CN107659514A - 一种WiFi下应用的加速方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种WiFi下应用的加速方法，该方法包括下列步骤：接收数据报文，识别报文的协议信息和业务信息，当成功识别了该报文属于需要被加速的应用后，则需要修改该报文的TOS字段，当识别的报文不属于需要被加速的应用后，则直接发送报文，修改报文的TOS字段，发送报文，接收数据报文的ip报文包括头部和数据部分，头部最少占用20个字节，运用802.11协议进行通信前需要建立连接，该方法是路由器在转发下行报文时，通过DPI报文检测技术对报文进行识别分类，将识别的报文的TOS位进行修改，达到修改报文优先级的目的，被识别的报文在WMM打开的路由器转发时，优先级最高，在无线传输过程中被优先发送，从而保证应用的QOS。

Description

一种WiFi下应用的加速方法
技术领域
本发明涉及网络技术领域，具体为一种WiFi下应用的加速方法。
背景技术
由于越来越多的设备使用WiFi协议进行通信，同时WiFi本身使用公开频段进行通信，WiFi下各种应用通信的质量很难得到保证。各种干扰，网络拥塞导致手机和路由器之前通信的报文存在比较大的时延，丢包。传统的Wi-Fi网络对所有连接到网上的设备的接入“一视同仁”。当业务量需求超过可用带宽时，管数据的类型如何，数据流的吞吐率一律减少。但是，用户的体验恰恰在很大程度上受数据类型和应用类型的影响，例如将一份有关工作的打印件从膝上机传送到打印机1秒的时延，可能引起用户的关切，但影响并不大；然而，在VoIP呼叫中，哪怕是增加一点点时延或减少一点点吞吐率，都可能使呼叫中断，导致数据帧丢失，或使屏幕上视频流图像“冻结”。因此，话音、流视频和流音乐，以及交互式游戏产生的数据必须有严格的时延和吞吐率要求。为保证满意的用户体验，必须采用QoS，对不同应用产生的数据进行管理和划分优先等级。
WMM定义4种接入类型，这4种接入类型由802.1D(非802.11D)派生而来，相应的优先级如表所示。尽管4种接入类型是按照特定的业务类型(话音、视频、尽力而为、低优先级数据)和与之相关联的优先级设计的，但WMM可让网络运营商只有选择最适合的网络对策，并决定采用具有哪种优先级的网络。例如，网络运营商也许倾向于给予流视频比话音更高的优先级，反之亦然。为接入类型定制的对策可通过接口设置，并可通过接口修改默认优先级。WMM规定接入点和客户机使用的协议，前者将对策传送给具有QoS能力的客户机，而后者传送发送请求。
WIFI本身有WMM以及其他的QOS相关的协议，但是很多应用因为各种原因无法按照协议的要求设置TOS字段，导致这些应用在网络中传输时无法利用WMM的机制，使得QOS得不到保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种WiFi下应用的加速方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种WiFi下应用的加速方法，该方法包括下列步骤：
步骤1)接收数据报文；
步骤2)识别报文的协议信息和业务信息，当成功识别了该报文属于需要被加速的应用后，则需要修改该报文的TOS字段；当识别的报文不属于需要被加速的应用后，则直接发送报文；
步骤3)修改报文的TOS字段；
步骤4)发送报文。
根据上述技术方案，所述步骤1)接收数据报文的ip报文包括头部和数据部分，头部最少占用20个字节，运用802.11协议进行通信前需要建立连接，数据传输完成后，最后需要断开连接头部和数据部分，头部最少占用20个字节，运用802.11协议进行通信前需要建立连接，数据传输完成后，最后需要断开连接。
根据上述技术方案，所述TCP协议的可靠传输是通过滑动窗口来实现的，所述滑动窗口的单位是字节。
根据上述技术方案，所述步骤2)识别报文的协议信息和业务信息包括检测报文内容中的特征信息，判断检测得到的报文中的特征信息是否符合预设的多个规则组中的一个规则组的分类特性，多个规则组中的每个规则组由一条或多条规则按预定的分类特性划分后得到，每个规则组编译后对应一个状态机，状态机用于对所述报文进行匹配，其中，匹配时常用的状态机存储在读写速度较快的片内存储器当中，其他状态机存储在读写速度较慢的片外存储器当中，即通过深度包检测DPI技术识别报文的协议信息和业务信息。
根据上述技术方案，所述协议信息包括协议类型；所述业务信息包括如下信息中的至少一种：服务质量信息、接入点名称信息、时间段信息、累计流量信息、累计时长信息、承载类型和业务类型。
