CN114745351A - 报文传输方法、系统、网络设备和存储介质 - Google Patents

报文传输方法、系统、网络设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及通信领域，提出了一种报文传输方法、系统、网络设备和电子介质。报文传输方法包括：接收第一用户设备发送的二层报文；获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式；根据所述报文封装方式、所述转发端口号和所述新增报文头对所述二层报文进行封装，获取三层报文；将所述三层报文发送给第二转发设备。应用在二层设备的通信过程中，达到既能够实现二层设备间的无线通信，又不需要改造或替换现有的二层设备的目的。

Description

报文传输方法、系统、网络设备和存储介质
技术领域
本申请实施方式涉及通信领域，特别涉及一种报文传输方法、系统、网络设备和存储介质。
背景技术
数据类产品通常是转发三层报文以满足用户的通信需求，但是有一些特殊的场景，如电力行业、大飞机等部分工业场景下，使用二层设备进行有线通信，其通信过程为：发送方在报文中封装数据和MAC地址形成二层报文，然后将二层报文通过光纤传输到接收方，供接收方使用。
然而，5G时代下，工业设备的应用场景越来越多，设备间的通信也越来越频繁。通过光纤进行的有线通信不能满足所有的工业场景下二层设备间的通信需求，且现有的二层设备只能发送和接收二层报文，不能支持无线通信采用的三层报文。若对现有的工业设备进行改造或替换以实现对三层报文的支持，进而实现无线通信，会由于涉及的工业设备较多，使得实现复杂且难度大，替换下来的工业设备也会导致资源浪费。
发明内容
本申请实施方式的主要目的在于提出一种报文传输方法、系统、网络设备和存储介质，旨在实现既能够实现二层设备间的无线通信，又不需要改造或替换现有的二层设备。
为实现上述目的，本申请实施方式提供了一种报文传输方法，所述方法包括以下步骤：接收第一用户设备发送的二层报文；获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式；根据所述报文封装方式、所述转发端口号和所述新增报文头对所述二层报文进行封装，获取三层报文；将所述三层报文发送给第二转发设备。
为实现上述目的，本申请实施方式还提出了一种报文传输方法，包括：接收第一转发设备发送的报文；检测所述报文是否为三层报文，其中，所述三层报文为携带新增报文头和转发端口号的报文；若是，检测所述新增报文头和所述转发端口号是否为与所述第一转发设备之间预先约定的报文头和端口号；若是，提取所述报文中的数据部分，将所述数据部分发送给第二用户设备，其中，所述数据部分为所述第一用户设备发送的二层报文。
为实现上述目的，本申请实施发方式还提出了一种报文传输系统，包括：第一用户设备，用于向第一转发设备发送二层报文；第一转发设备，用于接收所述第一用户设备发送的所述二层报文，确定转发端口号、报文封装方式和新增报文头，根据所述报文封装方式、所述转发端口号和所述新增报文头对所述二层报文进行封装，获取三层报文，将所述三层报文发送给第二转发设备；第二转发设备，接收所述第一转发设备发送的报文，检测所述报文是否为三层报文，若是，检测所述报文是否满足正确发送条件，其中，所述正确发送条件为所述报文携带与所述第一转发设备之间预先约定的新增报文头和转发端口号，若是，提取所述报文中封装的二层报文，将所述二层发送给第二用户设备，其中，所述二层报文为所述第一用户设备发送的报文；第二用户设备，接收所述第二转发设备发送的报文。
为实现上述目的，本申请实施方式还提出了一种网络设备，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行以上所述的报文传输方法。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述的报文传输方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言，第一转发设备在接收到第一用户设备发送的二层报文之后，获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式，然后根据报文封装方式、转发端口号和新增报文头对二层报文进行封装，获取能够进行无线通信的三层报文，然后采用无线通信的方式将三层报文发送给第二转发设备，使得第二转发设备在接收到三层报文时，能够直接提取三层报文中封装的第一用户设备发送的二层报文，直接将二层报文发送给第二用户设备，完成第一用户设备和第二用户设备之间的无线通信。由于使用第一转发设备对二层报文进行封装得到三层报文，使得报文可以进行无线通信，且第二转发设备直接提取三层报文中封装的第一用户设备发送的二层报文，使得三层报文能够恢复成第二用户设备可接收的二层报文，达到了既能够使得现有的用户设备之间可以进行无线通信，又不需要对用户设备进行改造或者替换的目的。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示方式性说明，这些示方式性说明并不构成对实施方式的限定。
