CN101997722B - 面向三网融合的数字家庭网络服务管理***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向三网融合的数字家庭网络服务管理***和方法，用于向用户屏提供无差别的服务。其管理***由安全管理子***、控制子***、业务管理子***、外部网络接入子***以及应用域网络接入子***组成，该***将数字家庭所提供各种应用以服务的形式统一管理，向用户提供服务查询、订购及使用等基本服务管理功能，增强了数字家庭网络业务的可扩展、可配置、可操作和可管理性，同时该***在已有服务管理***仅支持Internet服务的基础上进行了扩展和改进，使其能够支持计算机网络、电信网络以及广播电视网络三种异构网络，有效地解决异构网络服务融合困难的不足，由家庭网关向用户提供统一的服务接口，屏蔽了不同网络间底层通信技术的差异，使得用户使用服务的过程更加清晰简单。

Description

面向三网融合的数字家庭网络服务管理***和方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，管理***尤其是一种面向三网融合的数字家庭网络服务管理***和方法。所谓三网融合指的是广播电视网、电信网与互联网的相互渗透、互相兼容，并逐步整合为统一的信息通信网络。

背景技术

21世纪是信息化、网络化和知识经济的时代，随着以计算机技术为核心的信息技术，特别是数字技术、多媒体技术和网络技术的飞速发展和普及应用，网络化正在向非计算机领域扩展。通信、计算机和家电业的进一步融合，使得数字化、智能化和网络化的信息家电得以快速发展。数字技术的飞速发展使个人电脑、PDA、手机、数字电视、DVD、MP3、DV/DC等数字产品深入我们的生活中。与此同时，互联网与移动通信的普及也极大的丰富了我们的生活。在此基础上，构建一个宽带接入、内部互联、内容共享的数字家庭网络需求也日趋突显。人们提出了很多诸如智能家居(Smart Home)、电子家庭(Electronic Home，e-Home)、数字家庭(Digital Family)、网络家居(Network Home)、智能化家庭(Intelligent Home)的家庭网络概念，用于描述数字家庭网络所包含的内容。

数字家庭网络是指通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭，并以可灵活配置的家庭智能布线***为基础构筑各种有线和无线传输环境，连接家庭中各种信息终端。通过将各种服务引入家庭，能够向家庭用户提供语音、视频、数据、多媒体、控制和管理功能，以达到信息在家庭内部终端与外部公网及家庭内部终端之间的充分流通和共享。

随着数字技术的不断发展，数字家庭网络里各种服务也日益增多，如：家庭安防、家庭控制、家庭娱乐等。此外，三网融合的发展为数字家庭提供更加多样化的服务和更加优越的资源平台，其中包括传输资源、内容资源、信息资源等。三网融合指的是广播电视网、电信网与互联网的相互渗透、互相兼容，并逐步整合为统一的信息通信网络，目标是实现网络资源共享、避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽多媒体基础平台。电信网、有线电视网、互联网作为三大现代信息传输方式经过数年的发展，已分别在三个信息平台上建立起各自庞大的网络体系，“三网融合”就是要将声音、图像、视频、数据等各种业务变为数字信号进行加工、存储，并在统一的网络上传输，使得以三大业务来分割三大市场和行业的界限逐步变得模糊。它并不意味着三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合，具体表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议。三网融合将带动包括内容提供商、服务提供商、运营商以及光纤通讯设备制造商在内的整条产业链的发展。通过三网融合，将给数字家庭网络带来更加丰富的增值业务类型，如图文电视、VOIP、视频邮件和网络游戏等，拓宽数字家庭业务所提供的范围。

随着基于三网融合网络的推进，数字家庭网络通信方式多样化、网络类型异构化、网络业务种类和数量更加丰富，使得数字家庭网络对于服务的管理提出了更高的要求，但是仍存在着以下问题：

(1)目前的数字家庭网络对于服务的获取和使用都是基于具体应用的，尚没有对数字家庭网络建立统一服务管理***。这样，当新的应用或服务加入到家庭中时，需要对数字家电设备进行复杂配置、重新定义服务接口，以及对其和家庭网关之间进行配置。

(2)目前国际国内数字家庭网络标准中外部网络提供的服务主要是基于Internet的，由于中国三网融合的发展，电信网和广播电视网也提供越来越丰富的服务，需要对外部三网向家庭提供服务建立管理***，有利于服务的获取、使用和开发、设计。通过建立数字家庭网络服务管理***，给出相关接口定义，并设计外部服务提供流程，使得服务的注册、订购、使用过程变得清晰、简单。

