CN117560235B - 一种网络自动接入方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络自动接入方法及装置,该方法包括创建虚拟网关、虚拟网卡,网络接入认证后,在主机与外网接口之间模拟一个数据传输通道,从而实现主机接口与外网接口之间的数据传输。本发明结构简单,不需要路由器,体积小成本低,转换耗时少,芯片运算量有大幅减少,减少资源开销,提高数据传输速度。

Description

一种网络自动接入方法及装置
技术领域
本发明属于网络设备技术领域,尤其涉及一种网络自动接入方法及装置。
背景技术
主机需要上网必须先进行网络接入认证。现有技术中,主机需要通过网卡来接入,网卡在接入宽带或专网时通过两种方式实现,一种是使用专用拨号软件加网卡,另一种是网卡连接至集成网络接入认证的路由器等网络设备。比如为了实现PPP拨号或IPOE拨号并提供网络给主机,以USB接口为例,一般主机通过USB网卡设备,通过网线连接路由器的LAN口,路由器的WAN口连接拨号网口,通过设置路由器拨号功能(PPP或者IPOE),等拨号成功获取到公网IP后,主机通过USB网卡与路由器LAN通讯获取内网IP信息后即可上网。该方式实现起来操作复杂,还需要路由器,实现成本较高,而且PPP、IPOE还需要人工切换,无法做到自动兼容。
发明内容
发明目的:为了解决现有技术中网络接入通信过程复杂、实现成本高的问题,本发明提供一种网络自动接入方法及装置。
技术方案:一种网络自动接入方法,包括以下步骤:
在主机接口与外网接口之间创建虚拟网关及虚拟网卡,定义虚拟网卡的网络参数为第一网络参数、外网网关的网络参数为第二网络参数;
通过拨号模块进行网络接入认证,认证成功后,虚拟网卡获取到第一网络参数,并获取到第二网络参数;
根据第二网络参数将虚拟网关模拟成外网网关,根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据;
实现主机接口与外网接口之间的数据传输。
进一步地,根据第二网络参数将虚拟网关模拟成外网网关的方法包括:将虚拟网关的网络参数设置成与第二网络参数相同,至少包括IP地址相同、MAC地址相同。
进一步地,定义主机的网络参数为第三网络参数,根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据的方法包括:主机的第三网络参数是由虚拟网关分配的动态网络参数,所述第三网络参数与第一网络参数相同,至少包括IP地址相同、GW相同、MAC地址相同,主机接口与外网接口之间通信的数据是透传的。
进一步地,定义主机的网络参数为第三网络参数,根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据的方法包括:主机的第三网络参数为静态网络参数,主机接口与外网接口之间通信的数据经IP层数据处理后再传输,所述IP层数据处理包括IP数据包中IP地址的替换与协议信息的更改。
进一步地,定义主机的网络参数为第三网络参数,根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据的方法包括:判断主机的第三网络参数为静态网络参数还是动态网络参数,若是动态网络参数,则选择工作模式一;若是静态网络参数,则选择工作模式二;
工作模式一:由虚拟网关给主机分配动态网络参数,所述动态网络参数与第一网络参数相同,至少包括IP地址相同、GW相同、MAC地址相同,主机接口与外网接口之间通信的数据是透传的;
工作模式二:主机接口与外网接口之间通信的数据经IP层数据处理后再传输,所述IP层数据处理包括IP数据包中IP地址的替换与协议信息的更改。
进一步地,虚拟网关通过DHCP功能分配动态网络参数给主机。
进一步地,IP层数据处理包括:主机接口发出的数据包中包含第三网络参数,将第三网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第一网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和进行更改,将处理后的数据包发送至外网接口;外网接口接收到的数据包中包含第一网络参数,将第一网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第三网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和进行更改,将处理后的数据包发送至主机接口。
一种网络自动接入装置,包括:
主机接口;
外网接口;
创建虚拟网关虚拟网卡模块,用于在主机接口与外网接口之间创建虚拟网关及虚拟网卡;
拨号模块,用于网络接入认证;
虚拟网卡,用于网络接入认证后获取第一网络参数及第二网络参数,第一网络参数为虚拟网卡的网络参数,第二网络参数为外网网关的网络参数;
虚拟网关,用于根据第二网络参数模拟成外网网关;
主机模拟模块,用于根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据。
进一步地,所述主机模拟模块包含DHCP服务器模块,用于为主机分配动态网络参数,所述动态网络参数与第一网络参数相同,至少包括IP地址相同、GW相同、MAC地址相同。
进一步地,所述主机模拟模块包含IP层数据处理模块,用于将主机接口与外网接口之间通信的数据进行IP层数据处理,所述IP层数据处理包括IP地址的替换、协议信息的更改。
进一步地,还包括工作模式判断模块,所述工作模式判断模块用于判断主机的网络参数为静态网络参数还是动态网络参数,若是动态网络参数,DHCP服务器模块工作;若是静态网络参数,IP层数据处理模块工作。
相比较现有技术,本发明提供的一种网络自动接入方法及装置,具有以下有益效果:
(1)本装置结构简单、硬件体积小成本低,不需要使用路由器,且网卡上仅需要一路网口,相比现有技术更加精简,所需网络物理收发器数量有大幅减少。
(2)本方法将主机看做一个网卡,通过模拟外网网关和主机,创建出虚拟网关和虚拟网卡,在这种架构下,数据传输时最多只需要在IP层进行数据处理,处理过程仅含IP层校验和计算修改、传输层校验和计算修改(包括TCP计算、UDP计算)。相比较传统路由器方案,省去了查找IP/PORT映射表操作、协议解析和过滤操作及TTL参数修改和管理等一系列繁琐操作,转换耗时更少,芯片运算量有大幅减少,减少资源开销,提高处理速度。
(3)系统兼容性高,可兼容原网卡使用环境,可自动兼容不同认证方式,如PPP、IPOE等,适用范围广。
附图说明
图1为一种网络自动接入装置与主机、外网之间的连接关系图;
图2为一种网络自动接入装置的结构示意图。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。
一种网络自动接入方法,包括以下步骤:
在主机接口与外网接口之间创建虚拟网关及虚拟网卡,定义虚拟网卡的网络参数为第一网络参数、外网网关的网络参数为第二网络参数;
通过拨号模块进行网络接入认证,认证成功后,虚拟网卡获取到第一网络参数,并获取到第二网络参数;
根据第二网络参数将虚拟网关模拟成外网网关,根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据;
模拟通道建立好之后,就可以实现主机接口与外网接口之间的数据传输。
其中:根据第二网络参数将虚拟网关模拟成外网网关的方法包括:将虚拟网关的网络参数设置成与第二网络参数相同,至少包括IP地址相同、MAC地址相同。
定义主机的网络参数为第三网络参数,第三网络参数可以是由虚拟网关分配的动态网络参数,也可以是主机自己配置的静态网络参数。
根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据的方法,这里需要分以下两种工作模式:
(1)工作模式一:主机的第三网络参数是由虚拟网关分配的动态网络参数,虚拟网关分配的第三网络参数与第一网络参数相同,至少包括IP地址相同、GW相同、MAC地址相同。本实施例中,虚拟网关通过DHCP功能分配动态网络参数给主机,但不限制用这种方式。这个模式下,直接将主机模拟成虚拟网卡,主机传输的数据等效为虚拟网卡传输的数据,主机接口与外网接口之间通信的数据是透传的。
(2)工作模式二:主机的第三网络参数为主机自己分配的静态网络参数,主机接口与外网接口之间通信的数据经IP层数据处理后再传输,所述IP层数据处理指IP地址的替换以及协议信息的更改,具体为:
主机接口发出的数据包中包含第三网络参数,将第三网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第一网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和(TCP、UDP)进行计算更改,将处理后的数据包发送至外网接口;外网接口接收到的数据包中包含第一网络参数,将第一网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第三网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和(TCP、UDP)进行更改,将处理后的数据包发送至主机接口。这种模式下,虽然主机没有直接模拟成虚拟网卡,但是主机传输的数据经过处理后可以等效为虚拟网卡传输的数据。
以上两种工作模式在主机或装置确定好主机的网络参数是静态还是动态的情况下,可固定只保留一种工作模式。也可以在此基础上增加一个判断模块,用于根据第三网络参数是静态还是动态,选择相对应的工作模式,若是动态网络参数,则选择工作模式一;若是静态网络参数,则选择工作模式二;
一种网络自动接入装置,如图2,包括:主机接口、外网接口、创建虚拟网关虚拟网卡模块、拨号模块、虚拟网卡、虚拟网关、主机模拟模块。其中,创建虚拟网关虚拟网卡模块、拨号模块、虚拟网卡、虚拟网关、主机模拟模块的功能由软件程序实现。
该装置对主机接口及外网接口的接口类型不做限制,可以为实现其传输功能的任意接口类型,比如:USB、WIFI、以太网接口、RS232、RS485、RS422、光纤接口等,本实施例以主机接口为USB接口,外网接口为以太网接口为例,主机接口连接主机的USB接口,外网接口连接网线。如图1为本装置与主机和外网之间的连接关系。
创建虚拟网关虚拟网卡模块,用于在主机接口与外网接口之间创建虚拟网关及虚拟网卡,图中只示意出虚拟网卡和虚拟网关,创建模块未画出;
拨号模块,用于网络接入认证;
虚拟网卡,用于网络接入认证后获取第一网络参数及第二网络参数,第一网络参数为虚拟网卡的网络参数,第二网络参数为外网网关的网络参数;
虚拟网关,用于根据第二网络参数模拟成外网网关;
主机模拟模块,用于根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据。
所述主机模拟模块可以仅包含DHCP服务器模块,也可以仅包含IP层数据处理模块,或者既有DHCP服务器模块也有IP层数据处理模块,取决于该装置有几种工作模式可选。
所述DHCP服务器模块,用于为主机分配动态网络参数,所述动态网络参数与第一网络参数相同,至少包括IP地址相同、GW相同、MAC地址相同。
所述IP层数据处理模块,用于将主机接口与外网接口之间通信的数据进行IP层数据处理,所述IP层数据处理为IP地址替换和协议信息的更改。具体为:主机接口发出的数据包中包含第三网络参数,将第三网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第一网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和(TCP、UDP)进行计算更改,将处理后的数据包发送至外网接口;外网接口接收到的数据包中包含第一网络参数,将第一网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第三网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和(TCP、UDP)进行更改,将处理后的数据包发送至主机接口。
当该装置既含有DHCP服务器模块也有IP层数据处理模块时,还包括工作模式判断模块,所述工作模式判断模块用于判断主机的网络参数为静态网络参数还是动态网络参数,若是动态网络参数,DHCP服务器模块工作;若是静态网络参数,IP层数据处理模块工作。如图2所示即为这种自动完成网络拨号并给主机提供网络接口的装置的结构示意图。
自动完成网络拨号并给主机提供网络接口的装置可应用在智能TV、电脑、手机等产品上,即主机为智能TV、电脑、手机等,为其进行自动网络拨号并为其提供网络接口。

Claims (5)

1.一种网络自动接入方法,其特征在于,包括以下步骤:
在主机接口与外网接口之间创建虚拟网关及虚拟网卡,定义虚拟网卡的网络参数为第一网络参数、外网网关的网络参数为第二网络参数;
通过拨号模块进行网络接入认证,认证成功后,虚拟网卡获取到第一网络参数,并获取到第二网络参数;
根据第二网络参数将虚拟网关模拟成外网网关,定义主机的网络参数为第三网络参数,根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据,具体包括:判断主机的第三网络参数为静态网络参数还是动态网络参数,若是动态网络参数,则选择工作模式一;若是静态网络参数,则选择工作模式二;
工作模式一:由虚拟网关给主机分配动态网络参数,所述动态网络参数与第一网络参数相同,至少包括IP地址相同、GW相同、MAC地址相同,主机接口与外网接口之间通信的数据是透传的;
工作模式二:主机接口与外网接口之间通信的数据经IP层数据处理后再传输,所述IP层数据处理包括IP数据包中IP地址的替换与协议信息的更改;
实现主机接口与外网接口之间的数据传输。
2.根据权利要求1所述的网络自动接入方法,其特征在于,根据第二网络参数将虚拟网关模拟成外网网关的方法包括:将虚拟网关的网络参数设置成与第二网络参数相同,至少包括IP地址相同、MAC地址相同。
3.根据权利要求1或2所述的网络自动接入方法,其特征在于,虚拟网关通过DHCP功能分配动态网络参数给主机。
4.根据权利要求1或2所述的网络自动接入方法,其特征在于,IP层数据处理包括:主机接口发出的数据包中包含第三网络参数,将第三网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第一网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和进行更改,将处理后的数据包发送至外网接口;外网接口接收到的数据包中包含第一网络参数,将第一网络参数中的IP地址、MAC地址分别转换为第三网络参数中的IP地址、MAC地址,并将数据包中的IP层校验和及传输层校验和进行更改,将处理后的数据包发送至主机接口。
5.一种网络自动接入装置,其特征在于,包括:
主机接口;
外网接口;
创建虚拟网关虚拟网卡模块,用于在主机接口与外网接口之间创建虚拟网关及虚拟网卡;
拨号模块,用于网络接入认证;
虚拟网卡,用于网络接入认证后获取第一网络参数及第二网络参数,第一网络参数为虚拟网卡的网络参数,第二网络参数为外网网关的网络参数;
虚拟网关,用于根据第二网络参数模拟成外网网关;
主机模拟模块,用于根据第一网络参数将主机传输的数据模拟成虚拟网卡传输的数据;
主机模拟模块包含DHCP服务器模块、IP层数据处理模块,DHCP服务器模块用于为主机分配动态网络参数,所述动态网络参数与第一网络参数相同,至少包括IP地址相同、GW相同、MAC地址相同;IP层数据处理模块用于将主机接口与外网接口之间通信的数据进行IP层数据处理,所述IP层数据处理包括IP地址的替换、协议信息的更改;
工作模式判断模块,所述工作模式判断模块用于判断主机的网络参数为静态网络参数还是动态网络参数,若是动态网络参数,DHCP服务器模块工作;若是静态网络参数,IP层数据处理模块工作。
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