CN108111376B - 基于桥接模式的网关无源ip访问互联网的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，包括数据采集：监听网口，获取终端网口通信数据；数据解析：提取可上网IP、MAC、PPP的Session ID；构造数据包：利用数据解析步骤中的数据构造数据包；发送数据包：将构造的数据包从指定的接口发送至目标IP；数据接收：接收目标IP返回的数据。可以实现没有IP地址的网关也能够实现互联网的访问。
Description
技术领域
本发明涉及一种，具体涉及一种基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法。
背景技术
互联网（英语：internet），又称网际网路或音译因特网、英特网，是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。这种将计算机网络互相联接在一起的方法可称作“网络互联”，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称“互联网”，即是“互相连接一起的网络”。互联网并不等同万维网（World Wide Web），万维网只是一建基于超文本相互链接而成的全球性系统，且是互联网所能提供的服务之一。单独提起互联网，一般都是互联网或接入其中的某网络，有时将其简称为网或网络（the Net）可以通讯、社交、网上贸易。
互联网的访问是指两台计算机或多台计算机通过互联网连接到对方计算机或传输数据到对方的计算机。互联网上的各种聊天工具、网络游戏，在使用的过程中都叫互联网访问。
公司行政部向中国网通申请的宽带上网业务已经开通。网络管理员需要将一台公用计算机和网关连接，并在Windows中创建宽带连接，从而使这台计 算机能够访问Internet。
采用 PPP over Ethernet(PPPoE)协议进行虚拟拨号，拨号后由验证服务器验证用户的用户名和密码， 验证通过后就建立起一条高速的用户数字线路，并为用户分配相应的动态IP 地址。网络管理员在 Windows中创建宽带连接时，系统会自动安装 PPPoE 协议。用户名和密码是由中国网通提供的，密码允许用户自行修改。
综上可得，目前要实现互联网的访问必须要有一个IP地址才能实现互联网的访问，对于像网关这类本身不具备IP地址的设备则无法访问。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，可以实现没有IP地址的网关也能够实现互联网的访问。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，包括以下步骤：
数据采集：监听网口，获取终端网口通信数据；
数据解析：提取可上网IP、MAC、PPP的Session ID
构造数据包：利用数据解析步骤中的数据构造数据包；
发送数据包：将构造的数据包从指定的接口发送至目标IP；
数据接收：接收目标IP返回的数据。
进一步的，所述的数据采集步骤中的网口是指LAN口。
进一步的，所述的发送数据包步骤中指定的接口是指光纤口或LAN口。
进一步的，所述的可上网IP是拨号终端IP，所述MAC包括拨号终端MAC、连接方MAC即目标MAC。
进一步的，所述的拨号终端可以是路由器、电脑、智能终端。
进一步的，所述的数据包包括IP层、PPP层和以太网帧头，构造数据包步骤具体包括以下步骤：
构造数据包IP层：封装DIP、SIP以及缺省字段，其中DIP是目标IP，SIP是提取的可上网IP；
构造数据包PPP层：封装Session ID以及协议字段；
构造以太网帧头：封装DMAC、SMAC，其中DMAC是指目标MAC，SMAC是指用户设备MAC即拨号终端MAC。
进一步的，所述的数据包还包括传输层和应用层，所述传输层封装TCP协议字段、UDP协议字段；所述应用层封装应用业务功能字段。
进一步的，还包括业务功能处理步骤，根据应用层的功能字段进行相应的业务处理。
进一步的，所述的业务处理包括网关测速、测试网关的各项指标。
本发明的有益效果是：本发明中首先通过上网终端拨号成功上网，然后监听网口的通信数据，提取拨号终端MAC、连接方MAC（即本发明中的目标MAC）、PPP的Session ID、进而构造数据包，将数据包从网关直接发送至目标IP，然后拨号终端IP接收目标IP返回的数据，如此则形成了网关至目标IP以及目标IP至拨号终端IP的传输路径，其中目标IP至拨号终端IP的传输路径为有效的完整的联网访问路径，而该路径必经过网关节点、故而实现了网关节点访问互联网的目的，整个实现过程中网关自身并未分配IP，从而实现了网关在无源IP的情况下访问互联网。
附图说明
图1本发明网关无源IP访问互联的示意图；
图2是本发明数据包结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-2所示，
基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，包括以下步骤：
数据采集：监听网口，获取终端网口通信数据，获取拨号终端网口的可用IP；
数据解析：提取可上网IP、MAC、PPP的Session ID；
构造数据包：利用数据解析步骤中的数据构造数据包；
发送数据包：将构造的数据包从指定的接口发送至目标IP；
数据接收：接收目标IP返回的数据。
其中步骤构造数据包、发送数据包、数据接收其目的是建立网关访问互联网的传输路径。
进一步的，所述的数据采集步骤中的网口是指LAN口。
进一步的，所述的发送数据包步骤中指定的接口是指光纤口或LAN口。
具体的，数据解析步骤中的数据包括拨号终端可上网IP、拨号终端MAC地址对（包括终端MAC和连接方MAC，其中连接方MAC即目标MAC）、PPP的Session ID。
进一步的，所述的拨号终端可以是路由器、电脑、智能终端。
如图2所示
进一步的，所述的数据包包括IP层、PPP层和以太网帧头，构造数据包步骤具体包括以下步骤：
构造数据包IP层：封装DIP、SIP以及缺省字段，其中DIP是目标IP，SIP是提取的可上网IP；
构造数据包PPP层：封装Session ID以及协议字段；
构造以太网帧头：封装DMAC、SMAC，其中DMAC是指目标MAC，SMAC是指用户设备MAC即拨号终端MAC。
进一步的，所述的数据包还包括传输层和应用层，所述传输层封装TCP协议字段、UDP协议字段；所述应用层封装应用业务功能字段。
进一步的，还包括业务功能处理步骤，根据应用层的功能字段进行相应的业务处理。
进一步的，所述的业务处理包括网关测速、测试网关的各项指标。
如图1所示，本发明的工作原理如下：
