CN101119322B - Mesh网络中的报文处理方法和节点设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MESH网络中的报文处理方法，包括如下步骤：接收到报文时，对报文进行源MESH节点路由检查；所述检查结果正确时，处理该报文，否则丢弃该报文。本发明还公开了一种MESH网络中的节点设备。通过使用本发明，对报文的源MESH节点的路由检查，保证本节点只处理和转发源路由检查正确的路由，从而避免了组播和广播报文的泛滥，节省了无线资源。同时为端口敏感协议提供了正确的端口信息，使得端口敏感协议在MESH网络中的应用成为可能。

Description

MESH网络中的报文处理方法和节点设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种MESH(无线网状网)网络中的报文处理方法和节点设备。

背景技术

WLAN(Wireless Local Access Network，无线局域网)提供了一种局域网的无线连接服务。由于能够提供高速的无线数据接入，WLAN是目前IT行业比较热门的技术之一，也是流行的无线接入方式。WLAN通常采用集中式的AC(Access Controller，无线控制器)-AP(Access Point，无线接入点)架构。AC提供WLAN网络的集中管理，AP则通过和AC建立链接加入WLAN网络并提供无线接入服务。

集中WLAN架构在CAPWAP(Control and Provisioning of Wireless AccessPoints，无线接入点控制和规定)协议中有明确定义，该协议描述了WLAN功能在AP设备和AC设备上的划分，并定义了AP和AC之间的通信协议。目前AC-AP间的通信协议为：AP上电后寻找AC，如果AC同AP二层互联，则可以通过广播报文来发现AC，如果AC同AP通过三层互联，则需要借助其他协议如DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)、DNS(DomainName Server，域名服务器)来获取AC的信息，然后同AC建立CAPWAP隧道。

无线局域网MESH路由协议有HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol)、RA-OLSR(Ratio Aware Optimized Link State Routing，射频感知优化链路状态协议)等，HWMP协议是WLAN协议簇中推荐的路由协议，在802.11s中定义。该协议来自于AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector Routing，自组网按需距离向量)协议，是数据驱动的距离矢量协议。其特点是按需维护路由信息，最大程度的减少了维护的路由信息数量，路由协议的开销较小，但由于在没有路由时，需要执行路由学习查找过程，增大了数据的传输时延。RA-OLSR协议是一种先应式表驱动路由协议，它通过定期通过用户的路由信息以便在MESH网络中维护所有用户的路由。

目前，无线局域网MESH路由协议只解决了单播业务的传输问题，没有解决组播业务和广播业务的传输。802.11s协议对组播和广播业务的处理为：发送时在全网中进行广播，接收时通过端到端序列号检查以避免重复报文的发送。该方案仅仅避免了单一节点重复广播问题，实际上，每个节点都收到了至少一份报文，并进行了广播复制，这极大的浪费了无线网络资源。而且，当在MESH网络中部署组播窃听(Snooping)协议，以期减少组播报文的复制时，由于802.11s不能提供正确的端口号，导致无法确定加入报文的端口而窃听到不正确的端口上。

发明内容

本发明提供一种MESH网络中的报文处理方法，以避免MESH网络中的组播和广播报文的泛滥，节约无线资源。

为达到上述目的，本发明提供一种MESH网络中的报文处理方法，包括以下步骤：

接收到报文时，对报文进行源MESH节点路由检查；

所述检查结果正确时，则处理所述报文，否则丢弃所述报文。

其中，所述对报文进行源MESH节点路由检查的步骤前还包括：

MESH网络的节点根据单播路由协议的路由信息建立单播路由表，所述单播路由表中包括各MESH节点的路由信息。

其中，所述对报文进行源MESH节点路由检查的步骤具体为：

根据所述报文中携带的信息获取发送所述报文的源MAC地址；

根据所述单播路由表判断所述源MAC地址是否存在；

所述源MAC地址不存在时判断为检查结果错误并结束，否则进行后续处理。

其中，所述后续处理为：在所述源MAC地址存在时判断为检查结果正确。

其中，所述后续处理的步骤具体为：根据所述单播路由表获取与所述报文的源MAC地址代表的源MESH节点连接的端口；

获取接收到所述报文的端口；

将所述获取到的与所述源MESH节点连接的端口、与所述接收到报文的端口进行比较，二者一致时判断为检查结果正确，否则判断为检查结果错误。

其中，所述报文的源MESH节点为发送所述报文的起始MESH节点，所述报文起始于MESH网络之外的终端时，所述源MESH节点为将所述终端接入MESH网络的MESH节点。

本发明还提供一种MESH网络中的节点设备，包括：

接收单元，用于接收网络中的MESH节点发送的报文；

路由获取单元，当所述接收单元接收到报文时，获取所述报文的源MESH节点路由信息；

路由检查单元，用于对所述路由获取单元获取到的源MESH节点路由信息进行检查，所述检查结果正确时，将所述报文发送到处理单元进行处理，否则丢弃所述报文；

处理单元，用于对所述路由检查单元发送的报文进行处理。

其中，所述路由获取单元进一步包括：

MAC地址获取子单元，用于获取发送所述报文的源MAC地址；

MESH节点信息获取子单元，用于获取发送所述报文的源MAC地址代表的源MESH节点以及与所述源MESH节点连接的端口；

报文信息获取子单元，用于获取接收到所述报文的端口。

其中，所述路由检查单元进一步包括：

MAC地址检查子单元，用于检查所述路由获取单元获取的报文的源MAC地址是否存在，不存在时则丢弃所述报文。

其中，所述路由检查单元还包括：

端口检查子单元，用于对MAC地址检查子单元判断为源MAC存在的报文，根据所述路由获取单元获取的路由信息，比较与所述源MAC地址代表的源MESH节点连接的端口、以及接收到所述报文的端口，二者一致时通知所述处理单元处理所述报文并结束，否则丢弃所述报文。

其中，还包括存储单元，用于在本地存储根据单播路由协议的路由信息建立的单播路由表，以供所述路由获取单元进行路由信息的获取。

本发明还提供一种MESH网络，包括源MESH节点和目的MESH节点，所述目的MESH节点，用于接收到所述源MESH节点发送的报文时，对所述报文进行源MESH节点路由检查，所述检查结果正确时，处理所述报文并结束，否则丢弃所述报文。

其中，所述目的MESH节点进一步包括：

接收单元，用于接收源MESH节点发送的报文；

路由获取单元，当所述接收单元接收到报文时，获取所述报文的源MESH节点路由信息；

路由检查单元，用于对所述路由获取单元获取到的源MESH节点路由信息进行检查，所述检查结果正确时，将所述报文发送到处理单元进行处理，否则丢弃所述报文；

处理单元，用于对所述路由检查单元发送的报文进行处理。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过对报文的源MESH节点的路由检查，保证本节点只处理和转发源路由检查正确的路由，从而避免了组播和广播报文的泛滥，节省了无线资源。同时为端口敏感协议提供了正确的端口信息，使得端口敏感协议在MESH网络中的应用成为可能。

附图说明

图1是本发明中一种MESH网络中的报文处理方法的流程图；

图2是本发明的应用场景中所使用的网络结构示意图；

图3是本发明中对源MESH节点路由进行检查的流程图；

图4是本发明中对源MESH节点路由进行检查的另一流程图；

图5是本发明中一种MESH网络中的节点设备结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于，通过对报文进行源MESH节点路由检查，保证本节点只处理和转发源路由检查正确的路由，从而达到避免组播和广播在全网广播造成的报文泛滥。

