作者：劉謙

    首先闡述了家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程治理的必要性、內(nèi)容及相關(guān)技術(shù)問題；然后著重介紹了TR-069規(guī)范規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議層次及遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)的工作流程；最后結(jié)合實(shí)例分析了遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)運(yùn)行過程。

    1、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程治理的必要性

    家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備物理位置處于用戶家中，有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，既然這些設(shè)備都是在用戶家中，那么運(yùn)營商就不需要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行治理，用戶自己治理就可以了。但實(shí)際情況是，家庭網(wǎng)絡(luò)承載眾多的電信業(yè)務(wù)，為了保證電信業(yè)務(wù)端到端的服務(wù)質(zhì)量，電信運(yùn)營商需要對(duì)端到端通信中涉及到的眾多設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一治理，這其中就需要對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做到可控制和可治理。假如家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由用戶自己隨意治理，則很難做到與核心電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，所謂保證電信業(yè)務(wù)端到端服務(wù)質(zhì)量將不可能實(shí)現(xiàn)。

    既然家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備需要運(yùn)營商來治理，那么在選擇治理方式上，就需要仔細(xì)分析家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的特點(diǎn)：首先，公用電信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元數(shù)量一般比較少，而家庭網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元數(shù)量則非常龐大，所以，沒有良好的運(yùn)行和治理工具，無法維護(hù)和治理家庭網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的人工操作和排除故障的方式很難滿足家庭網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和治理要求；其次，家庭網(wǎng)絡(luò)的使用者是普通用戶，普通用戶不可能像機(jī)房里的專業(yè)工作人員那樣恪守安全規(guī)范，不做有害于網(wǎng)絡(luò)安全的操作，因此，家庭網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和治理更要注重運(yùn)營商對(duì)設(shè)備本身的控制能力以及安全性能；最后，家庭網(wǎng)絡(luò)遍布各個(gè)地區(qū)，遠(yuǎn)程治理是必不可少的，上門服務(wù)只有在極非凡的情形下才進(jìn)行。基于家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的這些特點(diǎn)，家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的治理方式需要采用遠(yuǎn)程集中自動(dòng)治理的方式。

    2、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程治理的內(nèi)容

    既然需要對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程集中自動(dòng)治理，那么究竟進(jìn)行哪些方面的治理才能便于運(yùn)營商開展業(yè)務(wù)、保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量呢?從目前運(yùn)營商的需求來看，主要的治理內(nèi)容應(yīng)包括設(shè)備的自動(dòng)配置、設(shè)備的軟件和硬件的升級(jí)、設(shè)備的狀態(tài)和性能監(jiān)測以及故障診斷。

    （1）設(shè)備的自動(dòng)配置

    設(shè)備在協(xié)議中對(duì)自己作出標(biāo)識(shí)（例如型號(hào)、版本等），根據(jù)可設(shè)定的規(guī)則，遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)可以對(duì)某一個(gè)特定用戶設(shè)備下發(fā)配置或者對(duì)某一組用戶設(shè)備下發(fā)配置。設(shè)備在開機(jī)后自動(dòng)請(qǐng)求遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)中的配置信息，遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)也可在任意需要的時(shí)刻主動(dòng)進(jìn)行配置下發(fā)。

    通過該功能可以實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備的“零配置安裝”功能，或是可以用來從網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制業(yè)務(wù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)改變。

    （2）設(shè)備的軟件和硬件的升級(jí)

    遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)可以識(shí)別用戶設(shè)備的版本號(hào)，決定是否遠(yuǎn)程更新用戶設(shè)備的軟件版本，并且在更新完成后能夠得知是否成功。例如，當(dāng)用戶設(shè)備需要加載新的軟件以實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)功能或是當(dāng)前軟件存在必須修復(fù)的bug時(shí)，通過該功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶設(shè)備的遠(yuǎn)程軟件升級(jí)。

    （3）設(shè)備的狀態(tài)和性能監(jiān)測

    遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)可以識(shí)別設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，以判定當(dāng)前是否可以進(jìn)行設(shè)備的軟件和硬件的升級(jí)等。遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)還可以對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行監(jiān)測，以備在設(shè)備性能劣化時(shí)即時(shí)進(jìn)行主動(dòng)修復(fù)，而不是等待到有故障申告后再進(jìn)行修復(fù)，從而降低故障申告率。

    （4）故障診斷

    當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障后，遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)可以通過ping或其他手段檢查設(shè)備與核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連通性、帶寬等，檢測結(jié)果返回給遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)。這樣，運(yùn)營商通過遠(yuǎn)程操作，就可以對(duì)用戶申告的設(shè)備故障進(jìn)行簡單的定位并作相應(yīng)的處理。

