CN101764733B - 利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统，其中方法包括：第一网络设备为其连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备，第二网络设备建立第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；当第一网络设备连接的第一VLAN向第二网络设备连接的第一VLAN发送报文时，第一网络设备接收相连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至第二网络设备；第二网络设备根据接收到的所述报文携带的第一地址，将报文转发至其连接的第一VLAN。本发明实现了使用无线网络连接的第一网络设备和第二网络设备两侧同一VLAN之间的数据通信。

Description

利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及无线数据通信领域，尤其涉及一种利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统。

背景技术

虚拟局域网(Virtual Local Area Net，VLAN)的作用是将物理上互连的网络在逻辑上划分为多个互不相干的网络，这些网络之间是无法通讯的，就好像互相之间没有连接一样。

VLAN的实现原理非常简单，通过交换机的控制，某一VLAN成员发出的数据包交换机只发个同一VLAN的其它成员，而不会发给该VLAN成员以外的计算机。

使用VLAN的目的不仅仅是隔离广播，还有安全和管理等方面的应用，例如将重要部门与其它部门通过VLAN隔离，即使同在一个网络也可以保证他们不能互相通讯，确保重要部门的数据安全；也可以按照不同的部门、人员，位置划分VLAN，分别赋给不同的权限来进行管理。

VLAN的划分有很多种，可以按照IP地址来划分，按照端口来划分、按照MAC地址划分或者按照协议来划分，常用的划分方法是将端口和IP地址结合来划分VLAN，某几个端口为一个VLAN，并为该VLAN配置IP地址，那么该VLAN中的计算机就以这个地址为网关，其它VLAN则不能与该VLAN处于同一子网。

但是，正是由于虚拟局域网技术是基于网路第二层，即MAC层的，它的实现时依赖于MAC层协议的。当前在有线局域网中，使用广泛的VLAN协议标准包括IEEE802.1Q，另外还有Cisco ISL协议等等。但是这些协议的实现都只涉及到以太网MAC层，脱离了以太网MAC层，就无法实现VLAN的划分和传递。

无线802.11协议中，因为无线传输是一个共享传输介质的通信方法，即使定义了虚拟局域网标签(Vlan tag)，也没有办法在二层划分VLAN，隔离冲突域，因此现有的IEEE802.11协议是一个没有定义VLAN的协议。

以无线网络设备例如无线网桥来说，无线网桥是为无线进行远距离数据传输的点对点网间互联设计的设备，它是一种在链路层实现局域网互联的存储转发设备，无线网桥的作用之一是连接分立距离较远且电缆架设不方便的网络(局域网)，架网时，无线网桥必须两个以上配合使用，如图1所示。

在图1中，无线网桥A和无线网桥B两边的网络可能存在多个VLAN，但是通过无线网桥传输的时候，因为二层协议的改变，无法在两边的配置中统一VLAN的划分，VLAN信息在通过无线网桥的时候被丢失了，两边的VLAN互相是独立的，相互之间无法实现通信。

发明内容

本发明实施例提供了一种利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统，用以解决现有技术中无法通过无线网络实现虚拟局域网通信的问题。

本发明实施例提供的一种利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法，包括：第一网络设备为其连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备，所述第二网络设备建立所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；当第一网络设备连接的第一VLAN向第二网络设备连接的第一VLAN发送报文时，执行下列步骤：

所述第一网络设备接收相连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至所述第二网络设备；

所述第二网络设备根据接收到的所述报文携带的第一地址，查询所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系，将所述报文转发至其连接的第一VLAN。

本发明实施例还提供了一种网络设备，包括：

生成单元，用于为所述网络设备连接的第一VLAN生成第一地址并发送至对端网络设备；

关联单元，用于接收对端网络设备生成并发送的第二地址，并建立接收到的第二地址与所述网络设备连接的第一VLAN的对应关系；

报文发送/接收单元，用于接收所述网络设备连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至对端网络设备；以及接收到对端网络设备发送的报文后，根据所述报文携带的第二地址，将所述报文转发至对应的所述网络设备连接的第一VLAN。

本发明实施例还提供了一种网络系统，包括：分别连接分立的若干虚拟局域网VLAN的第一网络设备和第二网络设备，所述第一网络设备和第二网络之间通过无线网络连接；其中：

所述第一网络设备，用于为其连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备，以及接收相连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至所述第二网络设备；

