专利名称：一种实现对设备进行统一管理的网关及方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现对设备进行统一管理的网关及 方法。
背景技术：
随着互联网及其应用技术的不断发展，人们可以利用互联网开展越来越 丰富的应用与服务。作为家庭用户访问互联网的门户一一家庭网关，也就集 成了越来越丰富的网络应用业务。其除了为用户提供基本的上网业务外，还 可以提供网络视频、网络电话、视频监控等业务。在围绕家庭网关布局的家庭组网中，存在着PC (个人电脑)、STB (机顶盒)、Phone (电话)和Camera (照相机)等类型各异、同时可以多数量的各种设备。可以预期的是，随着 家庭网络业务的越加丰富，家庭组网中的设备类型和数量也会越加丰富。而目前实际应用的家庭网关产品，却没有一种可实现对家庭网络中的各 种设备进行统一管理，各种设备还处于一种零散3瓜立的状态。由于在网关上 不能统一管理所有设备的信息，所以从运营的角度看，运营商就无法通过网 管的方式，借由网关来实时对设备进行管理，具体的说，是无法有效和便捷 地管理和设备密切相关的网络业务。同时如果想在网关上开展某种和设备相 关联的网络业务，只能采用比较死板的配置方式来实现，可扩展性很差，不 能基于设备管理和一定的策略来自动触发业务的开启、调整和关闭。显然这 种现状并不能适应灵活多变且发展迅速的家庭网络业务的开展。以网关上最基本的选路为例。为了多种业务的开展，网关上会同时支持 多条WAN(广域网)连接。如果网关下挂一台STB,以开展网络视频业务， 同时要求该业务仅通过某条特定的WAN连接来接入，那么以端口绑定的方 式来实现的话，就需要实现该STB和某个特定的WAN连接的绑定。以目 前的实现方式，只能通过网管、页面或是其他的配置方式，来把一个特定的 LAN(局域网)侧端口和这个WAN连接绑定，而STB必须下挂在这个LAN 侧端口下，其不灵活性显而易见。纵观目前的家庭网关产品，还没有示例和技术资料表明，可实现对家庭 网络中设备的统一管理，并基于此进一步开展了业务。发明内容本发明的目的在于，在家庭网关上提供一种实现对设备进行统一管理的 网关及方法，以实现对家庭网络中各种设备的统一管理，并在设备管理的基 础上开展各类网络业务。本发明采用的技术方案是本发明提供了一种实现对设备进行统一管理的网关，包括动态主机配置 协议DHCP进程模块、设备管理模块和设备列表；所述DHCP进程模块与所述设备管理模块相连，其用于在接收到所述设 备向其发送的第一次上线消息后，为所述设备分配IP地址并构建相关的信 息节点；还用于向所述设备管理模块发送从所述第 一次上线消息中解析出的 所述设备的设备信息；所述设备管理模块分别与所述DHCP进程模块和所述设备列表相连，其 用于在接收到所述设备信息后，将其转发给所述设备列表；所述设备列表与所述设备管理模块相连，其用于在接收到所述设备管理 模块向其发送的所述设备信息后，将其保存下来。进一步地，所述设备信息的属性包括所述设备的MAC地址、IP地址、 设备类型、设备标识和节点状态。进一步地，所述DHCP进程模块还用于检测所述设备的在线状态，当检 测到所述设备临时上/下线时，所述DHCP进程模块用于向所述设备管理模 块发送所述设备的上/下线信息；当检测到所述设备租期到时未续租或设备 离线时，所述DHCP进程模块用于将其上所述设备的信息节点删除并相应地 向所述设备管理模块发送所述设备的设备租满消息或设备离线信息；所述设 备管理模块还用于将上述信息发送给所述设备列表；所述设备列表还用于根 据所述上/下线信息更新对应设备的节点状态，或根据所述设备租满消息或 设备离线信息删除所述设备的设备信息。进一步地，所述网关还包括一个或多个功能模块，其分别与所述设备管 理模块相连，用于接收所述设备管理模块向其发送的设备信息，并根据所述设备信息进行所述设备的功能开启配置；所述设备管理模块用于向所述一个或多个功能模块发送其接收到的设 备信息。进一步地，所述功能模块包括质量保证模块、端口映射模块、端口绑 定模块、非军事区模块中的一个或其任意组合。