WO2007016809A1 - A managing method of bridging device - Google Patents

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network

Definitions

  • the present invention relates to a method for managing a bridge device, and more particularly to a method for managing a downlink bridge device on a home gateway. Background technique
  • the home gateway is an access gateway, which can establish a home network as a center, and can share an Internet network connection among multiple devices, and at the same time provide users with secure communication, entertainment, and storage integrated functional devices.
  • FIG. 1 shows a typical The network structure of the gateway is connected to the Internet through two PVCs.
  • the PVC1 provides services that are not guaranteed by the Q0S, and the other interfaces on the LAN side use the routing mode to provide common Internet access services.
  • PVC2 provides Q0S guarantee, PVC2 is bridged with a specific Ethernet interface (Port2) on the LAN side, and the LAN side is connected to STB (IP set-top box) to provide IP TV service.
  • Gateway PVC1 provides normal Internet access, and internal port Portl uses routing mode. PVC2 and Port2 use bridge mode to implement IP TV.
  • the public network IP address (218. 13. 1. 10) is assigned to the PVC1 on the WAN side.
  • the PVC2 does not allocate an address.
  • the LAN side portl configures the private network address (192.168.1.1) and enables the DHCP server.
  • the internal host allocates the private network. Address (192. 168. 1. 2), the bridge device at Port2 uses PPPoE dialing to assign a private network address ( 10. 30. 55. 6) by the server on the network side.
  • the gateway acts as a bridge and can only learn the MAC address of the bridge device. It cannot know the IP address of the downstream bridge device. At the same time, there is no address in the NetB as the bridge. Without knowing the IP address of the bridge device, the gateway cannot establish basic IP communication with the bridge device. At the same time, since the actual network NetB may be a closed network, knowing the address of the bridge device in NetB, the user at NetA cannot It is managed.
  • a method for managing a bridge device comprising at least the following steps: a: a gateway and a terminal generate an address for link local communication by an automatic IP technology to perform address configuration; b: the gateway is plugged and used by universal Terminal communication, acquiring information of the bridge device to collect information; c: the gateway establishes a port-based static network address translation rule according to the information of the bridge device; d: the gateway provides the user by using network address translation Configuration management of the terminal, performing access processing; e: The gateway detects the state of the bridge device.
  • step b further includes:
  • the terminal and the gateway are both enabled for universal plug and play, the terminal implements a device function, the gateway functions as a control point, and the gateway sends the link address to the terminal on the bridge interface using the link local address as a source address.
  • Multicast query message
  • the terminal uses a link-local address unicast response to transmit the basic information of the terminal back;
  • the gateway establishes a bridge device database after receiving the response.
  • the splicing device database records the device information of the bridge terminal under each interface by using an interface of the gateway as an index.
  • the method wherein the basic information of the terminal includes a device identifier, a version, and a management interface address.
  • the method, wherein the step c further includes:
  • C3 Record the conversion entry related to the terminal in the database of the bridge device.
  • step d further includes: dl: when the user requests access to the terminal, the gateway acquires a network address translation entry related to the bridge terminal from the database of the bridge device, and selects the same as the user's inbound interface. Network address translation entry, and redirects access to the bridge device to access to the outer port of the network address translation entry;
  • D2 The gateway forwards the http access of the user to the management interface of the bridge device through network address translation. Port, thus achieving management of the bridge device.
  • step e further includes:
  • the gateway periodically queries each bridge device in the database of the bridge device to check whether the information of the bridge device changes.
  • E2 If there is a change in the received device information, if the management interface address changes, the gateway updates the previously established network address translation rule; if the device identifier and version information change, simply update the database of the bridge device. Content; if the query is not responding, delete the corresponding entry in the database of the bridge device and clear the network address translation entry associated with the bridge device.
  • the method wherein the query is performed by using a universal plug and play request message: using a link local address of the interface as a source address and a link address of the bridge device as a destination address on each bridge interface
  • the universal plug-and-play query message is broadcast, and the device uses the link address for unicast response.
