CN104702713A - 一种数据报文转发方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种数据报文转发方法及装置，应用于接入点上，该方法包括：接收数据报文；获取出口路由设备分配的第一IP地址，所述第一IP地址与所述出口路由设备的内网IP地址属于同一网段；获取所述第一IP地址的第一端口号；根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换；转发转换后的数据报文。通过本申请可以做到接入点的即插即用，降低了用户部署本地网络的技术门槛。

Description

一种数据报文转发方法及装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种数据报文转发方法及装置。

背景技术

在WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)网络中，STA(Station，客户端设备)通过AP(Access Point，接入点)与AC(AccessController，接入控制器)之间的CAPWAP(Control And Provisioning ofWireless Access Point，无线接入点控制与配置)数据通道将数据报文发送给AC，再由AC统一将数据报文转发给其它网络设备。当AP与AC之间跨越公网时，通过AC集中转发的方式，会造成流量迂回，浪费网络带宽，同时，转发效率受限于AC的处理能力。

现有技术方案通过手动配置出口路由设备的IP(Internet Protocol，网际协议)地址网段，使其与STA位于同一个网段，因此，当出口路由设备为AP分配IP地址时，STA就可以通过AP及出口路由设备直接访问外网，而不需要通过AC转发，提高了数据报文的转发效率。但是该手动配置方案需要用户有一定的技术基础，对于普通用户来说技术门槛高，可操作性差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种数据报文转发方法及装置。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请提供一种数据报文转发方法，应用于接入点上，该方法包括：

接收数据报文；

获取出口路由设备分配的第一IP地址，所述第一IP地址与所述出口路由设备的内网IP地址属于同一网段；

获取所述第一IP地址的第一端口号；

根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换；

转发转换后的数据报文。

本申请还提供一种数据报文转发装置，应用于接入点上，该装置包括：

接收单元，用于接收数据报文；

获取单元，用于获取出口路由设备分配的第一IP地址，所述第一IP地址与所述出口路由设备的内网IP地址属于同一网段；获取所述第一IP地址的第一端口号；

转换单元，用于根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换；

转发单元，用于转发转换后的数据报文。

由上述描述可以看出，本申请在接入点上对接收到的数据报文进行一次网络地址端口转换，再将转换后的数据报文向出口路由设备或客户端设备转发，从而实现对外网的访问，该过程中无需手动配置出口路由设备，可以做到接入点的即插即用，降低了用户部署本地网络的技术门槛。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的WLAN组网示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种数据报文转发方法流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种接入点的硬件结构示意图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种数据报文转发装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1所示为一种WLAN组网示意图，该组网架构包括：客户端设备STA1和STA2、接入点AP1和AP2、出口路由设备GW、接入控制器AC以及外网设备PC。其中，接入点与接入控制器之间跨越互联网Internet。用户使用客户端设备通过接入点接入网络，再通过出口路由设备访问外网设备。传统的数据报文转发方式为集中转发方式，客户端设备的数据报文首先发送给接入控制器，再由接入控制器转发给外网设备，该种方式造成数据报文迂回以及网络带宽浪费，且数据报文传输效率低。

最好的解决方式是客户端设备的数据报文直接通过出口路由设备转发给外网设备，而无需通过接入控制器转发。但是，通常接入点的IP地址由出口路由设备分配，而客户端设备的IP地址为了保证全网唯一由接入控制器统一分配，无法保证客户端设备所属IP网段与出口路由设备的IP网段相同，因此，客户端设备的数据报文无法通过出口路由设备转发。

为了解决上述问题，现有技术方案手动配置出口路由设备的IP地址，使其与客户端设备位于同一个网段。当出口路由设备为接入点分配IP地址时，客户端设备就可以通过接入点及出口路由设备直接访问外网。该直接转发方式虽然提高了数据报文的转发效率，但是手动配置IP地址需要用户有一定的技术基础，对于普通用户来说技术门槛高，可操作性差。

针对上述问题，本申请实施例提出一种数据报文转发方法，该方法在接入点上对接收到的数据报文进行一次网络地址端口转换，再将转换后的数据报文向出口路由设备或客户端设备转发，从而实现对外网的访问，该过程中无需手动配置出口路由设备。

参见图2，为本申请数据报文转发方法的一个实施例流程图，该实施例对数据报文转发过程进行描述。

步骤201，接收数据报文。

步骤202，获取出口路由设备分配的第一IP地址，所述第一IP地址与所述出口路由设备的内网IP地址属于同一网段。

本申请实施例中无需对出口路由设备进行手动配置，直接采用出口路由设备默认的地址网段为接入点分配IP地址，以下将该IP地址称为第一IP地址，该第一IP地址与出口路由设备的内网IP地址属于同一网段。

