CN110620775A - 一种抓取并解析gpon控制管理协议数据包的方法 - Google Patents

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唐佳昊
许勇
彭鹏
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Sichuan Tianyi Comheart Telecom Co Ltd
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Sichuan Tianyi Comheart Telecom Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q11/0067—Provisions for optical access or distribution networks, e.g. Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GE-PON), ATM-based Passive Optical Network (A-PON), PON-Ring

Abstract

本发明公开了一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，包括如下步骤：把光网络接口上接收的GPON协议数据包加入以太网链路层协议包头；将加入以太网链路层协议包头的GPON协议数据包镜像发送到以太网网络接口上；通过以太网的抓包方式抓取发送到以太网网络接口上的数据包；通过协议分析分析抓取到的数据包，解析GPON的控制协议，实现使用现有的以太网抓包方法来抓取和分析GPON控制协议的交互过程。通过本发明，可以实现方便地使用现有的以太网抓包方法来抓取和分析GPON控制协议的交互。

Description

一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法
技术领域
本发明涉及通信协议管理领域，具体是一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法。
背景技术
GPON系统规范由国际电信联盟(ITU)制定和更新，规范编号为G.984、G.988，主要定义了一种基于无源光网络的数据传输系统，具有传输速度快，抗干扰能力强，配置管理接口丰富等特点。在传统的家庭网络中，大部分网络设备(电脑，无线宽带路由器，手机及平板的WiFi等)都只包含基于以太网(Ethernet IEEE802.3，IEEE 802.11)的网络设备接口，并不能直接接入到GPON网络中。GPON光网络终端(GPON ONT)也就是我们常说的光猫，作为GPON网络的接入设备可以同时拥有GPON网络接口和以太网网络接口，其主要的作用就是充当一座桥梁，使传统的家庭网络设备能通过它接入到GPON网络系统中从而享受网络运营商提供的更加优质的网络服务。
GPON系统中主要的管理协议有PLOAM(Physical layer OAM)，OMCI(ONUmanagement and control interface)。参照OSI网络七层模型来说，前者实现对物理层参数的配置和管理，后者实现对数据链路层及其之上的网络传输层的参数的配置和管理。对于GPON光网络终端来说，无论是软件开发调试阶段或是后期市场售后支持阶段，当设备出现问题时我们往往需要了解这两种协议的交互信息以确定问题根源。要获取这些交互信息主要有两种方式，一是通过连接设备串口(RS232)来读取设备的打印日志，这种方式的缺点是对于正式的产品来说其外壳上不会保留串口接口，如果要连接串口需要打开设备外壳，对现场售后人员来说很不方便，此外，有些网络运营商出于安全考虑不允许设备保留调试用串口接口，这也使利用串口获取设备日志信息变得不可能。对于网络设备来说，比起串口，更广为使用的调试方法是通过网络镜像功能抓取协议数据包来获取协议交互信息。这在基于以太网(Ethernet)的网络系统中这种方法使用起来非常的简单，通常一台PC，一个网络集线器(Hub)再配合专门的网络抓包分析软件(如wireshark，sniffer等)就能实现。但是在GPON网络系统中，如果直接使用以太网抓包的方式，就存在两个问题：一是GPON系统的传输介质是光纤而不是网线；二是GPON重新定义了数据链路层协议，其传输的数据帧格式与常见的以太网数据帧完全不一样，因此无法使用电脑配合常见的抓包软件(如wireshark，sniffer等)来抓取。市面上也有一些调试测试用的GPON光网络协议分析仪器，不过其普遍价格昂贵，携带不便，需要掌握一定的专业知识才能操作，只适合在实验室中使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，包括如下步骤：
步骤一，把光网络接口上接收的GPON协议数据包加入以太网链路层协议包头；
步骤二，将加入以太网链路层协议包头的GPON协议数据包镜像发送到以太网网络接口上；
步骤三，通过以太网的抓包方式抓取发送到以太网网络接口上的数据包；
步骤四，通过协议分析分析抓取到的数据包，解析GPON的控制协议，实现使用现有的以太网抓包方法来抓取和分析GPON控制协议的交互过程。
进一步的，步骤二所述的将加入以太网链路层协议包头的GPON协议数据包镜像发送到以太网网络接口上包括如下过程：
步骤一，光网络接口接收GPON控制协议；
步骤二，通过网络镜像功能模块判断是否启用镜像数据，若启用，则拷贝接收到的GPON控制协议数据包；若不启用，则直接发送数据；
步骤三，将步骤二拷贝的GPON控制协议数据包加入以太网链路层协议包头，发送到以太网网络接口。
进一步的，所述步骤一中的把光网络接口上接收的GPON协议数据包加入以太网链路层协议包头，包括如下过程，通过数据处理模块为镜像数据添加以太网数据协议包头，并将添加以太网数据协议包头后的数据包发送到以太网网络接口，所述的数据处理模块运行在内核层，用于为GPON协议数据包添加以太网链路层协议包头。
