CN115941390A - 一种基于自组网的二层网络通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于自组网的二层网络通信方法，属于网络技术领域，包括：自组网网络B，其包括多个网关节点；将自组网网络B中的其中一个网关节点b.a连接到计算机网络A中，将自组网网络B中的另一个网关节点b.c连接到计算机网络C中；主机a发送业务报文到节点b.a，节点b.a将报文转发给网关节点b.c，网关节点b.c将报文发送给主机c，实现主机a与主机c之间的通信。该方法在满足自组网二层局域网通信前提下，减少了ARP广播在无线自组网中的传播频度，降低了ARP广播所消耗的无线空口资源，提高了自组网通信的效率。
Description
技术领域
本发明属于网络通信技术领域，具体涉及一种基于自组网的二层网络通信方法。
背景技术
计算机局域网采用mac地址寻址和通信，每台计算机网络主机都分配并设置唯一的mac地址。通信源端主机未获取对端主机mac地址时局域网广播发送ARP请求，对端主机回复ARP响应，携带对端主机的mac地址，源端主机将对端主机mac地址缓存在本地，后续可使用缓存mac地址完成数据收发通信过程。
然而，无线自组网通信基于无线通信技术体制，而无线频谱是稀缺资源，采用透传方式发送ARP请求等广播报文，会消耗大量宝贵的无线空口资源，降低了自组网网络通信效率。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于自组网的二层网络通信方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于自组网的二层网络通信方法，包括：
将包括多个网关节点的自组网网络B中的其中一个网关节点b.a与计算机网络A中的主机a相连，并将自组网网络B中的其中一个网关节点b.c与计算机网络C中的主机c相连；
计算机网络A中的主机a向计算机网络A中广播发送获取计算机网络C中主机c的mac地址的ARP请求；
所述网关节点b.a接收到ARP请求后，如果网关节点b.a已经保存了主机c的IP地址和节点b.c的对应关系，则网关节点b.a直接构造ARP响应消息回复给所述主机a；
如果网关节点b.a没有保存主机c的IP地址和节点b.c的对应关系，则网关节点b.a发送请求以获取主机c的IP地址和节点b.c的对应关系并保存该关系后，构造ARP响应消息回复给所述主机a；计算机网络A中的主机a收到ARP响应消息后，保存节点b.a的mac地址；
主机a发送业务报文到节点b.a，节点b.a将报文转发给网关节点b.c，网关节点b.c将报文发送给主机c，实现主机a与主机c之间的通信。
进一步，所述网关节点b.a发送请求以获取主机c的IP地址和节点b.c的对应关系并保存该关系后，构造ARP响应消息回复给所述主机a的过程包括：
网关节点b.a构造MESH_ARP请求并广播发送给自组网网络B内所有通信节点；
所述网关节点b.c收到MESH_ARP请求后，向计算机网络C发送ARP请求；
计算机网络C中的主机c收到网关节点b.c发送的ARP请求后，向网关节点b.c回复ARP响应消息；
网关节点b.c将ARP响应消息翻译成MESH_ARP响应消息，发送给节点b.a；
节点b.a收到MESH_ARP响应消息后，缓存主机c的IP地址和节点b.c的对应关系，构造携带主机c的ip地址和节点b.a的mac地址的ARP响应消息，发送到计算机网络A。
进一步，所述网关节点b.a收到数据报文后，根据数据报文的目标IP地址查找缓存，确定该目标IP匹配的目标节点；
确定目标节点后，剔除数据报文中mac协议层头部后转发给目标节点。
进一步，所述网关节点b.c收到报文后，根据缓存中保存的主机c的mac地址，补充新mac协议层头部，发送到网络C中的主机c。
本发明提供的一种基于自组网的二层网络通信方法具有以下有益效果：
本发明利用自组网网络B来进行通信，由于自组网网络中的节点b.a能缓存主机c的IP地址和节点b.c的对应关系，当计算机主机a与主机c通信时，b.a可以直接回复ARP响应消息给主机a，由此减少了ARP广播在无线自组网中的传播频度，并且b.a中可以保存多个目标节点的IP地址与自组网节点的关系，因此b.a不用每次都向自组网内发送MESH_ARP请求，由此减少了ARP广播在无线自组网中的传播频度，降低了ARP广播所消耗的无线空口资源，提高了自组网通信的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，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为本发明实施例的一种自组网二层网络结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例：