发明内容

本发明的目的是：设计面向三网融合的数字家庭网络服务管理***，解决现有数字家庭网络基于具体应用的服务提供配置复杂、流程不清晰、扩展困难的缺点，向用户屏蔽底层服务细节差异，提供无差别的服务。针对当前三网融合的大趋势，在各种类型的网络提供服务多样化的背景下，所设计的服务管理***有利于服务的获取、使用和开发，使得服务的注册、定购、使用过程变得清晰和简单。本发明进一步设计了数字家庭服务使用方法，用于用户安全访问数字家庭网络中提供的各种服务。

实现本发明的技术方案是设计的面向三网融合的数字家庭网络服务管理***，包括安全管理子***、控制子***、业务管理子***、外部网络接入子***和应用域网络接入子***；数字家庭网络服务管理***中的控制子***是服务管理***的核心部分，分别与异构网络接入子***、安全管理子***、业务管理子***、应用域网络接入子***相连，控制子***对数字家庭网络中的用户指令消息进行解析后，判断用户所要执行的操作，为控制子***其他模块的运行提供执行依据，根据解析出的消息内容，在控制策略的作用下，调度与之相连的其他子***，完成该条指令所包含的内容。其余四个子***分别通过控制子***进行消息交互，彼此之间并无直接交互。

所述安全管理子***包括用户信息管理模块、密钥和证书管理模块、用户及设备认证模块、***安全模块、访问控制模块，用于对数字家庭服务提供安全保护机制；

所述控制子***包括指令解析模块、指令执行模块、安全调度模块、服务调度模块、控制策略模块、控制接口模块，负责对数字家庭网络的服务指令进行解析，并对服务流程进行控制；

所述业务管理子***包括服务注册模块、服务查找模块、服务配置模块、服务定购模块、服务接口模块，分别实现服务的注册、查找、配置、定购过程，负责对家庭所有的服务进行统一集中管理，向家庭用户提供统一的服务接口；

所述外部网络接入子***包括广电网络接口模块、计算机网络接口模块、电信网接口模块以及网络中间件模块，负责外部异构网络的接入工作；

所述应用域网络接入子***由各个应用域管理中心组成，包括各个应用域管理中心，应用域管理中心由服务注册模块、服务提供模块、网络协议转换模块、访问控制模块、设备认证模块组成，用于保证应用域内设备的互联互通，对使用不同网络协议的消息进行协议转换，并向数字家庭设备和用户提供服务注册和使用接口，同时提供访问控制机制和应用域内设备的认证功能，负责实现家庭网络的接入工作。针对数字家庭中存在的业务种类繁多、管理结构复杂的情况，按照数字家庭的业务需求，将家庭网络划分成不同的应用域，所述的应用域管理中心实体是对同一应用域内的终端设备及其所提供的业务服务进行管理和不同应用域间协议转换的功能实体。

本发明设计了面向三网融合的数字家庭网络服务管理方法，包括服务注册过程和服务获取过程；

所述服务注册过程包括如下步骤：

1.a.应用域内的服务提供设备向其所在的应用域管理中心发出“服务注册请求”消息，该消息需包含设备标识、服务标识、名称、内容基本信息，以便应用域管理中心在后期查找服务使用；

1.b.应用域管理中心接收到此消息后，对其服务列表进行更新；

1.c.构造应用域服务注册请求数据包，向家庭网关发送“应用域服务注册请求”消息，包括有应用域管理中心标识、服务标识、服务名称、服务内容信息；

1.d.家庭网关接收到此消息后，对其服务列表进行更新；

1.e.更新成功之后，向应用域管理中心发送“服务注册成功”消息；

1.f.应用域管理中心向服务提供设备发送“服务注册成功”消息，至此服务注册过程完毕。

所述服务获取过程包括家庭用户访问本应用域内服务、家庭用户跨域访问其他应用域服务、家庭用户远程访问应用域服务以及家庭用户访问外部异构网络服务。

所述的服务获取过程是当家庭用户发送服务获取请求消息后，首先由服务管理***对该消息的获取类型进行判定，如果是用户访问本应用域内服务这一类型，则服务获取过程无须家庭网关实体参与，主要由应用域网络接入子***中的应用域管理中心实体对用户提出的服务获取请求消息进行响应；如果是家庭用户跨域访问其他应用域服务或家庭用户远程访问应用域服务或家庭用户访问外部异构网络服务，则由家庭网关中控制子***的指令解析模块对服务获取请求消息进行分析，然后在控制策略模块的支持下调用家庭网关中相应的子***来对服务获取请求消息进行响应。

