一种基于TCP/IP协议改造的Wi-Fi信号扩展系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到wireless信号扩展技术领域，具体涉及一种基于TCP/IP协议改造 的wifi信号扩展系统及方法，其采用修改TCP/IP协议栈方法来达到改变网络数据报文流 向的目的，使无线wifi信号更大范围的覆盖。
【背景技术】
[0002] 随着网络信息技术的发展，人们的生活、学习、教育、娱乐等诸多活动越来越丰富、 越来越便利，而wifi信号又使得人们可以使用移动终端，使得这些活动越加的便利，但受 限于wifi信号信号覆盖范围小，穿墙能力差，以及现实生活中空间障碍物多的局限性，如 家里比较大或者拐角比较多，有很多地方就会成为无线信号的"盲区"，导致wifi信号覆盖 范围小，信号差，严重影响用户的使用体验性。在这种情况下提出wifir印eater方案，以 实现wifi信号更大范围的覆盖，使用户的移动空间更加广泛。这种布网方案实现方式是在 无线AP信号范围的边界部署一个repeater,使用repeater对无线wifi信号进行扩展，从 而能够更大范围的进行无线信号的覆盖。
[0003] 但是目前市面上repeater解决方案中需要在AP和Repeater上安装一个代理进 程实现一个类似IP隧道的方法，但是这样就需要wlanap和wlanrepeater配套使用，wlan repeater的兼容性不强，无法与其它厂家的wlanap配套使用。
【发明内容】
[0004] 针对【背景技术】存在的问题，本发明提供一种基于TCP/IP协议改造的wifi信号扩 展系统及方法，通过在R印eater上对IP数据报文传输路径的改变来达到无线信号扩展的 目的，而不需要在WLANAP上进行任何功能扩展。此方案可以和市面常用的WLANAP配套 使用，兼容性强。
[0005] 本发明提供wifi中继实现方法的一种新的思路。首先，将Repeater放置在WLAN AP信号范围的边界，使Repeater通过station模式连接上WLANAP,Repeater成功连接上 AP后会创建一个新的wifi信号源发送出一个和WLANAPSSID-致，加密方式一致，密钥 一致的信号出来，这样WLANAP信号所覆盖不到的区域的wifi终端表现上可以获取WLAN AP发送出来的信号，其实，这个信号这是wifir印eater发送出来的信号。本发明的特征在 于只在Repeater上进行功能扩展就能够实现wifirepeater功能，通过在Repeater上修 改发送报文和接受发送的传输路径来实现wifirepeater功能。
[0006] 本发明采用如下技术方案实现：
[0007] -种基于TCP/IP协议改造的wifi信号扩展系统，系统架构包括有三层，分别为网 络接口层、网络协议层、应用层；所述网络接口层包括sta网络接口一Staiface和AP网络 接口一APiface;所述网络协议层包括TCP/IP协议栈；所述应用层包括APP_Itepeater;网 络接口层与网络协议层双向连接，网络协议层与应用层双向连接，AP与Staiface双向连 接，PC与APiface双向连接；
[0008] 所述网络接口层，Staiface用来连接Ap，构建物理通信通道；
[0009] 所述网络协议层，在此层修改IP数据包传输方向；
[0010] 所述应用层，实现的功能包括：
[0011] 1)创建socket句柄，
[0012] 2)接受网络协议栈上传上来的报文，
[0013] 3)修改IP数据报文的源地址并建立wifi终端与目的地址的映射链表，
[0014] 4)发送IP报文。
[0015] -种基于TCP/IP协议改造的wifi信号扩展方法：将r印eater放置到AP信号边 界区域，将wifi终端放置在AP信号覆盖区域外、repeater信号覆盖区域内。在repeater 上扫描WLANAP发送出来的信号，选择信号源，选择认证模式，输入密钥，使r印eater成功 连接AP;随后r印eater会发送一个和WLANAPSSID-样，认证模式一样，密钥一样的信号 出来；远端的wifi终端连接上repeater发送出来的信号。
[0016] 本发明通过在r印eater上修改TCP/IP协议栈来改变IP报文的传送路径，当 repeater协议栈接收到wifi终端要发送到外网的IP报文后，改变此IP报文的路径，在IP 将此报文上传至上层应用APP_Itepeater，APP_Itepeater将此报文进行重新封装将此报文 的源IP地址（wifi终端的IP地址）修改成STAiface网络接口的IP地址，目标地址不变 动，同时将目标地址和wifi终端的IP地址做一个映射链表STA_DSTLIST保存到缓存中 并做100ms超时删除处理动作；当外网数据返回时，repeaterTCP/IP协议栈接受到返回的 IP报文，改变此IP报文的路径，在IP协议栈将此IP报文上传至上层应用APP_ttepeater， APP_Itepeater截获IP报文并获取IP报文的源地址，然后在链表STA_DSTLIST中查找此地 址对应的wifi终端IP地址，最后APP_Repeater将此IP报文的目标IP地址修改成查询 到wifi终端地址并通过APiface网络接口发送给wifi终端。
