一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由系统及路由方法与流程

本发明属于通信领域，具体涉及一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由系统及路由方法。

背景技术：

针对矿井下长距离巷道无线覆盖这种特定环境，对于基站(ap)和其他接入终端(sta)的IP地址，信息传递多采用基站固定ip，其他终端采用DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)分配的方式。用ac(Wireless Access Point Controller)控制器对这些接入终端进行IP地址分配时，需要人工手动分配这些地址，而且维护起来困难。

对于基站和接入终端往往采用同一号码段的ip进行分配。对于人工分配的这些地址，信息传递的存储转发表未经过优化，路由节点存储转发空间要求大。同时影响信息传递速度。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由系统及路由方法。

本发明所采用的技术方案为：一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由系统包括地址分配服务器、网关、矿用线性WiFi线缆、基站、电源和接入终端；所述地址分配服务器通过所述网关与所述矿用线性WiFi线缆连接，所述基站与矿用线性WiFi线缆连接，所述电源为所述基站供电，所述接入终端与基站进行WiFi通信；所述网关用于接入服务网络，所述地址分配服务器通过所述网关对所述基站和接入终端进行IP地址分配。

一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由方法包括以下步骤：

第一个基站接收地址分配信息，分配一个初始地址；

自本基站开始，仅向连接下一级基站的网络端口转发寻找是否存在未访问到的一个基站，若存在，则遍历到这个基站，从这个基站开始，重复这个遍历方法，一直遍历到没有下一基站的基站；

在遍历的同时，对基站进行连续的地址分配；

当遍历到基站末端，即完成地址分配，回传遍历信息到地址分配服务器遍历信息，配置基站的转发表；

根据基站的转发表，配置下一级的接入终端；

基站接收网络数据包时，按照网络数据包的目标地址和基站的转发表转发网络信息。

进一步地，所述配置基站的转发表，其具体包括：

给分配了地址的基站设置一个转发表；

对于分配了地址的基站，生成包含其地址的广播，并向地址比其自身的地址高的邻近的路由节点发送所述广播；

接收到所述广播的基站，向地址比其自身的地址高的邻近基站转发该广播，重复地执行上述转发所述广播的操作，直至所述广播到达最后一个基站；

接收到广播的各基站将该广播中包含的地址存储到转发表中。

进一步地，所述接收到广播的各基站将该广播中包含的地址存储到转发表中，其具体包括：

接收到邻近的基站生成的广播时，分别在转发表中新增一个转发地址参数及对应该转发地址参数的最大地址参数，将该广播中包含的地址存储为该转发地址参数及对应的最大地址参数；

接收到由邻近的基站转发的广播时，将该广播中包含的地址存储为该最大地址参数。

进一步地，所述根据基站的转发表，配置下一级的接入终端，其具体包括：

由第一个基站开启无线发射功能，第一个接入终端接收地址分配信息；

从第一个接入终端开始，采用深度优先算法转发地址分配信息，遍历第一个基站下所有的接入终端，对接入终端进行连续的地址分配；

在上一个基站完成接入终端地址分配后，下一个基站打开无线发射功能，地址分配服务器向本基站的第一个接入终端发送地址分配信息，从本基站的第一个接入终端开始，采用深度优先算法转发地址分配信息，遍历本基站下所有的接入终端，对接入终端进行连续的地址分配。

进一步地，所述基站和接入终端的地址不在同一号码段内。

进一步地，当所述初始地址为最小地址时，按照遍历的次序，对所述基站增大分配地址；当所述初始地址为最大地址时，按照遍历的次序，对所述基站减小分配地址。

进一步地，所述配置基站的转发表，其还包括：对分配了地址的基站，获取之前遍历的邻近的基站的地址，将该地址存储为转发表中的一个上载地址参数。

进一步地，所述按照网络数据包的目标地址和基站的转发表转发网络信息，其还包括：如果无法将数据包转发给转发地址参数对应的基站，则将数据包转发给该上载地址参数对应的基站。

进一步地，所述接入终端采用煤安手机。

由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：通过对基站采用广度优先算法转发基站的地址分配信息，遍历各个基站；对接入终端采用深度优先算法转发接入终端的地址分配信息，遍历一个基站下所有的接入终端；本发明能够自动对基站和接入终端进行IP地址分配，且IP地址需要多少分配多少，能够避免IP地址的浪费。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是复合线缆组成的线性巷道无线覆盖系统的结构框图；

