专利名称：一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，具体的说，是一种WiFi 终端设备通过WiFi无线网接入有线以太网的方法。
背景技术：
随着WiFi技术的普及，支持WiFi功能的设备也越来越多，选择WiFi连接已经成 为人们的一种趋势和习惯。目前市场上提供的无线AP(AcCresS Point，接入点)和无线路 由器就是用于组建WiFi无线网络的设备。无线AP用于提供WiFi终端设备对有线局域网和从有线局域网对WiFi终端设备 的访问，同时支持在访问AP(接入点)覆盖范围内的WiFi终端设备可以通过它进行相互通 信。同时为了扩展无线网络的覆盖范围，达到WiFi终端设备能够在网络中漫游的目的，无 线AP还需要提供多AP互联，为此，无线AP采用了网桥模式、AP到AP无线桥接、多AP桥接、 无线信号中继等技术实现。无线路由器是无线AP与宽带路由器的一种结合体，它借助于路由器功能，可实现 家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的接入共享。另外，无线路由 器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交 换数据就非常方便。所以无线路由器不仅需要提供无线AP的基本功能，如WiFi终端设备 和有线局域网之间的通信、WiFi终端设备和WiFi终端设备之间的通信、WiFi终端设备在 不同无线AP之间的漫游等功能，还需要提供路由、ADSL或小区宽带的无线接入及共享等功 能。基于以上特点，无线路由器适合于个人家庭、学生、小型企业用户的无线组网，而 由于无线AP具有更强的信号收发能力，更大的传输范围，支持更多的用户接入数量，适合 于中、大型企业的无线组网。以上所述无线AP和无线路由器功能复杂，势必造成其成本高， 功耗大、体积大，且不适于携带。然而在实际应用中，许多情形下WiFi终端设备的应用需求 仅仅限于接入有线以太网，而其他功能如WiFi网内的WiFi终端设备之间的相互通信、WiFi 终端设备在不同AP间的漫游等很少用到或根本不需要，在此情况下，使用无线AP或无线路 由器变得很不经济。
发明内容
本发明提出的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法就解决了以上问题， 与无线AP或无线路由器相比，采用本发明方法实现的以太网WiFi适配器11只实现WiFi 终端设备对有线局域网和从有线局域网对WiFi终端设备的访问，而不实现WiFi终端设备 和WiFi终端设备之间的通信，以及WiFi终端设备在不同无线AP之间的漫游所需要的网桥 模式、AP到AP无线桥接、多AP桥接、无线信号中继等技术，同时也不实现无线路由器的路 由器功能、ADSL或小区宽带的接入及共享功能。为了达到以上目的，本发明的技术方案如下
一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，包括以下步骤以太网WiFi适配器11和有线以太网13建立有线连接；WiFi终端设备12和以太网WiFi适配器11建立无线连接；WiFi终端设备12和有线以太网13数据通信的过程中，以太网WiFi适配器11将 WiFi终端设备12发出的WiFi格式的数据帧在0SI数据链路层上转换成以太网格式的帧， 并发给有线以太网13;WiFi终端设备12和有线以太网13数据通信的过程中，以太网WiFi适配器11将 从有线以太网13接收到的以太网格式的帧在0SI数据链路层上转换成WiFi格式的数据帧 发给WiFi终端设备12。其中，所述的以太网WiFi适配器11和WiFi终端设备12的连接模式包括AP模式 和ADH0C模式。其中，所述的以太网WiFi适配器11和WiFi终端设备12建立连接的认证模式包 括开放系统认证和共享密钥认证。其中，所述的WiFi终端设备12包括但不限于具有WiFi功能的个人计算机、小型 计算机、数据处理工作站、WiFi扫描仪、WiFi手机、WiFi移动处理器以及其它各种具有WiFi 功能的处理系统；可以支持一台或多台WiFi终端设备同时和以太网WiFi适配器11连接。其中，所述的以太网WiFi适配器11支持IEEE 802. 11系列协议，包括IEEE 802. lla、IEEE802. lib、IEEE 802. llg 和 IEEE 802. 1 In 协议，支持其中一种或多种。其中，所述的以太网WiFi适配器11支持IEEE 802. 3系列协议，包括IEEE 802.3、 IEEE802. 3u和IEEE 802. 3ab协议，支持其中一种或多种。其中，所述的在0SI数据链路层上将WiFi格式的数据帧转换成以太网格式的帧的 方法包括将一帧WiFi数据帧转换成一帧以太网帧、将多帧WiFi数据帧合并转换成一帧以 太网帧、或将一帧WiFi数据帧拆分转换成多帧以太网帧。其中，所述的在0SI数据链路层上将以太网格式的帧转换成WiFi格式的数据帧的 方法包括将一帧以太网帧转换成一帧WiFi数据帧、将多帧以太网帧合并转换成一帧WiFi 数据帧、或将一帧以太网帧拆分转换成多帧WiFi数据帧。其中所述以太网WiFi适配器11直接丢弃不同WiFi终端设备12之间通信的WiFi 数据帧。本发明所述的以太网WiFi适配器11与无线AP和无线路由器相比功能专一，不需 要功能强大的处理器和大容量的存储器，容易实现小型化，方便携带，同时具有降低成本、 功耗更低，更加节能的优点。
