CN117544509A - 一种cwmp与acs通信方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了计算机技术领域的一种CWMP与ACS通信方法、系统、设备及介质，方法包括如下步骤：步骤S1、在路由器上创建配置文件，启动CWMP进程；步骤S2、路由器基于所述配置文件，通过mosquitto库在所述CWMP进程中运行MQTT线程；步骤S3、路由器通过所述MQTT线程连接至MQTT服务器；步骤S4、路由器通过所述CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息；步骤S5、路由器通过所述CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信。本发明的优点在于：极大的提升了CWMP与ACS通信的可靠性、安全性以及效率，极大的降低了网络开销。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别指一种CWMP与ACS通信方法、系统、设备及介质。
背景技术
CWMP(CPE WAN Management Protocol)是一种用于管理网络设备的协议，通常用于远程管理和配置家庭或小型企业网络中的路由器。由于路由器与ACS(Auto-Configuration Server，远程管理平台)中存在NAT(网络地址转换),导致路由器无法直接与ACS通信，所以CWMP协议通常使用STUN(Session Traversal Utilities for NAT)协议来帮助设备通过NAT进行通信。
STUN协议是一种网络协议，它允许两个主机在NAT或防火墙后面相互通信；STUN协议通过发送特殊的请求到STUN服务器来获取NAT映射的公共IP地址和端口，两个主机就可以通过这个公共IP地址和端口来通信，即使它们都处于NAT或防火墙后面。但是，STUN协议存在如下缺点：
1、不可靠性：STUN基于UDP，而UDP是一种不可靠的协议，不提供数据包的可靠传输，这意味着发送的数据包可能会丢失、重复、失序或损坏，而无法提供自动重传机制或错误校正，这对于CWMP来说可能会丢失ACS的连接请求包；2、安全性问题：STUN协议本身不提供身份验证或加密，这意味着在使用STUN时存在潜在的安全风险，可能会导致恶意用户滥用STUN服务器或监视STUN流量；3、穿透效率低：STUN在穿越简单的NAT时通常表现良好，但对于更复杂的NAT类型(如对称NAT)和双重NAT，其效果不佳，甚至无法使用；4、服务器开销大：STUN需要频繁的使用STUN服务器查询其公共IP地址和端口以获取最新的IP地址，这增加了网络拓扑的复杂性和运维成本。
因此，如何提供一种CWMP与ACS通信方法、系统、设备及介质，实现提升CWMP与ACS通信的可靠性、安全性以及效率，降低网络开销，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种CWMP与ACS通信方法、系统、设备及介质，实现提升CWMP与ACS通信的可靠性、安全性以及效率，降低网络开销。
第一方面，本发明提供了一种CWMP与ACS通信方法，包括如下步骤：
步骤S1、在路由器上创建配置文件，启动CWMP进程；
步骤S2、路由器基于所述配置文件，通过mosquitto库在所述CWMP进程中运行MQTT线程；
步骤S3、路由器通过所述MQTT线程连接至MQTT服务器；
步骤S4、路由器通过所述CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息；
步骤S5、路由器通过所述CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信。
进一步的，所述步骤S1具体为：
配置路由器的网络，在路由器上创建至少包括MQTT服务器地址、MQTT服务器端口以及加密方式的配置文件后，启动CWMP进程。
进一步的，所述步骤S2具体为：
路由器读取所述配置文件，通过mosquitto_lib_init函数初始化mosquitto库；
调用所述mosquitto库的mosquitto_new函数创建mosquitto对象；
调用所述mosquitto库的mosquitto_message_callback_set函数，创建用于触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求的消息处理回调函数；
调用所述mosquitto库的mosquitto_tls_set函数开启tls认证；
调用所述mosquitto库的mosquitto_connect函数在CWMP进程中运行MQTT线程以连接MQTT服务器，连接成功后调用所述mosquitto库的mosquitto_loop_forever函数保持长连接，连接不成功则重试。
进一步的，所述步骤S4中，所述设备信息至少包括路由器的网络配置、设备识别信息、连接状态以及性能指标；
所述步骤S5具体为：
ACS向MQTT服务器发送RPC操作请求，MQTT服务器将所述RPC操作请求转发给路由器的MQTT线程；
所述MQTT线程对接收的RPC操作请求进行校验后，以全局变量的形式触发所述CWMP进程主动向ACS发起事件代码为6CONNECTION REQUEST的交互请求，以打通所述CWMP进程与ACS的通信链路，路由器通过所述通信链路与ACS进行通信。
第二方面，本发明提供了一种CWMP与ACS通信系统，包括如下模块：
CWMP进程启动模块，用于在路由器上创建配置文件，启动CWMP进程；
MQTT线程运行模块，用于路由器基于所述配置文件，通过mosquitto库在所述CWMP进程中运行MQTT线程；
MQTT服务器连接模块，用于路由器通过所述MQTT线程连接至MQTT服务器；
ACS连接模块，用于路由器通过所述CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息；
通信模块，用于路由器通过所述CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信。
进一步的，所述CWMP进程启动模块具体用于：
