CN110336796B - 一种通信方法和通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种通信方法和装置，应用于视联网中，所述视联网包括视联网终端、视联猫终端、互联网终端、协议转换终端，所述方法包括：所述视联猫终端接收到所述视联网终端发送的互联网通信请求；所述视联猫终端查找到对应的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述视联猫终端查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。解决了现有技术中在视联网内不能访问互联网的问题。

Description

一种通信方法和通信装置

技术领域

本发明涉及视联网技术领域，特别是涉及一种通信方法和通信装置。

背景技术

随着视联网业务在全国范围内的普及发展，视联网高清视联交互技术在政府部门已经其它行业中发挥着举足轻重的作用。视联网采用全球最先进的VisionVera实时高清视频交换技术，实现了目前互联网无法实现的全网高清视频实时传输，将高清视频会议、视频监控、远程培训、智能化监控分析、应急指挥、视频电话、现场直播、电视邮件、信息发布等数十种视频、语音、图片、文字、通讯、数据等服务全部整合在一个系统平台，通过多种终端设备实现高清品质视频通信实时互联互通。

然而，上述一切服务仅限于视联网专有网络中，在上述服务实现视联网与互联网的结合应用方面，目前仍然没有较为有效可行的方法。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种通信方法和相应的一种通信装置。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种通信方法，所述方法应用于视联网中，所述视联网包括：视联网终端、视联网服务器、视联猫终端、互联网终端、协议转换终端，所述视联猫终端存储有包括对应所述视联网终端MAC地址的MAC地址索引表，以及包括对应所述协议转换终端IP地址的IP地址索引表，所述方法包括：

所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址；

所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；

所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；

所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址；

所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。

可选地，所述响应数据包包含通信源IP地址，所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文的步骤，包括：

所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应的所述通信源IP地址的所述协议转换终端，并将所述响应数据包发送至所述协议转换终端；

所述协议转换终端调用视联网报文发送函数，将所述响应数据包中的数据字段区中的IP数据各分片，添加对应的视联网协议报文头，封装成视联网报文。

可选地，所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端的步骤，包括：

所述协议转换终端调用接收函数，接收所述互联网IP报文；

所述协议转换终端判断所述互联网IP报文中的IP数据包有没有丢失或者乱序；

如果存在丢失或者乱序，则丢弃相应分片；

如果不存在丢失或者乱序，则复制所述互联网IP报文到IP重组区，计算IP头，重组成完整的互联网IP报文转发至所述互联网终端。

可选地，在所述视联猫客户端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求的步骤之前，还包括：

所述视联猫终端每隔预设时间调用定时器函数，获取所述视联网终端的状态信息；

所述视联猫终端将所述状态信息存储至内核中。

可选地，所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端的步骤，包括：

所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端；

所述视联猫终端在内核中查看所述视联网终端的状态信息；

若所述视联网终端处于无响应状态，则在等待预设延时后，停止发送所述视联网报文至所述视联网终端。

本发明实施例还公开了一种通信装置，所述装置应用于视联网中，所述视联网包括：视联网终端、视联网服务器、视联猫终端、互联网终端、协议转换终端，所述视联猫终端存储有包括对应所述视联网终端MAC地址的MAC地址索引表，以及包括对应所述协议转换终端IP地址的IP地址索引表，所述装置包括：

互联网通信请求接收模块，用于所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址；

转发模块，用于所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；

协议转换模块，用于所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；

封装模块，用于所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址；

发送模块，用于所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。

可选地，所述封装模块，包括：

协议转换子模块，用于所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应的所述通信源IP地址的所述协议转换终端，并将所述响应数据包发送至所述协议转换终端；

