CN109861989A - 一种融合网关中pon网关与机顶盒通信的方法 - Google Patents

一种融合网关中pon网关与机顶盒通信的方法 Download PDF

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白云波
朱永
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Abstract

本发明公开了一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,包括自定义的二层管理协议,所述二层协议的报文格式遵循Ethernet II,将报文格式的Type/Length和Option净荷部分进行重新定义,还包括自定义的报文处理方法,所述报文处理方法能接收二层广播或单播报文,不得对收到的报文进行转发,不得对WAN侧报文进行响应。本发明为融合网关开发提供技术规范,在不改变现有软件架构的条件下,使后期的功能扩展开发更加方便容易,提高了设计开发的灵活性。

Description

一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法
技术领域
本发明涉及融和网关领域,尤其涉及一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法。
背景技术
回顾融和网关的发展历程,针对商铺,星级酒店和政府公共服务机构等场所,为了满足用户高速上网,移动终端接入和视频点播的业务诉求,经常会要求部署多个接入终端盒子,由此会带来布线困难,故障点多的问题。而融合网关的推出,实现了3个设备融合为一,实现了宽带业务、室内Wi-Fi网络覆盖和视频点播业务的统一部署和管理,保证了用户获得极致业务体验,构筑起 “面向体验”的差异化竞争优势。实现了维护架构上实行管道和业务隔离维护的机制,上层设备无需变动,平滑部署。通过零配置、预部署,安装环节IT自动化,提升装机效率,避免二次上门,实现维护智能化、诊断远程化和一站式开通。最大程度地降低运维复杂度和难度,助力运营商视频和网关业务的快速开通和便捷维护。
但是,在技术设计和实现方面,还很难做到真正的“融和”,因为目前市面上还很少有把几个功能集成到一个SOC上的芯片供应商。推出融合网关设备时,往往还需要依靠传统的PON,机顶盒和WIFI芯片,通过硬件接口相连.而每个芯片上运行的是各自独立的软件系统,往往在实现有些“融合”需求的功能和扩展上都会遇到不小的困难。比如在远端机顶盒平台希望获取或者配置PON网关上的参数,同理PON网关平台希望获取或者配置机顶盒上的参数。在现有的软件架构上,网关和机顶盒唯一的数据交互方式是工作在二层桥接模式,而各自与自己的管理平台又是通过二层以上的一些应用层协议,也就是二层以上数据包不能互相解析。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法。
一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,包括以下步骤:
S1. 网关和机顶盒端分别启动一个专门用来收发该管理消息的监控进程或者利用现有系统上的一个进程用来收发该管理消息;
S2. 监控进程里创建一个类型为RAW的Socket,所述Socket绑定在网关和机顶盒之间的网口上,用来收发自定义的二层数据包:
当从RAW Socket上接收到二层数据包时,按二层协议的报文格式消息格式解析消息内容,然后传送到本系统上对应的软件功能模块;
当本系统有向对方系统发送管理消息需求时,由该系统上的监控进程按二层协议的报文格式组装消息包,并通过RAW Socket发送出去。
所述二层协议的报文格式遵循Ethernet II,但将报文格式的Type/Length和Option净荷部分进行重新定义。
所述Option净荷部分定义方式如下:
第0、1字节为净荷长度,范围为十进制10-1500,可根据实际长度设置;
第2、3、4字节为预留,暂填写为0x00;
第5字节为操作代码Opcode,类型为机顶盒请求,get请求 = 0x01,set请求=0x02,get请求响应 = 0x10,set请求响应 = 0x20;
第6、7字节为报文序号,为0-65535之间任一值;
第8字节为操作结果代码Result:0x00请求成功,0x01请求失败,0x02未进行任何操作;
第9字节的N表示后面data段的中type1-type2-length-value 数据的个数;
data段包含0-N个type1-type2-length-value数据;
所述type1为type1-type2-length-value数据中的第一个字节,类型为整数;
所述type2为type1-type2-length-value数据中的第二个字节,类型为整数;
所述length为type1-type2-length-value数据中的第三个字节和第四个字节,分为高低位,每个字节均为整数;
所述value为type1-type2-length-value数据中第四个字节后的字节,共占length个字节,类型全部为字符串。
所述二层协议的报文格式遵循以下报文处理方法:
a. 对于来自LAN侧,Opcode=0x01或Opcode=0x02,为家庭网关自身LAN侧MAC地址的单播报文或DA为0xFFFFFFFFFFFF的广播报文,家庭网关对其进行单播响应;
