专利名称：接入网络的装置及方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通过基于扩展隧道协议的PPP协议拨号方式接入网络的装置及方法。
背景技术：
由于3G无线传输受到频率的限制，数据带宽容量有限，短期内无法突破该技术难度，因此中国电信广泛铺设热点地区，推广C (CDMA)网+W (WIFI)网双网络，弥补了 3G网络覆盖广、带宽不足的问题。C网仍然使用传统的PPP (Point-to-Point Protocol，点对点协议)拨号方式；而在W网，仅仅简单的将用户接入Internet，并不能满足用户的业务多样性，因此摒弃了原有的PPPoE(PPP over Ethernet,以太网上的点对点协议)拨号方式，而采用PPPoXturmel (基于扩展隧道协议的PPP协议)方式将用户接入无线接入服务器，实现用户的流量控制和服务质量(Quality of Service，简称QoS)。参考附图1，PPPoXtunne 1通信流程架构图，包含发现和PPP会话两个阶段，发现阶段是无状态的Client/Server模式， 目的是获得PPPoXtunnel终结端的以太网MAC地址，并建立一个唯一的Xtunnel. session, ID (会话号)；发现阶段结束后，就进入标准的PPP会话阶段。Android系统是目前市场上非常流行的手机操作系统，使用范围广泛，但目前的 Android系统并不支持PPPoXturmel拨号技术，因此采用Android系统的终端用户实现 PPPoXtunnel拨号技术，需要对现有的Android网络体系结构进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种接入网络的装置及方法，解决目前的Android系统不支持PPPoXturmel拨号技术，采用Android系统的终端用户实现 PPPoXtunnel拨号技术，需要对现有的Android网络体系结构进行改进的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种接入网络装置包括PPP线路规范、PPPoX, TCP/IP、APP和无线网络设备，所述PPP线路规范用于完成字符转义、所述PPPoX用于选择 PPP拨号使用的PPP承载通道、所述无线网络设备作为实际物理设备，对PPP协议或应用程序数据进行收发，进一步包括PPPD、PPPoXturmel和PPP网络设备；所述PPPD为PPP拨号后台服务程序，通过第一 PPP链路与所述PPP线路规范相连，负责所述PPPc^timnel的建立、 所述PPP网络设备的创建和PPP协议的处理；所述PPPoXturmel注册在所述PPPoX体系结构中，通过第二PPP链路与所述PPPoX以及所述PPP网络设备相连，负责所述PPP网络设备的调用和所述PPPD控制命令的实施；所述PPP网络设备注册在接入网络体系结构中，通过第三PPP链路与所述无线网络设备以及所述TCP/IP相连，负责PPP协议或应用程序数据的封装、解封装、接收和发送。进一步，所述网络体系结构为Android内核体系结构。进一步，所述无线网络设备为WIFI设备。进一步，所述PPPoXturmel和所述PPP网络设备之间采用自定义收发接口。
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进一步，所述无线网络设备接收到的PPP协议或应用程序数据，均通过所述TCP/ IP的IP协议栈内部Netfilter的HOOK函数抓回所述PPP网络设备完成解除隧道封装。为了解决上述问题，本发明还提供了一种接入网络方法，包括以下步骤
(a)PPPD配置PPP线路规范为PPPoX体系结构；
(b)所述PPPD配置所述PPPoX体系结构选择PPPoXturmel为本次PPP拨号使用的PPP 承载通道；
(c)所述PPPD创建PPP网络设备；
(d)进入PPP拨号流程，通过PPPoXturmel进行PPP协议的收发；
(e)通过PPP网络设备进行应用程序数据的收发。进一步，所述PPPD进一步配置所述PPPoXturmel选择无线网络设备为本次PPP拨号的真实物理网络设备。进一步，所述无线网络设备接收到的PPP协议或应用程序数据，均通过所述TCP/ IP的IP协议栈内部Netfilter的HOOK函数抓回所述PPP网络设备完成解除隧道封装。进一步，所述无线网络设备为WIFI设备。本发明的优点在于，充分利用了 Android系统的现有内核体系结构，以简单的技术实现了既高效又相对兼容的PPPo)(tunnel拨号实现技术，最小化了开发成本和开发周期，在Android网络体系结构中实现PPPoXturmel拨号，进而实现用户的WIFI宽带接入功能。
附图1，PPPoXtunnel通信流程架构图； 附图2，本发明所述接入网络装置的架构示意图； 附图3，本发明所述接入网络方法的流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明提供的接入网络的装置及方法的具体实施方式
