CN106452832B - 一种c-cmts设备精准获取配置参数的方法 - Google Patents

一种c-cmts设备精准获取配置参数的方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种C‑CMTS设备精准获取配置参数的方法，该方法涉及C‑CMTS设备、业务交换机、BRAS服务器、路由器、DHCP/TFTP服务器，其中，C‑CMTS设备用于以广播方式发出DHCP发现请求报文；业务交换机用于配置C‑CMTS设备的DHCP中继业务VLAN标签；BRAS服务器用于将C‑CMTS设备广播的DHCP发现请求报文转换成DHCP单播请求报文并发送给DHCP/TFTP服务器，以及将DHCP/TFTP服务器应答报文转送到业务交换机的指定端口；所述DHCP/TFTP服务器用于接收并匹配DHCP单播请求报文，并精确下发不同端口预配置文件至对应C‑CMTS设备。本发明的方法操作简单，节约现场操作时间，降低对现场操作的环境要求和对操作人员的技术要求，适合大批量C‑CMTS设备的部署开通及运行维护工作。

Description

一种C-CMTS设备精准获取配置参数的方法
技术领域
本发明涉及广播电视网络通信技术，尤其涉及一种基于DHCP+TFTP和VLAN技术实现C-CMTS设备精准获取配置参数的方法。
背景技术
通信技术和广播电视技术的快速发展，使得有线电视网正向下一代广播电视网过渡。随着业务发展，用户对有线电视网络质量和承载能力提出了更高的要求，有线电视网络需要进行数字化和双向化改造。C-DOCSIS是基于有线电视网络的宽带接入技术，能够实现大带宽入户，承载视频、语音和数据等综合业务，可以有效解决广电双向接入网的带宽瓶颈问题，满足用户对三网融合的需求。在C-DOCSIS系统架构中，C-CMTS设备作为C-DOCSIS头端，连接同轴分配网络和汇聚网络，负责它们之间的数据转发，通过汇聚网络接入运营商的业务系统、配置系统及网络管理系统。
当前应用部署中，C-CMTS设备主要部署在城市有线电视网络的市县总前端机房、分前端机房和光节点上，以及部署在农村有线电视网络中较为分散、偏远的乡镇机房和村屯节点上，主要采用以下三种方式来配置C-CMTS：
3.1本地串口方式
配置终端通过串口与C-CMTS设备相连并登录到C-CMTS设备，实现对设备的本地配置开通及维护管理。
该方式存在以下问题：
①要求专业的技术人员现场操作。
②对于部署在分散、偏远的乡镇机房和村屯节点的设备，技术人员无法第一时间到现场采用本地串口方式操作。
3.2带外管理口方式
配置终端通过C-CMTS设备的带外管理接口以Telnet方式登录到C-CMTS设备，实现对设备的配置开通及维护管理。
该方式存在以下问题：
①前置条件是必须先通过本地串口方式配置好C-CMTS设备的管理IP。
②对于部署在分散、偏远的乡镇机房和村屯节点的设备，技术人员无法第一时间到现场采用本地串口方式操作。
3.3带内管理口方式
配置终端通过C-CMTS设备的带内管理接口以Telnet方式登录到C-CMTS设备，实现对设备的配置开通及维护管理。
该方式存在以下问题：
①前置条件同样是必须先通过本地串口方式配置好C-CMTS设备的管理IP。
②对于部署在分散、偏远的乡镇机房和村屯节点的设备，技术人员无法第一时间到现场采用本地串口方式操作。
上述三种方式都需要通过串口进行本地配置C-CMTS设备，因而存在要求专业的技术人员现场操作的问题，这导致安装新设备的成本过高、效率低下。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于DHCP+TFTP和VLAN技术实现C-CMTS设备精准获取配置参数的方法。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述C-CMTS设备依次与业务交换机、BRAS服务器、路由器、DHCP/TFTP服务器电性连接；
所述方法包括如下步骤：1）在C-CMTS设备对设备自身的DHCP申请报文固化统一VLAN；2）在DHCP/TFTP服务器中上载和保存多份C-CMTS设备的预配置文件，定义IP地址池，在DHCP/TFTP的数据库中预定义DHCP申请报文中option82选项和option60标签对应IP地址和C-CMTS设备配置文件的一一映射关系；3）业务交换机基于不同端口打上不同的外层业务VLAN，对C-CMTS设备的DHCP申请报文VLAN打上不同的外层业务VLAN，使固化业务VLAN和外层业务VLAN构成不同的QINQ标识，通过QINQ标识可实现在二层网络区分C-CMTS设备所接入的交换机端口；4）C-CMTS设备在内层业务VLAN内以广播方式发送DHCP发现请求，该DHCP发现请求报文中带有option60标签；5）BRAS服务器基于不同的下联端口有不同的设备号标识，将步骤4）中的DHCP申请广播报文转换为DHCP申请单播报文，并在单播DHCP请求报文中添加option82选项，然后送给DHCP/TFTP服务器；6）DHCP/TFTP服务器接收单播DHCP请求报文，根据请求报文中option82选项和option60标签匹配原有的数据库，查找出相应的IP地址和配置文件，并通过DHCP+TFTP协议发送给C-CMTS设备；7）C-CMTS设备获取对应的配置文件，完成C-CMTS设备的安装、调试及开通工作。
此外，本发明还提供如下附属技术方案：
所述option60标签中带有C-CMTS设备供应商类别标识符信息和文件类型。