拨号终端进行拨号上网，拨号成功后可以访问互联网，Agent监听网关光纤口通信数据，并提取MAC、PPP的Session ID，在拨号终端与互联网之间存在互联网访问的上行路径A→B，以及下行路径B’→A’，Agent通过上行路径A→B获取光纤口通信数据提取MAC、PPP的Session ID，并通过A→B中的C点发生数据包至目标IP即需要访问的互联网地址，目标IP返回的数据由下行路径B’→A’传输至网关，即网关从C’点截取目标IP返回的数据，从而建立了C→B→B’→C’的互联网访问路径，即基于桥接原理建立网关访问互联网的路径，实现了网关无源IP访问互联网。
【实施例1】
一种基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的网关测速方法，本实施例中的拨号终端为笔记本电脑。
首先，使用基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法构建软件，该软件具备：
数据采集模块，用于监听网口，获取终端网口通信数据，获取拨号终端网口的可用IP；
数据处理模块：提取可上网IP、MAC、PPP的Session ID；
存储模块：存储数据包，数据包包括IP层、PPP层和以太网帧头、传输层以及应用层，数据包的具体结构如下：
IP层，封装网速测试点IP和笔记本电脑所分配的IP以及必要的缺省字段字段；
PPP层，封装Session ID+协议字段；
以太网帧头，封装笔记本的可用MAC和网速测试点MAC；
传输层：封装TCP协议字段或UDP协议字段；
应用层，封装具有网速测速功能的字段；
数据发送模块：将数据包从指定的接口发送至需要测速的IP；
数据接收模块：接收需要测速的IP返回的数据。
将上述软件配置在网关中，并通过路径C→B→B’→C’获取互联网上传和下载的网速，从而实现互联网的测速，具体功能实现是通过修改数据包中应用层的功能字段，将该功能字段封装成获取互联网网速的功能字段，从而获取互联网的实时网速，其优点在于：传统的网速测试都是基于终端上使用APP测量，测量出来的结果实际上是该终端的网速，然而同一个网关下所连接的可能不止一个用户，从而造成网速测量的不准确，使用本发明中的互联网访问方法可以从网关的“源头”上测量网速，该测量结果无任何损耗，其测量结果更加准确。
【实施例2】
一种基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的网关测速方法，本实施例中的拨号终端为路由器。
首先，使用基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法构建软件，该软件具备：
数据采集模块，用于监听网口，获取终端网口通信数据，获取拨号终端网口的可用IP；
数据处理模块：提取可上网IP、PPP的Session ID、MAC；
存储模块：存储数据包，数据包包括IP层、PPP层和以太网帧头、传输层以及应用层，数据包的具体结构如下：
IP层，封装网速测试点IP和笔记本电脑所分配的IP以及必要的缺省字段字段；
PPP层，封装PPP的Session ID+协议字段；
以太网帧头，封装笔记本的可用MAC和网速测试点MAC；
传输层：封装TCP协议字段或者UDP协议字段；
应用层，封装ICMP协议（Internet Control Message Protocol，Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。）的PING功能的数据包字段；
数据发送模块：将数据包从指定的接口发送至需要响应的服务器的IP。
数据接收模块：接收对象服务器返回的应答。
将上述软件配置在网关中，并通过路径C→B→B’→C’获取互联网上传和下载的网速，从而实现互联网的PING功能，具体功能实现是通过修改数据包中应用层的功能字段，将该功能字段封装成ICMP回声请求，并获取目标的ICMP回声应答，从而获取PING时延。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于包括以下步骤：
数据采集：监听网口，获取终端网口通信数据；
数据解析：通过终端与互联网之间的上行路径获取光纤口通信数据，提取可上网IP、MAC、PPP的Session ID；
构造数据包：利用数据解析步骤中的数据构造数据包，所述的数据包包括IP层、PPP层和以太网帧头，构造数据包步骤具体包括以下步骤：
构造数据包IP层：封装DIP、SIP以及缺省字段，其中DIP是目标IP，SIP是提取的可上网IP；
构造数据包PPP层：封装PPP的Session ID以及协议字段；
构造以太网帧头：封装DMAC、SMAC，其中DMAC是指目标MAC，SMAC是指用户设备MAC即拨号终端MAC；
发送数据包：将构造好的数据包通过上行路径发送至目标IP；
数据接收：接收目标IP返回的数据，目标IP返回的数据由下行路径传输至网关，网关截取目标IP返回的数据，建立网关访问互联网的路径。
2.根据权利要求1所述的基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于：所述的数据采集步骤中的网口是指LAN口。
3.根据权利要求1所述的基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于：所述的发送数据包步骤中指定的接口是指光纤口或LAN口。
4.根据权利要求1所述的基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于：所述的可上网IP是拨号终端IP，所述MAC包括拨号终端MAC、连接方MAC即目标MAC。
5.根据权利要求4所述的基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于：所述的拨号终端可以是路由器、电脑、智能终端。
6.根据权利要求1所述的基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于：所述的数据包还包括传输层和应用层，所述传输层封装TCP协议字段、UDP协议字段。
7.根据权利要求6中任一项所述的基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于：还包括业务功能处理步骤，根据应用层的功能字段进行相应的业务处理。
8.根据权利要求7所述的基于桥接模式的网关无源IP访问互联网的方法，其特征在于：所述的业务处理包括网关测速、构造ping包。
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