一種解決移動(dòng)終端漫游通信的方法

孫婧+萬翔

摘 要：部署在有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通信處理軟件[1]，與部署在4G和Wifi無線局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動(dòng)終端[2]設(shè)備相互通信時(shí)，存在移動(dòng)終端設(shè)備在重新接入局域網(wǎng)絡(luò)或發(fā)生移動(dòng)漫游時(shí)，移動(dòng)終端設(shè)備的IP地址與通訊錄的配置項(xiàng)不一致，導(dǎo)致信息無法互通的問題。本文提出了一種基于網(wǎng)關(guān)代理服務(wù)的方法，該方法將網(wǎng)關(guān)接入代理接入到無線局域網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)終端，使終端與外界隔離，有效解決了移動(dòng)終端設(shè)備漫游通信存在的問題。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)關(guān)接入代理；心跳保持；路由管理；持久化存儲(chǔ)；異?；謴?fù)

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：When the communication processing software deployed in the wired network communicates with the mobile terminal in 4G or the Wi-Fi network，the IP address of the mobile terminal is different from the configuration in the address book when the mobile terminalre-accesses to the wireless network or roams，which will cause the information transmission failure.A method based on the gateway access agent is proposed in this paper.The gateway access agent accessesto each terminal in the wireless network and the terminal can be isolated from the outside world.The method can effectively solve theproblem in the roaming communication of mobile terminals.

Keywords：gateway access agent；heartbeat holding；routing management；persistent storage；abnormal recovery

1 引言（Introduction）

部署在有線網(wǎng)環(huán)境下的通信處理軟件，與部署在4G和Wifi無線局域網(wǎng)環(huán)境下的移動(dòng)終端，通過通信服務(wù)互相通信[3]。

移動(dòng)終端有唯一標(biāo)識(shí)號(hào)，在通信過程中通信軟件通過該唯一標(biāo)識(shí)號(hào)從通訊錄中解析移動(dòng)終端通信服務(wù)器IP地址。移動(dòng)終端通信服務(wù)軟件以IP地址作為唯一標(biāo)識(shí)，因此移動(dòng)終端IP地址應(yīng)固定不變，且必須與通訊錄中配置的IP地址保持一致，這是現(xiàn)有軟件之間互相通信的一個(gè)基本條件[4]。

無線局域網(wǎng)（Wifi、4G）具有IP動(dòng)態(tài)分配、設(shè)備漫游接入等特點(diǎn)[5]。移動(dòng)終端在接入無線網(wǎng)或發(fā)送移動(dòng)漫游時(shí)，Wifi路由器或4G基站將動(dòng)態(tài)給設(shè)備分配IP地址，且每次分配到的IP地址可能都不一樣。導(dǎo)致移動(dòng)終端設(shè)備在重新接入無線網(wǎng)或發(fā)送移動(dòng)漫游時(shí)，移動(dòng)終端IP地址與通訊錄配置項(xiàng)不一致，信息無法互通。

所以本文引入網(wǎng)關(guān)接入代理服務(wù)，將代理接入到無線局域網(wǎng)的各個(gè)移動(dòng)終端，使移動(dòng)終端與外界隔離，解決通信處理軟件與移動(dòng)終端互聯(lián)互通存在的問題。

2 網(wǎng)關(guān)接入代理（Gateway access agent）

網(wǎng)關(guān)接入代理負(fù)責(zé)維護(hù)對(duì)應(yīng)無線局域網(wǎng)內(nèi)各移動(dòng)終端接入信息，建立信息轉(zhuǎn)發(fā)路由表。無線局域網(wǎng)各終端身份有唯一標(biāo)識(shí)號(hào)，通訊錄中對(duì)通信服務(wù)器IP統(tǒng)一配置成網(wǎng)關(guān)代理服務(wù)器IP[6]。

通信客戶端發(fā)送的信息，都將統(tǒng)一發(fā)送至網(wǎng)關(guān)接入代理服務(wù)，網(wǎng)關(guān)接入代理根據(jù)路由轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行信息分發(fā)。軟件交互如圖1所示。

3 基于網(wǎng)關(guān)接入代理服務(wù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)（The system design based on gateway access agent service）

3.1 功能模塊設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)代理主要由以下功能模塊組成，功能模塊圖如圖2所示。

（1）終端接入管理模塊

a.終端接入子模塊，負(fù)責(zé)監(jiān)聽來自歸屬域或漫游域移動(dòng)終端的接入信息，對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行接入權(quán)限審核與管理（通過權(quán)限控制過濾非法移動(dòng)終端接入）。

b.接入信息維護(hù)子模塊，負(fù)責(zé)維護(hù)接入當(dāng)前網(wǎng)關(guān)代理的移動(dòng)終端身份信息、IP地址信息和歸屬域信息。

c.心跳保持子模塊，負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)關(guān)代理與接入移動(dòng)終端的心跳信息，以判斷移動(dòng)終端在線、離線狀態(tài)[7]。

（2）信息處理模塊

a.信息接收子模塊，負(fù)責(zé)調(diào)用通信服務(wù)接口接收來自通信處理系統(tǒng)發(fā)往歸屬域內(nèi)移動(dòng)終端、接入移動(dòng)終端發(fā)往通信處理系統(tǒng)的短語、信息等。

b.信息頭解析子模塊，負(fù)責(zé)調(diào)用信息解析接口獲取目的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)。

c.信息轉(zhuǎn)發(fā)子模塊，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)至歸屬域內(nèi)移動(dòng)終端，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)至它域網(wǎng)關(guān)代理，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)至通信處理系統(tǒng)。

d.通訊錄查詢模塊，負(fù)責(zé)調(diào)用通訊錄查詢接口根據(jù)唯一標(biāo)識(shí)號(hào)查詢目的端通信服務(wù)器IP地址。

