一种AP设备、网络地址转换方法及通信系统与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种AP设备、网络地址转换方法及通信系统。

背景技术：

传统的无线局域网是由无线控制器(英文：Wireless Access Point Controller，简称：AC)、无线接入点(英文：Wireless Access Point，简称：AP)设备以及中间设备等组成，其中，中间设备可以为：交换机、路由器或智能服务网关(英文：Intelligent Services Gateway，简称：ISG)。具体的，参照图1给出的网络部署图，其中：AP设备与AC通过本地局域网完成二层或三层通信，对于IP地址分配(DHCP)、地址转换(NAT)以及域名解析(DNS)由中间设备或者AC完成，而AP设备只作为二层桥设备进行二层转发，不提供上述三层协议处理。

随着互联网普及，传统的无线局域网由于存在着局限性，已经不能满足那些无线网络规模比较大的场景，因此给出了图2所示的网络部署图，该AC部署在云端，AP设备部署在本地，通过互联网进行网络连通，而在本地组网中往往是通过ISG或路由器连接AP设备，每个AP设备可连接多个用户终端。

但是，发明人发现，对于图2中的AC在云端的网络部署，当在单网点部署少量AP设备时，仍然需要搭配部署ISG或者路由器，而该路由器或者ISG的成本较高，使得整个组网设备成本过大，使产品竞争力减弱。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种AP设备、网络地址转换方法及通信系统，旨在降低网络部署中的组网设备的经济成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的第一方面，提供一种AP设备，所述AP设备包括：

接收模块，用于接收终端设备发送的用于访问目标服务器对应的服务的请求消息，所述请求消息中包括源地址以及目的地址，其中：所述源地址为终端设备的IP地址、目的地址为目标服务器的IP地址；

转换模块，用于将所述接收模块接收到的请求消息中的源地址转换为AP设备的公网地址；

发送模块，用于向所述目标服务器转发所述请求消息，所述请求消息中的源地址为所述转换模块转换后的所述AP设备的公网地址；

所述接收模块，还用于接收所述目标服务器发送的包含服务响应的回复消息，所述回复消息中的目的地址为所述AP设备的公网地址；

所述转换模块，还用于将所述接收模块接收到的回复消息中的目的地址转换为所述请求消息中的源地址；

查询模块，用于从所述AP设备中存储的映射关系表中查找所述终端设备对应的所述AP设备的无线接口；所述映射关系表中包含终端设备的IP地址与所述AP设备的无线接口间的对应关系；

所述发送模块，用于将所述回复消息通过无线接口发送至终端设备，所述回复消息中的源地址为所述目标服务器的IP地址，所述无线接口是由所述查询模块查询到的所述终端设备对应的所述AP设备的无线接口。

本发明实施例的第二方面，提供一种网络地址转换方法，所述方法包括：

AP设备接收终端设备发送的用于访问目标服务器对应的服务的请求消息，所述请求消息中包括源地址以及目的地址，其中：所述源地址为终端设备的IP地址、目的地址为目标服务器的IP地址；

AP设备将所述请求消息中的源地址转换为AP设备的公网地址；

AP设备向所述目标服务器转发所述请求消息，所述请求消息中的源地址为所述转换模块转换后的所述AP设备的公网地址；

AP设备接收所述目标服务器发送的包含服务响应的回复消息，所述回复消息中的目的地址为所述AP设备的公网地址；

AP设备将回复消息中的目的地址转换为所述请求消息中的源地址；

AP设备从存储的映射关系表中查找所述终端设备对应的所述AP设备的无线接口，并将所述回复消息通过无线接口发送至终端设备，所述回复消息中的源地址为所述目标服务器的IP地址；所述映射关系表中包含终端设备的IP地址与所述AP设备的无线接口间的对应关系。

