一种无线网状网络拓扑结构搭建系统及方法与流程

本发明涉及无线网状网络技术领域，特别涉及一种无线网状网络拓扑结构搭建系统及方法。

背景技术：

WMN(即Wireless Mesh Network，无线网状网络)采用无中心的无线自组织网络架构，是一种与传统有中心的无线网络完全不同的新型无线网络技术。运行无线网状网络协议的设备节点之间可以动态地、自动地建立网状的无线链接并且与其他节点相连，超越了传统有中心无线网络拓扑结构，非常适合临时组网和快速组网等场景下的使用。

然而，目前在搭建无线网状网络的网络拓扑结构的过程中，往往需要花费大量时间与人力对各个节点设备进行动态布点进行验证，搭建过程比较繁琐，导致搭建效率较低。

综上所述可以看出，如何提高无线网状网络拓扑结构的搭建效率是目前有待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线网状网络拓扑结构搭建系统及方法，提高了无线网状网络拓扑结构的搭建效率。其具体方案如下：

一种无线网状网络拓扑结构搭建系统，包括设置在每个通信设备上的报文发送模块、报文接收模块、报文过滤规则设置模块以及报文过滤模块；其中，

任一通信设备上的报文发送模块，用于向外界发送该通信设备上的报文；

任一通信设备上的报文接收模块，用于接收外界传送过来的报文；

任一通信设备上的报文过滤规则设置模块，用于预先为该通信设备设置相应的报文过滤规则；

任一通信设备上的报文过滤模块，用于判断该通信设备上的报文接收模块所接收到的报文是否满足该通信设备所对应的报文过滤规则，如果是，则丢弃该报文，如果否，则将该报文继续上传至网络层，以进行后续的相应处理。

可选的，任一通信设备上的报文发送模块，具体用于向外界发送该通信设备上的包含该通信设备的设备识别信息的报文。

可选的，任一通信设备的设备识别信息包括该通信设备的MAC地址。

可选的，任一通信设备上的报文过滤规则设置模块，用于预先为该通信设备设置包括需过滤设备的设备识别信息的报文过滤规则，并将该报文过滤规则保存至该通信设备中预先创建的哈希链表；其中，所述需过滤设备为该通信设备中需要过滤的所有通信设备。

可选的，任一通信设备上的报文过滤模块，具体用于对该通信设备上的报文接收模块所接收到的报文进行信息提取，得到发送该报文的通信设备的设备识别信息，然后利用该设备识别信息，对本地的哈希链表进行遍历查找，若从该哈希链表中查找到该设备识别信息，则判定该报文满足该通信设备所对应的报文过滤规则，然后丢弃该报文，若从该哈希链表中查不到该设备识别信息，则判定该报文不满足该通信设备所对应的报文过滤规则，然后将该报文继续上传至网络层，以进行后续的相应处理。

本发明还公开了一种无线网状网络拓扑结构搭建方法，包括：

将任一通信设备上的报文向外界进行发送；

当目标通信设备接收到外界传送过来的报文，则判断该报文是否满足预先为所述目标通信设备设置的报文过滤规则，如果是，则控制所述目标通信设备丢弃该报文，如果否，则控制所述目标通信设备将该报文继续上传至网络层，以进行后续的相应处理；

其中，所述目标通信设备为任一通信设备。

可选的，所述将任一通信设备上的报文向外界进行发送的过程，包括：

将该通信设备上的包含该通信设备的设备识别信息的报文向外界进行发送。

可选的，任一通信设备的设备识别信息包括该通信设备的MAC地址。

可选的，预先为所述目标通信设备设置的报文过滤规则中包括需过滤设备的设备识别信息，并将该报文过滤规则保存至所述目标通信设备中预先创建的哈希链表；

其中，所述需过滤设备为所述目标通信设备需要过滤的所有通信设备。

可选的，所述判断该报文是否满足预先为所述目标通信设备设置的报文过滤规则的过程，包括：

对该报文进行信息提取，得到发送该报文的通信设备的设备识别信息，然后利用该设备识别信息，对所述哈希链表进行遍历查找，若从所述哈希链表中查找到该设备识别信息，则判定该报文满足预先为所述目标通信设备设置的报文过滤规则，若从所述哈希链表中查不到该设备识别信息，则判定该报文不满足预先为所述目标通信设备设置的报文过滤规则。

本发明中，无线网状网络拓扑结构搭建系统，包括设置在每个通信设备上的报文发送模块、报文接收模块、报文过滤规则设置模块以及报文过滤模块；其中，任一通信设备上的报文发送模块，用于向外界发送该通信设备上的报文；任一通信设备上的报文接收模块，用于接收外界传送过来的报文；任一通信设备上的报文过滤规则设置模块，用于预先为该通信设备设置相应的报文过滤规则；任一通信设备上的报文过滤模块，用于判断该通信设备上的报文接收模块所接收到的报文是否满足该通信设备所对应的报文过滤规则，如果是，则丢弃该报文，如果否，则将该报文继续上传至网络层，以进行后续的相应处理。

