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CN101247297A - 对家庭网络中应用终端进行自动配置的装置、系统和方法 - Google Patents

对家庭网络中应用终端进行自动配置的装置、系统和方法 Download PDF

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CN101247297A CNA2007100792975A CN200710079297A CN101247297A CN 101247297 A CN101247297 A CN 101247297A CN A2007100792975 A CNA2007100792975 A CN A2007100792975A CN 200710079297 A CN200710079297 A CN 200710079297A CN 101247297 A CN101247297 A CN 101247297A
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Abstract

本发明提供了一种对家庭网络中应用终端进行自动配置的装置、系统和方法，本发明所述装置包括GACS(家庭网关自动配置服务器)和家庭网关。本发明所述系统包括：GACS、家庭网关和应用终端。本发明所述方法包括：应用终端从家庭网关获得GACS的地址信息，向GACS发送配置请求消息；所述GACS在接收到所述配置请求消息后，通过查询获得所述TACS(应用终端所属自动配置服务器)的地址信息，通过所述配置请求消息的响应消息将所述TACS的地址信息发送给所述应用终端；所述应用终端根据GACS返回的所述TACS的地址信息，向TACS发送所述配置请求消息，从TACS获得配置信息进行自动配置。利用本发明，可以在不增加应用终端复杂度的情况下，保证应用终端安全地获得其所属ACS的地址信息，进而获得配置。

Description

对家庭网络中应用终端进行自动配置的装置、系统和方法
技术领域
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种对家庭网络中应用终端进行自动配置的装置、系统和方法。
背景技术
目前，各种基于IP的应用，比如IPTV(网络电视)、VoIP(网络电话)等正在迅速发展，将逐步取代有线电视、PSTN(Public Switched TelephoneNetwork，公共交换电话网)电话等专网应用。IP应用终端都需要经过一定的配置后才能使用各种基于IP的应用，例如配置应用服务器的IP地址或URL(Universal Resourse Locator，通用资源定位符)、所使用的协议等等。如果运营商/服务提供商对每台IP应用终端都进行手工配置，将给运营商/服务提供商带来巨大的成本，而让用户自己对IP应用终端进行配置显然是不合理的。因此，如何实现对IP应用终端进行自动配置是一个亟待解决的问题。
DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线)论坛提出的TR069技术方案初步解决了对家庭网关进行自动配置的问题，TR069是用于在CPE(Customer Premises Equipment，用户驻地设备)和ACS(自动配置服务器)间通讯的管理体系协议。在该TR069技术方案中，描述了这样一种方案，CPE(例如家庭网关)向运营商的DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol，动态主机配置协议)服务器发出DHCP请求，在DHCP请求中，在某个DHCP option中携带设备标识等信息，DHCP服务器根据设备标识信息，找到该CPE所属的ACS的URL，然后在DHCP应答消息中的某个DHCP option中携带此ACS URL，这样，CPE就获得了ACS的URL信息。TR069中也说明了对于运营商定制的CPE可以在设备出厂时预置入运营商的ACS的URL。CPE通过ACS的URL访问ACS，获得相应的配置文件，根据该配置文件完成自动配置过程。
由于DHCP协议的明文性质，通过DHCP协议获取ACS URL的过程是不安全的，容易被截取，从而对后续的自动配置过程造成危害。因此，TR069实际上并不推荐CPE通过DHCP协议获得ACS URL，在没有安全的获取ACSURL的方法之前，推荐采用设备出厂时预置入ACS的URL的方法，或者手工配置ACS URL，这就不利于CPE的零售。
在实际应用中，可以用PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet，以太网上点到点协议)代替DHCP协议来完成上述CPE获取ACS URL的过程，这需要对PPPoE的使用作适当规定。