  • the terminal using the PPPoE mode is performed on the Ethernet interface; and the link local address generated by the DHCP-type terminal restriction automatic configuration can only be used when communicating with the endpoint of the same link.
  • the method for managing a bridge device implements the management of the gateway to the bridge device by using the method of the present invention, which is beneficial to the unified management of the home network; and the gateway implemented in the invention
  • the bridging device communication mechanism can be extended to achieve complex signaling interactions between the two.
  • FIG. 1 is a networking diagram of a typical application of a home gateway of the prior art and the present invention
  • the method for managing a bridge device comprises the following steps: Step 1: Perform address configuration: The gateway and the terminal generate an address for link local communication through an automatic IP technology. Step 2: Perform information collection: The gateway communicates with the terminal through UPnP to obtain information about the bridge device.
  • Step 3 Establish rules: The gateway establishes a port-based static NAT rule based on the information of the bridge device.
  • Step 4 Access Processing: The gateway provides user-to-terminal configuration management through NAT.
  • Step 5 Status Detection: The gateway detects the status of the bridge device.
  • the method of the invention needs to be implemented simultaneously at the gateway and the bridged terminal device, and the implementation of the solution of the invention is through
  • the prior art is extended to complete, mainly involves three technologies: Auto-IP, Universal Plug and Play UPnP, Network Address Translation NAT, where Auto-IP (RFC3927) is an IP address automatic configuration technology defined by IETF. , is used to automatically generate an IPv4 address for communication within the link on the interface.
  • Auto-IP RRC3927
  • UPnP is a protocol specification widely used for interconnection of home network devices
  • NAT is used for network access devices to implement address translation.
  • the networking structure of this solution can be seen in Figure 1.
  • the detailed process is shown in Figure 2.
  • the specific implementation steps include: Step 1, the gateway port (Lan Port 2) and the terminal Ethernet port are configured with automatic IP address.
  • the technology generates an interface address for link-local communication, such as 169. 254. x. x/16, since the terminal adopts the bridging mode, its globally used IP address is not assigned by the gateway, and the link-local IP address can be used by Basic IP communication is established between the bridge port of the gateway and the terminal device.
  • RFC3927 it can be ensured that the link address generated on the same link is not duplicated.
  • both the terminal and the gateway enable UPnP, the terminal implements the device function, and the gateway acts as a control point.
  • the gateway uses the link-local address as the source address to send multicast to the terminal on the bridge interface, such as 239.. 255. 255. 250: 1900 query message, the terminal uses the link-local address unicast response, the terminal The basic information includes the device ID, version, management interface address, and so on. After receiving the response, the gateway establishes a bridge device database on the gateway. The database uses the interface of the gateway as an index to record the device information of the bridge terminal under each interface.
  • the gateway In the third step, the gateway generates a static NAT rule of the gateway according to the information in the bridge device database, including the interface index and the bridge device management interface address:
  • An idle TCP port is selected on the WAN side interface to establish a NAT conversion rule from a port on the MN side to the bridge device, which is used to implement the virtual server function in the home gateway.
  • the NAT conversion rule establishment as described above is also completed for each port that is not bridged on the LAN side.
  • the conversion entry associated with the terminal is recorded in the database of the bridge device.
  • a NAT translation rule is established between Portl and PVC1 to establish an STB.
  • the local user located in Portl or the remote user accessing the gateway information from the WAN through PVC1 can observe the basic information of the bridge device.
  • the gateway Obtain the NAT entry related to the bridge terminal in the database, select the same NAT entry as the user's inbound interface PVC1 or Portl, and redirect the access to the bridge device to the outer port of the NAT entry, and then the gateway will use the NAT to user After the http access is converted, it is forwarded to the management interface of the bridge device, thereby realizing the management of the bridge device.
