一种多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工作方法与流程

1.本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工作方法。


背景技术：

2.wi
‑
fi的工作频段分为2.4ghz和5ghz。2.4g频段的工作频率为2.402
‑
2.483ghz，划分为14个信道，中国大陆使用了前面的13个信道；5g频段的工作频率为5.170
‑
5.835ghz，划分为24个信道，中国大陆使用了其中的13个信道。目前主流的无线wi
‑
fi网络设备使用802.11a/b/g/n/ac协议，不管是802.11b/g还是802.11a/b/g/n/ac一般都支持13个信道，即总共有26个可用信道。信道也称作通道(channel)、频段，是以无线信号(电磁波)作为传输载体的数据信号传送通道。信道重叠会导致无线路由间相互干扰，进而影响无线传输质量，信道自动选择功能使得无线热点根据周围无线环境自动设置最佳工作信道，有效避免同频干扰/竞争。无线网络(无线热点、无线网卡)可在多个信道上运行。在无线信号覆盖范围内的各种无线网络设备应该尽量使用不同的信道，以避免信号之间的干扰。因此，在实际的工作环境中，无线热点所使用的无线信道是不可预知的，因此，接入无线热点的无线网卡所使用的无线信道也是不可预知的。
3.要监测环境中存在有哪些无线热点，通常采用对wi
‑
fi信道进行轮询的方式进行监听。由于业务需要，在特定的工作场景中，除了需要不停地监测工作场所中存在哪些无线热点之外，同时还需要对探测到的某个无线热点所使用的无线信道上的无线通信数据进行长时间不丢包抓取。
4.目前所见的设备中，通常只含有单张无线网卡。这张无线网卡采用不停地快速切换信道的方法对所有wi
‑
fi信道进行扫描，这种方法能够保证不停地监测工作场所中存在哪些无线热点，但是，由于该无线网卡在不停地切换信道，在切换到某一信道时，会丢失掉其它信道上的无线通信数据，所以，只有一张无线网卡的设备无法保持对某个不确定的无线信道的无缝监听，无法实现长时间不丢包抓取某个无线热点所使用无线信道上的无线通信数据的要求。
5.综上所述，在一个工作环境中，虽然部署有两台或两台以上安装有单张无线网卡的同样设备，但是这些设备之间因为没有交互机制而无法协同工作，或者虽然有交互机制，但是也没有无线监听和抓取无线通信数据方面的协同工作，无法满足长时间不丢包抓取某个无线热点所使用无线信道上的无线通信数据的要求。


技术实现要素：

6.本发明旨在提供一种多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工作方法，以解决目前无法满足长时间不丢包抓取某个无线热点所使用无线信道上的无线通信数据的问题。
7.本发明提供的一种多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工作方法，所述多台具有单张无线网卡的设备为多台设备处于同一工作环境中且每台设备安装有单张无线网卡，所述工作方法包括如下步骤：
8.步骤s1、每台设备设置自身的无线网卡的初始监听工作模式为监听工作模式1；其中，每张台设备的无线网卡的监听工作模式分为：监听工作模式1为不间断地切频扫描监听所有wi
‑
fi信道；监听工作模式2为被固定监听指定的wi
‑
fi信道并对该指定的wi
‑
fi信道进行抓包工作；所有设备中至少有一台设备的无线网卡工作在监听工作模式1；
9.步骤s2、一旦任意一台设备的无线网卡发现在所监听的wi
‑
fi信道上存在至少一个无线热点，则该无线网卡的所属设备设为基准设备并将所述基准设备的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式2，再将所述基准设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道以及基准设备的设备信息同步/广播至同一工作环境中的其余设备；所述设备信息包括运行负载和设备编号；
10.步骤s3、其余每台设备在接收到基准设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道以及基准设备的设备信息后，根据自身设备的无线网卡的监听工作模式、监听的wi
‑
fi信道以及自身设备的设备信息来判断是否需要调整自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2。
11.进一步的，所述步骤s3包括如下子步骤：
12.步骤s31、其余每台设备在接收到基准设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道以及基准设备设备信息后，先检查自身设备的无线网卡的监听工作模式；
13.步骤s32、当自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式1时，则保持该无线网卡的监听工作模式不变；当自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2时，则检查自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道是否与基准设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道相同；