(1)家庭用户访问本应用域内服务

具体流程叙述如下：

1)用户首先发送服务查找请求，查找本应用域所能够提供的所有服务。

2)当接收到服务查找请求后，应用域管理中心将返回其所提供的服务列表。如果该应用域内未注册任何服务，则返回查找失败消息。

3)用户接收到返回列表后，选择自己所需的服务，并向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息。

4)应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌。

5)用户在接受到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息。

6)服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程。

(2)家庭用户跨域访问其他应用域服务

具体服务流程叙述如下：

1)对于非本域服务，用户首先向本应用域管理中心，即其所在应用域管理中心，发送非本应用域服务查找请求。

2)本应用域管理中心在接收到非本应用域服务查找请求后，需将该请求转发给家庭网关。

3)家庭网关处维护着数字家庭网络中各个应用域的所有服务的列表，在接收到服务查找请求后，家庭网关将返回当前所有服务列表，为了使用户能够准确地访问服务，该消息中应当包含服务所在应用域管理中心的标识、IP信息。如果家庭网关处未注册任何服务，则返回查找失败消息。

4)应用域管理中心将从家庭网关处接收到的查找结果消息转发给用户。

5)用户接收到返回的服务列表后向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息。

6)应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌。

7)用户在接收到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息。

8)服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程。

(3)家庭用户远程访问应用域服务

具体服务流程叙述如下：

1)家庭用户首先向家庭网关发送服务查找请求。

2)家庭网关接收到服务查找请求后，返回其所提供的服务列表，其中还包含服务所在应用域管理中心的标识、IP信息。如果未注册任何服务，返回查找失败消息。

3)用户接收到返回结果后向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息。

4)应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌。

5)用户在接受到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息。

6)服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程。

(4)家庭用户访问外部异构网络服务

具体服务流程叙述如下：

1)数字家庭用户向家庭网关发出服务查找请求。

2)家庭网关对查找请求进行处理后向计算机网络业务网关发送服务查找请求。

3)家庭网关向电信网络的业务网关发送服务查找请求。

4)家庭网关向广播电视网络的业务网关发送服务查找请求。

5)计算机网络的业务网关返回所提供的服务列表。

6)电信网络的业务网关返回所提供的服务列表。

7)广播电视网络的业务网关返回所提供的服务列表。

8)家庭网关对返回的各个服务列表中的所有服务进行整合和筛选，对于相同的服务只选择最优。

9)家庭网关将整合后的服务列表返回给用户。

在获得服务列表后，用户根据需要的选择相应服务进行使用。

具体服务使用流程叙述如下：

1)家庭用户根据返回的服务列表选择自己所需的服务。

2)用户向家庭网关发送所选择服务的使用请求。

3)家庭网关根据所请求的服务向提供该服务的业务网关发送相应的服务请求。

4)业务网关对请求者身份进行验证，判断请求者是否有使用服务的权限，验证通过返回服务所对应的服务令牌，若不通过，返回授权失败的消息。

5)家庭网关将业务网关返回的授权消息转发给用户。

6)用户向指定的网络服务提供商发送带有服务令牌的服务使用请求。

7)网络服务提供商验证用户的服务令牌，验证通过后开始传输服务数据，验证失败发送授权失败消息。

所设计的数字家庭网络服务管理***和方法具有以下优点：

(1)针对现有数字家庭网络应用纷繁复杂，配置困难，可扩展性差的缺点，采用“应用即服务”思想，将数字家庭中各种设备所提供的应用以服务的形式由业务管理子***和应用域网络接入子***进行统一管理，向用户提供服务查询、订购及使用等基本服务管理功能。所采用的服务管理模式增强了数字家庭网络业务的可扩展、可配置、可操作和可管理性。

(2)所设计的服务管理***在已有的网络服务管理***仅支持Internet服务的基础上进行了扩展和改进，使其能够支持计算机网络、电信网络以及广播电视网络三种异构网络所提供的服务。

(3)所设计的服务管理***能够有效地解决异构网络服务融合困难的不足。家庭网关基于“服务中间件”的思想对外部异构提供网络提供的服务进行整合，向用户提供统一的服务接口，屏蔽了不同网络间底层通信技术的差异，使得用户使用服务的过程更加清晰简单。