  • the gateway needs to perform regular query on each bridge device in the bridge database to check whether the information of the bridge device includes the device identifier, version, and management interface address. Query the request message using UPnP The device performs the unicast UPnP query message by using the link-local address of the interface as the source address and the link address of the bridge device as the destination address. The device uses the link address to perform unicast response. If the received device information changes, it needs to be processed accordingly: If the management interface address changes, the gateway needs to update the previously established NAT rule, and the device identifier and version information change to simply update the contents of the database; if the query does not respond, delete the database. Corresponding entry in , and clear the NAT entry associated with the bridge device.
  • the method for managing a bridge device of the present invention implements the management of the gateway to the bridge device by using the method of the present invention, and is beneficial to the unified management of the home network; and the gateway and the bridge implemented in the invention
  • the device communication mechanism can be extended to achieve complex signaling interactions between the two.
  • the implementation of the solution of the present invention requires attention: When using the automatic IP address configuration technology, the terminal adopting the PPPoE mode should be performed on the Ethernet interface and cannot be performed on the ppp interface; Use the generated link-local address to configure this address only when communicating with endpoints on the same link.
  • the multicast terminal should be suppressed when the bridge terminal enables UPnP.
  • the TTL sent by the gateway should be set to 1.

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  • Medical Informatics (AREA)
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Description

一种桥接设备的管理方法 技术领域
本发明涉及一种桥接设备的管理方法， 尤其涉及的是一种在家庭网关上对下联桥接 设备的管理方法。 背景技术