14.步骤s33、若自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道与接收的基准设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道相同，则比较自身设备的运行负载与接收的基准设备的运行负载是否相同，继续转入步骤s34；若自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道与接收的基准设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道不相同，则自身设备的无线网卡保持该监听工作模式不变；
15.步骤s34、若自身设备的运行负载与接收的基准设备的运行负载不相同时，则比较自身设备的运行负载是否优于基准设备的运行负载，当自身设备的运行负载不优于基准设备的运行负载时将自身设备的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1，当自身设备的运行负载优于基准设备的运行负载时将基准设备的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1；若自身设备的运行负载与接收的基准设备的运行负载相同时，则继续比较无线网卡的所属设备的设备编号大小来判断是否需要保持自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2；
16.步骤s35、当处于监听工作模式1的无线网卡所属设备发现在所监听的wi
‑
fi信道上存在新的无线热点时，则返回步骤s2继续执行。
17.进一步的，所述设备的运行负载包括cpu负荷和硬件资源消耗情况。
18.进一步的，步骤s34中继续比较无线网卡的所属设备的编号大小来判断是否需要
保持自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2的具体内容为：将两台设备中设备编号较小的设备对应的无线网卡的监听工作模式保持不变，而两台设备中设备编号较大的设备对应的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1。
19.进一步的，步骤s34中继续比较无线网卡的所属设备的设备编号大小来判断是否需要保持自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2的具体内容为：将两台设备中设备编号较大的设备对应的无线网卡的监听工作模式保持不变，而两台设备中设备编号较小的设备对应的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1。
20.进一步的，如果所有设备中只剩下一台设备的无线网卡工作在监听工作模式1，则该设备的无线网卡监听工作模式保持不变，并将新发现的至少一个无线热点的wi
‑
fi信道消息广播/同步给其余设备。
21.进一步的，当已处于监听工作模式2下的无线网卡所属设备收到处于监听工作模式1的无线网卡所属设备发送的其他需要被固定监听并进行抓包处理的wi
‑
fi信道时，则将已处于监听工作模式2下的无线网卡所属设备启动分时处理机制，将该wi
‑
fi信道加入到已处于监听工作模式2下的无线网卡所属设备的长时间不丢包抓取信道列表中，同时将监听的wi
‑
fi信道、运行负载广播/同步给其余设备。
22.进一步的，所述启动分时处理机制具体内容为：在保持对该无线网卡的抓包处理的同时，无线网卡的所属设备每间隔时间t1切换一次wi
‑
fi信道，直到长时间不丢包抓取信道列表中的wi
‑
fi信道依次遍历完成后，再重新开始遍历。
23.进一步的，所述多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工作方法还包括如下步骤：
24.s4、当被固定监听指定的wi
‑
fi信道上的无线热点消失且在该wi
‑
fi信道上没有一个无线热点存在的时间超过预设时间t2时，则将被固定监听指定的wi
‑
fi信道的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1。
25.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
26.1、本发明通过多台设备的单张无线网卡之间的协调配合，不仅保证了wi
‑
fi信道的循环监听，还保证了尽可能多的长时间抓取无线热点所在wi
‑
fi信道的无线通信数据不丢包；
27.2、本发明通过基于运行负载的选举机制，保证了设备间资源利用的最优选择，即无线通信数据抓取选取在负载最小，剩余资源最多的设备进行；
28.3、本发明再结合设备编号大小的选举机制，使在两台设备的运行负载完全相同时快速地对两台设备的监听工作模式进行配置。
29.4、本发明通过分时处理机制进一步保证了无线通信数据不丢包。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
31.图1为本发明实施例的多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工
作方法的流程图。
32.图2为本发明实施例的步骤s3的流程图。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
35.实施例
36.如图1所示，本实施例提出一种多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工作方法，所述多台具有单张无线网卡的设备为多台设备处于同一工作环境中且每台设备安装有单张无线网卡，本实施例中，对于同一工作环境中的多台设备编号为dev_1、dev_2、...dev_n(n≥2)，在每台设备上都安装单张无线网卡，对应无线网卡编号为wi
‑
fi_1、wi
‑
fi_2、...wi
‑
fi_n；所述工作方法包括如下步骤：
