CN102104976B - 一种无线接入设备及其发送封包的方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线接入设备，包括存储媒介、队列建立模块、区间建立模块、封包队列模块、封包发送模块及处理器。队列建立模块在存储媒介中建立多个队列。区间建立模块为每个通信终端划分一个队列序号区间。封包队列模块将接收到的封包按先后顺序加入不同的队列中。封包发送模块依序读取多个队列中的第一个封包发送。处理器执行上述模块以完成各自的功能。本发明还提供了一种无线接入设备发送封包的方法。本发明可以减少封包等待发送的时间，从而提高无线接入设备的总体性能。

Description

一种无线接入设备及其发送封包的方法
技术领域
本发明涉及网络通信装置，尤其涉及一种无线接入设备及其发送封包的方法。
背景技术
传统的无线接入设备(Wireless AP)在发送网络封包时是按照网络封包的到达顺序进行发送的，即采用先来先发送(First in First out，FIFO)的处理方式。但是这种处理方式会导致网络封包长时间处于队列等候发送的状态，这将极大的影响无线接入设备的处理性能。
因此，如何以最大限度的减少网络封包队列等候发送的时间，对于无线接入设备的处理性能而言是相当重要的。
发明内容
有鉴于此，需提供一种无线接入设备，能减少封包队列等候发送的时间，提高无线接入设备的处理性能。
另外，还需提供一种无线接入设备发送封包的方法，能减少封包队列等候发送的时间，提高无线接入设备的处理性能。
一种无线接入设备，与多个通信终端相连，包括处理器及存储媒介，其中所述存储媒介存储有所述每一通信终端的通信参数，所述无线接入设备还包括队列建立模块、区间建立模块、封包队列模块、封包发送模块。队列建立模块用于在所述存储媒介中建立多个队列。区间建立模块用于根据所述存储媒介中存储的通信参数分别计算所述无线接入设备与所述每一通信终端之间的信道容量，根据所有信道容量计算总容量，并根据计算出的所述多个信道容量计算每个信道容量在所述总容量中所占的权重，及根据所述每个信道容量在所述总容量中所占的权重与队列个数为所述每个通信终端划分一个队列序号区间。封包队列模块用于接收网络上的封包，并判断所述封包的目的媒体访问控制地址是否与所述多个通信终端之一的媒体访问控制地址相同，若相同则在所述多个通信终端之一所对应的队列序号区间内获取一个随机数，并将所述封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数的队列中。封包发送模块用于依序读取所述多个队列中的第一个封包发送。处理器用于执行上述模块以完成上述模块的功能。
一种无线接入设备发送封包的方法，所述无线接入设备与多个通信终端通信，包括处理器及存储媒介，其中在所述存储媒介存储有所述每一通信终端的通信参数，所述方法包括以下步骤：所述处理器在所述存储媒介中建立多个队列；根据所述存储媒介中存储的通信参数分别计算所述无线接入设备与所述每一通信终端之间的信道容量，并根据所有信道容量计算总容量；根据计算出的所述多个信道容量计算每个信道容量在所述总容量中所占的权重；根据所述每个信道容量在所述总容量中所占的权重与队列个数为所述每个通信终端划分一个队列序号区间；接收封包并判断是否将所述封包发送至所述多个通信终端的其中之一；若所述封包将发送至所述多个通信终端的其中之一，则在所述封包将到达的通信终端所对应的队列序号区间内获取一个随机数，并将所述封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数的队列中；及依序读取所述多个队列中的第一个封包发送。
本发明实施方式所提供的无线接入设备及其发送封包的方法，可以减少封包队列等候发送的时间，提高无线接入设备的处理性能。
附图说明
图1为本发明一实施方式中无线接入设备的应用环境结构示意图。
图2为本发明一实施方式中无线接入设备的内部结构示意图。
图3为本发明一实施方式中无线接入设备的存储媒介所存储的封包队列列表。
图4为本发明一实施方式中无线接入设备发送封包的方法流程图。
