一種基于GPRS/CDMA 1X的無(wú)線(xiàn)路由器

表1  無(wú)線(xiàn)路由器支持的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議

　　應用軟件
　　無(wú)線(xiàn)路由器的網(wǎng)絡(luò )接口包括有線(xiàn)以太網(wǎng)接口和無(wú)線(xiàn)撥號上網(wǎng)接口，無(wú)線(xiàn)路由器的作用就是在這兩個(gè)接口之間轉發(fā)數據，提供靜態(tài)路由功能。TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的實(shí)現代碼已經(jīng)內嵌在mClinux操作系統中，在內核中設置“IP轉發(fā)”和“IP偽裝”就能實(shí)現靜態(tài)路由功能。應用軟件設計主要包括兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )應用程序：PPP應用程序和iptables應用程序。

　　PPP應用程序
　　PPP應用程序用來(lái)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊撥號登錄GPRS/CDMA 1X移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，登錄過(guò)程遵循PPP點(diǎn)到點(diǎn)通信協(xié)議。mClinux操作系統代碼中包含有一個(gè)實(shí)現PPP協(xié)議的程序pppd，但是需要根據GPRS/CDMA 1X移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信的要求，修改pppd源代碼中的部分配置參數，如撥號號碼、登錄用戶(hù)名、登錄密碼，就能夠得到需要的PPP應用程序，實(shí)現撥號登錄移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )。

　　iptables應用程序
　　iptables軟件包支持數據處理包偽裝和過(guò)濾功能，這種功能被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )過(guò)濾器(netfilter)。在無(wú)線(xiàn)路由器中我們使用了"IP轉發(fā)"和"IP偽裝"功能。

　　“IP轉發(fā)”功能 ：
  　　 # echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ipforward
　　
　　“IP偽裝”功能：
   　　# iptables  -t  nat  -A  POSTROUTING  -o  ppp0  -j  MASQUERADE

　　 “IP偽裝”的工作原理是：當路由器撥號上網(wǎng)后，它擁有的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )接口，它倆分別擁有兩個(gè)IP地址：
　　a.撥號網(wǎng)絡(luò )接口ppp0是一個(gè)動(dòng)態(tài)的合法公網(wǎng)IP地址，假定為a.b.c.d；
　　b.以太網(wǎng)口接口eth0是一個(gè)固定的私網(wǎng)的IP地址，假定為192.168.1.1

　　假如以太網(wǎng)口連接的是一個(gè)局域網(wǎng)192.168.1.x，通常這個(gè)局域網(wǎng)內的設備是不能訪(fǎng)問(wèn)到公網(wǎng)IP的。局域網(wǎng)終端設備(假定它的ip地址為192.168.1.22)將無(wú)線(xiàn)路由器以太網(wǎng)口的IP地址192.168.1.1設定為默認網(wǎng)關(guān)，當無(wú)線(xiàn)路由器收到局域網(wǎng)設備訪(fǎng)問(wèn)公網(wǎng)的請求數據包時(shí)，通過(guò)上面的"IP轉發(fā)"命令對其進(jìn)行轉發(fā)，再通過(guò)的"IP偽裝"命令對其進(jìn)行改寫(xiě)，將數據包的源地址192.168.1.22替換為自己的合法IP地址a.b.c.d，將源端口號port1換成一個(gè)新的端口號port2，并且對該過(guò)程進(jìn)行記錄。

　　當無(wú)線(xiàn)路由器收到Internet主機的響應包時(shí)，如果目的端口號正是先前改動(dòng)后的端口號port2，則再對該包進(jìn)行反向改寫(xiě)，將響應包的目的IP(a.b.c.d)及目的端口號(port2)替換為原來(lái)記錄的局域網(wǎng)設備的IP地址192.168.1.22和端口號port1，然后再發(fā)送給局域網(wǎng)設備。

　　將私網(wǎng)地址轉化為公網(wǎng)地址，是由存儲在基于iptable的無(wú)線(xiàn)路由器上的數據庫完成的。無(wú)線(xiàn)路由器的iptable軟件維護這個(gè)數據庫，因此它知道如何進(jìn)行“逆轉換”，所以從公網(wǎng)返回的數據就能正確的送到源訪(fǎng)問(wèn)設備。

　　終端設備接入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )方式
　　無(wú)線(xiàn)路由器對終端設備提供兩個(gè)接口，分別是以太接口和無(wú)線(xiàn)ppp接口。無(wú)線(xiàn)路由器中的路由軟件將來(lái)自以太口的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設備的數據自動(dòng)轉發(fā)到GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )，或者接收來(lái)自GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )的數據并轉發(fā)給以太口的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設備。這種由無(wú)線(xiàn)路由器的自動(dòng)轉發(fā)能力提供了以下三種功能：

　　·網(wǎng)絡(luò )終端設備的數據轉發(fā)
　　網(wǎng)絡(luò )終端設備只要通過(guò)以太網(wǎng)口連接到無(wú)線(xiàn)路由器，并將默認網(wǎng)關(guān)設置成無(wú)線(xiàn)路由器的IP地址，就可以接入到GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )。終端設備本身的通信軟件無(wú)需作任何的改變。

　　·網(wǎng)絡(luò )終端設備的即插即用
　　無(wú)線(xiàn)路由器內置DHCP服務(wù)器。終端設備只要設置成自動(dòng)獲取IP地址，通過(guò)以太口連接到無(wú)線(xiàn)路由器，就可以通過(guò)DHCP協(xié)議自動(dòng)獲取動(dòng)態(tài)的IP地址、網(wǎng)關(guān)地址、子網(wǎng)掩碼、DNS等網(wǎng)絡(luò )參數，然后可以接入到GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )。終端設備本身的通信軟件無(wú)需作任何的改變，真正做到了即插即用。

　　·移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )自適應
　　無(wú)線(xiàn)路由器內置軟件能自動(dòng)識別路由器硬件配置的無(wú)線(xiàn)通信模塊類(lèi)型，然后采用不同的撥號參數，登錄GPRS或者CDMA 1X移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )。

圖3   無(wú)線(xiàn)路由器的設備外形圖

結語(yǔ)

　　有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )終端設備可以利用已有的GPRS/CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )，無(wú)需鋪設網(wǎng)線(xiàn)便可通過(guò)無(wú)線(xiàn)路由器完成網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)接入。CDMA 1X無(wú)線(xiàn)路由器設備可在高速公路監控、防汛指揮、山區防火、地質(zhì)災害等場(chǎng)合作為應急通信手段。在偏遠地區，島嶼、汽車(chē)、三峽游輪、火車(chē)等架設通信線(xiàn)路困難或架線(xiàn)不經(jīng)濟的地方，使用GPRS/CDMA 1X無(wú)線(xiàn)路由器接入互聯(lián)網(wǎng)或者專(zhuān)用VPDN是一種迅速、廉價(jià)的解決方法。本設備已經(jīng)應用在太湖流域管理局的太湖水文數據監控系統中。

　　總之，在GPRS/CDMA 1X蜂窩網(wǎng)覆蓋的范圍內，無(wú)線(xiàn)路由器設備能快速經(jīng)濟地提供無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信業(yè)務(wù)。本文所提供方法實(shí)現的無(wú)線(xiàn)路由器設備通用性強，能夠高效率地運行。

參考文獻：

1. James Stanger,Patrick T.Lane著(zhù)，鐘日紅等譯，Linux黑客防范開(kāi)放源代碼安全指南，機械電子工業(yè)出版社，2002年
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