附图说明

图1本发明提出的数字家庭网络服务管理***图；

图2本发明提出的数字家庭网络服务注册流程；

图3本发明提出的数字家庭网络家庭用户访问本应用域内服务的过程；

图4本发明提出的数字家庭网络家庭用户跨域访问其他应用域服务的过程；

图5本发明提出的数字家庭网络家庭用户远程访问应用域服务方法的流程；

图6本发明提出的数字家庭网络家庭用户访问外部异构网络服务查找流程；

图7本发明提出的数字家庭网络家庭用户访问外部异构网络服务使用流程；

图8本发明设计的服务设备发送的服务注册请求消息数据包格式图；

图9本发明设计的应用域管理中心发送的服务注册请求消息数据包格式图；

图10本发明设计的服务注册回复消息数据包格式图；

图11本发明设计的服务查找请求消息数据包格式图；

图12本发明设计的服务查找回复消息数据包格式图；

图13本发明设计的服务获取请求消息数据包格式图；

图14本发明设计的服务获取回复消息数据包格式图；

图15本发明设计的带服务访问令牌的服务获取请求消息数据包格式图；

图16本发明设计的服务响应消息数据包格式图。

具体实施方式

本发明部署了面向三网融合数字家庭网络服务管理***和方法，具体的实施包括以下几个部分：

一、数字家庭网络服务管理***的设计

如图1所示，数字家庭网络服务管理***分为安全管理子***、控制子***、业务管理子***、外部网络接入子***以及应用域网络接入子***5个部分。

1.安全管理子***

安全管理子***为数字家庭服务提供基本的安全保护机制，包括用户信息管理、密钥和证书管理、用户及设备认证、***安全、访问控制等模块，向家庭用户及服务提供用户认证、设备认证、病毒防护以及服务访问控制等安全机制。

2.控制子***

控制子***负责对数字家庭网络中用户的服务指令进行解析，并对服务流程按照所指定的控制策略进行控制。它包括指令解析、指令执行、安全调度、服务调度、控制策略、控制接口等模块。

(a)指令解析模块

该模块负责对数字家庭网络中的用户指令消息进行解析，分析该消息的类型和属性等内容，判断用户所要执行的操作，为控制子***的其他模块的运行提供执行依据。

(b)指令执行模块

根据指令解析模块解析出的消息内容，调度各个子***中相应的模块，完成该条指令所包含的内容。

(c)安全调度模块

该模块负责接收指令执行模块中的安全调度消息，通过调度安全管理子***中的相应模块，完成指令消息中所包含的安全管理功能。

(d)服务调度模块

该模块负责接收指令执行模块中的服务调度消息，通过调度业务管理子***中的相应模块，完成指令消息中所包含的业务管理功能。

(e)控制策略模块

定义指令执行模块执行指令时所遵循的控制策略，例如：调度优先级，业务调度算法等。

(f)控制接口模块

该模块向服务管理***中的其他子***提供相应的调用接口，负责与安全管理子***、业务管理子***、外部网络接入子***以及应用域网络接入子***进行交互。

3.业务管理子***

主要负责对数字家庭中所有应用域中所涉及的业务进行集中管理，该***中包含了服务注册、服务查找、服务配置、服务定购等多个模块，向家庭用户提供统一的服务接口，实现服务的注册、配置、定购、查询等业务管理功能。

(a)服务注册模块

该模块用于对家庭服务进行注册，是通过接收应用域管理中心的注册请求消息来实现的；

(b)服务查找模块

该模块负责对数字家庭网络服务进行查找，实现用户对所需要服务功能和性能的检索，并能返回服务列表，供其选择；

(c)服务配置模块

该模块用于对不同服务的参数、环境、端口等信息进行配置，保障服务的正确运行；

(d)服务定购模块

该模块实现用户对服务的订阅功能，建立定购关系后可以进行计费和控制等操作；

(e)服务接口模块

该模块向数字家庭用户提供统一的服务使用接口。通过调用该接口，用户可以实现服务的注册、配置、定购、查询、执行过程。

4.外部网络接入子***

针对数字家庭外部网络中多种通信方式并存，服务提供多样化的现状，设计外部网络接入子***，实现外部异构网络的统一接入。该子***包括广电网络、计算机网络、电信网络的接口模块以及网络中间件模块。不同网络接口模块实现了具有不同通信机制的异构网络的接入，并能够获取相应网络所提供的服务。网络中间件模块负责对外部异构网络将进行重新整合，为数字家庭用户提供统一的通信接口。该模块包括通信融合和服务融合两个子模块。

(a)通信融合子模块

通信融合子模块主要对具有不同通信机制的外部异构网络进行协议转换，提供服务接口所必须的通信交互能力，保障服务使用流程的正确运行。

(b)三网服务融合子模块

三网服务融合子模块封装外部各种具体异构网络所提供的服务接口，为数字家庭控制子***提供统一服务调用接口。

以上四个子***均在家庭网关处以软件***的形式实现。家庭网关是数字家庭网络的核心，是用户获取外部异构网络服务的关键实体，将安全管理子***、业务管理子***、控制子***和外部异构网络接入子***通过软件形式集中到家庭网关，可分别实现业务服务管理、安全管理、服务控制和网络接入等功能。

5.应用域网络接入子***

应用域网络接入子***由各应用域管理中心组成，负责实现家庭网络的接入。所述的应用域管理中心实体管理不同的应用域，所述的应用域是针对数字家庭中存在的业务种类繁多、管理结构复杂的情况，按照数字家庭的业务需求划分的，所述的应用域管理中心实体是对同一应用域内的终端设备及其所提供的业务服务进行管理和不同应用域间协议转换的功能实体，减轻了家庭网关对具体业务的管理，也有利于同一应用域内资源的共享及审计。应用域管理中心包括服务注册、服务提供、网络协议转换、访问控制、设备认证等模块，主要职责是保证应用域内设备的互联互通，对使用不同网络协议的消息进行协议转换，并向数字家庭设备和用户提供服务注册和使用接口，同时提供访问控制机制和应用域内设备的认证功能。