b.所述步骤a中,若收到的是广播报文,则将收到报文净荷中的Opcode修改为0x10或0x20,将报文SA作为响应报文DA,将家庭网关自身LAN侧MAC地址作为响应报文SA,从收到报文的LAN侧端口单播原路发送响应;
c.所述步骤a中,若收到的是单播报文,则将报文SA作为响应报文DA,将家庭网关自身LAN侧MAC地址作为响应报文SA,将收到报文净荷中的Opcode修改为0x10或0x20,Result修改为相应的操作结果,type1-type2-length-value修改为相应的值,从收到报文的LAN侧端口单播原路发送响应;
d.所述步骤c中,针对data中type1-type2-length-value的值,若收到的报文净荷中的Opcode=0x01,若操作成功,则将type1-type2-length-value中的length和value改为相对应的值;若Opcode=0x02, type1-type2-length-value不做修改。
所述Type/Length=0x9211。
所述type1包括无线相关的Prefix、Wifi、光猫注册和WAN建立。
所述无线相关的Prefix和Wifi对应的type2包括多个SSID、无线开关、认证模式、加密方式、密钥、Powerlevel和channel;
所述光猫注册对应的type2包括发送光功率、接收光功率、OLT注册状态、ITMS注册状态、ON连接状态、LOID和LOID PASSWORD;
所述WAN建立对应的type2包括INTERNET Service 建立状态。
所述报文处理方法能接收Type=0x9211的二层广播或单播报文,不得对收到的报文进行转发,不得对WAN侧报文进行响应。
所述二层协议不仅适用于PON网关端,同时也适用于机顶盒端。
所述报文处理方法不仅适用于PON网关端,同时也适用于机顶盒端。
本发明的有益效果在于:本发明通过自定义的二层管理协议和报文处理方式,为融合网关开发提供技术规范,在不改变现有软件架构的条件下, 使后期的功能扩展开发更加方便容易,提高了设计开发的灵活性。
附图说明
图1是自定义二层协议的报文格式。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,包括以下步骤:
S1. 网关和机顶盒端分别启动一个专门用来收发该管理消息的监控进程或者利用现有系统上的一个进程用来收发该管理消息;
S2. 监控进程里创建一个类型为RAW的Socket,所述Socket绑定在网关和机顶盒之间的网口上,用来收发自定义的二层数据包:
发送:当从RAW Socket上接收到二层数据包时,按二层协议的报文格式消息格式解析消息内容,然后传送到本系统上对应的软件功能模块;
接收:当本系统有向对方系统发送管理消息需求时,由该系统上的监控进程按二层协议的报文格式组装消息包,并通过RAW Socket发送出去。
如图1所示,所述二层协议的报文格式遵循Ethernet II,但将报文格式的Type/Length和Option净荷部分进行重新定义。
所述Option净荷部分定义方式如下:
第0、1字节为净荷长度,范围为十进制10-1500,可根据实际长度设置;
第2、3、4字节为预留,暂填写为0x00;
第5字节为操作代码Opcode,类型为机顶盒请求,get请求 = 0x01,set请求=0x02,get请求响应 = 0x10,set请求响应 = 0x20;
第6、7字节为报文序号,为0-65535之间任一值;
第8字节为操作结果代码Result:0x00请求成功,0x01请求失败,0x02未进行任何操作;
第9字节的N表示后面data段的中type1-type2-length-value 数据的个数;
data段包含0-N个type1-type2-length-value数据;
所述type1为type1-type2-length-value数据中的第一个字节,类型为整数;
所述type2为type1-type2-length-value数据中的第二个字节,类型为整数;
所述length为type1-type2-length-value数据中的第三个字节和第四个字节,分为高低位,每个字节均为整数;
所述value为type1-type2-length-value数据中第四个字节后的字节,共占length个字节,类型全部为字符串。
所述Type/Length=0x9211。
所述type1的子类型包括无线相关的Prefix、Wifi和其它、光猫注册、WAN建立和扩展位。
所述type1的子类型定义方式:Prefix=0x01、Wifi=0x02、其它=0x03、光猫注册=0x04、
WAN建立=0x05;
所述无线相关的Prefix、 Wifi和其它对应的type2子类型包括多个SSID、无线开关、认证模式、加密方式、密钥、Powerlevel和channel;
无线相关的Prefix、 Wifi和其它对应的type2子类型的定义方式:
SSID:全部SSID =0x01、第一个SSID=0x11、第二个SSID=0x21、第三个SSID=0x31,存在多个时依次类推。此处第几个SSID指某一类下第几个SSID,如Wifi有三个无线,那么Wifi的第一SSID为0x11,第二个为0x21,第三个为0x31。Type2所有类型均以此方式类推;
相对应的Value:Wifi的SSID符合 Operator规范,以Wifi开头,如” Prefix -xxxx”。
无线开关:全部 = 0x02、第一个 = 0x12、第二个 = 0x22以此类推;
相对应的Value:”1”启用,”0”关闭。
认证模式 BeaconType:全部 = 0x03 第一个 = 0x13 第二个 = 0x23以此类推;