图1是WiFi终端设备通过以太网WiFi适配器连接有线以太网的示意2是本发明实施例的一个典型应用3是一帧WiFi格式的数据帧转换成一帧以太网格式的帧的帧转换格式4是多帧WiFi格式的数据帧合并转换成一帧以太网格式的帧的帧转换格式5是一帧WiFi格式的数据帧拆分转换成两帧以太网格式的帧的帧转换格式图
具体实施例方式
在以下的说明中，将详细描述该方法的具体实施细节，以便提供对本发明全面的 理解。然而本专业的技术人员会知道，本发明也可以通过其他类似的细节实施。图1是WiFi终端设备通过以太网WiFi适配器连接以太网的示意图，如图1所示， 以太网WiFi适配器11和以太网13建立有线连接22。WiFi终端设备12和以太网WiFi适 配器11建立无线连接21，并且响应WiFi终端设备12的控制帧和管理帧并发送控制帧和管 理帧给WiFi终端设备12，以保持WiFi终端设备12和以太网WiFi适配器11的连接和数据 通路。此时，WiFi终端设备12和有线以太网13已经可以进行数据通信，在WiFi终端设备 12和有线以太网13数据通信的过程中，以太网WiFi适配器11将WiFi终端设备12发出的 WiFi格式的数据帧在0SI数据链路层上转换成以太网格式的帧，并发给有线以太网13 ；同 时以太网WiFi适配器11将从有线以太网13接收到的以太网格式的帧在0SI数据链路层 上转换成WiFi格式的数据帧发给WiFi终端设备12。图2是本发明实施例的一个典型应用图。在本实施例中，以太网WiFi适配器200 和以太网路由器201连接，以太网路由器201和WAN(广域网)202连接，以太网WiFi适配 器200和以太网路由器201的接口所采用的以太网协议为IEEE 802. 3u，工作于100M全双 工模式。在本实施例中，以太网WiFi适配器200工作于WiFi协议的AP模式，定期发送信 标帧(BeaconFrame)，并对WiFi终端设备的轮询请求帧(Probe Request Frame)进行响应。 当WiFi终端一 203或WiFi终端二 204请求连接，并通过以太网WiFi适配器200的认证后， 即与以太网WiFi适配器200建立无线连接。在本实施例中，为了提供更高的安全级别，WiFi终端和以太网WiFi适配器200的 认证过程采用共享密钥认证。以太网WiFi适配器200将从WiFi终端一 203或WiFi终端二 204接收到的数据 帧进行分析，对于发送到有线以太网的数据帧，在0SI数据链路层上转换成以太网格式的 帧发给以太网路由器201 ；同时以太网WiFi适配器200将来自以太网路由器201的帧，在 0SI数据链路层上转成WiFi格式的数据帧，发送到WiFi终端一 203或WiFi终端二 204。通过以上数据转换，WiFi终端一 203和WiFi终端二 204就可以和以太网路由器 201进行数据通信，并通过以太网路由器201访问WAN(广域网)202。以太网WiFi适配器200接收到WiFi终端一 203和WiFi终端二 204之间通信的 数据帧后，直接丢弃，而不进行转发。图3、图4、图5给出了本实施例所采用的在0SI数据链路层上将WiFi数据帧转换 成以太网帧的转换方法。从图中可以看出WiFi协议帧格式和以太网协议帧格式的主体框 架，WiFi协议的帧包括“帧头”、“无线网帧体”和“帧校验域”字段，其中“帧头”包括“帧控 制”、“持续时间/标识”、“地址1”、“地址2”、“地址3”、“序列控制”、“地址4”和“Q0S控制” 字段，WiFi协议数据帧同样符合其格式；以太网协议的帧包括“目的地址”、“源地址”、“长度 /类型”、“以太网帧体”、“帧校验序列”字段。图3是一帧WiFi格式的数据帧转换成一帧以太网格式的帧的帧转换格式图，其转 换步骤如下先从“帧控制”、“持续时间/标识”、“地址1 ”、“地址2”、“地址3”、“序列控制”、“地 址4”、"Q0S控制”字段中提取出“目的地址”和“源地址”字段；从“无线网帧体”提取并拷贝到“以太网帧体”，如果该字段的字节数少于48个字