    3、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程治理的相關(guān)技術(shù)問題

    家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠(yuǎn)程治理需要解決的技術(shù)問題主要是治理通道和治理協(xié)議。遠(yuǎn)程治理的信息承載在ip包上，治理通道問題主要是解決如何傳送承載治理信息的IP包，這主要與具體的接入技術(shù)相關(guān)。如何保證治理通道的可用性和治理通道的帶寬是目前相關(guān)接入技術(shù)需要解決的問題。治理協(xié)議主要是指IP層之上的治理內(nèi)容傳送協(xié)議，目前主要有IETF制定的SNMP和DSLFORUM制定的TR-069。治理協(xié)議的選擇主要需要權(quán)衡安全性和協(xié)議復(fù)雜性。

    4、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程治理技術(shù)的發(fā)展趨勢——TR-069

    TR-069是由DSLFORUM開發(fā)的技術(shù)規(guī)范之一，其全稱為“CPE廣域網(wǎng)治理協(xié)議”。它規(guī)定了家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程治理配置時(shí)的通用框架和協(xié)議，用于從網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中治理。

    TR-069可以認(rèn)為是DSLFORUM關(guān)于家庭網(wǎng)絡(luò)一系列設(shè)備遠(yuǎn)程治理的基礎(chǔ)。依據(jù)TR-069的治理思路，DSLFORUM制定了一系列關(guān)于家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的規(guī)范，包括針對(duì)機(jī)頂盒、IP電話適配器等相關(guān)規(guī)范，具體的標(biāo)準(zhǔn)包括：

    ●TR-069——CPE廣域網(wǎng)治理協(xié)議；

    ●TR-098——家庭網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)模型；

    ●TR-104——VoIPCPE配置參數(shù)；

    ●TR-106——TR-069的通用數(shù)據(jù)模型；

    ●TR-110——VoIP相關(guān)配置參考模型；

    ●TR-111——基于TR-069的家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程治理。

    DSLFORUM目前圍繞TR-069仍有相關(guān)的課題正在進(jìn)行研究，主要包括：

    ●WT-121——TR-069實(shí)現(xiàn)指南；

    ●WT-135——STB的數(shù)據(jù)模型；

    ●WT-140——網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)模型。

    4.1TR-069的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

    TR-069的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠(yuǎn)程集中治理主要由自動(dòng)配置服務(wù)器（ACS）來完成，被治理的設(shè)備包括家庭網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒、IP電話適配器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備等。

    圖1  TR-069的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

    4.2TR-069的協(xié)議層次

    TR-069的協(xié)議棧如圖2所示。

    圖2  TR-069的協(xié)議棧

    各層說明見表1。

    表1  TR-069的協(xié)議棧各層說明

    TR-069協(xié)議棧的基本思路是利用Web服務(wù)中廣泛使用的基于S0AP的RPC方法，其會(huì)話協(xié)議使用的是HTTP1.1協(xié)議，因此TR-069可以方便地應(yīng)用在Web中應(yīng)用的傳送層安全技術(shù)（如SSL/TLS）。

    TR-069協(xié)議棧的下面幾層充分利用目前Internet上廣泛使用的通信協(xié)議，比如TCP、HTTP、SOAP等。通過這些成熟的協(xié)議，ACS和家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以方便地建立通信的基本通道。TR-069在SOAP之上定義了用于配置、查詢、診斷等操作的特定RPC方法，通信的兩端（ACS和用戶設(shè)備）都可以通過RPC調(diào)用來完成某個(gè)特定功能的執(zhí)行和得到返回的結(jié)果。

    4.3遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)的工作過程

    TR-069中規(guī)定的遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)的工作過程主要包括ACS發(fā)現(xiàn)的過程、ACS與家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立連接的過程以及ACS對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證的過程。

    ACS發(fā)現(xiàn)的過程可以有三種方式：

    ●家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本地配置ACS的IP地址，如通過本地網(wǎng)口配置；

    ●若家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址是通過DHCP方式獲得的，則由DHCPServer通過DHCPOption字段43發(fā)送ACS信息給家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；

    ●家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出廠配置有一個(gè)默認(rèn)的ACSURL。

    ACS與家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立連接可以有兩種方式：

    ●家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在任意時(shí)刻向ACS發(fā)起建立連接請(qǐng)求，ACS響應(yīng)請(qǐng)求；

    ●ACS向家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)起建立連接請(qǐng)求，前提條件是ACS知道該家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址。

    若家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備未使用SSL/TLS認(rèn)證，ACS必須通過HTTP認(rèn)證家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

    4.4系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例分析

    當(dāng)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備經(jīng)過ACS認(rèn)證后，遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)就可以進(jìn)行自動(dòng)配置和升級(jí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷和故障發(fā)現(xiàn)。下面以一些例子來說明系統(tǒng)是如何完成這些工作的。

