CN114205192A - 一种网关设备和网关通信方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种网关设备和网关通信方法，网关设备包括：LAN端口，一端与终端设备连接；第一WAN端口，与公网服务器通讯连接，通过公网鉴权验证；第二WAN端口，与专网服务器通讯连接，通过专网鉴权验证；数据处理器，分别与所述LAN端口、所述第一WAN端口、所述第二WAN端口连接，用于接收所述LAN端口的访问信息，并根据所述访问信息和静态路由表，选择转发路径，所述转发路径包括所述第一WAN端口和所述第二WAN端口。在本申请中，任意一与网关设备连接的终端设备，不需要区分LAN端口的不同，均可实现与公网服务器和专网服务器的通讯，且接入到任一LAN端口的终端设备获取到的是网关设备的局域网IP地址。

Description

一种网关设备和网关通信方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种网关设备和网关通信方法。

背景技术

网关设备又称网间连接器、协议转换器，是多个网络间提供数据转换服务的计算机系统或设备。

网关设备兼容多种外部宽带网络接入方式，成为家庭内部网络和外部网络的连接桥梁和门户。机顶盒是一种连接显示装置与外部信号源的设备，它可以将压缩的数字信号转成显示装置所要显示的内容，并在显示装置上显示出来。在电信运营商常用的网络拓扑结构中，智能机顶盒只能访问专网的IPTV电视的web页面和流媒体内容，网络受限导致无法访问internet公网的丰富资源。网关设备的若干个LAN端口中某一个或某几个设为专网访问端口，仅用于专网的通信；其余端口设为公网访问端口，用于与公网的通信。使用时，用户按照终端的访问需求的不同，需要正确区分不同LAN端口的用途进行连接。

发明内容

本申请提供了一种网关设备和网关通信方法，以实现网关设备端口的统一。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一方面，本申请实施例公开了一种网关设备，包括：LAN端口，一端与终端设备连接；

第一WAN端口，与公网服务器通讯连接，通过公网鉴权验证；

第二WAN端口，与专网服务器通讯连接，通过专网鉴权验证；

数据处理器，分别与所述LAN端口、所述第一WAN端口、所述第二WAN端口连接，用于接收所述LAN端口的访问信息，并根据所述访问信息和静态路由表，选择转发路径，所述转发路径包括所述第一WAN端口和所述第二WAN端口。

本申请的有益效果：

本申请公开了一种网关设备，包括：LAN端口，一端与终端设备连接；第一WAN端口，与公网服务器通讯连接，通过公网鉴权验证；第二WAN端口，与专网服务器通讯连接，通过专网鉴权验证；数据处理器，分别与所述LAN端口、所述第一WAN端口、所述第二WAN端口连接，用于接收所述LAN端口的访问信息，并根据所述访问信息和静态路由表，选择转发路径，所述转发路径包括所述第一WAN端口和所述第二WAN端口。在本申请中，任意一与网关设备连接的终端设备，不需要区分LAN端口的不同，均可实现与公网服务器和专网服务器的通讯。接入到任一LAN端口的终端设备获取到的是网关设备的局域网IP地址，引入的静态路由表会使所有的LAN口都具备同时访问公网和专网的功能，这样众多用户家中即便存在多个机顶盒的各种情况，由于所有LAN端口一致，客服人员无需为不同的用户单独配置不同的策略，减轻了运维人员的工作压力。

另一方面，本申请实施例公开了一种网关通信方法，包括：接收并存储静态路由表；接收访问请求信息；所述访问请求的访问地址不存在于所述静态路由表中，选择第一WAN端口，所述第一WAN端口与公网服务器通讯连接；所述访问请求的访问地址存在于所述静态路由表中，选择第二WAN端口，所述WAN端口与专网服务器通讯连接。在本申请中，采用的静态路由表是用来决策该网关设备下连接的终端设备采用哪一条逻辑链路转发，如果终端设备请求的访问地址在静态路由表中，则通过第二WAN端口与专网服务器连通讯；如果终端设备请求的访问地址不在静态路由表中，则通过第一WAN端口与公网服务器连通讯。引入的静态路由表会使所有的LAN口都具备同时访问公网和专网的功能，这样众多用户家中即便存在多个机顶盒的各种情况，由于所有LAN端口一致，客服人员无需为不同的用户单独配置不同的策略。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为根据实施例中网关设备的应用场景；