配置路由器的网络，在路由器上创建至少包括MQTT服务器地址、MQTT服务器端口以及加密方式的配置文件后，启动CWMP进程。
进一步的，所述MQTT线程运行模块具体用于：
路由器读取所述配置文件，通过mosquitto_lib_init函数初始化mosquitto库；
调用所述mosquitto库的mosquitto_new函数创建mosquitto对象；
调用所述mosquitto库的mosquitto_message_callback_set函数，创建用于触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求的消息处理回调函数；
调用所述mosquitto库的mosquitto_tls_set函数开启tls认证；
调用所述mosquitto库的mosquitto_connect函数在CWMP进程中运行MQTT线程以连接MQTT服务器，连接成功后调用所述mosquitto库的mosquitto_loop_forever函数保持长连接，连接不成功则重试。
进一步的，所述ACS连接模块中，所述设备信息至少包括路由器的网络配置、设备识别信息、连接状态以及性能指标；
所述通信模块具体用于：
ACS向MQTT服务器发送RPC操作请求，MQTT服务器将所述RPC操作请求转发给路由器的MQTT线程；
所述MQTT线程对接收的RPC操作请求进行校验后，以全局变量的形式触发所述CWMP进程主动向ACS发起事件代码为6CONNECTION REQUEST的交互请求，以打通所述CWMP进程与ACS的通信链路，路由器通过所述通信链路与ACS进行通信。
第三方面，本发明提供了一种CWMP与ACS通信设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种CWMP与ACS通信介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过在路由器上创建配置文件，并启动CWMP进程，接着路由器基于配置文件，通过mosquitto库在CWMP进程中运行MQTT线程，然后路由器通过MQTT线程连接至MQTT服务器，通过CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息，最后路由器通过CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信；即通过MQTT代替传统的STUN，由于MQTT基于TCP，TCP提供可靠的数据传输，通过序号、确认和重传机制来确保数据的完整性和顺序传递，如果数据包丢失或损坏，TCP会自动重传，以确保所有数据都能够正确到达目的地，相对于UDP具有更高的可靠性；MQTT可以使用多种不同的安全性机制来确保消息的机密性和完整性，如TLS或SSL；MQTT连接是由客户端发起的，且保持长连接，建立连接后无需断开连接，此机制天然的解决了NAT穿透问题，具有更高的穿透效率；MQTT相对于STUN不存在频繁查询其公共IP地址和端口的操作，且MQTT非常轻量级，占用的带宽和资源较少，能有效降低网络开销，最终极大的提升了CWMP与ACS通信的可靠性、安全性以及效率，极大的降低了网络开销。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种CWMP与ACS通信方法的流程图。
图2是本发明一种CWMP与ACS通信系统的结构示意图。
图3是本发明一种CWMP与ACS通信设备的结构示意图。
图4是本发明一种CWMP与ACS通信介质的结构示意图。
图5是本发明的硬件架构图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种CWMP与ACS通信方法、系统、设备及介质，实现提升CWMP与ACS通信的可靠性、安全性以及效率，降低网络开销。
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过MQTT代替传统的STUN，由于MQTT基于TCP，TCP提供可靠的数据传输，通过序号、确认和重传机制来确保数据的完整性和顺序传递，如果数据包丢失或损坏，TCP会自动重传，以确保所有数据都能够正确到达目的地，以提升CWMP与ACS通信的可靠性；MQTT可以使用多种不同的安全性机制来确保消息的机密性和完整性，如TLS或SSL，以提升CWMP与ACS通信的安全性；MQTT连接是由客户端发起的，且保持长连接，建立连接后无需断开连接，此机制天然的解决了NAT穿透问题，以提升CWMP与ACS通信的效率；MQTT相对于STUN不存在频繁查询其公共IP地址和端口的操作，且MQTT非常轻量级，占用的带宽和资源较少，以降低CWMP与ACS通信的网络开销。
实施例一
本实施例提供一种CWMP与ACS通信方法，如图1、5所示，包括如下步骤：
步骤S1、在路由器上创建配置文件，启动CWMP进程；所述CWMP进程为CWMP主体，负责处理ACS下发的RPC操作请求；
步骤S2、路由器基于所述配置文件，通过mosquitto库在所述CWMP进程中运行MQTT线程；所述MQTT线程作为CWMP进程的一个线程存在，负责触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求；
步骤S3、路由器通过所述MQTT线程连接至MQTT服务器(Broker)；
步骤S4、路由器通过所述CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息；
步骤S5、路由器通过所述CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信。
所述步骤S1具体为：
配置路由器的网络，通过路由器ping通MQTT服务器以对网络进行校验，在路由器上创建至少包括MQTT服务器地址、MQTT服务器端口以及加密方式的配置文件后，启动CWMP进程。
所述步骤S2具体为：
路由器读取所述配置文件，通过mosquitto_lib_init函数初始化mosquitto库；
调用所述mosquitto库的mosquitto_new函数创建mosquitto对象；