和家庭网关相连的应用终端也可以使用上述TR069技术方案来实现自动配置。应用终端向家庭网关发送DHCP请求或PPPoE请求，家庭网关向公网上的DHCP或PPPoE服务器转发或中继该应用终端的DHCP请求或透传该应用终端的PPPoE请求，家庭网关从DHCP或PPPoE服务器获得应用终端的ACS URL，然后再转发、中继或透传给应用终端。
上述技术方案的缺点是：如果采用DHCP协议，没有克服其本身的不安全性。如果采用PPPoE协议，由于PPPoE协议本身有安全的身份验证过程，应用终端的识别信息和ACS URL可以加密传输，从而可以保证应用终端获取ACS URL的过程安全可靠，但是采用PPPoE协议将增加应用终端软件的复杂度。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种对家庭网络中应用终端进行自动配置的装置、系统和方法，在不增加应用终端软件复杂度的前提下，解决应用终端直接从公网获取ACS URL的过程具有不安全性的问题。
对家庭网络中应用终端的安全的自动配置。
本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：
一种家庭网关自动配置服务器，包括：
信息接收模块：接收应用终端发送的配置请求消息，所述配置请求消息中携带设备标识信息；
信息查询模块：根据所述配置请求消息中携带的设备标识信息，查询其内部保存的应用终端所属自动配置服务器的相关信息，或者向业务支撑系统或运营支撑系统进行查询；
信息发送模块：获取所述的应用终端所属自动配置服务器的地址信息，通过所述的配置请求消息的响应消息，将所述的地址信息发送给所述的应用终端。
一种家庭网关，包括：
DHCP服务器端模块：用于在接收到应用终端发送的动态主机配置协议DHCP请求或通知消息后，通过DHCP应答消息将家庭网关所属自动配置服务器的地址信息发送给应用终端。
一种对家庭网络中应用终端进行自动配置的方法，包括步骤：
A、应用终端从家庭网关获得家庭网关自动配置服务器的地址信息，向家庭网关自动配置服务器发送配置请求消息；
B、所述家庭网关自动配置服务器在接收到所述配置请求消息后，通过查询获得所述应用终端所属自动配置服务器的地址信息，通过所述配置请求消息的响应消息将所述应用终端所属自动配置服务器的地址信息发送给所述应用终端；
C、所述应用终端根据家庭网关自动配置服务器返回的所述应用终端所属自动配置服务器的地址信息，向应用终端所属自动配置服务器发送所述配置请求消息，从应用终端所属自动配置服务器获得配置信息进行自动配置。
由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，在本发明实施例中，应用终端从GACS(家庭网关自动配置服务器)获得ACS URL，从而可以在不增加应用终端复杂度的情况下，保证应用终端安全地获得其所属的ACS的URL，解决应用终端直接从公网获取ACS URL的过程具有不安全性的问题。
附图说明
图1为本发明实施例所述家庭网络中对应用终端进行自动配置的系统的组网示意图；
图2为本发明实施例所述家庭网络中对应用终端进行自动配置的系统的具体结构示意图；
图3为本发明实施例所述方法的处理流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种对家庭网络中应用终端进行自动配置的装置、系统和方法。
下面结合附图来详细说明本发明实施例。本发明实施例所述家庭网络中对应用终端进行自动配置的系统的组网示意图如图1所示，该系统的具体结构示意图如图2所示，包括：GACS、TACS(应用终端自动配置服务器)、家庭网关和应用终端。
ACS即自动配置服务器，对其所属的终端设备按照某种管理协议(例如TR069)进行自动配置和管理，网络运营商、服务提供商都可以部署ACS，对其管辖范围内的终端设备实现自动配置和管理。下面以TR069定义的配置管理协议为例，分别介绍本发明实施例所述系统中各个模块的功能。
GACS，即家庭网关的ACS，为NSP(Network service provider，网络服务提供商)/ISP(Internet Service Provider，因特网服务提供者)部署，对NSP/ISP所属的家庭网关进行自动配置和管理。在本实施例中，GACS还用于通过TR069定义的配置管理协议和应用终端进行消息交互，将应用终端所属TACS的URL信息发送给应用终端。因此，GACS除了包括一般的ACS所具有的配置管理服务器端功能模块之外，还包括信息接收模块、信息查询模块和信息发送模块。
其中，信息接收模块：接收应用终端发送的TR069定义的配置请求消息，所述配置请求消息中携带设备标识信息；
其中，信息查询模块：根据所述配置请求消息中携带的设备标识信息，查询其内部保存的TACS的相关信息，或者向业务支撑系统或运营支撑系统进行查询；
其中，信息发送模块：获取所述的TACS的URL信息，通过所述的配置请求消息的响应消息，将所述的地址信息发送给所述的应用终端。
