01开题报告-基于嵌入式IP协议栈的设计与实现

1、右g扯空文摩毕业设计（论文）开题报告题 目：基于嵌入式ip协议栈的设计与实现 学 院：专业名称：班级学号：学生姓名：指导教师：填表日期2013年12月2日一、选题依据、目的和意义随着计算机网络的成熟发展，人类进入了所谓的后pc时代，人们开始考虑如何 将客户终端设备变得更加智能化，数字化，从而使得改进后的客户终端设备轻巧便 利，易于控制或具有某些特定的功能随着网络应用的不断扩大，将各类电了设备接 入internet的需求越來越犬,嵌入式作为后pc吋代的技术主力，在这方面扌口当重要 角色.arm单片机是目前市场上主流的单片机，已经广泛应用到各个领域，但大都基于 本地控制，不能进行异地的信息交换，如

2、此，人们开始将研究的目光开始转向单片 机系统与internet互联上.所以本项目准备在lpc2124上，基于嵌入式ip协议栈 的设计与实现，包括arp, icmp, ip, dhcp等协议模块。二、国内外研究现状及发展趋势2.1国外现状及发展趋势包括siemens、philips和motorola在内的数十家公司联合成立的"嵌入式 internet联盟（ett） ”和国内外其他一些研究组织共同推动该技术的发展。目前犬 多数嵌入式系统仍然处于单独应用的阶段，其系统架构一般以mcu为核心，与一 些监测、指示设备进行连接以实现一定的应用功能。在嵌入式tcp/ip协议栈的研 究方而，国外做了

3、很多研究。像jeremy bentham的plcmicro亦议栈，texas instumcnt的msp430 tcp/ip协议栈以及tinytcp code出现的比较早，但是由于 这些协议栈的实现和应用紧密联系，没冇实现协议栈与应用的分离，没有接口的概 念，也没有做成函数库的形式，所以这些协议栈基木退出了历史舞台。近年来adam dunkels的ulp和adam dunkels等开发的lwip在嵌入式 internet领域用的比较广泛，uip侧重于减小代码量（选择avr为口标器件时， 代码为5k左右）和减小ram使用量（100字节左右）。但是uip采用了不保存 需要应答的数据包的ram使用方

4、案，没有和bsd的套接字接口兼容，应用层接口 较复杂；而lwip的功能虽然很全面，但是和对來说代码较大，编程复杂。同时针对不同的软硕件环境以及应用场合，国内外也先后提出了很多不同的嵌 入式系统的internet解决方案。嵌入式internet主要冇两种系统结构：基于 网关的欧入式internet系统结构和直连欧入式internet系统结构。2. 2国内现状及发展趋势嵌入式设备与internet的结合代表着嵌入式系统和网络技术的真正未来，它在 我国具有巨大的市场潜力。目前，国内著名的公司有北京英贝多嵌入式网络技术有 限公司和沈阳东大新业信息技术股份冇限公司，他们都使嵌入式internet技术运

5、用到了使用产品中。完善嵌入式tcp/tp协议栈，推动嵌入式internet广泛应用将使我们这个世界 变得更加自动化、智能化和人性化。三、研究的主要内容及实验方案3.1、毕业设计的主要研究内容本课题主耍研究如何结合嵌入式internet应用以及嵌入式系统的软硬件系统 环境，以标准tcp/ip i办议为基础，接口通过api形式以适应多个网络程序同时 运行，设计并实现一种与应用分离，同时具有占用系统资源少、可配置、易于移植、 接口简单易用等特点的轻量级嵌入式ip协议栈。使用这种轻量级嵌入式ip协议 栈，可以让嵌入式internet应用开发人员省去tcp/tp通讯协议部分的设计与实 现，把主耍的工作放

6、在应用程序（协议）的分析和设计上，同时为了适应u c/os- ii 这样的实时操作系统，协议栈整体作为任务的形式实现。3.2、实验方案（1）实现网络接口层，数据发送和数据接收接口函数。（2）实现arp协议，发送数据，arp请求管理；接收arp应答，arp应答管理；维 护tp-mac对应表。（3）实现ip协议，发送过程中，寻址，校验，封装ip首部；接收过程中解析报 文的1p首部，校验，得到信息。（4）实现icmp协议（在此层完成ping功能）。终端输入ping命令时，测试口的 主机是否可达；其它主机给本机发pi昭命令时，本机发送应答。（5）实现tcp协议。作为客户端和服务端，实现三次握手建立链接

7、，发送接收数 据，四次握手断开链接。（6）实现udp协议。发送过程屮封装udp首部；接收过程中解析udp首部得到信 息，并将去除udp首部的报文存放在相应socket的数据部分或适当处理。（7）实现socket通信，统一用户对下层的接口。提供绑定，建立链接，设置监听,监听链接，接发数据的接口。(8) 实现dhcp协议。实现动态主机ip获取。(9) 实现dns协议。解析域名服务。目标，主要特色及工作进度4.1目标：实现一个稳定、高效、易移植和易裁减的轻量级嵌入式1p协议栈.4. 2主要特色：(1) 在研究分析了标准的tcp/tp协议基础上提出了轻量级嵌入式tp 协议栈的简化原则，其简化原则是在保

8、证基木的通信要求和协议基木功能的基 础上，减少协议数量，简化一些协议功能以满足嵌入式系统网络化的基本通信 需求。(2) 依据嵌入式ip协议栈的简化原则，选取了 ip、icmp、arp和diicp 协议并在不违反标准tcp/tp协议的前提下，对它们进行重新设计并实现；采 用屮断方式实现lpc2124芯片驱动，相比查询方式的驱动可以更好地与实吋操 作系统uc/os-ii相结合，更好地体现出实时操作系统的实时性。4. 3 1作进度：1、2013. 11.25 2013. 11.29:题，搭建开发环境2、2013. 12.02 2013. 12.06:理解需求进行需求分析3、2013. 12. 09 2013. 12. 13:根据需求理解进行概要设计4、2013. 12.