根据上述技术方案，所述协议信息和业务信息映射到对应的服务类型映射单元的TOS字段，根据映射到的服务类型字段修改报文的服务类型值。
根据上述技术方案，所述服务类型映射单元具体用于根据映射到的服务类型字段建立流表；在流表项中记录该数据流对应的服务类型值；将对应数据流的报文的服务类型字段修改为对应的服务类型值。
根据上述技术方案，所述步骤3)修改报文的TOS字段包括当成功识别了该报文属于需要被加速的应用后，则需要修改该报文的TOS字段，ip报文头的TOS字段长度为1个字节，其中高3bit用来标记优先级，所以有0-7共8个ip preference级别，TOS字段的中间4bit为TOS子字段，最低1bit未用但必须置0，4bit的TOS分别代表：最小时延、最大吞吐量、最小费用和最高可靠性，4bit中只能将其中1bit置1，如果所有4bit均为0，那么就表示是普通服务，当我面把TOS置为255时，则表示报文的优先级为最高。
根据上述技术方案，所述步骤4)发送报文包括路由器本身的WMM功能特性保证报文QOS，在WLAN中，由于802.11协议规定，所有的终端获取到信道的机会是均等的，WMM通过将数据报文划分为4个AC，高优先级AC占用信道的机会高于低优先级AC，从而能针对每类报文提供不同级别的服务，当WIFI驱动读取到报文中TOS设定时，会给报文分配不同的AC，这样，我们设置的最高优先级的报文就能得到优先的发送，从而确保应用的QOS等级。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该WiFi下应用的加速方法，本发明的技术方案是路由器在转发下行报文时，通过DPI报文检测技术对报文进行识别分类，将识别的报文的TOS位进行修改，达到修改报文优先级的目的，被识别的报文在WMM打开的路由器转发时，优先级最高，在无线传输过程中被优先发送，从而保证应用的QOS。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种WiFi下应用的加速方法，该方法包括下列步骤：
步骤1)接收数据报文；
步骤2)识别报文的协议信息和业务信息，当成功识别了该报文属于需要被加速的应用后，则需要修改该报文的TOS字段；当识别的报文不属于需要被加速的应用后，则直接发送报文；
步骤3)修改报文的TOS字段；
步骤4)发送报文。
根据上述技术方案，所述步骤1)接收数据报文的ip报文包括头部和数据部分，头部最少占用20个字节，运用802.11协议进行通信前需要建立连接，数据传输完成后，最后需要断开连接头部和数据部分，头部最少占用20个字节，运用802.11协议进行通信前需要建立连接，数据传输完成后，最后需要断开连接。
根据上述技术方案，所述TCP协议的可靠传输是通过滑动窗口来实现的，所述滑动窗口的单位是字节。
根据上述技术方案，所述步骤2)识别报文的协议信息和业务信息包括检测报文内容中的特征信息，判断检测得到的报文中的特征信息是否符合预设的多个规则组中的一个规则组的分类特性，多个规则组中的每个规则组由一条或多条规则按预定的分类特性划分后得到，每个规则组编译后对应一个状态机，状态机用于对所述报文进行匹配，其中，匹配时常用的状态机存储在读写速度较快的片内存储器当中，其他状态机存储在读写速度较慢的片外存储器当中，即通过深度包检测DPI技术识别报文的协议信息和业务信息。
根据上述技术方案，所述协议信息包括协议类型；所述业务信息包括如下信息中的至少一种：服务质量信息、接入点名称信息、时间段信息、累计流量信息、累计时长信息、承载类型和业务类型。
根据上述技术方案，所述服务类型映射单元具体用于根据映射到的服务类型字段建立流表；在流表项中记录该数据流对应的服务类型值；将对应数据流的报文的服务类型字段修改为对应的服务类型值。
根据上述技术方案，所述步骤3)修改报文的TOS字段包括当成功识别了该报文属于需要被加速的应用后，则需要修改该报文的TOS字段，ip报文头的TOS字段长度为1个字节，其中高3bit用来标记优先级，所以有0-7共8个ip preference级别，TOS字段的中间4bit为TOS子字段，最低1bit未用但必须置0，4bit的TOS分别代表：最小时延、最大吞吐量、最小费用和最高可靠性，4bit中只能将其中1bit置1，如果所有4bit均为0，那么就表示是普通服务，当我面把TOS置为255时，则表示报文的优先级为最高。
根据上述技术方案，所述步骤4)发送报文包括路由器本身的WMM功能特性保证报文QOS，在WLAN中，由于802.11协议规定，所有的终端获取到信道的机会是均等的，WMM通过将数据报文划分为4个AC，高优先级AC占用信道的机会高于低优先级AC，从而能针对每类报文提供不同级别的服务，当WIFI驱动读取到报文中TOS设定时，会给报文分配不同的AC，这样，我们设置的最高优先级的报文就能得到优先的发送，从而确保应用的QOS等级。