本发明实施例的第三方面，提供一种通信系统，所述系统包括权利要求1-6任一项所述的AP设备以及无线控制器AC，所述AP设备通过互联网与AC连接。

本发明实施例提供的AP设备、网络地址转换方法及通信系统，相比于现有技术，在进行网络地址转换的过程中，通过AP设备接收终端设备发送的用于访问目标服务器对应的服务的请求消息；然后将请求消息中的源地址转换为AP设备的公网地址；其次，向目标服务器转发请求消息，该请求消息中的源地址为转换模块转换后的AP设备的公网地址；接收目标服务器发送的包含服务响应的回复消息，回复消息中的目的地址为AP设备的公网地址；AP设备将回复消息中的目的地址转换为请求消息中的源地址；从存储的映射关系表中查找终端设备对应的AP设备的无线接口，并将回复消息通过无线接口发送至终端设备，从而满足了终端设备进行访问服务的需求，而在实现终端设备进行访问服务的过程中所需要进行网络地址转换是通过AP设备去实现的，相应的，在对应的网络部署中就无需再额外的去增加路由器或ISG，从而降低了组网设备的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种网络部署图；

图2为现有技术提供的另一种网络部署图；

图3为本发明实施例提供的网络结构图；

图4为本发明实施例提供的一种网络地址转换方法的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的另一种网络地址转换方法的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的又一种网络地址转换方法的方法流程图；

图7为本发明实施例提供的另一种网络地址转换方法的方法流程图；

图8为本发明实施例提供的一种AP设备的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种AP设备的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种AP设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

本发明实施例提供一种网络架构图，如图3所示，该网络架构图中包括无线接入点(英文：Wireless Access Point，简称：AP)设备以及无线控制器(英文：Wireless Access Point Controller，简称：AC)，其中AC部署在云端，而AP设备部署在本地，AP设备通过互联网与AC进行通信。以图3中的网络架构为例，该本地组网中包括AP1、AP2以及AP3，在AP1上无线连接有终端1和终端2，在AP2上无线连接有终端3和终端4，以及在AP3上无线连接有终端5和终端6。这里不对在AP上连接的终端的个数进行限定，仅以示例进行说明。

基于上述图3中的网络架构，本发明实施例提供一种网络地址转换方法，如图4所示，该方法包括：

101、AP设备接收终端设备发送的用于访问目标服务器对应的服务的请求消息。

其中，上述的请求消息中包括源地址以及目的地址，该源地址为终端设备的IP地址、目的地址为目标服务器的IP地址。

示例性的，上述的请求消息中还可以包括终端设备的MAC地址以及目标服务器的MAC地址。而上述的目标服务器包括但不限于：百度服务器、京东服务器和搜狗服务器。对应的，上述的请求消息可以为访问百度页面的请求消息或访问京东页面的请求消息等，且不限于此。

102、AP设备将请求消息中的源地址转换为AP设备的公网地址。

示例性的，基于上述的图3，这里以AP1为例进行说明，该请求消息中的源地址可以为终端设备1的IP地址，AP1将该源地址转换为AP1自身的公网地址。

103、AP设备向目标服务器转发请求消息。

其中，上述转发的请求消息中携带的源地址为AP设备的公网地址。

104、AP设备接收目标服务器发送的包含服务响应的回复消息。

其中，上述的回复消息中的目的地址为AP设备的公网地址。

示例性的，若上述的终端设备发送的请求消息为用于获取百度页面的请求，则该回复消息中百度页面的响应，所呈现在终端设备上的为百度的主页。

105、AP设备将回复消息中的目的地址转换为请求消息中的源地址。

示例性的，基于上述的图3，若上述的请求消息中的源地址为终端1的IP地址，则这里需要将该回复消息中的目的地址转换为终端1的IP地址。

优选的，对于AP设备如何确定出将回复消息中的目的地址转换为终端1的IP地址具体可以通过以下方式实现：

105a、AP设备根据请求消息中的目的地址确定该回复消息中的目的地址转换为终端1的IP地址。

由于上述的请求消息中携带目的地址，且该目的地址为目标服务器的IP地址，这里目标服务器以百度服务器为例，这里AP设备可以判断出终端1所需要的是百度服务器返回的消息。因此，AP设备将上述的百度服务器发送的回复消息中的目的地址转换成终端1的IP地址。若上述的回复消息不是百度服务器发送的，则这里不会将该回复消息中的目的地址转换为终端1的IP地址。

106、AP设备从存储的映射关系表中查找终端设备对应的AP设备的无线接口，并将回复消息通过无线接口发送至终端设备。

其中，上述的回复消息中的源地址为目标服务器的IP地址；上述的映射关系表中包含终端设备的IP地址与AP设备的无线接口间的对应关系，该映射关系表中还包括终端设备的MAC地址与AP设备的无线接口间的对应关系。