步骤203，获取所述第一IP地址的第一端口号。

本申请实施例为不同客户端设备发起的连接分配不同的端口号，以下将该端口号称为第一端口号，以便在后续进行网络地址端口转换时，将不同客户端的IP地址映射为同一个IP地址，通过第一端口号区分不同客户端设备发起的连接。通常，网络设备可分配的端口号范围为0～65535，本申请实施例中接入点可在该范围内为不同客户端设备的连接分配唯一的第一端口号。

步骤204，根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换。

步骤205，转发转换后的数据报文。

接入点通过步骤202、步骤203获取到第一IP地址和第一端口号后，根据该第一IP地址和第一端口号对接收到的数据报文进行网络地址端口转换，分以下两种情况进行处理：

当接收到的数据报文为客户端设备向外网设备发送的数据报文时，将该数据报文的源IP地址更改为第一IP地址，将数据报文的源端口号更改为第一端口号。在完成上述更改后，将更改后的数据报文转发给出口路由设备。出口路由设备接收接入点进行网络地址端口转换后的数据报文后，对转换后的数据报文再进行一次网络地址转换或者网络地址端口转换后发送给外网设备。

当接收到的数据报文为外网设备向客户端设备发送的数据报文时，根据该数据报文的目的IP地址和目的端口号查询本地保存的地址端口转换表项，该地址转发表项是在前述客户端设备向外网设备发送数据报文时，接入点根据数据报文的源IP地址(客户端设备的IP地址)、源端口号与第一IP地址、第一端口号建立的地址端口转换表项。外网设备发送的数据报文在到达接入点时，该数据报文的目的IP地址和目的端口号已转换为第一IP地址和第一端口号，因此，接入点通过查询地址端口转换表项，可以从地址端口转换表项中获取到与该第一IP地址和第一端口号对应的客户端设备的IP地址和端口号，即确定该数据报文应该转发给哪个客户端设备。将数据报文的目的IP地址和目的端口号更改为该客户端设备的IP地址和端口号，向该客户端设备转发数据报文。

此外，在WLAN网络中还存在客户端设备在多个接入点之间漫游的问题，例如，如图1所示，STA1可以选择在AP1和AP2之间进行切换。本申请实施例中，当客户端设备从其它接入点切换到本接入点时，本接入点可以接收到接入控制器发送的漫游通告，以获知当前有从其它接入点切换过来的客户端设备，因此，可主动向该客户端设备发送免费ARP(Address ResolutionProtocol，地址解析协议)报文，该免费ARP报文中携带本接入点的IP地址以及MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址。其中，本接入点的IP地址由接入控制器统一分配，以下简称第二IP地址，该第二IP地址与客户端设备的IP地址属于同一网段。接入控制器在为客户端设备分配IP地址时，将为接入点分配的第二IP地址携带在报文中发送给客户端设备，客户端设备可根据该IP地址主动向接入点发送ARP报文或被动接收接入点发送的免费ARP报文以获取接入点的MAC地址。本申请实施例中，接入点主动向漫游的客户端设备发送免费ARP报文，以使客户端设备及时更新本地ARP表项中的MAC地址信息，通过新的接入点与外网设备通信。

现仍以图1所示组网环境为例，详细介绍数据报文转发过程。

假设，AC分别为STA1、STA2、AP1以及AP2分配IP地址，其中，STA1的IP地址为10.0.0.2，STA2的IP地址为10.0.0.3，AP1和AP2的内网IP地址(前文所述第二IP地址)为10.0.0.1。需要说明的是，AP1和AP2的内网IP地址可以不同，当前实施例只是以IP地址相同进行举例，并不用于限定本申请。GW的外网IP地址为61.1.28.39，内网IP地址为192.168.0.1，GW分别为AP1和AP2分配外网IP地址(前文所述第一IP地址)，其中，AP1的第一IP地址为192.168.0.2，AP2的第一IP地址为192.168.0.3。PC的IP地址为202.101.22.18。