图2为根据实施例体统的一种网关设备结构示意图。

具体实施方式

为便于对申请的技术方案进行解释，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

术语“模块”是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

图1为根据实施例中网关设备的的应用场景的示意图。如图1所示，网关设备100，是家庭内部网络和外部网络的连接桥梁和门户。在本申请实施例中，家庭内部网络可以包括移动终端、平板电脑、计算机、笔记本电脑、R/VR设备等中的任意一种或多种。外部网络包括专网服务器200和公网服务器300。

在一些实施例中，专网服务器为专网DHCP服务器，公网服务器为公网internet服务器。

在本申请实施例中，家庭内部网络包括电视机400和移动终端500。电视机与网关设备之间设置智能机顶盒600，实现与IPTV电视专网服务器之间的通信。

在一些实施例中，网关设备可与外部服务器通信连接，其中外部服务器包括专网服务器和公网服务器。

当前电信运营商对于网关设备的规划和定制通常要求：网关设备必须支持路由模式和桥接模式。通过RMS或者手动登陆网关的web页面至少需要为网关配置3条WAN连接：一条为RMS使用的tr069专用WAN连接，无需绑定LAN端口，用于网关和RMS通讯；一条为路由模式WAN连接，绑定部分LAN端口，接入这部分LAN端口的终端设备可以访问internet公网，设备获取到的地址为网关设备的本地局域网IP地址；一条为桥接模式的WAN连接，绑定部分LAN端口，接入这部分LAN端口的终端设备为IPTV专用，网关设备将接到该模式绑定的LAN端口设备报文直接转发出去。

每个WAN连接的命名规则如下：

序号_关键字_桥接或路由方式_VLAN信息，如，1_TR069_R_VID_185：表示此WAN连接仅供TR069使用，Route方式，VLAN ID为185。2INTERNET_R_VID_202：表示此WAN连接仅供上网使用的终端连接，Route方式，VLAN ID为202。3_OTHER_B_VID_204：表示此WAN连接为其它连接使用，Bridge方式，VLAN ID为204。

配置完成后，终端接入上述示例中2_INTERNET_R_VID_202绑定的LAN端口的电脑等设备即可正常访问互联网；接入3_OTHER_B_VID_204绑定的LAN端口的机顶盒等设备，通过桥接方式从专网拓扑结构中的DHCP服务器获取IP地址进行专网内容的访问。

对于这种做法，主要存在如下几个缺陷：假设LAN1口绑定在3_OTHER_B_VID_204上，接入在LAN1口的智能机顶盒只能通过网关桥接模式与专网业务通讯，缺少了公网丰富的资源访问。用户的电脑插入到了WAN连接3_OTHER_B_VID_204绑定的LAN端口上，无法进行互联网访问。用户家中有多台IPTV机顶盒，则需要使用三个专网的LAN端口，而网关默认的配置只有一个LAN端口支持IPTV专网业务，需要针对该用户的具体情况联系客服重新配置网关将原PC使用的上网口修改为IPTV使用的LAN端口。每个用户家中的情况不一致，给运维人员的工作带来了极大的工作量。

如上所述，因为IPTV的专网LAN端口采用的是桥接模式，那么接入到专网LAN端口的每个机顶盒均需要从专网服务器处获取一个专网IP地址。对于家庭局域网中存在多个机顶盒的情况，则需要专网服务器获取多个专网IP地址，占用较多的服务器资源。

图2为根据实施例体统的一种网关设备结构示意图。如图2所示，为解决以上问题，本申请实施例提供了一种网关设备，包括：多个LAN端口，用于与终端设备连接。终端设备包括但不限于机顶盒。第一WAN端口，与公网服务器通信连接。第二WAN端口，与专网服务器通信连接。第一寄存器，与第二WAN端口连接，接收并存储专网服务器发送的静态路由表。数据处理器，接收LAN端口传送的数据信息，并根据静态路由表，选择转发路径。

