CN100426816C - Ppp链路传dhcp报文及获取配置信息的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种PPP链路传DHCP报文及获取配置信息的方法和***。本发明中，PPP链路的端点将DHCP广播报文直接通过PPP链路发送，以可以唯一识别使用PPP链路的设备的标志代替DHCP报文中需要的硬件地址，使得PPP链路可以支持DHCP。可以唯一识别使用PPP链路的设备的标志可以是设备的标识，也可以是PPP链路的链路号等。采用下级设备配置信息和PPP链路绑定的分配策略，可以实现设备配置和物理位置相关。

Description

PPP链路传DHCP报文及获取配置信息的方法和***
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及基于点到点协议的通信技术。
背景技术
3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式移动通信技术和第二代全球移动通信***(Global System for mobileCommunication，简称“GSM”)、码分多址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)等数字移动通信技术，3G一般地讲是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信***。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。
在3G***中，网络侧包括基站控制器和基站。各个基站用于接受所辖范围内的用户设备信号，经处理后通过传输通道汇总至基站控制器。基站控制器集中处理基站传输过来的信息，并将处理过的信息通过基站发送给用户设备。
为了节约建网时基站控制器的成本，一个基站控制器通常需要提供大面积覆盖，它连接并控制多个基站，与之连接的基站可以离基站控制器很远，其距离可达上百公里，而且基站彼此间的距离也较远。
有鉴于此，为了高效方便地对基站进行远端访问和维护，需要建立一条维护通道。这条维护通道的协议是传输控制协议/网际互连协议(TransmissionControl Protocol/Internet Protocol，简称“TCP/IP”)。
IP无线接入网络(Radio Access Network，简称“RAN”)的维护通道如图1所示。为了保证设备功能逻辑分离，基站提供了接入IP，即，具体业务使用的IP；以及维护IP。建立维护通道主要时需要获取维护IP地址和相关配置。
接下来简要描述一下逆地址解析协议(Reverse Address ResolutionProtocol，简称“RARP”)、Bootstrap协议(Bootstrap Protocol，简称“BOOTP”)、动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，简称“DHCP”)，和点到点协议(Point-to-Point Protocol，简称“PPP”)。
RARP协议是反向地址解析协议，通过媒体访问控制(Medium AccessControl，简称“MAC”)地址获取IP地址，是一种早期的自动获取IP地址方式，后期被BOOTP或DHCP替代。
BOOTP协议是一种较老的***引导协议，主要用于无盘工作站启动时从服务器上获取IP地址和启动文件名。
DHCP协议则是动态主机配置协议，是BOOTP协议的发展，从两个方面对BOOTP协议进行了扩展：一是可使计算机用一个消息获取它所需要的所有配置信息，即传送配置信息的协议；二是允许计算机快速、动态的获取IP地址，即动态分配IP地址的机制。
PPP协议是常用的IP链路层协议，特别是传输承载为E1的情况。PPP协议的协商过程分为链路控制协议(Link Control Protocol，简称“LCP”)协商和网络控制端口(Network Control Port，简称“NCP”)协商。其中，对于IP协议，是NCP的IPCP协商，这个过程协商过程可以分配PPP的IP地址。
下面介绍与本发明相关的现有技术方案：
现有技术方案一：
基站利用PPP链路的NCP协议，协商和获取网络层地址。
该方案的优点在于协议通用，一般设备均支持。
缺点是能够利用NCP获取的地址有限，只能获取本端和对端IP地址，对于其他的设备参数，比如维护通道IP地址，设备内部维护网段以及通道参数等都无法获取，需要静态配置。如果进行静态配置，则需要人工在远端设备进行维护，大大增加工作量。另外，利用NCP获取的地址只有一个，设备的接入地址和维护地址不能设为不同值。
现有技术方案二：
基站利用普通DHCP协议获取维护通道信息。
