CN1859172B

CN1859172B - 宽带网络业务处理系统中智能终端业务属性的分配方法

Info

Publication number: CN1859172B
Application number: CN2005101035738A
Authority: CN
Inventors: 孙一峰
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: CN1859172A

Abstract

本发明公开了一种宽带网络业务处理系统中智能终端业务属性的分配方法，适用于三网合一Triple Play业务处理系统，其特征在于，该方法包括：A、预先为不同类型的智能终端对应设置不同的域标识；B、智能终端发送携带自身域标识的报文到宽带接入服务器BRAS；C、BRAS收到报文后，根据预设的域标识与业务属性的对应关系查询到该报文中携带的域标识所对应的业务属性；D、BRAS将查询到的业务属性分配给所述智能终端。本发明可以低成本、高效率地实现Triple Play业务处理系统对智能终端的管理。

Description

宽带网络业务处理系统中智能终端业务属性的分配方法

技术领域

本发明涉及宽带网络业务处理系统的管理技术，尤其是涉及一种为实现宽带网络业务处理系统对智能终端的管理而对智能终端业务属性的分配方法。

背景技术

随着宽带接入网的发展，宽带网络业务由传统的只提供宽带上网业务，发展到现在的可以同时提供宽带IP电视、下一代网络(NGN)IP电话业务、以及宽带上网业务的三网合一(Triple Play)的业务模式。在传统的宽带业务处理系统中，用户家庭里只有一台数字用户线(XDSL)的家庭终端(CPE)和一台个人计算机(PC)，并且PC一般采用点对点协议的以太网承载(PPPoE)拨号方式上网。而在Triple Play业务处理系统中，一般的用户家庭里会拥有三个终端：一个是PC机，用来上网；一个是宽带电视机顶盒(STB)，专门用来看电视；另一个是NGN业务家庭终端(IAD)，专门用来打NGN电话。

图1为现有Triple Play业务处理系统中典型的家庭网络模型结构示意图。参见图1，在Triple Play业务处理系统中，主要分为三个部分：CPE部分，接入(Access)部分，和网络服务提供商(NSP)部分；CPE部分主要是由PC、STB、IAD以及CPE组成的家庭网络(Home network)，PC、STB、以及IAD通过CPE以及FE/GE与IP网络的边缘设备宽带接入服务器(BRAS)连接，由BRAS将其接入IP网络(network)，通过IP网络，使得PC可以与因特网(Internet)进行通信；IAD与公共电话交换网络(PSTN)进行通信；电视终端(BTV)通过STB与电视(Video)网络进行通信；并且通过网络管理服务器(NMS)提高设备的管理服务，所述的NMS可以是动态主机配置协议(DHCP)服务器等。

Triple Play业务处理系统中，为了对PC、STB、以及IAD进行管理，使其可以利用IP网络进行通信，则需要为PC、STB、以及IAD分配诸如IP地址、带宽和服务质量(Qos)优先级等业务属性。

目前，业界通常采用PPPoE方式对PC进行认证并分配业务属性，采用动态主机配置协议(DHCP)方式给IAD和STB分配业务属性。DHCP是建立在客户端-服务器模型上的一种动态IP地址分配协议，运营商可以用指定的DHCP服务器(Server)为智能终端分配IP地址并向智能终端传送网络配置参数。

为了在电话业务与电视业务之间进行有效隔离，以提高网络安全性和可靠性，需要为IAD和STB分配不同空间的IP地址，使得IAD分配到的IP地址专门用来打电话，而STB分配到的IP地址专门用来看电视。但是，由于IAD和STB都采用DHCP分配业务属性，而且IAD和STB发出的DHCP报文基本相同，高层设备BRAS无法区分出哪个DHCP报文是STB发出的，哪个DHCP报文是IAD发出的。因此，就无法为IAD和STB分配不同的业务属性了。

为了解决上述的业务属性分配问题，当前提出了一种服务(Service)虚拟局域网(VLAN)的解决方案。

图2为Service VLAN解决方案的示意图。参见图2，Service VLAN的解决方案为：在CPE上为每种业务终端分配不同的VLAN标识(ID)。比如IAD的VLANID是100，STB的VLAN ID是300，PC的VLAN ID是200。由于每个业务都有不同的VLAN，所以该业务称为Service VLAN。这样一来，IAD和STB的DHCP报文就被CPE打上不同的VLAN ID，BRAS就可以根据VLANID来区分不同的终端，从而为不同的终端选择不同业务属性，例如：选择不同的DHCP Server分配不同的IP地址，还可以根据不同的VLAN来给STB和IAD分配不同的QoS优先级和带宽，以实现对STB和IAD进行不同的管理。