具体实施方式
请参阅图1，所示为本发明一实施方式中无线接入设备20的应用环境结构示意图。在本实施方式中，通信终端101、通信终端103及通信终端105等通过无线接入设备20连接到通信网络30。在本实施方式中，通信终端101(或通信终端103，或通信终端105)可以是笔记本(Notebook)、个人电脑(Personal computer)及个人数码助理(Personal DigitalAssistant，PDA)等终端设备，且该等通信终端设备均以无线的方式连接到无线接入设备20，并通过无线接入设备20与通信网络30进行通信。
请参阅图2，所示为本发明一实施方式中无线接入设备20的内部结构示意图。在本实施方式中，无线接入设备20包括处理器202、存储媒介204、队列建立模块206、区间建立模块208、封包队列模块210及封包发送模块212，其中无线接入设备20与多个通信终端通信，存储媒介204中存储有每一通信终端的通信参数，例如带宽(B)、信噪比(S/N)等信息。
处理器202执行模块206-212用以实现这些模块的功能。
队列建立模块206在存储媒介204中建立多个队列。在本实施方式中，多个队列的排列方式如图3所示，在此以建立100个队列为例进行说明，图3中第一排的0-99即是指队列的序号。
区间建立模块208根据存储媒介204中存储的通信参数分别计算无线接入设备20与每一通信终端之间的信道容量，并根据所有信道容量计算总容量。在本实施方式中，通信参数包括带宽(B)、信噪比(S/N)等信息，采用香农(Shannon)公式计算无线接入设备20与每个通信终端之间的信道容量(C)，即C＝B*Log2(1+S/N)。在本实施方式中，假设无线接入设备20仅与通信终端101、通信终端103及通信终端105三个通信终端相连，若计算出通信终端101的信道容量C1等于30Mbps，通信终端103的信道容量C2等于40Mbps，通信终端105的信道容量C3等于30Mbps，且不考虑预留带宽时，无线接入设备20的总容量100Mbps。
区间建立模块208还根据计算出的多个信道容量计算每个信道容量在总容量中所占的权重，并根据每个信道容量在总容量中所占的权重与队列个数为每个通信终端划分一个队列序号区间。在本实施方式中，计算出无线接入设备20与通信终端101、通信终端103及通信终端105三个通信终端之间的信道容量分别为30Mbps、40Mbps、30Mbps，在不考虑预留带宽时，通信终端101在总容量中所占的权重W1＝C1/(C1+C2+C3)＝30％，通信终端103在总容量中所占的权重W2＝C2/(C1+C2+C3)＝40％，通信终端105在总容量中所占的权重W3＝C3/(C1+C2+C3)＝30％。
在本实施方式中，由于无线接入设备20还可以发送广播封包给多个通信终端，所以通常在带宽的配置方面，无线接入设备20需要预留一定的带宽以传输广播封包。在本实施方式中，假设预留的带宽(Owr)是10Mbps，则在考虑预留带宽后，通信终端101的信道容量在总容量中所占的权重X1＝C1/(C1+C2+C3)*(100-Owr)/100＝27％，通信终端103的信道容量在总容量中所占的权重X2＝C2/(C1+C2+C3)*(100-Owr)/100＝36％，通信终端105的信道容量在总容量中所占的权重X3＝C3/(C1+C2+C3)*(100-Owr)/100＝27％。在本实施方式中，若第i个通信终端的权重区间表示为[ai，bi)，且ai＝100*∑Xj，1≤j≤i-1，bi＝100*∑Xj，1≤j≤i，则经过计算第1个通信终端101的权重区间表示为[0，27)，第2个通信终端103的权重区间表示为[27，63)，第3个通信终端105的权重区间表示为[63，90)，预留的权重区间表示为[90，100)。也即，在本实施方式中，如图3所示，序号为0~26的队列用于存储发往第1个通信终端101的封包，序号为27~62的队列用于存储发往第2个通信终端103的封包，序号为63~89的队列用于存储发往第3个通信终端105的封包，序号为90~99的队列用于存储广播封包。
