CN110493191A - Windows平台数据转发方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Windows平台数据转发方法,涉及视联网通信技术领域。所述方法包括:通过IP协议栈接收安装在Windows系统中的程序发送的IP数据,并将IP数据发送给数据捕获框架;数据捕获框架将IP数据发送给视联网驱动程序;视联网驱动程序将IP数据封装为视联网数据并发送给数据捕获框架;数据捕获框架接收视联网数据,并将视联网数据发送给网卡驱动,网卡驱动将视联网数据发送给视联网服务器。本发明还公开了一种Windows平台数据转发装置、电子设备和可读存储介质。通过本发明公开的Windows平台数据转发方法,将IP数据转换为视联网数据进行传输,使得用户在使用Windows的设备上,插入视联网网线后就可以使用视联网,有效地提升了用户的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及视联网通信技术领域,特别是涉及一种Windows平台数据转发方法、装置、电子设备,以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
视联网是网络发展的重要里程碑,是互联网的更高级形态,是一个实时网络,能够实现目前互联网无法实现的全网高清视频实时传输,将众多互联网应用推向高清视频化,高清面对面。最终将实现世界无距离,实现全球范围内人与人的距离只是一个屏幕的距离。
随着视联网的发展,使用视联网的用户逐渐增多,目前,大部分的用户所使用的计算机安装的都是Windows系统,而视联网是互联网的更高级形态,用户在插入视联网网线后,往往无法直接使用视联网,对于用户来说较为麻烦。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种Windows平台数据转发方法、装置、电子设备,以及一种计算机可读存储介质。
为了解决上述问题,第一方面,本发明实施例公开了一种Windows平台数据转发方法,所述方法应用于安装有Windows系统的设备,所述设备中包括IP协议栈、数据捕获框架、视联网驱动程序和网卡驱动,所述设备与视联网服务器通信连接,所述方法包括:
通过所述IP协议栈接收安装在Windows系统中的程序发送的IP数据,并将所述IP数据发送给所述数据捕获框架;
针对所述IP数据,通过所述数据捕获框架将所述IP数据发送给所述视联网驱动程序;
针对来自于所述数据捕获框架的IP数据,通过所述视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据并发送给所述数据捕获框架;
通过所述数据捕获框架接收所述视联网数据,并将所述视联网数据发送给所述网卡驱动,以使所述网卡驱动将所述视联网数据发送给所述视联网服务器。
可选地,所述通过视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据的步骤,包括
通过所述视联网驱动程序根据视联网协议将所述IP数据封装为所述视联网数据。
可选地,所述通过视联网驱动程序依据视联网协议将所述IP数据封装为所述视联网数据步骤,包括:
通过所述视联网驱动程序将携带视联网协议的视联网首部添加至所述IP数据的首部,将所述IP数据封装为所述视联网数据。
可选地,所述数据捕获框架接收所述视联网数据后,将所述视联网数据发送给网卡驱动的步骤,包括:
通过所述视联网协议控制所述数据捕获框架将所述视联网数据发送给网卡驱动。
可选地,所述数据捕获框架为NDIS框架或Winpcap框架。
第二方面,本发明实施例还公开了一种Windows平台数据转发装置,所述装置应用于安装有Windows系统的设备,所述设备中包括IP协议栈、数据捕获框架、视联网驱动程序和网卡驱动,所述设备与视联网服务器通信连接,所述装置包括:
第一接收模块,用于通过所述IP协议栈接收安装在Windows系统中的程序发送的IP数据,并将所述IP数据发送给所述数据捕获框架;
第一发送模块,用于针对所述IP数据,通过所述数据捕获框架将所述IP数据发送给所述视联网驱动程序;
封装模块,用于针对来自于所述数据捕获框架的IP数据,通过所述视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据并发送给所述数据捕获框架;
第二发送模块,用于通过所述数据捕获框架接收所述视联网数据,并将所述视联网数据发送给所述网卡驱动,以使所述网卡驱动将所述视联网数据发送给所述视联网服务器。
可选地,所述封装模块包括:
封装子模块,用于通过所述视联网驱动程序根据视联网协议将所述IP数据封装为所述视联网数据。
可选地,所述封装模块还包括:
添加子模块,用于通过所述视联网驱动程序将携带视联网协议的视联网首部添加至所述IP数据的首部,将所述IP数据封装为所述视联网数据。
可选地,所述第二发送模块包括:
发送子模块,用于通过所述视联网协议控制所述数据捕获框架将所述视联网数据发送给网卡驱动。
可选地,所述数据捕获框架为NDIS框架或Winpcap框架。
第三方面,本发明实施例还公开了一种电子设备,包括:
一个或多个处理器;和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质,当由所述一个或多个处理器执行时,使得所述设备执行如本发明实施例所述的一个或多个的Windows平台数据转发方法。
第四方面,本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质,其存储的计算机程序使得处理器执行如本发明实施例所述的Windows平台数据转发方法。
本发明实施例包括以下优点:
本发明实施例中,在Windows平台中设置视联网驱动程序后,Windows平台中的应用软件会将IP数据发送给IP协议栈,IP协议栈再将IP数据发送给数据捕获框架,数据捕获框架会将IP数据发送给视联驱动程序。然后通过视联网驱动程序将IP数据封装为视联网数据,并将视联网数据发送回数据捕获框架,然后通过数据捕获框架再将视联网数据发送给网卡驱动,由网卡驱动发送到视联网服务器。视联网驱动程序能够将IP数据封装为视联网数据,结合数据捕获框架对IP数据的接收和对视联网数据的发送,使得安装有Windows系统的设备在插入视联网网线后,能够将经过转换得到的视联网数据直接通过视联网网线进行传输,使得用户在Windows平台下使用视联网更加方便。同时,将数据转换为视联网数据,依据视联网协议的特性,还达到了对数据安全传输的目的。
附图说明
图1是本发明的一种视联网的组网示意图;
图2是本发明的一种节点服务器的硬件结构示意图;
图3是本发明的一种接入交换机的硬件结构示意图;
图4是本发明的一种以太网协转网关的硬件结构示意图;
图5是本发明实施例的Windows平台数据转发方法的安装有Windows系统的设备的内部结构框图;
图6是本发明实施例的一种Windows平台数据转发方法的步骤流程图;
图7是本发明实施例的一种Windows平台数据转发方法的另一步骤流程图;
图8是本发明实施例的一种Windows平台数据转发装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
视联网是网络发展的重要里程碑,是一个实时网络,能够实现高清视频实时传输,将众多互联网应用推向高清视频化,高清面对面。
视联网采用实时高清视频交换技术,可以在一个网络平台上将所需的服务,如高清视频会议、视频监控、智能化监控分析、应急指挥、数字广播电视、延时电视、网络教学、现场直播、VOD点播、电视邮件、个性录制(PVR)、内网(自办)频道、智能化视频播控、信息发布等数十种视频、语音、图片、文字、通讯、数据等服务全部整合在一个系统平台,通过电视或电脑实现高清品质视频播放。
为使本领域技术人员更好地理解本发明实施例,以下对视联网进行介绍:
视联网所应用的部分技术如下所述:
网络技术(Network Technology)
视联网的网络技术创新改良了传统以太网(Ethernet),以面对网络上潜在的巨大第一视频流量。不同于单纯的网络分组包交换(Packet Switching)或网络电路交换(Circuit Switching),视联网技术采用Packet Switching满足Streaming需求。视联网技术具备分组交换的灵活、简单和低价,同时具备电路交换的品质和安全保证,实现了全网交换式虚拟电路,以及数据格式的无缝连接。
交换技术(Switching Technology)
视联网采用以太网的异步和包交换两个优点,在全兼容的前提下消除了以太网缺陷,具备全网端到端无缝连接,直通用户终端,直接承载IP数据包。用户数据在全网范围内不需任何格式转换。视联网是以太网的更高级形态,是一个实时交换平台,能够实现目前互联网无法实现的全网大规模高清视频实时传输,将众多网络视频应用推向高清化、统一化。
服务器技术(Server Technology)
视联网和统一视频平台上的服务器技术不同于传统意义上的服务器,它的流媒体传输是建立在面向连接的基础上,其数据处理能力与流量、通讯时间无关,单个网络层就能够包含信令及数据传输。对于语音和视频业务来说,视联网和统一视频平台流媒体处理的复杂度比数据处理简单许多,效率比传统服务器大大提高了百倍以上。
储存器技术(Storage Technology)
统一视频平台的超高速储存器技术为了适应超大容量和超大流量的媒体内容而采用了最先进的实时操作系统,将服务器指令中的节目信息映射到具体的硬盘空间,媒体内容不再经过服务器,瞬间直接送达到用户终端,用户等待一般时间小于0.2秒。最优化的扇区分布大大减少了硬盘磁头寻道的机械运动,资源消耗仅占同等级IP互联网的20%,但产生大于传统硬盘阵列3倍的并发流量,综合效率提升10倍以上。
网络安全技术(Network Security Technology)