但是，Service VLAN方案存在以下几个主要的缺点：

1)Service VLAN方案为了在CPE上分配不同的VLANID，要求CPE具有按照端口划分VLAN的功能，而目前现存的CPE设备都不能支持该功能，因此该方案无法在现有的网络中实施。采用此方案，运营商势必要投巨资改造网络，采购新的具有划分VLAN功能的CPE，并向终端用户发放、安装、以及调试新的CPE，改造工期长，耗费人力物力巨大，成本高。

2)Service VLAN方案还要求在CPE上做很多的逐个额外的配置，例如端口的VLAN配置、永久虚连接(PVC)和VLAN的映射关系配置，并且还需配置多条PVC；但是，众所周知，CPE在网络中的数量非常庞大，对每个CPE进行配置必然会增加运营商的网络管理成本。

3)Service VLAN方案在BRAS上的管理非常复杂，网络要求每个家庭的VLAN是不同的，因此在BRAS上需要为每个用户家庭配置三种VLAN的策略，配置工作量非常大，而且由于不同的家庭订购的业务属性不同，导致了ServiceVLAN在BRAS上配置是个性化的，业务发放流程非常复杂，一旦出现问题，非常难定位。

4)Service VLAN方案有一个很大的安全性问题，即：由于PC机也能发送DHCP报文，如果把PC机连接到IAD的端口，那么PC机就可以获取IAD的IP地址，因此就可以攻击NGN核心网的软交换设备，存在非常大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于一种宽带网络业务处理系统中智能终端业务属性的分配方法，可以低成本、高效率地实现Triple Play业务处理系统对智能终端的管理。

一种宽带网络处理系统中智能终端业务属性的分配方法，该方法包括：A、预先为利用动态主机配置协议DHCP接入IP网络的不同类型的智能终端对应设置不同的域标识，所述不同类型的智能终端为下一代网络业务家庭终端IAD或宽带电视机顶盒STB；B、所述智能终端发送携带自身域标识的报文到宽带接入服务器BRAS；C、BRAS收到所述DHCP报文后，根据预设的域标识与业务属性的对应关系查询到该DHCP报文的扩展选项字段中携带的域标识所对应的业务属性；D、BRAS将查询到的业务属性分配给所述智能终端。

所述携带域标识的DHCP报文为DHCP的探索报文DHCP_DISCOVER、或者为DHCP请求报文DHCP_REQUEST。

所述业务属性中至少包括DHCP服务器的标识，且步骤D中，进一步包括：D1、BRAS按照所述DHCP服务器的标识通知该DHCP服务器为所述智能终端分配IP地址。

在所述步骤D1后，进一步包括：智能终端发送携带自身域标识的用于释放IP地址的DHCP报文到BRAS；BRAS根据预设的域标识与业务属性的对应关系查找到该DHCP报文的域标识所对应的业务属性；根据该业务属性中的DHCP服务器标识通知该DHCP服务器释放为所述智能终端分配的IP地址。

所述标记携带域标识的DHCP报文的扩展选项字段为DHCP Option 60字段。

所述业务属性中具体包括带宽、服务质量优先级、认证策略、计费策略、地址池。

所述宽带网络处理系统为宽带网络的三网合一业务处理系统。

本发明中，由于在网络侧的BRAS上为不同智能终端对应设置域以及对应的业务属性，智能终端发送携带自身域标识的报文，网络侧的BRAS收到报文后查找到该报文包含的域标识所对应的业务属性，并将该业务属性分配给该智能终端，因此可以为IAD和STB分配不同空间的IP地址、带宽、QoS优先级等业务属性，使得Triple Play业务处理系统根据智能终端各自的业务属性对不同的智能终端进行管理。

同时，由于本发明的方法中XDSL CPE设备只是进行消息的转发，没有其他要求，网络中现存的CPE无须任何改造即可使用，因此本发明可以兼容网络中现存的XDSL CPE设备，并且本发明无须更改CPE的配置，现有的CPE配置即可满足业务需求，因此本发明大大减轻了运营商的业务开展和管理的成本。

