CN101835205B - 一种无线终端及无线上网方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种无线终端，所述无线终端包括PC数据包处理子系统、DNS缓存子系统和运营商网络数据包处理子系统；所述PC数据包处理子系统和运营商网络数据包处理子系统在PC侧与运营商网络之间建立一条数据上下行的数据通路，并完成数据包的格式转换功能；所述DNS缓存子系统，处于上述两个子系统之间，其通过对上下行数据流进行识别处理来完成DNS信息缓存和通过下行数据发送DNS响应数据包到PC侧。与现有技术相比较，本发明通过在无线终端上增加DNS缓冲功能来弥补PC不对无线终端保留有效DNS缓冲信息的功能缺失。本发明可以减少用户上网等待，尤其是无线环境较差时，效果更明显，同时降低上网费用，减轻运营商网络负荷。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种无线终端及无线上网方法。
背景技术
无线终端(如数据卡，本发明中称为“终端”或“终端侧”)，通过无线终端上网是指，无线终端通过某个运营商的接入网、核心网络最终接入因特网的一种上网方式。该上网方式的显著特点是，终端接入因特网使用的IP地址、DNS服务器IP地址等信息都是由运营商核心网络设备分配或决定。
对于使用终端进行上网的设备，如个人电脑(PC)、上网本(NetBook)等，本发明中统称为“PC”或“PC侧”。对于PC而言，由于终端上网的IP地址等信息依赖于运营商核心网络设备的分配和允许，则与该IP地址等信息对应的DNS缓冲等信息，也必将在该IP地址无效时，失去其存在的意义。换句话说，当用户断开终端与网络的链接时，PC将清除所有与本次上网相关的DNS缓冲等信息。
但是对于终端而言，DNS缓冲信息在其断开并重新与网络建立链接后，在绝大多数情况下是有效的。而PC清除了所有与本次上网相关的DNS缓冲等信息，使得终端在下次上网时，又要重新获取所述缓冲信息。这样既增加用户的上网等待时间，同时浪费用户上网费用，还增加了运营商网络负荷。
发明内容
本发明的目的是提出一种无线终端及无线上网方法。
为实现上述目的，本发明提出一种无线终端，所述无线终端包括PC数据包处理子系统、DNS缓存子系统和运营商网络数据包处理子系统；所述PC数据包处理子系统和运营商网络数据包处理子系统在PC侧与运营商网络之间建立一条数据上下行的数据通路，并完成数据包的格式转换功能；所述DNS缓存子系统，处于上述两个子系统之间，其通过对上下行数据流进行识别处理来完成DNS信息缓存和通过下行数据发送DNS响应数据包到PC侧。
进一步地，所述DNS缓存子系统包括：DNS响应拷贝模块、DNS响应识别模块、DNS请求拷贝模块、DNS请求识别模块和DNS超时及缓存处理模块。
进一步地，所述DNS响应拷贝模块，负责在下行数据中识别所有的DNS响应数据包并把其备份发送到DNS响应识别模块。
进一步地，所述DNS响应识别模块负责对DNS响应拷贝模块发送来的DNS响应数据包进行正确性识别，随后把正确的DNS响应数据包发送到DNS超时及缓存处理模块，由其进行缓存和相关超时处理。
进一步地，所述DNS请求拷贝模块负责在上行数据中识别所有的DNS请求数据包，并把其备份发送到DNS请求识别模块。
进一步地，所述DNS请求识别模块负责对DNS请求拷贝模块发送来的DNS请求数据包进行解析，并把请求的域名和时间戳信息一起发送到DNS超时及缓存处理模块。
进一步地，所述DNS超时及缓存处理模块根据接收到的DNS响应信息及时更新或建立相应的DNS缓存信息，同时更新进行DNS请求超时判断的列表；判断在一定的时间间隔内没有收到DNS响应识别模块发送来的DNS响应信息，或者收到了已经在DNS请求列表中的相同DNS请求，两个条件满足一条则判定该DNS请求超时，并触发超时处理；当判断某个请求已经超时，首先在DNS缓存信息数据库中查找对应的DNS响应信息，如果找到了对应的DNS响应信息则组建并发送该DNS响应信息的相应数据包到下行数据，最后进行DNS请求超时判断列表的更新。
