短波ip路由器架构及性能分析

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1、2009年第01期，第42卷总第205期通信技术CommunicationsTechnologyVol.42，No.01,2009No.205,Totally短波IP路由器架构及性能分析任志敏，黄国策，曹鹏(空军工程大学电讯工程学院，陕西西安710077)【摘要】短波IP网络是未来军事短波通信网络的发展方向，短波IP路由器是短波IP网络的关键设备,负责提供本地局域网和短波信道之间的路由转发。通过对国内外现状的研究，提出一种短波IP路由器模型，在其中利用Linux系统的Tun接口实现了路由转发的功能并对其性能进行了初步分析。【关键词】短波IP网络；短波IP路由器；Linux；TUN/

2、TAP设备；IP代理【中图分类号】TN925【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2009)01-0146-03ArchitectureandPerformanceAnalyseofHFIPRouterRENZhi-min，HUANGGuo-ce，CAOPeng(TheTelecommunicationInstitute,AirForceEngineeringUniversity,Xi’anShaanxi710077,China)【Abstract】TakingonrouteswitchoverbetweenLANandHigh-Frequencychannelandas

3、akeycomponentofHFIPnetwork,HFIProuterwouldbeadevelopmentdirectionforfutureHFcommunication.Inthelightoftheresearchoncurrentstatusbothathomeandabroad,anarchitectureofHFIProuterisproposed,inwhichtheessentialfunctionsofrouteswitchoverareachievedbyutilizingtheTuninterfaceofLinuxoperatingsystem.Andt

4、heperformanceofHFIProuterisalsopreliminarilyanalyzed.【Keywords】HFIPnetwork；HFIProuter；Linux；TUN/TAPdevice；IPclient0引言短波通信具有超视距通信能力，更由于其战时的不易被“摧毁”性而受到各国的高度重视[1]。目前，外军短波通信通过在系统中大量使用已发展成熟的TCP/IP协议族，构建短波IP网络并将其与地面Internet网络及卫星网络通过IP协议统一起来，组成信道多元、业务综合的联合高频广域网[2]，从而达到信息共享、提升战斗力的目的，与此同时，网络的覆盖范围及抗毁能力也

5、得到了很大的提高。北约STANAG5066协议定义了一个典型的短波IP网络[3]，通过在配置了STANAG5066协议栈的子网节点之间传输IP数据报，达到将短波信道接入到Internet和卫星网络当中，构建联合高频广域网的目的。目前的短波通信网无法在网络中完成IP业务数据传输。实现短波信道的IP传输，使短波网络成为能完成IP数据报传输的短波IP网络，对未来战场通信具有重要意义。而构建界限分明的HFIP路由器模型以及与IP协议的接口，无疑是首要解决的问题。1短波IP路由器短波IP路由器是短波IP网络中的关键设备，它对IP报文提供短波路由，进行短波信道的转发[4-5]。在短波IP网络中

6、，通信终端上只运行标准的TCP/IP应用程序，任何需要通过短波网络传输的IP数据报均通过本地局域网发送到短波IP路由器，由短波IP路由器根据数据报中指定的目的IP地址，完成该IP地址到短波子网地址的转换并选择相应的短波链路进行转发，如图1所示。本地局域网将需要经过短波信道转发的IP数据报传送给短波IP路由器，短波IP路由器将其中的IP地址转换为相应的短波子网地址进行短波信道的转发。2LinuxTun接口短波IP路由器使用Tun接口来实现短波子网与IP协议之间的接口[6]。Tun接口是Linux系统中的一种虚拟设备。用户可通过收稿日期：2008-07-07。作者简介：任志敏（1984

7、-），男，硕士研究生，主要从事短波通信研究工作；黄国策（1962-），男，教授，主要从事无线通信研究工作；曹鹏（1982-），男，博士研究生，主要从事短波通信研究工作。3内部组件及功能该接口向系统内核发送和接收数据，系统内核把该接口视为标准的以太网设备（相当于以太网适配器，通常说的网卡）。短波IP路由器中，IP协议栈产生的以太网帧将通过Tun传递给IP代理，IP代理将接收到的以太网帧通过Tun传递给IP协议栈。当一个Linux用户空间进程打开一个Tun时，系统内核会自