所述第二网络设备，用于接收所述第一网络设备发送的第一地址，并建立所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；以及接收所述第一网络设备发送的报文，根据接收到的所述报文携带的第一地址，查询所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系，将所述报文转发至其连接的第一VLAN。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统中，第一网络设备为相连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备，由第二网络设备建立第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系，当第一网络设备需要将自身连接的第一VLAN的报文转发至第二网络设备连接的第一VLAN时，在报文中写入第一地址，第二网络设备接收到报文后，根据第一地址，将报文转发至其连接的第一VLAN，本发明实施例提供的上述方法、网络设备及系统，使得通过第一网络设备和第二网络设备的报文可以属于不同的VLAN冲突域，实现了使用无线网络连接的第一网络设备和第二网络设备两侧属于同一VLAN的成员之间的数据通信。

附图说明

图1为现有技术提供的无线网桥A和无线网桥B连接示意图；

图2为本发明实施例提供的利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法的网络连接示意图；

图3为本发明实施例提供的利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的建立第一地址和第二地址的对应关系的信令交互流程图；

图5为本发明实施例提供的第一网络设备将其连接的VLAN1发送的报文发送至第二网络设备连接的VLAN1的流程图；

图6为本发明实施例提供的四地址报文格式示意图；

图7为本发明实施例提供的网络设备的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的网络系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，用具体实施例对本发明提供的一种利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统进行详细的说明。

本发明实施例提供的利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法中，如图2所示，第一网络设备201和第二网络设备202分别都连接有分立的若干虚拟局域网(例如图2中的VLAN1、VLAN2和VLAN3)，第一网络设备201和第二网络设备202之间通过无线网络连接，第一网络设备201和第二网络设备202均为起数据转发作用的无线网络设备例如无线网桥等，本发明实施例并不限定第一网络设备和第二网络设备为何种具体设备。

本发明实施例中，由于在网络中，第一网络设备和第二网络设备是对等的两个设备，网络通信时，可以由第一网络设备连接的VLAN向第二网络设备连接的同一VLAN发送报文，反过来，同样可实现由第二网络连接的VLAN向第二网络设备连接的同一VLAN发送报文，为了论述的简便，在本发明实施例中，以第一网络设备连接的某个VLAN例如第一VLAN向第二网络设备连接的第一VLAN发送报文的流程为例进行说明。

本发明实施例提供的利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法，如图3所示，具体包括下述步骤：

S301、第一网络设备为相连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备；

S302、第二网络设备建立接收的第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；

S303、当第一网络设备连接的第一VLAN向第二网络设备连接的第一VLAN发送报文时，第一网络设备接收相连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至第二网络设备；

S304、第二网络设备根据接收到的报文携带的第一地址，将该报文转发至与其连接的第一VLAN中。

下面结合一个具体的实例对上述通信流程进行详细的说明。

上述步骤S301和步骤S302，在具体实施时，第一网络设备和第二网络设备之间可以采用握手的方式，建立起虚拟的连接。例如，第一网络设备需要与第二网络之间建立其连接的第一VLAN(VLAN1)的第一地址和第二网络设备连接的VLAN1的第二地址的对应关系的信令交互流程图如图4所示，具体包括下述步骤：

S401、第一网络设备根据自身的MAC地址BSSID_A，按照设定的算法偏移出第一地址BSSID_A_1；

S402、第一网路设备向第二网络设备发送虚拟连接建立请求，该请求中携带第一网络设备的MAC地址BSSID_A、该MAC地址偏移出的第一地址BSSID_A_1和该第一地址对应的VLAN1的信息；为了将请求消息和下述步骤S404中的返回的响应消息相区分，较佳地，在该请求消息中，还可以携带表示消息类型的标签号信息；

S403、第二网络接收到该虚拟连接建立请求，使用自身的MAC地址BSSID_B，按照设定的算法偏移出第二地址BSSID_B_2；将该请求中的第一地址BSSID_A_1与生成的第二地址BSSID_B_2相关联；

S404、第二网络设备向第一网络设备返回响应消息，在响应消息中携带第二网络的MAC地址BSSID_B，该MAC地址偏移出的第二地址BSSID_B_2和该第二地址对应的VLAN1的信息；较佳地，在该响应消息中，还可以携带表示消息类型的标签号信息；