图2是本发明一实施例提供的一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由系统的结构框图；

图3是本发明一实施例提供的一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由方法的流程图；

图4是本发明另一实施例提供的一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由系统的结构框图。

图中1-地址分配服务器；2-网关；3-矿用线性WiFi线缆；4-基站；5-电源；6-接入终端。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明路由方法主要应用于复合线缆组成的线性巷道无线覆盖系统。如图1所示，复合线缆组成的线性巷道无线覆盖系统包括调度通信系统、网关、单模光纤交换机、双模光纤交换机、SIP服务器、AC控制器、矿用线性WiFi线缆、基站、电源和接入终端。其中，调度通信系统通过网线与网关连接，网关通过网线与单模光纤交换机连接，单模光纤交换机通过网线与双模光纤交换机连接。SIP服务器和AC控制器均通过网线与双模光纤交换机连接。双模光纤交换机通过光纤与矿用线性WiFi线缆连接，基站与矿用线性WiFi线缆连接，电源为基站供电，接入终端与基站进行WiFi通信。

如图2所示，本发明提供了一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由系统，其包括地址分配服务器1、网关2、矿用线性WiFi线缆3、基站4、电源5和接入终端6。其中，地址分配服务器1通过网关2与矿用线性WiFi线缆3连接，基站4与矿用线性WiFi线缆3连接，电源5为基站4供电，接入终端6与基站4进行WiFi通信。其中，网关2用于接入服务网络，地址分配服务器1采用对其他系统类似热插拔的功能，接入其他网络系统，例如调度通信系统。地址分配服务器1通过网关2对通过有线接入的基站4和通过无线接入的接入终端6 进行IP地址分配。

如图3所示，本发明还提供了一种用于线性巷道无线覆盖系统的路由方法，其包括以下步骤：

S1、线性巷道无线覆盖系统中的第一个基站4接收地址分配信息，分配一个初始地址。

S2、自本基站4开始，仅向连接下一级基站4的网络端口转发寻找是否存在未访问到的一个基站4，若存在，则遍历到这个基站4，从这个基站4开始，重复这个遍历方法，一直遍历到没有下一基站4的基站4；在遍历的同时，对基站4进行连续的地址分配。

S3、当地址分配完成时，回传遍历信息到地址分配服务器遍历信息，配置基站4的转发表，其具体包括：

给分配了地址的基站4设置一个转发表；

对于分配了地址的基站4，生成包含其地址的广播，并向地址比其自身的地址高的邻近的路由节点发送所述广播；

接收到所述广播的基站4，向地址比其自身的地址高的邻近基站4转发该广播，重复地执行上述转发所述广播的操作，直至所述广播到达最后一个基站4；

接收到广播的各基站4将该广播中包含的地址存储到转发表中，其具体包括：

接收到邻近的基站4生成的广播时，分别在转发表中新增一个转发地址参数及对应该转发地址参数的最大地址参数，将该广播中包含的地址存储为该转发地址参数及对应的最大地址参数；

接收到由邻近的基站4转发的广播时，将该广播中包含的地址存储为该最大地址参数。因此，基站4会针对每一个与其相邻的基站4配置一个转发地址参数，而对每一个转发地址参数设置一个最大地址参数，即设置一个地址范围。其中，地址范围可能只表示一个地址，也可能表示数个连续的地址，但最多只存储两个地址参数。因此，在实际的无线覆盖系统中，可以极大地节省存储空间。而要将数据包发送给地址范围之中的某一地址对应的基站4，则需要将数据包发送给该转发地址参数对应的基站4。实际工作时，基站4会将目标地址落在某一个地址范围之内的数据包按照转发地址参数转发。

S4、根据基站4的转发表，配置下一级的接入终端6，其具体包括：

1)由第一个基站4开启无线发射功能，第一个接入终端6接收地址分配信息。

2)从第一个接入终端6开始，采用深度优先算法转发地址分配信息，遍历第一个基站4下所有的接入终端6，对接入终端6进行连续的地址分配。

3)在上一个基站4完成接入终端6地址分配后，下一个基站4打开无线发射功能，地址分配服务器1向本基站4的第一个接入终端6发送地址分配信息，从本基站4的第一个接入终端6开始，采用深度优先算法转发地址分配信息，遍历本基站4下所有的接入终端6，对接入终端6进行连续的地址分配。

