摘 要

近年来，人类海上活动日益频繁，全世界各国对海洋资源的开发和利用愈发重视，那么海上网络通讯就成为了不可忽视的环节。然而就现阶段而言，海上网络通讯的发展还处在起步阶段，面临着许多的问题，例如：成本高，信号弱，连接不稳定等等。因此，对于海上网络通讯的研究具有光明前景。

1.本文基于互联网的开源软件和开源硬件，搭建OpenWRT平台，实现对开源路由器的编译，使之具有中继功能，模拟海上网络通讯协议。

2.首先在开源路由器的选择上，选择了迅捷FWR200和烽火HG320，两款路由器均具有价格便宜，开源固件丰富，编译方便的特点。

3.其次在编译平台的设计上，对比DD-WRT、Tomoto、OpenWRT三款开源平台的优劣，设计选择OpenWRT作为本课题的编译平台。

4.最后考虑到海洋与陆地环境的差异，导致网络拓扑的区别以及网络通讯协议的不同，讨论海上主流网络拓扑结构：无线mesh网络与Ad Hoc网络，具体协议的异同，如：DSR与AODV，TCP与UDP。

关键词：海上网络通讯、开源硬件、开源软件、OpenWRT、网络通讯协议

Abstract

In recent years，Human maritime activities are becoming more frequent。The development and use of marine resources in the world is becoming more and more important.So the sea network communication has become a link can not be ignored.However, at this stage, the development of maritime network communication is still in the initial stage, facing many problems, such as: high cost, weak signal, connection instability and so on. Therefore, the study of maritime network communication has a bright future.

1.This article based on the Internet open source software and open source hardware, build OpenWRT platform, to achieve the open source router compiler, so that it has a relay function, simulation of maritime network communication protocol.

2.First of all, in the choice of open source router, select the fast FWR200 and the flames HG320, two routers are cheap, open source firmware rich, easy to compile features.

3.Second, in the design of the compiler platform, compared DD-WRT, Tomoto, OpenWRT three open source platform advantages and disadvantages, design choice OpenWRT as the subject of the compilation platform.

4.Finally, taking into account the differences between the ocean and the land environment, the difference between the network topology and the network communication protocol is discussed. The mainstream network topology of the sea is discussed: the similarities and differences between the wireless mesh network and the Ad Hoc network, such as TCP / IP and AODV.

Keywords:sea network communication；open source software；open sourcehardware；OpenWRT；network communication protocol

目录

摘要 3

Abstract 4

第一章绪论 7

1.1 研究背景 7

1.2 研究的目的和意义 7

1.3 国内外研究现状 8

1.4 研究内容 10

第二章无线网络中继器的需求分析 12

2.1甚高频数据交换系统（VHF Data Exchange System，VDES） 12

2.1.1 VDES简介 12

2.1.2 VDES原理 12

2.1.3 技术路线 14

2.2 通信网络的基本概念 15

2.2.1开放系统互联（OSI：Open System Interconnection） 15

2.2.2 TCP/IP体系结构 17

2.3局域网基础 18

2.3.1 局域网络的体系结构 19

2.3.2 无线局域网及无线中继器 20

2.4 本章小结 20

第三章开源路由器选型设计 21

3.1迅捷FWR200与烽火HG320 21

3.1.1 迅捷FWR200 21

3.1.2 烽火HG320 22

3.2操作系统选型设计 22

3.2.1DD-WRT：支持广泛、功能全面 23

3.2.2Tomato：衍生版本众多 23

3.2.3 OpenWRT：部署复杂、灵活性高 24

3.3 无线路由器工作模式选型设计 24

3.3.1 桥接模式(Bridge) 24

3.3.2 中继模式(repeater) 25

3.3.3中继模式与桥接模式选型设计 26

3.4 基于breed web 搭建OpenWRT系统（以迅捷FWR200为例） 27

3.4.1 breed web恢复控制台简介 27

3.4.2基于breedweb刷写OpenWRT系统 28

3.5 基于Ubuntu系统搭建OpenWRT开发环境 29

3.5.1 Linux系统及Ubuntu系统介绍 29

3.5.2 搭建开发环境并编译OpenWRT源码（以Ubuntu 14.04为例） 29

3.6 中继功能测试 31

3.7 本章小结 31

第四章无线通信路由协议修改设计 32

4.1无线Mesh网络（WMN） 32

4.1.1 无线mesh网络的特点 32

4.2 Ad Hoc网络 33

4.2.1 Ad Hoc网络特点 33

4.3 Ad Hoc网络与无线mesh网络的区别 33

4.4AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector Routing，按需距离矢量路由协议) 34

4.5 AODV与DSR的区别 35

4.6 UDP与TCP的区别 35

4.7 本章小结 36

第五章结论与展望 37

参考文献 39

致谢 40

第一章绪论

1.1 研究背景

正如我们知道的那样，海洋是生命之源，是地球不可忽略的部分，然而人类对于海洋的开发和利用却远远赶不上陆地。在世界各国经济，文化，政治往来日益密切，全球经济一体化的浪潮势不可挡的今天，海洋资源利用愈发成为世界聚焦的中心。我国也正走在从海洋大国通往海洋强国的道路上，对于海上网络通讯的需求愈发强烈，然而现阶段海上网络通讯仍然处于起步阶段，对于我国海洋资源的开发，海洋安全的保障（有数据表明，超过九成以上的海难发生在近海50海里的范围内，假如海上网络通讯发达，信息传递及时，那么可以预见部分人身财产的损失是可以避免的），航运系统的发展都产生了制约的反作用。在人类科技进步的历史中，海上网络通讯经历了从莫尔斯电报，调幅无线电话到短波单边电话，调频无线电话。现如今海上网络通讯主要采取两种方式：1.卫星通讯；2.移动通讯。

1.卫星通讯的缺点显而易见，成本高，效率低，无法满足人类正常的生活需求；