用于提供备用链路的方法和设备

本公开涉及数据通信，更具体地，涉及用于提供备用链路的方法和设备。

客户端设备(CPE)是位于客户端处的设备，并且可以与网络运营商端处的设备进行通信。在大多数情况下，CPE和网络运营商设备通过有线宽带网络连接。许多运营商要求CPE能够在有线链路故障的情况下进行无线链路备用。无线链路备用使终端用户能够继续他们的互联网访问并帮助运营商通过无线备用链路执行远程诊断。远程诊断对于解决有线链路故障问题至关重要。然而，CPE上的无线链路备用功能通常需要专用的无线模块(即，USB加密狗)，这对CPE带来了额外的硬件成本以及开发成本以实现该功能。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提供通信备用链路的方法，其中，用户设备具有到网关的第一连接和到互联网的第二连接，并且网关具有到互联网的连接，其中，在网关处包括：检测到互联网的连接的中断(301)；以及在网关和用户设备之间建立隧道作为到互联网的通信备用链路(306)。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提供通信备用链路的设备，其中包括：第一链路接口202，用于提供到互联网的连接；第二链路接口203，用于向用户设备提供第一连接，其中，所述用户设备具有到互联网的第二连接；处理器201，用于确定到互联网的连接的中断；并且在所述设备与所述用户设备之间建立隧道作为到互联网的通信备用链路。

根据本发明的一个方面，提供了一种计算机程序，包括能够由处理器执行以用于实现上述方法的程序代码指令。

根据本发明的一个方面，提供了一种计算机程序产品，其存储在非暂时性计算机可读介质上，并且包括能够由处理器执行以用于实现上述方法的程序代码指令。

应理解，本发明的更多方面和优点将在本发明的以下详细描述中到。

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入且构成本申请的一部分，附图将用于示出如说明书所说明的本发明的实施例。本发明不局限于实施例。

在附图中：

图1是根据现有技术的系统图。

图2是根据本公开的实施例的示例性网关的框图。

图3是示出根据本公开的实施例的用于在网关到互联网的链路的中断期间提供通信备用链路的方法的流程图。

现将结合附图详细描述本发明的实施例。在以下描述中，为了清楚和简明，可以省略对已知功能和配置的一些详细描述。

图1是根据现有技术的系统图。

在用户侧，该系统包括移动设备101、个人计算机(PC)102、平板电脑103和网关104。移动设备101和平板电脑103通过例如IEEE 802.11的无线连接(无线接口)连接到网关104。PC 102通过无线连接(例如，802.11)或有线连接(例如，以太网连接(RJ-45接口/端口))连接到网关104。网关104通过例如DSL、PON(无源光网络)、RJ-45端口、EPON、GPON、WiFi(802.11)等的有线连接来连接到互联网。应注意，该图是出于说明目的，并且在用户侧，连接到网关104的设备的数量是任意的，并且不限于三个。

在远端侧，该系统包括用于提供网页的服务器105以及能够远程控制或诊断网关104的网络运营商106的管理设备。它们都连接到互联网。应注意，该图仅用于说明目的，并且远端侧可以有更多设备和服务器。

在该示例中，如果到互联网的网关104的连接(主链路)变得中断或断开，则移动设备101、PC 102和平板电脑103中的任何一个都不能访问互联网上的内容，并且管理设备106也不能控制或诊断网关104。

因此，当网关104与互联网的连接中断时，需要备用链路。管理设备106使用备用链路来诊断或解决中断问题。

图2是根据本公开的实施例的示例性网关的框图。

它包括微处理器(MPC)或处理器201、至少一个第一链路接口202、至少一个第二链路接口203、电源204、易失性存储设备205和非易失性存储设备206。

MPC 201用于处理存储在非易失性存储设备206上的程序指令。

第一链路接口202用于从互联网接收数据和向互联网发送数据。第一链路接口202的类型包括以太网收发器、DSL收发器、WiFi收发器、ONU(光网络单元)或ONT(光网络终端)等。

第二链路接口203用于从用户设备(例如，图1中的移动设备101、PC 102、平板电脑103)接收数据并向用户设备发送数据。第二链路接口203的类型包括以太网收发器、WiFi收发器等。

电源204用于向网关的所有模块供电。它通常将交流电转换为5V直流电。

易失性存储设备205用于存储临时数据。在实现中，它可以使用易失性随机存取存储器(RAM)(例如SDRAM)。

非易失性存储设备206用于存储数据和程序指令，如果非易失性存储设备206不通电，则数据和程序指令保留在非易失性存储设备306中。在实现中，它可以使用只读存储器(ROM)、闪存等。至于闪存，它可以使用NOR闪存和NAND闪存。