所述option82选项中带有单播DHCP请求报文对应的QINQ标识和BRAS服务器对应的下联端口号标识，通过BRAS服务器下联端口号标识可实现在三层网络区分C-CMTS设备所接入的路由端口。
所述业务交换机为前端业务交换机或分端业务交换机。
所述步骤2）中的C-CMTS设备的预配置文件中包含有业务交换机端口静态地址以及C-CMTS设备供应商类别标识符信息和文件类型。
所述步骤2）的地址池容量根据每个业务交换机所规划的C-CMTS设备的安装数量定义。
所述步骤6）的预配置文件与交换机端口下的C-CMTS完成精确匹配通过后才会由TFTP协议完成配置参数下发。
相比于现有技术，本发明的优势在于：揭示了一种基于DHCP+TFTP和VLAN技术实现C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，该方法涉及C-CMTS设备、业务交换机、BRAS服务器、路由器、DHCP/TFTP服务器，该方法操作简单，无论是安装开通新设备、还是检修更换在用设备、甚至是更换另外一个不同厂家、不同品牌型号的设备，都可实现设备即插即用，大量节约了现场操作时间，降低对现场操作的环境要求和对操作人员的技术要求，非常适合大批量C-CMTS设备的部署开通及运行维护工作。
附图说明
图1是本发明的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法的典型网络拓扑图。
图2是本发明的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法的操作流程示意图。
图中标记：1-DHCP\TFTP服务器，2-路由器，3-BRAS服务器，4-业务交换机，5-C-CMTS设备，6-电缆调制解调器，7-用户终端。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
参照图1和图2，本发明揭示一种基于DHCP+TFTP和VLAN技术实现C-CMTS设备精准获取配置参数的方法及其管理系统，管理系统主要包括C-CMTS设备5、业务交换机4、BRAS服务器3、路由器2和DHCP/TFTP服务器1。
C-CMTS设备5具有以下特征：DHCP自动配置功能，出厂设置为默认功能开启，固化统一的业务VLAN；支持TFTP协议，能实现TFTP配置文件下载、远程上传功能；支持SNMP协议，提供设备参数提取接口；支持DHCP协议，出厂自带option60标签，不同厂商option60标签明显区分。
业务交换机4为前端业务交换机或分端业务交换机。具有以下特征：配置数据VLAN标签，与C-CMTS设备上联数据端口对接，实现与路由器数据交换；配置C-CMTS设备的DHCP中继业务VLAN 标签， C-CMTS设备的DHCP申请通过匹配该业务VLAN完成单播转发功能，option 82信息也通过该业务VLAN 转发至DHCP/TFTP服务器。
Bras服务器3具有以下特征：配置DHCP中继代理功能，把C-CMTS设备的广播DHCP发现请求报文转换成DHCP单播请求报文，并发至DHCP/TFTP服务器；在C-CMTS设备的DHCP请求报文中添加option 82选项；把DHCP/TFTP服务器应答报文转交到业务交换机的指定端口。
DHCP/TFTP服务器1具有以下特征：支持C-CMTS设备的配置文件批量上载，并以固定名称格式保存于DHCP/TFTP 服务器；支持地址池划分和option67分类器规则；支持option 82功能,根据预先配置策略和报文中option 82信息分配指定静态地址和其它配置信息给客户端；识别不同厂商option60标签，可根据option 82匹配信息，由TFTP自动下发对应设备的配置文件。
本发明的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法的具体步骤如下：
1）在C-CMTS设备内固化一个统一的内层业务VLAN。
2）DHCP/TFTP服务器中上载并保存大量预配置文件，每一份预配置文件中包含有业务交换机端口静态地址以及C-CMTS设备供应商类别标识符信息和文件类型，例如预配置文件的格式标准为192-168-1-5_TMS.txt，其中“192-168-1-5”定义了所下发配置的静态地址即为192.168.1.5，“_TMS.txt”定义了C-CMTS设备配置所属厂商和文件类型，同一个静态地址地址需配置多个不同厂商的配置文件,因为业务交换机的一个端口有可能会插入不同厂家的设备。
3）DHCP/TFTP服务器根据每个业务交换机所规划的C-CMTS设备的安装数量，定义相应的地址池容量，同时在Bras服务器上进行业务划分。
4）在Bras服务器上配置业务VLAN的DHCP中继转发功能，开启option82的报文信息定义描述转发功能。
5）业务交换机定义的业务VLAN和中继VLAN必须与DHCP/TFTP服务器连通，C-CMTS设备自带的内层业务VLAN和交换机打上的外层VLAN构成了不同QINQ标识，通过这个标识实现区分每台C-CMTS设备的上联端口。
6）在C-CMTS设备的配置中，相关option60标签必须与DHCP/TFTP服务器配置匹配，同时DHCP固化VLAN必须与Bras服务器定义的外标VLAN相同。
7）C-CMTS设备加电完成后，会自动在固化VLAN 内以广播方式发送DHCP发现请求报文。
8） Bras服务器的中继功能将C-CMTS设备的广播报文转换成单播报文的形式并指向DHCP/TFTP服务器，并自定义业务交换机端口optin82信息，指定为VLAN 外标的形式。
