CN114867077B - 多跳路由实现方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
多跳路由实现方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本公开提供了一种多跳路由实现方法、装置、设备及存储介质，涉及通信技术领域。该方法包括：无网络覆盖的第一节点接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，第二节点为有网络覆盖的节点，WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；通过VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；将接管的数据包处理后转发至第二节点，以使第二节点将数据包转发至互联网。
Description
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种多跳路由实现方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在无线网络覆盖薄弱或无覆盖场景下，使用蓝牙或者WIFI直连(WIFI direct)技术构建自组织网络可以解决手机在无基础设施环境下的通信问题。
WIFI直连协议设计初衷是为了组内通信，而实际场景中往往需要进行组间通信或使用多跳机制来扩大通信范围，但是，目前WIFI直连无法进行多跳通信。目前基于WIFI直连的应用主要是组内成员进行文件传输或者传输特定格式的信息，而无法访问互联网。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开提供一种多跳路由实现方法、装置、设备及存储介质，至少在一定程度上克服相关技术中WIFI直连无法进行多跳通信，无法访问互联网的问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一个方面，提供一种多跳路由实现方法，应用于第一节点，第一节点为无网络覆盖的节点，方法包括：
广播WIFI直连服务发现请求，以使第二节点基于服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应；
接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，第二节点为有网络覆盖的节点，WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；
将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；
通过VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；
将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，以使第二节点将数据包转发至互联网。
在本公开的一个实施例中，将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，包括：
将接管的数据包拆包，得到拆包后的数据，拆包后的数据包括数据传输类型；
根据数据传输类型，将拆包后的数据封包后转发至第二节点。
在本公开的一个实施例中，拆包后的数据还包括应用层原始数据以及源IP地址和端口、目的IP地址和端口。
在本公开的一个实施例中，第一节点包括D2D模块、VPN服务模块、协议处理模块和代理模块；
D2D模块用于广播WIFI直连服务发现请求，接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应，与第二节点进行连接，以及在连接成功后通知VPN服务模块；
VPN服务模块用于将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，以及将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上；
协议处理模块用于将TUN虚拟网络设备拦截到的IP数据包拆包，将拆包后的数据发送至代理模块；代理模块用于根据数据传输类型，将拆包后的数据封装成代理请求后转发至第二节点。
在本公开的一个实施例中，在与第二节点进行连接后，方法还包括：
设置第二虚拟IP地址；
接收第三节点广播的服务发现请求；
响应于第三节点广播的服务发现请求，向外发送WIFI直连服务发现响应，WIFI直连服务发现响应中携带有第二虚拟IP地址，以使第三节点在接收到WIFI直连服务发现响应后与第一节点进行连接，第三节点为无网络覆盖的节点。
在本公开的一个实施例中，方法还包括：
接收第三节点转发的数据包，第三节点转发的数据包括第三节点TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
将第三节点转发的数据包，转发至第二节点。
在本公开的一个实施例中，方法还包括：
接收来自经由第二节点转发的公网应用服务器响应数据包；
通过第一节点上的应用，处理响应数据包中目的地址为第一节点的响应数据；
将响应数据包中目的地址非第一节点的响应数据，转发到第三节点。
在本公开的一个实施例中，第一节点包括D2D模块、VPN服务模块、协议处理模块和代理模块；
代理模块还用于将接收到的第二节点转发的第一节点响应数据包发给协议处理模块；
协议处理模块还用于将响应数据包，根据传输数据类型，生成对应的TUN虚拟网卡所需的IP数据包，发送给VPN服务模块；
VPN服务模块还用于接收到IP数据包后，通过TUN网卡返回给系统网络层，经过系统网络协议栈处理后，将响应数据包交给发起请求的应用；
