基于CWMP的家庭远程网管系统代理程序设计与实现

摘要

作为社会信息化高速发展的成果之一，人们家中的信息化设备无论是数量还是智能化程度都比10年前大大提升了。运营商也在这段时间内逐步提升了自身的服务能力，以适应国家三网融合政策带来的市场变化。用户家中设备数量多了，智能化了，可享受的服务种类多了便导致了故障出现的可能也多了。解决这一问题的办法便是运营商对用户家庭端网络及设备进行有效的管理。
　　 以往的网络管理通常只发生在运营商侧，且运营商通常在购买网络设备的同时购买配套的管理系统来解决自身运营网络的管理问题。但是当前情况下，用户家庭设备种类多，且生成厂商不同，运营商无法再直接购买现成的系统。这便要求运营商必须自己搭建一套完善的远程管理系统。该系统相比传统的网络管理系统，需求解决两个主要问题:首先需要具备完善的管理功能，例如帮助运营商管理配置服务，发现解决故障，分析用户喜好等;其次要解决由于终端种类过多产生的用户终端代理程序的重复开发问题。
　　 本文结合目前数字家庭产业发展及各运营商的运营情况，最终选择基于用户终端设备广域网管理协议CWMP构建运营商家庭终端远程管理系统。论文首先介绍本文的选题背景及研究意义，并对近几年国内外的研究现状进行了总结。随后介绍了CWMP协议簇的构成及其核心协议TR-069的主要工作原理，通过对CWMP与SNMP等其他协议进行对比研究证明CWMP更符合目前运营商的真实需求。论文的主要工作如下:1）为未来的数字家庭运营商设计了一套高效的家庭网络远程管理解决方案，帮助运营商实现零接触管理配置海量用户设备及其业务;2）着重研究了方案在现实部署中面临的NAT穿透、设备参数模型制定等难题，提出了结合STUN与UPnP的NAT穿透解决方案及通用设备的参数模型制定方法;3）以支持互联网服务及数字电视服务的家庭网关模型为目标，基于libevent库，选择高效的红黑树作为实现设备参数模型的数据结构，完成了用户侧设备中代理程序的实现，并与openACS进行对接测试。

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摘要

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附表索引

缩略词注释表

第1章 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容

1．4 本文结构安排

第2章 相关协议

2．1 CWMP协议栈概述

2．2 TR-069的主要工作原理

2．2．1 TR-069主要功能

2．2．2 TR-069协议架构

2．2．3 TR-069会话过程

2．3 CWMP与其他协议对比分析

2．3．1 网络管理协议发展历史

2．3．2 CWMP与中国CPE远程管理标准对比分析

2．3．3 CWMP与SNMP对比分析

2．4 所需关键技术概述

2．4．1 STUN概述

2．4．2 UPnP概述

2．4．3 libevent库概述

2．5 小结

第3章 运营商家庭终端远程管理系统方案设计

3．1 运营商家庭终端远程管理系统设计

3．1．1 运营商家庭终端远程管理系统整体方案概述

3．1．2 运营商家庭终端远程管理系统具体构成

3．2 运营商家庭终端远程管理系统工作流程

3．3 系统主要问题解决方案

3．3．1 通用设备参数模型制定

3．3．2 NAT穿透

3．4 小结

第4章 CWMP代理程序的设计与实现

4．1 程序整体框架设计

4．2 程序主要工作流程

4．2．1 整体工作流程

4．2．2 主程序初始化流程

4．2．3 主程序启动并执行流程

4．3 程序参数配置接口模块实现

4．3．1 参数文件定义

4．3．2 主要数据结构设计

4．3．3 基于红黑树的数据结构实现

4．4 会话交互及报文处理模块实现

4．4．1 会话交互

4．4．2 消息处理

4．4．3 报文解析封装

4．5 小结

第5章 程序部署与测试

5．1 代理程序部署方法

5．2 功能验证测试

5．3 性能提升测试

5．4 小结

结论

参考文献

致谢