CPE广域网管理协议CWMP详解

小乔

CWMP简介
介绍CWMP的定义、由来和作用。

定义
在DSL接入网络中，由于用户侧设备数量繁多、部署分散，不易进行设备的管理和维护，CPE广域网管理协议CWMP（CPE WAN Management Protocol）提出通过自动配置服务器ACS（Auto-Configuration Server）对用户侧设备CPE（Customer Premises Equipment）进行远程集中管理，解决CPE设备的管理难度，节约维护成本，提高问题解决效率。

CWMP是由数字用户线路DSL（Digital Subscriber's Line）论坛发起开发的技术规范之一，编号为TR-069，所以又被称为TR-069协议。

目的
CWMP提供了对下一代网络中家庭网络设备进行管理配置的管理方法。目前，终端管理面临很多挑战：

终端管理，各自为政

各个厂商的网管通过光网络终端管理控制接口OMCI（Optical Network Terminal Management and Control Interface）、内嵌运行通路EOC（Embedded Operations Channel）协议管理各自的终端，多个厂商网管需要多次集成。

终端种类多，管理复杂

丰富的终端接入方式，催生多种新型终端设备，例如接入点AP（Access Point）、ONT（Optical Network Terminal）、SRG（Shared Risk Group），使管理难度增大。

海量终端，维护排障难度大

大量故障发生在用户侧，但终端数量繁多、部署分散，使维护排障的工作难度增大。

为了解决以上问题，CWMP提出通过ACS对CPE进行远程集中管理，以减少设备的管理难度，节约维护成本和提高排除故障效率。

CWMP工作原理CWMP工作流程

如图4-2所示，通过ACS更改CPE的某参数的值为例，介绍CWMP的工作流程。

图4-2  CWMP工作流程

CWMP的工作流程如下：

• 会话连接初始化。CPE是会话的发起者。如果ACS需要主动发起会话的建立，ACS先给CPE发起Connection Request（这时CPE是作为HTTP Server）来触发CPE发起会话建立。
• SSL初始化，建立安全机制。
• CPE首先调用ACS的Inform RPC方法，通过向ACS发送Inform请求，上报设备信息，请求建立CWMP连接。
• 若CPE通过认证，ACS回应Inform response，Inform RPC方法处理结束，CWMP连接建立成功。
• CPE发送HTTP post(empty)，表明CPE没有调用ACS支持的RPC方法。
• ACS通过向CPE调用GetParameterValues RPC方法，查询CPE的相关参数。
• CPE发送GetParameterValues response，告知ACS要查询的信息，GetParameterValues RPC方法调用结束。
• ACS通过向CPE调用SetParameterValues RPC方法，对CPE进行相关配置。
• CPE发送SetParameterValues response，告知参数配置情况，SetParameterValues RPC方法调用结束。
• ACS发送HTTP response(empty)，表明ACS没有再调用CPE支持的RPC方法。
• CPE拆除连接，完成本次会话。
  

如图4-2所示，CWMP会话经历三个阶段。

会话发起

ACS和CPE发起会话连接有两种方式：

• CPE发起连接
  
  
  • CPE启动后根据本地配置或DHCP服务器分配的ACS URL值找到相应的ACS，并自动发起连接。
  • CPE可以周期性发送Inform报文。当周期（如1小时）到达时，CPE会自动发送Inform报文来建立连接。
  • CPE可以定时发送Inform报文。当时间点到达时，CPE会自动发送Inform报文来建立连接。
  • 如果当前会话没有结束，但是连接异常中断，而且CPE自动重新连接的次数还没有达到上限，此时，CPE也会自动发起连接。
    
    
• ACS操作触发
  ACS可以在任何时候自动向CPE发起连接请求（Connect Request），通过CPE的认证后，可以与CPE建立连接。
  这种方式需要CPE与ACS已经进行过至少一次通信。在这次通信中，如果ACS希望以后先发起连接请求，它会将CPE的IP地址保存在地址列表中。
  
  