代理模块还用于将接收到的第二节点返回的下一跳代理请求的响应数据重新拆封包，发给第三节点。
根据本公开的再一个方面，提供一种多跳路由实现方法，应用于第二节点，第二节点为有网络覆盖的节点，方法包括：
接收第一节点广播的WIFI直连服务发现请求，第一节点为无网络覆盖的节点；
响应于服务发现请求，向外发送WIFI直连服务发现广播，WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址，以使第一节点在接收到WIFI直连服务发现广播后与第二节点进行连接；
接收第一节点转发的数据，第一节点转发的数据包括第一节点将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务后，TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
将接收到的第一节点转发的数据，转发至互联网。
在本公开的一个实施例中，方法还包括：
设置第一虚拟IP地址，代理地址为空；
设置路由规避规则，启动VPN服务。
在本公开的一个实施例中，方法还包括：
将接收到的下一跳节点代理请求的响应数据包，转发至第一节点。
在本公开的一个实施例中，第二节点包括D2D模块、VPN服务模块、协议处理模块和代理模块；
VPN服务模块用于设置第一虚拟IP地址，代理地址为空，设置路由规避规则，启动VPN服务；
D2D模块用于建立WIFI直连服务组，将虚拟IP地址通过WIFI直连服务发现广播告知第一节点；
代理模块用于将接收到的第一节点转发的数据，转发至互联网，以及将接收到的下一跳节点代理请求的响应数据包，转发给第一节点。
根据本公开的再一个方面，提供一种多跳路由实现装置，应用于第一节点，第一节点为无网络覆盖的节点，装置包括：
广播请求模块，用于广播WIFI直连服务发现请求，以使第二节点基于服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应；
连接模块，用于接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，第二节点为有网络覆盖的节点，WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；
服务设置模块，用于将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；
数据接管模块，用于通过VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；
数据发送模块，用于将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，以使第二节点将数据包转发至互联网。
根据本公开的再一个方面，提供一种多跳路由实现装置，应用于第二节点，第二节点为有网络覆盖的节点，装置包括：
请求接收模块，用于接收第一节点广播的WIFI直连服务发现请求，第一节点为无网络覆盖的节点；广播发送模块，响应于服务发现请求，用于向外发送WIFI直连服务发现广播，WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址，以使第一节点在接收到WIFI直连服务发现广播后与第二节点进行连接；
数据接收模块，用于接收第一节点转发的数据，第一节点转发的数据包括第一节点将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务后，TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
数据转发模块，用于将接收到的第一节点转发的数据，转发至互联网。
根据本公开的再一个方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述的多跳路由实现方法。
根据本公开的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的多跳路由实现方法。
本公开的实施例所提供的多跳路由实现方法，无网络覆盖的第一节点接收到第二节点的WIFI直连服务发现广播后，与第二节点进行连接，第二节点为有网络覆盖的节点，WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址；然后，第一节点将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务，通过VPN服务，拦截应用数据包，转发到TUN虚拟网络设备上，经处理后转发至第二节点，进而第二节点将数据包转发至互联网，实现了互联网到第二节点，第二节点到第一节点的多跳路由，也使得无网络覆盖的第一节点能够连接至互联网。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本公开实施例中一种多跳路由实现方法流程示意图；
图2示出本公开实施例中一种节点的连接关系示意图；
图3示出本公开实施例中另一种多跳路由实现方法流程示意图；
图4示出本公开实施例中一种节点接收数据的流程示意图；
图5示出本公开实施例中再一种多跳路由实现方法流程示意图；
图6示出本公开实施例中又一种多跳路由实现方法流程示意图；
图7示出本公开实施例中一种多跳路由实现装置示意图；
图8示出本公开实施例中一种多跳路由实现装置示意图；
图9示出本公开实施例中一种计算机设备的结构框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
基于背景技术部分可知，相关技术中存在WIFI直连(WIFI direct)无法进行多跳通信，无法访问互联网的问题。