9） DHCP/TFTP服务器接收请求后，在有效的地址池范围内匹配option82信息所对应的静态地址配置。例如，option82所匹配的信息为VLAN801端口1，静态地址为192.168.1.5/24的静态配置文件，即一台C-CMTS设备从交换机上配置的VLAN801端口1接入后，C-CMTS设备获取管理地址就是192.168.1.5，即完成了DHCP的过程。
10）完成 option82匹配的同时，DHCP/TFTP服务器会比对C-CMTS设备对应的option60标签，并到所在分类组下查找相应的C-CMTS设备配置文件。例如，安装的是TMS的C-CMTS设备，其option60是“C-CMTS*”，DHCP/TFTP服务器匹配该标签，从对应的分类组中查询配置文件名为 “$IP_TMS.txt”的文件名称。根据option82匹配的静态地址192.168.1.5以及option60匹配的“$IP_TMS.txt”的配置文件类型，DHCP会从DHCP/TFTP服务器找到预先配置好的文件 “192-168-1-5_TMS.txt”，然后通过TFTP下发给C-CMTS设备，即完成C-CMTS设备配置接收的TFTP过程。
11）C-CMTS设备确认配置文件接收，然后自动导入预配置文件，完成整个配置过程。
12）C-CMTS设备初始化后只保留固化VLAN和固化静态地址，因此当每次更换或者重启C-CMTS设备，都会从DHCP/TFTP服务器自动下载对应的最新的配置文件。
综上所述，本发明的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法操作简单，通过该方法，无论是安装开通新C-CMTS设备、还是检修更换在用C-CMTS设备、甚至是更换另外一个不同厂家、不同品牌型号的C-CMTS设备，都可实现C-CMTS设备即插即用，大量节约了现场操作时间，降低对现场操作的环境要求和对操作人员的技术要求，非常适合大批量C-CMTS设备的部署开通及运行维护工作。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述C-CMTS设备依次与业务交换机、BRAS服务器、路由器、DHCP/TFTP服务器电性连接；
所述方法包括如下步骤：
1）在C-CMTS设备对设备自身的DHCP申请报文固化统一VLAN；
2）在DHCP/TFTP服务器中上载和保存多份C-CMTS设备的预配置文件，定义IP地址池，在DHCP/TFTP的数据库中预定义DHCP申请报文中option82选项和option60标签对应IP地址和C-CMTS设备配置文件的一一映射关系；
3）业务交换机基于不同端口打上不同的外层业务VLAN，对C-CMTS设备的DHCP申请报文VLAN打上不同的外层业务VLAN，使固化业务VLAN和外层业务VLAN构成不同的QINQ标识，通过QINQ标识可实现在二层网络区分C-CMTS设备所接入的交换机端口；
4）C-CMTS设备在内层业务VLAN内以广播方式发送DHCP发现请求，该DHCP发现请求报文中带有option60标签；
5）BRAS服务器基于不同的下联端口有不同的设备号标识，将步骤4）中的DHCP申请广播报文转换为DHCP申请单播报文，并在单播DHCP请求报文中添加option82选项，然后送给DHCP/TFTP服务器；
6）DHCP/TFTP服务器接收单播DHCP请求报文，根据请求报文中option82选项和option60标签匹配原有的数据库，查找出相应的IP地址和配置文件，并通过DHCP+TFTP协议发送给C-CMTS设备；
7）C-CMTS设备获取对应的配置文件，完成C-CMTS设备的安装、调试及开通工作。
2.根据权利要求1所述的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述option60标签中带有C-CMTS设备供应商类别标识符信息和文件类型。
3.根据权利要求1所述的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述option82选项中带有单播DHCP请求报文对应的QINQ标识和BRAS服务器对应的下联端口号标识，通过BRAS服务器下联端口号标识可实现在三层网络区分C-CMTS设备所接入的路由端口。
4.根据权利要求1所述的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述业务交换机为前端或分前端与C-CMTS直连的接入业务交换机。
5.根据权利要求1所述的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述步骤2）中的C-CMTS设备的预配置文件中包含有业务交换机端口静态地址以及C-CMTS设备供应商类别标识符信息和文件类型。
6.根据权利要求1所述的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述步骤2）的地址池容量根据每个业务交换机所规划的C-CMTS设备的安装数量定义。
7.根据权利要求1所述的C-CMTS设备精准获取配置参数的方法，其特征在于，所述步骤6）的预配置文件与交换机端口下的C-CMTS完成精确匹配通过后才会由TFTP协议完成配置参数下发。
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