TR-069协议研究及在网关上的实现

顾雅珍，唐慧佳

（1.赤峰学院 计算机与信息工程学院，内蒙古 赤峰 024000；2.西南交通大学 信息科学与技术学院，四川 成都 610031）

TR-069协议研究及在网关上的实现

顾雅珍1,2，唐慧佳2

（1.赤峰学院 计算机与信息工程学院，内蒙古 赤峰 024000；2.西南交通大学 信息科学与技术学院，四川 成都 610031）

为了适应家庭数字业务的迅速发展，家庭网络终端设备需要支持的业务也更多样，更复杂.网管协议TR-069以其独特的优势，很好的解决了对用户侧设备的业务配置及管理困难.TR-069采用的协议结构，保证了服务器端与用户端通信的安全与流畅，并且不需要维护一个长期的连接.介绍了协议中的通信机制及协议在网关上的实现；最后展望了TR-069协议的应用前景.

TR-069；CPE；ACS；RPC；网关

近年来，以电信宽带网络为基础的IP增值业务得到迅速发展，相应的多种多样的IP终端设备被引入到家庭网络中.这些设备分布在不同地区，网元数量非常庞大，需要通过远程集中的方式来管理.传统的基于简单网络管理协议（SNMP）的网管系统，在管理数目众多的终端设备时已显得越来越力不从心.这就迫切需要有一个使用高效，运行安全，操作方便的协议来解决这一难题.

TR-069协议是数字用户线 (DSL：Digital Subscriber Line)论坛制订的一个面向终端设备的网管协议，称为用户终端设备广域网管理协议CWMP(CPE WAN Management Protocol)，DSL论坛的文档编号为TR-069.它和其他相关协议一起定义了一套全新的网管体系结构，提供了对下一代网络中家庭网络设备进行管理配置的通用框架、管理方法、消息规范和数据模型.

1 TR-069协议

TR-069协议定义的是一个协议框架，功能就是在服务器端对用户端设备进行远程管理.协议中主要包括两类逻辑设备：用户侧设备 CPE（Customer Premises Equipment）和自动配置服务器 ACS（Auto-Configuration Server）.CPE 指任何兼容TR-069协议的网关设备和局域网终端设备，可以主动与ACS发起连接进行会话.ACS是自动配置服务器，与CPE建立会话后，可对其进行自动配置，诊断，升级等工作.TR-069协议通过ACS对CPE的远程集中管理，解决了CPE设备的管理困难，节约了维护成本，提高了问题解决效率.

TR-069采用了成熟的通信协议、开放的面向对象的管理信息架构，具有强大的灵活性和可扩充能力，可以满足各类远端用户的设备管理和配置需求.TR-069协议定义的框架是一个协议栈，如图1所示：

TR-069协议充分利用了WEB的技术优点，采用了的C/S结构，在普通情况下，CPE是发送请求的客户端，ACS是处理请求的服务器端.

2 TR-069协议中的通信

在TR-069所定义的结构中，ACS与CPE通过RPC方法（remote procedure call，远程过程调用）机制来实现CPE与ACS两端的通信.每一个CPE设备都有一个可连通的IP地址.ACS与CPE通信，首先要建立TCP连接，再以HTTP作为载体进行会话.为方便ACS对CPE的自动管理功能，在特定场合下，ACS也会作为客户端的角色主动与CPE进行通信.比如ACS要查询CPE的状态，或修改参数等，都会主动向CPE发送请求.对比简单网络管理协议SNMP，CPE与ACS之间就不需要维护一个长久的连接，节省了带宽.

每一个CPE设备在出厂时都进行了预配置，主要有WAN侧连接参数和ACS连接参数.CPE上电后，首次连接时，向DHCP server（动态主机配置服务器）发起IP地址请求报文，并获得IP地址，子网掩码，默认网关，动态域名解析服务器地址等信息.CPE通过出厂时内置的ACS的URL和DNS server（域名系统服务器），向ACS发起inform请求.实现过程如图2所示.

（1)CPE与ACS建立TCP连接，

（2)SSL初始化，建立安全机制.

（3）CPE发送Inform报文，开始建立TR-069连接.Inform报文的Eventcode.（事件代码）为0BOOTSTRAP.事件代码用来代表事件发生的类型，也就是CPE为什么要发出请求.