进一步地，所述网关还包括一设备管理配置接口，其与所述设备管理模 块相连，用户用其向所述设备管理模块下发获取所述设备的设备信息的命 令，并接收所述设备管理模块向其返回的所述设备信息；所述设备管理模块用于在接收到所述设备管理配置接口向其发送的获 取所述设备的设备信息的命令后，将所述设备的设备信息从所述设备列表中 提取出来并返回给所述设备管理配置接口 。进一步地，所述设备管理配置接口还用于用户通过其向所述设备管理模 块发送修改所述设备信息属性的命令；所述设备管理模块接收到上述命令 后，还用于将该命令转发给所述设备列表；所述设备列表用于根据所述命令， 对相关设备信息的属性进行修改。本发明还提供了 一种采用上述网关实现对设备进行统一管理的方法，包 括以下步骤a、 DHCP进程模块在接收到所述设备向其发送的第一次上线消息 后，为所述设备分配IP地址并构建相关的信息节点；然后向设备管理模块 发送从所述第 一次上线消息中解析出的所述设备的设备信息；b、 所述设备管理模块将接收的所述设备信息转发给设备列表；c、 所述设备列表将接收到的所述设备信息保存下来。进一步地，所述设备信息的属性包括所述设备的MAC地址、IP地址、 设备类型、设备标识和节点状态。 进一步地，步骤a之后的任意一步还包括以下步骤A、 所述DHCP进程模块继续釆用地址解析协议的探测方式检测所 述设备的在线状态，当检测到所述设备临时上/下线时，所述DHCP进程模 块向所述设备管理模块发送所述设备的上/下线信息；当检测到所述设备租 期到时未续租或设备离线时，所述DHCP进程模块将其上所述设备的信息节 点删除并相应地向所述设备管理模块发送所述设备的设备租满消息或设备 离线信息；B、 所述设备管理模块将其接收到的所述上/下线信息、设备租满消 息或设备离线信息发送给所述设备列表；C 、 所述设备列表根据所述上/下线信息更新对应设备的节点状态， 或根据所述设备租满消息或设备离线信息删除其上所述设备的设备信息。进一步地，步骤b中所述设备管理模块将其接收的所述设备信息转发给 设备列表的同时还发送给一个或多个与其相连的功能模块，所述功能模块根 据所述设备信息向内核下发配置命令，进行所述设备的功能开启配置。进一步地，所述功能模块包括质量保证模块、端口映射模块、端口绑 定模块、非军事区模块中的一个或其任意组合。进一步地，当用户获取设备信息时步骤c之后还包括dl、用户通过设备管理配置接口向所述设备管理模块下发获取所述设备 的设备信息的命令；el、所述设备管理模块在接收到上述命令后，将所述设备的设备信息从 所述设备列表中提取出来并返回给所述设备管理配置接口。如权利要求9所述的方法，其特征在于，当用户修改设备信息时步骤c 之后还包括d2、用户通过所述设备管理配置接口向所述设备管理模块发送修改所述 设备信息属性的命令；e2、所述设备管理模块接收到上述命令后，将该命令转发给所述设备列 表；所述设备列表根据所述命令对相关设备信息的属性进行修改。
与现有技术相比较，本发明在家庭网关上引入了设备管理的概念和实现方法，并通过对现有DHCP (动态主机配置协议)和ARP (地址解析协议) 技术的改造和综合运用，非常方便地实现了对家庭组网中各类设备信息的实 时搜集，通过设备管理模块实现了对设备的分类管理，强化了网关在家庭组 网中的管理作用。此外，本发明在设备管理的基础上，进一步提出了对网络 业务自动配置和开展的支持。通过增加设备管理模块和QoS (质量保证)、 端口绑定、端口映射及DMZ (非军事区)等常用业务功能的消息接口，可 以把设备上对业务开展的要求，映射成设备的信息元素，经由设备管理模块 通知到对应的功能模块上，以实现业务开展的自动化。并可借助设备管理配 置接口，灵活设置设备的属性以及添加设备信息等。
图1是本发明实施例中家庭组网示意图；图2是本发明实施例中网关内部组件示意图；图3是本发明实施例中实现对设备统一管理的流程图；图4是本发明实施例中应用设备管理配置接口对设备进行统一管理的 三种方式的流程图；图5是本发明的设备管理自动触发业务开展的接口 ；图6是本发明的经由设备管理配置接口触发业务开展的接口；具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。本发明中的典型应用场景如图1所示。本发明实现对设备进行统一管理 的网关，如图2所示，包括DHCP进程模块、设备管理模块、设备列表、设 备管理配置接口和一个或多个功能模块(包括质量保证模块、端口映射模块、 端口绑定模块、非军事区模块中的一个或其任意组合)；所述DHCP进程模块与所述设备管理模块相连，其用于在接收到所述设