做详细说明。参考附图2，本发明所述接入网络装置的架构示意图，包括PPPD(PPP后台进程)组件M21、PPP线路规范组件M22、PPPoX组件M23、PPPoXtunnel组件M24、PPP网络设备组件 M25,TCP/IP组件]\C6、APP组件M27和无线网络设备]\C8。其中PPPD组件M21、PPPoXtunne 1 组件MM和PPP网络设备组件M25是在Android现有内核体系结构基础上增加的组件； PPPoXtunnel组件MM和PPP网络设备组件M25之间的采用自定义的收发接口，PPP网络设备组件M25和TCP/IP组件M26之间的收发接口是在Android现有内核体系结构基础上增加的。其中 PPPoX 包括 PPPoE、PPPoA (PPP over ATM)以及 PPPoEoA (PPPoE over ATM，在 ATM 上承载 PPPoE )。PPPD组件M21是用户态PPPoXturmel拨号后台服务程序，负责内核PPPoXturmel 通道建立、PPP网络设备创建和PPP协议处理。具体为，PPPD组件M21配置PPP线路规范组件M22为PPPoX体系结构；PPPD组件M21配置PPPoX组件M23选择PPPoXturmel通道为本次PPP拨号使用的PPP承载通道；PPPD组件M21配置PPPoXturmel组件MM选择指定无线网络设备组件为本次PPP拨号的真实物理网络设备；PPPD组件M21创建PPP网络设备组件似5。PPP线路规范(LineDiscpline)组件M22是对数据进行编码的方式，用于对PPP 协议或应用程序数据进行字符转义。PPPoX组件M23用于选择PPP拨号使用的PPP承载通道。PPPoXtunnel组件M24以通道形式注册在Android内核PPPoX体系结构中，负责 PPP网络设备组件M25的设备调用和PPPD组件M21控制命令的实施。PPP网络设备(netdevice)组件M25以网络设备方式注册在Android内核标准网络体系结构中，负责对无线网络设备组件M28的封装、解封装、接收和发送。无线网络设备组件似8作为实际物理设备，对PPP协议或应用程序数据进行收发。 所述无线网络设备组件似8可以为WIFI设备。PPPoXtunnel组件MM和PPP网络设备组件似5之间采用自定义收发接口，通过虚线1所示PPP链路完成PPP协议或应用程序数据的收发。由于PPPc^turmel采用的是类UDP协议，UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当UDP需要传输数据时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把抓取来的数据传送到网络上。因此无线网络设备组件似8接收到的 PPPoXtunnel报文(包括PPP协议或应用程序数据)在完成传输层协议解析前，PPP网络设备组件M25无法判断PPPoXturmel报文传送的目的地址，因此TCP/IP组件M26通过IP协议栈内部Netfilter的HOOK (钩子)函数抓取PPPoXtunnel报文，通过虚线2所示PPP链路回到PPP网络设备组件M25解除隧道封装后，重新进入TCP/IP流程。其中，Netfilter是新一代的Linux防火墙机制。Netfilter采用模块化设计，具有良好的可扩充性，允许使用者对数据报进行过滤、地址转换、处理等操作。Netfilter提供了一个框架，将对网络代码的直接干涉降到最低，并允许用规定的接口将其他包处理代码以模块的形式添加到内核中，具有极强的灵活性。Netfilter的通用框架不依赖于具体的协议，而是为每种网络协议定义一套HOOK (钩子)函数，HOOK提供了一种方便的机制在数据报文通过Linux内核的不同位置上截获和操作处理数据报文。使用本发明，可以在Android网络体系结构中实现PPPoXturme 1拨号，进而实现用户的WIFI宽带接入功能；本发明充分利用了 Android现有内核体系结构，通过在现有内核体系结构基础上增加PPPD组件、PPPoXtunnel组件和PPP网络设备组件，其中PPPoXtunnel 组件和PPP网络设备组件之间采用自定义的收发接口，以简单的技术实现了既高效又相对兼容的PPPoXturmel拨号实现技术，最小化了开发成本和开发周期；简单易于实现；协议性能优。参考附图3，本发明所述接入网络方法的流程示意图，包括如下步骤 S31 =PPPD配置PPP线路规范为PPPoX体系结构。S32 =PPPD配置PPPoX体系结构选择PPPoXtunnel为本次PPP拨号使用的PPP承
载通道。S33 =PPPD配置PPPoXturmel选择WIFI网络设备为本次PPP拨号的真实物理网络设备。S34 =PPPD创建PPP网络设备。