根据实施要求，网关还可以包括以下项中的至少一个：蓝牙收发器、ZigBee收发器、USB端口、用于存储扩展的USB/SD/MMC端口、用于指示特定功能的状态的LED指示器、用于启用和禁用某个功能的网关主体上的物理按钮、用于显示信息的显示器以及用于连接到显示器以显示信息的显示端口。

在正常状态下，网关104用作用户设备和远程服务器105之间的路由器。但是由于诸如网关104和互联网之间的物理链路的中断、网关的不正确配置等原因，网关朝向互联网的链路或连接被破坏。因此，客户端设备无法与服务器通信。在该实施例中，因为移动设备101具有能够访问互联网(例如，由电信运营商管理的蜂窝数据网络)的数据通信链路，数据通信链路用作网关上的备用链路以用于用户端处的所有用户设备访问互联网。

图3是示出根据本公开的实施例的用于在网关到互联网的链路的中断期间通过移动设备101提供通信备用链路的方法的示例性流程图。在该示例中，如先前所讨论的，第二链路接口203包括WiFi收发器或诸如以太网收发器的有线接口。WiFi收发器以(接入点)AP模式工作。所有用户设备可以经由WiFi收发器连接到网关104。PC 102可以经由以太网收发器或WiFi收发器连接到网关104。

在步骤301中，第一链路接口202检测到互联网的链路的中断。存在用于检测链路中断的几种非限制性方法：

1.处理器201通过第一链路接口202周期性地向远程服务器/DNS服务器发送IPping包/DNS(域名服务器)查询。如果第一链路接口202在给定时间段内没有接收到成功的答复，则认为该链路被中断。

2.处理器201通过第一链路接口202周期性地检查第一链路接口202的物理层信号。如果在第一链路接口202是DSL接口的情况下在DSL系统中的DSL端口上没有检测到信号、在第一链路接口202是以太网接口的情况下在以太网系统中的以太网端口上没有检测到载波、或者在第一链路接口202是PON接口的情况下在PON系统中的PON端口上没有检测到激光，则该链路被认为是中断的。

3.一些操作系统支持接口上/下/更新事件。网关104可以基于事件来决定和维护链路的状态信息。

在步骤302中，处理器201可操作为或配置为创建隧道设置信息，以便移动设备101在WiFi收发器和移动设备101之间建立隧道。隧道符合包括点对点隧道协议(PPTP)、第2层隧道协议(L2TP)、安全外壳(SSH)隧道等在内的隧道协议之一。隧道设置信息用于在网关104的WiFi收发器与移动设备101之间通过WiFi建立隧道，并且包括以下内容：

1.具有相应凭证(例如，WPA/WPA2预共享密钥)的WiFi SSID(服务集标识符)和WiFi收发器的IP接口(即，第二链路接口203侧处的网关的IP地址)

2.支持的隧道服务器类型，其可以是PPTP或L2TP/IPSec。

3.隧道设置信息。针对PPTP，隧道设置信息包括PPTP服务器地址(其可能与上面的WiFi SSID的IP接口的IP地址相同)、PPTP用户名和口令。针对L2TP/IPSec，隧道设置信息可以包括L2TP服务器地址、L2TP用户名/口令和IPSec的预共享密钥。

在另一变型实现中，处理器201还可操作为或配置为创建网关104的控制URL。网关104的控制URL可以由用户设备(例如，移动设备101)访问，并且由用户设备用作控制网关104向用户设备开放的一些功能的接口。在示例中，为了实现网关104可以向移动设备101发送通知的功能，生成网关104的控制URL并将该控制URL发送给移动设备101，以便使移动设备101能够注册通知手段。通知手段是移动设备101的控制URL。网关104可以使用移动设备101的控制URL来向移动设备101发送通知。网关104的控制URL的示例是http：//gateway’sIP interface/notification.html。在移动设备101获得网关104的控制URL之后，移动设备101通过发送URL请求(例如，http：//gateway’s IP interface/notification.html？registration＝http：//address of the mobile 101/backupcontrol.html？GATEWAY＝xxx；linkrestored＝yes)来将通知手段注册到网关104。然后，网关104的处理器201将通知手段(http：//address of the mobile 101/backupcontrol.html？GATEWAY＝xxx；linkrestored＝yes)存储在非易失性存储设备206中，并稍后使用它来通知移动设备101。