该子***中的服务注册模块用于接收数字家庭服务的注册请求；服务提供模块用于用户终端的服务执行过程；访问控制模块保障具有一定权限的合法用户才能使用服务，网络协议转换模块用于对不同协议消息进行转换，起到网关作用；设备认证模块用于对设备的真实性进行认证，防止非法设备访问家庭网络提供的服务。

数字家庭网络服务管理***中的控制子***是服务管理***的核心部分，分别与异构网络接入子***、安全管理子***、业务管理子***、应用域网络接入子***相连，控制子***对数字家庭网络中的用户指令消息进行解析后，判断用户所要执行的操作，为控制子***其他模块的运行提供执行依据，根据解析出的消息内容，在控制策略的作用下，调度与之相连的其他子***，完成该条指令所包含的内容。其余四个子***分别通过控制子***进行消息交互，彼此之间并无直接交互。

二、数字家庭网络服务使用方法的设计

数字家庭网络服务使用方法用于数字家庭服务提供过程中服务信息交互过程，它定义了服务注册和服务获取这两种提供服务最基本操作的流程，服务注册过程主要针对服务提供设备，而服务获取过程则针对的是访问数字家庭内外部各种服务的家庭用户。

参考设计的数字家庭网络架构及服务管理***，服务注册和获取的流程主要涉及到应用域服务提供设备、应用域管理中心、家庭网关三个网络实体。

所述的应用域服务提供设备指的是各个应用域内可以提供某种具体服务的数字家电设备。所述的家庭网关则集成了服务管理***中的安全管理子***、业务管理子***、控制子***以及外部网络接入子***，具有网络接入、业务管理、安全管理、流程控制等功能。

1.服务注册

根据服务管理***的功能要求，应用域管理中心、家庭网关等关键实体处均需要维护相应的服务列表，负责对数字家庭中的所有服务进行管理，而服务提供设备在提供服务之前首先需要向应用域管理中心和家庭网关进行相关注册流程，只有在注册成功后才能够向数字家庭的用户提供相应的服务。因此，服务注册是服务提供过程的首要步骤。具体服务注册流程，如图2所示。

具体的服务注册流程如下：

1).应用域内的服务提供设备向其所在的应用域管理中心发出“服务注册请求”消息，该消息需包含设备标识、服务标识、名称、内容等基本信息，以便应用域管理中心在后期查找服务使用。

2)应用域管理中心接收到此消息后，对其服务列表进行更新。

3)构造应用域服务注册请求数据包，向家庭网关发送“应用域服务注册请求”消息，包括有应用域管理中心标识、服务标识、服务名称、服务内容等信息。

4)家庭网关接收到此消息后，对其服务列表进行更新。

5)更新成功之后，向应用域管理中心发送“服务注册成功”消息。

6)应用域管理中心向服务提供设备发送“服务注册成功”消息，至此服务注册过程完毕。

2.服务获取

服务获取是数字家庭服务使用方法关键一步，它包括了服务查询、服务获取请求、服务应答等多种类型的关键操作。根据所获取服务类型的不同，该流程包含了家庭用户访问本应用域内服务、家庭用户跨域访问其他应用域服务、家庭用户远程访问应用域服务方法以及家庭用户访问外部异构网络服务4种不同的服务获取过程。

服务获取的总体思路是：首先由服务管理***对用户的服务获取请求消息的类别进行判断，如果是用户访问本应用域内服务这一类型，则服务获取过程无须家庭网关实体参与，主要由应用域网络接入子***中的应用域管理中心实体对用户提出的服务查询、服务获取请求消息进行响应。如果是其他三种类型，则由家庭网关中控制子***的指令解析模块对

服务获取请求消息进行分析，然后在控制策略模块的支持下调用家庭网关中相应的子***来对服务获取请求消息进行响应。

(1)家庭用户访问本应用域内服务

图3是用户访问本域提供服务的过程。

具体流程叙述如下：

1)用户首先发送服务查找请求，查找本应用域所能够提供的所有服务。

2)当接收到服务查找请求后，应用域管理中心将返回其所提供的服务列表。如果该应用域内未注册任何服务，则返回查找失败消息。

3)用户接收到返回列表后，选择自己所需的服务，并向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息。

4)应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌。

5)用户在接受到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息。

6)服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程。

(2)家庭用户跨域访问其他应用域服务

按照应用类型划分网络，可以尽量减少用户跨域访问服务的需求，但家庭用户跨域访问其他应用域服务的情况还是存在的，对于非本域的服务，用户需要向上层的网络实体——家庭网关进行访问。