（3）路由管理模塊

路由信息子模塊，負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)關(guān)代理至域內(nèi)移動(dòng)終端的轉(zhuǎn)發(fā)路由信息（網(wǎng)關(guān)代理—移動(dòng)終端、網(wǎng)關(guān)代理—網(wǎng)關(guān)代理）[8]。

（4）持久化存儲(chǔ)模塊[9]

a.接入信息持久化存儲(chǔ)子模塊，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、更新終端接入信息。

b.轉(zhuǎn)發(fā)信息持久化存儲(chǔ)子模塊，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)當(dāng)前無轉(zhuǎn)發(fā)路由信息的內(nèi)容。

c.路由信息持久化存儲(chǔ)子模塊，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、更新轉(zhuǎn)發(fā)路由信息。

（5）異?；謴?fù)模塊[10]

a.接入信息恢復(fù)子模塊，負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)代理服務(wù)異?；謴?fù)后，從持久化存儲(chǔ)對(duì)象中恢復(fù)移動(dòng)終端接入信息。

b.轉(zhuǎn)發(fā)信息恢復(fù)子模塊，負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)代理服務(wù)異常恢復(fù)后，從持久化存儲(chǔ)對(duì)象中恢復(fù)未完成轉(zhuǎn)發(fā)的信息。

c.路由信息恢復(fù)子模塊，負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)代理服務(wù)異?；謴?fù)后，從持久化存儲(chǔ)對(duì)象中恢復(fù)信息轉(zhuǎn)發(fā)路由信息。

3.2 流程設(shè)計(jì)（The design for the process）

3.2.1 終端接入

終端接入分為域內(nèi)終端接入和終端漫游接入。域內(nèi)終端接入是歸屬域內(nèi)移動(dòng)終端接入本域所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)接入代理的過程；終端漫游接入是移動(dòng)終端在實(shí)施接入網(wǎng)切換或發(fā)生移動(dòng)漫游時(shí)重新接入歸屬域網(wǎng)關(guān)接入代理的過程[11]。終端接入示意圖如圖3和圖4所示。

終端設(shè)備通過無線模塊接入無線局域網(wǎng)，獲取無線網(wǎng)動(dòng)態(tài)授予的IP地址；應(yīng)用軟件調(diào)用網(wǎng)關(guān)接入開發(fā)接口，通過終端IP解析本域所對(duì)用的網(wǎng)關(guān)接入代理服務(wù)器IP地址；接口模塊根據(jù)設(shè)備MAC地址生成驗(yàn)證序列號(hào)；按照接入?yún)f(xié)議打包并向接入代理發(fā)送接入請(qǐng)求；等待接入請(qǐng)求回執(zhí)。

網(wǎng)關(guān)代理在固定端口接收終端接入請(qǐng)求；解析接入請(qǐng)求協(xié)議，獲取唯一標(biāo)識(shí)號(hào)、終端IP地址、歸屬域標(biāo)識(shí)和驗(yàn)證序列號(hào)信息；根據(jù)序列號(hào)驗(yàn)證終端接入權(quán)限；將終端信息加入接入終端維護(hù)列表；創(chuàng)建網(wǎng)關(guān)接入代理至終端設(shè)備的路由表項(xiàng)（唯一標(biāo)識(shí)號(hào)：終端IP），更新路由信息維護(hù)列表；向終端設(shè)備發(fā)送接入回執(zhí)，通知設(shè)備接入成功。根據(jù)唯一標(biāo)識(shí)號(hào)查詢信息轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列，如有待轉(zhuǎn)發(fā)信息就根據(jù)路由信息轉(zhuǎn)發(fā)該信息。

終端接入的流程圖如圖5所示。

3.2.2 信息轉(zhuǎn)發(fā)

信息轉(zhuǎn)發(fā)分為域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)和漫游轉(zhuǎn)發(fā)。域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)是網(wǎng)關(guān)接入代理將接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)至歸屬域內(nèi)移動(dòng)終端；漫游轉(zhuǎn)發(fā)是網(wǎng)關(guān)接入代理將接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)至漫游域移動(dòng)終端。信息轉(zhuǎn)發(fā)的示意圖如圖6和圖7所示。

網(wǎng)關(guān)接入接收來自通信系統(tǒng)的信息，調(diào)用信息解析接口解析目的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)；根據(jù)目的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)從路由表中查詢轉(zhuǎn)發(fā)路由IP（移動(dòng)終端IP）；調(diào)用通信服務(wù)將信息轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)終端。信息轉(zhuǎn)發(fā)流程圖如圖8所示。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文提出了基于網(wǎng)關(guān)代理服務(wù)的方法，將代理接入到無線局域網(wǎng)的各個(gè)指揮終端，使指揮終端與外界隔離，有效解決了移動(dòng)終端設(shè)備在重新接入無線網(wǎng)或發(fā)生移動(dòng)漫游時(shí)，移動(dòng)終端IP地址與通訊錄配置項(xiàng)不一致，導(dǎo)致信息無法互通的問題。

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作者簡介：

孫 婧（1987-），女，碩士，助理工程師.研究領(lǐng)域：指揮控制，軟件開發(fā).

萬 翔（1986-），男，碩士，工程師.研究領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)通信，軟件開發(fā).