该方案的优点是DHCP协议普遍支持，能够获取网段、网关地址、域名服务***(DOMAIN NAME SYSTEM，简称“DNS”)等信息，配置简单。
缺点是DHCP协议目前仅仅能够支持以太网介质上的自动配置，不能支持PPP等串行链路上的配置获取，不能在E1/T1等链路上使用。而在3G RAN网络中，E1/T1是很常见的传输途径，这导致了DHCP在RAN网络中的使用受到较大的限制。
DHCP协议不能在PPP上运行的主要原因在于，DHCP需要广播功能，而PPP不支持广播功能，部分DHCP报文中需要填写设备的硬件地址，如媒体访问控制(Medium Access Control，简称“MAC”)地址，而PPP中没有硬件地址。
发明内容
本发明各实施方式要解决的主要技术问题是提供一种PPP链路传DHCP报文及获取配置信息的方法和***。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种PPP链路上传输DHCP报文的方法，PPP链路的端点收到需要广播的DHCP报文时，将该DHCP报文通过该PPP链路向对端发送；
需经PPP链路传输的DHCP报文中需要填写硬件地址时，将可唯一标识使用PPP链路的设备的标志作为硬件地址填入该DHCP报文。
本发明的实施方式还提供了一种获取配置信息的方法，包含以下步骤：
在上、下级设备之间建立PPP链路；
所述下级设备通过所述PPP链路发送需要广播的DHCP报文并通过所述DHCP报文向所述上级设备请求配置信息；
所述上级设备和/或下级设备在传输请求配置信息的所述DHCP报文时，在该DHCP报文中设置可唯一标识该下级设备的标志作为硬件地址；
所述上级设备根据所述可唯一标识该下级设备的标志，在所述PPP链路上通过DHCP报文向所述下级设备发送对应的配置信息。
本发明的实施方式还提供了一种获取配置信息的方法，以串行链路连接的上、下级设备进行互联协议控制协议IPCP层协商时，该上级设备将配置信息携带在IPCP消息的至少一个预定协商参数中传输到该下级设备。
本发明的实施方式还提供了一种获取配置信息的***，包含以PPP链路连接的上、下级设备；
下级设备包含，在PPP链路上通过DHCP报文向上级设备请求配置信息的模块；
上级设备包含，在PPP链路上通过DHCP报文向下级设备发送配置信息的模块。
本发明的实施方式还提供了一种获取配置信息的***，包含以串行链路连接的上、下级设备；
上、下级设备中包含通过IPCP层协商建立PPP链路的模块；
上级设备还包含将配置信息携带在IPCP消息的至少一个预定协商参数中传输到下级设备的模块。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，PPP链路的端点将DHCP广播报文直接通过PPP链路发送，以可以唯一识别使用PPP链路的设备的标志代替DHCP报文中需要的硬件地址，满足了DHCP对广播和硬件地址的需求，从而可以在PPP链路上支持DHCP。
可以唯一识别使用PPP链路的设备的标志可以是设备的标识，也可以是PPP链路的链路号等。实现方式非常灵活。
在PPP上通过DHCP过程，基站可以一次性获取维护通道所需的所有配置信息，从而可以在E1/T1等串行链路上通过PPP自动获取设备配置信息，大大减少了人工维护的工作量，并且协议兼容性好，能够充分利用现有DHCP协议的支持，可以使用现有的DHCP管理维护工具。
以PPP链路的链路号作为可以唯一识别使用PPP链路的设备的标志，并采用下级设备配置信息和PPP链路绑定的分配策略，可以实现设备配置和物理位置相关，在原有的站点更换设备，或者原有设备更换地点，可以不需要维护工作，自动获取。这样在整个网络配置的时候，只需要在中心设备节点进行配置，下级节点都可以自动获取配置，大大减少配置冲突和配置的工作量。
上级设备在IPCP层协商的时候，可以通过平时不使用的协商参数来携带配置信息，实现下级设备的自动配置。这种方案适用性广，可以利用标准协议，只需要在协议配置上进行修改，不需要修改协议本身。在实际使用中，采用这种配置的下级设备可以和携带配置信息的上级设备对接，也可以和普通的PPP对端设备对接。
附图说明
图1是IP RAN的维护通道示意图；
图2是根据本发明实施方式的获取配置信息的***结构示意图；
图3是根据本发明第一实施方式的获取配置信息的方法流程示意图；
图4是根据本发明第一实施方式的在PPP链路上进行DHCP过程的流程示意图；
图5是根据本发明第三实施方式的获取配置信息的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
需要说明的是，本发明中所称的PPP链路是一种广义概念，包括使用PPP协议族中协议的各种链路，如多链路点到点协议(Multi Link Point to PointProtocol，简称“MLPPP”)链路，基于以太网的点到点协议(Point to PointProtocol over Ethernet，简称“PPPoE”)链路等。