工作原理：本发明的技术方案是路由器在转发下行报文时，通过DPI报文检测技术对报文进行识别分类，将识别的报文的TOS位进行修改，达到修改报文优先级的目的。被识别的报文在WMM打开的路由器转发时，优先级最高，在无线传输过程中被优先发送，从而保证应用的QOS。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (8)

1.一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：
步骤1)接收数据报文；
步骤2)识别报文的协议信息和业务信息，当成功识别了该报文属于需要被加速的应用后，则需要修改该报文的TOS字段；当识别的报文不属于需要被加速的应用后，则直接发送报文；
步骤3)修改报文的TOS字段；
步骤4)发送报文。
2.根据权利要求1所述的一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：所述步骤1)接收数据报文的ip报文包括头部和数据部分，头部最少占用20个字节，运用802.11协议进行通信前需要建立连接，数据传输完成后，最后需要断开连接头部和数据部分，头部最少占用20个字节，运用802.11协议进行通信前需要建立连接，数据传输完成后，最后需要断开连接。
3.根据权利要求1所述的一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：所述步骤2)识别报文的协议信息和业务信息包括检测报文内容中的特征信息，判断检测得到的报文中的特征信息是否符合预设的多个规则组中的一个规则组的分类特性，多个规则组中的每个规则组由一条或多条规则按预定的分类特性划分后得到，每个规则组编译后对应一个状态机，状态机用于对所述报文进行匹配，其中，匹配时常用的状态机存储在读写速度较快的片内存储器当中，其他状态机存储在读写速度较慢的片外存储器当中，即通过深度包检测DPI技术识别报文的协议信息和业务信息。
4.根据权利要求1或4所述的一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：所述协议信息包括协议类型；所述业务信息包括如下信息中的至少一种：服务质量信息、接入点名称信息、时间段信息、累计流量信息、累计时长信息、承载类型和业务类型。
5.根据权利要求4所述的一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：所述协议信息和业务信息映射到对应的服务类型映射单元的TOS字段，根据映射到的服务类型字段修改报文的服务类型值。
6.根据权利要求6所述的一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：所述服务类型映射单元具体用于根据映射到的服务类型字段建立流表；在流表项中记录该数据流对应的服务类型值；将对应数据流的报文的服务类型字段修改为对应的服务类型值。
7.根据权利要求1或2所述的一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：所述步骤3)修改报文的TOS字段包括当成功识别了该报文属于需要被加速的应用后，则需要修改该报文的TOS字段，ip报文头的TOS字段长度为1个字节，其中高3bit用来标记优先级，所以有0-7共8个ip preference级别，TOS字段的中间4bit为TOS子字段，最低1bit未用但必须置0，4bit的TOS分别代表：最小时延、最大吞吐量、最小费用和最高可靠性，4bit中只能将其中1bit置1，如果所有4bit均为0，那么就表示是普通服务，当我面把TOS置为255时，则表示报文的优先级为最高。
8.根据权利要求1所述的一种WiFi下应用的加速方法，其特征在于：所述步骤4)发送报文包括路由器本身的WMM功能特性保证报文QOS，在WLAN中，由于802.11协议规定，所有的终端获取到信道的机会是均等的，WMM通过将数据报文划分为4个AC，高优先级AC占用信道的机会高于低优先级AC，从而能针对每类报文提供不同级别的服务，当WIFI驱动读取到报文中TOS设定时，会给报文分配不同的AC，这样，我们设置的最高优先级的报文就能得到优先的发送，从而确保应用的QOS等级。
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