本发明提供了一种基于自组网的二层网络通信方法，具体如图1所示，包括：自组网网络B，其包括多个网关节点；将自组网网络B中的其中一个网关节点b.a连接到计算机网络A中，将自组网网络B中的另一个网关节点b.c连接到计算机网络C中。
计算机网络主机a与计算机主机c通信，主机a与主机c处于同一个局域网，主机a未获得主机c的mac地址，根据协议要求，主机a在计算机网络A中广播发送ARP请求；
自组网网络B中网关节点b.a从关联网络A中获取到ARP广播报文后，若ARP目标IP地址已存在，则直接回复ARP响应，响应消息携带本节点的mac地址；若目标IP地址不存在，则根据自组网通信协议构造MESH_ARP请求，广播发送给自组网网络B内所有通信节点。
自组网通信节点b.c收到节点b.a广播发送的MESH_ARP请求后，构造计算机网络ARP请求消息，发送到网络C中，主机C收到ARP请求，回复ARP响应给节点b.c，ARP响应中携带主机C的IP地址和mac地址。
节点b.c将ARP响应翻译成MESH_ARP响应消息，发送给节点b.a；节点b.a缓存主机C的IP和节点b.c的对应关系，并构造ARP响应消息，携带目标IP地址(即主机C的ip地址)和目标mac地址(节点b.a的mac地址)发送到网络A。
网络A中主机a收到ARP响应，将主机C的mac地址(实际是节点b.a的mac地址)保存；组织业务报文发送到主机C的mac地址(实际是网关节点b.a的mac地址)。
节点b.a收到数据报文后，根据数据报文的目标IP地址查找缓存，确定该目标IP匹配的目标节点是节点b.c，剔除报文中mac协议层头部，转发给网关节点b.c。
网关节点b.c收到报文后，根据缓存中保存的主机C的mac地址，补充新mac协议层头部，发送到网络C中的主机c。
本发明具体实施例如下：
自组网节点收到计算机网络的ARP-REQUEST：
步骤1：根据ARP-REQUEST的SenderIpAddress和SenderMacAddress，保存&更新到IP-Mac-Map缓存中；
步骤2：根据ARP-REQUEST报文中携带信元TargetIpAddress到IP-Node-Map缓存查询，若查询命中则构造ARP-REPLY消息，其中SenderIpAddress设置为ARP-REQUEST的TargetIpAddress，SenderMacAddress设置为自组网节点自身mac地址，TargetIpAddress设置ARP-REQUEST的SenderIpAddress，TargetMacAddress设置为ARP-REQUEST的SenderMacAddress；处理结束，退出。
若查询未命中，调整到步骤3执行；
步骤3：根据ARP-REQUEST的SenderIpAddress、TargetIpAddress构造MESH-ARP-REQUEST，设置SenderNodeId为当前自组网节点的节点ID，并广播发送到自组网中，处理结束，退出。
自组网节点收到无线自组网网络内部的MESH-ARP-REQUEST
步骤1：根据MESH-ARP-REQUEST的SenderIpAddress和SenderNodeId，保存&更新到IP-Node-Map缓存中；
步骤2：如果当前节点为中继节点，处理结束，退出；如果当前节点为网关节点，继续步骤3处理；
步骤3：构造ARP-REQUEST，向计算机网络中广播发送，其中SenderIpAddress设置为MESH-ARP-REQUEST请求的SenderIpAddress，SenderMacAddress设置为当前自组网节点的mac地址；TargetIpAddress设置为MESH-ARP-REQUEST的TargetIpAddress；处理结束，退出。
自组网节点收到计算机网络的ARP-REPLY
步骤1：根据ARP-REPLY的SenderIpAddress和SenderMacAddress，保存&更新到IP-Mac-Map缓存中；