本发明的第一实施方式涉及在PPP链路上传DHCP报文的技术方案，和PPP链路上通过DHCP报文获得设备配置信息的技术方案。
如图2所示，获取配置信息的***包含以PPP链路连接的上、下级设备。下级设备中包含在PPP链路上通过DHCP报文向上级设备请求配置信息的模块；上级设备中包含在PPP链路上通过DHCP报文向下级设备发送配置信息的模块。上、下级设备的PPP链路可以建立在任意串行线路上，串行线路包括但不限于RS232串口、E1、T1、J1、E3、T3等。
下级设备从上级设备获取配置的步骤如图3所示。
在步骤310，在上、下级设备之间建立PPP链路。具体地说，可以预先在下级设备上默认配置PPP链路，这样该下级设备可以自动在有E1等串行线路上进行PPP连接的请求。
上级设备在E1等串行线路上响应PPP连接的请求，通过标准PPP的NCP协议，给下级设备分配接口IP地址等信息。
在下级设备和上级设备成功建立PPP链路之后，进入步骤320，下级设备在PPP链路上通过DHCP报文向上级设备请求配置信息。
此后进入步骤330，上级设备在PPP链路上通过DHCP报文向下级设备发送配置信息。
上述步骤320和步骤330都涉及在PPP上传输DHCP报文。由于现有的DHCP协议一般只能在以太网链路支持，在PPP链路上不能进行DHCP，在PPP链路上进行DHCP，需要对DHCP进行一定的扩展，DHCP帧结构如表1所示。
Figure C20061014666500111
表1
DHCP不能在PPP链路上运行的主要原因有两点，一是DHCP需要广播，而PPP链路上没有广播功能，二是DHCP中需要硬件地址，在以太网链路中硬件地址就是媒体访问控制(Medium Access Control，简称“MAC”)地址，而PPP链路中没有MAC地址。
本发明通过以下方法解决PPP对DHCP的支持问题：
PPP链路的端点收到需要广播的DHCP报文时，将该DHCP报文通过该PPP链路向对端发送。
需经PPP链路传输的DHCP报文中需要填写硬件地址(chaddr)时，将可唯一标识使用PPP链路的设备的标志作为硬件地址填入该DHCP报文。
DHCP服务器为设备分配IP地址时，将DHCP报文中可唯一标识该设备的标志与为该设备分配的IP地址绑定。
其中，可唯一标识PPP链路的标志是以下之一：
预先设置在设备中的某种标识，该标识可以通过其它协议设置，最好是全网唯一的；
PPP链路的链路号，适合每个PPP链路上只有一个DHCP客户端设备的情况；
PPP链路的物理端口编号。
将可唯一标识使用PPP链路的设备的标志作为硬件地址填入DHCP报文时，可以由位于PPP链路发送DHCP报文一侧的设备填，也可以由位于PPP链路接收DHCP报文一侧的设备填，可以由两侧都填。两侧都填的方案在不同厂商的设备共同组网时兼容性较好，不用担心对端的其它厂的设备不按本厂商要求的方式填相关信息。
在PPP链路上的DHCP交互过程的一个具体例子如图4所示，其中的DHCP报文定义可以参见标准协议RFC1541等。
在步骤410中，下级设备在已经建立的PPP链路上，发出DHCPDISCOVER(发现)报文。本机IP地址填入当前PPP端口的地址。
此后进入步骤420，上级设备收到PPP链路上的DHCP DISCOVER报文，上级设备接收时在报文填入PPP链路标识。
上级设备根据DHCP分配IP地址算法，分配IP地址，将所分配的IP地址与DHCP DISCOVER报文中的硬件地址(本例中是PPP链路标识)绑定，然后通过PPP链路发送DHCP OFFER报文给下级设备。报文中的server(服务器)，client(客户端)地址可以填写成PPP链路两端的地址，也可以不填写。
此后进入步骤430，下级设备收到DHCP OFFER报文，再发送DHCPrequest(请求)报文，向上级设备请求设备配置信息。
此后进入步骤440，上级设备收到下级设备的请求，下发DHCP ACK(应答)报文给下级设备，可以在DHCP扩展选项中携带设备的配置信息。也可以借用DHCP响应的其他字段，比如sname，file等字段，携带设备的配置信息。
本实施方式对上、下级设备没有具体要求，作为一个例子，上级设备可以是基站控制器，下级设备可以是基站。可以通过定义DHCP帧OPTION字段，完成基站的配置，一次性获取维护IP和接入IP地址。
在一个具体例子中，采用的Option类型为43，如表2所示，Option自定义字段的具体内容如表3所示。
  Option类型(1字节)   长度  自定义魔术字(4字节)   自定字段类型
  43   整个扩展option的长度   0xDEADBEAF   参见表
表2
  类型id   长度   值说明
  1   16   基站唯一标志
  2   1   基站请求发出的端口类型，fe/ppp/mp/....