对应的Value:取值”0”,”1”,”2”,”3”,”4”,”5”;
“0”:默认认证模式( WPA/ WPA2);
“1”:对应WEP认证;”2”:对应WPA认证;
“3”:对应WPA2认证;
“4”:对应WPA/WPA2认证;
5”:不加密None;
不设置加密方式时,加密方式为默认值,WEP对应默认加密方式为”1”WEP加密;WAP,WPA2或者WPA/WPA2对应默认加密方式 TKIPandAESEncryption。
加密方式:全部 = 0x04 第一个 = 0x14 第二个 = 0x24以此类推;
相对应的Value:取值”0”,”1”,”2”,”3”,”4”,”5”
“0”:默认加密方式;
“1”: WEP加密;
“2”: TKIPEncryption;
“3”: AESEncryption;
“4”: TKIPandAESEncryption;
“5”: None(不加密);
设置加密方式时应遵循以下规定,否则视为无效值:
加密方式”1”,与认证模式的”1”对应,即认证模式为WEP认证时,加密方式只能是”0”,”1”;
加密方式”2”,”3”,”4”与认证模式的”0”,”2”,”3”,”4”对应,即认证模式为WAP,WPA2或者WPA/WPA2认证时,加密方式只能是”0”,”2”,”3”,”4”。
密钥:全部 = 0x05 第一个 = 0x15第二个 = 0x25以此类推;
相对应的Value:根据规范和加密方式进行设置。
Powerlevel:全部 = 0x06 第一个 = 0x16 第二个 = 0x26以此类推;
相对应的Value:取值范围:{“1”,”2”,”3”,”4”,”5”},分为5级,”1”为最大功率,依次下推,”5”级为最小功率。
Channel:全部 = 0x07第一个 = 0x17第二个 = 0x27以此类推;
相对应的Value:设置WLAN模块所在信道,其中:”0”:表示自动选择信道,1”~”255”实际信道值。
所述光猫注册对应的type2子类型包括发送光功率、接收光功率、OLT注册状态、ITMS注册状态、ON连接状态、LOID和LOID PASSWORD;
所述对应的type2子类型的定义方式:
发送光功率:发送光功率 = 0x01;相对应的Value:例如”1.6”则发送光功率为1.6dBm。
接收光功率:接收光功率 = 0x02;相对应的Value:例如”-24”则接收光功率为-24dBm。
OLT注册状态:OLT注册状态 = 0x03;相对应的Value:取值”0”~”5”;
“0”:初始状态;
“1”:认证成功;
“2”:LOID无效;
“3”:密码错误;
“4”:LOID冲突;
“5”:未知状态;
“6”:光纤未连接;
“7”:认证失败;
“8”:LOID未认证;
EPON和GPON注册状态有区别,”6”,”7”,”8”针对EPON。
ITMS注册状态:ITMS注册状态 = 0x04;相对应的Value:取值”0”,”1”,”2”; “0”:注册成功;
“1”:注册失败;
“2”:未注册。
PON连接状态:PON连接状态 = 0x05;相对应的Value:取值”0”~”5”;
“0”:失败-未注册未认证;
“1”:失败-已注册未认证;
“2”:成功-已注册已认证;
“3”:失败-已注册未认证;
“4”:未连接;
“5”:已连接;
其中再取值为”4”时,可跟”x”表示未连接的状态。例如”42”,类似web界面显示的“未连接(O2)”。
LOID :LOID = 0x06;相对应的Value:如”sc82651”。
LOID PASSWORD:LOID PASSWORD = 0X07。
所述WAN建立对应的type2子类型包括INTERNET Service建立状态=0x01;
相对应的Value:取值”0”~”7”
“0”:未连接;
“1”:连接中;
“2”:认证失败,用户名或者密码错误;
“3”:空闲断开;
“4”:远端服务器未响应;
“5”:网关主动断开;
“6”:PPPoE拨号中,发生未知错误;
“7”:已连接;
所述报二层协议的报文格式遵循以下报文处理方法:
a. 对于来自LAN侧,Opcode=0x01或Opcode=0x02,为家庭网关自身LAN侧MAC地址的单播报文或DA为0xFFFFFFFFFFFF的广播报文,家庭网关对其进行单播响应;
b.所述步骤a中,若收到的是广播报文,则将收到报文净荷中的Opcode修改为0x10或0x20,将报文SA作为响应报文DA,将家庭网关自身LAN侧MAC地址作为响应报文SA,从收到报文的LAN侧端口单播原路发送响应;
c.所述步骤a中,若收到的是单播报文,则将报文SA作为响应报文DA,将家庭网关自身LAN侧MAC地址作为响应报文SA,将收到报文净荷中的Opcode修改为0x10或0x20,Result修改为相应的操作结果,type1-type2-length-value修改为相应的值,从收到报文的LAN侧端口单播原路发送响应;
d.所述步骤c中,针对data中type1-type2-length-value的值,若收到的报文净荷中的Opcode=0x01,若操作成功,则将type1-type2-length-value中的length和value改为相对应的值;若Opcode=0x02, type1-type2-length-value不做修改。
所述报文处理方法能接收Type=0x9211的二层广播或单播报文,不得对收到的报文进行转发,不得对WAN侧报文进行响应。
所述二层管理协议不仅适用于PON网关端,同时也适用于机顶盒端。
所述报文处理方法不仅适用于PON网关端,同时也适用于机顶盒端。