视联网的结构性设计通过每次服务单独许可制、设备与用户数据完全隔离等方式从结构上彻底根除了困扰互联网的网络安全问题,一般不需要杀毒程序、防火墙,杜绝了黑客与病毒的攻击,为用户提供结构性的无忧安全网络。
服务创新技术(Service Innovation Technology)
统一视频平台将业务与传输融合在一起,不论是单个用户、私网用户还是一个网络的总合,都不过是一次自动连接。用户终端、机顶盒或PC直接连到统一视频平台,获得丰富多彩的各种形态的多媒体视频服务。统一视频平台采用“菜谱式”配表模式来替代传统的复杂应用编程,可以使用非常少的代码即可实现复杂的应用,实现“无限量”的新业务创新。
视联网的组网如下所述:
视联网是一种集中控制的网络结构,该网络可以是树型网、星型网、环状网等等类型,但在此基础上网络中需要有集中控制节点来控制整个网络。
如图1所示,视联网分为接入网和城域网两部分。
接入网部分的设备主要可以分为3类:节点服务器,接入交换机,终端(包括各种机顶盒、编码板、存储器等)。节点服务器与接入交换机相连,接入交换机可以与多个终端相连,并可以连接以太网。
其中,节点服务器是接入网中起集中控制功能的节点,可控制接入交换机和终端。节点服务器可直接与接入交换机相连,也可以直接与终端相连。
类似的,城域网部分的设备也可以分为3类:城域服务器,节点交换机,节点服务器。城域服务器与节点交换机相连,节点交换机可以与多个节点服务器相连。
其中,节点服务器即为接入网部分的节点服务器,即节点服务器既属于接入网部分,又属于城域网部分。
城域服务器是城域网中起集中控制功能的节点,可控制节点交换机和节点服务器。城域服务器可直接连接节点交换机,也可直接连接节点服务器。
由此可见,整个视联网络是一种分层集中控制的网络结构,而节点服务器和城域服务器下控制的网络可以是树型、星型、环状等各种结构。
形象地称,接入网部分可以组成统一视频平台(虚线圈中部分),多个统一视频平台可以组成视联网;每个统一视频平台可以通过城域以及广域视联网互联互通。
视联网设备分类
1.1本发明实施例的视联网中的设备主要可以分为3类:服务器,交换机(包括以太网协转网关),终端(包括各种机顶盒,编码板,存储器等)。视联网整体上可以分为城域网(或者国家网、全球网等)和接入网。
1.2其中接入网部分的设备主要可以分为3类:节点服务器,接入交换机(包括以太网协转网关),终端(包括各种机顶盒,编码板,存储器等)。
各接入网设备的具体硬件结构为:
节点服务器:
如图2所示,主要包括网络接口模块201、交换引擎模块202、CPU模块203、磁盘阵列模块204;
其中,网络接口模块201,CPU模块203、磁盘阵列模块204进来的包均进入交换引擎模块202;交换引擎模块202对进来的包进行查地址表205的操作,从而获得包的导向信息;并根据包的导向信息把该包存入对应的包缓存器206的队列;如果包缓存器206的队列接近满,则丢弃;交换引擎模块202轮询所有包缓存器队列,如果满足以下条件进行转发:1)该端口发送缓存未满;2)该队列包计数器大于零。磁盘阵列模块204主要实现对硬盘的控制,包括对硬盘的初始化、读写等操作;CPU模块203主要负责与接入交换机、终端(图中未示出)之间的协议处理,对地址表205(包括下行协议包地址表、上行协议包地址表、数据包地址表)的配置,以及,对磁盘阵列模块204的配置。
接入交换机:
如图3所示,主要包括网络接口模块(下行网络接口模块301、上行网络接口模块302)、交换引擎模块303和CPU模块304;
其中,下行网络接口模块301进来的包(上行数据)进入包检测模块305;包检测模块305检测包的目地地址(DA)、源地址(SA)、数据包类型及包长度是否符合要求,如果符合,则分配相应的流标识符(stream-id),并进入交换引擎模块303,否则丢弃;上行网络接口模块302进来的包(下行数据)进入交换引擎模块303;CPU模块304进来的数据包进入交换引擎模块303;交换引擎模块303对进来的包进行查地址表306的操作,从而获得包的导向信息;如果进入交换引擎模块303的包是下行网络接口往上行网络接口去的,则结合流标识符(stream-id)把该包存入对应的包缓存器307的队列;如果该包缓存器307的队列接近满,则丢弃;如果进入交换引擎模块303的包不是下行网络接口往上行网络接口去的,则根据包的导向信息,把该数据包存入对应的包缓存器307的队列;如果该包缓存器307的队列接近满,则丢弃。
交换引擎模块303轮询所有包缓存器队列,可以包括两种情形:
如果该队列是下行网络接口往上行网络接口去的,则满足以下条件进行转发:1)该端口发送缓存未满;2)该队列包计数器大于零;3)获得码率控制模块产生的令牌;
如果该队列不是下行网络接口往上行网络接口去的,则满足以下条件进行转发:1)该端口发送缓存未满;2)该队列包计数器大于零。