以STA1访问PC为例，STA1向PC发送的数据报文的源IP地址为10.0.0.2，源端口号为1000，目的IP地址为202.101.22.18，目的端口为2020。假设STA1通过AP1接入网络，则STA1发送的数据报文首先到达AP1，AP1接收到该数据报文后，对该数据报文进行网络地址端口转换，即，将该数据报文的源IP地址(10.0.0.2)更改为第一IP地址(192.168.0.2)，源端口号(1000)更改为第一端口号(1920)，目的IP地址和目的端口号不变，将转换后的数据报文发送给GW。同时，在本地建立对应的地址端口转换表项，如表1所示。

表1

GW接收到该数据报文后对该数据报文进行二次地址转换，将数据报文的源IP地址(192.168.0.2)、源端口号(1920)更改为GW的外网IP地址(61.1.28.39)和端口号(6100)，目的IP地址和目的端口号不变，将转换后的数据报文通过互联网发送给PC(202.101.22.18)。同时，在本地建立对应的地址端口转换表项，如表2所示。

表2

当PC向STA1发送数据报文时，通过互联网到达GW的数据报文的源IP地址为202.101.22.18，源端口号为2020，目的IP地址为61.1.28.39，目的端口号为6100。GW查询表2，发现61.1.28.39:6100对应的转换地址为192.168.0.2:1920，因此，将数据报文的目的IP地址61.1.28.3更改为192.168.0.2，目的端口号6100更改为1920，将更改后的数据报文发送给AP1。

AP1接收数据报文后，查询表1，发现192.168.0.2:1920对应的转换地址为10.0.0.2:1000，因此，将数据报文的目的IP地址192.168.0.2更改为10.0.0.2，目的端口号1920更改为1000，向STA1发送数据报文，从而完成数据报文的转发。

此外，假设STA2从AP2切换到AP1，拟通过AP1访问外网，则AP1会接收到AC发送的STA2的漫游通知，此时，AP1主动向STA2发送免费ARP报文，在免费ARP报文中携带AP1的第二IP地址和MAC地址，以使STA2及时将本地保存的AP2的ARP表项更新为AP1的ARP表项，快速完成从AP2到AP1的漫游，避免发生漫游过程中的数据转发中断。

由上述描述可以看出，本申请在接入点上对接收到的数据报文进行一次网络地址端口转换，再将转换后的数据报文向出口路由设备或客户端设备转发，从而实现对外网的访问，该过程中无需手动配置出口路由设备，可以做到接入点的即插即用，降低了用户部署本地网络的技术门槛。

与前述数据报文转发方法的实施例相对应，本申请还提供了数据报文转发装置的实施例。

本申请数据报文转发装置的实施例可以应用在接入点上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器运行存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请数据报文转发装置所在设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、网络接口、以及存储器之外，实施例中装置所在的设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图4，为本申请一个实施例中的数据报文转发装置的结构示意图。该数据报文转发装置包括接收单元401、获取单元402、转换单元403以及转发单元404，其中：

接收单元401，用于接收数据报文；

获取单元402，用于获取出口路由设备分配的第一IP地址，所述第一IP地址与所述出口路由设备的内网IP地址属于同一网段；获取所述第一IP地址的第一端口号；

转换单元403，用于根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换；

转发单元404，用于转发转换后的数据报文。

进一步地，

所述转换单元403，具体用于当所述数据报文为客户端设备向外网设备发送的数据报文时，将所述数据报文的源IP地址和源端口号更改为所述第一IP地址和所述第一端口号；

所述转发单元404，具体用于将更改后的数据报文转发给所述出口路由设备，以使所述出口路由设备将所述更改后的数据报文发送给所述外网设备。

进一步地，所述数据报文转发装置还包括：

建立单元，用于在所述转换单元403将所述数据报文的源IP地址和源端口号更改为所述第一IP地址和所述第一端口号之后，建立所述数据报文的源IP地址、源端口号与所述第一IP地址和所述第一端口号的地址端口转换表项，所述源IP地址、源端口号为所述客户端设备的IP地址和端口号；

所述转换单元403，还用于当所述数据报文为所述外网设备向所述客户端设备发送的数据报文时，根据所述数据报文的目的IP地址和目的端口号查询所述地址端口转换表项，所述目的IP地址和目的端口号为所述第一IP地址和所述第一端口号；获取所述地址端口转换表项中与所述第一IP地址和所述第一端口号对应的客户端设备的IP地址和端口号；将所述数据报文的目的IP地址和目的端口号更改为所述客户端设备的IP地址和端口号；