备向其发送的第一次上线消息后，为所述设备分配IP地址并构建相关的信息节点；还用于向所述设备管理模块发送从所述第 一次上线消息中解析出的 所述设备的设备信息(其属性包括设备的MAC地址、IP地址、设备类型、 设备标识和节点状态)；所述DHCP进程模块还用于检测所述设备的在线状 态，当检测到所述设备临时上/下线时，所述DHCP进程模块用于向所述设 备管理模块发送所述设备的上/下线信息；当检测到所述设备租期到时未续 租或设备离线时，所述DHCP进程模块用于将其上所述设备的信息节点删除 并相应地向所述设备管理模块发送所述设备的设备租满消息或设备离线信 息；所述设备管理模块分别与所述DHCP进程模块、所述设备列表、设备管 理配置接口及一个或多个功能模块相连，其用于在接收到所述设备信息、设 备的上/下线信息或设备租满消息或设备离线信息后，将其转发给所述设备 列表和所述一个或多个功能模块；还用于在接收到所述设备管理配置接口向 其发送的获取所述设备的设备信息的命令后，将所述设备的设备信息从所述 设备列表中提取出来并返回给所述设备管理配置接口 ；所述设备列表与所述设备管理模块相连，其用于在接收到所述设备管理 模块向其发送的所述设备信息后，将其保存下来；还用于根据所述上/下线 信息更新对应设备的节点状态，或根据所述设备租满消息或设备离线信息删 除所述设备的设备信息；还用于根据所述设备管理配置接口通过所述设备管 理模块向其发送的修改所述设备信息属性的命令，对相关设备信息的属性进行修改。所述一个或多个功能模块分别与所述设备管理模块相连，其用于接收所 述设备管理模块向其发送的设备信息，并根据所述设备信息进行所述设备的 功能开启配置；所述设备管理配置接口与所述设备管理模块相连，用户用其向所述设备 管理模块下发获取所述设备的设备信息的命令，并接收所述设备管理模块向 其返回的所述设备信息；还用于用户通过其向所述设备管理才莫块发送修改所 述设备信息属性的命令
如图3所示，采用上述模块进行设备统一管理的方法，包括以下步骤步骤l: DHCP进程模块收到设备的第一次上线消息后，负责给设备分 配IP地址并构建相关的信息节点。此时判定为该设备第一次上线。DHCP 进程模块将从上述上线消息中解析出的设备信息发送给设备管理模块；步骤2:设备管理模块接收到该设备消息后，将其保存在其维护的设备 列表中。设备信息中一般包括该设备的MAC地址、IP地址、设备类型(如 设备是PC、 Camara、 Phone或是STB等)、设备标识和节点状态(缺省为 上线)；步骤1中DHCP进程模块在为上述设备分配IP地址后，仍然使用ARP 探测的方式检测该设备的在线状态，如果检测到该设备临时下线或是下线后 再次上线，会将对应的消息通知给设备管理模块；设备管理模块接收到设备 上/下线消息后，会更新设备列表中对应节点的状态；如果检测到设备租期 到时未续租、或是设备离线，则DHCP进程模块判定设备不在网内且将该设 备在其上的构建的信息节点删除，并分别将设备租满消息或设备离线信息消 息通知给设备管理模块；设备管理模块接收到上述消息后，删除设备列表中 对应的节点。如图4所示，用户通过配置设备管理配置接口对设备进行管理配置操作 ^口的方法如下三种第一种用户使用设备管理配置接口，向设备管理模块下发获取设备信 息的命令，设备管理模块收到后从设备列表中把命令中要求的设备信息提取 出来后反馈给用户；第二种借由设备管理配置接口，用户可以针对特定的设备，对其设备 类型、设备标识等属性进行配置，并将配置命令下发给设备管理模块；设备 管理模块接收到该命令后，在设备列表中找到对应的设备，对其相应的属性 进行修改配置；第三种借由设备管理配置接口，用户也可以将增加或是删除某设备的 配置命令下发给设备管理模块；设备管理模块接收到该命令后，在设备列表 中增加或是删除对应设备的设备信息。如图5所示，利用设备管理模块自动触发业务开展的接口如下触发QoS (质量保证)业务自动开展的流程如下步骤1:设备管理模块在接收到DHCP进程模块向其发送的设备信息后， 将该信息向质量控制规则QoS Rules发送设备上/下线消息，消息内容中包 含设备信息，如设备标识、IP地址等；步骤2: QoS Rules接收到上述消息后，向内核下发配置命令，则 QoS规则生效。