基于IP over TS系統(tǒng)網(wǎng)段內(nèi)地址擴(kuò)展技術(shù)的研究

5 自適應(yīng)鄰接表法
5．1 自適應(yīng)鄰接表原理
自適應(yīng)鄰接表法基于鄰接表法。但它解決了鄰接表法中缺乏靈活性的問題。自適應(yīng)鄰接表法不再需要手動(dòng)統(tǒng)計(jì)IP地址和編輯鄰接表。它自動(dòng)獲取各自網(wǎng)段中的鄰接表并發(fā)送到對(duì)端進(jìn)行交換，特別適合對(duì)移動(dòng)設(shè)備和臨時(shí)設(shè)備提供無線網(wǎng)絡(luò)接入。同時(shí)自適應(yīng)鄰接表法也避免了發(fā)送過多的地址信息數(shù)據(jù)而占用有效數(shù)據(jù)帶寬。自適應(yīng)鄰接表法如下：(1)系統(tǒng)開機(jī)，IP over TS設(shè)備向全網(wǎng)段內(nèi)發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包，在一定的時(shí)間內(nèi)(10 s)將收到ARP回復(fù)的主機(jī)IP地址記錄入存根；(2)IP over TS兩端交換存根，并將交換后的存根進(jìn)行Hash映射；(3)如果有主機(jī)上線，主機(jī)將發(fā)送一個(gè)ARP消息確保IP地址不沖突。IP over TS系統(tǒng)查找對(duì)端IP地址列表。如果此IP地址可用，則將該IP地址加入地址列表存根并準(zhǔn)備發(fā)送修改消息至對(duì)端。如果此IP地址不可用(對(duì)端存在該IP地址)；則IP over TS系統(tǒng)回復(fù)該ARP消息表明此IP不可用(IP地址存在沖突)；(4)IP over TS系統(tǒng)每隔10 min向網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)主機(jī)廣播ARP數(shù)據(jù)包用來輪詢下線的主機(jī)同時(shí)修改存根，將修改操作發(fā)至對(duì)端網(wǎng)絡(luò)。
通過上述4個(gè)步驟，IP over TS系統(tǒng)就可知任意時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)兩端的地址信息并確認(rèn)是否為欺騙，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
5．2 存根交換幀
TS的標(biāo)準(zhǔn)格式由MPEG2標(biāo)準(zhǔn)組制定。其中PID規(guī)定傳輸流中的數(shù)據(jù)類型。PID是在TS幀頭中預(yù)留的13比特?cái)?shù)據(jù)。對(duì)于第1次存根交換和IP數(shù)據(jù)交換，采用指定PID標(biāo)識(shí)。如果要添加或刪除一臺(tái)主機(jī)信息，PID的生成規(guī)則如下：
PID 0b00000 0000 0000
添加：0b00001 XXXX xxxx；其中XXXX XXXX表明主機(jī)地址。
刪除：0b00010 XXXX xxxx；其中XXXX XXXX表明主機(jī)地址。
在該P(yáng)ID出現(xiàn)的情況下，TS中的數(shù)據(jù)只有2種類型：一種是帶有IP數(shù)據(jù)的載荷數(shù)據(jù)包和單純發(fā)送修改消息的數(shù)據(jù)包。這兩種包可通過IP封裝算法進(jìn)行區(qū)分。同時(shí)考慮到A類和B類地址的問題，通過子網(wǎng)掩碼的運(yùn)算來確定多少個(gè)TS修改幀決定一臺(tái)主機(jī)地址。A類地址需3個(gè)TS幀修改一個(gè)主機(jī)地址，B類地址需2個(gè) TS幀，C類地址需1個(gè)。
自適應(yīng)鄰接表法需2個(gè)原始socket協(xié)同工作。ARPsocket用來處理ARP相關(guān)的所有消息。IP socket用來捕獲發(fā)往該MAC地址的所有數(shù)據(jù)包。同時(shí)，和鄰接表法一樣。自適應(yīng)鄰接表法由于在無線信道傳輸?shù)倪^程中剔除了MAC層幀頭信息，這樣在無線信道中每傳送1個(gè)IP數(shù)據(jù)包就可省14個(gè)字節(jié)的流量，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)信道的有效利用率。
5．3 自適應(yīng)鄰接表實(shí)現(xiàn)
5．3．1 數(shù)據(jù)捕獲線程

5．4 自適應(yīng)鄰接表法的測(cè)試及結(jié)果分析
自適應(yīng)鄰接表的測(cè)試方法和鏈路擴(kuò)展法的測(cè)試方法相同，測(cè)試結(jié)果如圖4所示。可看出，采用自適應(yīng)鄰接表法后。信道有效數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和占有率都與鄰接表法保持一致，優(yōu)點(diǎn)是增加了系統(tǒng)配置的靈活性。

6 結(jié)論
鏈路擴(kuò)展法可解決IP over TS系統(tǒng)在同網(wǎng)段內(nèi)地址擴(kuò)展問題，但對(duì)于無線信道該方法存在著有效數(shù)據(jù)占有率不穩(wěn)定且不足的問題。針對(duì)這些問題，將鏈路擴(kuò)展法改進(jìn)為鄰接表法，同時(shí)針對(duì)鄰接表法缺失靈活性的問題將其改進(jìn)為自適應(yīng)鄰接表法。通過航天某返回艙數(shù)傳鏈路項(xiàng)目的測(cè)試表明，自適應(yīng)鄰接表法可有效解決IP over TS系統(tǒng)在同網(wǎng)段內(nèi)地址擴(kuò)展問題，能夠使無線信道的有效數(shù)據(jù)占用率趨于穩(wěn)定并有所提高。將該方法應(yīng)用在無線信道的實(shí)時(shí)圖像傳輸系統(tǒng)，圖像質(zhì)量得到了明顯改善。