封包排队模块210接收网络上的封包，并判断封包的目的媒体访问控制(Media AccessControl，MAC)地址是否与多个通信终端之一的MAC地址相同，若相同则在多个通信终端之一所对应的队列序号区间内获取一个随机数，以及若不相同则在预留信道的队列序号区间中获取一个随机数，并将封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数的队列中。在本实施方式中，若封包的目的MAC地址与通信终端101的MAC地址相同，则根据第1个通信终端101的权重区间[0，27)获取一个随机数n，若封包的目的MAC地址与通信终端103的MAC地址相同，则根据第2个通信终端103的权重区间[27，63)获取一个随机数n，若封包的目的MAC地址与通信终端105的MAC地址相同，则根据第3个通信终端105的权重区间[63，90)获取一个随机数n，若封包的目的MAC地址与多个通信终端的MAC地址都不相同，则在预留信道的队列序号区间中获取一个随机数，即在预留的权重区间为[90，100)中获取一个随机数n，最后将封包按先后顺序加入队列序号为该随机数的队列中。
封包发送模块212依序读取所述多个队列中的第一个封包发送。在本实施方式中，即只需按照顺序从第一个队列到最后一个队列(即第100个队列)中每次取排在最前面的一个封包发送。
请参阅图3，所示为本发明一实施方式中无线接入设备20的存储媒介204所存储的封包队列列表。在本实施方式中，无线接入设备20存储有一个队列列表，用于对接收到通信网络30的封包进行队列，并分别发送至多个通信终端，其中，该队列列表包括一个队列序号区间，且每一序号对应一个队列。在本实施方式中，以100个队列为例，即队列序号区间为[0，99]，0、1、…、99为队列的序号，每一序号对应一个队列，每一队列顺序排列着多个封包，其中，P0，n表示第1个队列中的第n封包，P1，n表示第2个队列中的第n封包，…，P99，n表示第100个队列中的第n封包，其中n均为自然数。
请参阅图4，所示为本发明一实施方式中无线接入设备20发送封包的方法流程图。
在步骤S402中，队列建立模块206在存储媒介204中建立多个队列。在本实施方式中，多个队列的排列方式如图3所示，无线接入设备20在接收到通信网络30的封包后，经过以下的步骤将不同的封包按顺序排列在不同序号所对应的队列中。
在步骤S404中，区间建立模块208根据存储媒介204中存储的通信参数分别计算无线接入设备20与每一通信终端之间的信道容量，并根据所有信道容量计算总容量。在本实施方式中，通信参数包括带宽(B)、信噪比(S/N)等信息，采用香农(Shannon)公式计算无线接入设备20与每个通信终端之间的信道容量(C)，即C＝B*Log2(1+S/N)。在本实施方式中，假设无线接入设备20仅与通信终端101、通信终端103及通信终端105三个通信终端相连，若计算出通信终端101的信道容量C1等于30Mbps，通信终端103的信道容量C2等于40Mbps，通信终端105的信道容量C3等于30Mbps，且不考虑预留带宽时，无线接入设备20的总容量100Mbps。
在步骤S406中，区间建立模块208根据计算出的所述多个信道容量计算每个信道容量在所述总容量中所占的权重。在本实施方式中，计算出无线接入设备20与通信终端101、通信终端103及通信终端105三个通信终端之间的信道容量分别为30Mbps、40Mbps、30Mbps，在不考虑预留带宽时，通信终端101在总容量中所占的权重W1＝C1/(C1+C2+C3)＝30％，通信终端103在总容量中所占的权重W2＝C2/(C1+C2+C3)＝40％，通信终端105在总容量中所占的权重W3＝C3/(C1+C2+C3)＝30％。
在步骤S408中，区间建立模块208根据每个信道容量在总容量中所占的权重与队列个数为每个通信终端划分一个队列序号区间。
