TR-069協(xié)議研究及在網(wǎng)關(guān)上的實(shí)現(xiàn)

顧雅珍，唐慧佳

（1.赤峰學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；2.西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610031）

TR-069協(xié)議研究及在網(wǎng)關(guān)上的實(shí)現(xiàn)

顧雅珍1,2，唐慧佳2

（1.赤峰學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；2.西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610031）

為了適應(yīng)家庭數(shù)字業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，家庭網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備需要支持的業(yè)務(wù)也更多樣，更復(fù)雜.網(wǎng)管協(xié)議TR-069以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，很好的解決了對(duì)用戶側(cè)設(shè)備的業(yè)務(wù)配置及管理困難.TR-069采用的協(xié)議結(jié)構(gòu)，保證了服務(wù)器端與用戶端通信的安全與流暢，并且不需要維護(hù)一個(gè)長(zhǎng)期的連接.介紹了協(xié)議中的通信機(jī)制及協(xié)議在網(wǎng)關(guān)上的實(shí)現(xiàn)；最后展望了TR-069協(xié)議的應(yīng)用前景.

TR-069；CPE；ACS；RPC；網(wǎng)關(guān)

近年來，以電信寬帶網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的IP增值業(yè)務(wù)得到迅速發(fā)展，相應(yīng)的多種多樣的IP終端設(shè)備被引入到家庭網(wǎng)絡(luò)中.這些設(shè)備分布在不同地區(qū)，網(wǎng)元數(shù)量非常龐大，需要通過遠(yuǎn)程集中的方式來管理.傳統(tǒng)的基于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）的網(wǎng)管系統(tǒng)，在管理數(shù)目眾多的終端設(shè)備時(shí)已顯得越來越力不從心.這就迫切需要有一個(gè)使用高效，運(yùn)行安全，操作方便的協(xié)議來解決這一難題.

TR-069協(xié)議是數(shù)字用戶線 (DSL：Digital Subscriber Line)論壇制訂的一個(gè)面向終端設(shè)備的網(wǎng)管協(xié)議，稱為用戶終端設(shè)備廣域網(wǎng)管理協(xié)議CWMP(CPE WAN Management Protocol)，DSL論壇的文檔編號(hào)為TR-069.它和其他相關(guān)協(xié)議一起定義了一套全新的網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)，提供了對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)中家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理配置的通用框架、管理方法、消息規(guī)范和數(shù)據(jù)模型.

1 TR-069協(xié)議

TR-069協(xié)議定義的是一個(gè)協(xié)議框架，功能就是在服務(wù)器端對(duì)用戶端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理.協(xié)議中主要包括兩類邏輯設(shè)備：用戶側(cè)設(shè)備 CPE（Customer Premises Equipment）和自動(dòng)配置服務(wù)器 ACS（Auto-Configuration Server）.CPE 指任何兼容TR-069協(xié)議的網(wǎng)關(guān)設(shè)備和局域網(wǎng)終端設(shè)備，可以主動(dòng)與ACS發(fā)起連接進(jìn)行會(huì)話.ACS是自動(dòng)配置服務(wù)器，與CPE建立會(huì)話后，可對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)配置，診斷，升級(jí)等工作.TR-069協(xié)議通過ACS對(duì)CPE的遠(yuǎn)程集中管理，解決了CPE設(shè)備的管理困難，節(jié)約了維護(hù)成本，提高了問題解決效率.

TR-069采用了成熟的通信協(xié)議、開放的面向?qū)ο蟮墓芾硇畔⒓軜?gòu)，具有強(qiáng)大的靈活性和可擴(kuò)充能力，可以滿足各類遠(yuǎn)端用戶的設(shè)備管理和配置需求.TR-069協(xié)議定義的框架是一個(gè)協(xié)議棧，如圖1所示：

TR-069協(xié)議充分利用了WEB的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，采用了的C/S結(jié)構(gòu)，在普通情況下，CPE是發(fā)送請(qǐng)求的客戶端，ACS是處理請(qǐng)求的服務(wù)器端.