封装子模块，用于所述协议转换终端调用视联网报文发送函数，将所述响应数据包中的数据字段区中的IP数据各分片，添加对应的视联网协议报文头，封装成视联网报文。

可选地，所述发送模块，包括：

接收子模块，用于所述协议转换终端调用接收函数，接收所述互联网IP报文；

判断子模块，用于所述协议转换终端判断所述互联网IP报文中的IP数据包有没有丢失或者乱序；

丢弃子模块，用于如果存在丢失或者乱序，则丢弃相应分片；

重组发送子模块，用于如果不存在丢失或者乱序，则复制所述互联网IP报文到IP重组区，计算IP头，重组成完整的互联网IP报文转发至所述互联网终端。

可选地，还包括：

状态信息获取模块，用于所述视联猫终端每隔预设时间调用定时器函数，获取所述视联网终端的状态信息；

存储模块，用于所述视联猫终端将所述状态信息存储至内核中。

可选地，所述发送模块，包括：

查找子模块，用于所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端；

状态信息查看子模块，用于所述视联猫终端在内核中查看所述视联网终端的状态信息；

停止发送子模块，用于若所述视联网终端处于无响应状态，则在等待预设延时后，停止发送所述视联网报文至所述视联网终端。

本发明实施例包括以下优点：

通过在视联网中添加视联猫组，并在视联猫组终端的Linux内核中利用多实体哈希建立IP地址索引和MAC地址索引，以及协议转换终端实现对数据包进行封包解包的过程使视联网和互联网完美的结合，解决了传统视联网无法访问互联网的问题。取得了可以对视联网终端在不限制应用环境的情况下访问互联网的有益效果。

附图说明

图1是本发明的一种视联网的组网示意图；

图2是本发明的一种节点服务器的硬件结构示意图；

图3是本发明的一种接入交换机的硬件结构示意图；

图4是本发明的一种以太网协转网关的硬件结构示意图；

图5是本发明的一种通信方法实施例的步骤流程图；

图5A是本发明的视联网终端通信系统框架的示意图；

图5B是本发明的视联网终端通信数据流的示意图；

图6是本发明的一种通信装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

视联网是网络发展的重要里程碑，是一个实时网络，能够实现高清视频实时传输，将众多互联网应用推向高清视频化，高清面对面。

视联网采用实时高清视频交换技术，可以在一个网络平台上将所需的服务，如高清视频会议、视频监控、智能化监控分析、应急指挥、数字广播电视、延时电视、网络教学、现场直播、VOD点播、电视邮件、个性录制(PVR)、内网(自办)频道、智能化视频播控、信息发布等数十种视频、语音、图片、文字、通讯、数据等服务全部整合在一个系统平台，通过电视或电脑实现高清品质视频播放。

为使本领域技术人员更好地理解本发明实施例，以下对视联网进行介绍：

视联网所应用的部分技术如下所述：

网络地址转换(NAT，Network Address Translation)：随着IP网络的普及，目前广泛应用的IPv4版本的ip地址出现严重不足，运行TCP/IP协议的设备原来越多，无法满足每个设备拥有一个IP地址的需求NAT网络地址转换，又称地址代理，用来实现私有网络地址与公有网络地址之间的转换。

ALG应用层网关：简称“ALG”(也叫应用层防火墙或应用层代理防火墙)，在windows中其进程名是alg.exe，应用层网关通常被描述为第三代防火墙。ALG在作为NAT穿透的应用时，由于传统的NAT不能改变应用层中的IP地址，因此使用ALG直接改变应用层的IP地址，在得到终端的私有地址时就直接绑定其公网地址，为此后可能涉及到的互通做好准备。

网络技术(Network Technology)

视联网的网络技术创新改良了传统以太网(Ethernet)，以面对网络上潜在的巨大视频流量。不同于单纯的网络分组包交换(Packet Switching)或网络电路交换(CircuitSwitching)，视联网技术采用Packet Switching满足Streaming需求。视联网技术具备分组交换的灵活、简单和低价，同时具备电路交换的品质和安全保证，实现了全网交换式虚拟电路，以及数据格式的无缝连接。

交换技术(Switching Technology)

视联网采用以太网的异步和包交换两个优点，在全兼容的前提下消除了以太网缺陷，具备全网端到端无缝连接，直通用户终端，直接承载IP数据包。用户数据在全网范围内不需任何格式转换。视联网是以太网的更高级形态，是一个实时交换平台，能够实现目前互联网无法实现的全网大规模高清视频实时传输，将众多网络视频应用推向高清化、统一化。

服务器技术(Server Technology)

视联网和统一视频平台上的服务器技术不同于传统意义上的服务器，它的流媒体传输是建立在面向连接的基础上，其数据处理能力与流量、通讯时间无关，单个网络层就能够包含信令及数据传输。对于语音和视频业务来说，视联网和统一视频平台流媒体处理的复杂度比数据处理简单许多，效率比传统服务器大大提高了百倍以上。