根据TR069的定义，设备启动后如果已获得ACS URL，则应该向ACS发送一个Inform消息，Inform消息中总是携带设备标识等信息。如果设备希望获得配置，则在Inform消息中携带BOOTSTRAP(开机)事件，ACS收到BOOTSTRAP事件后，将向设备发送一个Download消息通知设备去取配置文件。携带BOOTSTRAP事件的Inform消息可称为配置请求消息。
如果GACS收到的Inform消息中携带BOOTSTRAP事件，则GACS从Inform消息中取出设备标识信息，根据设备标识中的设备类型信息判断其是家庭网关还是其它设备，如果不是家庭网关，则根据设备标识信息向GACS自带的数据库或者向BSS(Business Support System，业务支撑系统)/OSS(Operating Support System，运营支撑系统)进行查询，将查询得到的TACS URL信息通过SetParameterValues(设置参数值)方法发送给应用终端。
上述Inform消息、BOOTSTRAP事件、SetParameterValues方法等是TR069所定义的具体内容，如果采用其它管理协议，会有不同的定义，其交互过程也会有所差异，例如按照TR069的定义，ACS收到Inform消息后应先回一个InformResponse消息，然后再使用SetParameterValues等方法对终端设备进行操作，而其它管理协议可能并不按照这种方式进行交互，例如直接在类似于InformResponse的消息中携带TACS的URL，而不必另外发送一个消息。
TACS，即应用终端的ACS，为SP(Service Provider，服务提供商)部署，通过TR069定义的配置管理协议实现对其服务的应用终端进行自动配置和管理。一个TACS可以配置和管理多个应用终端。在接收到应用终端通过TR069定义的配置管理协议发送的配置请求消息后，通过上述配置管理协议将应用终端的配置文件信息返回给应用终端。
应用终端：用于根据从家庭网关获得的GACS的URL信息，通过TR069定义的配置管理协议与GACS进行消息交互，从GACS获得其所属的TACS的URL信息。根据该TACS的URL信息，通过上述配置管理协议从TACS获取配置文件信息，利用该配置文件信息进行自动配置。包括：配置管理客户端模块、DHCP客户端模块。
其中，DHCP客户端模块：用于通过DHCP协议从网络中的DHCP服务器获得IP地址，并从家庭网关分配IP地址的应答消息中的option中解析出ACSURL。由于应用终端与家庭网关之间的交互发生家庭网络内部，认为这个过程是安全的。
其中，配置管理客户端模块：用于通过TR069定义的配置管理协议与ACS进行交互。根据TR069的定义，如果ACS修改终端设备上的ACS URL，终端设备应该向新的ACS发送Inform消息，并接受新的ACS的管理。利用这种机制，应用终端先访问通过DHCP协议从家庭网关处得到的GACS，在应用终端与GACS使用TR069定义的配置管理协议交互时，GACS将TACS的URL下发给应用终端，于是应用终端得到了自己的ACS的URL，而TR069定义的配置管理协议是建立在SSL(Secure Socket Level，安全套接字层)协议基础上的，因此这个过程是安全的。
家庭网关：用于在接收到应用终端发送的DHCP请求后，给该应用终端分配IP地址，并在分配IP地址的应答消息中同时在某个option中携带GACS的URL。家庭网关是通过某种安全的过程获得其所属ACS即GACS的URL的。家庭网关获得GACS URL之后，根据该GACS URL从GACS处获得配置。家庭网关除了包括一般的ACS所具有的配置管理客户端模块之外，还包括：
DHCP服务器端模块：用于在接收到应用终端发送的动态主机配置协议DHCP请求或通知消息后，通过DHCP应答消息将家庭网关所属自动配置服务器的地址信息发送给应用终端。
虽然TR069描述了通过DHCP协议从DHCP服务器获得ACS URL的方法，但由于为家庭网关分配IP地址的DHCP服务器位于公网，使用DHCP协议获取ACS URL不安全，因此家庭网关将通过其它安全手段获得ACS URL，例如PPPoE协议、出厂时预置、运营商或用户手工配置等等。
在图1中，TACS1为SP1所有，对使用SP1所提供的服务的应用终端1进行自动配置和管理，一个家庭网络中可以存在多个使用SP1所提供服务的应用终端。TACS2为SP2所有，对使用SP2所提供的服务的应用终端2进行自动配置和管理，一个家庭网络中可以存在多个使用SP2所提供服务的应用终端。
SP1和SP2可以提供相同的业务，例如都提供VoIP；也可以是提供不同的业务，例如SP1提供VoIP，SP2提供IPTV。因此应用终端1和应用终端2可以是同一种类型的设备也可以是不同类型的设备。一个SP也可以提供多种业务，例如同时提供VoIP和IPTV。