图4是家庭用户访问跨域服务的过程：

具体服务流程叙述如下：

1)对于非本域服务，用户首先向本应用域管理中心，即其所在应用域管理中心，发送非本应用域服务查找请求。

2)本应用域管理中心在接收到非本应用域服务查找请求后，需将该请求转发给家庭网关。

3)家庭网关处维护着数字家庭网络中各个应用域的所有服务的列表，在接收到服务查找请求后，家庭网关将返回当前所有服务列表，为了使用户能够准确地访问服务，该消息中应当包含服务所在应用域管理中心的标识、IP等信息。如果家庭网关处未注册任何服务，则返回查找失败消息。

4)应用域管理中心将从家庭网关处接收到的查找结果消息转发给用户。

5)用户接收到返回的服务列表后向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息。

6)应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌。

7)用户在接收到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息。

8)服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程。

(3)家庭用户远程访问应用域服务

如果是家庭用户远程访问应用域提供的服务，则需要向家庭网关查询相关的服务，并进行调用。图5是家庭用户访问远程访问服务的流程：

具体服务流程叙述如下：

1)家庭用户首先向家庭网关发送服务查找请求。

2)家庭网关接收到服务查找请求后，返回其所提供的服务列表，其中还包含服务所在应用域管理中心的标识、IP等信息。如果未注册任何服务，返回查找失败消息。之后的服务访问的过程与前两种情况类似。

3)用户接收到返回结果后向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息。

4)应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌。

5)用户在接受到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息。

6)服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程。

(4)家庭用户访问外部异构网络服务

对于外部异构网络提供的服务，用户需要通过家庭网关向外部网络的业务网关进行查询和使用。

家庭用户访问外部异构网络服务的详细过程如图6所示。

具体服务流程叙述如下：

1)数字家庭用户向家庭网关发出服务查找请求。

2)家庭网关对查找请求进行处理后向计算机网络业务网关发送服务查找请求。

3)家庭网关向电信网络的业务网关发送服务查找请求。

4)家庭网关向广播电视网络的业务网关发送服务查找请求。

5)计算机网络的业务网关返回所提供的服务列表。

6)电信网络的业务网关返回所提供的服务列表。

7)广播电视网络的业务网关返回所提供的服务列表。

8)家庭网关对返回的各个服务列表中的所有服务进行整合和筛选，对于相同的服务只选择最优。

9)家庭网关将整合后的服务列表返回给用户。

在获得服务列表后，用户根据需要的选择相应服务进行使用。具体使用过程如图7所示。

具体服务流程叙述如下：

1)家庭用户根据返回的服务列表选择自己所需的服务。

2)用户向家庭网关发送所选择服务的使用请求。

3)家庭网关根据所请求的服务向提供该服务的业务网关发送相应的服务请求。

4)业务网关对请求者身份进行验证，判断请求者是否有使用服务的权限，验证通过返回服务所对应的服务令牌，若不通过，返回授权失败的消息。

5)家庭网关将业务网关返回的授权消息转发给用户。

6)用户向指定的网络服务提供商发送带有服务令牌的服务使用请求。

7)网络服务提供商验证用户的服务令牌，验证通过后开始传输服务数据，验证失败发送授权失败消息。

3、数字家庭网络服务使用方法的消息定义

为了实现服务使用方法的交互过程，我们定义了基本消息的报文结构，具体格式将参见附图8-16进行详尽说明。每条消息由消息类别和消息内容字段组成，其中消息类别用于区分不同的消息类型，消息内容字段则包含了该条消息的具体内容。

参考服务提供流程，交互过程中涉及到的消息有：

(1)服务注册请求消息

当设备需要向数字家庭用户提供相应的服务时，首先需要在应用域中心及家庭网关处进行服务的注册。注册消息包括了设备的标识、服务标识、服务名称以及服务内容等字段。如果是应用域中心向家庭网关进行注册时还需要添加应用域中心标识字段。该消息的消息类别标识为1。家庭设备和应用域中心发送的“设备注册消息”略有不同，数据包格式分别如图8和图9所示。

(2)服务注册回复消息

当服务注册操作完成后，应用域中心及家庭网关需要向申请注册的设备发送服务注册回复消息。注册回复消息包括了注册结果字段。该消息的消息类别标识为2。消息的数据包格式如图10所示。

(3)服务查找请求消息

当家庭用户启动终端程序想要使用数字家庭中服务时，首先需要向家庭网关以及应用域管理中心查询其所能够提供服务的种类以及内容。因此，在选择使用服务之前，用户需要向家庭网关以及应用域中心发送服务查找消息。该消息的消息类别标识为3。消息的数据包格式如图11所示。