储存器技术(Storage Technology)

统一视频平台的超高速储存器技术为了适应超大容量和超大流量的媒体内容而采用了最先进的实时操作系统，将服务器指令中的节目信息映射到具体的硬盘空间，媒体内容不再经过服务器，瞬间直接送达到用户终端，用户等待一般时间小于0.2秒。最优化的扇区分布大大减少了硬盘磁头寻道的机械运动，资源消耗仅占同等级IP互联网的20％，但产生大于传统硬盘阵列3倍的并发流量，综合效率提升10倍以上。

网络安全技术(Network Security Technology)

视联网的结构性设计通过每次服务单独许可制、设备与用户数据完全隔离等方式从结构上彻底根除了困扰互联网的网络安全问题，一般不需要杀毒程序、防火墙，杜绝了黑客与病毒的攻击，为用户提供结构性的无忧安全网络。

服务创新技术(Service Innovation Technology)

统一视频平台将业务与传输融合在一起，不论是单个用户、私网用户还是一个网络的总合，都不过是一次自动连接。用户终端、机顶盒或PC直接连到统一视频平台，获得丰富多彩的各种形态的多媒体视频服务。统一视频平台采用“菜谱式”配表模式来替代传统的复杂应用编程，可以使用非常少的代码即可实现复杂的应用，实现“无限量”的新业务创新。

视联网的组网如下所述：

视联网是一种集中控制的网络结构，该网络可以是树型网、星型网、环状网等等类型，但在此基础上网络中需要有集中控制节点来控制整个网络。

如图1所示，视联网分为接入网和城域网两部分。

接入网部分的设备主要可以分为3类：节点服务器，接入交换机，终端(包括各种机顶盒、编码板、存储器等)。节点服务器与接入交换机相连，接入交换机可以与多个终端相连，并可以连接以太网。

其中，节点服务器是接入网中起集中控制功能的节点，可控制接入交换机和终端。节点服务器可直接与接入交换机相连，也可以直接与终端相连。

类似的，城域网部分的设备也可以分为3类：城域服务器，节点交换机，节点服务器。城域服务器与节点交换机相连，节点交换机可以与多个节点服务器相连。

其中，节点服务器即为接入网部分的节点服务器，即节点服务器既属于接入网部分，又属于城域网部分。

城域服务器是城域网中起集中控制功能的节点，可控制节点交换机和节点服务器。城域服务器可直接连接节点交换机，也可直接连接节点服务器。

由此可见，整个视联网络是一种分层集中控制的网络结构，而节点服务器和城域服务器下控制的网络可以是树型、星型、环状等各种结构。

形象地称，接入网部分可以组成统一视频平台(虚线圈中部分)，多个统一视频平台可以组成视联网；每个统一视频平台可以通过城域以及广域视联网互联互通。

视联网设备分类

1.1本发明实施例的视联网中的设备主要可以分为3类：服务器，交换机(包括以太网网关)，终端(包括各种机顶盒，编码板，存储器等)。视联网整体上可以分为城域网(或者国家网、全球网等)和接入网。

1.2其中接入网部分的设备主要可以分为3类：节点服务器，接入交换机(包括以太网网关)，终端(包括各种机顶盒，编码板，存储器等)。

各接入网设备的具体硬件结构为：

节点服务器：

如图2所示，主要包括网络接口模块201、交换引擎模块202、CPU模块203、磁盘阵列模块204；

其中，网络接口模块201，CPU模块203、磁盘阵列模块204进来的包均进入交换引擎模块202；交换引擎模块202对进来的包进行查地址表205的操作，从而获得包的导向信息；并根据包的导向信息把该包存入对应的包缓存器206的队列；如果包缓存器206的队列接近满，则丢弃；交换引擎模202轮询所有包缓存器队列，如果满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零。磁盘阵列模块204主要实现对硬盘的控制，包括对硬盘的初始化、读写等操作；CPU模块203主要负责与接入交换机、终端(图中未示出)之间的协议处理，对地址表205(包括下行协议包地址表、上行协议包地址表、数据包地址表)的配置，以及，对磁盘阵列模块204的配置。