可见，本发明的无线网状网络拓扑结构搭建系统包括设置在每个通信设备上的报文发送模块、报文接收模块、报文过滤规则设置模块以及报文过滤模块；其中，任一通信设备中的报文过滤模块能够利用报文过滤规则设置模块预先设置的报文过滤规则，对报文接收模块接收到的报文进行过滤或者上传至网络层，如果任意两台通信设备中的每台通信设备均对另一台通信设备发送的报文进行过滤，则意味着这两台通信设备之间的网络链路无法搭建，如果任意两台通信设备中的每台通信设备均会将另一台通信设备发送的报文上传至网络层，则意味着这两台通信设备之间的网络链路可以成功搭建，由此可见，本发明通过预先在每台通信设备中设置报文过滤规则，使得每台通信设备能够根据自身的报文过滤规则对接收到的报文进行相应的处理，以此决定任意两台通信设备之间的网络链路是否能够成功搭建，从而实现了无线网状网络拓扑结构的搭建过程。可见，当用户需要构建特定形状的无线网状网络拓扑结构，只需在各台通信设备上设置相应的报文过滤规则，便可简单快捷地搭建出所需的拓扑结构，从而提高了无线网状网络拓扑结构的搭建效率。

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种无线网状网络拓扑结构搭建系统结构示意图；

图2为本发明实施例公开的在未设置报文过滤规则情况下的一组具体网络拓扑结构；

图3为本发明实施例公开的在已设置报文过滤规则情况下的一组具体网络拓扑结构；

图4为本发明实施例公开的一种无线网状网络拓扑结构搭建方法流程图。

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。

本发明实施例公开了一种无线网状网络拓扑结构搭建系统，参见图1所示，该系统包括设置在每个通信设备上的报文发送模块11、报文接收模块12、报文过滤规则设置模块13以及报文过滤模块14；其中，

任一通信设备上的报文发送模块11，用于向外界发送该通信设备上的报文；

任一通信设备上的报文接收模块12，用于接收外界传送过来的报文；

任一通信设备上的报文过滤规则设置模块13，用于预先为该通信设备设置相应的报文过滤规则；

任一通信设备上的报文过滤模块14，用于判断该通信设备上的报文接收模块12所接收到的报文是否满足该通信设备所对应的报文过滤规则，如果是，则丢弃该报文，如果否，则将该报文继续上传至网络层，以进行后续的相应处理。

本实施例中，上述报文具体为协议报文。

本实施例中，无线网状网络拓扑结构搭建系统包括设置在每个通信设备上的报文发送模块11、报文接收模块12、报文过滤规则设置模块13以及报文过滤模块14；其中，任一通信设备中的报文过滤模块14能够利用报文过滤规则设置模块13预先设置的报文过滤规则，对报文接收模块13接收到的报文进行过滤或者上传至网络层，如果任意两台通信设备中的每台通信设备均对另一台通信设备发送的报文进行过滤，则意味着这两台通信设备之间的网络链路无法搭建，如果任意两台通信设备中的每台通信设备均会将另一台通信设备发送的报文上传至网络层，则意味着这两台通信设备之间的网络链路可以成功搭建。

综上，本发明实施例通过预先在每台通信设备中设置报文过滤规则，使得每台通信设备能够根据自身的报文过滤规则对接收到的报文进行相应的处理，以此决定任意两台通信设备之间的网络链路是否能够成功搭建，从而实现了无线网状网络拓扑结构的搭建过程。可见，当用户需要构建特定形状的无线网状网络拓扑结构，只需在各台通信设备上设置相应的报文过滤规则，便可简单快捷地搭建出所需的拓扑结构，从而提高了无线网状网络拓扑结构的搭建效率。

本发明实施例公开了一种具体的无线网状网络拓扑结构搭建系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。

本发明实施例中的无线网状网络拓扑结构搭建系统，包括设置在每个通信设备上的报文发送模块、报文接收模块、报文过滤规则设置模块以及报文过滤模块；其中，

任一通信设备上的报文发送模块，具体用于向外界发送该通信设备上的包含该通信设备的设备识别信息的报文。其中，上述报文具体可以是协议报文，另外，上述设备识别信息具体可以为MAC地址。

本实施例中，任一通信设备的报文发送模块需要先获取该通信设备中的协议数据帧，然后向协议数据帧中添加帧头信息，得到相应的报文，然后将该报文向外界进行发送。本实施例中，上述帧头信息中具体可以包括源MAC地址、目的MAC地址和协议类型标识。本实施例中，上述帧头信息中的源MAC地址可以作为上述所谓的设备识别信息。另外，本实施例中，上述协议类型标识具体为与无线网状网络所对应的网络协议的协议类型标识。

另外，任一通信设备上的报文过滤规则设置模块，具体用于预先为该通信设备设置包括需过滤设备的设备识别信息的报文过滤规则，并将该报文过滤规则保存至该通信设备中预先创建的哈希链表；其中，上述的需过滤设备为该通信设备中需要过滤的所有通信设备。