本发明实施例所述方法的处理流程如图3所示，包括如下步骤：
步骤31、应用终端使用DHCP协议向家庭网关发送DHCP Request(DHCP请求)，请求获得自己的IP地址。
由于家庭网络中的多个设备可能支持不同的管理规范，有的支持TR069，有的不支持TR069，应用终端为了在DHCP ACK消息中获得自己想要的信息，可以在DHCP Request消息中的某个option内携带一些特定信息，例如本例应用终端应该按照TR069要求在DHCP option 60中包含“dslforum.org”字符串。
步骤32、家庭网关接收到上述DHCP Request后，为上述应用终端分配IP地址，并在分配IP地址的DHCP ACK消息中将家庭网关自己的ACS(即GACS)的URL填充到TR069指定的DHCP option 43中。
根据DHCP协议，应用终端为了从DHCP服务器获得相应信息，也可以在步骤31向DHCP服务器发送DHCP Inform消息，之后DHCP服务器也会回一个DHCP ACK消息，这会对步骤32产生一些影响，本例不再详细描述，本技术领域技术人员自然明白其中含义和实现方法。
步骤33、应用终端接收到上述DHCP ACK后，获取其中携带的GACS的URL。根据该URL使用TR069定义的配置管理协议即CWMP(广域网管理协议)中的Inform消息访问GACS，该Inform消息中包含了设备的厂家信息、设备类型、设备序列号等信息，这些信息可以唯一标识一台设备，合在一起称为设备标识。同时，在这个Inform消息中携带TR069定义的BOOTSTRAP事件，表示设备需要配置，这样的消息称为配置请求消息。当然，其它的管理协议定义的配置请求消息会与此不同，设备标识也不一定与TR069的定义一致。
步骤34、GACS接收到上述Inform消息后，根据Inform消息中包含的设备类型信息判断出该设备不是家庭网关，即实际上不属于GACS管理，则根据设备标识信息，查询其保存的TACS相关信息，或者，向BSS/OSS进行查询，获取应用终端的所属ACS(即TACS)的URL信息。
本发明实施例要求TACS的所有者SP向GACS的所有者NSP/ISP提供TACS的相关信息，该TACS的相关信息包括：TACS的URL、使用该SP所提供业务的用户应用终端的厂家信息、设备类型、设备序列号等设备标识信息。并且这些信息应该通过某种途径存储到GACS或NSP/ISP的BSS/OSS系统中。例如，NSP/ISP的BSS/OSS系统可以向SP提供一个客户端，SP通过该客户端将应用终端的标识信息和TACS URL输入到BSS/OSS系统中，BSS/OSS系统再经过GACS的北向接口将应用终端的相关信息传输到GACS或不传输。或者，属于SP的终端信息仅存储于SP的BSS/OSS系统，但是NSP/ISP的BSS/OSS系统与SP的BSS/OSS系统存在一个接口，通过这样的接口，GACS可以查询一个应用终端所属的TACS的URL。
步骤35、GACS将找到的TACS的URL发送给应用终端。根据TR069定义的配置管理协议，GACS可以使用SetParameterValues方法修改应用终端的ACS URL。不过在这之前，GACS应该针对应用终端发送的Inform消息回送一个InformResponse消息。在这里，由于应用终端的配置请求信息而触发的由GACS发出的SetParameterValues消息也是对配置请求消息的响应，至于受具体协议而产生的交互报文细节上的差异并不超出本发明的方法。
步骤36、应用终端接收到GACS发送来的新的ACS URL后，向新的ACS即TACS重发Inform消息。
步骤37、TACS接收到上述Inform消息后，如果Inform消息中包含BOOTSTRAP事件，就使用TR069定义的Download方法通知应用终端取配置文件，于是该应用终端获得配置。当然，在这之前，TACS也要先回一个InformResponse消息。关于获取配置文件的细节已经不属于本发明的范围，就不在这里详细描述了。当然，如果采用其它配置管理协议，应用终端不一定是通过一个文件而获得配置的，也可以是由TACS逐步下发参数设置命令而得到配置的。
通过以上步骤，应用终端只需要在步骤33增加解析DHCP ACK报文中的ACS URL信息，后续过程都是TR069定义的CWMP协议的过程，不需要对配置管理协议作出修改，也不增加应用终端所需任何资源。在家庭网关方面，也仅在步骤32增加了将家庭网关自己的ACS URL附加到DHCP ACK报文的option中的处理过程，其它一切不变。GACS方面，需要其实现TACS的管理和查找。