另外，本发明还提出一种无线上网方法，在无线终端工作时，把所有的DNS响应数据包发给无线终端的DNS响应识别模块；所述DNS响应识别模对所述DNS响应数据包信息解析并组成“域名-IP地址”信息对，发送到无线终端的DNS超时及缓存处理模块进行DNS缓存信息的存储或更新；无线终端的DNS请求拷贝模块在上行数据中识别并发送DNS请求数据包到无线终端的DNS请求识别模块，DNS请求识别模块把该请求中的域名与当前时间戳组成“域名-时间戳”信息对，交给DNS超时及缓存处理模块组建DNS请求列表；DNS超时及缓存处理模块，按照时间优先级进行DNS请求列表的超时检测。
进一步，所述DNS响应识别模块进行DNS请求超时判断的信息列表的更新，不再对相应的DNS请求进行超时判断。
进一步，所述按照时间优先级进行DNS请求列表的超时检测是指：如果最先到来的“域名-时间戳”中的时间戳与当前时间戳间隔超过了设定的阀值，则触发超时处理；如果DNS超时及缓存处理模块没有查询到“域名”对应的DNS响应信息，则仅删除DNS请求列表中的“域名-时间戳”信息；如果查询到了“域名”对应的DNS响应信息，则在删除“域名-时间戳”信息的同时，组建DNS响应数据包并发送到下行数据流中。
综上所述，与现有技术相比较，本发明技术方案通过在无线终端上增加DNS缓冲功能来弥补PC不对无线终端保留有效DNS缓冲信息的功能缺失。本发明技术方案可以减少用户上网等待，尤其是无线环境较差时，效果更明显，同时降低上网费用，减轻运营商网络负荷。
附图说明
图1是本发明实施例无线终端示意图；
图2是本发明实施例无线上网方法流程示意图；
图3是本发明实施例无线上网方法中DNS请求超时处理流程示意图。
具体实施方式
本发明的思想是通过在终端上增加DNS缓冲功能来弥补PC不对无线终端保留有效DNS缓冲信息的功能缺失。本发明可以大大减少用户上网等待，尤其是无线环境较差时，同时降低上网费用、减轻运营商网络负荷。
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案做详细描述。
在该实施例中，无线终端以数据卡为例说明。请参考图1所示，本实施例中，所述数据卡分为三个子系统：PC数据包处理子系统、DNS缓存子系统和运营商网络数据包处理子系统。
PC数据包处理子系统和运营商网络数据包处理子系统在PC侧与运营商网络之间建立了一条数据上下行的数据通路，并完成数据包的格式转换等功能。
DNS缓存子系统，处于上述其他两个子系统之间，其通过对上下行数据流进行识别等处理来完成DNS信息缓存和通过下行数据发送DNS响应数据包到PC侧两个功能。
DNS缓存子系统包括五个功能模块：DNS响应拷贝模块、DNS响应识别模块、DNS请求拷贝模块、DNS请求识别模块和DNS超时及缓存处理模块。
DNS响应拷贝模块，该模块负责在下行数据中识别所有的DNS响应数据包并把其备份发送到DNS响应识别模块；
DNS响应识别模块，该模块负责对DNS响应拷贝模块发送来的DNS响应数据包进行正确性识别，随后把正确的DNS响应数据包发送到DNS超时及缓存处理模块，由其进行缓存和相关超时处理；
DNS请求拷贝模块，该模块负责在上行数据中识别所有的DNS请求数据包，并把其备份发送到DNS请求识别模块；
DNS请求识别模块，该模块负责对DNS请求拷贝模块发送来的DNS请求数据包进行解析，并把请求的域名和时间戳信息一起发送到DNS超时及缓存处理模块；
DNS超时及缓存处理模块，该模块是DNS缓存子系统的核心模块，该模块有四个方面的功能，包括：
一是维护DNS缓存信息，根据接收到的DNS响应信息及时更新或建立相应的DNS缓存信息，同时更新进行DNS请求超时判断的列表；
二是维护DNS请求列表，该列表由DNS请求识别模块发送来的请求域名及其时间戳信息组成，该模块只对该列表中的DNS请求进行超时判断；
三是超时判断，超时判断包括两个条件，在一定的时间间隔内没有收到了DNS响应识别模块发送来的DNS响应信息，或者收到了已经在DNS请求列表中的相同DNS请求，两个条件满足一条则判定该DNS请求超时，并触发超时处理；
四是超时处理，当判断某个请求已经超时，首先在DNS缓存信息数据库中查找对应的DNS响应信息，其次如果找到了则组建并发送该DNS响应信息的相应数据包到下行数据，最后进行DNS请求超时判断列表的更新。
