111-2012中国电信移动终端需求规范-CDMA+WiFi分册（V2012-9.pdf》的“6.1.2注册成功流程”）。
步骤402、WAG收到来自HGW的询问请求后，从请求消息中解析出用户的IMSI，并且用IMSI查询当前用户的鉴权结果；
根据查询的鉴权结果的不同，具体处理方式如下：
1、如果查询到该用户还处在鉴权进行过程中，则给通过响应消息给HGW回应消息，指示鉴权进行中。
2、如果查询到该用户鉴权成功，给HGW回应响应消息，指示鉴权成功还是失败。
3、如果查询到该手机鉴权失败，给HGW回应响应消息，指示鉴权失败。
下面结合附图，对本发明的实施例三进行说明。
结合图1所示的家庭网关接入管理系统，本发明的实施例提供了一种家庭网关接入管理方法，手机侧使用该方法对接入家庭网关的终端进行管理的流程如图5所示，包括：
步骤501、手机选择热点，发起连接；
本步骤中，当在手机上打开WiFi开关，从搜寻到的一个或多个热点中选择一个发起自动连接，在连接的DHCP Request消息option60字段携带手机的IMSI信息。手机在自动连接之后自动通过WiFi链路向WAG网关发起SIP信令的Register注册请求。该请求中有卡支持的鉴权算法类型（CAVE算法或者MD5算法）。
步骤502、HGW在检测到和手机的WiFi建立连接后，立即向WAG发送消息查询手机的认证结果，并设置定时器进行保护查询响应。
步骤503、WAG网关收到Register请求后选择一种算法（优选MD5），会给手机回一个401消息，401（Unauthorize）消息中按照选的算法携带对应鉴权算法的鉴权随机数；
步骤504、手机收到这个401消息后，从SIP消息中解析出其中的鉴权随机数并由卡来按照约定的CAVE或MD5算法进行计算。得到结果后，重新向WAG发起Register请求消息，该消息中同时携带鉴权随机数和卡计算的鉴权数据。
步骤505、WAG在收到手机重新发起的Register请求消息后，解析出其中的鉴权随机数和鉴权数据，并和鉴权算法送给AN-AAA进行鉴权。
步骤506、AN-AAA收到WAG送来的鉴权数据后，用鉴权随机数在本地按照鉴权算法计算鉴权数据。如果AN-AAA本地计算的鉴权数据和手机计算的鉴权数据一致，那么就给WAG会响应消息，指示鉴权成功。
步骤507、WAG收到AN-AAA指示鉴权成功的消息后，这时给手机发送200（forRegister）消息；
步骤508、手机收到Register的200响应消息后，给用户提示UW鉴权成功。否则给用户提示鉴权失败；
步骤509、如果HGW查询到该手机鉴权成功，就给该和该手机建立的WiFi链路放开数据流；否则不对该WiFi链路放开数据流。
下面结合附图，对本发明的实施例四进行说明。
本发明实施例提供了一种家庭网关接入管理方法，使用该方法对家庭网关下接入的手机管理的流程如图6所示，包括：
步骤601、HGW在启动时获取WAG的IP地址，建立到所述WAG的路由。
步骤602、HGW接收所述手机发送的携带有该手机IMSI的DHCP Request option60消息。
步骤603、HGW向WAG发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果；
本步骤中，优选的，所述HGW在向WAG发送所述查询消息的同时，对该查询消息设置等待超时定时器。
步骤604、WAG接收HGW发送的携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息；
首先对WAG对手机进行鉴权认证的过程进行说明，具体如下：
1、WAG接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证；
2、所述WAG从所述手机的注册请求中解析出鉴权随机数和鉴权数据，将所述鉴权随机数、鉴权数据和鉴权算法发送给接入网络的网络安全系统服务器（AN－AAA）；
3、所述AN－AAA使用所述鉴权随机数在本地按照所述鉴权算法计算鉴权数据；
4、在所述AN－AAA计算结果与所述WAG发送的鉴权数据一致时判定鉴权成功，在所述AN－AAA计算结果与所述WAG发送的鉴权数据不一致时判定鉴权失败；
5、所述AN－AAA向所述WAG返回鉴权结果。
在对手机完成鉴权认证后，所述WAG将所述手机的鉴权结果和该手机的IMSI一一对应保存。
步骤605、所述WAG从所述查询消息中解析出所述手机的IMSI，根据该IMSI查询所述手机的鉴权结果；
步骤606、所述WAG向所述HGW发送响应消息，在所述响应消息中携带有所述手机的鉴权结果；
优选的，在所述手机仍处在鉴权过程中时，所述WAG向所述HGW回复指示所述手机正在鉴权的响应消息。
步骤607、所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制。
优选的，所述HGW在接收到指示所述手机鉴权通过或失败的响应消息后，取消所述等待超时定时器。
不对他网用户限制的HGW内部处理逻辑图如图7所示。使用本发明实施例提供的家庭网关接入管理方法后，对他网用户限制接入的内部处理逻辑图如图8所示。可见，使用本发明的实施例所提供的技术方案能够对家庭网关接入用户进行管理，有效的限制他网用户接入。
本发明的实施例提供了一种家庭网关接入管理方法和系统，HGW向WAG发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果，所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制，实现了限制异网手机对家庭网关的使用，解决了现有的家庭网关接入终端管理方式无法对终端进行筛选，不能满足应用需求的问题。能够通过限制异网手机使用家庭网关，来有效保护运营商网络投资、降低网络的数据服务器负荷。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上（如系统、设备、装置、器件等）执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种家庭网关接入管理方法，其特征在于，包括：