触发端口映射业务自动开展的流程如下步骤1:设备管理模块在接收到DHCP进程模块向其发送的设备信息 后，向PF (端口映射)模块发送规则启用或是规则停用消息，消息中包含 用户IP、网关IP、网关端口号、设备内网IP、设备端口号、协i义等内容；步骤2: PF模块接收到上述消息后，将其内容中各项组装成一条配置 规则，向内核下发配置命令。如图6所示，本发明的经由设备管理配置接口触发业务开展的接口如下。步骤1:设备管理配置接口向设备管理模块下发获取设备信息的命令；步骤2:设备管理模块从其维护的设备列表中提取出设备信息后，反馈 给设备管理配置接口；在此基础上，可以针对陈列的设备信息，进行各种业务的配置"t喿作，包 :括以下方式(1) 可以选择在指定设备上开启DMZ功能。将配置命令下发给设 备管理模块，再由设备管理模块以消息的方式发送给DMZ模块，由DMZ 模块对内核进行配置；(2) 可以选择在指定设备上开启虛拟服务器功能，即端口映射功 能。同样，将配置命令下发给设备管理模块，再由设备管理模块以消息的方 式发送给端口映射模块，由端口映射模块对内核进行配置；(3) 可以选择为指定设备绑定特定WAN连接。同样，将命令下 发到设备管理模块，再由设备管理模块以消息的方式通知给端口绑定模块，再由端口绑定模块根据设备的MAC地址来进行索引，映射到端口之间的绑 定关系，并把该关系组装成配置命令，对内核进行配置。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的 形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种实现对设备进行统一管理的网关，其特征在于，包括动态主机配置协议DHCP进程模块、设备管理模块和设备列表；所述DHCP进程模块与所述设备管理模块相连，其用于在接收到所述设备向其发送的第一次上线消息后，为所述设备分配IP地址并构建相关的信息节点；还用于向所述设备管理模块发送从所述第一次上线消息中解析出的所述设备的设备信息；所述设备管理模块分别与所述DHCP进程模块和所述设备列表相连，其用于在接收到所述设备信息后，将其转发给所述设备列表；所述设备列表与所述设备管理模块相连，其用于在接收到所述设备管理模块向其发送的所述设备信息后，将其保存下来。
2、 如权利要求l所述的网关，其特征在于，所述设备信息的属性包括所述设备的MAC地址、IP地址、设备类型、 设备标识和节点状态。
3、 如权利要求2所述的网关，其特征在于，所述DHCP进程模块还用于检测所述设备的在线状态，当检测到所述设 备临时上/下线时，所述DHCP进程模块用于向所述设备管理模块发送所述 设备的上/下线信息；当检测到所述设备租期到时未续租或设备离线时，所 述DHCP进程模块用于将其上所述设备的信息节点删除并相应地向所述设 备管理模块发送所述设备的设备租满消息或设备离线信息；所述设备管理模 块还用于将上述信息发送给所述设备列表；所述设备列表还用于根据所述上 /下线信息更新对应设备的节点状态，或根据所述设备租满消息或设备离线 信息删除所述设备的设备信息。
4、 如权利要求l所述的网关，其特征在于，所述网关还包括一个或多个功能模块，其分别与所述设备管理模块相 连，用于接收所述设备管理模块向其发送的设备信息，并根据所述设备信息 进行所述设备的功能开启配置；所述设备管理模块用于向所述一个或多个功能模块发送其接收到的设 备信息。
5、 如权利要求4所述的网关，其特征在于，所述功能模块包括质量保证模块、端口映射模块、端口绑定模块、非 军事区模块中的一个或其任意组合。
6、 如权利要求l所述的网关，其特征在于，所述网关还包括一设备管理配置接口，其与所述设备管理模块相连，用 户用其向所述设备管理模块下发获取所述设备的设备信息的命令，并接收所述设备管理模块向其返回的所述设备信息；所述设备管理模块用于在接收到所述设备管理配置接口向其发送的获 取所述设备的设备信息的命令后，将所述设备的设备信息从所述设备列表中 提取出来并返回给所述设备管理配置接口 。