图1是本申请第一实施方式提供的报文传输方法的流程图一；
图2是图1所示的本发明的第一实施方式提供的报文传输方法中步骤102的流程图；
图3是本申请第一实施方式提供的报文传输方法的流程图二；
图4是本申请第二实施方式提供的报文传输方法的流程图；
图5是本申请第三实施方式提供的报文传输方法的流程图；
图6是图5所示的本发明的第三实施方式提供的报文传输方法中涉及的应用场景；
图7是本申请第四实施方式提供的报文传输系统的结构示意图；
图8是本申请第五实施方式提供的网络设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本申请的第一实施方式涉及一种报文传输方法，应用于第一转发设备，如图1所示，具体包括：
步骤101，接收第一用户设备发送的二层报文。
具体地说，接收用户侧的第一用户设备的二层报文，其中，第一用户设备为二层设备，二层报文通过MAC地址进行通信。
步骤102，获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式。
具体地说，如图2所示，步骤102包括以下步骤：
步骤201，确定第二转发设备。
步骤202，获取与第二转发设备之间预先约定的转发端口号和新增报文头。
本实施方式不对新增报文头的内容进行限定，在实际实现的过程中，第一转发设备和第二转发设备约定的新增报文头可以是任意一种字段。
步骤203，获取用户对二层报文的传输需求。
具体地说，用户对二层报文的传输需求可以包括可靠性需求、实时性需求等，获取二层报文的传输需求可以是用户手动设置，也可以是预先存储的约定好的传输需求，不对获取的具体方式进行限定，可以是能够准确获取通信双方当前实际需求的方式。
步骤204，根据传输需求确定报文封装方式。
具体地说，报文封装方式包括传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)封装和用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)封装。当传输需求为保证报文传输可靠性且保证不丢包，则报文封装方式为TCP封装；当传输需求为保证报文传输实时性且对可靠性要求略低，则报文封装方式为UDP封装。
需要说明的是，在本实施方式中，转发端口号、新增报文头以及第二转发设备的IP地址，可以是预先存储的，也可以是从外设终端获取的。如果转发端口号、新增报文头以及第二转发设备的IP地址为预先存储的，该转发端口号、新增报文头以及第二转发设备的IP地址可以由用户通过手动录入的方式进行存储；如果转发端口号、新增报文头以及第二转发设备的IP地址是从外设终端获取的，如图3所示，在步骤101之前，还包括：
步骤301，接收用户指令。
具体地说，为用户提供一个开放页面，用户通过操作自行设置相关数据，页面生成相应的用户指令并将用户指令传达出去。
步骤302，根据用户指令预先约定转发端口号、新增报文并设置第二转发设备的IP地址。
具体地说，用户指令可以只对当前的通信双方进行约定，也可以对所有的转发设备都进行约定。实际应用时，根据用户指令执行预先约定转发端口号、预先约定新增报文和设置第二转发设备的IP地址中的任意一项、任意两项或三项。
步骤103，根据报文封装方式、转发端口号和新增报文头对二层报文进行封装，获取三层报文。
具体地说，根据报文封装方式确定是生成携带转发端口号的UDP头还是TCP头作为协议报文头，同时还需要获取IP头，然后根据得到的协议报文头、IP头和新增报文头对二层报文进行封装，得到用于无线通信的三层报文。
需要说明的是，IP头中的源IP地址是进行数据拨号后分配的IP地址，IP头中的目的IP地址是接收三层报文的第二转发设备的IP地址；不论是UDP头还是TCP头都会携带步骤102确定的转发端口号和若干作为解包标记的字段。
步骤104，将三层报文发送给第二转发设备。
具体的说，第二转发设备可以包含一台设备也可以包括多台设备。
需要说明的是，本发明中涉及到的第一转发设备和第二转发设备中的“第一”“第二”表达的是两个设备不是同一台设备。第一转发设备和第二转发设备的功能可以配置到同一台设备上，然后根据接收到的报文的来源在不同的通信过程中发挥不同的作用，如：在一个通信过程中，某转发设备接收到来自用户设备的报文，呈现上述第一转发设备的功能，于是在这个通信过程中被定义为第一转发设备；在另外一个通信过程中该转发设备接收来自其他转发设备的报文，呈现第二转发设备的功能，于是在这个通信过程中被定义为第二转发设备。
本实施方式相对于现有技术而言，第一转发设备在接收到第一用户设备发送的二层报文之后，获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式，然后根据报文封装方式、转发端口号和新增报文头对二层报文进行封装，获取能够进行无线通信的三层报文，然后采用无线通信的方式将三层报文发送给第二转发设备，使得第二转发设备在接收到三层报文时，能够直接提取三层报文中封装的第一用户设备发送的二层报文，直接将二层报文发送给第二用户设备，完成第一用户设备和第二用户设备之间的无线通信。由于使用第一转发设备对二层报文进行封装得到三层报文，使得报文可以进行无线通信，且第二转发设备直接提取三层报文中封装的第一用户设备发送的二层报文，使得三层报文能够恢复成第二用户设备可接收的二层报文，达到了既能够使得现有的用户设备之间可以进行无线通信，又不需要对用户设备进行改造或者替换的目的。