DNS请求和DNS响应拷贝模块的功能是在上行和下行数据流中识别出DNS请求和DNS响应。这两个模块在实现上非常相似，主要是按照DNS协议进行识别。在DNS协议上，DNS数据包不管采用的是UDP承载方式还是TCP承载方式，其端口都是熟知端口：0x35(十进制53)。所以这两个模块通过判断IP数据包中，UDP协议或TCP协议的端口号是否为0x35就可以得知是否需要交由DNS请求识别或DNS响应识别模块做进一步的处理。
DNS请求识别和DNS响应识别两个模块的主要工作是对DNS数据包的正确性进行判断、DNS数据包信息的进行提取。在实现方案上，就是严格按照DNS协议进行数据包的正确性判定和DNS数据包的域名、IP地址等信息的解析提取。
DNS超时及缓存处理模块在实现上由一个DNS请求列表、一个DNS缓存信息二维数组和一个DNS请求检测线程或进程组成。
所述DNS超时及缓存处理模块模块首先把DNS请求识别模块发送来的域名及其时间戳信息，按照时间戳的先后顺序组成一个队列；把DNS响应识别模块发送来的DNS响应信息，按照域名和域名信息的二维结构构建二维数组；
在系统启动时，建立一个后台运行时实体(线程或进程)对DNS请求列表中“最先”到来的DNS请求的时间戳进行检测，如果没有超时的DNS请求，该运行实体将休眠一段时间后再次进行检测，如果有超时则进行超时处理。同样需要做超时处理DNS请求，还包括收到DNS请求识别模块的重复的DNS请求。超时处理包括域名信息查询和DNS请求列表更新两部分。
如果查询到对应的DNS响应信息，则依照DNS协议，组建DNS响应数据包，最后封装成下行数据流格式并发送到下行数据流中。
对于已经处理了的超时的DNS请求，无论是否在DNS缓存数据中查找到DNS响应信息，都要将其移除DNS请求列表，不对其进行重复的超时处理。同样需要移除DNS请求列表的是，在对其进行超时处理前已经收到DNS响应识别模块发送来的相应的DNS响应信息。
需要说明的是，DNS缓存的存储形式不限于二维数组。
如图2所示，是本实施例无线上网方法的总体流程图，其包括如下步骤：
S201：检测DNS数据包；
DNS请求拷贝模块和DNS响应拷贝模块对上下行数据流进行DNS数据包的检测。在用户首次使用该无线终端时，首先由DNS响应拷贝模块对下行数据流进行检测，并把所有的DNS响应数据包发给DNS响应识别模块。
S202：判断是否检测到请求包；
判断是DNS响应拷贝模块检测到DNS数据请求包，还是DNS请求拷贝模块检测到DNS数据请求包；如果DNS响应拷贝模块检测到DNS数据请求包，则执行步骤S203，如果DNS请求拷贝模块检测到DNS数据请求包，则执行步骤S205；
DNS响应识别模块把收到的正确的DNS响应数据包信息进行解析，把信息组成“域名-IP地址”信息对，发送到DNS超时及缓存处理模块进行DNS缓存信息的存储或更新，同时进行DNS请求超时判断的信息列表的更新，不再对相应的DNS请求进行超时判断。
S203：判断收到的DNS数据请求包是否为有效的DNS响应包，如果是无效的DNS响应数据包，则结束流程；如果是有效地DNS响应数据包，则执行步骤S204；
S204：缓存DNS响应信息；
对有效的DNS响应信息进行提取，并将域名与IP地址信息进行缓存，供超时处理时使用，并转到步骤S208；
S205：把DNS请求放置到DNS请求列表中；
DNS请求拷贝模块在上行数据中识别并发送DNS请求数据包到DNS请求识别模块，DNS请求识别模块把该请求中的域名与当前时间戳组成“域名-时间戳”信息对，交给DNS超时及缓存处理模块组建DNS请求列表。
S206：DNS请求队列中所有的DNS请求被超时检测线程周期性地超时检测；
S207：对于超时的DNS请求，进行超时处理(超时处理的流程参考“DNS请求超时处理流程”)，跳转到步骤S208；
DNS超时及缓存处理模块，按照时间优先级进行DNS请求列表的超时检测，如果最先到来的“域名-时间戳”中的时间戳与当前时间戳间隔超过了设定的阀值，则触发超时处理。
S208：更新DNS请求队列；
删除DNS响应数据包对应的DNS请求和已经进行超时处理的DNS请求后，更新DNS请求队列。
如果DNS超时及缓存处理模块没有查询到“域名”对应的DNS响应信息，则仅删除DNS请求列表中的“域名-时间戳”信息；如果查询到了“域名”对应的DNS响应信息，则在删除“域名-时间戳”信息的同时，组建DNS响应数据包并发送到下行数据流中。
请参考图3所示，是本实施例中DNS请求超时处理流程示意图。
