[发明专利]一种跨网段的数据报头压缩实现方法在审

专利信息
申请号: 201610288787.5 申请日: 2016-05-04
公开(公告)号: CN107347046A 公开(公告)日: 2017-11-14
发明(设计)人: 何苏勤;杨健;吕英明 申请(专利权)人: 北京化工大学
主分类号: H04L29/06 分类号: H04L29/06;H04L29/12
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 网段 数据 报头 压缩 实现 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种跨网段的数据报头压缩实现方法,属于无线网络通信领域。利用跨网段并且数据报头压缩的方式进行信息的传输,可以满足实际应用中不同局域网内视频数据的通信要求,同时减少数据传输量,提高无线信道利用率,提高视频数据通信的抗干扰能力。

背景技术

跨网段通信是指在不同的局域网的主机需要进行数据传输而提出的一种通信方式,这种通信方式能方便的解决不同网段的主机数据互通的功能,由于互联网的发展,用户可以将数据发送到公网上,再利用公网传输到另一个局域网上,从而实现跨网段通信,这种通信方式已经得到普遍的应用。而在某些领域内,对数据的安全性有很高的要求,不同局域网之间不能通过上述方法进行数据传输。

为了满足局域网间跨网段的数据高效通信要求,本发明提供了一个能实现跨局域网数据压缩处理的通信系统,系统能进行冗长的数据帧头压缩,实现局域网内任意定向数据的发送或接收;

目前很多这种封闭的局域网之间通信都是基于NAT(Network Address Translation)技术,网络地址转换的方式,即在不同的网段之间加入路由器,每一个跨网段的数据都通过路由器进行地址转换,将地址转换到同一个局域网内再进行数据通信,路由器在处理每一个数据帧时都会为其加入一个内部IP(Internet Protocol)地址和外部IP地址,内部IP地址设置为同一局域网内的地址,设置内部IP地址是为了在同一个局域网内查找到外部IP数据包,这些方式在发送和接收时都需要加入一个静态路由表,并在需要查看数据源端时还需要经过繁琐的转换处理;一个网络数据包中包含了许多的协议头,而协议头之间存在很多的冗余数据,例如一个视频数据流,其RTP(Real-time Transport Protocol)数据包包含了以太帧头、IP协议头、UDP(User Datagram Protocol)协议头、RTP协议头,诸如UDP中的网络源地址和目的地址和以太帧头中的源地址和目的地址相同,并且数据包中包含了一个静态部分,在数据流的一系列包中都是不变,在一个RTP数据包中这样冗余的数据有53字节,而传输这样的数据造成了带宽资源 的浪费,因此需要对数据进行压缩处理之后再发送。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跨网段的数据报头压缩实现方法,能实现特定的硬件系统上跨网段通信,实现网络数据协议头的压缩功能。具有实现方式简单,通信效率高、抗干扰能力强等特点。

本发明是采用以下技术实现的:

1.一种跨网段的数据报头压缩实现方法如下:

1.1在两个ARM(Acorn RISC Machine)设备上移植嵌入式网络协议栈,并利用它以中断处理的方式封装网络接口驱动程序,在各个设备上搭建网关,并开启接收,发送数据线程,将网关的物理地址相互通报对方;

1.2各个网关将ARP(Address Resolution Protocol)数据包与IP数据包分类处理,共分为3个处理进程,将ARP数据包交给网络连接进程,将IP数据包交给数据处理进程,将各个数据包的网络地址与物理地址提交给映射表管理进程;

1.3网关1将接收到的以太网数据复制一份到缓存区中,并剥去以太帧头,将负载数据进行数据压缩,压缩端采用有限状态机设置3种不同的状态,特定的条件下对数据作对应的处理并进行状态转移。最后将处理完的数据发送到网关2;

1.4网关2等待接收网关1的压缩数据,检测有数据时,提取以太网数据,交给解压缩线程,等待数据解压完成,网关2向网关1回复ACK(Acknowledgement)消息,将解压缩数据交由显示端显示。

2.根据权利要求1所述一种跨网段的数据报头压缩实现方法,其特征在于:所述的1.1、1.2中ARM设备搭建网关、建立网络连接、分类处理数据包步骤如下:

2.1读取网口接收缓冲区内的以太网数据,判断数据包类型,若值为0x0806则是是ARP数据包,跳转至2.2,若值为0x0800则是IP数据包,跳转至2.3;

2.2判断数据包中请求的IP地址,丢弃非本机的数据包获取源IP地址和物理地址,查找网络协议栈中是否存在ARP缓存表,若表中不存在该表项则定义一个包含远端IP地址、远端网关IP地址表项状态、时间戳的表项;

2.3解析数据包类型,若是IP数据包则网关根据本地ARP映射表物理地址与IP地址的关系改写以太帧的目的物理地址并调用网络协议栈中的发送函数(以下内容中该步骤简称发送线程)将数据包发往对应的目的地址,最后更新ARP映射表;

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