以下示出隧道设置信息的第一示例。在此示例和以下示例中，假设网关的WiFi收发器的IP地址是192.168.1.1。

[Wifi建立]SSID＝1234；安全模式＝WPA2-PSK；PSK＝12345

[隧道建立]支持的隧道＝PPTP，L2TP/IPSec

[PPTP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234

[L2TP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234；预共享密钥＝abcdefghi

[通知注册]寄存器＝http：//192.168.1.1/notification.html

在第一示例中，网关104给出移动设备101支持的隧道协议的列表以供选择。在变型示例中，网关104选择一个隧道协议。以下示出第二示例。

[Wifi建立]SSID＝1234；安全模式＝WPA2-PSK；PSK＝12345

[隧道建立]支持的隧道＝PPTP

[PPTP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234

[通知注册]寄存器＝http：//192.168.1.1/notification.html

在第二示例中，寄存器包括控制URL。在如下所示的第三示例中，寄存器不执行向移动设备101通知链路恢复的功能。

[Wifi建立]SSID＝1234；安全模式＝WPA2-PSK；PSK＝12345

[隧道建立]支持的隧道＝PPTP，L2TP/IPSec

[PPTP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234

[L2TP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234；预共享密钥＝abcdefghi

在第三示例中，预共享密钥列出了SSID和安全模式。优点在于，如果移动设备101在接收到这样的信息时没有连接到网关104，则移动设备可以使用该信息来连接到网关104。但是在移动设备101已经连接到网关104的情况下，这些信息是多余的。以下示出第四示例。

[隧道建立]支持的隧道＝PPTP，L2TP/IPSec

[PPTP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234

[L2TP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234；预共享密钥＝abcdefghi

[通知注册]寄存器＝http：//192.168.1.1/notification.html

基于上述教导，应当注意，除了隧道协议的类型和认证信息之外，还可以根据实现的要求来选择性地添加其他信息。以下示出第五示例。

[隧道建立]支持的隧道＝PPTP

[PPTP]服务器＝192.168.1.1；用户名＝1234；口令＝1234

在步骤303中，处理器201可操作为或配置为生成携带隧道设置信息的条形码。在此示例中，使用快速响应码(QR码)。QR码是一种包含信息的矩阵条形码(或二维条形码)。关于QR码的创建，传统技术(例如，java插件等)可供使用。

在步骤304中，WiFi收发器从移动设备101接收针对特定网页的HTTP请求。因为用户不知道链路中断，所以他仍然使用移动设备101来访问一些网页(例如，google)。

在步骤305中，处理器201可操作为或配置为拦截HTTP请求并返回带有条形码的HTTP网页。

拦截基于透明代理的iptable规则。如果网关的接口关闭，则创建iptable规则，以便将所有截获的连接重定向到端口8080处的本地主机。然后，这些请求由处理器201处理。这引起HTTP响应，该HTTP响应可以包含与截获请求的原因有关的一些信息。在该实施例中，HTTP响应的网页用于传送条形码。

至于HTTP拦截和HTTP页面返回，以下示出两个示例。

示例1当WAN(到互联网的网关链路)连接断开时，HTTP用欺骗性DNS响应拦截。

用户在LAN中的客户端设备上打开互联网浏览器，尝试访问www.google(示例)。

客户端设备(例如移动设备101)向NG(非良好)网关发送针对www.google的DNS查询(非良好网关意味着其到互联网的链路断开的网关)。

网关DNS服务器/转发器无法转发请求，因此它返回DNS响应，从而将将www.google解析到非本地IP地址。

浏览器通过客户端设备(其为NG网关)上的默认路由发送HTTPGET消息。

NG网关拦截此请求并在内部处理它。HTTP响应被返回到客户端设备，客户端设备包含与截获的请求的原因有关的信息和/或用于分析和解决WAN连接问题的指导。

示例2当WAN连接断开时，HTTP拦截与WAN地址的连接。

用户正在LAN中的客户端设备上使用互联网浏览器，从而通过NG网关上的WAN连接访问www.google(示例)。www.google的DNS信息被缓存在客户端设备(即IPv4：173.194.46.20)中。