示例性的，上述的终端设备的IP地址与AP设备的无线接口间的对应关系可以存储在第一映射关系表中，而终端设备的MAC地址与AP设备的无线接口间的对应关系可以存储在第二映射关系表中；或者，将终端设备的IP、终端设备的MAC地址以及AP设备的无线接口间的对应关系存储在一个映射关系表中。

示例性的，AP设备根据终端设备的IP地址，在映射表中查找终端设备对应的AP设备的无线接口，而该映射关系表是预先存储进AP设备中的。

在本场景下，运营商网络只分配给AP设备一个上网必要的IP地址(公网地址)，而AP设备所服务的多终端设备的IP地址是AP设备本身来分配，不具备直接与运营商网络通信，需要AP设备支持网络地址转换，从而达到与运营商网络通信的目的。

本发明实施例提供的网络地址转换方法，相比于现有技术，在进行网络地址转换的过程中，通过AP设备接收终端设备发送的用于访问目标服务器对应的服务的请求消息；然后将请求消息中的源地址转换为AP设备的公网地址；其次，向目标服务器转发请求消息，该请求消息中的源地址为转换模块转换后的AP设备的公网地址；接收目标服务器发送的包含服务响应的回复消息，回复消息中的目的地址为AP设备的公网地址；AP设备将回复消息中的目的地址转换为请求消息中的源地址；从存储的映射关系表中查找终端设备对应的AP设备的无线接口，并将回复消息通过无线接口发送至终端设备，从而满足了终端设备进行访问服务的需求，而在实现终端设备进行访问服务的过程中所需要进行网络地址转换是通过AP设备去实现的，相应的，在对应的网络部署中就无需再额外的去增加路由器或ISG，从而降低了组网设备的成本。

可选的，相比于现有技术中实现代理域名解析的过程中，本方案为了节省网络的部署成本，本发明实施例中的AP设备还能够实现代理域名解析的功能。示例性的，如图5所示，在上述的步骤101之前，该方法还包括：

101a、AP设备接收终端设备发送的用于获取待检测域名的请求消息。

其中，上述的请求消息中包含源地址，该源地址为终端设备的IP地址。

101b、AP设备将待检测域名解析为目标服务器的IP地址。

示例性的，这里的待检测域名以www.baidu.com为例，上述的步骤101b的过程可以通过以下两种方式来实现。

可选的，方式一中上述的步骤101b具体包括以下内容：

b1、AP设备向本地的域名服务器(英文：Local DNS)请求www.baidu.com；

b2、Local DNS查询本地缓存中是否有www.baidu.com的IP地址，若有则将百度的IP地址返回给AP设备。

可选的，方式二中上述的步骤101b具体包括以下内容：

c1、AP设备向本地的域名服务器(英文：Local DNS)请求www.baidu.com；

c2、Local DNS查询本地缓存中是否有www.baidu.com的IP地址，若没则进行下面的步骤①-⑩。具体如下：

①AP设备向Local DNS请求www.baidu.com。

②Local DNS向根域请求www.baidu.com，根域返回com.域的服务器IP。

③Local DNS向com.域请求www.baidu.com，com.域返回baidu.com域的服务器IP。

④Local DNS向baidu.com请求www.baidu.com，返回cname www.a.shifen.com和a.shifen.com域的服务器IP

⑤Local DNS向root域请求www.a.shifen.com。

⑥向com.域请求www.a.shife.com。

⑦向shifen.com请求。

⑧向a.shifen.com域请求。

⑨拿到www.a.shifen.com的IP。

⑩Local DNS返回本机www.baidu.com cname www.a.shifen.com以及www.a.shifen.com的IP。

101c、AP设备从存储的映射关系表中查找终端设备对应的AP设备的无线接口，并将回复消息通过无线接口发送至终端设备。

其中，上述的回复消息中包含目标服务器的IP地址。

可选的，为了方便后续根据终端设备的IP地址查找终端设备所对应的AP设备的无线接口，在上述的步骤101或101a之后，如图6所示(图6中给出在上述的101a之后的示意图)，该方法还包括：

A1、AP设备创建终端设备的IP地址与AP设备的无线接口间的映射关系，并将映射关系形成的映射关系表存储至AP设备中。

可选的，相比于现有技术中实现IP地址分配的过程，本方案中为了节省网络的部署成本，本发明实施例中的AP设备还具体IP地址分配的功能。如图7所述，在上述的101a之前，该方法还包括：