7、 如权利要求2或6所述的网关，其特征在于，所述设备管理配置接口还用于用户通过其向所述设备管理模块发送修 改所述设备信息属性的命令；所述设备管理模块接收到上述命令后，还用于 将该命令转发给所述设备列表；所述设备列表用于根据所述命令，对相关设 备信息的属性进行修改。
8、 一种采用权利要求1所述的网关实现对设备进行统一管理的方法， 其特征在于，包括以下步骤a、 DHCP进程模块在接收到所述设备向其发送的第一次上线消息后， 为所述设备分配IP地址并构建相关的信息节点；然后向设备管理模块发送 从所述第 一次上线消息中解析出的所述设备的设备信息；b、 所述设备管理模块将接收的所述设备信息转发给设备列表；c、 所述设备列表将接收到的所述设备信息保存下来。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述设备信息的属性包括所述设备的MAC地址、IP地址、设备类型、 设备标识和节点状态。
10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤a之后的任意一步还 包括以下步骤A、 所述DHCP进程模块继续采用地址解析协议探测的方式4企测所述 设备的在线状态，当检测到所述设备临时上/下线时，所述DHCP进程模块 向所述设备管理模块发送所述设备的上/下线信息；当检测到所述设备租期 到时未续租或设备离线时，所述DHCP进程模块将其上所述设备的信息节点 删除并相应地向所述设备管理模块发送所述设备的设备租满消息或设备离 线信息；B、 所述设备管理模块将其接收到的所述上/下线信息、设备租满消息 或设备离线信息发送给所述设备列表；C、 所述设备列表根据所述上/下线信息更新对应设备的节点状态，或 根据所述设备租满消息或设备离线信息删除其上所述设备的设备信息。
11、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤b中所述设备管理模块将其接收的所述设备信息转发给设备列表 的同时还发送给一个或多个与其相连的功能模块，所述功能模块根据所述设 备信息向内核下发配置命令，进行所述设备的功能开启配置。
12、 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述功能模块包括质量保证模块、端口映射模块、端口绑定模块、非 军事区模块中的一个或其任意组合。
13、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，当用户获取设备信息时步 骤c之后还包括dl 、用户通过设备管理配置接口向所述设备管理模块下发获取所述设备 的设备信息的命令；el、所述设备管理模块在接收到上述命令后，将所述设备的设备信息从所述设备列表中提取出来并返回给所述设备管理配置接口 。
14、如权利要求9所述的方法，其特征在于， 当用户修改设备信息时步骤c之后还包括d2、用户通过所述设备管理配置接口向所述设备管理模块发送修改所述 设备信息属性的命令；e2、所述设备管理模块接收到上述命令后，将该命令转发给所述设备列 表；所述设备列表根据所述命令对相关设备信息的属性进行修改。
全文摘要
一种实现对设备进行统一管理的网关，包括动态主机配置协议DHCP进程模块、设备管理模块和设备列表。采用上述网关实现对设备进行统一管理的方法，包括以下步骤DHCP进程模块在接收到设备向其发送的第一次上线消息后，为其分配IP地址并构建相关的信息节点；向设备管理模块发送从第一次上线消息中解析出的设备的设备信息；设备管理模块将接收的设备信息转发给设备列表；设备列表将接收到的设备信息保存下来。本发明在家庭网关上引入了设备管理的概念和实现方法，并通过对现有DHCP和地址解析协议技术的改造和综合运用，非常方便地实现了对家庭组网中各类设备信息的实时搜集及分类管理，强化了网关在家庭组网中的管理作用。
文档编号H04L12/24GK101159614SQ20071018158
公开日2008年4月9日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者何宝林, 周衍坚, 廖德强 申请人:中兴通讯股份有限公司