S405、第一网络设备将接收的所述响应消息的第二地址BSSID_B_2，与为VLAN1生成的第一地址BSSID_A_1相关联，并返回确认消息至第二网络设备。

第一网络设备和第二网络会重复上述步骤S401～S405，直至为各自连接的需要进行通信的各个VLAN建立起虚拟连接，即分别在第一网络设备侧和第二网络设备侧都建立起第一地址、第二地址及与第一地址和其对应的VLAN之间的关联关系。

当然，上述步骤S401～S405是以第一网络设备主动发起虚拟连接请求为例说明的，本领域技术人员容易想见，第一网络设备与第二网络设备在网络中的是对等的，上述流程也可以由第二网络设备发起，具体实现过程与上述描述类似，在此不再赘述。

图3所述的步骤S303～S304是当第一网络设备接收到其连接的第一VLAN发送的VLAN报文后，将该VLAN报文转发至第二网络设备，再由第二网络设备转发至其连接的第一VLAN的过程，如图5所示，上述过程通过下述步骤实现：

S501、第一网络设备接收到VLAN1发送的报文后，去除该报文的虚拟网标签VLAN tag；将报文中的发送方地址的字段内容替换成VLAN1对应的第一地址BSSID_A_1；

该报文的四地址格式如图6所示，其中，Address2字段表示的是发送方的MAC地址，将该字段的内容替换成第一地址BSSID_A_1。

S502、第一网络设备将修改后的报文发送至第二网络设备；

S503、第二网络设备接收到第一网络设备发送的报文后，根据接收到的该报文携带的第一地址BSSID_A_1，将该报文转发至对应的VLAN1中。

上述步骤S501～S503是以第一网络设备将其连接的VLAN1发送的报文转发给第二网络设备连接的VLAN1的流程为例说明的，本领域技术人员容易想见，第一网络设备与第二网络设备在网络中的是对等的，上述流程也可以由第二网络设备向第一设备VLAN1的报文，由第一网络设备再转发给其连接的VLAN1，具体实现过程与上述描述类似，在此不再赘述。

本发明实施例中，如果不需要通过第一网络设备和第二网络之间的无线网络实现虚拟局域网的通信时，还包括断开两者之间的虚拟连接的操作，该操作也需要第一网络设备和第二网络设备之间通过握手方式实现，在第一网络设备侧和第二网络设备侧分别解除原先建立的第一地址、第二地址与对应的VLAN之间的关联。具体过程与图4所示的S401～S405类似，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种网络设备和网络系统，由于该网络设备及系统解决问题的原理与前述利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法相似，因此该网络设备及系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种网络设备，如图7所示，包括：

生成单元701，用于为其连接的第一VLAN生成第一地址并发送至对端网络设备；

关联单元702，用于接收对端网络设备生成并发送的第二地址，并建立接收到的第二地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；

报文发送/接收单元703，用于接收自身连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至对端网络设备；以及接收到对端网络设备发送的报文后，根据所述报文携带的第二地址，将所述报文转发至其连接的第一VLAN。

本发明实施例提供的网络设备中的生成单元701，进一步用于向所述对端设备发送虚拟连接建立请求，请求中携带第一地址和该第一地址对应的第一VLAN的信息；或

在接收到对端设备发送的虚拟连接建立请求后，向对端网络设备返回响应消息，该响应消息中携带第一地址和该第一地址对应的第一VLAN的信息。

本发明实施例提供的网络设备中的生成单元701，进一步用于根据自身MAC地址，按照设定的算法偏移出第一地址。

本发明实施例提供的网络设备中的报文发送/接收单元703，进一步用于在接收到其连接的第一VLAN发送的报文后，去除报文的虚拟网标签VLAN tag；将该报文中的发送方地址的字段内容替换成发送该报文的第一VLAN对应的第一地址；以及

当接收到对端网络设备发送的报文后，解析出该报文携带的第二地址，将第二地址对应的第一VLAN的VLAN tag添加至该报文中并发送至其连接的第一VLAN。

本发明实施例提供的一种网络系统，如图8所示，分别连接分立的若干虚拟局域网VLAN的第一网络设备801和第二网络设备802，第一网络设备801和第二网络设备802之间通过无线网络连接，其中：

第一网络设备801，用于为其连接第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备702，以及接收相连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至第二网络设备802；

第二网络设备802，用于接收第一网络设备801发送的第一地址，并建立第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；以及接收第一网络设备801发送的报文，根据接收到的报文携带的第一地址，查询该第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系，将报文转发至与其连接的第一VLAN。