  3   Ip地址长度   基站维护IP
  4   IP掩码长度   基站维护IP掩码
  5   Ip地址长度   基站维护通道对端IP
  6   IP掩码长度   基站维护通道对端IP掩码
  7   Ip地址长度   获取基站配置的服务器地址
  8   不定，最大100字节   获取基站配置的FTP路径，为合法的路径名。
  9   不定，最大16字节   获取基站配置的FTP用户名
  10   不定，最大16字节   获取基站配置的FTP密码
表3
在PPP上通过DHCP过程，基站可以一次性获取维护通道所需的所有配置信息，从而可以在E1/T1等串行链路上通过PPP自动获取设备配置信息，大大减少了人工维护的工作量，并且协议兼容性好，能够充分利用现有DHCP协议的支持，可以使用现有的DHCP管理维护工具。
在本实施方式中，作为一个优选方案，基站一次性获取维护通道所需的所有配置信息，可以理解，也可以在分多次完成配置信息的传输，每次DHCP过程，只传一部分的配置信息。
本发明的第二实施方式在第一实施方式上进行了改进，上级设备和/或下级设备在传输下级设备向上级设备请求配置信息的DHCP报文时，在该DHCP报文中加入可唯一标识该PPP链路的标志；
该上级设备通过DHCP报文向该下级设备发送与可唯一标识该PPP链路的标志对应的配置信息。
例如，上级设备收到DHCP DISCOVER报文时，根据收取该DHCPDISCOVER报文的PPP链路，将PPP链路号作为硬件地址写在该DHCPDISCOVER报文中，并根据该PPP链路号找到对应的配置信息，通过DHCPACK报文将该配置信息携带给下级设备。
通过采用下级设备配置信息和PPP链路绑定的分配策略，可以实现设备配置和物理位置相关，在原有的站点更换设备，或者原有设备更换地点，可以不需要维护工作，自动获取。这样在整个网络配置的时候，只需要在中心设备节点进行配置，下级节点都可以自动获取配置，大大减少配置冲突和配置的工作量。
本发明的第三实施方式涉及在PPP链路通过DHCP报文获得设备配置信息的技术方案。
获取配置信息的***结构如图2所示，包含以串行链路连接的上、下级设备；串行线路包括但不限于RS232串口、E1、T1、J1、E3、T3等。
上、下级设备中均包含通过IPCP层协商建立PPP链路的模块；
上级设备还包含将配置信息携带在IPCP消息的至少一个预定协商参数中传输到下级设备的模块。
和第一实施方式一样，本实施方式对上、下级设备没有具体要求，作为一个例子，上级设备可以是基站控制器，下级设备可以是基站，配置信息可以是基站的维护通道所需的配置信息。
如图5所示，上、下级设备先进行LCP层协商。LCP层协商完成后再进行IPCP层协商。在IPCP层协商时，该上级设备将配置信息携带在IPCP消息的至少一个预定协商参数中传输到该下级设备。
IPCP层协商具体包含以下步骤：
下级设备向上级设备发送协商发起消息；
上级设备收到协商发起消息后，在向下级设备回应的消息中携带PrimaryDNS Server Address(主DNS服务器地址)、Primary NBNS Server Address(主NBNS服务器地址)、Secondary DNS Server Address(从DNS服务器地址)、Secondary NBNS Server Address(从NBNS服务器地址)等协商选项，在这些协商选项中携带下级设备需要的配置信息；
下级设备收到协商选项后，从Primary DNS Server Address、PrimaryNBNS Server Address、Secondary DNS Server Address、Secondary NBNSServer Address等选项中获取配置信息，回复响应消息ACK；
上级设备收到ACK后，向下级设备发送协商完成消息。
为了避免在和通用PPP接口设备进行对接时发生地址误使用，可以约定特殊的IP地址，或者特殊的规则进行限定和鉴别。比如172.168.89.89，作为特殊的Primary DNS Server Address，表示携带的是维护通道配置信息。
也可以采用地址校验的方法，把Primary DNS Server Address(或者任意一个其他协商地址)和Secondary DNS Server Address采用一定的规则进行校验，比如Secondary DNS Server Address和Primary DNS Server Address两者相减为一个固定的特殊数值，达到确认传送的是维护通道配置信息的目的。
如果发现获取的信息不符合预定规则，则判定不使用这些协商选项，此时下级设备可以给予对应选项的NACK回应。
