[發(fā)明專利]一種AdHoc網(wǎng)絡(luò)非隧道技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)路由器IP數(shù)據(jù)的系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711221509.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN107995323A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瞿輝;張唯炯;彭汝鳳;楊蘇;趙渝潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶金美通信有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H04L29/12
• 分類號(hào): H04L29/12;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種IP數(shù)據(jù)經(jīng)過AdHoc網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

AdHoc即無線自組織網(wǎng)絡(luò)，是由多個(gè)無線終端構(gòu)成的臨時(shí)性、無中心的網(wǎng)絡(luò)，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域內(nèi)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的分組數(shù)據(jù)通信。現(xiàn)有的系統(tǒng)下AdHoc節(jié)點(diǎn)同時(shí)承擔(dān)尋找路由和轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的工作，因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)的通信距離有限，因此路由可能由多跳組成，數(shù)據(jù)需要通過多個(gè)AdHoc節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)目的地，故AdHoc網(wǎng)絡(luò)也被稱為多跳無線網(wǎng)絡(luò)。

在現(xiàn)有的AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，通信的主機(jī)一般是便攜計(jì)算機(jī)或者移動(dòng)終端設(shè)備，如果要作為中繼鏈路連通多個(gè)IP通信網(wǎng)絡(luò)（即連接路由器或三層交換機(jī)）一般使用IP隧道技術(shù)來轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文。圖1展示了AdHoc網(wǎng)絡(luò)利用IP隧道技術(shù)如何轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文。

路由器使用標(biāo)準(zhǔn)的IP數(shù)據(jù)報(bào)文，廣播網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)依靠下層的MAC尋址技術(shù)來尋址下一跳地址（例如使用以太網(wǎng)技術(shù)將下一跳IP地址轉(zhuǎn)換為下一跳以太網(wǎng)MAC地址）。但是AdHoc網(wǎng)絡(luò)都有其私有的幀格式，一般都采用AdHoc幀頭加IP報(bào)文的方式來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。其存在的問題即如何將下一跳IP地址轉(zhuǎn)換為下一跳AdHoc節(jié)點(diǎn)地址。

使用IP隧道技術(shù)即避開了如何將下一跳IP地址轉(zhuǎn)換為下一跳AdHoc節(jié)點(diǎn)地址的問題，通過增加額外的IP頭部直接放入下一跳IP地址，然后利用AdHoc網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播，網(wǎng)內(nèi)的其他所有路由器收到該報(bào)文直接可通過第一個(gè)IP頭部的目的IP地址是否為自己來判斷該報(bào)文是否應(yīng)該接收。如果不接收則直接丟棄，如果要接收則去除第一個(gè)IP頭部再次進(jìn)入IP轉(zhuǎn)發(fā)流程。

使用IP隧道技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是路由器或者三層交換機(jī)都使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（RFC2003-IP Encapsulation IP），無協(xié)議一致性的問題且實(shí)現(xiàn)容易。但是缺點(diǎn)就是路由器或者三層交換機(jī)的報(bào)文中增加了額外的用于尋址的IP頭部字段，增加了20個(gè)字節(jié)的開銷。軍事領(lǐng)域內(nèi)的AdHoc節(jié)點(diǎn)多為VHF或者UHF電臺(tái)，本身帶寬不高（例如VHF網(wǎng)絡(luò)僅19.2Kbps左右的帶寬），增加的IP頭部將損耗有限的帶寬資源，降低數(shù)據(jù)通信能力。

發(fā)明內(nèi)容

本專利即利用一種非IP隧道的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)AdHoc網(wǎng)絡(luò)中繼IP數(shù)據(jù)，核心為解決IP數(shù)據(jù)如何尋址到下一跳AdHoc節(jié)點(diǎn)地址的問題，并能同時(shí)實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)多跳的特性，并且AdHoc節(jié)點(diǎn)無需再運(yùn)行路由協(xié)議（例如OLSR、AODV等），依靠接收路由器的路由協(xié)議運(yùn)算結(jié)果即可完成AdHoc網(wǎng)內(nèi)的下一跳尋址。AdHoc節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)路由器IP數(shù)據(jù)可在無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部依靠路由器下發(fā)的路由表實(shí)現(xiàn)多跳。

使用本專利技術(shù)的有益效果是既能保持AdHoc網(wǎng)絡(luò)的多跳特性，又能節(jié)約AdHoc網(wǎng)絡(luò)寶貴的帶寬資源，提高了數(shù)據(jù)利用率并且技術(shù)升級(jí)代價(jià)小，無需更改路由器的IP路由協(xié)議（使用RIP、OSPF、EIGRP皆適用于本技術(shù)）和轉(zhuǎn)發(fā)流程，并且AdHoc節(jié)點(diǎn)也無需運(yùn)行路由協(xié)議，更加節(jié)約了帶寬和發(fā)射功率。

本發(fā)明為一套含路由器和AdHoc網(wǎng)絡(luò)的IP路由和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，在原始IP轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行技術(shù)升級(jí)涉及三個(gè)單元：路由器信令溝通單元、AdHoc節(jié)點(diǎn)信令溝通單元、AdHoc節(jié)點(diǎn)IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元：

路由器信令溝通單元，其功能是系統(tǒng)初始化時(shí)讀取AdHoc網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址和節(jié)點(diǎn)地址映射表，下發(fā)路由表項(xiàng)給AdHoc節(jié)點(diǎn)（含對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)地址）；

AdHoc節(jié)點(diǎn)信令溝通單元，其功能是接收路由器的IP路由信息作為IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)；

AdHoc節(jié)點(diǎn)IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，其功能是接收路由器的IP報(bào)文，查找本地路由表獲取網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)地址，將網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)地址帶入AdHoc幀中作為目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送，接收AdHoc幀后根據(jù)目的節(jié)點(diǎn)地址判斷是否本地接收，節(jié)點(diǎn)地址不是本地節(jié)點(diǎn)就丟棄該幀，節(jié)點(diǎn)地址是本地則去除AdHoc幀頭后再次進(jìn)入查表轉(zhuǎn)發(fā)流程，如果查表失敗則將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給直連路由器處理。

附圖說明

圖1 AdHoc網(wǎng)絡(luò)利用IP隧道技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文；圖2 IP地址和AdHoc節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)表的結(jié)構(gòu)。

圖3 AdHoc節(jié)點(diǎn)的IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程。

具體實(shí)施方式

按照時(shí)間先后順序闡述本發(fā)明的技術(shù)細(xì)節(jié)。

內(nèi)容1：連接AdHoc網(wǎng)絡(luò)的路由器初始化時(shí)讀取AdHoc網(wǎng)絡(luò)內(nèi)IP地址和AdHoc節(jié)點(diǎn)地址的對(duì)應(yīng)表，以圖2的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇槔f明對(duì)應(yīng)表的結(jié)構(gòu)。如果以協(xié)議方式自動(dòng)溝通該表的內(nèi)容則將增加額外的信令開銷，所以本發(fā)明采用靜態(tài)配置的方式以節(jié)約帶寬。