接入交换机：

如图3所示，主要包括网络接口模块(下行网络接口模块301、上行网络接口模块302)、交换引擎模块303和CPU模块304；

其中，下行网络接口模块301进来的包(上行数据)进入包检测模块305；包检测模块305检测包的目地地址(DA)、源地址(SA)、数据包类型及包长度是否符合要求，如果符合，则分配相应的流标识符(stream-id)，并进入交换引擎模块303，否则丢弃；上行网络接口模块302进来的包(下行数据)进入交换引擎模块303；CPU模块304进来的数据包进入交换引擎模块303；交换引擎模块303对进来的包进行查地址表306的操作，从而获得包的导向信息；如果进入交换引擎模块303的包是下行网络接口往上行网络接口去的，则结合流标识符(stream-id)把该包存入对应的包缓存器307的队列；如果该包缓存器307的队列接近满，则丢弃；如果进入交换引擎模块303的包不是下行网络接口往上行网络接口去的，则根据包的导向信息，把该数据包存入对应的包缓存器307的队列；如果该包缓存器307的队列接近满，则丢弃。

交换引擎模块303轮询所有包缓存器队列，在本发明实施例中分两种情形：

如果该队列是下行网络接口往上行网络接口去的，则满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零；3)获得码率控制模块产生的令牌；

如果该队列不是下行网络接口往上行网络接口去的，则满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零。

码率控制模块308是由CPU模块304来配置的，在可编程的间隔内对所有下行网络接口往上行网络接口去的包缓存器队列产生令牌，用以控制上行转发的码率。

CPU模块304主要负责与节点服务器之间的协议处理，对地址表306的配置，以及，对码率控制模块308的配置。

以太网协转网关：

如图4所示，主要包括网络接口模块(下行网络接口模块401、上行网络接口模块402)、交换引擎模块403、CPU模块404、包检测模块405、码率控制模块408、地址表406、包缓存器407和MAC添加模块409、MAC删除模块410。

其中，下行网络接口模块401进来的数据包进入包检测模块405；包检测模块405检测数据包的以太网MAC DA、以太网MAC SA、以太网length or frame type、视联网目地地址DA、视联网源地址SA、视联网数据包类型及包长度是否符合要求，如果符合则分配相应的流标识符(stream-id)；然后，由MAC删除模块410减去MAC DA、MAC SA、length or frame type(2byte)，并进入相应的接收缓存，否则丢弃；

下行网络接口模块401检测该端口的发送缓存，如果有包则根据包的视联网目地地址DA获知对应的终端的以太网MAC DA，添加终端的以太网MAC DA、以太网协转网关的MACSA、以太网length or frame type，并发送。

以太网协转网关中其他模块的功能与接入交换机类似。

终端：

主要包括网络接口模块、业务处理模块和CPU模块；例如，机顶盒主要包括网络接口模块、视音频编解码引擎模块、CPU模块；编码板主要包括网络接口模块、视音频编码引擎模块、CPU模块；存储器主要包括网络接口模块、CPU模块和磁盘阵列模块。

1.3城域网部分的设备主要可以分为2类：节点服务器，节点交换机，城域服务器。其中，节点交换机主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块；城域服务器主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块构成。

2、视联网数据包定义

2.1接入网数据包定义

接入网的数据包主要包括以下几部分：目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节、payload(PDU)、CRC。

如下表所示，接入网的数据包主要包括以下几部分：

DA

SA

Reserved

Payload

CRC

其中：

目的地址(DA)由8个字节(byte)组成，第一个字节表示数据包的类型(例如各种协议包、组播数据包、单播数据包等)，最多有256种可能，第二字节到第六字节为城域网地址，第七、第八字节为接入网地址；

源地址(SA)也是由8个字节(byte)组成，定义与目的地址(DA)相同；

保留字节由2个字节组成；

payload部分根据不同的数据报的类型有不同的长度，如果是各种协议包的话是64个字节，如果是单组播数据包话是32+1024＝1056个字节，当然并不仅仅限于以上2种；