具体地，如今，人们的日常生活基本无法离开智能手机，常用应用如微信等通信需要有无线网络支撑。虽然4G基站已基本完成覆盖，5G基站建设正进行得如火如荼，但仍可能会出现覆盖盲点，局域基础设施损坏(如发生地震、洪灾等自然灾害)或热点区域使用人数过多(如大型演唱会等)等无法正常使用无线网络的情况。
在无线网络覆盖薄弱或无覆盖场景下，使用蓝牙或者WIFI direct技术构建自组织网络可以解决手机在无基础设施环境下的通信问题。与蓝牙技术相比，WIFI direct技术传输距离更长、传输速率更高，因而更具优势。WIFI direct协议设计初衷是为了组内通信，而实际场景中往往需要进行组间通信或使用多跳机制来扩大通信范围。由于协议规定GO默认IP地址为192.168.49.1，若要进行组间通信或多跳通信，两个GO之间会出现IP冲突问题，导致无法进行多跳通信。因此WIFI direct GO IP冲突是一个亟待解决的问题。
另外，目前基于WIFI direct的应用主要是组内成员进行文件传输或者传输特定格式的信息，而无法访问互联网。因为手机在WIFI直连网络中系统无法上网，系统会返回非网络可用模式，手机应用在启动后调用系统接口ConnectivityManager.getActiveNetworkInfo来判断是否能上网时，会返回网络不可用状态。在这个状态下，手机应用不会发送网络请求。另外，GO没有启用网络地址转换(Network Address Translation,NAT)功能。因此研究基于WIFI direct多跳上网方案是另一个需要解决的问题。
发明人发现，在无线网络覆盖弱或无覆盖情况下，用户可以使用WIFI direct通过多跳连接到一个有网络覆盖的用户，即可实现整机上网。WIFI direct是基于组的通信技术，支持一对一或一对多的网络拓扑，协议规定Group Owner IP地址为192.168.49.1。当对协议进行多跳扩展，需要进行组间通信时，两个GO之间会存在IP冲突问题，导致无法通信，多跳失败。
因此，为了实现WIFI direct多跳通信，首先需要解决GO IP冲突问题。其次，由于WIFI direct模式为不可上网模式，GO没有启用NAT功能，因此我们需要解决路由问题。最后，不同应用采用的协议可能不同，因此需要支持所有应用层协议，以实现对来自不同应用请求数据的转发。本专利将针对这三个问题提出相应的解决方案，从而实现基于WIFIdirect的整机多跳上网。
下面结合附图及实施例对本示例实施方式进行详细说明。
图1示出本公开实施例中一种多跳路由实现方法流程图，如图1所示，本公开实施例中提供的多跳路由实现方法包括如下步骤：
S102，第一节点向外发送WIFI直连服务发现请求；
S104，第二节点接收到直连服务发现请求后，响应于该直连服务发现请求向外发送WIFI直连服务发现响应，第二节点为有网络覆盖的节点，WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；
S106，第一节点接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，第一节点为无网络覆盖的节点；
S108，第一节点将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；
S110，第一节点通过VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；
S112，第一节点将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点；
S114，第二节点将接收到的第一节点转发的数据，转发至互联网。
下面对上述步骤进行详细说明，具体如下所示：
WIFI直连(WIFI Direct)标准是指允许无线网络中的设备无须通过无线路由器即可相互连接。这种标准支持WIFI的无线设备像蓝牙那样以点对点的形式互连，与蓝牙相比，在传输速度与传输距离方面有大幅提升，功耗方面也比蓝牙要高。
WIFI直连是一种点对点连接技术，它可以在两台station之间直接建立tcp/IP链接，并不需要AP的参与；其中一台station会起到传统意义上的AP的作用，称为Group Owner(GO),另外一台station则称为Group Client(GC)或者Legacy Client(LC)，像连接AP一样连接到GO。GO和GC/LC不仅可以是一对一，也可以是一对多。WIFI直连和传统WIFI技术并不是互斥的：GO可以可以像AP一样为几台GC/LC提供服务；它同时可以像传统的station一样，连接到某个AP；它同时自己也可以是一个AP。
Android N提供了WIFI Direct用于WIFI的直接连接。借助于WIFI Direct API，支持WIFI功能的Android N系统的手机可以直接通过WIFI连接，而不需要经过接入点。本公开实施例中的“节点”可以是Android(安卓)终端。
上述S112将拦截到的数据包转发至第二节点，可以具体实现如下：
将拦截到的数据包拆包，得到拆包后的数据，拆包后的数据包括数据传输类型；
根据数据传输类型，将拆包后的数据封包后转发至第二节点。
其中，拆包后的数据还可以包括应用层原始数据以及源IP地址和端口、目的IP地址和端口。
在一个示例中，S112可以是解析拦截到的数据包包头，得到传输相关参数，包括数据传输类型；根据数据传输类型，将数据重新封装成代理请求，转发至第二节点。
本公开实施例中第一节点在与第二节点进行连接后，还可以设置第二虚拟IP地址；然后基于第三节点的直连服务发现请求向外发送WIFI直连服务发现响应，WIFI直连服务发现相应中携带有第二虚拟IP地址，以使第三节点在接收到WIFI直连服务发现响应后与第一节点进行连接，第三节点为无网络覆盖的节点。