B1、AP设备为与AP设备连接的终端设备分配IP地址。

示例性的，上述的步骤B1具体包括以下内容：

d1、接收终端设备发送的获取自身IP的请求消息，该请求消息中包括源地址，该源地址为终端设备的MAC地址。

d2、创建终端设备的MAC地址与AP设备的无线接口间的映射关系，并将映射关系形成的映射关系表存储至AP设备中。

d3、根据请求消息从AP设备存储的网段地址中选择出一个空闲的IP地址，并设定空闲的IP地址的租约时间。

d4、从AP设备中的映射关系表中查找终端设备对应的无线接口，并将回复消息通过无线接口发送至终端设备；该回复消息中包含空闲的IP地址、该空闲的IP地址的租约时间以及源地址为AP设备的MAC地址，该映射关系表中包括终端设备的MAC地址与所述AP设备的无线接口间的对应关系。

下面将基于图4对应的网络转化方法的实施例中的相关描述对本发明实施例提供的一种AP设备进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述。

本发明实施例提供一种AP设备，如图8所示，该AP设备包括：接收模块21、转换模块22、发送模块23以及查询模块24，其中：

接收模块21，用于接收终端设备发送的用于访问目标服务器对应的服务的请求消息，请求消息中包括源地址以及目的地址，其中：源地址为终端设备的IP地址、目的地址为目标服务器的IP地址。

转换模块22，用于将请求消息中的源地址转换为AP设备的公网地址。

发送模块23，用于向目标服务器转发请求消息，请求消息中的源地址为转换模块转换后的AP设备的公网地址。

接收模块21，还用于接收目标服务器发送的包含服务响应的回复消息，该回复消息中的目的地址为AP设备的公网地址。

转换模块22，还用于将接收模块接收到的回复消息中的目的地址转换为请求消息中的源地址。

查询模块24，用于从AP设备中存储的映射关系表中查找终端设备对应的AP设备的无线接口；该映射关系表中包含终端设备的IP地址与AP设备的无线接口间的对应关系。

发送模块23，用于将回复消息通过无线接口发送至终端设备，回复消息中的源地址为目标服务器的IP地址，无线接口是由查询模块查询到的，该无线接口是终端设备对应的AP设备的无线接口。

示例性的，上述的映射关系表中还包括终端设备的MAC地址与AP设备的无线接口间的对应关系。上述的终端设备的IP地址与AP设备的无线接口间的对应关系可以存储在第一映射关系表中，而终端设备的MAC地址与AP设备的无线接口间的对应关系可以存储在第二映射关系表中；或者，将终端设备的IP、终端设备的MAC地址以及AP设备的无线接口间的对应关系存储在一个映射关系表中。

示例性的，在上述的方案中AP设备中的转换模块22直接对消息中的地址进行转换。而该转换模块22的功能通过以下内容来实现：

01)上述的AP设备基于LINUX系统基础，优先需要配置网络子系统支持、路由支持以及网络地址转换支持。

02)通过NETFILTER接口配置地址转换，即终端设备流出消息中的源地址进行转换，流入终端设备消息中的目的地址转换。

03)通过LINUX系统提供的桥控制接口命令(BRCTL)使AP设备中的上行链路有线网络接口脱离出，对应形成WAN接口，而AP的无线接口对应形成LAN接口。

可选的，如图9所示，该AP设备还包括：DNS模块25，其中：

接收模块21，还用于接收终端设备发送的用于获取待检测域名的请求消息，请求消息中包含源地址；其中：源地址为终端设备的IP地址。

DNS模块25，用于将待检测域名解析为目标服务器的IP地址。

发送模块23，用于将回复消息通过无线接口发送至终端设备，回复消息中包含DNS模块解析出的目标服务器的IP地址，无线接口是由查询模块查询到的，该无线接口是终端设备对应的AP设备的无线接口。