在本实施方式中，由于无线接入设备20还可以发送广播封包给多个通信终端，所以通常在带宽的配置方面，无线接入设备20需要预留一定的带宽以传输广播封包。在本实施方式中，假设预留的带宽(Owr)是10Mbps，则在考虑预留带宽后，通信终端101的信道容量在总容量中所占的权重X1＝C1/(C1+C2+C3)*(100-Owr)/100＝27％，通信终端103的信道容量在总容量中所占的权重X2＝C2/(C1+C2+C3)*(100-Owr)/100＝36％，通信终端105的信道容量在总容量中所占的权重X3＝C3/(C1+C2+C3)*(100-Owr)/100＝27％。在本实施方式中，若第i个通信终端的权重区间表示为[ai，bi)，且ai＝100*∑Xj，1≤j≤i-1，bi＝100*∑Xj，1≤j≤i，则经过计算第1个通信终端101的权重区间表示为[0，27)，第2个通信终端103的权重区间表示为[27，63)，第3个通信终端105的权重区间表示为[63，90)，预留的权重区间表示为[90，100)。也即，在本实施方式中，如图2所示，序号为0~26的队列用于存储发往第1个通信终端101的封包，序号为27~62的队列用于存储发往第2个通信终端103的封包，序号为63~89的队列用于存储发往第3个通信终端105的封包，序号为90~99的队列用于存储广播封包。
在步骤S410中，封包排队模块210接收通信网络30的封包。
在步骤S412中，封包排队模块210判断是否将所接收到的封包发送至多个通信终端的其中之一。在本实施方式中，封包排队模块210首先读取所接收到的封包的目的MAC地址，然后再判断封包的目的MAC地址是否与多个通信终端之一的MAC地址相同，若相同则表明该所接收到的封包将发送至多个通信终端的其中之一，否则，若不相同则表明所接收到的封包不是发送至多个通信终端的其中之一，而是属于广播封包。
在步骤S414中，封包排队模块210若判断是将所接收到的封包发送至多个通信终端的其中之一，则在封包将要发送至的通信终端所对应的队列序号区间内获取一个随机数。在本实施方式中，若封包的目的MAC地址与通信终端101的MAC地址相同，则根据第1个通信终端101的权重区间[0，27)获取一个随机数n；若封包的目的MAC地址与通信终端103的MAC地址相同，则根据第2个通信终端103的权重区间[27，63)获取一个随机数n；若封包的目的MAC地址与通信终端105的MAC地址相同，则根据第3个通信终端105的权重区间[63，90)获取一个随机数n。
在步骤S416中，封包排队模块210若判断所接收到的封包不是发送至多个通信终端的其中之一，则在预留信道的队列序号区间中获取一个随机数。在本实施方式中，即在预留的权重区间为[90，100)中获取一个随机数n。
在步骤S418中，封包排队模块210将所接收到的封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数为的队列中。在本实施方式中，根据不同的权重区间计算出的随机数n的值，将接收到的封包加入到第n个队列中，若该队列序号所对应的队列中没有存储封包，则将接收到的封包放在该队列的第一个位置，以及若该队列存储有封包时，则将接收到的封包加入到存储封包的下一个位置，以此类推。
在步骤S420中，封包发送模块212依序读取多个队列中的第一个封包发送。在本实施方式中，即只需按照顺序从第一个队列到最后一个队列(即第100个队列)中每次取排在最前面的一个封包发送，具体发送顺序结合图2所示为：第1次发送排在P0，1，P1，1，…，P99，1位置上的封包，第2次发送排在P0，2，P1，2，…，P99，2位置上的封包，以此类推，第n次发送排在P0，n，P1，n，…，P99，n位置上的封包。
本发明实施方式所提供的无线接入设备及其发送封包的方法，可以减少封包队列等候发送的时间，提高无线接入设备的处理性能。

Claims (10)

1.一种无线接入设备，与多个通信终端相连，所述无线接入设备包括处理器及存储媒介，其中所述存储媒介存储有所述每一通信终端的通信参数，其特征在于，所述无线接入设备还包括：
队列建立模块，用于在所述存储媒介中建立多个队列；