码率控制模块308是由CPU模块304来配置的,在可编程的间隔内对所有下行网络接口往上行网络接口去的包缓存器队列产生令牌,用以控制上行转发的码率。
CPU模块304主要负责与节点服务器之间的协议处理,对地址表306的配置,以及,对码率控制模块308的配置。
以太网协转网关:
如图4所示,主要包括网络接口模块(下行网络接口模块401、上行网络接口模块402)、交换引擎模块403、CPU模块404、包检测模块405、码率控制模块408、地址表406、包缓存器407和MAC添加模块409、MAC删除模块410。
其中,下行网络接口模块401进来的数据包进入包检测模块405;包检测模块405检测数据包的以太网MAC DA、以太网MAC SA、以太网length or frame type、视联网目地地址DA、视联网源地址SA、视联网数据包类型及包长度是否符合要求,如果符合则分配相应的流标识符(stream-id);然后,由MAC删除模块410减去MAC DA、MAC SA、length or frame type(2byte),并进入相应的接收缓存,否则丢弃;
下行网络接口模块401检测该端口的发送缓存,如果有包则根据包的视联网目地地址DA获知对应的终端的以太网MAC DA,添加终端的以太网MAC DA、以太网协转网关的MACSA、以太网length or frame type,并发送。
以太网协转网关中其他模块的功能与接入交换机类似。
终端:
主要包括网络接口模块、业务处理模块和CPU模块;例如,机顶盒主要包括网络接口模块、视音频编解码引擎模块、CPU模块;编码板主要包括网络接口模块、视音频编码引擎模块、CPU模块;存储器主要包括网络接口模块、CPU模块和磁盘阵列模块。
1.3城域网部分的设备主要可以分为2类:节点服务器,节点交换机,城域服务器。其中,节点交换机主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块;城域服务器主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块构成。
2、视联网数据包定义
2.1接入网数据包定义
接入网的数据包主要包括以下几部分:目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节、payload(PDU)、CRC。
如下表所示,接入网的数据包主要包括以下几部分:
DA | SA | Reserved | Payload | CRC |
其中:
目的地址(DA)由8个字节(byte)组成,第一个字节表示数据包的类型(例如各种协议包、组播数据包、单播数据包等),最多有256种可能,第二字节到第六字节为城域网地址,第七、第八字节为接入网地址;
源地址(SA)也是由8个字节(byte)组成,定义与目的地址(DA)相同;
保留字节由2个字节组成;
payload部分根据不同的数据报的类型有不同的长度,如果是各种协议包的话是64个字节,如果是单组播数据包话是32+1024=1056个字节,当然并不仅仅限于以上2种;
CRC有4个字节组成,其计算方法遵循标准的以太网CRC算法。
2.2城域网数据包定义
城域网的拓扑是图型,两个设备之间可能有2种、甚至2种以上的连接,即节点交换机和节点服务器、节点交换机和节点交换机、节点交换机和节点服务器之间都可能超过2种连接。但是,城域网设备的城域网地址却是唯一的,为了精确描述城域网设备之间的连接关系,在本发明实施例中引入参数:标签,来唯一描述一个城域网设备。
本说明书中标签的定义和MPLS(Multi-Protocol Label Switch,多协议标签交换)的标签的定义类似,假设设备A和设备B之间有两个连接,那么数据包从设备A到设备B就有2个标签,数据包从设备B到设备A也有2个标签。标签分入标签、出标签,假设数据包进入设备A的标签(入标签)是0x0000,这个数据包离开设备A时的标签(出标签)可能就变成了0x0001。城域网的入网流程是集中控制下的入网过程,也就意味着城域网的地址分配、标签分配都是由城域服务器主导的,节点交换机、节点服务器都是被动的执行而已,这一点与MPLS的标签分配是不同的,MPLS的标签分配是交换机、服务器互相协商的结果。
如下表所示,城域网的数据包主要包括以下几部分:
DA | SA | Reserved | 标签 | Payload | CRC |
即目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节(Reserved)、标签、payload(PDU)、CRC。其中,标签的格式可以参考如下定义:标签是32bit,其中高16bit保留,只用低16bit,它的位置是在数据包的保留字节和payload之间。