CRC有4个字节组成，其计算方法遵循标准的以太网CRC算法。

2.2城域网数据包定义

城域网的拓扑是图型，两个设备之间可能有2种、甚至2种以上的连接，即节点交换机和节点服务器、节点交换机和节点交换机、节点交换机和节点服务器之间都可能超过2种连接。但是，城域网设备的城域网地址却是唯一的，为了精确描述城域网设备之间的连接关系，在本发明实施例中引入参数：标签，来唯一描述一个城域网设备。

本说明书中标签的定义和MPLS(Multi-Protocol Label Switch，多协议标签交换)的标签的定义类似，假设设备A和设备B之间有两个连接，那么数据包从设备A到设备B就有2个标签，数据包从设备B到设备A也有2个标签。标签分入标签、出标签，假设数据包进入设备A的标签(入标签)是0x0000，这个数据包离开设备A时的标签(出标签)可能就变成了0x0001。城域网的入网流程是集中控制下的入网过程，也就意味着城域网的地址分配、标签分配都是由城域服务器主导的，节点交换机、节点服务器都是被动的执行而已，这一点与MPLS的标签分配是不同的，MPLS的标签分配是交换机、服务器互相协商的结果。

如下表所示，城域网的数据包主要包括以下几部分：

DA

SA

Reserved

标签

Payload

CRC

即目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节(Reserved)、标签、payload(PDU)、CRC。其中，标签的格式可以参考如下定义：标签是32bit，其中高16bit保留，只用低16bit，它的位置是在数据包的保留字节和payload之间。

基于视联网的上述特性，提出了本发明实施例的核心构思之一，遵循视联网的协议，对应用的部分功能模块进行浏览器代理，而对其他功能模块不进行浏览器代理。

参照图5，示出了本发明的一种通信方法实施例的步骤流程图，该方法可以应用于视联网中，所述视联网包括：视联网终端、视联网服务器、视联猫终端、互联网终端、协议转换终端，所述视联猫终端存储有包括对应所述视联网终端MAC地址的MAC地址索引表，以及包括对应所述协议转换终端IP地址的IP地址索引表，具体可以包括如下步骤：

步骤501，所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址。

本发明实施例中，如图5A所示，本申请中的视联猫终端包括视联猫客户端和视联猫服务端，视联猫客户端在视联网端提供服务，而视联猫服务端互联网端提供服务，在下面视联猫客户端和视联猫服务端分别简称为猫和猫王，其中，初始化时，猫王和猫分别在视联网服务器上注册虚拟终端节点，把所有的终端节点和服务器报文类型通过netlink加载到各自的Linux内核中，每个终端节点增加两个哈希索引，一个是IP地址索引，另一个是mac地址索引，通过索引找到相应的虚拟终端。猫和猫王分别创建对应的哈希表，把索引和相应的终端节点信息添加到哈希表中。

具体的，IP地址索引和mac地址索引是存储终端节点信息数组的下标。视联网终端节点信息通过netlink下发到linux内核后，内核将终端视联口IP地址通过哈希算法计算出IP地址索引值，并把终端节点信息存储到IP索引值对应的哈希表中；将视联网终端mac地址通过哈希算法计算出mac索引值，并把终端节点信息存储到mac索引值对应的哈希表中。当需要查找猫或猫王的某一个虚拟终端时，会根据索引值找到对应的哈希表。

实际应用中，当视联网终端想访问互联网时，首先通过视联网服务器发送一个互联网通信请求到猫，此时，猫和猫王与视联网服务器交互的v2v信令报文进入Linux内核，然后通过libpcab和bpf规则过滤后，使得各自的终端节点入网成功，猫王接收猫发过来的拨通可视电话，建立隧道，开始进行数据面报文转发，所以在连接建立之前包括：

优选的，在步骤501之前，还包括：

子步骤C1-C2；

子步骤C1，所述视联猫终端每隔预设时间调用定时器函数，获取所述视联网终端的状态信息；

子步骤C2，所述视联猫终端将所述状态信息存储至内核中。

具体的，在系统初始化后，猫和猫王准备接收信令报文，定时器每秒更新终端节点信息。其中，利用Linux系统应用程序编程接口每1秒产生一个定时器，系统收到信号后就执行定时器函数，该函数判断每个终端节点的状态，并把每个终端节点的状态信息更新到内核中。