区间建立模块，用于根据所述存储媒介中存储的通信参数分别计算所述无线接入设备与所述每一通信终端之间的信道容量，根据所有信道容量计算总容量，并根据计算出的所述多个信道容量计算每个信道容量在所述总容量中所占的权重，及根据所述每个信道容量在所述总容量中所占的权重与队列个数为所述每个通信终端划分一个队列序号区间；
封包排队模块，用于接收网络上的封包，并判断所述封包的目的媒体访问控制地址是否与所述多个通信终端之一的媒体访问控制地址相同，若相同则在所述多个通信终端之一所对应的队列序号区间内获取一个随机数，并将所述封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数的队列中；及
封包发送模块，用于依序读取所述多个队列中的第一个封包发送；
其中，处理器用于执行所述队列建立模块、区间建立模块、封包排队模块以及封包发送模块，以实现其相应的功能。
2.如权利要求1所述的无线接入设备，其特征在于，所述通信参数包括带宽及信噪比。
3.如权利要求1所述的无线接入设备，其特征在于，所述总容量等于所述所有信道容量加上预留信道容量，其中所述预留信道容量用于发送广播封包。
4.如权利要求3所述的无线接入设备，其特征在于，所述权重还包括预留信道权重，其中所述区间建立模块还用于根据所述预留信道权重划分一个预留信道的队列序号区间。
5.如权利要求4所述的无线接入设备，其特征在于，所述封包排队模块还用于在判断所述封包的目的媒体访问控制地址与所述多个通信终端的媒体访问控制地址都不相同时，在所述预留信道的队列序号区间中获取一个随机数，并将所述封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数的队列中。
6.一种无线接入设备发送封包的方法，所述无线接入设备与多个通信终端通信，所述无线接入设备包括处理器及存储媒介，其中在所述存储媒介中存储有所述每一通信终端的通信参数，其特征在于，所述方法包括：
所述处理器在所述存储媒介中建立多个队列；
根据所述存储媒介中存储的通信参数分别计算所述无线接入设备与所述每一通信终端之间的信道容量，并根据所有信道容量计算总容量；
根据计算出的所述多个信道容量计算每个信道容量在所述总容量中所占的权重；
根据所述每个信道容量在所述总容量中所占的权重与队列个数为所述每个通信终端划分一个队列序号区间；
接收封包并判断是否将所述封包发送至所述多个通信终端的其中之一；
若所述封包将发送至所述多个通信终端的其中之一，则在所述封包将到达的通信终端所对应的队列序号区间内获取一个随机数，并将所述封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数的队列中；及
依序读取所述多个队列中的第一个封包发送。
7.如权利要求6所述的无线接入设备发送封包的方法，其特征在于，所述通信参数包括带宽及信噪比。
8.如权利要求6所述的无线接入设备发送封包的方法，其特征在于，所述总容量等于所述所有信道容量加上预留信道容量，其中所述预留信道容量用于发送广播封包，所述权重还包括预留信道权重，其中所述预留信道权重对应一个预留信道的队列序号区间。
9.如权利要求8所述的无线接入设备发送封包的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若不是将所述封包发送至所述多个通信终端的其中之一，则在所述预留信道的队列序号区间中获取一个随机数；及
将所述封包按先后顺序加入队列序号为所述随机数的队列中。
10.如权利要求6所述的无线接入设备发送封包的方法，其特征在于，所述判断是否将所述封包发送至所述多个通信终端的其中之一的具体步骤包括：
读取所述封包的目的媒体访问控制地址；及
判断所述封包的目的媒体访问控制地址是否与所述多个通信终端之一的媒体访问控制地址相同；
若所述封包的目的媒体访问控制地址与所述多个通信终端之一的媒体访问控制地址相同，则判断出是将所述封包发送至所述多个通信终端的其中之一；或
若所述封包的目的媒体访问控制地址与所述多个通信终端之一的媒体访问控制地址都不相同，则判断出不是将所述封包发送至所述多个通信终端的其中之一。
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