Windows操作系统是最常见的计算机操作系统,是微软公司开发的操作软件,Windows系统随着微软公司不断的更新升级,逐渐成为家家户户喜爱的操作系统。Windows系统中的IP数据要发送到视联网服务器中,需要借助物理介质将视联网服务器与安装Windows系统的设备连接起来。物理介质,是把设备连接起来的物理手段,也就是常说的网线、光纤等。现有技术中,使用视联网网线将安装Windows系统的设备与视联网服务器连接后,是无法直接使用的,较为不便。而在2017年就有近89%的计算机使用的是Windows系统,因此,如何在Windows平台下使用视联网更加方便,成为亟待解决的问题。
参考图5,示出了本发明实施例的Windows平台数据转发方法的安装有Windows系统的设备500的内部结构框图,所述设备500中包括IP协议栈501、数据捕获框架502、视联网驱动程序503和网卡驱动504,IP协议栈501与数据捕获框架502通信连接,数据捕获框架502分别与视联网驱动程序503和网卡驱动504通信连接。
参考图6,示出了本发明实施例的一种Windows平台数据转发方法的步骤流程图,所述方法应用于安装有Windows系统的设备,所述设备与视联网服务器通信连接,所述方法具体可以包括以下步骤:
步骤S601,通过所述IP协议栈接收安装在Windows系统中的程序发送的IP数据,并将所述IP数据发送给所述数据捕获框架。
IP协议栈,是一系列网络协议的总和,是构成网络通信的核心骨架,定义了电子设备如何接入因特网,以及数据如何在因特网内进行传输。
IP协议栈分为四层,分别为应用层、传输层、网络层和链路层,每一层都由特定的协议与其他层进行通信,而协议之间的通信最终都要转化为0和1的电信号。例如,当应用程序发起一个请求时,IP协议栈层级中的相关协议依次对该请求进行包装并携带对应的首部,最终在链路层生成以太网数据。IP协议栈将IP数据发送出去前,IP数据从应用层到达链路层,每一层都会对IP数据进行处理,最终得到以太网数据。因为互联网协议与视联网协议的不同,最终得到的以太网数据是无法通过视联网网线发送给视联网服务器的,因此,Windows系统的中的IP协议栈接收到IP数据后,需要将所述IP数据发送给Windows系统中的数据捕获框架。
步骤S602,针对所述IP数据,通过所述数据捕获框架将所述IP数据发送给所述视联网驱动程序。
为了使IP数据能够经过视联网网线传输到视联网服务器,发明人提出了对IP数据进行转发、处理,然后再通过视联网网线进行传输的方法。
针对IP协议栈不能直接将IP数据发送到视联网中的问题,发明人想到利用Windows系统中的某些框架对数据接收和发送的特性,最终得到通过数据捕获框架来将IP数据发送给能够对IP数据进行处理的视联网程序的方法。
因此,在通过数据捕获框架接收到IP协议栈发送的IP数据后,将所述IP数据发送给能够对IP数据进行处理的视联网驱动程序。
步骤S603,针对来自于所述数据捕获框架的IP数据,通过所述视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据并发送给所述数据捕获框架。
同样地,在视联网驱动程序将从数据捕获框架处得到的IP数据封装为视联网数据后,可以再此利用数据捕获框架的特性,来对视联网数据进行发送。
因此,视联网驱动程序在将IP数据封装为视联网数据后,将视联网数据发送回数据捕获框架,以通过所述数据捕获框架将视联网数据发送出去。
步骤S604,通过所述数据捕获框架接收所述视联网数据,并将所述视联网数据发送给所述网卡驱动,以使所述网卡驱动将所述视联网数据发送给所述视联网服务器。
数据捕获框架接收到视联网数据后,利用自身特性,将视联网数据发送给安装于Windows系统的网卡驱动,网卡驱动并不会对数据进行区分,在接收到数据后,就会将数据发送出去。因此,以通过数据捕获框架将视联网数据发送给网卡驱动,网卡驱动再将视联网数据通过与网卡连接的视联网网线发送给视联网服务器的方式,实现将视联网数据发送到视联网服务器中。
本发明实施例中,在Windows平台中设置视联网驱动程序后,Windows平台中的应用软件会将IP数据发送给IP协议栈,IP协议栈再将IP数据发送给数据捕获框架,数据捕获框架再将IP数据发送给视联驱动程序。然后通过视联网驱动程序将IP数据封装为视联网数据,并将视联网数据发送回数据捕获框架,然后通过数据捕获框架再将视联网数据发送给网卡驱动,由网卡驱动发送到视联网服务器。视联网驱动程序能够将IP数据封装为视联网数据,结合数据捕获框架对IP数据的接收和对视联网数据的发送,使得安装有Windows系统的设备在插入视联网网线后,能够将经过转换得到的视联网数据直接通过视联网网线进行传输,使得用户在Windows平台下使用视联网更加方便。同时,将数据转换为视联网数据,依据视联网协议的特性,还达到了对数据安全传输的目的。
为了便于对本发明实施例进行理解,对本实施例中的数据捕获框架进行介绍,以及视联网驱动程序如何将IP数据封装为视联网数据进行介绍。
数据捕获框架,具体可以为NDIS框架或Winpcap框架。