本发明的有益效果在于:本发明通过自定义的二层管理协议和报文处理方式,为融合网关开发提供技术规范,在不改变现有软件架构的条件下, 使后期的功能扩展开发更加方便容易,提高了设计开发的灵活性。
需要说明的是,对于前述的各个方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1. 网关和机顶盒端分别启动一个专门用来收发该管理消息的监控进程或者利用现有系统上的一个进程用来收发该管理消息;
S2. 监控进程里创建一个类型为RAW的Socket,所述Socket绑定在网关和机顶盒之间的网口上,用来收发自定义的二层数据包:
当从RAW Socket上接收到二层数据包时,按二层协议的报文格式消息格式解析消息内容,然后传送到本系统上对应的软件功能模块;
当本系统有向对方系统发送管理消息需求时,由该系统上的监控进程按二层协议的报文格式组装消息包,并通过RAW Socket发送出去。
2.如权利要求1所述的一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:所述二层协议的报文格式遵循Ethernet II,但将报文格式的Type/Length和Option净荷部分进行重新定义。
3.如权利要求2所述的一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:所述Option净荷部分定义方式如下:
第0、1字节为净荷长度,范围为十进制10-1500,可根据实际长度设置;
第2、3、4字节为预留,暂填写为0x00;
第5字节为操作代码Opcode,类型为机顶盒请求,get请求 = 0x01,set请求=0x02,get请求响应 = 0x10,set请求响应 = 0x20;
第6、7字节为报文序号,为0-65535之间任一值;
第8字节为操作结果代码Result:0x00请求成功,0x01请求失败,0x02未进行任何操作;
第9字节的N表示后面data段的中type1-type2-length-value数据的个数;
data段包含0-N个type1-type2-length-value数据;
所述type1为type1-type2-length-value数据中的第一个字节,类型为整数;
所述type2为type1-type2-length-value数据中的第二个字节,类型为整数;
所述length为type1-type2-length-value数据中的第三个字节和第四个字节,分为高低位,每个字节均为整数;
所述value为type1-type2-length-value数据中第四个字节后的字节,共占length个字节,类型全部为字符串。
4.如权利要求1所述的一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:所述二层协议的报文格式遵循以下报文处理方法:
a. 对于来自LAN侧,Opcode=0x01或Opcode=0x02,为家庭网关自身LAN侧MAC地址的单播报文或DA为0xFFFFFFFFFFFF的广播报文,家庭网关对其进行单播响应;
b.所述步骤a中,若收到的是广播报文,则将收到报文净荷中的Opcode修改为0x10或0x20,将报文SA作为响应报文DA,将家庭网关自身LAN侧MAC地址作为响应报文SA,从收到报文的LAN侧端口单播原路发送响应;
c.所述步骤a中,若收到的是单播报文,则将报文SA作为响应报文DA,将家庭网关自身LAN侧MAC地址作为响应报文SA,将收到报文净荷中的Opcode修改为0x10或0x20,Result修改为相应的操作结果,type1-type2-length-value修改为相应的值,从收到报文的LAN侧端口单播原路发送响应;
d.所述步骤c中,针对data中type1-type2-length-value的值,若收到的报文净荷中的Opcode=0x01,若操作成功,则将type1-type2-length-value中的length和value改为相对应的值;若Opcode=0x02, type1-type2-length-value不做修改。
5.如权利要求2所述的一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:所述Type/Length=0x9211。
6.如权利要求3或4所述的一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:所述type1包括无线相关的Prefix、Wifi、光猫注册和WAN建立。
7.如权利要求6所述的一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:所述无线相关的Prefix和Wifi对应的type2包括多个SSID、无线开关、认证模式、加密方式、密钥、Powerlevel和channel;
所述光猫注册对应的type2包括发送光功率、接收光功率、OLT注册状态、ITMS注册状态、ON连接状态、LOID和LOID PASSWORD;
所述WAN建立对应的type2包括INTERNET Service建立状态。
8.如权利要求4所述的任意一种融合网关中PON网关与机顶盒通信的方法,其特征在于:所述报文处理方法能接收Type=0x9211的二层广播或单播报文,不得对收到的报文进行转发,不得对WAN侧报文进行响应。
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