由于本发明对BRAS的配置要求十分简单，只需在BRAS上简单的配置几个域以及对应的业务属性即可，无须为用户进行定制的数据配置，运营起来十分方便，降低了管理成本。

由于本发明中只有STB和IAD采用DHCP Option 60编码的DHCP报文，而PC机发出的DHCP报文并不携带DHCP Option 60，因此BRAS就可以拒绝为PC分配业务属性和IP地址，PC就无法利用DHCP报文攻击NGN核心网的软交换设备或者IPTV核心网的中间件系统，而且DHCP Option 60可以采用一定的机制进行加密，以获取更高的安全性；因此，本发明可以提高Triple Play业务处理系统的安全性。

附图说明

图1为现有Triple Play业务处理系统中典型的家庭网络模型结构示意图：

图2为Service VLAN解决方案的示意图；

图3为本发明所述方法的流程图；

图4为本发明所述智能终端的DHCP状态机示意图；

图5为DHCP报文的封装格式图；

图6为DHCP Option 60在DHCP报文中的编码格式图；

图7是STB业务属性的分配流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。

图3为本发明所述方法的流程图。参见图3，本发明的核心技术方案是一种宽带网络处理系统中智能终端业务属性的分配方法，该方法适用于采用DHCP为智能终端分配地址的Triple Play业务处理系统，该方法包括：

步骤301、预先为不同类型的智能终端对应设置不同的域标识；

步骤302、智能终端发送携带自身域标识的报文到宽带接入服务器BRAS；

步骤303、BRAS收到报文后，根据预设的域标识与业务属性的对应关系查询到该报文中携带的域标识所对应的业务属性；

步骤304、BRAS将查询到的业务属性分配给所述智能终端。

在BRAS中，各种不同种类的业务属性是通过域(Domain)来定义区别的。在不同的Domain里，可以为不同的智能终端设置不同的业务属性。例如：DHCPServer、带宽、QoS优先级、认证策略、计费策略、地址池等业务属性信息。不同的域通过域标识来标记，本发明在BRAS中预先设置不同的域标识，并为不同的域对应设置不同的智能终端业务属性。例如：域标识为cctv.com，则对应为该域cctv.com设置DHCP Server、带宽、Qos优先级等业务属性。

本发明中，Triple Play业务处理系统中的智能终端PC机采用PPPoE拨号方式接入IP网络，在PPPoE拨号方式中，利用用户的接入帐号对Domain进行标识，PC将用户输入账号通过PPPoE报文发送给BRAS，BRAS根据该帐号来选择Domain，并进一步确定该域对应的业务属性，将该业务属性分配给PC。例如一个用户的账号是user@telecom.com，那么telecom.com就是这个用户的Domain，在BRAS中，预先在Domain telecom.com里为用户定义各种业务属性，例如带宽、QoS优先级、认证策略、计费策略、地址池等业务属性信息。由于PPPoE方式不用DHCP Server为智能终端分配IP地址，因此预先设置的业务属性信息里没有DHCP Server。BRAS可以将预设的业务属性分配给输入帐号为user@telecom.com的PC，同时依照现有的PPPoE方式为该PC分配IP地址。

本发明中，Triple Play业务处理系统中的智能终端IAD和STB采用DHCP方式接入IP网络。DHCP是建立在客户端-服务器模型上的一种动态 IP地址分配协议，运营商可以用指定的DHCP服务器(Server)为智能终端分配IP地址并向智能终端传送网络配置参数。

图4为本发明所述智能终端的DHCP状态机示意图。本发明中智能终端的DHCP状态机与现有技术中DHCP状态机相同，只是由于Triple Play业务处理系统中，在智能终端与DHCP Server之间通过BRAS进行通信，因此在智能终端DHCP状态转化过程中增加了与BRAS的交互过程。

