TCP/IP协议的嵌入式实现
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摘要
TCP/IP协议族是目前应用最为广泛的网络协议，可运行于不同的网络上，但应用最多的局域网技术是以太网技术。本文研究的是如何在嵌入式系统中基于以太网技术有效实现TCP/IP协议族。
首先分层介绍了该协议族中的各个协议的责任及其相互关系。然后同协议的分层开发一样，我们也是分层实现了各个层的主要的必须的协议。在链路层，详细描述了主控芯片和接口芯片的数据传输过程，同时对ARP的工作过程原理透彻的介绍并给出了翔实的实现流程图。
在网络层，IP协议相对实现得较简单，仅仅实现了封装和分用。阐述了校验和算法的原理，附属协议ICMP，只是实现了回显请求/应答功能。使用了较大的篇幅，描述了TCP的原理，特别是连接的建立和终止的过程，给出了一个完整的状态转换图。
应用层的协议较多，与特定的应用相关，本设计中简单的实现了两个应用层协议HTTP协议和MODBUS规约。
At present, TCP/IP protocols are network protocols, which are used most extensively and can run on different network. But Ethernet technology is a LAN technology, which is used most extensively. This paper is about how to effectively implement TCP/IP protocols on embedded systems on base of Ethernet technology.
At first, the responsibility and mutual relation of these protocols in TCP/IP protocols are introduced hierarchically.
Then the chief protocols in each layer are implemented hierarchically just like those protocols are developed hierarchically. In link layer, the procedure of data transmission between the chief chip and interface chip is described at large. At the same time, the operational principle of ARP is exposed very clear and the flow diagram for implement is provided thoroughly.
In network layer, IP is simply implemented comparatively, only encapsulation and demultiplexing are implemented. The principle of algorithm for checksum is exhausted . The function of echo request and reply is implemented only for the adjective ICMP. On the other hand, emphasis is placed on the description of the principle of TCP, especially on the procedure of establishment and termination of linking, what's more, the diagram of status of a link is provided.
There are many protocols in application layer, which is related with especially application. Here, two protocols, HTTP and modbus specification, are implemented.
首先分层介绍了该协议族中的各个协议的责任及其相互关系。然后同协议的分层开发一样，我们也是分层实现了各个层的主要的必须的协议。在链路层，详细描述了主控芯片和接口芯片的数据传输过程，同时对ARP的工作过程原理透彻的介绍并给出了翔实的实现流程图。
在网络层，IP协议相对实现得较简单，仅仅实现了封装和分用。阐述了校验和算法的原理，附属协议ICMP，只是实现了回显请求/应答功能。使用了较大的篇幅，描述了TCP的原理，特别是连接的建立和终止的过程，给出了一个完整的状态转换图。
应用层的协议较多，与特定的应用相关，本设计中简单的实现了两个应用层协议HTTP协议和MODBUS规约。
At present, TCP/IP protocols are network protocols, which are used most extensively and can run on different network. But Ethernet technology is a LAN technology, which is used most extensively. This paper is about how to effectively implement TCP/IP protocols on embedded systems on base of Ethernet technology.
At first, the responsibility and mutual relation of these protocols in TCP/IP protocols are introduced hierarchically.
Then the chief protocols in each layer are implemented hierarchically just like those protocols are developed hierarchically. In link layer, the procedure of data transmission between the chief chip and interface chip is described at large. At the same time, the operational principle of ARP is exposed very clear and the flow diagram for implement is provided thoroughly.
In network layer, IP is simply implemented comparatively, only encapsulation and demultiplexing are implemented. The principle of algorithm for checksum is exhausted . The function of echo request and reply is implemented only for the adjective ICMP. On the other hand, emphasis is placed on the description of the principle of TCP, especially on the procedure of establishment and termination of linking, what's more, the diagram of status of a link is provided.
There are many protocols in application layer, which is related with especially application. Here, two protocols, HTTP and modbus specification, are implemented.
引文
1．袁勤勇 黄绍金 等译 嵌入式系统构件 机械工业出版社，
2．W.Richard Stevens【美】 TCP/IP协议详解(卷一) 机械工业出版社
3．W.Richard Stevens【美】 TCP/IP协议详解(卷二) 机械工业出版社
4．W.Richard Stevens【美】 TCP/IP协议详解(卷三) 机械工业出版社
5．李刚 林凌.与8051兼容的高性能、高速单片机C8051FXXX.北京航空航天大学出版社
6．潘琢金 等. C8051F单片机应用解析. 北京航空航天大学出版社
7. Cygnal 公司. C8051F02X数据手册 . 免费获取
8．瑞昱 公司. RTL8019AS数据手册. 免费获取
9. DM9008数据手册. DAVICOM
10. 国家半导体公司.DP8390A数据手册.