WAN连接由于某种原因(即物理断开连接或DSL同步丢失)变得不可用。

用户发起对www.google的新请求，浏览器通过NG网关朝向缓存地址发送HTTPGET消息。

NG网关拦截此请求并在内部处理它。HTTP响应被返回到客户端设备，客户端设备包含与截获的请求的原因有关的信息和/或用于分析和解决WAN连接问题的指导。

在步骤306中，处理器201使用网关104的WiFi收发器，以便在移动设备101扫描条形码之后与移动设备101建立隧道作为通信备用链路。具体来说，在一些移动应用中，可以通过将码按下一段时间(例如2秒)来扫描QR码。利用所有隧道设置信息，移动设备101上的隧道客户端根据所选择的隧道协议建立隧道。并且，移动设备101上的iptable也被配置为使得移动设备101到蜂窝网络的数据连接是开放的，并且来自隧道的业务被重定向到至蜂窝网络的连接。此外，网关104的iptable需要被配置为使朝向互联网的业务转发到隧道。此外，移动设备101通过网关104的处理器201注册链路恢复装置，链路恢复装置包括控制URL(例如，http：//192.168.1.1/notification.html？registration＝http：//address ofthe mobile 101/backupcontrol.html？GATEWAY＝CPl23456；linkrestored＝yes)。控制URL由网关104的处理器201使用，以向移动设备101通知网关主互联网链路恢复。

在建立连接之后，移动设备101的数据蜂窝网络被所有用户设备用于访问互联网。这意味着：网关104连接到其他设备，并通过将业务重定向到建立的隧道来提供互联网访问。因此，远程设备106可以例如通过重新配置网关来诊断并解决中断问题，并且其他用户设备可以访问互联网。

根据变型，每当网关互联网链路中断时，处理器201不创建WiFi隧道设置信息。在链路首次中断时创建WiFi隧道设置信息，然后将WiFi隧道设置信息存储在非易失性存储设备206中供以后使用。在另一变型中，根本不创建WiFi隧道设置信息，而是将WiFi隧道设置信息预先配置并存储在非易失性存储设备206中。

根据变型，处理器201不执行步骤304以生成条形码。相反，它将网页中的纯文本的WiFi隧道设置信息发送到移动设备。在移动设备101显示网页之后，用户需要将移动设备101手动地配置为以AP模式工作。

根据变型，用于提供备用互联网访问的设备不限于移动设备101。其他设备也是可行的，只要它们具有不通过网关的互联网连接和WiFi收发器。例如，具有蜂窝数据网络的iPad、或具有到互联网的另一有线连接(例如，ADSL连接)的PC。在变型实现中，PC具有与网关的以太网接口相连的以太网接口和用于ADSL连接的ADSL接口。在该实现中，隧道设置信息包括用于通过网关和PC之间的以太网链路建立隧道的信息。

第一链路接口202周期性地检测其到互联网的链路的状态。当它检测到链路从中断恢复时，处理器201向控制URL(例如，http：//address of the mobile 101/backupcontrol.html？GATEWAY＝xxx；linkrestored＝yes)发送HTTP GET/POST。然后，移动设备101在屏幕上通知用户。网关104根据所选择的隧道协议终止来自移动设备101的隧道。

本领域技术人员应当认识到，本发明原理的各方面可以被具体实现为系统，方法或计算机可读介质。因此，本发明原理的各方面可以采用完全硬件实施例的形式、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)的形式或组合了软硬件方面的实施例的形式，它们在本文中可一般地称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明原理的各个方面可以采用计算机可读存储介质的形式。可以使用一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。

计算机可读存储介质可以采用计算机可读程序产品的形式，所述计算机可读程序产品体现在一个或多个计算机可读介质中，并且其中体现有可由计算机执行的计算机可读程序代码。如本文使用的计算机可读存储介质被认为是非暂时性存储介质，提供有用于在其中存储信息的固有能力以及用于从中获取信息的固有能力。计算机可读存储介质可以是例如但不限于：电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备或前述系统、装置或设备的任意合适组合。应当认识到，以下内容尽管提供了可以应用本发明原理的更特定的计算机可读存储介质的示例，但如本领域普通技术人员更容易认识到的，仅是说明性而非穷尽地列出：便携式计算机磁盘；硬盘；只读存储器(ROM)；可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)；便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)；光存储设备；磁存储设备；或以上的任意合适组合。

此外，本领域技术人员将清楚的是，本文中给出的框图表示实施本发明的原理的说明性系统组件和/或电路的构思图。类似地，将认识到的是，任意流图、流程图、状态转变图、伪码等表示可以在计算机可读存储介质中充分表示并由计算机或处理器如此执行的各种处理，而不管是否明确地示出了这种计算机或处理器。

已经描述了多个实现。然而，应当理解，可以进行各种修改。例如，可以组合、增补、修改或去除不同实施方式的元素，以便产生其他实施方式。附加地，本领域普通技术人员将理解的是，其他结构或过程可以替代那些公开的结构或过程，并且所得到的实施方式将用至少基本相同的方式来执行至少基本相同的功能，以实现与所公开的实施方式基本相同的结果。因此，本申请考虑了上述和其他实现方式，并且这些实现方式在由所附权利要求限定的本发明的范围内。