家庭网关(HGW)向无线接入网关(WAG)发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果；
所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制；
所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制包括：
当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机鉴权通过时，所述HGW对所述WiFi链路放开数据流，允许所述WiFi链路上的手机通过该WiFi链路与网络侧进行数据业务；
当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机鉴权失败时，所述HGW禁止所述WiFi链路上的手机通过该WiFi链路与网络侧进行数据业务；
该方法还包括：
所述HGW接收所述手机发送的携带有该手机IMSI的DHCP Request option 60消息。
2.根据权利要求1所述的家庭网关接入管理方法，其特征在于，该方法还包括：
所述HGW在向WAG发送所述查询消息的同时，对该查询消息设置等待超时定时器。
3.根据权利要求2所述的家庭网关接入管理方法，其特征在于，所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制还包括：
所述HGW在接收到指示所述手机鉴权通过或失败的响应消息后，取消所述等待超时定时器。
4.根据权利要求2所述的家庭网关接入管理方法，其特征在于，所述HGW接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制还包括：
当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机仍在鉴权中时，所述HGW继续等待所述等待超时定时器超时；
所述HGW在所述等待超时定时器超时后，重新向所述WAG发送携带有所述手机的IMSI的查询消息，并记录发送查询消息的次数。
5.根据权利要求1所述的家庭网关接入管理方法，其特征在于，该方法还包括：
所述HGW在启动时获取所述WAG的IP地址，建立到所述WAG的路由。
6.一种家庭网关接入管理方法，其特征在于，包括：
WAG接收HGW发送的携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果；
所述WAG从所述查询消息中解析出所述手机的IMSI，根据该IMSI查询所述手机的鉴权结果；
所述WAG向所述HGW发送响应消息，在所述响应消息中携带有所述手机的鉴权结果；
还包括：
所述WAG接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证；
所述WAG将所述手机的鉴权结果和该手机的IMSI一一对应保存；
所述WAG接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证包括：
所述WAG从所述手机的注册请求中解析出鉴权随机数和鉴权数据，将所述鉴权随机数、鉴权数据和鉴权算法发送给接入网络的网络安全系统服务器(AN－AAA)；
所述AN－AAA使用所述鉴权随机数在本地按照所述鉴权算法计算鉴权数据；
在所述AN－AAA计算结果与所述WAG发送的鉴权数据一致时判定鉴权成功，在所述AN－AAA计算结果与所述WAG发送的鉴权数据不一致时判定鉴权失败；
所述AN－AAA向所述WAG返回鉴权结果。
7.根据权利要求6所述的家庭网关接入管理方法，其特征在于，所述WAG从所述查询消息中解析出所述手机的IMSI，根据该IMSI查询所述手机的鉴权结果的步骤之后，还包括：
在所述手机仍处在鉴权过程中时，所述WAG向所述HGW回复指示所述手机正在鉴权的响应消息。
8.一种家庭网关接入管理系统，其特征在于，包括HGW和WAG；
所述HGW，用于向WAG发送携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述WAG查询对所述手机的鉴权结果，接收所述WAG返回携带有对所述手机的鉴权结果的响应消息，并根据该鉴权结果对所述手机的WiFi链路数据传输进行控制；
所述WAG，用于接收HGW发送的携带有新建立WiFi链路的手机的IMSI的查询消息，向所述HGW发送响应消息，在所述响应消息中携带有所述手机的鉴权结果；
其中，所述HGW是用于当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机鉴权通过时，所述HGW对所述WiFi链路放开数据流，允许所述WiFi链路上的手机通过该WiFi链路与网络侧进行数据业务；当所述HGW接收到的响应消息指示所述手机鉴权失败时，所述HGW禁止所述WiFi链路上的手机通过该WiFi链路与网络侧进行数据业务；
所述HGW，还用于接收所述手机发送的携带有该手机IMSI的DHCP Request option 60消息；
所述WAG，还用于接收所述手机的注册请求，对所述手机进行鉴权认证，将所述手机的鉴权结果和该手机的IMSI一一对应保存。
9.根据权利要求8所述的家庭网关接入管理系统，其特征在于，
所述HGW，还用于在启动时获取所述WAG的IP地址，建立到所述WAG的路由。
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