NDIS(网络驱动接口规范、Network Driver Interface Specification)框架,是为原本复杂的网络驱动程序编写框架提供一个并不严格的封装,在这个规范下,编写网络驱动程序中原来应该使用系统有关函数都变换为通过NDIS.sys这个接口,而内部实现的细节由NDIS.sys实现。
NDIS驱动程序有三种类型,分别是网络接口卡驱动程序、中间层驱动程序、高层协议驱动程序。
在网络接口卡驱动程序下,网络接口卡驱动程序管理网络接口卡,NIC(网络接口卡、Network Interface Card)驱动程序在它的下端直接控制网络接口卡硬件,在它的上端提供一个较高层的驱动能够使用的接口,这个接口一般完成以下的一些任务:初始化网卡,停止网卡,发送和接收数据包,设置网卡的操作参数等等。
中间层驱动程序,在协议驱动程序和微端口驱动程序之间。在高层的传输层驱动程序看来,中间层驱动程序象一个微端口驱动程序,而在底层的微端口驱动程序看来,它象一个协议驱动程序。使用中间层驱动程序的最主要的原因可能是在一个已经存在的传输层驱动程序和一个使用新的,传输层驱动程序并不认识的媒体格式的微端口驱动程序中相互转换格式,即充当翻译的角色。
高层的协议驱动程序,例如各种TCP/IP协议,一个协议驱动程序完成TDI接口或者其他的应用程序可以识别的接口来为它的用户提供服务。这些驱动程序分配数据包,将用户发来的数据拷贝到数据包中,然后通过NDIS将数据包发送到低层的驱动程序,这个低层的驱动程序可能是中间层驱动程序,也可能是微端口驱动程序。当然,NDIS在自己的下端也提供一个协议层接口,用来与低层驱动程序交互,其中最主要的功能就是接收由低层传来的数据包,这些通讯基本上都是由NDIS完成的。
因此,可以通过NDIS框架来实现对IP数据的接收和对视联网数据的发送。
Winpcap(windows packet capture)框架,是libpcap框架的Windows版本。libpcap是unix/linux平台下的网络数据包捕获函数包,其主要作用是捕获各种数据包、过滤网络数据包、分析网络数据包和存储网络数据包。
Winpcap的驱动功能包括:捕获原始数据包,包括在共享网络上各主机发送/接收的以及相互之间交换的数据包;在数据包发往应用程序之前,按照自定义的规则将某些特殊的数据包过滤掉;在网络上发送原始的数据包;收集网络通信过程中的统计信息。
Winpcap框架能够不依靠设备中诸如TCP/IP协议去收发数据,因此同样可以采用Winpcap框架来实现对IP数据的接收和视联网数据的发送。
优选地,在本实施例中可以选用NDIS框架来实现对IP数据的发送和对视联网数据的接收。NDIS框架相较于Winpcap框架,功能上更加适合对IP数据的接收和对视联网数据的发送,使用过程中能够更加稳定,数据发送速度更快,用户的体验更好。
对于设备通过视联网驱动程序将IP数据封装为视联网数据,具体步骤可以为:
视联网驱动程序依据视联网协议将所述IP数据封装为视联网数据。
进一步地,视联网驱动程序将携带视联网协议的视联网首部添加至所述IP数据的首部,将所述IP数据封装为所述视联网数据。
视联网驱动程序接收到的IP数据,是经过IP协议栈层层处理的。首先,应用层协议对安装在Windows系统中的程序发送的请求包做了格式定义;紧接着传输层协议加上了发送方和接收方双方的端口号,确认了双方通信的应用程序;然后网络协议加上了双方的IP地址,确认了双方的网络位置;最后链路层协议加上了双方的MAC地址,确认了双方的物理位置,同时将数据进行分组,形成数据帧。因此,在视联网驱动程序接收到所述IP数据后,在原有IP数据包的基础上,将视联网的首部添加到IP数据包的首部,将IP数据包封装为视联网数据包,封装为视联网数据后就可以通过视联网网线进行传输了。
进一步地,在本实施例中,数据捕获框架接收所述视联网数据后,将所述视联网数据发送给网卡驱动的步骤,包括。
具体地,可以通过添加的视联网首部中携带的视联网协议来控制数据捕获框架将视联网数据发送出去,最终通过网卡驱动将视联网数据通过视联网网线发送给视联网服务器。
另外,针对不同版本的Windows系统,需要使用的不同版本的视联网驱动程序,可以使用编译工具对视联网驱动程序编译,即可在不同版本的Windows系统下使用,从而满足用户在不同版本的Windows系统的设备上使用视联网的需求。
参考图7,示出了本发明实施例的一种Windows平台数据转发方法的另一步骤流程图,该方法可以包括以下几个步骤:
步骤S701,应用程序向IP协议栈发送IP数据;
步骤S702,IP协议栈接收所述IP数据并发送给数据捕获框架;IP协议栈接收应用程序发送的原始IP数据,经过自身的协议层处理后发送给数据捕获框架;
步骤S703,数据捕获框架将所述IP数据发送给视联网驱动程序。其中,数据捕获框架只提供数据的接收和发送机制,并不会对数据进行处理;
步骤S704,视联网驱动程序在接收到的IP数据的基础上,将视联网首部添加进IP数据中,将所述IP数据封装为视联网数据;
