[发明专利]一种大容量数据业务单元保活系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种大容量数据业务单元保活系统及其使用方法。

背景技术

本世纪是信息技术高度发展的时代，尤其是近几年来，随着计算机和信息技术的迅猛发展和普及应用，网络技术越来越成熟。其中，存在着用户侧设备广域网管理协议，即CWMP，CPE WAN Mnanagement Protocol，是数字用户线所定义的协议标准，提供从网络侧对网络中的设备，例如网关、路由器、机顶盒等，进行远程集中管理的方式，也简称为TR069为人熟知。在这TR069所定义的网络框架中，主要存在着两类逻辑设备，CPE和ACS。

CPE为客户终端设备，即Customer Premises Equipment，在这个框架中作为受管理的一方。ACS为自动配置服务器，即Auto-Configuration Server，为负责管理的一方。ACS作为CWMP协议的管理端，通过DWMP协议管理CPE，而CPE下联多个用户。作为ACS的构架，ACS至少包括ACS、域名服务器和动态主机配置协议服务器。其中，ACS与CPE是一对多的关系，即一台ACS可以管理数量众多的CPE，通过ACS集中管理分散的CPE，实现对CPE的远程集中式管理。

当CPE和ACS在网络环境中发生通信时，具体的，当CPE和ACS建立TCP三次握手连接，配置数据发送完毕之后，并不是一定会发生数据通信。在实际应用中，可能有相当一段时间内CPE与ACS之间并没有数据交互，在这段时间内，双方都有可能发生网络异常，比如断电、死机等异常情况。而在这种情况中，TCP连接并没有来得及释放，而对端设备并不知道连接情况还会一直维护这个连接，这就会导致系统资源的白白浪费。

CPE和通过CWMP协议规范通信过程，两者要建立稳定可靠的连接才能实现报文交互和管理功能。CPE可通过静态配置、DHCP和组播发现功能来识别ACS的地址，使用SSL安全机制和HTTP摘要认证，最终由TCP承载HTTP报文在网络中传输信息。在复杂网络中，CPE与ACS之间可能要经历很多个中间设备或者防火墙，对于长时间没有数据交互的TCP连接，可能会被断开，这样在有数据交互时，需要重新建立连接或者出现丢包的情况，此时CPE需要及时知道与ACS的连接情况，通过定时发送包含特殊字段的Inform数据包保持链路的通畅。

为了解决这个技术问题，TCP协议也自带了keepalive功能。该功能使用了setsockopt设置option(SO_KEEPALIVE)选项打开keepalive功能，配置TCP_KEEPIDLE、TCP_KEEPINTVL、TCP_KEEPCNT参数实现检测功能。

keepalive，实质是在TCP中一个可以检测死连接的机制。KeepAliveTime值控制TCP/IP尝试验证空闲连接是否完好的频率。如果这段时间内没有活动，则会发送保持活动信号。如果网络工作正常，而且接收方是活动的，它就会响应。

如果需要对丢失接收方敏感，换句话说，需要更快地发现丢失了接收方，KeepAliveTime值可以设定为更小。而另一个参数，KeepAliveInterval值，则定义了如果未从接收方收到保持活动消息的响应，TCP/IP重复发送保持活动信号的频率。当连续发送保持活动信号、但未收到响应的次数超出TcpMaxDataRetransmissions的值时，会放弃该连接。

但是，这样的技术方案，在实际应用中，依然存在着弊端。

首先，在实际操作中，为了网络安全性的考虑，往往会使用stunnel加密进程作为网络的中间项。Stunnel是一个自由的跨平台软件，用于提供全局的TLS/SSL服务。针对本身无法进行TLS或SSL通信的客户端及服务器，Stunnel可提供安全的加密连接。该软件可在许多操作系统下运行，包括Unix-like系统，以及Windows。Stunnel依赖于某个独立的库，如OpenSSL或者SSLeay，以实现TLS或SSL协议。常见的，stunnel可以应用在邮件加密、加密HTTP网站访问传输、加密FTP传输等领域。

然而，在使用stunnel加密进程的时候，stunnel会成为网络中间项，位于客户终端设备和自动配置服务器的网络中端位置。即数据是从客户终端设备到达stunnel，再从stunnel到达自动配置服务器的。此时若使用TCP自带的keepalive功能，无法确定哪一段网络出现问题，也不能保证客户终端设备和自动配置服务器的通信正常。