本实施例中，任一通信设备上的报文过滤模块，具体用于对该通信设备上的报文接收模块所接收到的报文进行信息提取，得到发送该报文的通信设备的设备识别信息，然后利用该设备识别信息，对本地的哈希链表进行遍历查找，若从该哈希链表中查找到该设备识别信息，则判定该报文满足该通信设备所对应的报文过滤规则，然后丢弃该报文，若从该哈希链表中查不到该设备识别信息，则判定该报文不满足该通信设备所对应的报文过滤规则，然后将该报文继续上传至网络层，以进行后续的相应处理。

本发明实施例公开了一种更具体的无线网状网络拓扑结构搭建系统，包括设置在每个通信设备上的报文发送模块、报文接收模块、报文过滤规则设置模块以及报文过滤模块；其中，

每个通信设备中的报文发送模块主要实现以下功能：在数据链路层上注册协议报文发送函数，针对流经数据链路层的协议数据帧调用发送函数，然后利用该发送函数在上述协议数据帧的帧头位置添加帧头信息，得到相应的协议报文，然后向外界发送该协议报文。

每个通信设备中的报文接收模块主要实现以下功能：在数据链路层注册协议报文接收函数，利用该报文接收函数接收流经数据链路层的协议报文。

每个通信设备中的报文过滤规则设置模块主要实现以下几个功能：(1)在linux系统的debugfs目录下新增mac_drop_list、mac_drop_add、mac_drop_del文件，设置对应的回调函数，通过以上文件接口实现用户层过滤规则的动态增删改查；(2)在linux系统的内核层新建Hash链表，用于存储用户层设置的报文过滤规则。

每个通信设备中的报文过滤模块主要实现以下几个功能：(1)针对报文接收模块传递过来的协议报文，分离出协议报文中的帧头信息以及协议数据帧，并从帧头信息中提取出源MAC地址、目标MAC地址、协议类型标识；(2)以源MAC地址为索引，对上述存储了报文过滤规则的Hash链表进行遍历查找；(3)针对符合报文过滤规则的协议数据帧进行丢弃，否则将该协议数据帧继续上传至网络层进行后续处理。

例如，在室内随机布置5个设备节点，每个设备节点上均运行无线网状网络协议，且这5个设备节点均处于相互可通信的范围内。当上述5个设备节点正常开机之后，如果未通过本发明实施例中的技术方案设置任何报文过滤规则时，上述5个设备节点形成网状拓扑结构如下图2所示。

如果上述5个设备节点在正常开机之后，基于本发明实施例中公开的技术方案，为各个设备节点设置如下的报文过滤规则：

N1：过滤N3、N4、N5；

N2：过滤N5；

N3：过滤N1、N4；

N4：过滤N1、N3；

N5：过滤N1、N2。

在为上述5个设备节点设置完上述对应的报文过滤规则之后，则这5个设备节点最终将形成如图3所示的树型拓扑结构、

可以理解的是，除了上述报文过滤规则之外，也可以根据实际应用需要设置其他具体的报文过滤规则。

相应的，本发明实施例还公开了一种无线网状网络拓扑结构搭建方法，参见图4所示，该方法包括：

步骤S11：将任一通信设备上的报文向外界进行发送；

步骤S12：当目标通信设备接收到外界传送过来的报文，则判断该报文是否满足预先为目标通信设备设置的报文过滤规则，如果是，则控制目标通信设备丢弃该报文，如果否，则控制目标通信设备将该报文继续上传至网络层，以进行后续的相应处理；

其中，上述目标通信设备为无线网状网络中的任一通信设备。

具体的，上述步骤S11中，将任一通信设备上的报文向外界进行发送的过程，可以包括：将该通信设备上的包含该通信设备的设备识别信息的报文向外界进行发送。

其中，上述任一通信设备的设备识别信息包括该通信设备的MAC地址。

另外，上述预先为目标通信设备设置的报文过滤规则中包括需过滤设备的设备识别信息，并将该报文过滤规则保存至目标通信设备中预先创建的哈希链表；其中，上述所谓的需过滤设备为目标通信设备需要过滤的所有通信设备。

进一步的，上述步骤S12中，判断该报文是否满足预先为目标通信设备设置的报文过滤规则的过程，具体可以包括：

对该报文进行信息提取，得到发送该报文的通信设备的设备识别信息，然后利用该设备识别信息，对哈希链表进行遍历查找，若从哈希链表中查找到该设备识别信息，则判定该报文满足预先为目标通信设备设置的报文过滤规则，若从哈希链表中查不到该设备识别信息，则判定该报文不满足预先为目标通信设备设置的报文过滤规则。

综上，本发明实施例通过预先在每台通信设备中设置报文过滤规则，使得每台通信设备能够根据自身的报文过滤规则对接收到的报文进行相应的处理，以此决定任意两台通信设备之间的网络链路是否能够成功搭建，从而实现了无线网状网络拓扑结构的搭建过程。可见，当用户需要构建特定形状的无线网状网络拓扑结构，只需在各台通信设备上设置相应的报文过滤规则，便可简单快捷地搭建出所需的拓扑结构，从而提高了无线网状网络拓扑结构的搭建效率。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种无线网状网络拓扑结构搭建系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。