2 TR-069協(xié)議中的通信

在TR-069所定義的結(jié)構(gòu)中，ACS與CPE通過RPC方法（remote procedure call，遠(yuǎn)程過程調(diào)用）機(jī)制來實(shí)現(xiàn)CPE與ACS兩端的通信.每一個(gè)CPE設(shè)備都有一個(gè)可連通的IP地址.ACS與CPE通信，首先要建立TCP連接，再以HTTP作為載體進(jìn)行會(huì)話.為方便ACS對(duì)CPE的自動(dòng)管理功能，在特定場(chǎng)合下，ACS也會(huì)作為客戶端的角色主動(dòng)與CPE進(jìn)行通信.比如ACS要查詢CPE的狀態(tài)，或修改參數(shù)等，都會(huì)主動(dòng)向CPE發(fā)送請(qǐng)求.對(duì)比簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP，CPE與ACS之間就不需要維護(hù)一個(gè)長(zhǎng)久的連接，節(jié)省了帶寬.

每一個(gè)CPE設(shè)備在出廠時(shí)都進(jìn)行了預(yù)配置，主要有WAN側(cè)連接參數(shù)和ACS連接參數(shù).CPE上電后，首次連接時(shí)，向DHCP server（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置服務(wù)器）發(fā)起IP地址請(qǐng)求報(bào)文，并獲得IP地址，子網(wǎng)掩碼，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，動(dòng)態(tài)域名解析服務(wù)器地址等信息.CPE通過出廠時(shí)內(nèi)置的ACS的URL和DNS server（域名系統(tǒng)服務(wù)器），向ACS發(fā)起inform請(qǐng)求.實(shí)現(xiàn)過程如圖2所示.

（1)CPE與ACS建立TCP連接，

（2)SSL初始化，建立安全機(jī)制.

（3）CPE發(fā)送Inform報(bào)文，開始建立TR-069連接.Inform報(bào)文的Eventcode.（事件代碼）為0BOOTSTRAP.事件代碼用來代表事件發(fā)生的類型，也就是CPE為什么要發(fā)出請(qǐng)求.

（4）ACS對(duì)CPE進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證通過ACS將返回Inform響應(yīng)報(bào)文，連接建立.

（5）如果CPE沒有別的請(qǐng)求，就會(huì)發(fā)送一個(gè)空?qǐng)?bào)文，以滿足HTTP報(bào)文請(qǐng)求/響應(yīng)報(bào)文交互規(guī)則.

（6）ACS隨機(jī)生成雙向的DIGEST認(rèn)證密碼，通過Set-ParameterValues方法設(shè)置到CPE上.

（7）CPE響應(yīng)ACS的設(shè)置.

（8）ACS順序下發(fā)對(duì)CPE的基本業(yè)務(wù)配置，CPE對(duì)每一項(xiàng)配置做出回應(yīng).

（9）ACS發(fā)送空?qǐng)?bào)文通知CPE沒有別的請(qǐng)求了.

（10）CPE關(guān)閉連接，會(huì)話結(jié)束.

3 TR-069協(xié)議在網(wǎng)關(guān)上的實(shí)現(xiàn)

通過TR-069協(xié)議棧可以看出通信雙方是以HTTP的方式連接的，所以TR-069的協(xié)議報(bào)文就是HTTP報(bào)文.但又不是簡(jiǎn)單的HTTP報(bào)文，它是綁定了SOAP消息、擴(kuò)展的HTTP報(bào)文.在CPE與ACS的通信中，CPE發(fā)送HTTP POST報(bào)文，ACS發(fā)送HTTP response報(bào)文.CPE或ACS的請(qǐng)求都是通過SOAP中的RPC方法表達(dá)出來.根據(jù)協(xié)議相關(guān)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出了如圖3所示企業(yè)網(wǎng)關(guān)上的信息流圖.

當(dāng)網(wǎng)關(guān)收到報(bào)文后，經(jīng)過任務(wù)處理模塊將報(bào)文分配到異步消息處理模塊，然后進(jìn)入到HTTP的處理模塊，此模塊將報(bào)文存儲(chǔ)并提取HTTP報(bào)文頭，逐行分析里面的關(guān)鍵字，處理完成后提取報(bào)文體進(jìn)行分析，報(bào)文體的內(nèi)容其實(shí)就是SOAP消息.進(jìn)入到SOAP的專門處理模塊，通過分析SOAP標(biāo)簽，找到ACS發(fā)送的RPC方法.具體這個(gè)RPC方法要發(fā)生什么動(dòng)作，要由RPC專門處理模塊來識(shí)別.RPC方法所需要的具體參數(shù)由TR-069參數(shù)處理模塊提供.配置管理平面在其中起到橋梁的作用.ACS所要的參數(shù)找到后，再按原來的處理過程原路返回，封裝成報(bào)文后發(fā)送給ACS.