步骤S705,视联驱动程序将所述视联网数据返回给数据捕获框架;
步骤S706,针对接收到的视联网数据,数据捕获框架依据视联网数据中携带的视联网协议将所述视联网数据发送给网卡驱动;
步骤S707,网卡驱动将所述视联网数据发送给视联服务器。
通过以上过程完成将IP数据转换为视联网数据并发送给视联网服务器的过程,通过此方法,使得用户在插入视联网网线后就能够直接使用视联网。
需要说明的是,在上述内容中,说明了IP数据从Windows平台中经过转换后传输到视联网服务器的过程。相应地,视联网数据从视联网服务器发送到Windows系统的设备中的过程为:视联网服务器发送视联网数据的通过视联网网线到达网卡驱动,网卡驱动发送给数据捕获框架;数据捕获框架发送给视联网驱动程序,通过视联网驱动程序对视联网数据解封装,即,去掉视联网数据中的视联网首部,得到IP数据,并将IP数据返回给数据捕获框架;最后发送给IP协议栈,再到Windows系统的设备的应用程序中。
本发明实施例中,在Windows平台中设置视联网驱动程序后,Windows平台中的应用软件会将IP数据发送给IP协议栈,IP协议栈再将IP数据发送给数据捕获框架,数据捕获框架再将IP数据发送给视联驱动程序。然后通过视联网驱动程序将IP数据封装为视联网数据,并将视联网数据发送回数据捕获框架,然后通过数据捕获框架再将视联网数据发送给网卡驱动,由网卡驱动发送到视联网服务器。视联网驱动程序能够将IP数据封装为视联网数据,结合数据捕获框架对IP数据的接收和对视联网数据的发送,使得安装有Windows系统的设备在插入视联网网线后,能够将经过转换得到的视联网数据直接通过视联网网线进行传输,使得用户在Windows平台下使用视联网更加方便。同时,将数据转换为视联网数据,依据视联网协议的特性,还达到了对数据安全传输的目的。
需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参考图8,示出了本发明实施例的一种Windows平台数据转发装置的结构框图,所述装置应用于安装有Windows系统的设备,所述设备中包括IP协议栈、数据捕获框架、视联网驱动程序和网卡驱动,所述设备与视联网服务器通信连接,所述装置包括:
第一接收模块801,用于通过所述IP协议栈接收安装在Windows系统中的程序发送的IP数据,并将所述IP数据发送给所述数据捕获框架;
第一发送模块802,用于针对所述IP数据,通过所述数据捕获框架将所述IP数据发送给所述视联网驱动程序;
封装模块803,用于针对来自于所述数据捕获框架的IP数据,通过所述视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据并发送给所述数据捕获框架;
第二发送模块804,用于通过所述数据捕获框架接收所述视联网数据,并将所述视联网数据发送给所述网卡驱动,以使所述网卡驱动将所述视联网数据发送给所述视联网服务器。
可选地,所述封装模块803包括:
封装子模块8031,用于通过所述视联网驱动程序根据视联网协议将所述IP数据封装为所述视联网数据。
可选地,所述封装模块803还包括:
添加子模块8032,用于通过所述视联网驱动程序将携带视联网协议的视联网首部添加至所述IP数据的首部,将所述IP数据封装为所述视联网数据。
可选地,所述第二发送模块804包括:
发送子模块8041,用于通过所述视联网协议控制所述数据捕获框架将所述视联网数据发送给网卡驱动。
可选地,所述数据捕获框架为NDIS框架或Winpcap框架。
本发明实施例中,在Windows平台中设置视联网驱动程序后,Windows平台中的应用软件会将IP数据发送给IP协议栈,IP协议栈再将IP数据发送给数据捕获框架,数据捕获框架再将IP数据发送给视联驱动程序。然后通过视联网驱动程序将IP数据封装为视联网数据,并将视联网数据发送回数据捕获框架,然后通过数据捕获框架再将视联网数据发送给网卡驱动,由网卡驱动发送到视联网服务器。视联网驱动程序能够将IP数据封装为视联网数据,结合数据捕获框架对IP数据的接收和对视联网数据的发送,使得安装有Windows系统的设备在插入视联网网线后,能够将经过转换得到的视联网数据直接通过视联网网线进行传输,使得用户在Windows平台下使用视联网更加方便。同时,将数据转换为视联网数据,依据视联网协议的特性,还达到了对数据安全传输的目的。
对于Windows平台数据转发装置实施例而言,由于其与Windows平台数据转发方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见Windows平台数据转发方法实施例的部分说明即可。
本发明实施例还提供了一种电子设备,包括:
一个或多个处理器;和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质,当由所述一个或多个处理器执行时,使得所述设备执行如本发明实施例所述的一个或多个的Windows平台数据转发方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其存储的计算机程序使得处理器执行如本发明实施例所述的Windows平台数据转发方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种Windows平台数据转发方法、装置、电子设备和一种计算机可读存储介质进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种Windows平台数据转发方法,其特征在于,所述方法应用于安装有Windows系统的设备,所述设备中包括IP协议栈、数据捕获框架、视联网驱动程序和网卡驱动,所述设备与视联网服务器通信连接,所述方法包括:
通过所述IP协议栈接收安装在Windows系统中的程序发送的IP数据,并将所述IP数据发送给所述数据捕获框架;
针对所述IP数据,通过所述数据捕获框架将所述IP数据发送给所述视联网驱动程序;
针对来自于所述数据捕获框架的IP数据,通过所述视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据并发送给所述数据捕获框架;
通过所述数据捕获框架接收所述视联网数据,并将所述视联网数据发送给所述网卡驱动,以使所述网卡驱动将所述视联网数据发送给所述视联网服务器。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据的步骤,包括
通过所述视联网驱动程序根据视联网协议将所述IP数据封装为所述视联网数据。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通过视联网驱动程序依据视联网协议将所述IP数据封装为所述视联网数据步骤,包括:
通过所述视联网驱动程序将携带视联网协议的视联网首部添加至所述IP数据的首部,将所述IP数据封装为所述视联网数据。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述数据捕获框架接收所述视联网数据后,将所述视联网数据发送给网卡驱动的步骤,包括:
通过所述视联网协议控制所述数据捕获框架将所述视联网数据发送给网卡驱动。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述数据捕获框架为NDIS框架或Winpcap框架。
6.一种Windows平台数据转发装置,其特征在于,所述装置应用于安装有Windows系统的设备,所述设备中包括IP协议栈、数据捕获框架、视联网驱动程序和网卡驱动,所述设备与视联网服务器通信连接,所述装置包括:
第一接收模块,用于通过所述IP协议栈接收安装在Windows系统中的程序发送的IP数据,并将所述IP数据发送给所述数据捕获框架;
第一发送模块,用于针对所述IP数据,通过所述数据捕获框架将所述IP数据发送给所述视联网驱动程序;
封装模块,用于针对来自于所述数据捕获框架的IP数据,通过所述视联网驱动程序将所述IP数据封装为视联网数据并发送给所述数据捕获框架;
第二发送模块,用于通过所述数据捕获框架接收所述视联网数据,并将所述视联网数据发送给所述网卡驱动,以使所述网卡驱动将所述视联网数据发送给所述视联网服务器。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述封装模块包括:
封装子模块,用于通过所述视联网驱动程序根据视联网协议将所述IP数据封装为所述视联网数据。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述封装模块还包括:
添加子模块,用于通过所述视联网驱动程序将携带视联网协议的视联网首部添加至所述IP数据的首部,将所述IP数据封装为所述视联网数据。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第二发送模块包括:
发送子模块,用于通过所述视联网协议控制所述数据捕获框架将所述视联网数据发送给网卡驱动。
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述数据捕获框架为NDIS框架或Winpcap框架。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质,当由所述一个或多个处理器执行时,使得所述设备执行如权利要求1至5任意一项所述的Windows平台数据转发方法。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其存储的计算机程序使得处理器执行如权利要求1至5任意一项所述的Windows平台数据转发方法。
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