5节时，按以太网协议填充到48字节；计算出以太网帧的帧长度并填充到“长度/类型”；计算出以太网帧的帧校验序列并填充到“帧校验序列”；生成以太网帧。当WiFi网络繁忙的时候，为了增加WiFi无线帧成功发送的概率，WiFi设备会将 一个帧的帧体拆分成多段分多个帧发送。当以太网WiFi适配器收到此类帧，将按图4的转 换方法进行到以太网帧的转换先从接收到的帧中提取帧体，再合并成一个“以太网帧体”； 并提取“目的地址”和“源地址”字段、计算得到“长度/类型”和“帧校验序列”字段，完成 以太网帧的生成。当以太网WiFi适配器收到一帧包含两帧以太网格式帧的WiFi数据帧时，将按图5 的方法进行拆分完成到以太网帧的转换，先从WiFi协议的数据帧中提取“目的地址”和“源 地址”字段，从“无线网帧体”字段中提取并拷贝到“以太网帧体”，并计算得到“长度/类型” 和“帧校验序列”，完成第一帧以太网帧的生成；再从“无线网帧体”的后续部分拷贝到第二 帧以太网帧的“目的地址”、“源地址”、“长度/类型”、“以太网帧体”字段，并计算得到“帧校 验序列”完成第二帧以太网帧的生成。本实施例中，以太网帧转换成WiFi数据帧的转换方法与上述转换步骤相反。以上实施例描述了本发明的某此特征及一种实现方法，但是对于本专业的技术人 员来说，将会出现许多修改、替换、变化和等效代换。因此，本发明的保护范围由所附的权利 要求的范围为准。
权利要求
一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，包括以下步骤以太网WiFi适配器11和有线以太网13建立有线连接；WiFi终端设备12和以太网WiFi适配器11建立无线连接；WiFi终端设备12和有线以太网13数据通信的过程中，以太网WiFi适配器11将WiFi终端设备12发出的WiFi格式的数据帧在OSI数据链路层上转换成以太网格式的帧，并发给有线以太网13；WiFi终端设备12和有线以太网13数据通信的过程中，以太网WiFi适配器11将从有线以太网13接收到的以太网格式的帧在OSI数据链路层上转换成WiFi格式的数据帧发给WiFi终端设备12。
2.如权利要求书1所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述的以太网WiFi适配器11和WiFi终端设备12的连接模式包括AP模式和AD HOC模式。
3.如权利要求书2所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述的以太网WiFi适配器11和WiFi终端设备12建立连接的认证模式包括开放系统认证和共享密钥认证。
4.如权利要求书1所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述的WiFi终端设备12包括但不限于具有WiFi功能的个人计算机、小型计算机、数据处理工作站、WiFi扫描仪、WiFi手机、WiFi移动处理器以及其它各种具有WiFi功能的处 理系统；可以支持一台或多台WiFi终端设备同时和以太网WiFi适配器11连接。
5.如权利要求书1所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述的以太网WiFi适配器11支持IEEE 802. 11系列协议，包括IEEE 802. 1 la、IEEE802. lib、IEEE 802. Ilg 和 IEEE 802. Iln 协议，支持其中一种或多种。
6.如权利要求书1所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述的以太网WiFi适配器11支持IEEE 802. 3系列协议，包括IEEE 802. 3、IEEE802. 3u和IEEE 802. 3ab协议，支持其中一种或多种。
7.如权利要求书1所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述的在OSI数据链路层上将WiFi格式的数据帧转换成以太网格式的帧的方法包括将一帧WiFi数据帧转换成一帧以太网帧、将多帧WiFi数据帧合并转换成一帧以太网帧、或 将一帧WiFi数据帧拆分转换成多帧以太网帧。
8.如权利要求书1所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述的在OSI数据链路层上将以太网格式的帧转换成WiFi格式的数据帧的方法包括将一帧以太网帧转换成一帧WiFi数据帧、将多帧以太网帧合并转换成一帧WiFi数据帧、或 将一帧以太网帧拆分转换成多帧WiFi数据帧。
9.如权利要求书1所述的一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，其特征在于 所述以太网WiFi适配器11直接丢弃不同WiFi终端设备12之间通信的WiFi数据帧。
全文摘要
本发明提出了一种通过WiFi无线网接入有线以太网的方法，基于在OSI数据链路层上进行WiFi格式数据帧和以太网格式帧的相互转换，实现了WiFi终端设备和有线以太网的透明传输。采用本发明实现的以太网WiFi适配器具有专用性强，节约成本，便于小型化，方便携带，且节约能耗的特点。
文档编号H04W76/02GK101854732SQ20101001829
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者吴俊辉, 朱小茅, 沈寒冰 申请人:苏州超锐微电子有限公司