现有技术中， 家庭网关是一个接入网关， 可以它为中心建立家庭网络， 并可在多个 设备间共享 Internet网络连接， 同时为用户提供安全的通讯、 娱乐、 存储一体化功能设 备。
由于语音、 视频业务的开展， 目前在家庭网关上普遍采用的是多条 PVC来接入 Internet, 各条 PVC提供不同的服务质量， 并采用不同的方式组网， 如图 1所示是一个典 型的组网结构示意图， 网关 WAN侧通过两条 PVC来接入 Internet, 其中 PVC1提供非 Q0S保证 的业务， 跟 LAN侧多个接口采用路由模式组网用以提供普通上网业务。 PVC2提供 Q0S保证， PVC2跟 LAN侧一个特定的以太接口 （Port2)桥接， LAN侧下行联接 STB (IP机顶盒）来提 供 IP TV业务。 网关 PVC1提供普通 Internet访问， 内部端口 Portl使用路由模式； PVC2与 Port2使用桥接方式实现 IP TV。 WAN侧 PVC1上分配公网 IP地址 （218. 13. 1. 10) ， PVC2不 分配地址， LAN侧 Portl配置私网地址（192. 168. 1. 1 )并启用 DHCP服务器， 内部主机分配 私网地址（192. 168. 1. 2)， 位于 Port2的桥接设备使用 PPPoE拨号由网络侧的服务器分配 分配私网地址 ( 10. 30. 55. 6) 。
在这种组网模式下， 在网关上形成了两个逻辑子网 NetA、 NetB, NetA的用户由网关 负责分配地址， 并通过网络地址转换 NAT来实现 Internet接入， 位于 NetB的 STB其地址一 般采用 PPPoE从上行的网络设备来获得。在这种组网方式下， 位于 NetA的用户难以通过网 关来管理、 配置位于 NetB的桥接设备 STB, 原因在于：
在 NetB网络中网关充当网桥作用只能学习到桥接设备的 MAC地址，无法知道下行桥接 设备的 IP地址， 同时作为网桥在 NetB中也没有地址。 不知道桥接设备的 IP地址， 网关就 无法同桥接设备建立起基本的 IP通信，同时由于实际组网 NetB可能就是一个封闭的网络， 知道桥接设备在 NetB中的地址， 位于 NetA的用户也无法对其进行管理。
因此， 现有技术存在缺陷， 而有待于改进和发展。
1 确 认本 发明内容
本发明的目的在于提供一种桥接设备的管理方法， 针对上述现有技术的缺陷， 实现 对网关下联的桥接设备进行管理。
本发明方法技术方案包括以下步骤：
一种桥接设备的管理方法， 其至少包括以下步骤- a: 网关和终端通过自动 IP技术产生用于链路本地通信的地址， 以进行地址配置； b: 所述网关通过通用即插即用与终端通信， 获取桥接设备的信息， 以采集信息； c: 所述网关根据所述桥接设备的信息建立基于端口的静态网络地址转换规则； d: 所述网关通过网络地址转换来提供用户对所述终端的配置管理， 进行访问处理； e: 所述网关检测所述桥接设备的状态。
所述的方法， 其中， 所述步骤 b还包括：
bl: 所述终端和所述网关均启用通用即插即用， 所述终端实现设备功能， 所述网关 充当控制点功能， 所述网关使用链路本地地址作为源地址在桥接口上向终端发送组播査 询消息；
b2: 所述终端使用链路本地地址单播响应， 将终端的基本信息传回；
b3: 所述网关收到响应后建立桥接设备数据库。
所述的方法， 其中， 所述挢接设备数据库以所述网关的接口为索引来记录各个接口 下的桥接终端的设备信息。
所述的方法， 其中， 所述终端的基本信息包括设备标识、 版本、 管理接口地址。 所述的方法， 其中， 所述步骤 c还包括： '
cl：在 WAN侧接口上选取一个空闲的 TCP端口，建立从 WAN侧一个端口到桥接设备的网 络地址转换的转换规则， 用于实现家庭网关中的虚拟服务器功能；
c2: 在 LAN侧非桥接的各个端口完成网络地址转换规则的建立；
c3: 在桥接设备的数据库中记录与本终端相关的转换条目。
所述的方法， 其中， 所述步骤 d还包括- dl: 当用户请求访问终端时， 网关从所述桥接设备的数据库中获取该桥接终端相关 的网络地址转换条目， 选取与用户的入接口相同的网络地址转换条目， 并将对桥接设备 的访问重定向为对该网络地址转换条目的外侧端口的访问；
d2: 所述网关通过网络地址转换将用户的 http访问转换后转发到桥接设备的管理接 口， 从而实现对桥接设备的管理。
所述的方法， 其中， 所述步骤 e还包括：
el: 所述网关对桥接设备的数据库中的各个桥接设备进行定期的查询， 以检査桥接 设备的信息是否有变化；
e2: 收到的设备信息如果有变化， 则： 如果管理接口地址有变化， 所述网关更新以 前建立的网络地址转换规则； 如果设备标识、 版本信息变化， 则简单更新所述桥接设备 的数据库中内容； 如果査询无响应则删除所述桥接设备的数据库中的对应条目， 并清除 与该桥接设备相关的网络地址转换条目。