所述转发单元404，还用于向所述客户端设备转发更改后的数据报文。

进一步地，所述数据报文转发装置还包括：

所述获取单元402，还用于获取接入控制器分配的第二IP地址，所述第二IP地址与所述客户端设备的IP地址属于同一网段；

发送单元，用于当所述客户端设备从其它接入点切换到本接入点时，向所述客户端设备发送免费地址解析协议ARP报文，所述免费ARP报文中携带所述第二IP地址，以使所述客户端设备根据所述第二IP地址更新本地ARP表项，进而通过本接入点与所述外网设备通信。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种数据报文转发方法，应用于接入点上，其特征在于，该方法包括：

接收数据报文；

获取出口路由设备分配的第一IP地址，所述第一IP地址与所述出口路由设备的内网IP地址属于同一网段；

获取所述第一IP地址的第一端口号；

根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换；

转发转换后的数据报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换，包括：

当所述数据报文为客户端设备向外网设备发送的数据报文时，将所述数据报文的源IP地址和源端口号更改为所述第一IP地址和所述第一端口号；

所述转发转换后的数据报文，包括：

将更改后的数据报文转发给所述出口路由设备，以使所述出口路由设备将所述更改后的数据报文发送给所述外网设备。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述数据报文的源IP地址和源端口号更改为所述第一IP地址和所述第一端口号之后，还包括：

建立所述数据报文的源IP地址、源端口号与所述第一IP地址和所述第一端口号的地址端口转换表项，所述源IP地址、源端口号为所述客户端设备的IP地址和端口号；

当所述数据报文为所述外网设备向所述客户端设备发送的数据报文时，根据所述数据报文的目的IP地址和目的端口号查询所述地址端口转换表项，所述目的IP地址和目的端口号为所述第一IP地址和所述第一端口号；获取所述地址端口转换表项中与所述第一IP地址和所述第一端口号对应的客户端设备的IP地址和端口号；将所述数据报文的目的IP地址和目的端口号更改为所述客户端设备的IP地址和端口号；

所述转发转换后的数据报文，包括：

向所述客户端设备转发更改后的数据报文。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取接入控制器分配的第二IP地址，所述第二IP地址与所述客户端设备的IP地址属于同一网段；

当所述客户端设备从其它接入点切换到本接入点时，向所述客户端设备发送免费地址解析协议ARP报文，所述免费ARP报文中携带所述第二IP地址，以使所述客户端设备根据所述第二IP地址更新本地ARP表项，进而通过本接入点与所述外网设备通信。

5.一种数据报文转发装置，应用于接入点上，其特征在于，该装置包括：

接收单元，用于接收数据报文；

获取单元，用于获取出口路由设备分配的第一IP地址，所述第一IP地址与所述出口路由设备的内网IP地址属于同一网段；获取所述第一IP地址的第一端口号；

转换单元，用于根据所述第一IP地址和所述第一端口号对所述数据报文进行网络地址端口转换；

转发单元，用于转发转换后的数据报文。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述转换单元，具体用于当所述数据报文为客户端设备向外网设备发送的数据报文时，将所述数据报文的源IP地址和源端口号更改为所述第一IP地址和所述第一端口号；

所述转发单元，具体用于将更改后的数据报文转发给所述出口路由设备，以使所述出口路由设备将所述更改后的数据报文发送给所述外网设备。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

建立单元，用于在所述转换单元将所述数据报文的源IP地址和源端口号更改为所述第一IP地址和所述第一端口号之后，建立所述数据报文的源IP地址、源端口号与所述第一IP地址和所述第一端口号的地址端口转换表项，所述源IP地址、源端口号为所述客户端设备的IP地址和端口号；

所述转换单元，还用于当所述数据报文为所述外网设备向所述客户端设备发送的数据报文时，根据所述数据报文的目的IP地址和目的端口号查询所述地址端口转换表项，所述目的IP地址和目的端口号为所述第一IP地址和所述第一端口号；获取所述地址端口转换表项中与所述第一IP地址和所述第一端口号对应的客户端设备的IP地址和端口号；将所述数据报文的目的IP地址和目的端口号更改为所述客户端设备的IP地址和端口号；

所述转发单元，还用于向所述客户端设备转发更改后的数据报文。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

所述获取单元，还用于获取接入控制器分配的第二IP地址，所述第二IP地址与所述客户端设备的IP地址属于同一网段；

发送单元，用于当所述客户端设备从其它接入点切换到本接入点时，向所述客户端设备发送免费地址解析协议ARP报文，所述免费ARP报文中携带所述第二IP地址，以使所述客户端设备根据所述第二IP地址更新本地ARP表项，进而通过本接入点与所述外网设备通信。