在本申请实施例中，数据处理器与第一寄存器连接，读取第一寄存器中的静态路由表，根据接收到的数据信息中的地址信息，选择转发路径。

数据处理器与第一WAN端口连接，用于接收转发公网服务器的数据。

数据处理器还与第二WAN端口连接，用于接收转发专网服务器的数据。在本申请实施例中，第一WAN端口与公网服务器连接，获取公网IP地址；第二WAN端口与专网服务器连接，从专网服务器系统获取专网IP地址。进一步，在本一些实施例中，第一WAN端口与公网服务器之间的通讯方式为PPPOE/DHCP方式；第二WAN端口与专网服务器之间的通讯方式为IPoE方式。

进一步，第一寄存器可内置于数据处理器内部，也可设置于数据处理器外部。

第一寄存器与第一WAN端口之间还设有第二寄存器，用于接收公网系统下发的动态路由表，根据接入终端设备首次访问公网服务器时记录每次数据访问的路由选择情况，从而为下次访问做准备，直接根据动态路由表中的描述的路由选择进行访问，节省了路由选择的时间。

具体的，将IPTV智能机顶盒与专网服务器系统之间的通讯转移到网关设备，即网关设备具备与专网服务器系统直接通讯获取专网IP地址的功能，其流程与IPTV智能机顶盒从专网服务器系统获取专网IP地址的流程一致，账号和密码通过专网服务器下发给网关设备保存，用于后续生成dhcp discover中option60携带密文的参数。网关设备的第二WAN端口的3_OTHER_B_VID_204WAN获取到了专网服务器分配的专网IP地址，可直接与专网中的设备进行通讯。

RMS网管系统给网关设备下发一个静态路由表，静态路由表中配置所有专网内容的IP地址。在本申请实施例中，网关设备中的第一寄存器存储静态路由表。网关设备通过LAN端口接收访问请求，数据处理器根据访问请求中的访问地址信息，查询访问地址信息是否存在于静态路由表中。如访问地址信息存在于静态路由表中，则选择第二WAN端口进行通讯。如访问地址信息不存在于静态路由表中，则选择第一WAN端口进行通讯。

任意一与网关设备连接的终端设备，不需要区分LAN端口的不同，均可实现与公网服务器和专网服务器的通讯。接入到任一LAN端口的终端设备获取到的是网关设备的局域网IP地址，引入的静态路由表会使所有的LAN口都具备同时访问公网和专网的功能，这样众多用户家中即便存在多个机顶盒的各种情况，由于所有LAN端口一致，客服人员无需为不同的用户单独配置不同的策略，大大减轻了运维人员的工作压力。

由于引入了第二WAN端口直接从专网服务器系统获取专网IP地址的机制，而接入在LAN口上的机顶盒获取到的是网关设备的局域网地址，所以对于专网服务器系统而言，即便网关设备上接入了多个机顶盒，DHCP服务器系统也只需给网关分配一个专网IP地址即可，机顶盒通过NAPT协议可实现通过局域网IP地址与整个专网网络拓扑中的节点进行通讯，这大大节约了专网服务器上的IP地址资源，在用户量日益增多的情况下，这具备非常重要的现实意义。

在本申请实施例中，终端设备与LAN端口连接，向LAN端口发送访问请求，如要访问请求的访问地址为专网时，上报给网关设备的目的地址由于在静态路由表中可以查询到，网关设备可将请求的内容通过3_OTHER_R_VID_204这条专网的第二WAN端口连接转发出去给专网网络拓扑就行通讯；如机顶盒要访问internet公网内容，上报的目的访问地址由于在静态路由表中无法查询到，网关设备即将请求通过2_INTERNET_R_VID_202这条公网的第一WAN端口连接转发出去给。这样就实现了机顶盒既能访问专网内容又能访问internet公网的内容。

通过改进网关设备中第二WAN端口连接获取IP地址的方式，正常获取到专网IP地址，引入静态路由表为专网和公网请求做转发策略改进了行业内通用做法的诸多不便，使用性和通用性强，无需接入的IPTV机顶盒做特定的适配，这增强了整个网络生态的便捷性。

进一步的，由于接入网关设备的终端设备获取到的是网关的局域网地址，这屏蔽了接入设备与专网服务器系统的直接通讯，一定程度上增强了网络安全，接入终端无需单独保存账号密码，并且和专网的通讯对于接入终端完全透明，这对专网服务器系统以及专网整个网络拓扑中的设备节点起到了保护作用。