步骤502，所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端。

本发明实施例中，猫通过IP地址索引表找到对应的猫王，并把已封装好的带互联网数据的视联网报文通过视联网发送给猫王，即将互联网通信请求由猫发送给猫王。猫王接收到该视联网报文时，根据mac地址索引找到本地对应的协议转换终端节点，并在内核中把自定义packet_type结构体注册到type对应Linux内核的list_head链表上面。

其中，IP地址索引表，包括发送互联网通信请求的IP报文头部目的地址，利用哈希算法得到IP地址索引值，存储在IP地址索引表中，所以，上述协议转转终端也是通过本身IP地址哈希值，存储在在IP地址索引表中，通过IP地址索引表，即哈希表中找到对应通信目的IP地址的协议转换终端，在协议转换终端中根据终端的节点信息和点对点视联网协议封装要发送的数据。

步骤503，所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端。

本发明实施例中，如图5B所示的，在协议转换终端，根据第二层设置的IP协议调用接收函数接收包含IP数据包的视联网报文，对视联网报文进行解析，将解析后的互联网IP报文发送到对应的互联网终端。

优选的，步骤503包括：子步骤B1-B4；

子步骤B1，所述协议转换终端调用接收函数，接收所述互联网IP报文；

子步骤B2，所述协议转换终端判断所述互联网IP报文中的IP数据包有没有丢失或者乱序；

子步骤B3，如果存在丢失或者乱序，则丢弃相应分片；

子步骤B4，如果不存在丢失或者乱序，则复制所述互联网IP报文到IP重组区，计算IP头，重组成完整的互联网IP报文转发至所述互联网终端。

具体的，协议转换终端接收到互联网IP报文后，判断发送过来的IP数据包有没有丢失或者乱序，如果有，则丢弃对应确实或者乱序的分片，如果没有，则将互联网IP报文中的视联包数据字段的IP报文复制到IP重组区，计算IP头，重新组合成完整的IP报文，并且最后转发到互联网。

步骤504，所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址。

本发明实施例中，互联网响应数据包就是一个互联网IP报文，包含响应视联网请求的数据包，其中，当视联猫终端接收到响应数据包后，根据该IP报文头部的IP目的地址计算出IP索引值，根据索引值在哈希表中找到对应的协议转换终端，并将该IP报文封装成视联网报文，以便发送给源视联网终端。

具体的，如图5B所示，猫王接收IP报文后，封装后转发给猫王，其中，猫发送过来的报文中目的mac与猫王在服务器上注册的终端的mac地址一一对应，能根据mac地址索引找到猫王上对应的视联网终端。

Mac地址索引是根据视联猫设备在服务器注册的所有协议转换视联网终端的mac地址建立。

优选的，所述响应数据包包含通信源IP地址，则步骤504包括：

子步骤A1-A2；

子步骤A1，所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应的所述通信源IP地址的所述协议转换终端，并将所述响应数据包发送至所述协议转换终端；

子步骤A2，所述协议转换终端调用视联网报文发送函数，将所述响应数据包中的数据字段区中的IP数据各分片，添加对应的视联网协议报文头，封装成视联网报文。

本发明实施例中，如图5B所示的，当互联网响应数据包进入猫王时，首先在Linux内核中自己定义nf_hook_ops存储钩子的数据结构，把这个结构体内容注册到nf_hooks链表中，当运行到iptables中nat机制的NF_INET_POST_ROUTING挂载点时，会调用视联网报文发送函数，把IP数据包的数据字段区中的IP数据分片，每片加上v2v的报文头封装成视联网报文，猫王通过目的IP地址索引找到对应的猫，把封装好的视联网协议报文发送给猫。

步骤505，所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。

本发明实施例中，猫发送过来的报文中目的mac与猫王在服务器上注册的终端的mac地址一一对应，能根据mac地址索引找到猫王上对应的终端。

Mac地址索引表是根据视联猫设备在服务器注册的所有协议转换视联网终端的mac地址建立。

所以，通过MAC地址索引表找到对应视联网报文的视联网终端后，将该视联网报文发送至该视联网终端。

优选的，若执行子步骤C1-C2，则步骤505，包括：

子步骤D1-D3；

子步骤D1，所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端。

本发明实施例中，当猫接收到猫王转发的视联网报文后，猫根据本地存储的MAC地址索引表，查到对应该视联网报文中存储的MAC地址的视联网终端。

子步骤D2，所述视联猫终端在内核中查看所述视联网终端的状态信息；

本发明实施例中，进一步的，猫通过查找内核中存储的终端节点状态信息，判断对应的视联网终端的状态是否可以接收视联网报文，若状态为可以接收视联网报文，则将该视联网报文转发给该视联网终端。