本申请的第二实施方式涉及一种报文传输方法，应用于第二转发设备，如图4所示，具体包括：
步骤401，接收第一转发设备发送的报文。
具体地说，接收网络侧第一转发设备发来的报文。
步骤402，检测报文是否为三层报文，若是，执行步骤403，若否，执行步骤404。
具体地说，检测报文是否携带了新增报文头和转发端口号，若是，为三层报文，若否，为二层报文。
步骤403，若将检测到新增报文头和转发端口号为与第一转发设备之间预先约定的报文头和端口号，提取报文中封装的二层报文，将二层报文发送给第二用户设备。
具体地说，在第一转发设备封装的过程中，将第一转发设备接收到的二层设备作为三层报文的数据部分，当第二转发设备接收到三层报文时，首先通过检测新增报文头和转发端口号是否为与第一转发设备之间预先约定的报文头和端口号来检测是否正确接收到三层报文，若发送正确，才将数据部分给提取出来。
步骤404，将报文发送给第二用户设备。
具体地说，第二用户设备为二层设备，支持接收二层报文，位于虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)侧。
本实施方式相对于现有技术而言，既能够接收三层报文又能够接收二层报文，正确接收到三层报文后可以提取其中封装的二层报文，然后将获取的所有二层报文发送给第二用户设备，完成第一用户设备和第二用户设备之间的无线通信。由于既能够处理二层报文又能够处理三层报文，提高了第二转发设备能够处理的报文的多样性，使得本发明实施方式提供的技术方案适用性更强。
为了使本领域技术人员能够更清楚地理解以上本发明第一实施方式和第二实施方式公开的报文传输方法整体流程，本发明第三实施方式以转发设备均为路由器(路由器1和路由器2)，二层报文发送方为设备A、接收方为设备B，封装方式为UDP封装，报文传输方法应用在如图6所示的设备A通过网线连接到路由器1，路由器1进行5G/LTE拨号，对端也存在同样进行了5G/LTE拨号的路由器2，路由器2下接入设备B的场景下为例进行说明。
如图5所示，本发明的第三实施方式提供的报文传输方法，包括：
步骤601，设备A向路由器1发送二层报文。
步骤602，路由器1确定报文封装方式为UDP封装，确定携带转发端口号1000的UDP头、相应的IP头和新增报文头并对二层报文进行封装，获取三层报文。
步骤603，路由器1向路由器2发送三层报文。
步骤604，路由器2检测到接收到三层报文携带的新增报文头和转发端口号1000为路由器1和路由器2约定好的转发端口号和新增报文头，提取出三层报文中封装的二层报文。
步骤605，路由器2将二层报文发送给设备B。
本发明实施方式相对于现有技术而言，第一转发设备在接收到第一用户设备发送的二层报文之后，获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式，然后根据报文封装方式、转发端口号和新增报文头对二层报文进行封装，获取能够进行无线通信的三层报文，然后采用无线通信的方式将三层报文发送给第二转发设备，使得第二转发设备在接收到三层报文时，能够直接提取三层报文中封装的第一用户设备发送的二层报文，直接将二层报文发送给第二用户设备，完成第一用户设备和第二用户设备之间的无线通信。由于使用第一转发设备对二层报文进行封装得到三层报文，使得报文可以进行无线通信，且第二转发设备直接提取三层报文中封装的第一用户设备发送的二层报文，使得三层报文能够恢复成第二用户设备可接收的二层报文，达到了既能够使得现有的用户设备之间可以进行无线通信，又不需要对用户设备进行改造或者替换的目的。
此外，应当理解的是，上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第四实施方式涉及一种报文传输系统，如图7所示，包括：
第一用户设备701，用于向第一转发设备发送二层报文。
第一转发设备702，用于接收第一用户设备发送的二层报文，确定转发端口号、报文封装方式和新增报文头，根据报文封装方式、转发端口号和新增报文头对二层报文进行封装，获取三层报文，将三层报文发送给第二转发设备。
第二转发设备703，接收第一转发设备发送的报文，检测报文是否为三层报文，若是，检测报文是否满足正确发送条件，其中，正确发送条件为报文携带与第一转发设备之间预先约定的新增报文头和转发端口号，若是，提取报文中封装的二层报文，将二层发送给第二用户设备，其中，二层报文为第一用户设备发送的报文；
第二用户设备704，接收第二转发设备发送的报文。
不难发现，本实施方式为与第一至三实施方式相对应的系统实施方式，本实施方式可与第一至三实施方式互相配合实施。第一至三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一至三实施方式中。