本公开实施例中第一节点还可以接收第三节点转发的数据，第三节点转发的数据包括第三节点拦截到的应用转发到TUN虚拟网络设备上的数据包；然后，第一节点可以将第三节点转发的数据，转发至第二节点。如此，第二节点便可以将该数据转发至互联网，进而实现互联网、第二节点、第一节点及第三节点的多跳连接。
本公开实施例中，第一节点还可以接收来自第二节点的响应数据包；通过第一节点上的应用，处理响应数据包中目的地址为第一节点的响应数据；以及将响应数据包中目的地址非第一节点的响应数据，转发到第三节点。
本公开实施例中，节点对应的终端可以包括D2D模块、VPN服务模块、协议处理模块和代理模块。
图2示出了本公开实施例中第一节点210、第二节点220及第三节点230的连接关系，下面结合附图2从节点的各个模块来说明本公开实施例提供的多跳路由实现方法。
VPN服务模块：
为非root权限的安卓手机用户设置本机虚拟IP地址，解决WIFI direct GOIP冲突问题。
设置代理转发地址，将接入的上一跳节点的虚拟IP地址作为本机代理请求的转发地址。
接管所有转发到TUN虚拟网络设备上的IP包，并将其路由到协议处理模块进行协议处理。
可选地，若节点位于有网络覆盖区域，则设置路由规避规则，不接管本机数据，本机请求直接转发至互联网。
接收到协议处理模块返回的IP数据报后，通过TUN网卡返回给系统网络层，经过系统网络协议栈处理后，将响应数据包交给发起请求的APP。
下面从VPN服务模块的上下行介绍本公开实施例中的VPN服务模块。
上行：通过Android提供的VPN服务类为非root权限用户设置本机虚拟IP地址，将连接的上一跳节点WIFI direct服务发现信息中携带的IP地址设置为本机代理地址，若本节点位于有网络覆盖区域，则设置路由规避规则，不接管本机数据，直接转发至互联网；否则VPN服务捕获所有转发到TUN虚拟网络设备上的IP包，并将其路由到协议处理模块进行协议处理。
下行：VPN服务接收到协议处理模块返回的IP数据报后，通过Tun网卡返回给系统网络层，经过系统网络协议栈处理后，将响应数据包交给发起请求的APP。
D2D模块：
有网络覆盖节点：VPN服务模块启动服务后，节点接收其他节点的WIFI direct服务发现请求，并将VPN服务分配的虚拟IP地址通过WIFI direct服务发现响应给其他节点。。
无网络覆盖节点：广播服务发现请求信息，收到其他节点的WIFI direct服务发现响应信息后，选择其中一个节点尝试连接，连接成功后通知VPN服务模块。
可选地，无网络覆盖节点启动VPN服务服务后，可进行WIFI direct服务发现响应(携带本机虚拟IP地址)，被其他无网络覆盖节点发现及接入。
协议处理模块：
上行：将VPN服务模块拦截的IP数据报还原成应用层原始数据以及源IP地址和端口、目的IP地址和端口、数据传输类型(TCP/UDP)，发送给代理模块。
下行：将从代理模块接收到的数据，根据传输数据类型，生成对应的TUN虚拟网卡所需的IP数据报，发送给VPN服务服务模块。
代理模块：
中继本机数据上行：将从协议转换模块接收到的数据封装成代理请求，并根据数据传输类型分别进行转发，转发给上一跳节点的代理模块。
下一跳节点数据上行：将接收到的下一跳节点的转发数据重新拆包封包，根据数据传输类型分别转发给上一跳节点的代理模块。
中继本机数据下行：将接收到的上一跳节点返回的响应数据处理后发给协议转换模块。
下一跳节点数据下行：将接收到的上一跳节点返回的响应数据重新拆封包，发给下一跳节点的代理模块。
图3示出了本公开实施例中多跳路由的建立过程及向互联网的数据发送过程，图4示出了本公开实施例中接收到互联网的响应数据后的处理过程。
如图3-图4所示，在本公开实施例中有网络覆盖节点，例如第二节点，主要用于执行如下步骤：
VPN服务服务模块设置虚拟IP地址，代理地址为空，设置路由规避规则，启动VPN服务。
D2D模块通过android api WIFI P2P Manager建组，将虚拟IP地址通过WIFIdirect服务发现响应信息告知下一跳节点。
代理模块将接收到的下一跳节点的代理请求转发至互联网。
将本机数据直接发送至互联网。
将接收到本机请求的响应数据包，直接交给发起请求的app。
将接收到下一跳节点代理请求的响应数据包，代理模块拆、封包，转发给下一跳节点。
需要说明的是，在本公开实施例中，第一节点的下一跳为第三节点，第二节点的下一跳为第一节点；同理，第三节点的上一跳为第一节点，第一节点的上一跳为第二节点。
在本公开实施例中无网络覆盖节点，例如第一节点，主要用于执行如下步骤：
接收到其他节点的WIFI direct服务发现广播，选择节点进行连接。
VPN服务模块设置本机虚拟IP地址，将1)中收到的接入节点的WIFI direct服务发现广播中携带的虚拟IP地址设置为代理地址，启动VPN服务。
可选地，进行WIFI direct服务发现广播(携带本机虚拟IP地址)，被其他无网络覆盖节点发现及接入。
VPN服务模块拦截所有数据。
协议处理模块将拦截的IP数据报还原成应用层原始数据以及源IP地址和端口、目的IP地址和端口、数据传输类型(TCP/UDP)，发送给代理模块。
代理模块将从协议转换模块接收到的原始数据根据数据传输类型是TCP/UDP分别进行转发，转发给上一跳节点的代理模块。
代理模块将接收到的下一跳节点的转发数据重新拆包封包，根据数据传输类型分别转发给上一跳节点的代理模块。
代理模块将接收到的上一跳节点返回的本机请求的响应数据发给协议转换模块。
协议处理模块将从代理模块接收到的数据，根据传输数据类型，生成对应的TUN虚拟网卡所需的IP数据报，发送给VPN服务模块。
VPN服务模块接收到协议处理模块返回的IP数据报后，通过Tun网卡返回给系统网络层，经过系统网络协议栈处理后，将响应数据包交给发起请求的APP。
代理模块将接收到的上一跳节点返回的下一跳代理请求的响应数据重新拆封包，发给下一跳节点的代理模块。
本实施例所提供的多跳路由实现方法适用于所有商用手机，无需root终端，将基于WIFI直连的局域网单跳通信扩展至多跳通信；通过VPN服务在网络层进行数据拦截，可支持所有应用层协议，实现手机中任意app数据路由传输。因此位于网络覆盖边缘或无网络覆盖区域的安卓手机用户通过WIFI direct多跳连接到有网络覆盖的安卓手机用户即可自由访问互联网，自由使用手机app，从而提升5G网络覆盖。
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种多跳路由实现方法，应用于第一节点，第一节点为无网络覆盖的节点，如图5所示，该方法包括如下步骤：
S502，广播WIFI直连服务发现请求，以使第二节点基于服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应；
S504，接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，第二节点为有网络覆盖的节点，WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；
S506，将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；
S508，通过VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；
S510，将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，以使第二节点将数据包转发至互联网。
在一些实施例中，S510，可以实现如下：
将接管的数据包拆包，得到拆包后的数据，拆包后的数据包括数据传输类型；
根据数据传输类型，将拆包后的数据封包后转发至第二节点。
在一些实施例中，拆包后的数据还可以包括应用层原始数据以及源IP地址和端口、目的IP地址和端口。
在一些实施例中，第一节点包括D2D模块、VPN服务模块、协议处理模块和代理模块；
D2D模块用于广播WIFI直连服务发现请求，接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应，与第二节点进行连接，以及在连接成功后通知VPN服务模块；
VPN服务模块用于将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，以及将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上；
协议处理模块用于将TUN虚拟网络设备拦截到的IP数据包拆包，将拆包后的数据发送至代理模块；代理模块用于根据数据传输类型，将拆包后的数据封装成代理请求后转发至第二节点。
在一些实施例中，在与第二节点进行连接后，上述方法还可以包括：
设置第二虚拟IP地址；
接收第三节点广播的服务发现请求；
响应于第三节点广播的服务发现请求，向外发送WIFI直连服务发现响应，WIFI直连服务发现响应中携带有第二虚拟IP地址，以使第三节点在接收到WIFI直连服务发现响应后与第一节点进行连接，第三节点为无网络覆盖的节点。
在一些实施例中，上述方法还可以包括：
接收第三节点转发的数据包，第三节点转发的数据包括第三节点TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
将第三节点转发的数据包，转发至第二节点。
在一些实施例中，上述方法还可以包括：
接收来自经由第二节点转发的公网应用服务器响应数据包；
通过第一节点上的应用，处理响应数据包中目的地址为第一节点的响应数据；
将响应数据包中目的地址非第一节点的响应数据，转发到第三节点。
在一些实施例中，第一节点包括D2D模块、VPN服务模块、协议处理模块和代理模块；
代理模块还用于将接收到的第二节点转发的第一节点响应数据包发给协议处理模块；
协议处理模块还用于将响应数据包，根据传输数据类型，生成对应的TUN虚拟网卡所需的IP数据包，发送给VPN服务模块；
VPN服务模块还用于接收到IP数据包后，通过TUN网卡返回给系统网络层，经过系统网络协议栈处理后，将响应数据包交给发起请求的应用；
代理模块还用于将接收到的第二节点返回的下一跳代理请求的响应数据重新拆封包，发给第三节点。
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种多跳路由实现方法，应用于第二节点，第二节点为有网络覆盖的节点，如图6所示，该方法包括：
S602，接收第一节点广播的WIFI直连服务发现请求，第一节点为无网络覆盖的节点；
S604，响应于服务发现请求，向外发送WIFI直连服务发现广播，WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址，以使第一节点在接收到WIFI直连服务发现广播后与第二节点进行连接；
S606，接收第一节点转发的数据，第一节点转发的数据包括第一节点将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务后，TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
S608，将接收到的第一节点转发的数据，转发至互联网。
在一些实施例中，上述方法还可以包括：
设置第一虚拟IP地址，代理地址为空；
设置路由规避规则，启动VPN服务。
在一些实施例中，上述方法还可以包括：
将接收到的下一跳节点代理请求的响应数据包，转发至第一节点。
在一些实施例中，第二节点可以包括D2D模块、VPN服务模块、协议处理模块和代理模块；
VPN服务模块用于设置第一虚拟IP地址，代理地址为空，设置路由规避规则，启动VPN服务；
D2D模块用于建立WIFI直连服务组，将虚拟IP地址通过WIFI直连服务发现广播告知第一节点；
代理模块用于将接收到的第一节点转发的数据，转发至互联网，以及将接收到的下一跳节点代理请求的响应数据包，转发给第一节点。
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种多跳路由实现装置，如下面的实施例所述。由于该装置实施例解决问题的原理与上述方法实施例相似，因此该装置实施例的实施可以参见上述方法实施例的实施，重复之处不再赘述。
图7示出本公开实施例中一种多跳路由实现装置示意图，应用于第一节点，第一节点为无网络覆盖的节点，如图7所示，该多跳路由实现装置700包括：
广播请求模块702，用于广播WIFI直连服务发现请求，以使第二节点基于服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应；
连接模块704，用于接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，第二节点为有网络覆盖的节点，WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；
服务设置模块706，用于将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；
数据接管模块708，用于通过VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；
数据发送模块710，用于将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，以使第二节点将数据包转发至互联网。
本申请实施例提供的多跳路由实现装置，可以用于执行上述各方法实施例提供的多跳路由实现方法，其实现原理和技术效果类似，为简介起见，在此不再赘述。
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种多跳路由实现装置，应用于第二节点，第二节点为有网络覆盖的节点，如图8所示，该多跳路由实现装置800包括：
请求接收模块802，用于接收第一节点广播的WIFI直连服务发现请求，第一节点为无网络覆盖的节点；
广播发送模块804，响应于服务发现请求，用于向外发送WIFI直连服务发现广播，WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址，以使第一节点在接收到WIFI直连服务发现广播后与第二节点进行连接；
数据接收模块806，用于接收第一节点转发的数据，第一节点转发的数据包括第一节点将第一虚拟IP地址设置为第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务后，TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
数据转发模块808，用于将接收到的第一节点转发的数据，转发至互联网。
本申请实施例提供的多跳路由实现装置，可以用于执行上述各方法实施例提供的多跳路由实现方法，其实现原理和技术效果类似，为简介起见，在此不再赘述。
所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图9来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备900。图9显示的电子设备900仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示，电子设备900以通用计算设备的形式表现。电子设备900的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元910、上述至少一个存储单元920、连接不同系统组件(包括存储单元920和处理单元910)的总线930。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元910执行，使得所述处理单元910执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元910可以执行上述方法实施例的各步骤。
存储单元920可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)9201和/或高速缓存存储单元9202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)9203。
存储单元920还可以包括具有一组(至少一个)程序模块9205的程序/实用工具9204，这样的程序模块9205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线930可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备900也可以与一个或多个外部设备940(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备900交互的设备通信，和/或与使得该电子设备900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口950进行。
并且，电子设备900还可以通过网络适配器960与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。
如图9所示，网络适配器960通过总线930与电子设备900的其它模块通信。
应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。其上存储有能够实现本公开上述方法的程序产品。
在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。
本公开中的计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
在本公开中，计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。
这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。
可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
在一些示例中，计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
在具体实施时，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。
程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。
实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。
本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (15)
1.一种多跳路由实现方法，其特征在于，应用于第一节点，所述第一节点为无网络覆盖的节点，所述方法包括：
广播WIFI直连服务发现请求，以使第二节点基于所述服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应；所述第二节点在基于所述服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应前，还设置第一虚拟IP地址，代理地址为空；设置路由规避规则，启动VPN服务，所述路由规避规则为不接管本机数据，本机请求直接转发至互联网；
接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，所述第二节点为有网络覆盖的节点，所述WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；
将所述第一虚拟IP地址设置为所述第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；
通过所述VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；
将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，以使所述第二节点将所述数据包转发至互联网。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，包括：
将接管的数据包拆包，得到拆包后的数据，所述拆包后的数据包括数据传输类型；
根据所述数据传输类型，将所述拆包后的数据封包后转发至第二节点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拆包后的数据还包括应用层原始数据以及源IP地址和端口、目的IP地址和端口。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，广播WIFI直连服务发现请求，接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，包括：通过第一节点的D2D模块广播WIFI直连服务发现请求，接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应，与第二节点进行连接；
将所述第一虚拟IP地址设置为所述第一节点的代理地址，以及将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，包括：通过第一节点的VPN服务模块将所述第一虚拟IP地址设置为所述第一节点的代理地址，以及将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上；
将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，包括：通过第一节点的协议处理模块将TUN虚拟网络设备拦截到的IP数据包拆包，通过第一节点的代理模块根据数据传输类型，将所述拆包后的数据封装成代理请求后转发至第二节点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在与第二节点进行连接后，所述方法还包括：
设置第二虚拟IP地址；
接收第三节点广播的服务发现请求；
响应于所述第三节点广播的服务发现请求，向外发送WIFI直连服务发现响应，所述WIFI直连服务发现响应中携带有第二虚拟IP地址，以使第三节点在接收到所述WIFI直连服务发现响应后与所述第一节点进行连接，所述第三节点为无网络覆盖的节点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收第三节点转发的数据包，所述第三节点转发的数据包括第三节点TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
将所述第三节点转发的数据包，转发至第二节点。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收来自经由第二节点转发的公网应用服务器响应数据包；
通过第一节点上的应用，处理所述响应数据包中目的地址为第一节点的响应数据；
将所述响应数据包中目的地址非第一节点的响应数据，转发到所述第三节点。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过第一节点的代理模块将接收到的第二节点转发的第一节点响应数据包发给第一节点的协议处理模块；
通过第一节点的协议处理模块将所述响应数据包，根据传输数据类型，生成对应的TUN虚拟网卡所需的IP数据包，发送给第一节点的VPN服务模块；
通过第一节点的VPN服务模块接收到所述IP数据包后，通过TUN网卡返回给系统网络层，经过系统网络协议栈处理后，将响应数据包交给发起请求的应用；
通过第一节点的代理模块将接收到的第二节点返回的下一跳代理请求的响应数据重新拆封包，发给第三节点。
9.一种多跳路由实现方法，其特征在于，应用于第二节点，所述第二节点为有网络覆盖的节点，所述方法包括：
接收第一节点广播的WIFI直连服务发现请求，所述第一节点为无网络覆盖的节点；
响应于所述服务发现请求，向外发送WIFI直连服务发现广播，所述WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址，以使第一节点在接收到所述WIFI直连服务发现广播后与所述第二节点进行连接；
接收所述第一节点转发的数据，所述第一节点转发的数据包括第一节点将所述第一虚拟IP地址设置为所述第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务后，TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
将接收到的所述第一节点转发的数据，转发至互联网；
所述接收第一节点广播的WIFI直连服务发现请求之前，所述方法还包括：
设置第一虚拟IP地址，代理地址为空；
设置路由规避规则，启动VPN服务，所述路由规避规则为不接管本机数据，本机请求直接转发至互联网。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将接收到的下一跳节点代理请求的响应数据包，转发至第一节点。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，设置第一虚拟IP地址，代理地址为空，设置路由规避规则，启动VPN服务，包括：通过第一节点的VPN服务模块设置第一虚拟IP地址，代理地址为空，设置路由规避规则，启动VPN服务；
响应于所述服务发现请求，向外发送WIFI直连服务发现广播，所述WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址，包括：通过第一节点的D2D模块建立WIFI直连服务组，将虚拟IP地址通过WIFI直连服务发现广播告知第一节点；
将接收到的所述第一节点转发的数据，转发至互联网，以及将接收到的下一跳节点代理请求的响应数据包，转发给所述第一节点，包括：通过第一节点的代理模块将接收到的所述第一节点转发的数据，转发至互联网，以及将接收到的下一跳节点代理请求的响应数据包，转发给所述第一节点。
12.一种多跳路由实现装置，其特征在于，应用于第一节点，所述第一节点为无网络覆盖的节点，所述装置包括：
广播请求模块，用于广播WIFI直连服务发现请求，以使第二节点基于所述服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应；所述第二节点在基于所述服务发现请求生成WIFI直连服务发现响应前，还设置第一虚拟IP地址，代理地址为空；设置路由规避规则，启动VPN服务，所述路由规避规则为不接管本机数据，本机请求直接转发至互联网；
连接模块，用于接收到第二节点的WIFI直连服务发现响应后，与第二节点进行连接，所述第二节点为有网络覆盖的节点，所述WIFI直连服务发现响应中携带有第一虚拟IP地址；
服务设置模块，用于将所述第一虚拟IP地址设置为所述第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务；
数据接管模块，用于通过所述VPN服务，将应用数据包转发到TUN虚拟网络设备上，实现数据包接管；
数据发送模块，用于将TUN虚拟网络设备接管的数据包经过处理后转发至第二节点，以使所述第二节点将所述数据包转发至互联网。
13.一种多跳路由实现装置，其特征在于，应用于第二节点，所述第二节点为有网络覆盖的节点，所述装置包括：
请求接收模块，用于接收第一节点广播的WIFI直连服务发现请求，所述第一节点为无网络覆盖的节点；广播发送模块，响应于所述服务发现请求，用于向外发送WIFI直连服务发现广播，所述WIFI直连服务发现广播中携带有第一虚拟IP地址，以使第一节点在接收到所述WIFI直连服务发现广播后与所述第二节点进行连接；
数据接收模块，用于接收所述第一节点转发的数据，所述第一节点转发的数据包括第一节点将所述第一虚拟IP地址设置为所述第一节点的代理地址，启动虚拟专用网络VPN服务后，TUN虚拟网络设备拦截到的应用数据包；
数据转发模块，用于将接收到的所述第一节点转发的数据，转发至互联网；
所述多跳路由实现装置还用于设置第一虚拟IP地址，代理地址为空；设置路由规避规则，启动VPN服务，所述路由规避规则为不接管本机数据，本机请求直接转发至互联网。
14.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-11中任意一项所述多跳路由实现方法。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，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1-11中任意一项所述的多跳路由实现方法。
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