子步骤D3，若所述视联网终端处于无响应状态，则在等待预设延时后，停止发送所述视联网报文至所述视联网终端。

本发明实施例中，若查询结果为视联网终点处于无响应状态，则继续等待预设延时，其中，视联猫终端没隔1秒会接收到各视联网终端的状态信息，而预设延时可以设置为5个状态更新时间间隔，即间隔5秒后，对应的视联网终端的状态还是为无响应状态，那么则停止发送该视联网报文，或者如果存在预设的备用终端，则将该视联网报文发送至对应的备用终端，本发明实施例对此不加以限制。

在本发明实施例中，通过所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址；所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址；所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。解决了现有技术中在视联网内无法访问互联网的问题，取得了可以对视联网终端在不限制应用环境的情况下访问互联网的有益效果。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参照图6，示出了本发明的一种通信装置实施例的结构框图，所述装置应用于视联网中，所述视联网包括：视联网终端、视联网服务器、视联猫终端、互联网终端、协议转换终端，所述视联猫终端存储有包括对应所述视联网终端MAC地址的MAC地址索引表，以及包括对应所述协议转换终端IP地址的IP地址索引表，具体可以包括：

互联网通信请求接收模块601，用于所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址；

转发模块602，用于所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；

协议转换模块603，用于所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；

优选的，所述协议转换模块603，包括：

接收子模块，用于所述协议转换终端调用接收函数，接收所述互联网IP报文；

判断子模块，用于所述协议转换终端判断所述互联网IP报文中的IP数据包有没有丢失或者乱序；

丢弃子模块，用于如果存在丢失或者乱序，则丢弃相应分片；

重组发送子模块，用于如果不存在丢失或者乱序，则复制所述互联网IP报文到IP重组区，计算IP头，重组成完整的互联网IP报文转发至所述互联网终端。

封装模块604，用于所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址；

优选的，所述封装模块604，包括：

协议转换子模块，用于所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应的所述通信源IP地址的所述协议转换终端，并将所述响应数据包发送至所述协议转换终端；

封装子模块，用于所述协议转换终端调用视联网报文发送函数，将所述响应数据包中的数据字段区中的IP数据各分片，添加对应的视联网协议报文头，封装成视联网报文。

发送模块605，用于所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。

优选的，所述互联网通信请求接收模块601之前，还包括：

状态信息获取模块，用于所述视联猫终端每隔预设时间调用定时器函数，获取所述视联网终端的状态信息；

存储模块，用于所述视联猫终端将所述状态信息存储至内核中。

优选的，所述发送模块605，包括：

查找子模块，用于所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端；

状态信息查看子模块，用于所述视联猫终端在内核中查看所述视联网终端的状态信息；

停止发送子模块，用于若所述视联网终端处于无响应状态，则在等待预设延时后，停止发送所述视联网报文至所述视联网终端。

在本发明实施例中，通过互联网通信请求接收模块，用于所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址；转发模块，用于所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；协议转换模块，用于所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；封装模块，用于所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址；发送模块，用于所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。解决了传统视联网无法访问互联网的问题。取得了可以对视联网终端在不限制应用环境的情况下访问互联网的有益效果。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端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通信方法和通信装置，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。

Claims (10)

1.一种通信方法，其特征在于，所述方法应用于视联网中，所述视联网包括：视联网终端、视联网服务器、视联猫终端、互联网终端、协议转换终端，所述视联猫终端存储有包括对应所述视联网终端MAC地址的MAC地址索引表，以及包括对应所述协议转换终端IP地址的IP地址索引表，所述方法包括：

所述视联猫终端将终端视联口IP地址通过哈希算法计算出IP地址索引值，并把终端节点信息存储到IP索引值对应的哈希表中；将视联网终端mac地址通过哈希算法计算出mac索引值，并把终端节点信息存储到mac索引值对应的哈希表中；