11. 桑南. 嵌入式系统原理及其应用开发技术. 北京航空航天大学出版社
12. 李华等 . MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京航空航天大学出版社
13. 王晓平 等. VB网络通信协议分析与应用实现. 人民邮电出版社
14. 沙占友. 单片机外围电路设计. 电子工业出版社
15. 王幸之等. 单片机系统抗干扰技术. 北京航空航天大学出版社
16. Radia Perlman(美) . 网络互联 . 机械工业出版社
17.M.Tim Jones【美】,路晓村 徐宏 译.嵌入式系统TCP/IP应用层协议. 电子工业
版社
18.孙玉芳 罗保国 等译 .嵌入式系统设计原理 . 机械工业出版社
19．陈爱弟.Protel 99 实用培训教程. 人民邮电出版社
20．孙涵芳 徐爱卿.MCS-51/96系列单片机原来及应用. 北京航空航天大学出版社
21.马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计. 北京航空航天大学出版社
22.袁光明.新颖电子器件应用手册.电子科技大学出版社
23．陈建铎 等.微型计算机原理与接口技术. 高等教育出版社
24．尹为民. 新编计算机网络实用教程 . 清华大学出版社
25. 萧泽新. 现代网络通信导论. 电子工业出版社
26. 王宜怀. 单片机原理及其嵌入式应用教程 . 北京希望电子出版社
27. 孙英如.局域网技术与组网工程. 中国水利水电出版社
28. 张千里 等. 计算机网络与Internet:网络应用. 清华大学出版社
29. Jeff Doyle【美】. TCP/IP路由技术.第一卷. 人民邮电出版社
30. Pete Loshin 【美】. TCP/IP透彻理解(第四版). 电子工业出版社
2．W.Richard Stevens【美】 TCP/IP协议详解(卷一) 机械工业出版社
3．W.Richard Stevens【美】 TCP/IP协议详解(卷二) 机械工业出版社
4．W.Richard Stevens【美】 TCP/IP协议详解(卷三) 机械工业出版社
5．李刚 林凌.与8051兼容的高性能、高速单片机C8051FXXX.北京航空航天大学出版社
6．潘琢金 等. C8051F单片机应用解析. 北京航空航天大学出版社
7. Cygnal 公司. C8051F02X数据手册 . 免费获取
8．瑞昱 公司. RTL8019AS数据手册. 免费获取
9. DM9008数据手册. DAVICOM
10. 国家半导体公司.DP8390A数据手册.
11. 桑南. 嵌入式系统原理及其应用开发技术. 北京航空航天大学出版社
12. 李华等 . MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京航空航天大学出版社
13. 王晓平 等. VB网络通信协议分析与应用实现. 人民邮电出版社
14. 沙占友. 单片机外围电路设计. 电子工业出版社
15. 王幸之等. 单片机系统抗干扰技术. 北京航空航天大学出版社
16. Radia Perlman(美) . 网络互联 . 机械工业出版社
17.M.Tim Jones【美】,路晓村 徐宏 译.嵌入式系统TCP/IP应用层协议. 电子工业
版社
18.孙玉芳 罗保国 等译 .嵌入式系统设计原理 . 机械工业出版社
19．陈爱弟.Protel 99 实用培训教程. 人民邮电出版社
20．孙涵芳 徐爱卿.MCS-51/96系列单片机原来及应用. 北京航空航天大学出版社
21.马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计. 北京航空航天大学出版社
22.袁光明.新颖电子器件应用手册.电子科技大学出版社
23．陈建铎 等.微型计算机原理与接口技术. 高等教育出版社
24．尹为民. 新编计算机网络实用教程 . 清华大学出版社
25. 萧泽新. 现代网络通信导论. 电子工业出版社
26. 王宜怀. 单片机原理及其嵌入式应用教程 . 北京希望电子出版社
27. 孙英如.局域网技术与组网工程. 中国水利水电出版社
28. 张千里 等. 计算机网络与Internet:网络应用. 清华大学出版社
29. Jeff Doyle【美】. TCP/IP路由技术.第一卷. 人民邮电出版社
30. Pete Loshin 【美】. TCP/IP透彻理解(第四版). 电子工业出版社