本发明中一种MESH网络中的报文处理方法如图1所示，包括以下步骤：

步骤s101、通过单播路由协议，MESH网络中已经建立MESH节点间的路由。

通过单播路由协议的路由信息建立单播路由表，源节点和中间节点都能从该单播路由表中得到目的节点的路由信息并向目标节点发送报文；而接收到报文的目标节点也可以通过该单播路由表查询到源节点的信息。

步骤s102、MESH节点接收到广播或组播报文后，对报文进行源MESH节点路由检查，判断检查结果是否正确，正确时进行步骤s103，否则进行步骤s104。

该MESH节点路由检查的方法具体为：根据接收到的报文中携带的信息，首先获取发送该报文的源MAC地址，根据预先建立的单播路由表反查该源MAC地址是否存在，该源MAC地址存在时则认为报文的源MESH节点路由检查正确，该源MAC地址不存在时则认为报文的源MESH节点路由检查错误，直接丢弃该报文。

为了进一步检查报文的路由信息，对于上述MAC地址检查结果为源MAC地址存在的报文，还可以对其路由信息中的端口信息进行检查，该端口检查的具体方法为：首先，根据报文的源MAC地址获取对应的源MESH节点，根据预先建立的单播路由表获取与该源MESH节点连接的端口。另外，获取接收到该报文的端口。将上述与源MESH节点连接的端口与上述接收到报文的端口进行比较，二者一致时判断为端口正确，否则判断为端口错误。

步骤s103、处理从源MESH节点收到的检查结果为正确的报文并结束。

对于检查结果为正确的报文，进行正常处理。

步骤s104、源MESH节点路由检查错误，丢弃该报文。

对于路由检查结果为不一致或不存在的报文，进行丢弃。

以下结合具体的应用场景和实施例，描述本发明中一种MESH网络中的报文处理方法的具体实施方式。

以如图2所示的MESH网络为例，其中包括MP(MESH Point，MESH点)、MPP(MESH Point collocated with a mesh Portal，配置mesh入口的MESH点)、MAP(MESH Access Point，MESH接入点)和STA(Station，站点)。MAP实现STA接入MESH网络的功能，MPP实现MESH网络与外部网络的互通功能。

源MESH节点指的是报文的起始MESH节点，如果报文起始于MESH网络之外(如PC或STA)，则PC或STA发送的报文在经过将其接入MESH网络的MESH节点时，MESH节点会对该报文进行封装，加入自身的节点信息。因此，在进行路由检查时，只需检查MAP、MPP等接入这些报文的源MESH节点的。

以图2中MAP1下的STA1发出一份广播或组播报文为例，由于环路的存在，该报文会通过MAP1进行全网广播，按照802.11s的定义，MP1会收到从MAP1、MP2、MP3、MAP2发送过来的四份报文，现有技术中，MP1每次记录接收的报文，并记录序列号，仅处理当前序列号比之前记录的序列号大的报文，通过序列号比较，丢弃其他报文，广播最先收到的一份。该只通过序列号进行报文处理判断的缺陷在于：报文中包括的路由信息可能不正确，这样在上送到节点的CPU进行处理时，端口敏感的协议如ARP、DHCP Snooping可能会学习到错误的端口信息，因而无法实施。

使用本发明的技术方案时，在接收到报文后，首先对报文的序列号进行记录，判断之前是否处理过该报文，若处理过则按照现有技术中的方案进行丢弃，否则继续处理，进一步按照本发明提供的方案，对报文的路由信息进行检查。

对报文的源MESH节点路由进行检查的流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤s301、获取该报文的源MAC地址。

步骤s302、根据单播路由表反查该源MAC地址是否存在，存在时进行步骤s303，否则丢弃该报文并结束。

步骤s303、判断为检查结果正确。

通过上述步骤s301～步骤s303，对报文的源MAC地址进行了检查。若检查结果正确再处理该报文，否则进行丢弃，在上述流程中，将接收到的报文的源MAC地址是否存在作为对该报文进行处理的依据。除了对源MAC进行检查之外，还可以对报文路由信息中的端口信息进行检查。

