淺談寬帶智能家庭網關技術與應用

盧濟滿 龔誠剛

摘 要 隨著寬帶技術與智能化業務的發展，智能家庭網關已經成為重要的網絡接口。此次研究主要是分析寬帶智能家庭網關技術與應用，提出家庭網關管理客戶端的業務建議，希望可以起到參考價值。

關鍵詞 IPV6;SDN;智能家庭;網關技術

網關是建立網絡和支撐業務的核心終端，智能化發展是智慧家庭的重要實現途徑。基于智能家庭網關，可以及時采集信息、實現信息輸入輸出、開展集中化控制管理。智能家庭網關具備無線路由與家居控制功能，不僅能夠負責安防工作，還可以為終端提供網絡接入功能。智能家庭網關可以有效連接寬帶網絡和家庭網絡，屬于家庭網絡管理中心。同時，智能家庭網關中推廣應用IPV6技術，能夠滿足萬物互聯需求，提升網關技術的先進性。

1智能家庭網關對于運營商的重要作用

在智能家庭服務中，智能網關屬于重要入口。與互聯網服務商相比較，電信運營商具備接入服務功能、網絡整合功能、專業維護功能，可以為智能網關發展奠定基礎。互聯網企業研發智能電視移動終端，不斷提升家庭設備的智能化水平，以此占領現實智能世界。

智能網關所存在的問題包括以下方面：第一，管道效率低。由于寬帶不增收，全天候伺服、下載與節點下沉，都會增加流量使用，但無法帶來額外收益。第二，入口和用戶丟失。寬帶業務一般不能轉變為增值業務用戶，相應降低家庭增值業務的創新可能性。第三，重復建設與創新難度大。兩個盒子存在功能重復問題，相應加大基礎服務創新的難度[1]。

2智能家庭網關系統方案設計

2.1 總體架構

智能家庭網關屬于家庭網絡內外部信息交換等重要樞紐，可以提供寬帶互聯網接口，實現終端設備的互通互聯。智能家庭網關在連接中國聯通互聯網時，主要采用寬帶接入遠程載網連接方式，以此實現遠程管理系統的管理。

智能網關利用無線接口、以太網端口與上網終端進行連接。也可以通過USB接口，建立局域網終端設備。利用不同家庭網絡終端，可以實現設備故障診斷、寬帶IP網絡訪問，加強家庭網絡的業務能力。

對于智能網關管理平臺來說，能夠為用戶提供管理能力，涉及客戶端管理、網關管理、數據管理以及插件管理。智能網關管理客戶端功能，可以為用戶提供相應的操控能力，能夠實現公共網絡與智能網關的交互。

2.2 核心功能與擴展服務功能

智能家庭網關的擴展功能建議如下：第一，DPI功能。該項功能便于控制，可以獲取全面數據。通過DPI功能可以識別應用、整形流量、識別終端類型、統計關鍵字、識別和統計網頁地址、統計設備與網關的基本信息。第二，動態帶寬功能。該項功能能夠對帶寬自動觸發進行規定，實現遠程配置模式與客戶端模式。第三，下載與存儲功能。下載功能會受到門戶與協議影響，互聯網內容通過插件實現下載。在聯通之后，需要自建內容門戶，以此開展存儲業務。第四，消息推送功能。通過管理平臺，可以將消息自動推送到應用平臺和客戶端，所推動的消息主要包括用戶關注事件、網關安全事件、網關執行消息。第五，設備識別與多屏互動。積極鼓勵終端通過動態主機配置協議上報信息，通過DPI模塊識別設備。

管理客戶端屬于網關管理入口，主要為移動客戶端。客戶端管理包括遠程管理與本地管理，其中前者主要是客戶端通過管理平臺連接，利用接口將消息傳送給客戶端。后者主要是在家庭局域網中，實現管理客戶端和智能網關的交互，通過傳輸控制協議實現交互。

在局域網中，管理客戶端利用接口和智能網關實現交互，以此獲得應用交互能力和本地管理能力，將客戶端操作記錄傳輸到管理平臺。管理客戶端屬于管理平臺的接觸界面，通過管理平臺可以管理網關。建立管理平臺與網關的連接，通過管理平臺轉發消息，以此實現管理效果。管理客戶端具備遠程控制功能、可視化管理功能、故障解決功能，可以提升用戶體驗度。

2.3 基于SDN架構的IPV6技術

在IPV4向IPV6過渡時，應當按照設備支持情況與流量變化情況，選擇適宜的過渡技術。在網絡系統中，IPV6具備良好的支持效果，如果可以有效支持終端設備，則可以將IPV6作為過渡技術。當存在多種過渡技術時，則對設備性能要求比較高。設備在實現技術共存時，會面臨較多局限。例如無法靈活共享設備資源。此外，IPV6技術可以統一管理地址池。不同設備與過渡技術的地址池處于獨立管理狀態，需要通過各類實例進行優化配置。通過應用IPV6，可以實現過渡技術共存與遷移，按照自身業務量進行調整。

第一，功能模塊組成，基于SDN架構的IPV6主要包括應用功能、控制器功能、轉發節點功能。對于應用功能來說，應用層可以提供IPV6演進技術插件、地址池、網絡資源管理以及服務質量調控等功能。應用層可以為IPV4向IPV6過渡提供技術支持，靈活配置網絡轉發節點，以此滿足技術的場景要求。地址池、網絡資源管理功能，可以為運營商提供統一管理界面。服務質量調控能夠為用戶提供帶寬、路徑差異化能力。

第二，SND控制器功能模塊。控制期間層包括過渡技術編排、控制協議功能，可以實現網絡資源的虛擬化管理。控制協議功能可以為轉發設備提供控制協議，有效連接轉發節點。其他功能利用控制協議控制轉發節點。網絡資源管理功能可以統計查詢設備資源占用率，實現冗余備份與負載均衡。控制器還能夠控制轉發面映射表，支持特定映射表的生成與修改。

第三，轉發節點功能。此項功能包括基礎路由、功能控制、代理協議等模塊。基礎路由運行路由協議，可以對轉發節點進行控制，建立有效的控制通道。控制協議對應控制器控制協議，能夠與控制器建立控制協議連接。控制代理可以向控制器上報信息，同時接收控制器下發的轉發表項與控制信息，將其傳輸到轉發面，作為轉發指導[2]。

3結束語

綜上所述，智慧家庭處于初級發展階段，智能網關屬于核心產品，運營商必須把握發展時機。由于家庭互聯網的競爭日益激烈，必須密切聯合業務和終端，將重點放在家庭入口方面，控制入口發展業務，以此吸引大量用戶。

參考文獻

[1] 王磊，耿亮.下一代智能家庭網關技術的研究與實踐[J].高科技與產業化，2016，（12）：57-60.

[2] 高敏，林國強.家庭網關IPv6寬帶上網故障智能診斷方法研究與實踐[J].電信技術，2016，（10）：77-81.