    （1）Helpdesk呼叫

    當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)自己家庭網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)設(shè)備無法正常工作，打電話給運(yùn)營商服務(wù)熱線，申報(bào)故障。Helpdesk人員在接聽電話后，應(yīng)進(jìn)行故障診斷和恢復(fù)：

    ①通過北向接口，用GUI界面查看用戶報(bào)修設(shè)備的狀態(tài)；

    ②通過GUI界面實(shí)時(shí)找到家庭設(shè)備的狀態(tài)信息，如設(shè)備本身信息和配置、家庭網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)信息及配置、日志信息等；

    ③操作員根據(jù)上述信息推斷出一個(gè)可能的故障原因并提出解決方案。

    假如需要，操作員可以進(jìn)一步做諸如實(shí)時(shí)接入家庭網(wǎng)絡(luò)并運(yùn)行一些測試、推送一個(gè)新的配置或固件給設(shè)備等操作。最后，操作員還可以對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行一段時(shí)間的額外監(jiān)控，驗(yàn)證其是否可以正常工作。

    （2）自動(dòng)配置

    自動(dòng)配置也可被稱為“零接觸配置”。連接到家庭網(wǎng)關(guān)后，用戶啟動(dòng)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)開始配置家庭網(wǎng)關(guān)。遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)應(yīng)該被設(shè)計(jì)成完全即插即用的，不需要任何用戶交互操作。其過程舉例如下：

    ①用戶向運(yùn)營商購買了一項(xiàng)增值業(yè)務(wù)，其中包括一臺(tái)家庭網(wǎng)關(guān)；

    ②運(yùn)營商工作人員在訂單系統(tǒng)中輸入數(shù)據(jù)；

    ③遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)將用戶的相關(guān)信息，如用戶名、密碼等提交給OSS；

    ④用戶在家時(shí)，把線纜連接到家庭網(wǎng)關(guān)上；

    ⑤家庭網(wǎng)關(guān)用默認(rèn)引導(dǎo)文件啟動(dòng)，并且聯(lián)系遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)、提供標(biāo)識(shí)信息；

    ⑥遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)捕捉輸入信息；

    ⑦遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)檢查是否已得到所有必要的信息（如用戶使用的PPP用戶名和密碼、業(yè)務(wù)組合等）；

    ⑧上述工作完成后，家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被認(rèn)為是可信賴的；

    ⑨遠(yuǎn)程系統(tǒng)把需要的配置文件推送給家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；

    ⑩家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備把配置保存在本地，假如需要將重啟；

    遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)通過北向接口通知BSS/OSS系統(tǒng)用戶已經(jīng)連接完畢。

    （3）軟件升級(jí)

    操作員需要升級(jí)所有某廠商的某類型的設(shè)備，升級(jí)到更新的版本。

    治理員可以基于一些信息（如設(shè)備序列號(hào)、版本等）選擇需要升級(jí)的設(shè)備，并制定升級(jí)時(shí)間表。對(duì)于升級(jí)時(shí)間表，操作員可有如下選擇：

    ●立即執(zhí)行；

    ●按時(shí)間表執(zhí)行；

    ●按特定時(shí)間（如當(dāng)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)）執(zhí)行；

    ●遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)預(yù)備升級(jí)工作；

    ●遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)按時(shí)間表完成工作；

    ●遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)收集家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)的成功/失敗率；

    ●遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)存儲(chǔ)信息并升級(jí)數(shù)據(jù)庫。

    （4）業(yè)務(wù)配置和激活

    一個(gè)現(xiàn)有用戶已經(jīng)使用了高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)，現(xiàn)在通過Internet訂購了數(shù)字電視業(yè)務(wù)，其中包括一個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（STB）。

    工作流程可能如下：

    ①用戶通過WebPortal訂購數(shù)字電視業(yè)務(wù)。

    ②OSS通過北向接口要求進(jìn)行業(yè)務(wù)確認(rèn)。通過運(yùn)營商的訂單治理系統(tǒng)，用戶的請(qǐng)求被轉(zhuǎn)換為在幾個(gè)不同系統(tǒng)中（包括家庭網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)、接入網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)等）的業(yè)務(wù)開通步驟。

    ③OSS觸發(fā)家庭網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)，通過北向接口，用針對(duì)終端的ServiceID（S-ID）激活該服務(wù)。

    ④S-ID對(duì)應(yīng)于一個(gè)腳本，腳本中定義了一系列需要按順序執(zhí)行的動(dòng)作，腳本是運(yùn)營商事先根據(jù)所提供的業(yè)務(wù)設(shè)定的。遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)為腳本的產(chǎn)生和治理提供接口。腳本通常包括軟件升級(jí)和配置升級(jí)等方面的內(nèi)容，如修改配置、升級(jí)固件、增加額外監(jiān)控等。

    ⑤腳本執(zhí)行后，遠(yuǎn)程治理系統(tǒng)向北向接口返回成功或失敗的報(bào)告。