调用所述mosquitto库的mosquitto_message_callback_set函数，创建用于触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求的消息处理回调函数；
调用所述mosquitto库的mosquitto_tls_set函数开启tls认证；
调用所述mosquitto库的mosquitto_connect函数在CWMP进程中运行MQTT线程以连接MQTT服务器，连接成功后调用所述mosquitto库的mosquitto_loop_forever函数保持长连接，连接不成功则重试；连接后可相互订阅主题。
所述步骤S4中，所述设备信息至少包括路由器的网络配置、设备识别信息、连接状态以及性能指标；
所述步骤S5具体为：
ACS向MQTT服务器发送RPC(Remote Procedure Call)操作请求，MQTT服务器将所述RPC操作请求转发给路由器的MQTT线程；所述RPC操作请求可为GetParameterValues，SetParameterValues等；
所述MQTT线程对接收的RPC操作请求进行校验后，以全局变量的形式触发所述CWMP进程主动向ACS发起事件代码为6CONNECTION REQUEST的交互请求，以打通所述CWMP进程与ACS的通信链路，路由器通过所述通信链路与ACS进行通信。
实施例二
本实施例提供一种CWMP与ACS通信系统，如图2、5所示，包括如下模块：
CWMP进程启动模块，用于在路由器上创建配置文件，启动CWMP进程；所述CWMP进程为CWMP主体，负责处理ACS下发的RPC操作请求；
MQTT线程运行模块，用于路由器基于所述配置文件，通过mosquitto库在所述CWMP进程中运行MQTT线程；所述MQTT线程作为CWMP进程的一个线程存在，负责触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求；
MQTT服务器连接模块，用于路由器通过所述MQTT线程连接至MQTT服务器(Broker)；
ACS连接模块，用于路由器通过所述CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息；
通信模块，用于路由器通过所述CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信。
所述CWMP进程启动模块具体用于：
配置路由器的网络，通过路由器ping通MQTT服务器以对网络进行校验，在路由器上创建至少包括MQTT服务器地址、MQTT服务器端口以及加密方式的配置文件后，启动CWMP进程。
所述MQTT线程运行模块具体用于：
路由器读取所述配置文件，通过mosquitto_lib_init函数初始化mosquitto库；
调用所述mosquitto库的mosquitto_new函数创建mosquitto对象；
调用所述mosquitto库的mosquitto_message_callback_set函数，创建用于触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求的消息处理回调函数；
调用所述mosquitto库的mosquitto_tls_set函数开启tls认证；
调用所述mosquitto库的mosquitto_connect函数在CWMP进程中运行MQTT线程以连接MQTT服务器，连接成功后调用所述mosquitto库的mosquitto_loop_forever函数保持长连接，连接不成功则重试；连接后可相互订阅主题。
所述ACS连接模块中，所述设备信息至少包括路由器的网络配置、设备识别信息、连接状态以及性能指标；
所述通信模块具体用于：
ACS向MQTT服务器发送RPC(Remote Procedure Call)操作请求，MQTT服务器将所述RPC操作请求转发给路由器的MQTT线程；所述RPC操作请求可为GetParameterValues，SetParameterValues等；
所述MQTT线程对接收的RPC操作请求进行校验后，以全局变量的形式触发所述CWMP进程主动向ACS发起事件代码为6CONNECTION REQUEST的交互请求，以打通所述CWMP进程与ACS的通信链路，路由器通过所述通信链路与ACS进行通信。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。
实施例三
本实施例提供了一种CWMP与ACS通信设备，如图3所示，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例一中方法所采用的设备，故而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例四。
实施例四
本实施例提供一种CWMP与ACS通信介质，如图4所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。
由于本实施例所介绍的存储介质为实施本申请实施例一中方法所采用的存储介质，故而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的存储介质的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该存储介质如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的存储介质，都属于本申请所欲保护的范围。