中間的三個(gè)模塊就是TR-069協(xié)議部分，在TR-069指定的協(xié)議TR098中，定義了TR-069協(xié)議的數(shù)據(jù)模型，TR-069的數(shù)據(jù)模型是一個(gè)樹，樹上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是從用戶角度來看的CPE設(shè)備的配置或參數(shù).所以TR-069協(xié)議實(shí)現(xiàn)時(shí)要維護(hù)一個(gè)虛擬的樹，樹中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)信息都包括父節(jié)點(diǎn)，左兄弟，右兄弟等信息，以便能快速定位節(jié)點(diǎn).具體節(jié)點(diǎn)值是多少需要通過配置管理平面將配置參數(shù)下發(fā)到TR-069參數(shù)處理模塊，再對(duì)應(yīng)到各應(yīng)用模塊處理.比如ACS使用SetParameterValues RPC方法查詢節(jié)點(diǎn)InternetGatewayDevice.LANDevice.{i}.Hosts.HostNumberOfEntries的值，節(jié)點(diǎn)值的意思是指網(wǎng)關(guān)設(shè)備的某個(gè)局域網(wǎng)接口下連接的主機(jī)設(shè)備個(gè)數(shù).網(wǎng)關(guān)設(shè)備分析報(bào)文后會(huì)根據(jù)節(jié)點(diǎn)名字先到TR-069所維護(hù)的虛擬樹上尋找到此節(jié)點(diǎn)，然后在根據(jù)節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)找到節(jié)點(diǎn)值處理的程序入口，再將參數(shù)通過配置管理平面下發(fā)到LANDevice處理模塊，此模塊會(huì)查詢到這個(gè)數(shù)目大小，通過配置管理平面將參數(shù)傳回TR-069協(xié)議部分.

4 結(jié)語

目前網(wǎng)絡(luò)上主要的網(wǎng)管協(xié)議有SNMP、TR-069、遠(yuǎn)程WEB，不同的協(xié)議在交互機(jī)制和管理能力方面都不同，TR-069采用了成熟的通信協(xié)議、開放的面向?qū)ο蟮墓芾硇畔⒓軜?gòu)，對(duì)用戶定制特性具有靈活增減性和可擴(kuò)充能力.雖然TR-069在節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)及匹配不同類型服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)上還有待改進(jìn)，但是隨著家庭數(shù)字業(yè)務(wù)的發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商對(duì)分散的終端設(shè)備的“零配置”要求，越來越多的終端設(shè)備將支持TR-069，該協(xié)議必將取代其它各種設(shè)備專有的配置協(xié)議，成為IP層以上CPE設(shè)備業(yè)務(wù)配置方式的主流.

〔1〕Technical Report DSL Forum.TR-069 CPE WAN Management Protocol v1.1 ［R］.Issue 1 Amendment 2.DSLHome-TechnicalWorkingGroup，November 2007.

〔2〕TechnicalReportDSL Forum.TR- 098 Internet Gateway Device Data Model For TR-069 ［R］.A-mendment1.DSLHome- TechnicalWorkingGroup，November 2006.

〔3〕Simpleobjectaccessprotocol1.1[S].TR/2000/NOTESOAP-20000508.

〔4〕陳毅文，劉同佩，孫晶.基于TR－069的終端管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，29(5)：1108-1109.

〔5〕孟德峰，鄭崇蘇，王俊寶.TR069協(xié)議實(shí)現(xiàn)研究[J].中國(guó)新通信,2008（12）.

〔6〕劉謙.家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理技術(shù)[J].電信技術(shù),2006（9）:22-25.

〔7〕唐珂，王民.TR069在家庭網(wǎng)關(guān)中的應(yīng)用[J].中興通訊技術(shù)，2006（8）.

〔8〕劉國(guó)萍，譚國(guó)權(quán)，楊明川.基于TR069實(shí)現(xiàn)寬帶接入業(yè)務(wù)零配置快速開通解決方案[J].電信科學(xué)，2009（10A）.

TN393.2

A

1673-260X（2012）02-0033-02

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2011BAH21B0）