DNS请求超时处理流程，是指从DNS超时及缓存处理模块检测开始，到删除DNS请求列表中相关条目结束，包括以下步骤：
S301：检测到DNS请求队列中，有超时的DNS请求；
S302：以超时的DNS请求中的“域名”为键值进行DNS缓存查找处；
S303：判断是否查找到响应的DNS响应数据信息，如果找到转步骤S304，否则则结束流程；
S304：把查询到的DNS响应信息为内容，组建DNS响应数据包；
S305：发送DNS响应数据包到下行数据流中。
当然，本发明还可有多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的更改或变化，但凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无线终端，其特征在于：所述无线终端包括PC数据包处理子系统、DNS缓存子系统和运营商网络数据包处理子系统；所述PC数据包处理子系统和运营商网络数据包处理子系统在PC侧与运营商网络之间建立一条数据上下行的数据通路，并完成数据包的格式转换功能；所述DNS缓存子系统，处于上述两个子系统之间，其通过对上下行数据流进行识别处理来完成DNS信息缓存和通过下行数据发送DNS响应数据包到PC侧；所述DNS缓存子系统包括DNS超时及缓存处理模块、DNS请求拷贝模块、DNS请求识别模块、DNS响应识别模块和DNS响应拷贝模块，所述DNS响应拷贝模块，负责在下行数据中识别所有的DNS响应数据包并把其备份发送到DNS响应识别模块；所述DNS响应识别模块负责对DNS响应拷贝模块发送来的DNS响应数据包进行正确性识别，随后把正确的DNS响应数据包发送到DNS超时及缓存处理模块，由其进行缓存和相关超时处理；所述DNS超时及缓存处理模块用于根据接收到的DNS响应信息及时更新或建立相应的DNS缓存信息，同时更新进行DNS请求超时判断的列表；判断在一定的时间间隔内没有收到DNS响应识别模块发送来的DNS响应信息，或者收到了已经在DNS请求列表中的相同DNS请求，两个条件满足一条则判定该DNS请求超时，并触发超时处理；当判断某个请求已经超时，首先在DNS缓存信息数据库中查找对应的DNS响应信息，如果找到了对应的DNS响应信息则组建并发送该DNS响应信息的相应数据包到下行数据，最后进行DNS请求超时判断列表的更新。
2.如权利要求1所述的终端，其特征在于：所述DNS请求拷贝模块负责在上行数据中识别所有的DNS请求数据包，并把其备份发送到DNS请求识别模块。
3.如权利要求2所述的终端，其特征在于：所述DNS请求识别模块负责对DNS请求拷贝模块发送来的DNS请求数据包进行解析，并把请求的域名和时间戳信息一起发送到DNS超时及缓存处理模块。
4.一种无线上网方法，在无线终端工作时，把所有的DNS响应数据包发给无线终端的DNS响应识别模块；所述DNS响应识别模块对所述DNS响应数据包信息解析并组成“域名-IP地址”信息对，发送到无线终端的DNS超时及缓存处理模块进行DNS缓存信息的存储或更新；无线终端的DNS请求 拷贝模块在上行数据中识别并发送DNS请求数据包到无线终端的DNS请求识别模块，DNS请求识别模块把该请求中的域名与当前时间戳组成“域名-时间戳”信息对，交给DNS超时及缓存处理模块组建DNS请求列表；DNS超时及缓存处理模块，按照时间优先级进行DNS请求列表的超时检测，其中，所述按照时间优先级进行DNS请求列表的超时检测是指：如果最先到来的“域名-时间戳”中的时间戳与当前时间戳间隔超过了设定的阀值，则触发超时处理；所述超时处理为：更新DNS请求队列；所述更新DNS请求队列的步骤包括：如果DNS超时及缓存处理模块没有查询到“域名”对应的DNS响应信息，则仅删除DNS请求列表中的“域名-时间戳”信息；如果查询到了“域名”对应的DNS响应信息，则在删除“域名-时间戳”信息的同时，组建DNS响应数据包并发送到下行数据流中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述DNS响应识别模块进行DNS请求超时判断的信息列表的更新，不再对相应的DNS请求进行超时判断。
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