所述的方法， 其中， 所述査询使用通用即插即用的请求消息来进行： 在各个桥接口 上以接口的链路本地地址作为源地址， 桥接设备的链路地址作为目的地址发送单播的通 用即插即用査询消息， 设备使用链路地址进行单播回应。
所述的方法， 其中， 对采用 PPPoE方式的终端在其以太接口上进行； 对采用 DHCP方式 的终端限制自动配置产生的链路本地地址只能与同链路的端点通信时使用。
本发明所提供的一种桥接设备的管理方法， 和现有技术相比， 采用本发明方法实现 了网关对桥接设备的管理， 有利于实现家庭网络的统一管理； 并且该发明中实现的网关 与桥接设备通信机制可以扩展实现两者之间复杂的信令交互。 附图说明
图 1是现有技术和本发明的家庭网关的一种典型应用的组网图；
图 2是本发明方法的实现流程图。 具体实施方式
以下结合附图， 将对本发明的各较佳实施例进行较为详细的说明。
本发明所述桥接设备的管理方法， 其包括必要步骤为- 步骤一： 进行地址配置： 网关和终端通过自动 IP技术产生用于链路本地通信的地址。 步骤二： 进行信息釆集： 网关通过 UPnP与终端通信， 获取桥接设备的信息。
步骤三： 建立规则： 网关根据桥接设备的信息建立基于端口的静态 NAT规则。
步骤四： 访问处理： 网关通过 NAT来提供用户对终端的配置管理。
步骤五： 状态检测： 网关检测桥接设备的状态。
本发明方法需要在网关和桥接的终端设备同时实施， 本发明方案的实施是通过对目 前现有技术进行扩展来完成， 主要涉及到三个技术： Auto- IP、 通用即插即用 UPnP、 网络 地址转换 NAT, 其中 Auto-IP (RFC3927)是 IETF定义的一种 IP地址自动配置技术， 用于在 接口上自动生成用于链路之内通信的 IPv4地址， UPnP是一种广泛用于家庭网络设备互联 的协议规范， NAT用于网络接入设备， 实现地址转换。
采用本方案的组网结构可见图 1所示， 详细的流程见图 2所示， 具体的实施步骤包括: 第一步， 网关的桥接端口 （Lan Port 2)和终端以太口上利用自动 IP地址配置技术 来产生一个用于链路本地通信的接口地址， 如 169. 254. x. x/16， 由于终端采用桥接方式， 其全局使用的 IP地址不由网关分配， 通过使用链路本地 IP地址可以在网关的桥接端口和 终端设备之间建立基本的 IP通信，通过使用 RFC3927规定的流程可以确保在同一条链路上 产生的链路地址不会重复。
第二步， 终端和网关均启用 UPnP, 终端实现设备 （Device) 功能， 网关充当控制点
(Control Point)功能， 网关使用链路本地地址作为源地址在桥接口上向终端发送组播 如 239.. 255. 255. 250： 1900查询消息， 终端使用链路本地地址单播响应， 将终端的基本信 息包括设备标识、 版本、 管理接口地址等传回。 网关收到响应后在网关上建立桥接设备 数据库， 数据库以网关的接口为索引来记录各个接口下的桥接终端的设备信息。
第三步， 网关根据桥接设备数据库中信息，包括接口索引、桥接设备管理接口地址， 来产生网关的静态 NAT规则：
在 WAN侧接口上选取一个空闲的 TCP端口， 建立从 MN侧一个端口到桥接设备的 NAT转 换规则， 用于实现家庭网关中的虚拟服务器功能。
在 LAN侧非桥接的各个端口也完成如上所述的 NAT转换规则建立。
在桥接设备的数据库中记录与本终端相关的转换条目。
对图 1的组网来说是在 Portl和 PVC1上建立到 STB之间建立 NAT转换规则。
第四步， 位于 Portl的本地用户或从 WAN通过 PVC1的远端用户访问网关信息时可以观 察到其下桥接设备的基本信息， 当用户请求访问终端时， 如点击桥接设备的链接时， 网 关从数据库中获取该桥接终端相关的 NAT条目， 选取与用户的入接口 PVC1或者 Portl相同 的 NAT条目， 并将对桥接设备的访问重定向为对 NAT条目的外侧端口的访问， 然后网关通 过 NAT将用户的 http访问转换后转发到桥接设备的管理接口， 从而实现对桥接设备的管 理。
第五步， 网关对桥接数据库中的各个桥接设备需要进行定期的査询， 以检查桥接设 备的信息包括设备标识、 版本、 管理接口地址是否有变化。 查询使用 UPnP的请求消息来 进行： 在各个桥接口上以接口的链路本地地址作为源地址， 桥接设备的链路地址作为目 的地址发送单播的 UPnP査询消息， 设备使用链路地址进行单播回应。 收到的设备信息如 果有变化需要进行相应的处理： 如果管理接口地址有变化， 网关需要更新以前建立的 NAT 规则， 设备标识、 版本信息变化则简单更新数据库中内容； 如果查询无响应则删除数据 库中的对应条目， 并清除与该桥接设备相关的 NAT条目。