在这里包含了三种类型的服务查找请求消息：查找本域服务、非本域服务以及外部网络服务。通过服务类型字段来进行区别。

(4)服务查找回复消息

当服务查询完成后，应用域管理中心及家庭网关需要向进行查找的用户返回相应的服务列表，因此消息中包含了服务列表内容，在服务列表内容中又嵌套了每项服务的服务标识、服务名称以及服务内容等字段。该消息的消息类别标识为4。消息的数据包格式如图12所示。

(5)服务获取请求消息

当用户获取到服务列表后，由用户选择自己所需要的服务，并向数字家庭网关或应用域管理中心请求相应的服务。该请求消息中应当包含服务标识、服务名称、用户标识3个基本字段。该消息的消息类别标识为5。消息的数据包格式如图13所示。

(6)服务获取回复消息

在应用域管理中心接收到服务请求消息时，首先需要验证用户的访问权限，当用户的权限合法时，将发送授权服务的回复消息。其中包含了授权结果、设备标识、服务令牌3个基本字段。如果不合法，直接发送授权失败的回复消息，该消息只需要包含授权结果字段即可。该消息的消息类别标识为6。消息的数据包格式如图14所示。

(7)带服务访问令牌的服务获取请求消息

用户使用服务授权通过后，将向指定的服务设备发送服务获取请求，其中包含了服务令牌字段。该消息的消息类别标识为7。消息的数据包格式如图15所示。

(8)服务响应消息

设备接收到服务响应消息后，首先需要验证用户的服务令牌，验证通过后，开始发送服务响应消息，其中包含了服务交互所需要的数据。如果验证不通过，则发送授权失败的回复消息。该消息的消息类别标识为8。消息的数据包格式如图16所示。

符号说明：

PDA：Personal Digital Assistant个人数字助理

VOIP：Voice Over Internet Protocol网络电话

IP：Internet Protocol网际电话

OSGI：Open Service Gateway Initiative开放服务网关平台

API：Application Programming Interface应用程序接口

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种面向三网融合的数字家庭网络服务管理***，其特征在于，包括安全管理子***、控制子***、业务管理子***、外部网络接入子***和应用域网络接入子***；所述安全管理子***由用户信息管理模块、密钥管理模块、证书管理模块、用户及设备认证模块、***安全模块和访问控制模块组成，用于对数字家庭服务提供安全保护机制；所述控制子***由指令解析模块、指令执行模块、安全调度模块、服务调度模块、控制策略模块和控制接口模块组成，对数字家庭网络的服务指令进行解析，并对服务流程进行控制；所述业务管理子***由服务注册模块、服务查找模块、服务配置模块、服务定购模块和服务接口模块组成，对家庭所有的服务进行统一集中管理，向家庭用户提供统一的服务接口，并实现服务的注册、查找、配置、定购；所述外部网络接入子***由广电网络接口模块、计算机网络接口模块、电信网接口模块以及网络中间件模块组成，管理外部异构网络的接入工作；所述应用域网络接入子***由各个应用域管理中心组成，各个应用域管理中心由服务注册模块、服务提供模块、网络协议转换模块、访问控制模块和设备认证模块组成，用于保证应用域内设备的互联互通，对使用不同网络协议的消息进行协议转换，并向数字家庭设备和用户提供服务注册和使用接口，同时提供访问控制机制和应用域内设备的认证功能，实现家庭网络的接入工作；其中，安全管理子***、控制子***、业务管理子***、外部网络接入子***设置在家庭网关中；控制子***是服务管理***的核心部分，分别与外部网络接入子***、安全管理子***、业务管理子***、应用域网络接入子***互连进行消息交互，控制子***对数字家庭网络中的用户指令消息进行解析，判断用户所要执行的操作，为控制本***其他模块的运行提供执行依据，根据解析出的消息，在控制策略的作用下，调度与之互连的其他子***，完成该条指令操作，而其他子***之间并无直接交互。

2.基于数字家庭网络服务管理***的服务管理方法，包括服务注册过程和服务获取过程；所述服务获取过程由家庭用户访问本应用域内服务、家庭用户跨域访问其他应用域服务、家庭用户远程访问应用域服务以及家庭用户访问外部异构网络服务组成；

A 所述服务注册过程包括如下步骤：

步骤A1 应用域内的服务提供设备向其所在的应用域管理中心发出“服务注册请求”消息，该消息需包含设备标识、服务标识、名称、内容基本信息，以便应用域管理中心在后期查找服务使用；