进一步的，所述的网络镜像功能模块运行在内核层，用于实现GPON控制协议数据镜像功能。
进一步的，所述的步骤四中通过协议分析分析抓取到的数据包，解析GPON的控制协议通过加载gpon omci协议的解析插件来解析数据包
本发明的有益效果是：通过本发明的方法我们就可以很方便地使用现有的以太网抓包方法来抓取和分析GPON控制协议的交互。达到提升产品开发效率，节省设备开发，维护成本的目的。
附图说明
图1为一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法的流程图；
图2为以太网数据帧格式示意图；
图3为GPON OMCI协议数据包定义示意图；
图4为直接抓包软件抓取未经处理的omci协议镜像数据示意图；
图5为抓包软件抓取经过处理的omci协议镜像数据示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，包括如下步骤：
步骤一，把光网络接口上接收的GPON协议数据包加入以太网链路层协议包头；
步骤二，将加入以太网链路层协议包头的GPON协议数据包镜像发送到以太网网络接口上；
步骤三，通过以太网的抓包方式抓取发送到以太网网络接口上的数据包；
步骤四，通过协议分析分析抓取到的数据包，解析GPON的控制协议，实现使用现有的以太网抓包方法来抓取和分析GPON控制协议的交互过程。
步骤二所述的将加入以太网链路层协议包头的GPON协议数据包镜像发送到以太网网络接口上包括如下过程：
步骤一，光网络接口接收GPON控制协议；
步骤二，通过网络镜像功能模块判断是否启用镜像数据，若启用，则拷贝接收到的GPON控制协议数据包；若不启用，则直接发送数据；
步骤三，将步骤二拷贝的GPON控制协议数据包加入以太网链路层协议包头，发送到以太网网络接口。
步骤一中的把光网络接口上接收的GPON协议数据包加入以太网链路层协议包头，包括如下过程，通过数据处理模块为镜像数据添加以太网数据协议包头，并将添加以太网数据协议包头后的数据包发送到以太网网络接口，所述的数据处理模块运行在内核层，用于为GPON协议数据包添加以太网链路层协议包头。
网络镜像功能模块运行在内核层，用于实现GPON控制协议数据镜像功能。步骤四中通过协议分析分析抓取到的数据包，解析GPON的控制协议通过加载gpon omci协议的解析插件来解析数据包。
具体的，以太网数据帧格式如图2所示，以太网数据帧头由14个字节组成，分别是目的MAC地址(6字节)，源MAC地址(6字节)和类型长度字段(2字节)。在这之后是传输的具体数据内容(如IP，IPv6数据包)，补齐字节(PAD)以及帧校验。
GPON OMCI协议数据包定义如图3所示，OMCI协议数据包与以太网数据帧格式并不一样，如果直接把omci协议数据包通过网口(RJ45接口)发送到以太网络中，就算能捕获到这个数据包，一般的协议解析软件也无法识别。
我们要做的就是自己构造一个以太网链路层协议包头然后把它加到GPON协议数据包的头部，生成新的符合以太网数据帧格式的GPON协议数据包，示例如下：
具体的协议解析由以太网抓包软件来解析，可以通过加载gpon omci协议专门的解析插件来解析数据包，只需在解析插件里指定协议数据包中每个字段的含义以及表示方法，就可以在抓包软件的图形界面里直观地查看协议的交互过程，如图4所示从图中可以看出，由于omci协议数据包不是常规的以太网数据帧，抓包软件不能识别未经处理的数据包，只能看到一堆杂乱的数据。
如图5所示，通过增加以太网帧头，抓包软件可以正确处理omci协议数据包，配合协议解析插件，就可以把协议数据交互直观的呈现出来。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，把光网络接口上接收的GPON协议数据包加入以太网链路层协议包头；
步骤二，将加入以太网链路层协议包头的GPON协议数据包镜像发送到以太网网络接口上；
步骤三，通过以太网的抓包方式抓取发送到以太网网络接口上的数据包；
步骤四，通过协议分析分析抓取到的数据包，解析GPON的控制协议，实现使用现有的以太网抓包方法来抓取和分析GPON控制协议的交互过程。
2.根据权利要求1所述的一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，其特征在于步骤二所述的将加入以太网链路层协议包头的GPON协议数据包镜像发送到以太网网络接口上包括如下过程：
步骤一，光网络接口接收GPON控制协议；
步骤二，通过网络镜像功能模块判断是否启用镜像数据，若启用，则拷贝接收到的GPON控制协议数据包；若不启用，则直接发送数据；
步骤三，将步骤二拷贝的GPON控制协议数据包加入以太网链路层协议包头，发送到以太网网络接口。
3.根据权利要求1或2所述的一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，其特征在于，所述步骤一中的把光网络接口上接收的GPON协议数据包加入以太网链路层协议包头，包括如下过程，通过数据处理模块为镜像数据添加以太网数据协议包头，并将添加以太网数据协议包头后的数据包发送到以太网网络接口，所述的数据处理模块运行在内核层，用于为GPON协议数据包添加以太网链路层协议包头。
4.根据权利要求2所述的一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，其特征在于，所述的网络镜像功能模块运行在内核层，用于实现GPON控制协议数据镜像功能。
5.根据权利要求1所述的一种抓取并解析GPON控制管理协议数据包的方法，其特征在于，所述的步骤四中通过协议分析分析抓取到的数据包，解析GPON的控制协议通过加载gpon omci协议的解析插件来解析数据包。
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