[0017] 所述wifi终端发送报文给外网的具体步骤如下：
[0018]步骤 1:启动进程APP_Repeater，创建 2 个socket句柄socket_s和socket_a，2 个socket句柄分别对应repeater的sta网络接口和AP网络接口；
[0019] 步骤2 :新建一个缓存链表STA_DSTLIST，用来存放wifi终端IP地址和要访问外 网地址的映射表，超时时间为l〇〇ms，超过这个时间STA_DSTLIST就将这条记录删除；
[0020] 步骤3 :Repeater网络协议栈截获wifi终端发送到外网的IP报文；
[0021] 步骤4 :修改网络协议栈截获到IP数据报文路径，路径目的点为进程APP_ Repeater；
[0022] 步骤5 :进程APP_Itepeater接收到IP报文；
[0023] 步骤6:将IP报文源地址和目标地址形成一个1对映射保存到链表STA_DST LIST；
[0024] 步骤7:将IP报文修改源地址为repeatersta网络接口的IP地址，使用socket_ a发送报文；
[0025] 步骤8:返回步骤3,截获新IP数据报文。
[0026] 所述WLANAP返还外网报文给wifi终端的具体步骤如下：
[0027]步骤 1:启动进程APP_Repeater，创建 2 个socket句柄socket_s和socket_a，2 个socket句柄分别对应repeater的sta网络接口和AP网络接口；
[0028] 步骤2 :新建一个缓存链表STA_DSTLIST，用来存放wifi终端IP地址和要访问外 网地址的映射表，超时时间为100ms，超过这个时间STA_DSTLIST就将这条记录删除；
[0029] 步骤3 :网络协议栈截获WLANAP返还给R印eater的IP数据报文；
[0030] 步骤4:修改网络协议栈截获到IP数据报文路径，路径目的点为进程APP_ Repeater；
[0031] 步骤5 :进程APP_Itepeater接收到IP报文；
[0032] 步骤6 :进程APP_Itepeater在STA_DSTLIST中查询接受到的IP报文源地址；
[0033] 步骤7 :源IP地址是否在STA_DSTLIST中；
[0034] 步骤8 :如果不存在，丢弃报文，转步骤11 ;
[0035] 步骤9 :如果存在，转步骤10 ;
[0036] 步骤10 :进程APP_Itepeater将IP报文的目的地址改成查询到的IP地址的映射 地址，使用scoket_s发送，转步骤11 ;
[0037] 步骤11 :返回步骤3,截获新IP数据报文。
[0038] 本发明解决了现有技术repeater设备兼容性不强，需要wlanap和wlan repeater配套使用，wlanrepeater的兼容性不强，无法与其它厂家的wlanap配套使用， 适用性差的问题。本发明所采用技术不需要在WLANAP上进行任何功能扩展。此方案可以 和市面常用的WLANAP配套使用，兼容性强。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明的网络部署图；
[0040] 图2为本发明的系统结构示意图；
[0041] 图3为wifi终端发送报文给外网流程图；
[0042] 图4为WLANAP返还外网报文给wifi终端流程图。
[0043] Wifi:WIreless_Fidelity，无线保真、无线宽带；
[0044] Repeater:中继；
[0045] WLAN:无线局域网；
[0046] Sta:station，无线客户端，wifi终端；
[0047]AP:WirelessAccessPoint，无线访问接入点；
[0048] STA_DSTLIST:用来存放wifi终端IP地址和要访问外网地址的映射表。
【具体实施方式】
[0049] 参见图1，本发明在日常使用中最为常见的网络部署图，将r印eater放置到AP 信号边界区域，将wifi终端放置在AP信号覆盖区域外、r印eater信号覆盖区域内。在 r印eater上扫描WLANAP发送出来的信号，选择信号源，选择认证模式，输入密钥，使 repeater成功连接AP;随后repeater会发送一个和WLANAPSSID-样，认证模式一样，密 钥一样的信号出来；远端的wifi终端连接上repeater发送出来的信号。
[0050] 参见图2,本发明的系统结构示意图，从图中可以发现本发明系统架构有三层， 网络接口层：sta网络接口和AP网络接口；网络协议层：TCP/IP协议栈；应用层：APP_ Repeater；
[0051] >网络接口层
[0052]Staiface用来连接