步骤A2 应用域管理中心接收到此消息后，对其服务列表进行更新；

步骤A3 构造应用域服务注册请求数据包，向家庭网关发送“应用域服务注册请求”消息，包括有应用域管理中心标识、服务标识、服务名称、服务内容信息；

步骤A4 家庭网关接收到此消息后，对其服务列表进行更新；

步骤A5 更新成功之后，向应用域管理中心发送“服务注册成功”消息；

步骤A6 应用域管理中心向服务提供设备发送“服务注册成功”消息；

B 所述服务获取过程是：当家庭用户发送服务获取请求消息后，首先由服务管理***判定该消息的类型，如果是用户访问本应用域内服务类型，则服务获取过程无须家庭网关实体参与，由应用域网络接入子***中的应用域管理中心对用户提出的服务获取请求消息进行响应；如果是家庭用户跨域访问其他应用域服务或家庭用户远程访问应用域服务或家庭用户访问外部异构网络服务，则由控制子***的指令解析模块对服务获取请求消息进行分析，然后在控制策略模块的支持下调用家庭网关中相应的子***来对服务获取请求消息进行响应；

(1)家庭用户访问本应用域服务，则具体的流程步骤是：

步骤B1用户首先发送服务查找请求，查找本应用域所能够提供的所有服务；

步骤B2当接收到服务查找请求后，应用域管理中心将返回其所提供的服务列表；如果该应用域内未注册任何服务，则返回查找失败消息；

步骤B3用户接收到返回列表后，选择自己所需的服务，并向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息；

步骤B4应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌；

步骤B5用户在接受到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息；

步骤B6服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程；

(2)家庭用户跨域访问其他应用域服务，则具体的流程是：

步骤C1用户首先向本应用域管理中心，即其所在应用域管理中心，发送非本应用域服务查找请求；

步骤C2本应用域管理中心在接收到非本应用域服务查找请求后，需将该请求转发给家庭网关；

步骤C3家庭网关在接收到服务查找请求后，家庭网关将返回当前所有服务列表，为了使用户能够准确地访问服务，该消息中包含服务所在应用域管理中心的标识、IP信息；如果家庭网关处未注册任何服务，则返回查找失败消息；

步骤C4 应用域管理中心将从家庭网关处接收到的查找结果消息转发给用户；

步骤C5 用户接收到返回的服务列表后向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息；

步骤C6 应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌；

步骤C7 用户在接收到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息；

步骤C8 服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程；

(3)家庭用户远程访问应用域内服务，则具体的流程是：

步骤D1家庭用户首先向家庭网关发送服务查找请求；

步骤D2家庭网关接收到服务查找请求后，返回其所提供的服务列表，其中还包含服务所在应用域管理中心的标识、IP信息，如果未注册任何服务，返回查找失败消息，之后的服务访问的过程与前两种情况类似；

步骤D3用户接收到返回结果后向具有该服务的应用域管理中心发出服务获取请求消息；

步骤D4应用域管理中心对用户的身份进行鉴别，鉴别通过后向其发送服务访问令牌；

步骤D5用户在接受到访问令牌后，向指定的服务提供设备发送带有访问令牌的服务获取请求消息；

步骤D6服务提供设备在接收到服务获取请求消息时，首先验证用户的访问令牌，验证通过后，作出相应的服务应答，以后就开始正常的服务数据交互过程；

(4)家庭用户访问外部异构网络服务，则具体的流程是：

步骤E1数字家庭用户向家庭网关发出服务查找请求；

步骤E2家庭网关对查找请求进行处理后向计算机网络业务网关发送服务查找请求；

步骤E3家庭网关向电信网络的业务网关发送服务查找请求；

步骤E4家庭网关向广播电视网络的业务网关发送服务查找请求；

步骤E5计算机网络的业务网关返回所提供的服务列表；

步骤E6电信网络的业务网关返回所提供的服务列表；

步骤E7广播电视网络的业务网关返回所提供的服务列表；

步骤E8家庭网关对返回的各个服务列表中的所有服务进行整合和筛选，对于相同的服务只选择最优；

步骤E9家庭网关将整合后的服务列表返回给用户。

3.根据权利要求2所述的基于数字家庭网络服务管理***的服务管理方法，其特征在于，家庭用户选择相应服务并使用的具体流程是：

步骤F1：家庭用户根据返回的服务列表选择自己所需的服务；

步骤F2：用户向家庭网关发送所选择服务的使用请求；

步骤F3：家庭网关根据所请求的服务向提供该服务的业务网关发送相应的服务请求；

步骤F4：业务网关对请求者身份进行验证，判断请求者是否有使用服务的权限，验证通过返回服务所对应的服务令牌，若不通过，返回授权失败的消息；

步骤F5：家庭网关将业务网关返回的授权消息转发给用户；

步骤F6：用户向指定的网络服务提供商发送带有服务令牌的服务使用请求；

步骤F7：网络服务提供商验证用户的服务令牌，验证通过后开始传输服务数据，验证失败发送授权失败消息。

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