CN115623482B - Arp拦截欺骗的桥模式卫星网与4g网切换方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电通信技术领域，具体涉及一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法及装置，包括对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态；用户设备发送ARP请求，查询网关IP对应的网关地址；先将ARP数据帧拦截，然后基于网关地址判断是否放行ARP数据帧，若放行ARP数据帧，则执行下一步；抓取ARP请求报文代替Modem回复ARP请求；基于当前链路类型和状态从卫星网和4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用目标链路对用户上网流量数据进行转发。本发明可通过上述方式实现卫星网和4G网的切换，并在上网过程中进行流量扣除，解决了现有的卫星网设备上加装4G模块后的用户体验感较差的问题。

Description

ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法及装置
技术领域
本发明涉及电通信技术领域，尤其涉及一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法及装置。
背景技术
在原先的卫星网设备(天线控制器)上加装4G模块后，如果需要切到4G网的话，需要更改卫星网设备(天线控制器)的配置，而且用户设备的IP需要重新获取与之前不同网段的IP，整个切换过程繁琐复杂，而且用户设备需要断网重连，由于卫星网设备(天线控制器)的4G模块拨号后，用户设备上网只能走NAT模式上网，导致卫星网的主站侧无法知道用户设备的真实IP，无法对不同用户设备分别进行流量计费，当用户设备在通过卫星网设备(天线控制器)的4G模块上网后，若4G模块出现故障，则用户设备会一直处于断网状态，不能及时切换到卫星网，需要人工检测判断，更改卫星网设备的配置，降低了用户的体验感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法及装置，旨在解决现有的卫星网设备上加装4G模块后的用户体验感较差的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法，包括以下步骤：
S1对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态；
S2用户设备发送ARP请求，查询网关IP对应的网关地址；
S3先将ARP数据帧拦截，然后基于所述网关地址判断是否放行所述ARP数据帧，若放行所述ARP数据帧，则执行步骤S4；
S4抓取ARP请求报文代替Modem回复所述ARP请求；
S5基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发。
其中，所述对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态，包括：
S11读取天线控制器ACU -eth0的IP地址和默认路由，4G接口的IP地址和默认网关；
S12设置初始默认路由为卫星主站网关，并发送GARP广播告知内网设备网关IP对应的网关地址为Modem的网关地址；
S13设置链路类型为查询当前链路状态请求的线程；
S14定时循环检测4G网的链路的健康状态；
S15基于所述健康状态读取所述默认路由，得到当前链路类型和状态；
S16基于所述当前链路类型和状态对内网设备网关IP对应的网关地址进行修改。
其中，所述审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发，包括：
S51审计用户的上网流量数据的IP信息，并基于所述IP信息扣除关联的账户流量，得到待扣除流量；
S52审计用户上网流量数据的数据类型，并基于所述数据类型获取账户的套餐类型；
S53基于所述套餐类型和所述待扣除流量判断是否放行所述用户上网流量数据，若放行所述用户上网流量数据，则执行步骤S54；
S54使用所述目标链路通过路由转发所述用户上网流量数据。
其中，在基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发之后，所述方法还包括：
在所述4G网络故障时，关闭自动切换网络功能，并启动守护程序关闭ARP拦截欺骗功能，使用所述卫星网进行数据发送。
第二方面，本发明提供了一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换装置，包括arpd模块、nac模块和ARP防火墙，所述ARP防火墙分别于所述arpd模块和所述nac模块连接；
所述ARP防火墙，用于加载用户配置的述ARP防火墙规则表，并基于所述ARP防火墙规则表对ARP数据帧进行拦截和放行；
所述arpd模块，用户抓取APR请求报文，向nac模块查询当前链路类型和状态，回复网关IP的ARP请求；
所述nac模块，用于对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态，并将所述当前链路类型和状态返回给所述arpd模块，同时在切换链路时修改系统网关并发送GARP广播。
本发明的一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法，通过对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态；用户设备发送ARP请求，查询网关IP对应的网关地址；先将ARP数据帧拦截，然后基于所述网关地址判断是否放行所述ARP数据帧，若放行所述ARP数据帧，则执行下一步；抓取ARP请求报文代替Modem回复所述ARP请求；基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发。本发明可通过上述方式实现卫星网和4G网的切换，并在上网过程中进行流量扣除，解决了现有的卫星网设备上加装4G模块后的用户体验感较差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明提供的一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法的流程图。
图2是用户上网数据的处理流程图。
图3是链路侦测的处理流程图。
图4是主站侧用户计费的处理流程图。
图5是关闭自动切换的处理流程。
图6是天线控制器ACU设备的网络结构示意图。
图7是本发明提供的一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换装置的结构示意图。
1-arpd模块、2-nac模块和3-ARP防火墙。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1至图6，第一方面，本发明提供一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法，包括以下步骤：
S1对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态；
具体方式为：
S11读取天线控制器ACU -eth0的IP地址和默认路由，4G接口的IP地址和默认网关；
S12设置初始默认路由为卫星主站网关，并发送GARP广播告知内网设备网关IP对应的网关地址为Modem的网关地址；
S13设置链路类型为查询当前链路状态请求的线程；
S14定时循环检测4G网的链路的健康状态；
S15基于所述健康状态读取所述默认路由，得到当前链路类型和状态；
S16基于所述当前链路类型和状态对内网设备网关IP对应的网关地址进行修改。
具体的，步骤S11-S16均通过nac模块2执行。
S2用户设备发送ARP请求，查询网关IP对应的网关地址；
S3先将ARP数据帧拦截，然后基于所述网关地址判断是否放行所述ARP数据帧，若放行所述ARP数据帧，则执行步骤S4；
具体的，步骤S3-S4通过ARP防火墙3执行。
S4抓取ARP请求报文代替Modem回复所述ARP请求；
具体的，天线控制器ACU设备使用基于Linux系统防火墙的arptables模块（作用是根据规则表处理ARP数据帧）来进行ARP拦截欺骗的方式，改变客户端设备网关IP对应的MAC地址；当网关MAC为卫星Modem时，用户设备上网流量会由卫星Modem转发，用户设备走卫星网；当网关MAC为天线控制器ACU时，用户上网流量会由天线控制器ACU转发，天线控制器ACU此时默认网关为4G出口地址，用户设备走4G网。
S5基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发。
所述审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发，包括：
S51审计用户的上网流量数据的IP信息，并基于所述IP信息扣除关联的账户流量，得到待扣除流量；
S52审计用户上网流量数据的数据类型，并基于所述数据类型获取账户的套餐类型；
S53基于所述套餐类型和所述待扣除流量判断是否放行所述用户上网流量数据，若放行所述用户上网流量数据，则执行步骤S54；
S54使用所述目标链路通过路由转发所述用户上网流量数据。
具体的，步骤S51-S54均通过天线控制器ACU设备使用桥模式方式执行，卫星Modem会路由转发用户设备流量数据，卫星主站侧的计费服务器可以看到用户设备的IP地址，每个IP地址关联一个计费账号，该IP地址消耗了多少流量，就扣除对应账户内的剩余流量。
具体的，在基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发之后，所述方法还包括：
在所述4G网络故障时，关闭自动切换网络功能，并启动守护程序关闭ARP拦截欺骗功能，使用所述卫星网进行数据发送。
具体的，天线控制器ACU设备提供一键关闭自动切换网络功能的按钮，在4G模块故障时，可手动按下此按钮，系统的中断处理程序（设置arptables的规则全部放行，结束nac模块2和arpd模块1程序）会发消息给该按钮检测的守护程序，然后按钮守护进程会关闭ARP拦截欺骗功能，设备只提供网络流量交换转发功能，此时用户设备仅走卫星网上网。
有益效果：
1.卫星网与4G网自动切换时，用户设备IP无变化，用户网络持续可用。
2.卫星网设备(天线控制器)的网络模式为桥模式方式，主站侧可看到所有在线用户设备的IP地址，并可以对其进行流量审计及计费。
3.提供一键关闭自动切换网络功能的按钮，用户设备仅走卫星网上网。
请参阅图7，第二方面，本发明提供了一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换装置，包括arpd模块1、nac模块2和ARP防火墙3，所述ARP防火墙3分别于所述arpd模块1和所述nac模块2连接；
所述ARP防火墙3，用于加载用户配置的述ARP防火墙3规则表，并基于所述ARP防火墙3规则表对ARP数据帧进行拦截和放行；
所述arpd模块1，用户抓取APR请求报文，向nac模块2查询当前链路类型和状态，回复网关IP的ARP请求；
所述nac模块2，用于对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态，并将所述当前链路类型和状态返回给所述arpd模块1，同时在切换链路时修改系统网关并发送GARP广播。
arpd是Address Resolution Protocol Daemon的缩写；中文名字为:地址解析协议守护程序。
nac是Network Access Control的缩写；中文名字为:网络访问控制。
本发明的一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换装置，通过所述nac模块2对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态；用户设备发送ARP请求，查询网关IP对应的网关地址；所述ARP防火墙3先将ARP数据帧拦截，然后基于所述网关地址判断是否放行所述ARP数据帧，若放行所述ARP数据帧，则执行下一步；所述arpd模块1抓取ARP请求报文代替Modem回复所述ARP请求；所述nac模块2基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时天线控制器ACU设备审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发。本发明可通过上述方式实现卫星网和4G网的切换，并在上网过程中进行流量扣除，解决了现有的卫星网设备上加装4G模块后的用户体验感较差的问题。
以上所揭露的仅为本发明一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法及装置较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态；
S2用户设备发送ARP请求，查询网关IP对应的网关地址；
S3先将ARP数据帧拦截，然后基于所述网关地址判断是否放行所述ARP数据帧，若放行所述ARP数据帧，则执行步骤S4；
S4抓取ARP请求报文代替Modem回复所述ARP请求；
S5基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发；
所述审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发，包括：
S51审计用户的上网流量数据的IP信息，并基于所述IP信息扣除关联的账户流量，得到待扣除流量；
S52审计用户上网流量数据的数据类型，并基于所述数据类型获取账户的套餐类型；
S53基于所述套餐类型和所述待扣除流量判断是否放行所述用户上网流量数据，若放行所述用户上网流量数据，则执行步骤S54；
S54使用所述目标链路通过路由转发所述用户上网流量数据。
2.如权利要求1所述的ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法，其特征在于，
所述对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态，包括：
S11读取天线控制器ACU -eth0的IP地址和默认路由，4G接口的IP地址和默认网关；
S12设置初始默认路由为卫星主站网关，并发送GARP广播告知内网设备网关IP对应的网关地址为Modem的网关地址；
S13设置链路类型为查询当前链路状态请求的线程；
S14定时循环检测4G网的链路的健康状态；
S15基于所述健康状态读取所述默认路由，得到当前链路类型和状态；
S16基于所述当前链路类型和状态对内网设备网关IP对应的网关地址进行修改。
3.如权利要求2所述的ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法，其特征在于，
在基于所述当前链路类型和状态从所述卫星网和所述4G网中切换目标链路，同时审计用户上网流量数据并进行流量扣除后，使用所述目标链路对用户上网流量数据进行转发之后，所述方法还包括：
在所述4G网络故障时，关闭自动切换网络功能，并启动守护程序关闭ARP拦截欺骗功能，使用所述卫星网进行数据发送。
4.一种ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换装置，应用于权利要求3所述的ARP拦截欺骗的桥模式卫星网与4G网切换方法，其特征在于，
包括arpd模块、nac模块和ARP防火墙，所述ARP防火墙分别于所述arpd模块和所述nac模块连接；
所述ARP防火墙，用于加载用户配置的述ARP防火墙规则表，并基于所述ARP防火墙规则表对ARP数据帧进行拦截和放行；
所述arpd模块，用户抓取APR请求报文，向nac模块查询当前链路类型和状态，回复网关IP的ARP请求；
所述nac模块，用于对卫星网和4G网的链路进行侦测，得到当前链路类型和状态，并将所述当前链路类型和状态返回给所述arpd模块，同时在切换链路时修改系统网关并发送GARP广播。
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