37.s1，每台设备设置自身的无线网卡的初始监听工作模式为监听工作模式1；本实施例中，每台设备的无线网卡的监听工作模式分为如下两种：
38.监听工作模式1为不间断地切频扫描监听所有wi
‑
fi信道；在本实施例中所有设备的所有无线网卡以在每个wi
‑
fi信道上停留200ms的时间间隔快速扫描所有wi
‑
fi信道；其中，wi
‑
fi拥有26个信道，且设定每张无线网卡的扫描周期是5.2s；
39.监听工作模式2为被固定监听指定的wi
‑
fi信道并对该指定的wi
‑
fi信道进行抓包工作；
40.另外，所有设备中至少有一台设备的无线网卡工作在监听工作模式1，以保证至少有一张无线网卡在不间断地切频扫描所需监听的所有wi
‑
fi信道；
41.s2，一旦任意一台设备dev_i的无线网卡wi
‑
fi_i(i∈[1,n])发现所监听的wi
‑
fi信道channel_j(j∈[1,26])上存在至少一个无线热点，该无线网卡wi
‑
fi_i的所属设备dev_i设为基准设备并将基准设备的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式2，即该无线网卡wi
‑
fi_i被固定监听指定的wi
‑
fi信道channel_j上，然后启用针对无线网卡wi
‑
fi_i的抓包处理，使用无线网卡wi
‑
fi_i实现对有无线热点所使用的wi
‑
fi信道channel_j上的无线通信数据的长时间不丢包抓取；再将所述基准设备的无线网卡wi
‑
fi_i被固定监听指定的wi
‑
fi信道channel_j以及基准设备dev_i的设备信息同步/广播至同一工作环境中的其余设备；所述设备信息包括运行负载和设备编号；在本实施例中，任意一台设备dev_i的无线网卡wi
‑
fi_i(i∈[1,n])发现存在至少一个无线热点的wi
‑
fi信道并通过长时间不丢包抓取信道列表进行存储。
[0042]
s3，其余每台设备在接收到基准设备的无线网卡wi
‑
fi_i被固定监听指定的wi
‑
fi信道channel_j以及基准设备dev_i的设备信息后，根据自身设备的无线网卡的监听工作模
式、监听的wi
‑
fi信道以及自身设备的设备信息来判断是否需要调整自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2。参见图2，所述步骤s3包括如下子步骤：
[0043]
步骤s31、其余每台设备在接收到基准设备的无线网卡wi
‑
fi_i被固定监听指定的wi
‑
fi信道channel_j以及基准设备dev_i的设备信息后，先检查自身设备的无线网卡的监听工作模式；
[0044]
步骤s32、当自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式1时，则保持该无线网卡的监听工作模式不变；当自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2时，则检查自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道是否与接收的基准设备dev_i的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道channel_j相同；
[0045]
步骤s33、若自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道与接收的基准设备的无线网卡wi
‑
fi_i被固定监听指定的wi
‑
fi信道channel_j相同，则比较自身设备的运行负载与接收的基准设备dev_i的运行负载是否相同，继续转入步骤s34；若自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道与接收的基准设备的无线网卡wi
‑
fi_i被固定监听指定的wi
‑
fi信道channel_j不相同，则自身设备的无线网卡保持该监听工作模式不变；
[0046]
步骤s34、若自身设备的运行负载与接收的基准设备dev_i的运行负载不相同时，则比较自身设备的运行负载是否优于基准设备dev_i的运行负载，当自身设备的运行负载不优于基准设备dev_i的运行负载时将自身设备的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1，当自身设备的运行负载优于基准设备dev_i的运行负载时将基准设备的无线网卡wi
‑
fi_i的监听工作模式调整为监听工作模式1；若自身设备的运行负载与接收的基准设备dev_i的运行负载相同时，则继续比较无线网卡的所属设备的设备编号大小来判断是否需要保持自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2；
[0047]
步骤s35、当处于监听工作模式1的无线网卡所属设备发现在所监听的wi
‑
fi信道上存在新的无线热点时，则返回步骤s2继续执行。
[0048]
在一个实施例中，所述设备的运行负载包括cpu负荷和硬件资源消耗情况。即，步骤s34中比较自身设备的运行负载是否优于基准设备dev_i的运行负载是指，自身设备的cpu负荷和硬件资源消耗情况是否优于基准设备的cpu负荷和硬件资源消耗情况：
[0049]
(1)当自身设备相较于基准设备dev_i的cpu负荷较低且可用硬件资源较多，则表示自身设备的运行负载优于基准设备dev_i的运行负载；
[0050]
(2)当自身设备相较于基准设备dev_i的cpu负荷较高且可用硬件资源较少，则表示基准设备dev_i的运行负载不优于自身设备的运行负载；
[0051]
(3)当自身设备与基准设备dev_i的cpu负荷和硬件资源消耗情况相同，则表示自身设备与基准设备dev_i的运行负载相同。