本发明的一种桥接设备的管理方法， 和现有技术相比， 釆用本发明方法实现了网关 对桥接设备的管理， 有利于实现家庭网络的统一管理； 并且该发明中实现的网关与桥接 设备通信机制可以扩展实现两者之间复杂的信令交互。 但实施本发明方案的还需注意： 釆用自动 IP地址配置技术时，对采用 PPPoE方式的终端应该在其以太接口上进行，不 能在 ppp接口上进行；对采用 DHCP方式的终端需要严格限制自动配置产生的链路本地地址 的使用， 只能与同链路的端点通信时使用此地址。
为防止广播流量对上端的 DSLAM、 BNAS的影响，桥接终端启用 UPnP时应该抑制组播的 发出， 网关发出的组播査询报文应将 TTL设置为 1。
从安全考虑在桥接终端上启用的 UPnP应该只使用链路本地地址进行通信。
应当理解的是， 本发明上述针对具体实施例的描述较为具体， 并不能因此而理解为 对本发明专利保护范围的限制， 本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

ZPC51013 ^T/CN 2005 / 0 0 1 2 0 5WO 2007/016809 PCT/CN2005/001205 权利要求
1、 一种桥接设备的管理方法， 其至少包括以下步骤：
a: 网关和终端通过自动 IP技术产生用于链路本地通信的地址， 以进行地址配置； 5 b: 所述网关通过通用即插即用与终端通信， 获取桥接设备的信息， 以采集信息；
C : 所述网关根据所述桥接设备的信息建立基于端口的静态网络地址转换规则； d: 所述网关通过网络地址转换来提供用户对所述终端的配置管理， 进行访问处理； e= 所述网关检测所述桥接设备的状态。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 b还包括：
10 bl: 所述终端和所述网关均启用通用即插即用， 所述终端实现设备功能， 所述网关
充当控制点功能， 所述网关使用链路本地地址作为源地址在桥接口上向终端发送组播查 询消息；
b2: 所述终端使用链路本地地址单播响应， 将终端的基本信息传回；
b3: 所述网关收到响应后建立桥接设备数据库。
15 3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述桥接设备数据库以所述网关的接
口为索引来记录各个接口下的桥接终端的设备信息。
4、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述终端的基本信息包括设备标识、 版本、 管理接口地址。
5、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 c还包括：
20 cl:在 N侧接口上选取一个空 (¾的 TCP端口，建立从 WAN侧一个端口到桥接设备的网
络地址转换的转换规则， 用于实现家庭网关中的虚拟服务器功能；
c2: 在 LAN侧非桥接的各个端口完成网络地址转换规则的建立；
c3: 在桥接设备的数据库中记录与本终端相关的转换条目。
6、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 d还包括：
25 dl: 当用户请求访问终端时， 网关从所述桥接设备的数据库中获取该桥接终端相关
的网络地址转换条目， 选取与用户的入接口相同的网络地址转换条目， 并将对桥接设备 的访问重定向为对该网络地址转换条目的外侧端口的访问；
d2: 所述网关通过网络地址转换将用户的 http访问转换后转发到桥接设备的管理接 口， 从而实现对桥接设备的管理。
30 7、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 e还包括：
Figure imgf000009_0001
WO 2007/016809 PCT/CN2005/001205 el : 所述网关对桥接设备的数据库中的各个桥接设备进行定期的查询， 以检査桥接 设备的信息是否有变化；
e2: 收到的设备信息如果有变化， 则： 如果管理接口地址有变化， 所述网关更新以 前建立的网络地址转换规则； 如果设备标识、 版本信息变化， 则简单更新所述桥接设备 的数据库中内容； 如果査询无响应则删除所述桥接设备的数据库中的对应条目， 并清除 与该桥接设备相关的网络地址转换条目。
8、 根据权利要求 7所述的方法， 其特征在于， 所述查询使用通用即插即用的请求消 息来进行： 在各个桥接口上以接口的链路本地地址作为源地址， 桥接设备的链路地址作 为目的地址发送单播的通用即插即用查询消息， 设备使用链路地址进行单播回应。
9、 根据权利要求 1〜8任意权项所述的方法， 其特征在于， 对采用 PPPoE方式的终端 在其以太接口上迸行； 对采用 DHCP方式的终端限制自动配置产生的链路本地地址只能与 同链路的端点通信时使用。
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