一种基于混杂模式的集群快速通信的系统及方法与流程

1.本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种基于混杂模式的集群快速通信的系统及方法。


背景技术：

2.在特殊的wifi应用场合下，经常会出现一个路由器ap需要连接很多个sta节点的情况，比如：一个ap需要连接几千甚至上万个节点。这样存在了以下问题：一个ap在正常情况下无法连接大量节点，在这种情况下，若存在一条消息下发给所有的节点，通常需要通过轮询法才能通知到位，轮询法如下：让第1批节点连接ap，接收完ap下发的消息以后，第1批节点退出连接，再让第2批节点去连接，依次循环操作下去。基于轮询法进行数据下发，所需时间会随着集群规模的增长而线性增长，对于实时性要求较高的消息例如火灾、洪水警报等，无法满足其数据需求，且如何控制轮询的时序，也存在应用艰阻的情况。基于此，针对上述问题，我们设计了一种基于混杂模式的集群快速通信的系统及方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于混杂模式的集群快速通信的系统及方法，通过设定协议令一个ap与混杂模式下的sta节点进行交互，sta节点接收到包后，筛选属于组播地址的数据包，并进行对应的控制操作，实现了仅用一个ap大量且快速的对sta节点进行操作的目的，克服了背景技术中轮询法所存在的所需时间长且轮询时序难以控制的问题。
4.本发明的实施例通过以下技术方案实现：
5.一种基于混杂模式的集群快速通信的系统，包括：n个sta节点、ap、云服务器，n个sta节点用于接收ap发送的数据，ap与云服务器相互连接，其中，sta节点处于混杂模式，获取设定协议全部通信数据；ap，执行以设定协议中数据帧的格式发送通信数据包；云服务器，以设定时序作为间隔，执行udp组播包的发送。
6.可选的，sta节点，执行于通信数据包中数据帧帧头的解析。
7.可选的，数据帧的帧头包括目的mac地址信息、ap的mac地址信息、云服务器的mac地址信息。
8.可选的，上述所述的数据均为加密数据。
9.可选的，目的mac地址信息中包括组播包的组播地址数据。
10.可选的，以设定时序作为间隔，其中，设定时序具体为100ms。
11.一种基于混杂模式的集群快速通信的方法，应用于上述任一项所述的基于混杂模式的集群快速通信的系统，该方法的步骤包括：
12.云服务器以设定时序作为间隔，将udp组播包发送至ap处，其中，udp组播包的组播地址为224.1.1.1-239.255.255.255；
13.ap获取udp组播包后，将udp组播包以设定协议中数据帧的格式发送通信数据包至各个sta节点处；
14.各个sta节点获取设定协议的通信数据后，基于组播地址对通信数据进行筛选，并基于筛选后的通信数据执行与之相对应的控制操作，完成通过单位个数的ap操作sta节点操作的目的。
15.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
16.本实施例通过设定协议令一个ap与混杂模式下的sta节点进行交互，sta节点接收到包后，筛选属于组播地址的数据包，并进行对应的控制操作，实现了仅用一个ap大量且快速的对sta节点进行操作的目的，克服了背景技术中轮询法所存在的所需时间长且轮询时序难以控制的问题。
附图说明
17.图1为本发明提供的一种基于混杂模式的集群快速通信的系统的框架原理图；
18.图2为本发明提供的一种基于混杂模式的集群快速通信的方法的流程示意图。
具体实施方式
19.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。
20.本发明提供了与本发明所对应的现有技术，包括以下两类：
21.第一类：wifi模块处于普通工作的sta模式，并不处在混杂模式，也就是上述的这种传统的轮询的办法。主要存在的问题就是太慢，并且控制不同批次连接的时序也有困难，如果间隔太大了的话，速度会很慢，太短的话又会给ap增加很大的负担。
22.第二类：每个模块都同时处于ap+sta模式的情况。后一个模块的sta角色去连接前一个模块的ap角色，这样依次的级联，形成一个树状的结构。例如每一个模块的ap角色可以连接4个sta角色，这样每一层可以连接的模块数量会指数级的增长。
23.但第二类方法存在这些问题：如果是在比较密集的空间中，比如一个ap的信号，就可以覆盖几千个sta的情况下。这种操作就会导致一个很密集的空间内有几千个ap信号，这样会有很多的数据包。数据又跑在2.4g或者是5g的ism频段上，就会导致射频信号难以被区分，严重影响通信质量，导致网络非常不稳定，基本没法用，出现类似广播风暴这样的问题。
24.即使不是放在密集空间种，是在一个较为广阔的中间中。但是这样随着网络规模的增大，连接的层级也会增加，从最高层的一个数据传到最低层，需要的时间也会增加，而且链路增多也会增加通信失败的风险。
25.基于此，如图1所示，本发明在一个ap的信号范围覆盖了大量的sta的情况下，提供了其中一种实施例：一种基于混杂模式的集群快速通信的系统，包括：n个sta节点、ap、云服务器，n个sta节点用于接收ap发送的数据，ap与云服务器相互连接，其中，sta节点处于混杂模式，获取设定协议全部通信数据；ap，执行以设定协议中数据帧的格式发送通信数据包；云服务器，以设定时序作为间隔，执行udp组播包的发送。
26.如图2所示，在本实施例的其中一种应用中，sta节点分布在环境周围的从节点，会按照预定的协议与主节点进行通信。在本实施例中，sta节点均处于混杂模式，接收所有
802.11的包。云服务器或者是与ap连接了的信号发送设备，以100ms的间隔发送udp组播包。组播ip地址段选择224.1.1.1-239.255.255.255。此时ap接收到发送设备的信号后，就会以802.11协议中数据帧的格式发送数据包。
27.并且，因为sta节点并未与ap连接，又因为数据是加密的，sta看不到此udp包的内容。但是可以解析到数据帧的帧头，帧头包含了目的mac地址信息、ap的mac地址信息、发送设备的mac地址信息等信息。
28.在本实施例中，发送的数据为组播包，本实施例把组播地址写入到“目的mac地址”(address1)这个字段。如果我们用每个组播地址表示一种操作，则理论上此方法可以表示约两亿多种操作。即使是考虑到一些ip地址的避让，以及加密等操作，可供使用的余地也非常大。
29.基于此，本实施例的sta节点一直处于混杂模式，一旦接收到包后，便筛选属于组播地址的数据包，并进行对应的控制操作。自此便实现了仅用一个ap大量且快速的对sta节点进行操作的目的。
30.本实施例所提供的方法与系统操作灵活，不需要动网络层面任何的设置，只需要发送数据的时候，向组播的ip地址去发送即可，并且，搭建的成本较低，不需要额外定制；即使是考虑到一些ip地址的避让，以及加密等操作，可供使用的余地也非常大。
31.以上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。