無線IP網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中,許多不在同一地點(diǎn)的局域網(wǎng)之間需要交互信息。為實(shí)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(shí)現(xiàn)IP級互連,即某一局域網(wǎng)的IP數(shù)據(jù)報(bào)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(bào)可到達(dá)另一局域網(wǎng)的相應(yīng)的主機(jī)上,如圖1所示;其次,實(shí)現(xiàn)連接認(rèn)證。當(dāng)網(wǎng)關(guān)啟動時(shí),與另一網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接認(rèn)證,當(dāng)認(rèn)證通過時(shí),才建立IP連接。

實(shí)驗(yàn)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(bào),通過判斷、修改Ethernet頭信息,將IP數(shù)據(jù)報(bào)送至串口,通過連接在串口的無線設(shè)備發(fā)送出去。目的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)串口上連接的無線設(shè)備接收到后,通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)到目的計(jì)算機(jī)。從功能上說,網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)實(shí)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(gè)方面:

　　(1)網(wǎng)絡(luò)間截獲發(fā)送到遠(yuǎn)地網(wǎng)段的報(bào)文,起轉(zhuǎn)發(fā)的作用;

　　(2)選擇最合理的路由,引導(dǎo)通信;

　　(3)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的過程中,為了便于在網(wǎng)絡(luò)間傳送報(bào)文,按照預(yù)定的規(guī)則把大的數(shù)據(jù)包分解成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包,到達(dá)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(luò)段,作為不同通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)段通信連接的平臺;

　　(5)路由器的主要任務(wù)是把通信引導(dǎo)到目的地網(wǎng)絡(luò),然后到達(dá)特定的節(jié)點(diǎn)站地址。后一個(gè)功能是通過網(wǎng)絡(luò)地址分解完成的。

　　根據(jù)本項(xiàng)目的具體要求,所設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了路由器的一部分功能,但并不是一個(gè)完整意義上的路由器。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)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?zhǔn)请[含在網(wǎng)關(guān)內(nèi)的協(xié)議實(shí)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(gè)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(gè)LAN間的IP數(shù)據(jù)報(bào)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(shí)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: