淺談寬帶智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)與應(yīng)用

盧濟(jì)滿 龔誠剛

摘 要 隨著寬帶技術(shù)與智能化業(yè)務(wù)的發(fā)展，智能家庭網(wǎng)關(guān)已經(jīng)成為重要的網(wǎng)絡(luò)接口。此次研究主要是分析寬帶智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)與應(yīng)用，提出家庭網(wǎng)關(guān)管理客戶端的業(yè)務(wù)建議，希望可以起到參考價值。

關(guān)鍵詞 IPV6;SDN;智能家庭;網(wǎng)關(guān)技術(shù)

網(wǎng)關(guān)是建立網(wǎng)絡(luò)和支撐業(yè)務(wù)的核心終端，智能化發(fā)展是智慧家庭的重要實(shí)現(xiàn)途徑?；谥悄芗彝ゾW(wǎng)關(guān)，可以及時采集信息、實(shí)現(xiàn)信息輸入輸出、開展集中化控制管理。智能家庭網(wǎng)關(guān)具備無線路由與家居控制功能，不僅能夠負(fù)責(zé)安防工作，還可以為終端提供網(wǎng)絡(luò)接入功能。智能家庭網(wǎng)關(guān)可以有效連接寬帶網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)，屬于家庭網(wǎng)絡(luò)管理中心。同時，智能家庭網(wǎng)關(guān)中推廣應(yīng)用IPV6技術(shù)，能夠滿足萬物互聯(lián)需求，提升網(wǎng)關(guān)技術(shù)的先進(jìn)性。

1智能家庭網(wǎng)關(guān)對于運(yùn)營商的重要作用

在智能家庭服務(wù)中，智能網(wǎng)關(guān)屬于重要入口。與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商相比較，電信運(yùn)營商具備接入服務(wù)功能、網(wǎng)絡(luò)整合功能、專業(yè)維護(hù)功能，可以為智能網(wǎng)關(guān)發(fā)展奠定基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)研發(fā)智能電視移動終端，不斷提升家庭設(shè)備的智能化水平，以此占領(lǐng)現(xiàn)實(shí)智能世界。

智能網(wǎng)關(guān)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(jié)點(diǎn)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(yè)務(wù)一般不能轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋禈I(yè)務(wù)用戶，相應(yīng)降低家庭增值業(yè)務(wù)的創(chuàng)新可能性。第三，重復(fù)建設(shè)與創(chuàng)新難度大。兩個盒子存在功能重復(fù)問題，相應(yīng)加大基礎(chǔ)服務(wù)創(chuàng)新的難度[1]。

2智能家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)方案設(shè)計

2.1 總體架構(gòu)

智能家庭網(wǎng)關(guān)屬于家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外部信息交換等重要樞紐，可以提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的互通互聯(lián)。智能家庭網(wǎng)關(guān)在連接中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)時，主要采用寬帶接入遠(yuǎn)程載網(wǎng)連接方式，以此實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的管理。

智能網(wǎng)關(guān)利用無線接口、以太網(wǎng)端口與上網(wǎng)終端進(jìn)行連接。也可以通過USB接口，建立局域網(wǎng)終端設(shè)備。利用不同家庭網(wǎng)絡(luò)終端，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障診斷、寬帶IP網(wǎng)絡(luò)訪問，加強(qiáng)家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)能力。

對于智能網(wǎng)關(guān)管理平臺來說，能夠?yàn)橛脩籼峁┕芾砟芰?，涉及客戶端管理、網(wǎng)關(guān)管理、數(shù)據(jù)管理以及插件管理。智能網(wǎng)關(guān)管理客戶端功能，可以為用戶提供相應(yīng)的操控能力，能夠?qū)崿F(xiàn)公共網(wǎng)絡(luò)與智能網(wǎng)關(guān)的交互。

2.2 核心功能與擴(kuò)展服務(wù)功能

智能家庭網(wǎng)關(guān)的擴(kuò)展功能建議如下：第一，DPI功能。該項(xiàng)功能便于控制，可以獲取全面數(shù)據(jù)。通過DPI功能可以識別應(yīng)用、整形流量、識別終端類型、統(tǒng)計關(guān)鍵字、識別和統(tǒng)計網(wǎng)頁地址、統(tǒng)計設(shè)備與網(wǎng)關(guān)的基本信息。第二，動態(tài)帶寬功能。該項(xiàng)功能能夠?qū)捵詣佑|發(fā)進(jìn)行規(guī)定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(xié)議影響，互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容通過插件實(shí)現(xiàn)下載。在聯(lián)通之后，需要自建內(nèi)容門戶，以此開展存儲業(yè)務(wù)。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(yīng)用平臺和客戶端，所推動的消息主要包括用戶關(guān)注事件、網(wǎng)關(guān)安全事件、網(wǎng)關(guān)執(zhí)行消息。第五，設(shè)備識別與多屏互動。積極鼓勵終端通過動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議上報信息，通過DPI模塊識別設(shè)備。

管理客戶端屬于網(wǎng)關(guān)管理入口，主要為移動客戶端。客戶端管理包括遠(yuǎn)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(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)管理客戶端和智能網(wǎng)關(guān)的交互，通過傳輸控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)交互。

在局域網(wǎng)中，管理客戶端利用接口和智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)交互，以此獲得應(yīng)用交互能力和本地管理能力，將客戶端操作記錄傳輸?shù)焦芾砥脚_。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(wǎng)關(guān)。建立管理平臺與網(wǎng)關(guān)的連接，通過管理平臺轉(zhuǎn)發(fā)消息，以此實(shí)現(xiàn)管理效果。管理客戶端具備遠(yuǎn)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(yàn)度。

2.3 基于SDN架構(gòu)的IPV6技術(shù)

在IPV4向IPV6過渡時，應(yīng)當(dāng)按照設(shè)備支持情況與流量變化情況，選擇適宜的過渡技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，IPV6具備良好的支持效果，如果可以有效支持終端設(shè)備，則可以將IPV6作為過渡技術(shù)。當(dāng)存在多種過渡技術(shù)時，則對設(shè)備性能要求比較高。設(shè)備在實(shí)現(xiàn)技術(shù)共存時，會面臨較多局限。例如無法靈活共享設(shè)備資源。此外，IPV6技術(shù)可以統(tǒng)一管理地址池。不同設(shè)備與過渡技術(shù)的地址池處于獨(dú)立管理狀態(tài)，需要通過各類實(shí)例進(jìn)行優(yōu)化配置。通過應(yīng)用IPV6，可以實(shí)現(xiàn)過渡技術(shù)共存與遷移，按照自身業(yè)務(wù)量進(jìn)行調(diào)整。

第一，功能模塊組成，基于SDN架構(gòu)的IPV6主要包括應(yīng)用功能、控制器功能、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)功能。對于應(yīng)用功能來說，應(yīng)用層可以提供IPV6演進(jìn)技術(shù)插件、地址池、網(wǎng)絡(luò)資源管理以及服務(wù)質(zhì)量調(diào)控等功能。應(yīng)用層可以為IPV4向IPV6過渡提供技術(shù)支持，靈活配置網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，以此滿足技術(shù)的場景要求。地址池、網(wǎng)絡(luò)資源管理功能，可以為運(yùn)營商提供統(tǒng)一管理界面。服務(wù)質(zhì)量調(diào)控能夠?yàn)橛脩籼峁?、路徑差異化能力?/p>

第二，SND控制器功能模塊?？刂破陂g層包括過渡技術(shù)編排、控制協(xié)議功能，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化管理?？刂茀f(xié)議功能可以為轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備提供控制協(xié)議，有效連接轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。其他功能利用控制協(xié)議控制轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)資源管理功能可以統(tǒng)計查詢設(shè)備資源占用率，實(shí)現(xiàn)冗余備份與負(fù)載均衡?？刂破鬟€能夠控制轉(zhuǎn)發(fā)面映射表，支持特定映射表的生成與修改。

第三，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)功能。此項(xiàng)功能包括基礎(chǔ)路由、功能控制、代理協(xié)議等模塊?；A(chǔ)路由運(yùn)行路由協(xié)議，可以對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，建立有效的控制通道。控制協(xié)議對應(yīng)控制器控制協(xié)議，能夠與控制器建立控制協(xié)議連接?？刂拼砜梢韵蚩刂破魃蠄笮畔ⅲ瑫r接收控制器下發(fā)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)與控制信息，將其傳輸?shù)睫D(zhuǎn)發(fā)面，作為轉(zhuǎn)發(fā)指導(dǎo)[2]。

3結(jié)束語

綜上所述，智慧家庭處于初級發(fā)展階段，智能網(wǎng)關(guān)屬于核心產(chǎn)品，運(yùn)營商必須把握發(fā)展時機(jī)。由于家庭互聯(lián)網(wǎng)的競爭日益激烈，必須密切聯(lián)合業(yè)務(wù)和終端，將重點(diǎn)放在家庭入口方面，控制入口發(fā)展業(yè)務(wù)，以此吸引大量用戶。

參考文獻(xiàn)

[1] 王磊，耿亮.下一代智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)的研究與實(shí)踐[J].高科技與產(chǎn)業(yè)化，2016，（12）：57-60.

[2] 高敏，林國強(qiáng).家庭網(wǎng)關(guān)IPv6寬帶上網(wǎng)故障智能診斷方法研究與實(shí)踐[J].電信技術(shù)，2016，（10）：77-81.