通过上述步骤，应用终端自动配置的第一步即获取ACS URL的步骤在家庭网络内部完成，避开通过公网获取ACS URL存在的安全问题。接下来利用TR069或其它配置管理协议本身的安全性，应用终端从GACS获得TACS的URL，从而安全地完成自动获取其所属ACS的过程。这将整个配置过程的安全问题集中到了家庭网关获得其ACS URL的步骤，在这一步，家庭网关可以使用PPPoE、出厂预置、手工设置等方法安全获取ACS URL，而家庭网关相对于应用终端是少量设备，一个家庭网络中只需要一个家庭网关，却可能存在多个实现各种应用的应用终端。
以上所述，仅为本发明实施例较佳的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，例如使用SNMP V3协议代替TR069协议，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1. 一种家庭网关自动配置服务器，其特征在于，包括：
信息接收模块：接收应用终端发送的配置请求消息，所述配置请求消息中携带设备标识信息；
信息查询模块：根据所述配置请求消息中携带的设备标识信息，查询其内部保存的应用终端所属自动配置服务器的相关信息，或者向业务支撑系统或运营支撑系统进行查询；
信息发送模块：获取所述的应用终端所属自动配置服务器的地址信息，通过所述的配置请求消息的响应消息，将所述的地址信息发送给所述的应用终端。
2. 根据权利要求1所述的家庭网关自动配置服务器，其特征在于，所述配置请求消息为数字用户线DSL论坛的技术报告TR069定义的广域网管理协议中定义的带有开机BOOTSTRAP事件的Inform消息，所述配置请求的响应消息为所述Inform消息的响应消息，即由此触发的设置参数值SetParameterValues消息。
3. 一种家庭网关，其特征在于，包括：
动态主机配置协议DHCP服务器端模块：用于在接收到应用终端发送的DHCP请求或通知消息后，通过DHCP应答消息将家庭网关所属自动配置服务器的地址信息发送给应用终端。
4. 一种对家庭网络中应用终端进行自动配置的系统，其特征在于，包括：家庭网关自动配置服务器和应用终端，其中，
家庭网关自动配置服务器：接收应用终端发送的配置请求消息，根据所述配置请求消息查询获得应用终端所属自动配置服务器的地址信息，并将所述的应用终端所属自动配置服务器的地址信息发送给所述的应用终端；
应用终端：向家庭网关自动配置服务器发送配置请求消息，获取应用终端所属自动配置服务器的地址信息，并向所述的应用终端所属自动配置服务器发送配置请求消息，根据从所述的应用终端所属自动配置服务器获得配置信息进行自动配置。
5. 根据权利要求4所述的对家庭网络中应用终端进行自动配置的系统，其特征在于，所述系统还包括：
家庭网关：接收应用终端发送的DHCP请求或通知消息，并通过DHCP应答消息将家庭网关所属自动配置服务器的地址信息发送给所述应用终端。
6. 根据权利要求4所述的对家庭网络中应用终端进行自动配置的系统，其特征在于，所述系统还包括：
应用终端所属自动配置服务器：接收应用终端发送的配置请求消息，对所述应用终端进行配置。
7. 根据权利要求4或5或6所述的对家庭网络中应用终端进行自动配置的系统，其特征在于，所述应用终端包括：
DHCP客户端模块：用于通过DHCP从网络中的DHCP服务器获得IP地址，并从家庭网关分配IP地址的应答消息中解析出家庭网关自动配置服务器的地址信息。
8. 一种对家庭网络中应用终端进行自动配置的方法，其特征在于，包括步骤：
A、应用终端从家庭网关获得家庭网关自动配置服务器的地址信息，向家庭网关自动配置服务器发送配置请求消息；
B、所述家庭网关自动配置服务器接收所述配置请求消息，查询获得所述应用终端所属自动配置服务器的地址信息，并将所述应用终端所属自动配置服务器的地址信息发送给所述应用终端；
C、所述应用终端根据所述应用终端所属自动配置服务器的地址信息，向应用终端所属自动配置服务器发送所述配置请求消息，从应用终端所属自动配置服务器获得配置信息进行自动配置。
9. 根据权利要求8所述的对家庭网络中应用终端进行自动配置的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
应用终端向家庭网关发送DHCP请求或通知消息，家庭网关在接收到所述DHCP请求或通知消息后，通过DHCP应答消息家庭网关所属自动配置服务器的地址信息发送给所述应用终端。
10. 根据权利要求8或9所述的对家庭网络中应用终端进行自动配置的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
家庭网关自动配置服务器在接收到应用终端发送的配置请求消息后，根据该配置请求消息中携带的设备标识信息，在其内部保存的应用终端所属自动配置服务器的相关信息表进行查询或者向业务支撑系统/运营支撑系统进行查询，获得应用终端所属自动配置服务器的地址信息，通过所述配置请求消息的响应消息将所述应用终端所属自动配置服务器的地址信息发送给应用终端。
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