示例性的，上述的DNS模块25具体用于：

向DNS服务器发送域名解析请求消息，该域名解析请求消息中包含待检测域名。

接收DNS服务器返回的域名解析回复消息，该域名解析回复消息中包含待检测域名的IP地址。

示例性的，在上述的方案中，AP设备中的DNS模块25实现代理域名解析的功能。该DNS模块25的功能通过以下内容来实现：

11)通过移植DNSMASQ数据包，实现该功能主要的交付流程，根据AP设备的交叉编译工具链进行交叉编译，即可生成可在AP设备上可运行的程序。

12)在DHCP模块的配置文件中，将本地BR1接口地址作为域名服务器的地址。通过此方法终端设备在获取IP地址后，会将域名解析请求发送至AP设备，从而AP设备中的DNS模块处理上述的域名解析请求。

可选的，为了方便后续根据终端设备的IP地址查找终端设备所对应的AP设备的无线接口，如图9所示，上述的AP设备还包括：创建模块26，其中：

创建模块26，用于创建终端设备的IP地址与AP设备的无线接口间的映射关系，并将映射关系形成的映射关系表存储至AP设备中。

可选的，如图10所示，该AP设备还包括：动态主机配置(英文：Dynamic Host Configuration Protocol，简称：DHCP)模块27，其中：

DHCP模块27，用于为与AP设备连接的终端设备分配IP地址。

示例性的，在上述的方案中AP设备中的DHCP模块27实现分配地址的功能。该DHCP模块27的功能通过以下内容来实现：

21)通过移植UDHCP数据包，实现该功能主要的交付流程，根据AP设备的交叉编译工具链进行交叉编译，即可生成可在AP设备上可运行的程序。

22)根据用户配置的预分配的网段地址以及租约时间传入到UDHCP数据包中，以配置文件方式传入该DHCP模块，并存储在RAM空间中。

23)DHCP模块中必须确定绑定接口，即在哪个接口进行IP地址分配动作，具体的，AP设备中的桥接口(br1)为实际的地址分配接口，将br1写入到配置文件中。

可选的，上述的DHCP模块27在为与AP设备连接的终端设备分配IP地址时，其中：

接收模块21，用于接收终端设备发送的获取自身IP的请求消息，该请求消息中包括源地址；其中：源地址为终端设备的MAC地址。

创建模块26，还用于根据接收模块接收的请求消息创建终端设备的MAC地址与AP设备的无线接口间的映射关系，并将映射关系形成的映射关系表存储至AP设备中。

DHCP模块27，用于根据接收模块接收到的请求消息从AP设备存储的网段地址中选择出一个空闲的IP地址，并设定空闲的IP地址的租约时间。

查询模块24，还用于从创建模块创建的映射关系表中查找终端设备对应的无线接口；该映射关系表中包括终端设备的MAC地址与AP设备的无线接口间的对应关系。

发送模块23，用于将回复消息通过无线接口发送至终端设备；该回复消息中包含DHCP模块选择出的空闲的IP地址、空闲的IP地址的租约时间以及源地址为AP设备的MAC地址，该无线接口是由所述查询模块查到的，该无线接口是终端设备对应的AP设备的无线接口。

本发明实施例提供的AP设备，相比于现有技术，在进行网络地址转换的过程中，通过AP设备接收终端设备发送的用于访问目标服务器对应的服务的请求消息；然后将请求消息中的源地址转换为AP设备的公网地址；其次，向目标服务器转发请求消息，该请求消息中的源地址为转换模块转换后的AP设备的公网地址；接收目标服务器发送的包含服务响应的回复消息，回复消息中的目的地址为AP设备的公网地址；AP设备将回复消息中的目的地址转换为请求消息中的源地址；从存储的映射关系表中查找终端设备对应的AP设备的无线接口，并将回复消息通过无线接口发送至终端设备，从而满足了终端设备进行访问服务的需求，而在实现终端设备进行访问服务的过程中所需要进行网络地址转换是通过AP设备去实现的，相应的，在对应的网络部署中就无需再额外的去增加路由器或ISG，从而降低了组网设备的成本。

本发明实施例提供一种通信系统，该系统包括上述实施例中的AP设备以及无线控制器AC，该AP设备通过互联网与AC连接。

示例性的，在上述的通信系统中的AP设备上连接有终端设备，该终端设备在进行访问页面时，通过向AP设备发送请求消息，该AP设备直接对终端设备的请求消息进行处理，从而最终保证终端能够正常去访问页面。当在单网点部署少量AP设备时，使用上述的通信系统，使得整个网络架构中所花费的组网设备的成本较低。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，AP设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。