所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址；

所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；

所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；

所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址；

所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应数据包包含通信源IP地址，所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文的步骤，包括：

所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应的所述通信源IP地址的所述协议转换终端，并将所述响应数据包发送至所述协议转换终端；

所述协议转换终端调用视联网报文发送函数，将所述响应数据包中的数据字段区中的IP数据各分片，添加对应的视联网协议报文头，封装成视联网报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端的步骤，包括：

所述协议转换终端调用接收函数，接收所述互联网IP报文；

所述协议转换终端判断所述互联网IP报文中的IP数据包有没有丢失或者乱序；

如果存在丢失或者乱序，则丢弃相应分片；

如果不存在丢失或者乱序，则复制所述互联网IP报文到IP重组区，计算IP头，重组成完整的互联网IP报文转发至所述互联网终端。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在视联猫客户端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求的步骤之前，还包括：

所述视联猫终端每隔预设时间调用定时器函数，获取所述视联网终端的状态信息；

所述视联猫终端将所述状态信息存储至内核中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端的步骤，包括：

所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端；

所述视联猫终端在内核中查看所述视联网终端的状态信息；

若所述视联网终端处于无响应状态，则在等待预设延时后，停止发送所述视联网报文至所述视联网终端。

6.一种通信装置，其特征在于，所述装置应用于视联网中，所述视联网包括：视联网终端、视联网服务器、视联猫终端、互联网终端、协议转换终端，所述视联猫终端存储有包括对应所述视联网终端MAC地址的MAC地址索引表，以及包括对应所述协议转换终端IP地址的IP地址索引表，所述装置包括：

互联网通信请求接收模块，用于所述视联猫终端接收到所述视联网终端通过所述视联网服务器发送的互联网通信请求；所述互联网通信请求包含通信目的IP地址；视联猫终端将终端视联口IP地址通过哈希算法计算出IP地址索引值，并把终端节点信息存储到IP索引值对应的哈希表中；将视联网终端mac地址通过哈希算法计算出mac索引值，并把终端节点信息存储到mac索引值对应的哈希表中；

转发模块，用于所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应所述通信目的IP地址的所述协议转换终端，并将所述互联网通信请求发送至所述协议转换终端；

协议转换模块，用于所述协议转换终端将所述互联网通信请求转换为互联网IP报文，并将所述互联网IP报文发送至对应的所述互联网终端；

封装模块，用于所述视联猫终端接收所述互联网终端返回的响应数据包，并将所述响应数据包封装成视联网报文；所述响应数据包包含通信对象MAC地址；

发送模块，用于所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端，并将所述视联网报文发送至所述视联网终端。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述封装模块，包括：

协议转换子模块，用于所述视联猫终端通过所述IP地址索引表，查找到对应的所述通信源IP地址的所述协议转换终端，并将所述响应数据包发送至所述协议转换终端；

封装子模块，用于所述协议转换终端调用视联网报文发送函数，将所述响应数据包中的数据字段区中的IP数据各分片，添加对应的视联网协议报文头，封装成视联网报文。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述协议转换模块，包括：

接收子模块，用于所述协议转换终端调用接收函数，接收所述互联网IP报文；

判断子模块，用于所述协议转换终端判断所述互联网IP报文中的IP数据包有没有丢失或者乱序；

丢弃子模块，用于如果存在丢失或者乱序，则丢弃相应分片；

重组发送子模块，用于如果不存在丢失或者乱序，则复制所述互联网IP报文到IP重组区，计算IP头，重组成完整的互联网IP报文转发至所述互联网终端。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

状态信息获取模块，用于所述视联猫终端每隔预设时间调用定时器函数，获取所述视联网终端的状态信息；

存储模块，用于所述视联猫终端将所述状态信息存储至内核中。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述发送模块，包括：

查找子模块，用于所述视联猫终端通过所述MAC地址索引表，查找到对应的所述视联网终端；

状态信息查看子模块，用于所述视联猫终端在内核中查看所述视联网终端的状态信息；

停止发送子模块，用于若所述视联网终端处于无响应状态，则在等待预设延时后，停止发送所述视联网报文至所述视联网终端。

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