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技术交流

多网融合网关网络资源共享功能的设计与实现

沈雅娟 宋铁成

摘要：本研究基于 Sqlite3 数据库、多线程和策略路由等关键技术，通过为上网业务建立自由通路并对其进行维护，实现多网融合网关
的网络资源共享功能。系统测试结果表明，自动路由通路较为畅通和稳定，且各用户均能合理地共享网络资源。

近年来，自然灾害频发，为了降低这些灾难带来的 系统采用 Sqlite3 数据库，对 3G Modem、卫星和
伤害，使救援人员能通过网络、电子邮件和文件传输等 WLAN 网桥等设备的状态和使用情况进行存储。数据
业务及时与救援中心进行沟通，高效可靠的应急通信显 库 位 于 /tmp/gw/dev.db 中， 主 要 存 放 着 dev status
得尤为重要。由于卫星通信具有覆盖范围广，受地理位 allcar 和 car inet 两张表。其中，devstatus allcar
置限制小的优点，将其与地面无线通信结合起来，能灵 称为设备状态表，car inet 称为车间组网信息表。每隔
活有效地构建应急通信系统，保证救灾活动的顺利进行。 一段时间，各车的网关都会将其设备状态信息通过用户
然而，考虑到系统中的网络资源是有限的，不可能为所 数据报协议 (User Datagram Protocol，UDP) 套接字广
有的救援人员都提供一条卫星通道或者其它无线通信资 播到车间组网中，其他车的网关在收到广播包后，作出
源，因此，构建的应急通信系统必须满足资源共享的性 判断，若两张表中尚无其源车的记录，则向数据库添加
能。此外，为了保证网络资源共享的有效性和可靠性， 该车的各个表项，否则自动更新设备状态表中的 avail
需要系统能自动地为上述业务建立路由通路，并保障通 和 occu 字段。车间组网信息表中 user res 和 user id
路的畅通和稳定。 等字段的更新则配合自动路由过程来进行。
基于以上需求，本研究将卫星通信、3G 移动通信与 2.2 多线程模块
无线车间 Mesh 网结合起来，利用数据库、多线程和策
由于网关需要不断地检测和更新本车设备的状态，
略路由等关键技术，为上述业务自动建立和维护其路由
并广播用于自动路由通路建立和维护过程中的相关信
通路，来实现异构网络资源的共享。
息，需要网关控制软件能同时控制和处理多个任务，因
1 总体方案 此，论文采用多线程的方案，来提高程序的运行效率。

网 关 的 核 心 板 采 用 ARM9 开 发 板 SBC6020， 其 2.3 自动路由模块
上 的 eth1 接 口 与 无 线 局 域 网 络 (Wireless Local 检测线程中定义了全局变量 set rout web，当且仅
AreaNetworks，WLAN) 网桥相连，为各车提供车间 WLAN 当本车的自动路由通路建立时等于 1；否则为 0。首先，
的外网口；而 eth0 接口与交换机相连，构成车内局域 判断 set rout web 的值，若为 0，则说明需要自动建立
网的内网口。车载个人电脑 (Personalcomputer，PC) 路由通路；若为 1，则紧接着检测当前使用网络设备的
通过 RJ45 网线与交换机相连，其上安装与网关系统相 状态。若不可用，则先取消掉已建立的路由通路，再重
配套的界面管理软件，供救援人员进行操作。在构建应 新选择资源建立路由；若是资源提供车离开车间组网的
急通信时，系统通过各车的车载 WLAN 网桥自组织成车 情况，调用 process provider left 函数处理；否则，
间 WLAN，其中部分车配有 3G 调制解调器 (Modem) 和卫 设备状态为 AVAILABLE，不需进行任何操作。每执行完
星小盒，可分别用于接入 3G 移动通信网和卫星通信网； 一次上述流程，线程就调用 sleep 函数休息一段时间，
没有配备 3G 资源或者卫星资源的车辆，则可通过车间 再重新进行下一轮的检测。
WLAN 来接入其他车辆的对应网络。文章着重对这部分的 在上述自动路由循环检测线程中，引入 auto rout
网络资源共享功能进行设计与实现。 cancel 和 process provider left 这两个函数来取消
已建立的路由通路，以避免路由表的不断膨胀及其它潜
2 模块设计方案
在隐患；此外，还引入 auto routing process 函数来
2.1 数据库模块 实现网络资源的选择和自动路由通路的建立这两个主要

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