浅谈宽带智能家庭网关技术与应用

卢济满 龚诚刚

摘 要 随着宽带技术与智能化业务的发展，智能家庭网关已经成为重要的网络接口。此次研究主要是分析宽带智能家庭网关技术与应用，提出家庭网关管理客户端的业务建议，希望可以起到参考价值。

关键词 IPV6;SDN;智能家庭;网关技术

网关是建立网络和支撑业务的核心终端，智能化发展是智慧家庭的重要实现途径。基于智能家庭网关，可以及时采集信息、实现信息输入输出、开展集中化控制管理。智能家庭网关具备无线路由与家居控制功能，不仅能够负责安防工作，还可以为终端提供网络接入功能。智能家庭网关可以有效连接宽带网络和家庭网络，属于家庭网络管理中心。同时，智能家庭网关中推广应用IPV6技术，能够满足万物互联需求，提升网关技术的先进性。

1智能家庭网关对于运营商的重要作用

在智能家庭服务中，智能网关属于重要入口。与互联网服务商相比较，电信运营商具备接入服务功能、网络整合功能、专业维护功能，可以为智能网关发展奠定基础。互联网企业研发智能电视移动终端，不断提升家庭设备的智能化水平，以此占领现实智能世界。

智能网关所存在的问题包括以下方面：第一，管道效率低。由于宽带不增收，全天候伺服、下载与节点下沉，都会增加流量使用，但无法带来额外收益。第二，入口和用户丢失。宽带业务一般不能转变为增值业务用户，相应降低家庭增值业务的创新可能性。第三，重复建设与创新难度大。两个盒子存在功能重复问题，相应加大基础服务创新的难度[1]。

2智能家庭网关系统方案设计

2.1 总体架构

智能家庭网关属于家庭网络内外部信息交换等重要枢纽，可以提供宽带互联网接口，实现终端设备的互通互联。智能家庭网关在连接中国联通互联网时，主要采用宽带接入远程载网连接方式，以此实现远程管理系统的管理。

智能网关利用无线接口、以太网端口与上网终端进行连接。也可以通过USB接口，建立局域网终端设备。利用不同家庭网络终端，可以实现设备故障诊断、宽带IP网络访问，加强家庭网络的业务能力。

对于智能网关管理平台来说，能够为用户提供管理能力，涉及客户端管理、网关管理、数据管理以及插件管理。智能网关管理客户端功能，可以为用户提供相应的操控能力，能够实现公共网络与智能网关的交互。

2.2 核心功能与扩展服务功能

智能家庭网关的扩展功能建议如下：第一，DPI功能。该项功能便于控制，可以获取全面数据。通过DPI功能可以识别应用、整形流量、识别终端类型、统计关键字、识别和统计网页地址、统计设备与网关的基本信息。第二，动态带宽功能。该项功能能够对带宽自动触发进行规定，实现远程配置模式与客户端模式。第三，下载与存储功能。下载功能会受到门户与协议影响，互联网内容通过插件实现下载。在联通之后，需要自建内容门户，以此开展存储业务。第四，消息推送功能。通过管理平台，可以将消息自动推送到应用平台和客户端，所推动的消息主要包括用户关注事件、网关安全事件、网关执行消息。第五，设备识别与多屏互动。积极鼓励终端通过动态主机配置协议上报信息，通过DPI模块识别设备。

管理客户端属于网关管理入口，主要为移动客户端。客户端管理包括远程管理与本地管理，其中前者主要是客户端通过管理平台连接，利用接口将消息传送给客户端。后者主要是在家庭局域网中，实现管理客户端和智能网关的交互，通过传输控制协议实现交互。

在局域网中，管理客户端利用接口和智能网关实现交互，以此获得应用交互能力和本地管理能力，将客户端操作记录传输到管理平台。管理客户端属于管理平台的接触界面，通过管理平台可以管理网关。建立管理平台与网关的连接，通过管理平台转发消息，以此实现管理效果。管理客户端具备远程控制功能、可视化管理功能、故障解决功能，可以提升用户体验度。

2.3 基于SDN架构的IPV6技术

在IPV4向IPV6过渡时，应当按照设备支持情况与流量变化情况，选择适宜的过渡技术。在网络系统中，IPV6具备良好的支持效果，如果可以有效支持终端设备，则可以将IPV6作为过渡技术。当存在多种过渡技术时，则对设备性能要求比较高。设备在实现技术共存时，会面临较多局限。例如无法灵活共享设备资源。此外，IPV6技术可以统一管理地址池。不同设备与过渡技术的地址池处于独立管理状态，需要通过各类实例进行优化配置。通过应用IPV6，可以实现过渡技术共存与迁移，按照自身业务量进行调整。

第一，功能模块组成，基于SDN架构的IPV6主要包括应用功能、控制器功能、转发节点功能。对于应用功能来说，应用层可以提供IPV6演进技术插件、地址池、网络资源管理以及服务质量调控等功能。应用层可以为IPV4向IPV6过渡提供技术支持，灵活配置网络转发节点，以此满足技术的场景要求。地址池、网络资源管理功能，可以为运营商提供统一管理界面。服务质量调控能够为用户提供带宽、路径差异化能力。

第二，SND控制器功能模块。控制期间层包括过渡技术编排、控制协议功能，可以实现网络资源的虚拟化管理。控制协议功能可以为转发设备提供控制协议，有效连接转发节点。其他功能利用控制协议控制转发节点。网络资源管理功能可以统计查询设备资源占用率，实现冗余备份与负载均衡。控制器还能够控制转发面映射表，支持特定映射表的生成与修改。

第三，转发节点功能。此项功能包括基础路由、功能控制、代理协议等模块。基础路由运行路由协议，可以对转发节点进行控制，建立有效的控制通道。控制协议对应控制器控制协议，能够与控制器建立控制协议连接。控制代理可以向控制器上报信息，同时接收控制器下发的转发表项与控制信息，将其传输到转发面，作为转发指导[2]。

3结束语

综上所述，智慧家庭处于初级发展阶段，智能网关属于核心产品，运营商必须把握发展时机。由于家庭互联网的竞争日益激烈，必须密切联合业务和终端，将重点放在家庭入口方面，控制入口发展业务，以此吸引大量用户。

参考文献

[1] 王磊，耿亮.下一代智能家庭網关技术的研究与实践[J].高科技与产业化，2016，（12）：57-60.

[2] 高敏，林国强.家庭网关IPv6宽带上网故障智能诊断方法研究与实践[J].电信技术，2016，（10）：77-81.