在本实施方式中，上级设备在IPCP层协商的时候，通过平时不使用的协商参数来携带配置信息，实现下级设备的自动配置。这种方案适用性广，可以利用标准协议，只需要在协议配置上进行修改，不需要修改协议本身。在实际使用中，采用这种配置的下级设备可以和携带配置信息的上级设备对接，也可以和普通的PPP对端设备对接。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种点到点协议PPP链路上传输动态主机配置协议DHCP报文的方法，其特征在于，PPP链路的端点收到需要广播的DHCP报文时，将该DHCP报文通过该PPP链路向对端发送；
需经PPP链路传输的DHCP报文中需要填写硬件地址时，将可唯一标识使用PPP链路的设备的标志作为硬件地址填入该DHCP报文。
2.根据权利要求1所述的PPP链路上传输DHCP报文的方法，其特征在于，DHCP服务器收到包含硬件地址的所述DHCP报文，为所述设备分配IP地址时，将所述DHCP报文中作为硬件地址的可唯一标识该设备的标志与为该设备分配的IP地址绑定。
3.根据权利要求1或2所述的PPP链路上传输DHCP报文的方法，其特征在于，由以下设备将所述可唯一标识所述使用PPP链路的设备的标志作为硬件地址填入所述DHCP报文：
位于所述PPP链路发送所述DHCP报文一侧的设备；或者，
位于所述PPP链路接收所述DHCP报文一侧的设备；或者，
位于所述PPP链路发送所述DHCP报文一侧的设备和位于所述PPP链路接收所述DHCP报文一侧的设备。
4.根据权利要求1或2所述的PPP链路上传输DHCP报文的方法，其特征在于，所述可唯一标识使用PPP链路的设备的标志是以下之一：
预先设置在设备中的唯一性标识；
所述PPP链路的链路号；
所述PPP链路的物理端口编号。
5.一种获取配置信息的方法，其特征在于，包含以下步骤：
在上、下级设备之间建立PPP链路；
所述下级设备通过所述PPP链路发送需要广播的DHCP报文并通过所述DHCP报文向所述上级设备请求配置信息；
所述上级设备和/或下级设备在传输请求配置信息的所述DHCP报文时，在该DHCP报文中设置可唯一标识该下级设备的标志作为硬件地址；
所述上级设备根据所述可唯一标识该下级设备的标志，在所述PPP链路上通过DHCP报文向所述下级设备发送对应的配置信息。
6.根据权利要求5所述的获取配置信息的方法，其特征在于，所述可唯一标识该下级设备的标志是可唯一标识所述PPP链路的标志；
该上级设备通过DHCP报文向该下级设备发送与可唯一标识该PPP链路的标志对应的配置信息。
7.根据权利要求5所述的获取配置信息的方法，其特征在于，所述上级设备是基站控制器，所述下级设备是基站；
所述基站通过一次DHCP过程获取建立该基站的维护通道所需的所有配置信息。
8.根据权利要求7所述的获取配置信息的方法，其特征在于，所述基站控制器预先为DHCP帧中“OPTION”字段定义类型，并为所定义的“OPTION”字段类型设置尚未被使用的类型号；
所述基站控制器将所述所有配置信息包含在所述“OPTION”字段类型中通过DHCP帧发送给所述基站。
9.根据权利要求8所述的获取配置信息的方法，其特征在于，所述“OPTION”字段类型中包含以下之一或其任意组合：
表示本DHCP过程标识号的第一字段及该第一字段的长度、
表示基站发出请求的端口类型的第二字段及该第二字段的长度、
表示分配的维护IP地址的第三字段及该第三字段的长度、
表示分配的维护IP地址掩码的第四字段及该第四字段的长度、
表示分配的接入IP地址的第五字段及该第五字段的长度、
表示分配的接入IP地址掩码的第六字段及该第六字段的长度、
表示获取基站配置的服务器地址的第七字段及该第七字段的长度、
表示获取基站配置的文件传送协议FTP路径的第八字段及该第八字段的长度、
表示获取基站配置的FTP用户名的第九字段及该第九字段的长度、和
表示获取基站配置的FTP密码的第十字段及该第十字段的长度。
10.一种获取配置信息的***，其特征在于，包含以PPP链路连接的上、下级设备；
所述下级设备包含，在所述PPP链路上通过DHCP报文向所述上级设备请求配置信息的模块；
所述上级设备包含，通过所述PPP链路发送需要广播的DHCP报文的模块及在所述PPP链路上通过DHCP报文向所述下级设备发送配置信息的模块；
所述上级设备和/或下级设备还包含，在所述DHCP报文中加入可唯一标识该下级设备的标志作为硬件地址的模块。
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