参见图4，当智能终端第一次启动时，进入初始化状态(INITIALIZE)进行初始化；初始化结束后，为了开始获取一个IP地址，智能终端广播一个携带本智能终端的域标识的探索报文(DHCP_DISCOVER)，并进入选择状态(SELECT)；收到探索报文的BRAS根据其中的域标识查找到该域对应的业务属性，并根据业务属性中的DHCP Server的标识将DHCP_DISCOVER报文转发给该DHCP Server；DHCP Server收到后通过BRAS向智能终端响应一个DHCP供应报文(DHCP_OFFER)；处于选择状态的智能终端从收到的DHCP_OFFER响应中选择一个，一般选择第一个到达的响应，根据该DHCP_OFFER确定返回该响应的BRAS的地址；为了获得IP地址，智能终端给所确定的BRAS发送一个携带本智能终端的域标识的DHCP请求(DHCP_REQUEST)报文，并进入请求(REQUEST)状态；所述BRAS收到DHCP请求报文后，根据其中的域标识查找到该域对应的业务属性，为该智能终端分配业务属性，并根据业务属性中的DHCPServer的标识通知该DHCP Server为该智能终端分配IP地址，根据DHCPServer的IP地址分配结果向该智能终端返回响应报文，如果成功分配，则响应一个正确应答(DHCP_ACK)报文，其中携带为该智能终端分配的IP地址以及该IP地址的租用期限(即使用期限)，如果分配失败，则响应一个错误应答(DHCP_NAK)报文；分配成功后，当租用期限到达时，则DHCPServer返回一个租期到达的通知；智能终端收到DHCP_ACK后，转移到已绑定(BOUND)状态，此时智能终端可开始使用DHCP_ACK报文中携带的IP地址，Triple Play业务处理系统也可根据该IP地址以及为该智能终端分配的其他业务属性对该智能终端进行管理。此处，至于DHCP Server如何为智能终端分配IP地址以及该IP地址的租用期限为现有技术，此处不再赘述。

在已绑定状态，智能终端监视IP地址的租用期限，当从收到DHCP_ACK到当前时刻的时间(即使用时间)到达租用期限的50％时，则再向BRAS发送携带本智能终端的域标识的DHCP_REQUEST报文，进入更新状态；BRAS收到DHCP_REQUEST报文后，重新为该智能设备分配业务属性，即根据其中的域标识查找到该域对应的业务属性，为该智能终端分配业务属性，并根据业务属性中的DHCP Server的标识通知该DHCP Server为该智能终端分配IP地址，根据DHCP Server的IP地址分配结果向该智能终端返回响应报文。

接下来，智能终端判断是否收到BRAS响应的DHCP_ACK，如果收到则返回已绑定状态，在IP地址租用期限到达时向BRAS发送携带本智能终端域标识的取消租用(DHCP_RELEASE)报文，不再使用该IP地址，返回到初始化状态，BRAS收到DHCP_RELEASE报文后，查询到该报文中域标识所对应的业务属性，按照业务属性中的DHCP Server标识通知该DHCP Server释放为该智能终端分配的IP地址，即停止将所述IP地址继续租用给该智能终端；如果智能终端在IP地址的租用时间到达租用期限的85％时还没有收到BRAS的响应DHCP_ACK，则进入重绑定状态。

在重绑定状态下，如果智能终端收到BRAS的响应DHCP_ACK，则进入已绑定状态；如果智能终端收到BRAS的错误应答(DHCP_NAK)报文或者IP地址的租期到达的通知，则不再使用该IP地址，返回初始化状态。

在PPPoE中，所述域标识可以由接入帐号来标记。但是，在DHCP却没有输入接入账号的机制，因此，为了实现在DHCP报文中携带域标识，本发明在DHCP报文里扩展了一个DHCP选项(Option)，即DHCP Option 60。用该DHCP Option 60的取值表示域标识，并预先在智能终端IAD和STB上设置不同的DHCP Option 60的取值以表示域标识。例如IAD为某个IP电话服务商的用户，则在IAD上设置的域标识为iptel.com；STB为某个电视台 (例如CCTV)的用户，则在STB上设置的域标识为cctv.com。并且，在BRAS上预先为域标识iptel.com和域标识cctv.com分别设置对应的业务属性，该业务属性包括DHCP Server的标识、带宽、Qos优先级、认证策略、计费策略、地址池等。

图5为DHCP报文的封装格式图。参见图5，所述DHCP Option 60就位于DHCP报文尾部中的选项部分。

按照REC2132公开的方案，DHCP Option 60是一个专门在客户机定义扩展业务功能的一个选项，因此本发明用DHCP Option 60为智能终端扩展一个属性，用来标记域标识。图6为DHCP Option 60在DHCP报文中的编码格式图。参见图6，DHCP Option 60的代码为60，类型是字符串数据，且长度不小于1个字符。