步骤2：根据ARP-REPLY报文中携带信元TargetIpAddress到IP-Node-Map缓存区查询，若查询未命中，过程异常退出；如果查询命中，继续步骤3处理；
步骤3：根据ARP-REPLY的SenderIpAddress构造MESH-ARP-REPLY消息，并设置SenderNodeId为当前自组网节点的节点ID，并发送到步骤2查询结果所在自组网目标节点ID，。
自组网节点收到无线自组网网络内部的MESH-ARP-REPLY
步骤1：根据MESH-ARP-REPLY的SenderIpAddress和SenderNodeId，保存&更新到IP-Node-Map缓存中；
步骤2：如果当前节点为中继节点，处理结束，退出；如果当前节点不是MESH-ARP-REPLY消息目标节点，处理结束，退出；否则，继续步骤3处理；
步骤3：构造ARP-REPLY，向计算机网络中广播发送，其中SenderIpAddress设置为MESH-ARP-REPLY的SenderIpAddress，SenderMacAddress设置为当前自组网节点的mac地址；TargetIpAddress设置为MESH-ARP-REPLY的TargetIpAddress；
以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于自组网的二层网络通信方法，其特征在于，包括：
将包括多个网关节点的自组网网络B中的其中一个网关节点b.a与计算机网络A中的主机a相连，并将自组网网络B中的其中一个网关节点b.c与计算机网络C中的主机c相连；
计算机网络A中的主机a向计算机网络A中广播发送获取计算机网络C中主机c的mac地址的ARP请求；
所述网关节点b.a接收到ARP请求后，如果网关节点b.a已经保存了主机c的IP地址和节点b.c的对应关系，则网关节点b.a直接构造ARP响应消息回复给所述主机a；
如果网关节点b.a没有保存主机c的IP地址和节点b.c的对应关系，则网关节点b.a发送请求以获取主机c的IP地址和节点b.c的对应关系并保存该关系后，构造ARP响应消息回复给所述主机a；计算机网络A中的主机a收到ARP响应消息后，保存节点b.a的mac地址；
主机a发送业务报文到节点b.a，节点b.a将报文转发给网关节点b.c，网关节点b.c将报文发送给主机c，实现主机a与主机c之间的通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于自组网的二层网络通信方法，其特征在于，所述网关节点b.a发送请求以获取主机c的IP地址和节点b.c的对应关系并保存该关系后，构造ARP响应消息回复给所述主机a的过程包括：
网关节点b.a构造MESH_ARP请求并广播发送给自组网网络B内所有通信节点；
所述网关节点b.c收到MESH_ARP请求后，向计算机网络C发送ARP请求；
计算机网络C中的主机c收到网关节点b.c发送的ARP请求后，向网关节点b.c回复ARP响应消息；
网关节点b.c将ARP响应消息翻译成MESH_ARP响应消息，发送给节点b.a；
节点b.a收到MESH_ARP响应消息后，缓存主机c的IP地址和节点b.c的对应关系，构造携带主机c的ip地址和节点b.a的mac地址的ARP响应消息，发送到计算机网络A。
3.根据权利要求1所述的一种基于自组网的二层网络通信方法，其特征在于，所述网关节点b.a收到数据报文后，根据数据报文的目标IP地址查找缓存，确定该目标IP匹配的目标节点；
确定目标节点后，剔除数据报文中mac协议层头部后转发给目标节点。
4.根据权利要求1所述的一种基于自组网的二层网络通信方法，其特征在于，所述网关节点b.c收到报文后，根据缓存中保存的主机c的mac地址，补充新mac协议层头部，发送到网络C中的主机c。
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| CN101621449A (zh) * | 2008-06-30 | 2010-01-06 | 华为技术有限公司 | mesh网络中终端接入和代理更新的方法、装置 |
| CN114710795A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-05 | 希诺麦田技术（深圳）有限公司 | 无线自组网的arp表优化方法、设备及应用 |
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