值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本申请的第五实施方式涉及一种网络设备，如图8所示，包括：包括至少一个处理器801；以及，与至少一个处理器801通信连接的存储器802；其中，存储器802存储有可被至少一个处理器801执行的指令，指令被至少一个处理器801执行，以使至少一个处理器801能够执行上述任一方法实施方式所描述的报文传输方法。
其中，存储器802和处理器801采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器801和存储器802的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器801处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传输给处理器801。
处理器801负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器802可以被用于存储处理器801在执行操作时所使用的数据。
本发明第六实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施方式。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种报文传输方法，其特征在于，包括：
接收第一用户设备发送的二层报文；
获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式；
根据所述报文封装方式、所述转发端口号和所述新增报文头对所述二层报文进行封装，获取三层报文；
将所述三层报文发送给第二转发设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取转发端口号和新增报文头部并确定报文封装方式，包括：
确定所述第二转发设备；
获取与所述第二转发设备之间预先约定的所述转发端口号和所述新增报文头；
获取用户对所述二层报文的传输需求；
根据所述传输需求确定所述报文封装方式。
3.根据权利要求1和2任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述报文封装方式、所述转发端口号和所述新增报文头对所述二层报文进行封装，获取三层报文，包括：
进行数据拨号并将拨号后分配的IP地址确定为源IP地址；
将所述第二转发设备预设的IP地址确定为目的IP地址；
根据所述源IP地址和所述目的IP地址获取IP头；
根据所述报文封装方式和所述转发端口号获取协议报文头；
对所述IP头、所述协议报文头、所述新增报文头和所述二层报文进行封装，获取所述三层报文。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述报文封装方式为TCP封装或UDP封装。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收用户指令；
根据所述用户指令预先约定所述转发端口号、所述新增报文并设置所述第二转发设备的IP地址。
6.一种报文传输方法，其特征在于，包括：
接收第一转发设备发送的报文；
检测所述报文是否为三层报文，其中，所述三层报文为携带新增报文头和转发端口号的报文；
若是，检测所述新增报文头和所述转发端口号是否为与所述第一转发设备之间预先约定的报文头和端口号；
若是，提取所述报文中封装的二层报文，将所述二层报文发送给第二用户设备，其中，所述二层报文为第一用户设备发送的报文。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述报文不为三层报文，将所述报文发送给所述第二用户设备。
8.一种报文传输系统，其特征在于，包括：
第一用户设备，用于向第一转发设备发送二层报文；
第一转发设备，用于接收所述第一用户设备发送的所述二层报文，确定转发端口号、报文封装方式和新增报文头，根据所述报文封装方式、所述转发端口号和所述新增报文头对所述二层报文进行封装，获取三层报文，将所述三层报文发送给第二转发设备；
第二转发设备，接收所述第一转发设备发送的报文，检测所述报文是否为三层报文，若是，检测所述报文是否满足正确发送条件，其中，所述正确发送条件为所述报文携带与所述第一转发设备之间预先约定的新增报文头和转发端口号，若是，提取所述报文中封装的二层报文，将所述二层发送给第二用户设备，其中，所述二层报文为所述第一用户设备发送的报文；
第二用户设备，接收所述第二转发设备发送的报文。
9.一种网络设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5中任意一项所述报文传输方法，或者能够执行如权利要求6或7所述报文传输方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的报文传输方法，或者能够实现如权利要求6或7所述报文传输方法。
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