[0052]
也即是说，本实施例根据实际工况中cpu负荷和可用硬件资源，对两台设备的无线网卡进行分配，一般来说工作在监听工作模式2下的无线网卡所需的cpu负荷更高、硬件资源更多，因此本实施例优选采用cpu负荷较低且可用硬件资源较多的设备上的无线网卡工作在监听工作模式2下。由此通过基于运行负载的选举机制，保证了设备间资源利用的最优选择，即无线通信数据抓取选取在设备运行负荷最小，剩余硬件资源最多的设备进行。
[0053]
在一些实施例中，该步骤s34中继续比较无线网卡的所属设备的设备编号大小来判断是否需要保持自身设备的无线网卡的监听工作模式为监听工作模式2的具体内容可以
有以下两种情况：
[0054]
(1)将两台设备中设备编号较小的设备对应的无线网卡的监听工作模式保持不变，而两台设备中设备编号较大的设备对应的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1；
[0055]
(2)将两台设备中设备编号较大的设备对应的无线网卡的监听工作模式保持不变，而两台设备中设备编号较小的设备对应的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1。
[0056]
此两种方式是根据实际应用中对设备的编号情况来确定的，通过设备编号来选举可以在两台设备的运行负载完全相同时快速地对两台设备的监听工作模式进行配置。
[0057]
在一些实施例中，如果所有设备中只剩下一台设备的无线网卡工作在监听工作模式1，则该设备的无线网卡监听工作模式保持不变，并将新发现的至少一个无线热点的wi
‑
fi信道消息广播/同步给其余设备。
[0058]
当已处于监听工作模式2下的无线网卡所属设备收到处于监听工作模式1的无线网卡所属设备发送的其他需要被固定监听并进行抓包的新的wi
‑
fi信道时，则将已处于监听工作模式2下的无线网卡所属设备启动分时处理机制，将该wi
‑
fi信道加入到已处于监听工作模式2下的无线网卡所属设备的长时间不丢包抓取信道列表中，同时将监听的wi
‑
fi信道、运行负载广播/同步给其余设备。
[0059]
将处于监听工作模式2下且增加固定监听新的wi
‑
fi信道的无线网卡所属设备中的其中一台设备设为新基准设备，其余设备收到该新基准设备固定监听的wi
‑
fi信道、运行负载进行两两对比，决定设备是否退出对新的wi
‑
fi信道的固定监听，其中未退出固定监听新的wi
‑
fi信道的设备继续执行分时处理机制。所述其余设备收到该新基准设备固定监听的wi
‑
fi信道、运行负载进行两两对比的具体过程与步骤2和步骤3同理。
[0060]
若自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道与接收的新基准设备无线网卡被固定监听指定的信道不相同，则保持各自被固定监听指定的信道不变。若自身设备的无线网卡被固定监听指定的wi
‑
fi信道与接收的新基准设备的无线网卡被固定监听指定的信道相同，则比较自身设备的运行负载与接收的新基准设备的运行负载是否相同，若自身设备的运行负载与接收的基准设备的运行负载不相同时，则比较自身设备的运行负载是否优于新基准设备的运行负载，当自身设备的运行负载不优于新基准设备的运行负载时将自身设备退出对新的wi
‑
fi信道的固定监听，当自身设备的运行负载优于新基准设备的运行负载时将新基准设备退出对新的wi
‑
fi信道的固定监听；当自身设备的运行负载与新基准设备的运行负载相同时则比较自身设备和新基准设备编号大小来判断那个设备是否需要退出对新的wi
‑
fi信道的固定监听。该分时处理机制具体内容为：
[0061]
在保持对该无线网卡的抓包处理的同时，无线网卡所属设备每间隔时间t1(优选t1的取值范围为15～30min)切换一次wi
‑
fi信道，直到长时间不丢包抓取信道列表中的wi
‑
fi信道依次遍历完成后，再重新开始遍历。
[0062]
采用这种分时处理机制的信道切换速度相比监听工作模式1而言是非常缓慢的，至少可以保证在15～30分钟内的无线通信数据是没有丢包的。因此，本发明通过分时处理机制进一步保证了无线通信数据不丢包。
[0063]
在一些实施例中，所述多台具有单张无线网卡的设备进行无线通信数据抓取的工
作方法还包括如下步骤：
[0064]
s4、当被固定监听指定的wi
‑
fi信道上的无线热点消失且在该wi
‑
fi信道上没有一个无线热点存在的时间超过预设时间t2(优选t2的取值范围为5～10min)时，则将被固定监听指定的wi
‑
fi信道的无线网卡的监听工作模式调整为监听工作模式1。将被固定监听的wi
‑
fi信道广播或同步到其余设备，处于监听工作模式1的无线网卡所属设备收到该固定监听的wi
‑
fi信道与自身设备的长时间不丢包抓取信道列表进行比较，若存在则剔除该固定监听的wi
‑
fi信道。其中，若采用长时间不丢包抓取信道列表存储存在至少一个无线热点的wi
‑
fi信道，当判断固定监听的wi
‑
fi信道channel_j上的无线热点消失，并且在该wi
‑
fi信道channel_j上没有一个无线热点存在时，则将该wi
‑
fi信道channel_j从长时间不丢包抓取信道列表中剔除。该步骤通过设置预设时间t2来预防被固定监听指定的wi
‑
fi信道上的无线热点因信号不好等原因临时消失的情况，从而达到对无线热点所在wi
‑
fi信道的无线通信数据不丢包抓取的效果。
[0065]
通过上述内容可知，本发明通过多台设备的无线网卡的协调配合，不仅保证了wi
‑
fi信道的循环监听，还保证了尽可能多的抓取无线热点所在wi
‑
fi信道的无线通信数据不丢包。
[0066]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。