S35 =PPPD进入PPP拨号流程，通过PPPoXtunnel进行PPP协议的收发。在协议发送过程中，首先由PPPD的PPP协议依次发起LCP、CHAP、IPCP的协议流程，所述协议均经由PPP线路规范进行字符转义后，交由PPPoX选择通道PPPoXturmel，再交由PPP网络设备完成隧道和以太网封装，最后由实际物理设备WIFI发送出去。在协议接收过程中，首先由实际物理设备WIFI依次接收LCP、CHAP、IPCP协议报文，所述协议报文均先交由TCP/IP协议处理，通过TCP/IP的IP协议栈内部的Netfilter 的HOOK函数将数据抓回PPP网络设备解除隧道封装后，上交给PPPoX，PPPoX再交由PPP线路规范进行字符转义后通过字符设备方式传递给PPPD做协议处理。S36 :PPPD进入核心网络应用程序流程，通过PPP网络设备进行应用程序数据的收发。PPPD完成PPP拨号后进入核心网络应用程序流程，在应用程序数据发送过程中， 应用程序数据经由APP应用程序，然后通过标准SOCKET (套接字)发给TCP/IP完成协议栈封装以后，再交由PPP网络设备完成隧道和以太网封装，最后由实际物理设备WIFI发送到核心网络。在应用程序数据接收过程中，实际物理设备WIFI接收核心网络发送的应用程序数据后，首先交由TCP/IP，通过TCP/IP的IP协议栈内部的Netfilter的HOOK函数，将应用程序数据抓回PPP网络设备解除隧道封装后，重新交由TCP/IP处理内层用户IP的解封装后，最终通过标准SOCKET交由APP应用程序处理。本发明充分利用了 Android的现有内核体系结构，通过在现有内核体系结构基础上增加PPPD、PPPoXtunne 1和PPP网络设备，其中PPPoXtunnel和PPP网络设备之间采用自定义的收发接口，以简单的技术实现了既高效又相对兼容的PPPoXturmel拨号实现技术， 最小化了开发成本和开发周期；实现在Android网络体系结构中通过PPPoXturmel拨号，进而实现用户的WIFI宽带接入功能。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种接入网络装置，包括PPP线路规范、PPPoX, TCP/IP、APP和无线网络设备，所述 PPP线路规范用于完成字符转义、所述PPPoX用于选择PPP拨号使用的PPP承载通道、所述无线网络设备作为实际物理设备，对PPP协议或应用程序数据进行收发，其特征在于进一步包括PPP后台进程、基于扩展隧道协议的PPP协议和PPP网络设备；所述PPP后台进程为 PPP拨号后台服务程序，通过第一 PPP链路与所述PPP线路规范相连，负责所述基于扩展隧道协议的PPP协议的建立、所述PPP网络设备的创建和PPP协议的处理；所述基于扩展隧道协议的PPP协议注册在所述PPPoX体系结构中，通过第二 PPP链路与所述PPPoX以及所述 PPP网络设备相连，负责所述PPP网络设备的调用和所述PPP后台进程控制命令的实施；所述PPP网络设备注册在网络体系结构中，通过第三PPP链路与所述无线网络设备以及所述 TCP/IP相连，负责PPP协议或应用程序数据的封装、解封装、接收和发送。
2.根据权利要求1所述接入网络装置，其特征在于所述网络体系结构为Android内核体系结构。
3.根据权利要求1所述接入网络装置，其特征在于所述无线网络设备为WIFI设备。
4.根据权利要求1所述接入网络装置，其特征在于所述基于扩展隧道协议的PPP协议和所述PPP网络设备之间采用自定义收发接口。
5.根据权利要求1所述接入网络装置，其特征在于所述无线网络设备接收到的PPP 协议或应用程序数据，均通过所述TCP/IP的IP协议栈内部Netfilter的HOOK函数抓回所述PPP网络设备完成解除隧道封装。
6.一种接入网络方法，其特征在于包括以下步骤(a)PPP后台进程配置PPP线路规范为PPPoX体系结构；(b)所述PPP后台进程配置所述PPPoX体系结构选择基于扩展隧道协议的PPP协议为本次PPP拨号使用的PPP承载通道；(C)所述PPP后台进程创建PPP网络设备；(d)进入PPP拨号流程，通过基于扩展隧道协议的PPP协议进行PPP协议的收发；(e)通过PPP网络设备进行应用程序数据的收发。
7.根据权利要求6所述接入网络方法，其特征在于所述PPPD进一步配置所述基于扩展隧道协议的PPP协议选择无线网络设备为本次PPP拨号的真实物理网络设备。
8.根据权利要求7所述接入网络方法，其特征在于所述无线网络设备接收到的PPP 协议或应用程序数据，均通过所述TCP/IP的IP协议栈内部Netfilter的HOOK函数抓回所述PPP网络设备完成解除隧道封装。
9.根据权利要求6或7所述接入网络方法，其特征在于所述无线网络设备为WIFI设备。
全文摘要
一种接入网络装置包括PPP线路规范、PPPoX、TCP/IP、APP、无线网络设备、PPPD、PPPoXtunnel和PPP网络设备；所述PPPD为PPP拨号后台服务程序，与PPP线路规范通过链路相连，负责所述PPPoXtunnel的建立、所述PPP网络设备的创建和PPP协议的处理；所述PPPoXtunnel注册在PPPoX体系结构中，与PPPoX以及PPP网络设备通过链路相连，负责PPP网络设备的调用和PPPD控制命令的实施；所述PPP网络设备注册在网络体系结构中，与所述无线网络设备以及所述TCP/IP通过链路相连，负责PPP协议或应用程序数据的封装、解封装、接收和发送。
文档编号H04L29/08GK102548022SQ20111044295
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者邢有涛 申请人:上海顶竹通讯技术有限公司