对报文的源MAC地址和端口信息都进行检查时，本发明中对源MESH节点路由进行检查的流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤s401、获取该报文的源MAC地址。

步骤s402、根据单播路由表反查该源MAC地址是否存在，存在时进行步骤s403，否则丢弃该报文并结束。

步骤s403、获取与该源MAC地址对应的源MESH节点连接的端口，以及接收到该报文的端口。

此步骤中，对于步骤s402中判断为源MAC地址存在的报文，还需要进行端口的检查。

步骤s404、判断上述二端口是否一致，一致时进行步骤s405，否则丢弃该报文。

步骤s405、判断为检查结果正确。

与只进行源MAC地址检查相比，步骤s401～步骤s405所描述的流程进一步对报文的端口进行了检查。这样可以保证上送到CPU进行处理的报文的端口信息的正确性，保证端口敏感的协议如ARP、DHCP Snooping等能够学习到正确的端口信息。

通过使用上述MESH网络中的报文处理方法，通过源MESH节点路由检查和端到端序列号配合，减少了报文复制的数目。另外，对于端口敏感的协议，在上述路由检查中已经过滤了端口不正确的报文，因此能够提供正确的报文入端口。如ARP、组播窃听等端口敏感的协议，本发明由于只处理端口正确的报文，从而能够保证上CPU的报文的端口是正确的。

本发明中还提供一种MESH网络中的节点设备，其结构如图5所示，包括：

接收单元10，用于接收MESH网络中的MESH节点发送的报文。

路由获取单元20，与接收单元10连接，当接收单元10接收到报文时，获取该报文的MESH节点路由信息。其进一步包括：MAC地址获取子单元21，用于获取接收到的报文的源MAC地址；MESH节点信息获取子单元22，用于获取发送报文的源MESH节点以及与源MESH节点连接的端口；以及报文信息获取子单元23，用于获取接收到报文的端口。

路由检查单元30，与路由获取单元20和处理单元40连接，用于对路由获取单元20获取到的源MESH节点路由信息进行检查，检查结果正确时，将报文发送到处理单元40进行处理，否则丢弃该报文。其进一步包括：MAC地址检查子单元31，用于根据单播路由协议的路由信息判断路由获取单元20获取的报文的源MAC地址是否存在，存在时通知处理单元40处理该报文，否则丢弃该报文。另外，路由检查单元30还可以包括端口检查子单元32，用于对MAC地址检查子单元31判断为源MAC存在的报文先不发送到处理单元40处理，而是根据路由获取单元20获取的路由信息，比较与该源MAC地址代表的源MESH节点连接的端口、以及接收到该报文的端口，二端口一致时通知处理单元40处理该报文并结束，否则丢弃该报文。

处理单元40，与路由检查单元30连接，用于对路由检查单元30发送的报文进行处理。

存储单元50，用于在本地存储根据单播路由协议的路由信息建立的单播路由表，以供路由获取单元20和路由检查单元30进行路由信息的获取。

本发明中还提供一种MESH网络，其中包括若干如图3所示的MESH节点，该MESH节点可以为MP、MPP或MAP。

通过使用上述MESH网络以及MESH网络中的节点设备，通过对报文的源MESH节点进行路由检查，保证本节点设备只处理和转发源路由检查正确的路由，从而避免了组播和广播报文的泛滥，节省了无线资源。同时保存正确的端口信息并提供给端口敏感协议使用，使得端口敏感协议在MESH网络中的应用成为可能。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台MESH网络中的节点设备(如MAP、MP、MPP等)执行本发明所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种MESH网络中的报文处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