S5、基站4接收网络数据包时，按照网络数据包的目标地址和基站4的转发表转发网络信息，其具体包括：

当基站4接收到数据包时，获取目标地址；

将目标地址与所述转发地址参数和最大地址参数进行比较，当判断目标地址不小于一转发地址参数且不大于对应于该转发地址参数的最大地址参数时，将数据包转发给该转发地址参数对应的基站4。

进一步地，基站4和接入终端6的地址不在同一号码段内。

上述步骤S1中，给第一基站4分配的初始地址可以为可能的最小地址。上述步骤S2中，按照遍历的次序，对基站4增大分配地址。上述步骤S1中，给第一基站4分配的初始地址可以为可能的最大地址。上述步骤S2中，按照遍历的次序，对基站4减小分配地址。

上述步骤S3中，配置基站4的转发表，其进一步包括：对分配了地址的基站4，获取之前遍历的邻近的基站4的地址，将该地址存储为转发表中的一个上载地址参数。

以上操作，实际上是获取了一个基站4的临近基站4之中地址小的那一个临近基站4的地址，将获取的地址作为存储在转发表之中的一个上载地址参数。上载地址参数的作用，在于当基站4获取的目标地址不在任意一个由转发地址参数和对应于该转发地址参数的最大地址参数形成的区间之中时，将数据包转发给该上载地址参数对应的基站4。

上述步骤S5中，所述按照网络数据包的目标地址和基站4的转发表转发网络信息，其进一步包括：如果无法将数据包转发给转发地址参数对应的基站4，则将数据包转发给该上载地址参数对应的基站4。

如图4所示，为便于对本发明用于线性巷道无线覆盖系统的路由方法进行理解，下面进行举例说明。

给第一个基站4分配一个初始地址192.168.1.2。

第一个基站接收地址分配信息，分配一个初始地址；

自本基站开始，仅向连接下一级基站的网络端口转发寻找是否存在未访问到的一个基站，若存在，则遍历到这个基站，从这个基站开始，重复这个遍历方法，一直遍历到没有下一基站的基站；

在遍历的同时，对基站进行连续的地址分配；

当遍历到基站末端，即完成地址分配，回传遍历信息到地址分配服务器遍历信息，配置基站的转发表；

根据基站的转发表，配置下一级的接入终端；

自第一个基站4开始，仅向连接下一级基站的网络端口转发寻找是否存在未访问到的一个基站转发第一个基站4接收到的地址分配信息，遍历第一个和第二个基站4。

在遍历的同时，对第一个和第二个基站4进行连续的地址分配。给第一个基站4分配地址192.168.1.2，给第二个基站4分配地址192.168.1.3。

当遍历到基站末端，即完成地址分配，回传遍历信息到地址分配服务器遍历信息，配置基站4的转发表；

根据转发表，配置下一级的接入终端6，其具体包括：

1)由第一个基站4开启无线发射功能，第一接入终端接收地址分配信息。

2)从第一接入终端开始，采用深度优先算法转发地址分配信息，遍历第一个基站4下的第一和第二接入终端6，对第一和第二接入终端6进行连续的地址分配。给第一接入终端分配地址172.16.0.2，给第二接入终端6分配地址172.16.0.3。

3)在第一个基站4完成对第一和第二接入终端6的地址分配后，第二个基站4打开无线发射功能，地址分配服务器1向第个二基站4的第三接入终端6发送地址分配信息，从第二个基站4的第三接入终端6开始，采用深度优先算法转发地址分配信息，遍历第二个基站4下的第三和第四接入终端6，对第三和第四接入终端6进行连续的地址分配。给第三接入终端6分配地址172.16.0.4，给第四接入终端6分配地址172.16.0.5。

当完成地址分配后，配置第一个和第二个基站4的转发表。第一个和第二个基站4接收网络数据包时，按照网络数据包的目标地址以及第一个和第二个基站4的转发表转发网络信息。

本发明路由方法针对线性巷道中无线覆盖系统所覆盖的一条六公里的巷道上的30个基站4以及移动的煤安手机等接入终端6进行IP地址分配。同时，本发明路由方法还能够优化转发路由表，为后续无线覆盖系统具有视频和定位等功能提供通信速度的保证。

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。