家庭网关设备管理论文

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1TR-069工作原理

1.1网络架构

TR-069的网络架构中主要包括ACS与CPE这两类设备。ACS负责完成对CPE的管理、维护和升级。ACS与CPE之间的接口称为南向接口,与其他网管系统、业务管理系统、计费系统之间的接口称为北向接口。TR-069主要定义南向接口的标准。

1.2协议层次

通过许多现存的通信协议,比如TCP(传输控制协议)、HTTP(超文本传输协议),可以保证TR-069独立于物理介质来传输并且有较高的传输可靠性。通过在SOAP(简单对象访问协议)上定义RPC(远程过程调用)方法,使得不同终端设备具有互操作能力,XML(可扩展标记语言)统一对设备上的数据结构进行描述等。采用这些广泛应用的协议能够有效减少TR-069设备的开发工作量,并使TR-069设备能更好地融入现有网络。TR-069协议栈包括CPE/ACS应用、RPC方法、SOAP、HTTP、传输层安全/SSL(安全套接层)和TCP/IP。

1.3会话过程

要进行会话首先需要在CPE与ACS之间建立连接,连接可以由CPE和ACS中的任意一方发起。CPE可以通过在本地配置好的URL(统一资源定位符)向ACS发起连接,也可以通过DHCP(动态主机配置协议)来动态地获取URL。若是ACS主动发起的连接,则应保证CPE至少主动连接过ACS一次,以此向ACS通告自己的URL。一旦连接建立,CPE便可以向ACS发起会话。

2TR-069模块总体设计与实现

本文主要是对TR-069中CPE端的软件功能进行设计。以下将对各模块的作用进行介绍。

2.1远程/本地方法调用模块

该模块主要负责ACS调用CPE端的RPC方法以及本地调用函数的参数下发。RPC方法实现包括对ACS端RPC请求的响应以及CPE端的RPC请求,与网管接口模块和事件、参数变化模块有着紧密联系,好的数据结构有利于RPC请求进行各种配置操作。

2.2树形对象管理模块

该模块的核心内容是TR-069参数模型的实现。TR-069的参数模型可以看做是一个目录树,与SNMP(简单网络管理协议)中MIB(管理信息库)的定义类似,MIB中对象是用一串以“.”分隔的数字来标识,而TR-069中用一串以“.”分隔的属性名标识。例如:某对象包含A、B、C三个属性,则它的实例也包含A、B、C属性,它的参数结构即为A.B.C,其中对象后面以“.”标记,属性后面不加“.”,故A.B.为对象,C为属性。若该对象具有多个实例,则记为A.B.C.{i}.,其中i为实例号,“.”结尾表明这是一个对象。采用这种树形结构保存TR-069中各参数对象,可以较方便地实现对象节点的增加、删除和修改等,并能对参数值进行获取和设置。

2.3网管接口模块

RPC方法中最关键的两个操作就是设置和获取参数值。TR-069定义的参数位于CPE不同的功能模块,该模块的功能就是在不同的进程中实现统一设置和获取参数的接口。通过参考SNMP中MIB的实现,本模块设计了一个对象结构体,在对象结构体中,设置和获取操作均是指向函数的指针,在参数初始化时,通过指向不同的函数,实现对不同参数的设置和获取,从而通过一个通用接口就可以实现各个模块中不同参数的设置和获取。

2.4事件、参数变化处理模块

该模块主要功能是处理CPE参数发生变化时的上报流程。当设备产生某些事件,如设备重启或参数发生改变时,外部模块可以调用该模块提供的外部接口通知该模块进行相应处理,然后该模块调用Inform方法并将相关的事件及参数变化通知ACS。

3测试方案和结果验证

为了对设计和实现的CPE端协议功能进行验证,本文使用了一个用Java语言编写的开源ACSOpenacs对CPE功能进行验证。Openacs拥有非常完善的功能,不仅可以作为CPE开发的辅助测试工具,甚至可以对一定数量的CPE进行管理。

4应用实例

在传统的宽带业务开展过程中,运营商主要充当宽带接入提供商的角色,用户通过个人电脑访问Internet,从而获得宽带业务体验。然而,随着通信技术的发展和用户对信息、娱乐、宽带通信等综合业务需求的增长,通过家庭网关为用户打造一个全能的、安全的、快速的家庭网络已成为现实,图5是家庭网关在网络中的位置图。家庭网络内部各终端通过家庭网关的用户侧接口与家庭网关进行通信,家庭网关对经过其的数据和应用进行转发、控制和管理,家庭网关通过网络侧接口与业务平台和TCMS(终端配置管理系统)进行交互,实现家庭网络与外部网络的通信,并提供各种可管理、可控制的应用。

作者:朱清戴锦友