进一步，为了提高专网数据转发的安全性，网关设备还设有对接入局域网终端的鉴权功能，例如：可利用终端设备的MAC地址、IPTV账号等信息与网关做本地化鉴权，如鉴权通过才具备通过专网转发的权限，如鉴权无法通过，则只能通过公网进行转发。这样就在网关侧实现了终端设备终端的安全鉴定，可增强专网的安全性。

根据以上表述，本申请实施例提供了一种网关通信方法，图为本申请实施例提供的一种网关通信方法示意图，如图中所示，网关通信方法包括：接收网络访问请求信息。查询访问请求信息中的访问地址是否存在于静态路由表中。访问请求信息中的访问地址存在于静态路由表中，选择第一WAN端口通讯，第一WAN端口与公网服务器通信连接。访问请求信息中的访问地址不存在于静态路由表中，选择第二WAN端口通讯，第二WAN端口与专网服务器通信连接。

第一WAN端口与公网服务器的通讯过程与现阶段路由器与公网通信过程一致，查询访问请求信息中的访问地址是否存在于动态路由表中。若访问请求信息中的访问地址存在于动态路由表中，选择第一WAN端口路径与通公网服务器通信连接。动态路由表，在路由器中会根据接入终端设备首次访问外部服务器时记录每次数据访问的路由选择情况，从而为下次访问做准备，直接根据路由表中的描述的路由选择进行访问，节省了路由选择的时间。所述访问请求的访问地址在所述动态路由表中，则选择第一WAN端口与公网服务器通讯连接，选择所述动态路由表中的路由进行访问；

所述访问请求的访问地址不存在于所述动态路由表中，则选择第一WAN端口与公网服务器通讯连接，选择新的路由进行访问。

在一些实施例中，接收网络访问请求信息之前，终端设备获取网关设备的IP地址，包括专网IP地址和公网IP地址。网关设备，包括：多个LAN端口，用于与终端设备连接。终端设备包括但不限于机顶盒。第一WAN端口，与公网服务器通信连接。第二WAN端口，与专网服务器通信连接。

在本申请中第一WAN端口、第二WAN端口表示不同WAN连接通道，是通过光纤虚拟的，并不存在多个实体的WAN口。第一WAN端口接收公网服务器发送的公网账号和公网密码，终端设备与LAN端口通信连接，获取公网账号和公网密码。

第一寄存器，与第二WAN端口连接，接收并存储专网服务器发送的静态路由表。数据处理器，与LAN端口、第一寄存器连接，接收LAN端口传送的数据信息，并对数据信息进行解析，选择转发路径。

在一些实施例中，静态路由表为RMS网管系统给网关设备下发的，静态路由表中配置所有专网内容的IP地址。在本申请实施例中，网关设备中的第一寄存器存储静态路由表。网关设备通过LAN端口接收访问请求，数据处理器根据访问请求中的访问地址信息，查询访问地址信息是否存在于静态路由表中。如访问地址信息存在于静态路由表中，则选择第二WAN端口进行通讯。如访问地址信息不存在于静态路由表中，则选择第一WAN端口进行通讯。

本申请中网关通信方法在网关设备内部采用两条逻辑链路用来区分公网和专网，静态路由表通过前端RMS服务器预先下发，无需根据访问的内容不停更新路由表。本申请采用的静态路由表主要作用是用来决策该网关设备下连接的终端设备采用哪一条逻辑链路转发，如果终端设备请求的访问地址在静态路由表中，则通过如前所述的3_OTHER_B_VID_204链路转发，与专网服务器通信；如果终端设备请求的访问地址在静态路由表中不匹配，则通过如前所述的2_INTERNET_R_VID_202链路转发，与公网服务器通信。

RMS服务器是专网网络中的网管服务器，为专网网络中的一个服务器，在获取专网IP后，网管设备会发出首次配置报文，RMS收到报文后会下发静态路由表。

本申请在网关设备上设置的静态路由，直接将转发数据在光纤端从数据链路层分开，起到了决策链路的作用。这就要求两条链路必须采用不同的网络层数据，即两条链路转发数据的IP地址不一样。但是对于下挂在网关设备上终端设备而言，无需区分转发链路，获取的IP地址均为局域网地址。