下面以STB业务属性的分配流程为例进一步说明本发明的智能终端业务属性的分配方法。

图7是STB业务属性的分配流程示意图。参见图4，该流程包括：

步骤701、STB上电启动后，在申请IP地址时，发送一个用于申请IP地址的DHCP报文(例如前述的DHCP_DISCOVER和DHCP_REQUEST)，该报文中包含DHCP Option 60字段，且该DHCP Option 60字段的值为该STB的域标识，例如，此处为cctv.com。

步骤702、STB发送的DHCP报文通过CPE和FE/GE转发到BRAS，BRAS解析该DHCP报文，得到DHCP Option 60字段的取值，根据该取值查找预先设置在自身上的域标识和业务属性的对应关系，得到STB的域标识所对应的业务属性，将查找到的业务属性分配给STB。例如，所述DHCP中携带的域标识为cctv.com，则BRAS对应查找到cctv.com对应的业务属性，包括DHCP Server的标识、带宽、Qos优先级、认证策略、计费策略、地址池等，将这些属性分配给STB。

步骤703、为了能给STB分配IP地址(IP地址属于更详细的业务属性)，BRAS通知STB对应业务属性中的DHCP Server为该STB分配IP地址。

通过上述操作，Triple Play业务处理系统可以根据为STB分配的IP地址、带宽、Qos优先级、认证策略、计费策略、地址池等业务属性对该STB进行管理。

同理，可以按照上述步骤701到步骤703的操作为IAD分配业务属性。由于BRAS上为不同智能终端设置的业务属性不同，因此IAD分配到的业务属性与BRAS不同，且IAD的IP地址由与STB不同的DHCP Server来分配，因此IAD和BRAS的IP地址处于不同的IP地址空间，可以实现在电话业务与电视业务之间进行有效隔离，使得IAD分配到的IP地址专门用来打电话，而STB分配到的IP地址专门用来看电视，提高了网络安全性和可靠性。

当STB或IAD在释放IP地址时，发送一个用于释放IP地址的DHCP报文(例如前述的DHCP_RELEASE)，该报文中包含DHCP Option 60字段，且该DHCP Option 60字段的值为该智能终端的域标识。

DHCP_RELEASE报文通过CPE和FE/GE转发到BRAS，BRAS解析该DHCP报文，得到DHCP Option 60字段的取值，根据该取值查找预先设置在自身上的域标识和业务属性的对应关系，得到STB的域标识所对应的DHCP Server的标识，通知该DHCP Server释放为所述STB或IAD分配的IP地址，即停止将所述IP地址继续租用给所述STB或IAD。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种宽带网络处理系统中智能终端业务属性的分配方法，其特征在于，该方法包括：

A、预先为利用动态主机配置协议DHCP接入IP网络的不同类型的智能终端对应设置不同的域标识，所述不同类型的智能终端为下一代网络业务家庭终端IAD或宽带电视机顶盒STB；

B、所述智能终端发送DHCP报文到宽带接入服务器BRAS，并在该DHCP报文的扩展选项字段携带自身域标识；

C、BRAS收到所述DHCP报文后，根据预设的域标识与业务属性的对应关系查询到该DHCP报文的扩展选项字段中携带的域标识所对应的业务属性；

D、BRAS将查询到的业务属性分配给所述智能终端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述携带域标识的DHCP报文为DHCP的探索报文DHCP_DISCOVER、或者为DHCP请求报文DHCP_REQUEST。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务属性中至少包括DHCP服务器的标识，且步骤D中，进一步包括：

D1、BRAS按照所述DHCP服务器的标识通知该DHCP服务器为所述智能终端分配IP地址。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤D1后，进一步包括：

智能终端发送携带自身域标识的用于释放IP地址的DHCP报文到BRAS；BRAS根据预设的与标识域业务属性的对应关系查找到该DHCP报文的域标识所对应的业务属性；根据该业务属性中的DHCP服务器标识通知该DHCP服务器释放为所述智能终端分配的IP地址。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述携带域标识的DHCP报文的扩展选项字段为DHCP Option 60字段。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述业务属性中具体包括带宽、服务质量优先级、认证策略、计费策略、地址池。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述宽带网络处理系统为宽带网络的三网合一业务处理系统。