CWMP在CPE和ACS连接的过程中增加了安全机制，它防止了对CPE和ACS之间事务处理的篡改，保证这些事物处理的机密性。CWMP支持如下的安全机制：

• 支持CPE和ACS之间通信时使用CPE和ACS鉴权。
  
  
  • ACS鉴权：当CPE向ACS发送Inform报文请求连接时，根据本地配置的ACS URL地址，请求与ACS建立连接，通过ACS的认证（即匹配ACS的用户名和密码）后，可以与ACS建立连接。
  • CPE鉴权：当ACS向CPE发送HTTP请求报文时，根据Inform报文里携带的CPE地址，请求与CPE建立连接，通过CPE的认证（即匹配CPE的用户名和密码）后，可以与CPE建立连接。
    
    
• 支持CPE和ACS之间通信时使用SSL(Security Socket Layer)认证。
  它保证了事物处理的机密性，数据的完整性，以及CPE跟ACS之间的基于证书的鉴权。
  SSL协议的优势在于它是与应用层协议独立无关的。高层的应用层协议（例如：HTTP、FTP、Telnet等）能透明的建立于SSL协议之上。SSL协议在应用层协议通信之前就已经完成加密算法、通信密钥的协商以及服务器认证工作。在此之后应用层协议所传送的数据都会被加密，从而保证通信的私密性。数字证书包含了个人、企业或设备的信息和公钥：
  
  • 公钥：同时拥有一把公共密钥（公钥）对外开放，用于加密和验证签名。
  • 私钥：每个用户拥有一把仅为本人所掌握的私有密钥（私钥），用于解密和签名。
  • 签名：签字之后表示文件生成的作者，签名后其他人无权修改，所以也就保证了身份认证和文件的完整性。
    
  
  
  
  
  
  

会话通信

在会话已经成功发起，且在会话终止之前，CPE或ACS可以发送请求，另一方则接收请求，可进行查询/设置CPE的参数、上传/下载文件等操作。

会话终止

CPE是对ACS的连接的操纵方，由CPE来负责连接的终止。

在会话的过程中，ACS和CPE已经没有更多的请求发送给对方，都已经发送和接收了所有的响应消息时，CPE可终止会话。

CWMP操作方法

ACS对CPE的管理和监控是通过一系列的操作来实现的，这些操作在CWMP协议里称为RPC（Remote Procedure Call）方法。

支持的标准RPC方法有：

• Generic Method：CPE和ACS都需支持该方法。如表4-1所示，CPE或ACS可以调用这个方法。
  表4-1  Generic Method[td]
  

  方式名	描述
  GetRPCMethods	检索设备的RPC支持的方法列表

• CPE Methods：CPE需支持这些方法。如表4-2所示，只有ACS可以调用这些方法。表4-2  CPE Methods[td]
  

  方式名	描述
  SetParameterValues	用于ACS设置CPE的参数值
  GetParameterValues	用于ACS获得CPE的参数值
  GetParameterNames	用于ACS发现在一个特定的CPE中可访问的参数
  SetParameterAttributes	用于ACS设置CPE的参数属性值
  GetParameterAttributes	用于ACS获取CPE的参数属性
  AddObject	用于ACS在设备的数据模型中创建对象实例
  DeleteObject	用于ACS在设备的数据模型中删除对象实例
  Download	用于ACS要求CPE到指定的URL地址下载指定的文件来更新CPE的本地文件
  Upload	用于ACS要求CPE将指定的文件上传到ACS指定的位置
  Reboot	用于当CPE故障或软件升级时，ACS对CPE进行远程重启
  FactoryReset	用于ACS要求CPE恢复出厂配置
  ScheduleInfrom	用于ACS设置CPE在指定的延时时间后发送inform报文

• ACS Methods：ACS需支持这些方法。如表4-3所示，只有CPE可以调用这些方法。表4-3  ACS Methods[td]
  

  方式名	描述
  Inform	用于CPE与ACS建立连接时、底层配置发生改变时或CPE周期性发送本地信息到ACS时，CPE向ACS发起通告信息
  TransferComplete	用于通知ACS一个早先请求的下载或上传文件的完成（不管是成功的或不成功的）

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