网关设备在网络层具备两个外网IP地址，其中专网IP地址需要采取IPoE方式从专网服务器系统获取，公网IP地址采用公网PPPOE/DHCP等方式从公网服务器获取，获取的IP地址网段以及鉴权方式不一样，整个网络拓扑中存在两个分配IP的服务器才能满足该系统的正常工作。

本申请实施例公开了一种网关设备，包括：LAN端口；第一WAN端口，与公网服务器通信连接；第二WAN端口，与专网服务器通信连接；第一寄存器，与第二WAN端口连接，接收并存储专网服务器发送的静态路由表。数据处理器，接收LAN端口传送的数据信息，并根据静态路由表，选择转发路径。网关设备通过LAN端口接收访问请求，数据处理器根据访问请求中的访问地址信息，查询访问地址信息是否存在于静态路由表中。如访问地址信息存在于静态路由表中，则选择第二WAN端口进行通讯。如访问地址信息不存在于静态路由表中，则选择第一WAN端口进行通讯。任意一与网关设备连接的终端设备，不需要区分LAN端口的不同，均可实现与公网服务器和专网服务器的通讯。接入到任一LAN端口的终端设备获取到的是网关设备的局域网IP地址，引入的静态路由表会使所有的LAN口都具备同时访问公网和专网的功能，这样众多用户家中即便存在多个机顶盒的各种情况，由于所有LAN端口一致，客服人员无需为不同的用户单独配置不同的策略，大大减轻了运维人员的工作压力。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本申请的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种网关设备，其特征在于，包括：

LAN端口，一端与终端设备连接；

第一WAN端口，与公网服务器通讯连接，通过公网鉴权验证；

第二WAN端口，与专网服务器通讯连接，通过专网鉴权验证；

数据处理器，分别与所述LAN端口、所述第一WAN端口、所述第二WAN端口连接，用于接收所述LAN端口的访问信息，并根据所述访问信息和静态路由表，选择转发路径，所述转发路径包括所述第一WAN端口和所述第二WAN端口。

2.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，还包括：第一寄存器，存储所述静态路由表；

第二寄存器，存储动态路由表，设置于所述第一WAN端口与所述静态路由表路径之间。

3.根据权利要求2所述的网关设备，其特征在于，所述第一寄存器、所述第二寄存器内置于所述数据处理器内部。

4.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述终端设备包括：机顶盒，所述机顶盒与所述LAN端口通信连接，获取局域网IP地址。

5.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述根据所述访问信息和静态路由表，选择转发路径，包括：

所述访问信息的访问地址不存在于所述静态路由表中，选择所述第一WAN端口；

所述访问信息的访问地址存在于所述静态路由表中，选择所述第二WAN端口。

6.一种网关通信方法，其特征在于，包括：

接收并存储静态路由表；

接收访问请求信息；

所述访问请求的访问地址不存在于所述静态路由表中，选择第一WAN端口进行通讯，所述第一WAN端口与公网服务器通讯连接；

所述访问请求的访问地址存在于所述静态路由表中，选择第二WAN端口进行通讯，所述第二WAN端口与专网服务器通讯连接。

7.根据权利要求6所述的网关通信方法，其特征在于，所述静态路由表中包括配置专网内容的IP地址。

8.根据权利要求6所述的网关通信方法，其特征在于，所述第一WAN端口还用于获取所述公网服务器的通讯鉴权。

9.根据权利要求6所述的网关通信方法，其特征在于，所述选择第一WAN端口进行通讯，之前还包括：

获取动态路由表；

所述访问请求的访问地址在所述动态路由表中，则选择第一WAN端口与公网服务器通讯连接，选择所述动态路由表中的路由进行访问；

所述访问请求的访问地址不存在于所述动态路由表中，则选择第一WAN端口与公网服务器通讯连接，选择新的路由进行访问。

10.根据权利要求6所述的网关通信方法，其特征在于，所述接收并存储静态路由表前，还包括：

与公网服务器通信，获取公网IP地址，并获得公网通讯鉴权。

Images