本发明实施例提供的利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法、设备及系统中，第一网络设备为相连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备，由第二网络设备建立第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系，当第一网络设备需要将自身连接的第一VLAN的报文转发至第二网络设备连接的第一VLAN时，在报文中写入第一地址，第二网络设备接收到报文后，根据第一地址，将报文转发至其连接的第一VLAN中，本发明实施例提供的上述方法、网络设备及系统，使得通过第一网络设备和第二网络设备的报文可以属于不同的VLAN冲突域，实现了使用无线网络连接的第一网络设备和第二网络设备两侧属于同一VLAN的成员之间的数据通信。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种利用无线网络实现虚拟局域网通信的方法，其特征在于，包括：第一网络设备为其连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备，所述第二网络设备建立所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；当第一网络设备连接的第一VLAN向第二网络设备连接的第一VLAN发送报文时，执行下列步骤：

所述第一网络设备接收相连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至所述第二网络设备；

所述第二网络设备根据接收到的所述报文携带的第一地址，查询所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系，将所述报文转发至其连接的第一VLAN。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一网络设备为其连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备；包括：

所述第一网络设备向所述第二网络设备发送虚拟连接建立请求，所述请求中携带第一地址和该第一地址对应的第一VLAN的信息；或

所述第一网络设备接收到第二网络设备发送的虚拟连接建立请求后，向第二网络设备返回响应消息，所述响应消息中携带第一地址和该第一地址对应的第一VLAN的信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第一网络设备为其连接的第一VLAN生成第一地址，包括：

所述第一网络设备根据自身MAC地址，按照设定的算法偏移出第一地址。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一网络设备将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，包括：

所述第一网络设备去除报文的虚拟网标签VLAN tag；

将所述报文中的发送方地址的字段内容替换成发送所述报文的第一VLAN对应的第一地址。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述报文转发至其连接的第一VLAN，包括：

所述第二网络设备解析出所述报文携带的第一地址，将所述第一地址对应的第一VLAN的VLAN tag添加至所述报文中并发送至其连接的第一VLAN。

6.一种网络设备，其特征在于，包括：

生成单元，用于为所述网络设备连接的第一VLAN生成第一地址并发送至对端网络设备；

关联单元，用于接收对端网络设备生成并发送的第二地址，并建立接收到的第二地址与所述网络设备连接的第一VLAN的对应关系；

报文发送/接收单元，用于接收所述网络设备连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至对端网络设备；以及接收到对端网络设备发送的报文后，根据所述报文携带的第二地址，将所述报文转发至所述网络设备连接的第一VLAN。

7.如权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述生成单元进一步用于向所述对端网络设备发送虚拟连接建立请求，所述请求中携带第一地址和该第一地址对应的第一VLAN的信息；或

在接收到对端网络设备发送的虚拟连接建立请求后，向对端网络设备返回响应消息，所述响应消息中携带第一地址和该第一地址对应的第一VLAN的信息。

8.如权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述生成单元进一步用于根据所述网络设备的MAC地址，按照设定的算法偏移出第一地址。

9.如权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述报文发送/接收单元，进一步用于在接收到所述网络设备连接的第一VLAN发送的报文后，去除报文的虚拟网标签VLAN tag；将所述报文中的发送方地址的字段内容替换成发送所述报文的第一VLAN对应的第一地址；以及

当接收到所述对端网络设备发送的报文后，解析出所述报文携带的第二地址，将所述第二地址对应的第一VLAN的VLAN tag添加至所述报文中并发送至所述网络设备连接的第一VLAN。

10.一种网络系统，包括：分别连接分立的若干虚拟局域网VLAN的第一网络设备和第二网络设备，所述第一网络设备和第二网络之间通过无线网络连接，其特征在于：

所述第一网络设备，用于为其连接的第一VLAN生成第一地址并发送至第二网络设备，以及接收相连接的第一VLAN发送的报文，将与发送报文的第一VLAN对应的第一地址写入接收到的报文中，并发送至所述第二网络设备；

所述第二网络设备，用于接收所述第一网络设备发送的第一地址，并建立所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系；以及接收所述第一网络设备发送的报文，根据接收到的所述报文携带的第一地址，查询所述第一地址与自身连接的第一VLAN的对应关系，将所述报文转发至其连接的第一VLAN。

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