無線IP網關的設計與應用

在實際網絡中,許多不在同一地點的局域網之間需要交互信息。為實現專用無線網與局域網之間的互連,研制具備下述功能的網關。首先,實現IP級互連,即某一局域網的IP數據報經過網關的轉換后可以通過無線網傳到另一網關,再經轉換后,IP數據報可到達另一局域網的相應的主機上,如圖1所示;其次,實現連接認證。當網關啟動時,與另一網關進行連接認證,當認證通過時,才建立IP連接。

實驗采用自主開發的軟件,工作在Windows 9x操作系統下,在局域網中獲得所有的IP數據報,通過判斷、修改Ethernet頭信息,將IP數據報送至串口,通過連接在串口的無線設備發送出去。目的網絡的網關串口上連接的無線設備接收到后,通過網關轉發到目的計算機。從功能上說,網關計算機實現的是路由器的功能。

1 路由器功能

　　路由器的功能主要有以下五個方面:

　　(1)網絡間截獲發送到遠地網段的報文,起轉發的作用;

　　(2)選擇最合理的路由,引導通信;

　　(3)路由器在轉發報文的過程中,為了便于在網絡間傳送報文,按照預定的規則把大的數據包分解成適當大小的數據包,到達目的地后再把分解的數據包包裝成原有形式;

　　(4)多協議的路由器可以連接使用不同通信協議的網絡段,作為不同通信協議網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絡,然后到達特定的節點站地址。后一個功能是通過網絡地址分解完成的。

　　根據本項目的具體要求,所設計的無線網關實現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 系統設計與實現

2.1 系統結構

　　系統結構如圖1所示。

　　對LAN而言,無線數據鏈是隱含在網關內的協議實體,它對LAN1和LAN2都是透明的。對外部而言,半網關1和半網關2構成一個整體網關,它完成與IP有關的信息處理,路由選擇和LAN內部物理尋址。兩個LAN間的IP數據報傳輸處理過程如圖2所示。這里網關主要解決轉發決策、時延處理、地址轉換等。

2.2 半網關的體系結構

　　半網關的體系結構如圖3所示。

其中: