[發(fā)明專利]基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010577957.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111478855B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許井泉;黃永佳;周進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 翱捷科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/743
• 分類號(hào): H04L12/743;H04L29/06;H04L29/08;H04L29/12
• 代理公司: 上海恒銳佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31286
• 代理人: 殷曉雪

1.一種基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征是，對(duì)于上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的處理包括如下步驟；

步驟S10：從LAN接口接收上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，在PREROUTING的Hook位置點(diǎn)使用該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的源端口和目的端口作為索引值，查找是否存在具有相同索引值的NAT Hash表的緩存；如果有，稱其為有效NAT Hash表，進(jìn)入步驟S20；否則對(duì)該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包根據(jù)TCP/IP五元組計(jì)算HASH值，并新建NAT Hash表；隨后進(jìn)入步驟S30；

步驟S20：比較該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的TCP/IP協(xié)議五元組信息和有效NAT Hash表的TCP/IP協(xié)議五元組信息是否完全一致；如果是，則根據(jù)所匹配的有效NAT Hash表中所記錄的netif_wan接口參數(shù)，調(diào)用netif_wan接口的輸出函數(shù)，將該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包從LAN口發(fā)送到WAN口；否則，對(duì)該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包根據(jù)TCP/IP五元組計(jì)算HASH值，并新建NAT Hash表，隨后進(jìn)入步驟S30；

步驟S30：在PREROUTING的Hook位置點(diǎn)為該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包設(shè)置pbuf數(shù)據(jù)來(lái)源比特標(biāo)識(shí)位，用來(lái)標(biāo)記該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來(lái)自哪個(gè)LAN接口；

步驟S40：該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包依次經(jīng)過(guò)路由判斷的Hook位置點(diǎn)、FORWARD的Hook位置點(diǎn)、最終到達(dá)POSTROUTING的Hook位置點(diǎn)；

步驟S50：檢測(cè)該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包中的pbuf數(shù)據(jù)來(lái)源比特標(biāo)識(shí)位，獲知該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來(lái)自哪個(gè)LAN接口；

步驟S62：對(duì)于需要做SNAT處理的上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，對(duì)該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包進(jìn)行SNAT轉(zhuǎn)換，并更新NAT Hash表，最后將該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包從WAN接口發(fā)送出去；

所述更新NAT Hash表是指在NAT Hash表中除了記錄TCP/IP協(xié)議五元組和SNAT信息外，還通過(guò)改造NAT Hash表來(lái)增加記錄netif_lan接口以及路由確定的netif_wan接口，還同時(shí)記錄由tcp或udp的源端口和目的端口索引的NAT Hash表的緩存；

步驟S64：對(duì)于不需要做SNAT處理的上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，直接將該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包從WAN接口發(fā)送出去。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征是，所述NAT Hash表是IPV4數(shù)據(jù)包進(jìn)行NAT轉(zhuǎn)換的時(shí)候根據(jù)TCP/IP五元組計(jì)算的HASH值記錄的NAT轉(zhuǎn)換記錄的表。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征是，所述NAT Hash表的緩存是對(duì)查找NAT Hash表的歷史結(jié)果的緩存，并利用tcp或udp的源端口和目的端口作為索引以供查找。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征是，所述NAT Hash表的緩存包括一個(gè)TCP NAT cache數(shù)組和一個(gè)UDP NAT cache數(shù)組，分別存儲(chǔ)TCPNAT Hash表和UDP NAT Hash表的查詢歷史結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征是，所述索引的計(jì)算規(guī)則是使用該上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的源端口和目的端口異或的結(jié)果取8位二進(jìn)制數(shù)，生成一個(gè)0至255之間的十進(jìn)制數(shù)作為索引值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征是，所述NAT Hash表、所述NAT Hash表的緩存都保存在設(shè)備的內(nèi)部存儲(chǔ)器中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LwIP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征是，所述步驟S30中，所述pbuf數(shù)據(jù)來(lái)源比特標(biāo)識(shí)位是在pbuf數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中增加一個(gè)用來(lái)標(biāo)記上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的來(lái)源的數(shù)據(jù)域，新增的數(shù)據(jù)域的不同取值用來(lái)標(biāo)識(shí)每個(gè)上行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來(lái)自于哪一個(gè)LAN接口或者來(lái)自模塊自身應(yīng)用的數(shù)據(jù)。