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过在路由器上创建配置文件，并启动CWMP进程，接着路由器基于配置文件，通过mosquitto库在CWMP进程中运行MQTT线程，然后路由器通过MQTT线程连接至MQTT服务器，通过CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息，最后路由器通过CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信；即通过MQTT代替传统的STUN，由于MQTT基于TCP，TCP提供可靠的数据传输，通过序号、确认和重传机制来确保数据的完整性和顺序传递，如果数据包丢失或损坏，TCP会自动重传，以确保所有数据都能够正确到达目的地，相对于UDP具有更高的可靠性；MQTT可以使用多种不同的安全性机制来确保消息的机密性和完整性，如TLS或SSL；MQTT连接是由客户端发起的，且保持长连接，建立连接后无需断开连接，此机制天然的解决了NAT穿透问题，具有更高的穿透效率；MQTT相对于STUN不存在频繁查询其公共IP地址和端口的操作，且MQTT非常轻量级，占用的带宽和资源较少，能有效降低网络开销，最终极大的提升了CWMP与ACS通信的可靠性、安全性以及效率，极大的降低了网络开销。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种CWMP与ACS通信方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1、在路由器上创建配置文件，启动CWMP进程；
步骤S2、路由器基于所述配置文件，通过mosquitto库在所述CWMP进程中运行MQTT线程；
步骤S3、路由器通过所述MQTT线程连接至MQTT服务器；
步骤S4、路由器通过所述CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息；
步骤S5、路由器通过所述CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信。
2.如权利要求1所述的一种CWMP与ACS通信方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：
配置路由器的网络，在路由器上创建至少包括MQTT服务器地址、MQTT服务器端口以及加密方式的配置文件后，启动CWMP进程。
3.如权利要求1所述的一种CWMP与ACS通信方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：
路由器读取所述配置文件，通过mosquitto_lib_init函数初始化mosquitto库；
调用所述mosquitto库的mosquitto_new函数创建mosquitto对象；
调用所述mosquitto库的mosquitto_message_cal lback_set函数，创建用于触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求的消息处理回调函数；
调用所述mosquitto库的mosquitto_tls_set函数开启tls认证；
调用所述mosquitto库的mosquitto_connect函数在CWMP进程中运行MQTT线程以连接MQTT服务器，连接成功后调用所述mosquitto库的mosquitto_loop_forever函数保持长连接，连接不成功则重试。
4.如权利要求1所述的一种CWMP与ACS通信方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述设备信息至少包括路由器的网络配置、设备识别信息、连接状态以及性能指标；
所述步骤S5具体为：
ACS向MQTT服务器发送RPC操作请求，MQTT服务器将所述RPC操作请求转发给路由器的MQTT线程；
所述MQTT线程对接收的RPC操作请求进行校验后，以全局变量的形式触发所述CWMP进程主动向ACS发起事件代码为6CONNECTION REQUEST的交互请求，以打通所述CWMP进程与ACS的通信链路，路由器通过所述通信链路与ACS进行通信。
5.一种CWMP与ACS通信系统，其特征在于：包括如下模块：
CWMP进程启动模块，用于在路由器上创建配置文件，启动CWMP进程；
MQTT线程运行模块，用于路由器基于所述配置文件，通过mosquitto库在所述CWMP进程中运行MQTT线程；
MQTT服务器连接模块，用于路由器通过所述MQTT线程连接至MQTT服务器；
ACS连接模块，用于路由器通过所述CWMP进程连接ACS，向ACS上报设备信息；
通信模块，用于路由器通过所述CWMP进程、MQTT线程以及MQTT服务器与ACS进行通信。
6.如权利要求5所述的一种CWMP与ACS通信系统，其特征在于：所述CWMP进程启动模块具体用于：
配置路由器的网络，在路由器上创建至少包括MQTT服务器地址、MQTT服务器端口以及加密方式的配置文件后，启动CWMP进程。
7.如权利要求5所述的一种CWMP与ACS通信系统，其特征在于：所述MQTT线程运行模块具体用于：
路由器读取所述配置文件，通过mosquitto_lib_init函数初始化mosquitto库；
调用所述mosquitto库的mosquitto_new函数创建mosquitto对象；
调用所述mosquitto库的mosquitto_message_cal lback_set函数，创建用于触发所述CWMP进程向ACS主动发起请求的消息处理回调函数；
调用所述mosquitto库的mosquitto_tls_set函数开启tls认证；
调用所述mosquitto库的mosquitto_connect函数在CWMP进程中运行MQTT线程以连接MQTT服务器，连接成功后调用所述mosquitto库的mosquitto_loop_forever函数保持长连接，连接不成功则重试。
8.如权利要求5所述的一种CWMP与ACS通信系统，其特征在于：所述ACS连接模块中，所述设备信息至少包括路由器的网络配置、设备识别信息、连接状态以及性能指标；
所述通信模块具体用于：
ACS向MQTT服务器发送RPC操作请求，MQTT服务器将所述RPC操作请求转发给路由器的MQTT线程；
所述MQTT线程对接收的RPC操作请求进行校验后，以全局变量的形式触发所述CWMP进程主动向ACS发起事件代码为6CONNECTION REQUEST的交互请求，以打通所述CWMP进程与ACS的通信链路，路由器通过所述通信链路与ACS进行通信。
9.一种CWMP与ACS通信设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
10.一种CWMP与ACS通信介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |