無線IP網(wǎng)關(guān)的設計與應用

在實際網(wǎng)絡中,許多不在同一地點的局域網(wǎng)之間需要交互信息。為實現(xiàn)專用無線網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的互連,研制具備下述功能的網(wǎng)關(guān)。首先,實現(xiàn)IP級互連,即某一局域網(wǎng)的IP數(shù)據(jù)報經(jīng)過網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)換后可以通過無線網(wǎng)傳到另一網(wǎng)關(guān),再經(jīng)轉(zhuǎn)換后,IP數(shù)據(jù)報可到達另一局域網(wǎng)的相應的主機上,如圖1所示;其次,實現(xiàn)連接認證。當網(wǎng)關(guān)啟動時,與另一網(wǎng)關(guān)進行連接認證,當認證通過時,才建立IP連接。

實驗采用自主開發(fā)的軟件,工作在Windows 9x操作系統(tǒng)下,在局域網(wǎng)中獲得所有的IP數(shù)據(jù)報,通過判斷、修改Ethernet頭信息,將IP數(shù)據(jù)報送至串口,通過連接在串口的無線設備發(fā)送出去。目的網(wǎng)絡的網(wǎng)關(guān)串口上連接的無線設備接收到后,通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)到目的計算機。從功能上說,網(wǎng)關(guān)計算機實現(xiàn)的是路由器的功能。

1 路由器功能

　　路由器的功能主要有以下五個方面:

　　(1)網(wǎng)絡間截獲發(fā)送到遠地網(wǎng)段的報文,起轉(zhuǎn)發(fā)的作用;

　　(2)選擇最合理的路由,引導通信;

　　(3)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)報文的過程中,為了便于在網(wǎng)絡間傳送報文,按照預定的規(guī)則把大的數(shù)據(jù)包分解成適當大小的數(shù)據(jù)包,到達目的地后再把分解的數(shù)據(jù)包包裝成原有形式;

　　(4)多協(xié)議的路由器可以連接使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡段,作為不同通信協(xié)議網(wǎng)絡段通信連接的平臺;

　　(5)路由器的主要任務是把通信引導到目的地網(wǎng)絡,然后到達特定的節(jié)點站地址。后一個功能是通過網(wǎng)絡地址分解完成的。

　　根據(jù)本項目的具體要求,所設計的無線網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了路由器的一部分功能,但并不是一個完整意義上的路由器。

2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　對LAN而言,無線數(shù)據(jù)鏈是隱含在網(wǎng)關(guān)內(nèi)的協(xié)議實體,它對LAN1和LAN2都是透明的。對外部而言,半網(wǎng)關(guān)1和半網(wǎng)關(guān)2構(gòu)成一個整體網(wǎng)關(guān),它完成與IP有關(guān)的信息處理,路由選擇和LAN內(nèi)部物理尋址。兩個LAN間的IP數(shù)據(jù)報傳輸處理過程如圖2所示。這里網(wǎng)關(guān)主要解決轉(zhuǎn)發(fā)決策、時延處理、地址轉(zhuǎn)換等。

2.2 半網(wǎng)關(guān)的體系結(jié)構(gòu)

　　半網(wǎng)關(guān)的體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

其中: