CN1258148A - 一种外交互虚拟局域网网络通信方法 - Google Patents

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秦立军
郭新明
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    • H04L9/40—Network security protocols

Abstract

本发明涉及一种外交互虚拟局域网网络通信方法,它是通过在主站和用户站之间指定一个物理或逻辑通道为一个虚拟局域网、在主站和用户站之间指定另一个物理或逻辑通道为外交互网络、其中一个站在虚拟局域网上发送标准的局域网物理帧、另一个站通过外交互网络传输标准的局域网物理帧等途径实现的。本发明将传统通信系统中单向方式和双向方式有机地结合在一起,实现资源共享;使现有的单向网络成为完整的外交互网络。本发明全面透明地支持多种局域网协议,支持各种局域网的应用软件。

Description

一种外交互虚拟局域网网络通信方法
本发明涉及一种外交互虚拟局域网网络通信方法，属于网络通信领域。
传统的通信系统中，人们的通信模型是对称的，信息的往返传输都是在一个物理介质上实现。例如，人们打电话时，发送的话音和接收的话音都在一条电话线上传输；双向卫星系统中，数据的发送和接收也都是通过卫星信道实现。为了降低系统的成本，很多新的通信方式出现了，如单向的卫星通信系统和单向的有线电视系统。但是，纯粹的单向通信用户只能被动地接收信息，它无法解决用户之间交互信息的需求。例如，用户A想查阅用户B图书馆的资料就无法实现。采用局域网的通信方式可满足网上用户之间交换信息的需求，局域网是一个采用广播和介质共享的网络，其本质特征是，用户发送的局域网数据包可以被网络上的任何用户接收。但是，这个接收是有一定条件的，接收设备的物理地址必须和数据包的目标地址一致才可以接收。对于一些特定的系统，例如支持广播的单向通信系统，如单向卫星系统或者是单向有线电视系统，用户根本就不能发送数据，因此并不能构成局域网。另外，对于一些不支持广播的系统，例如电话拨号上网，虽然支持双向通信，但不支持广播协议，也无法实现局域网。
为解决上述问题，本发明的目的是在未实现局域网的、或单向通信系统中提供一种简便的双向通信方法，即外交互虚拟局域网网络通信方法，它使得主站与用户之间在一个无法直接实现局域网的介质上构造局域网，从而简化网络结构，支持局域网的所有协议。
为实现本发明目的，本发明提出了一种外交互虚拟局域网网络通信方法，其方法如下：
——在主站和用户站之间指定一个物理或逻辑通道为一个虚拟局域网；
——在主站和用户站之间指定另一个物理或逻辑通道为外交互网络；
——其中一个站在虚拟局域网上发送标准的局域网物理帧；
——另一个站通过外交互网络传输标准的局域网物理帧。
主站与用户站之间数据通信步骤如下：
——主站按照局域网标准在虚拟局域网上向用户站发送局域网物理帧；
——用户站接收局域网物理帧；
——在用户站数据接收设备上安装发送软件仿真和转换程序，将反馈的局域网物理帧数据通过外交互网络发送；
——在主站数据发送设备上安装接收软件仿真和转换程序，模拟接收设备，用以接收该虚拟局域网物理帧；
——虚拟局域网物理帧的发送与接收通过外交互网络实现。
本发明的原理就是利用外交互技术，将数据的收发分割到两个信道上，利用一个物理或逻辑信道接收，另一个物理或逻辑信道发送；在一个不支持局域网的系统中安装软件仿真和转换程序、并通过外交互网络信道传递局域网物理帧以构造一个虚拟的局域网。
现结合附图对本发明做进一步地说明：
附图1为本发明方法原理示意图；
附图2为本发明用户站软件仿真和转换程序流程示意图；
附图3为本发明主站软件仿真和转换程序流程示意图；
附图4为卫星通信系统应用外交互虚拟局域网方法进行网络通信的示意图。
附图5为单向卫星通信系统外交互虚拟局域网网络协议示意图。
如图1所示，外交互虚拟局域网网络通信方法由下列步骤实现：
——在主站(1)和用户站(2)之间指定一个物理或逻辑通道为一个虚拟局域网(11)；
——在主站(1)和用户站(2)之间指定另一个物理或逻辑通道为外交互网络(3)；
——其中一个站在虚拟局域网(4)上发送标准的局域网物理帧；
——另一个站通过外交互网络(3)传输标准的局域网物理帧。
上述的虚拟局域网(11)中包括有一条单向的物理或逻辑信道(4)，该信道(4)可以是卫星通信系统、有线电视系统等中的信道。上述的外交互网络(3)可以是一个标准的Internet网，或其它外接网络，也可以由双向通信中的某一信道构成。外交互网络(3)在主站(1)和用户站(2)对应安装有外交互网发送器(8)和外交互网接收器(7)。外交互网发送器和外交互网接收器可以是网卡，也可以是调制解调器(MODEM)等网络设备。
如图2、图3所示，为本发明用户站软件仿真和转换程序流程示意图和主站软件仿真和转换程序流程示意图。用户站软件仿真流程大体是这样：用户站发送应答数据，如确定为发送，进一步检查是否有外交互网络设备，如是，则将欲发送应答数据按照外交互网络设备的数据格式进行打包和发送。主站软件仿真和转换程序流程大体是这样的：来自外交互网络的数据进入主站软件仿真和转换程序，先检查是否包含虚拟局域网物理帧的数据，如是，进一步检查接收到的物理帧数据是否合法，如不合法，丢弃该数据包，如合法，则该物理帧数据进入到主站通信设备中。
如图4所示，为卫星通信系统应用外交互虚拟局域网方法进行网络通信的示意图。在单向卫星通信系统中，由于每个卫星用户都处于相互隔离的地点，无法通过单向物理信道发现对方，采用外交互虚拟局域网，所有的用户都被虚拟为该局域网的一个用户，如图4所示，当用户A访问位于虚拟局域网的用户B时，通过虚拟局域网发送的物理帧数据绕经外交互网络复制到主站，主站将这个物理帧数据包通过含单向物理信道(4)的虚拟局域网(11)进行广播，用户B可以从接在虚拟局域网的设备中发现用户A的数据。而用户B发送到虚拟局域网的数据也通过用户B的外交互网络发送到主站，并再次向虚拟局域网发送，最终被用户A接收。
图5所示，为单向卫星通信系统应用外交互虚拟局域网网络协议层次图，其数据传输步骤如下：
——主站(1)按照局域网标准在虚拟局域网(4)上向用户站发送局域网物理帧。即将应用程序的数据通过TCP/UDP模块和IP模块转换为IP包后送到单向数据发送设备(9)上，单向数据发送设备(9)将IP数据打包为局域网物理帧数据后经发送口发送到虚拟局域网(11)的单向物理信道(4)上；
——用户站(2)接收该局域网物理帧数据；
——在用户站(2)数据接收设备(10)上安装发送软件仿真和转换程序，用户站发送数据时，用户站应用程序相应通过TCP/UDP模块和IP模块将发送数据打包为IP包后送到该用户站单向数据接收设备(10)上，单向数据接收设备(10)中安装的软件仿真和转换程序将数据转化为虚拟局域网物理帧、并重新加上TCP/IP的数据头通过外交互网络(3)发送到主站的外交互网接收器上；
——在主站数据发送设备(9)上安装接收软件仿真和转换程序，模拟接收设备，用以接收上述虚拟局域网物理帧；主站接收数据时，主站(1)的外交互接收器确认这个数据是虚拟局域网物理帧后，将其传输给单向数据发送设备中的软件仿真和转换程序，经过其IP层/TCP层到达主站应用程序。
——虚拟局域网物理帧的发送与接收通过外交互网络(3)实现。
若只从本发明数据流程的第一步和最后一步观察，主站的应用程序从本站的单向数据发送设备(9)上发送了局域网物理帧，而最终又从这个单向数据发送设备(9)上接收到了所需的局域网物理帧，因此构成了一个虚拟的局域网。
本发明突破了传统局域网对实际通信介质的各种限制，从而打破了传统通信系统中单向方式和双向方式相互孤立的格局，将两者有机地结合在一起，实现资源共享；本发明改造了现有的单向网络，使之成为完整的外交互网络，方便地解决各种非外交互系统的互通网络问题，可应用在单向卫星通信网络和单向有线电视网络上，也可应用在双向信道通信网络上；本发明全面透明地支持多种局域网协议，支持各种局域网的应用软件。

Claims (4)

1、一种外交互虚拟局域网网络通信方法，是由主站(1)发送数据，用户站(2)接收数据，其特征在于：
——在主站(1)和用户站(2)之间指定一个物理或逻辑通道为一个虚拟局域网(4)；
——在主站(1)和用户站(2)之间指定另一个物理或逻辑通道为外交互网络(3)；
——其中一个站在虚拟局域网(4)上发送标准的局域网物理帧；
——另一个站通过外交互网络(3)传输标准的局域网物理帧。
2、根据权利要求1所述的外交互虚拟局域网网络通信方法，其特征在于主站(1)与用户站(2)之间数据通信步骤如下：
——主站(1)按照局域网标准在虚拟局域网(4)上向用户站发送局域网物理帧；
——用户站(2)接收局域网物理帧；
——在用户站(2)数据接收设备(10)上安装发送软件仿真和转换程序，将反馈的局域网物理帧数据通过外交互网络(3)发送；
——在主站数据发送设备(9)上安装接收软件仿真和转换程序，模拟接收设备，用以接收该虚拟局域网物理帧；
——虚拟局域网物理帧的发送与接收通过外交互网络(3)实现。
3、根据权利要求1所述的外交互虚拟局域网网络通信方法，其特征在于外交互网络(3)可以由外接网络构成。
4、根据权利要求1所述的外交互虚拟局域网网络通信方法，其特征在于外交互网络(3)也可以由双向通信中的某一信道构成。
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