（4）ACS对CPE进行认证，若认证通过ACS将返回Inform响应报文，连接建立.

（5）如果CPE没有别的请求，就会发送一个空报文，以满足HTTP报文请求/响应报文交互规则.

（6）ACS随机生成双向的DIGEST认证密码，通过Set-ParameterValues方法设置到CPE上.

（7）CPE响应ACS的设置.

（8）ACS顺序下发对CPE的基本业务配置，CPE对每一项配置做出回应.

（9）ACS发送空报文通知CPE没有别的请求了.

（10）CPE关闭连接，会话结束.

3 TR-069协议在网关上的实现

通过TR-069协议栈可以看出通信双方是以HTTP的方式连接的，所以TR-069的协议报文就是HTTP报文.但又不是简单的HTTP报文，它是绑定了SOAP消息、扩展的HTTP报文.在CPE与ACS的通信中，CPE发送HTTP POST报文，ACS发送HTTP response报文.CPE或ACS的请求都是通过SOAP中的RPC方法表达出来.根据协议相关实现设计出了如图3所示企业网关上的信息流图.

当网关收到报文后，经过任务处理模块将报文分配到异步消息处理模块，然后进入到HTTP的处理模块，此模块将报文存储并提取HTTP报文头，逐行分析里面的关键字，处理完成后提取报文体进行分析，报文体的内容其实就是SOAP消息.进入到SOAP的专门处理模块，通过分析SOAP标签，找到ACS发送的RPC方法.具体这个RPC方法要发生什么动作，要由RPC专门处理模块来识别.RPC方法所需要的具体参数由TR-069参数处理模块提供.配置管理平面在其中起到桥梁的作用.ACS所要的参数找到后，再按原来的处理过程原路返回，封装成报文后发送给ACS.

中间的三个模块就是TR-069协议部分，在TR-069指定的协议TR098中，定义了TR-069协议的数据模型，TR-069的数据模型是一个树，树上的每个节点都是从用户角度来看的CPE设备的配置或参数.所以TR-069协议实现时要维护一个虚拟的树，树中的每个节点信息都包括父节点，左兄弟，右兄弟等信息，以便能快速定位节点.具体节点值是多少需要通过配置管理平面将配置参数下发到TR-069参数处理模块，再对应到各应用模块处理.比如ACS使用SetParameterValues RPC方法查询节点InternetGatewayDevice.LANDevice.{i}.Hosts.HostNumberOfEntries的值，节点值的意思是指网关设备的某个局域网接口下连接的主机设备个数.网关设备分析报文后会根据节点名字先到TR-069所维护的虚拟树上寻找到此节点，然后在根据节点的唯一标识找到节点值处理的程序入口，再将参数通过配置管理平面下发到LANDevice处理模块，此模块会查询到这个数目大小，通过配置管理平面将参数传回TR-069协议部分.

4 结语

目前网络上主要的网管协议有SNMP、TR-069、远程WEB，不同的协议在交互机制和管理能力方面都不同，TR-069采用了成熟的通信协议、开放的面向对象的管理信息架构，对用户定制特性具有灵活增减性和可扩充能力.虽然TR-069在节点实现及匹配不同类型服务器的实现上还有待改进，但是随着家庭数字业务的发展，运营商对分散的终端设备的“零配置”要求，越来越多的终端设备将支持TR-069，该协议必将取代其它各种设备专有的配置协议，成为IP层以上CPE设备业务配置方式的主流.

〔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〕陈毅文，刘同佩，孙晶.基于TR－069的终端管理系统的设计和实现［J］.计算机工程与设计，2008，29(5)：1108-1109.

〔5〕孟德峰，郑崇苏，王俊宝.TR069协议实现研究[J].中国新通信,2008（12）.

〔6〕刘谦.家庭网络设备的远程管理技术[J].电信技术,2006（9）:22-25.

〔7〕唐珂，王民.TR069在家庭网关中的应用[J].中兴通讯技术，2006（8）.

〔8〕刘国萍，谭国权，杨明川.基于TR069实现宽带接入业务零配置快速开通解决方案[J].电信科学，2009（10A）.

TN393.2

A

1673-260X（2012）02-0033-02

国家科技支撑计划课题（2011BAH21B0）