MESH网络的节点根据单播路由协议的路由信息建立单播路由表，所述单播路由表中包括各MESH节点的路由信息；

接收到报文时，对报文进行源MESH节点路由检查；

所述检查结果正确时，则处理所述报文，否则丢弃所述报文；

其中，所述对报文进行源MESH节点路由检查的步骤具体为：

根据所述报文中携带的信息获取发送所述报文的源MAC地址；

根据所述单播路由表判断所述源MAC地址是否存在；

所述源MAC地址不存在时判断为检查结果错误，否则进行后续处理；

其中，所述后续处理为：

当源MAC地址存在时，根据所述单播路由表获取与所述报文的源MAC地址代表的源MESH节点连接的端口；

获取接收到所述报文的端口；

将所述获取到的与所述源MESH节点连接的端口、与所述接收到报文的端口进行比较，二者一致时判断为检查结果正确，否则判断为检查结果错误。

2.如权利要求1所述MESH网络中的报文处理方法，其特征在于，所述报文的源MESH节点为发送所述报文的起始MESH节点，所述报文起始于MESH网络之外的终端时，所述源MESH节点为将所述终端接入MESH网络的MESH节点。

3.一种MESH网络中的节点设备，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收网络中的MESH节点发送的报文；

路由获取单元，当所述接收单元接收到报文时，获取所述报文的源MESH节点路由信息；

其中，所述路由获取单元进一步包括：

MAC地址获取子单元，用于获取发送所述报文的源MAC地址；

MESH节点信息获取子单元，用于获取发送所述报文的源MAC地址代表的源MESH节点以及与所述源MESH节点连接的端口；

报文信息获取子单元，用于获取接收到所述报文的端口；

路由检查单元，用于对所述路由获取单元获取到的源MESH节点路由信息进行检查，所述检查结果正确时，将所述报文发送到处理单元进行处理，否则丢弃所述报文；

其中，所述路由检查单元进一步包括：

MAC地址检查子单元，用于检查所述路由获取单元获取的报文的源MAC地址是否存在，不存在时则丢弃所述报文；

所述路由检查单元还包括：

端口检查子单元，用于对MAC地址检查子单元判断为源MAC存在的报文，根据所述路由获取单元获取的路由信息，比较与所述源MAC地址代表的源MESH节点连接的端口、以及接收到所述报文的端口，二者一致时通知所述处理单元处理所述报文并结束，否则丢弃所述报文；

处理单元，用于对所述路由检查单元发送的报文进行处理；

其中，所述节点设备还包括存储单元，用于在本地存储根据单播路由协议的路由信息建立的单播路由表，以供所述路由获取单元进行路由信息的获取。

4.一种MESH网络，包括源MESH节点和目的MESH节点，其特征在于，所述目的MESH节点，用于接收到所述源MESH节点发送的报文时，对所述报文进行源MESH节点路由检查，所述检查结果正确时，处理所述报文并结束，否则丢弃所述报文；

其中，所述对报文进行源MESH节点路由检查，具体为：

根据所述报文中携带的信息获取发送所述报文的源MAC地址；

根据所述单播路由表判断所述源MAC地址是否存在；

当所述源MAC地址不存在时，判断为检查结果错误；

当所述源MAC地址存在时，根据所述单播路由表获取与所述报文的源MAC地址代表的源MESH节点连接的端口；

获取接收到所述报文的端口；

将所述获取到的与所述源MESH节点连接的端口、与所述接收到报文的端口进行比较，二者一致时判断为检查结果正确，否则判断为检查结果错误；

其中，所述目的MESH节点在本地存储有根据单播路由协议的路由信息建立的单播路由表，所述单播路由表中包括各MESH节点的路由信息。

5.如权利要求4所述MESH网络，其特征在于，所述目的MESH节点进一步包括：

接收单元，用于接收源MESH节点发送的报文；

路由获取单元，当所述接收单元接收到报文时，获取所述报文的源MESH节点路由信息；

路由检查单元，用于对所述路由获取单元获取到的源MESH节点路由信息进行检查，所述检查结果正确时，将所述报文发送到处理单元进行处理，否则丢弃所述报文；

处理单元，用于对所述路由检查单元发送的报文进行处理。

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