嵌入式微处理器-网络通讯-课件

网络通讯1ppt课件TCP/IP协议简介

TCP/IP协议是一套把因特网上的各种系统互连起来的协议组，保证因特网上数据的准确快速传输参考开放系统互连(OSI)模型，TCP/IP通常采用一种简化的四层模型：应用层传输层网络层链路层2ppt课件ＴＣＰ协议的实现ＴＣＰ协议是面向连接的、端对端的可靠通信协议。它采用了许多机制来保证可靠传输，应用于嵌入式系统显得过于复杂ＴＣＰ协议数据传输可分为三个阶段：建立连接、传输数据和断开连接。它的实现过程可以用状态机来描述。3ppt课件TCP连接建立建立连接有两种方法，即主动打开和被动打开服务器端是一种被动打开，它一直在侦听连接请求而客户端是一种主动打开，它发送连接请求以建立连接。4ppt课件TCP连接断开断开连接有两种方式：一是主动断开连接；另一是被动断开连接被动断开连接的处理较为简单，但标准ＴＣＰ协议的主动断开连接的状态机部分过于复杂。经过实验发现，在需要主动断开连接的时候，发送一个Ｆｉｎ数据报；接收到对Ｆｉｎ数据报的确认后，再发送一个Ｒｅｓｅｔ数据报，即可顺利完成一次主动断开连接。标准的ＴＣＰ协议使用慢启动的滑动窗口机制5ppt课件ＩＰ协议ＩＰ协议是ＴＣＰ／ＩＰ的基础为不同网络的主机之间发送数据报的操作序列提供无连接服务通过在数据报前添加ＩＰ协议头，使每个数据报具有寻址能力。嵌入式系统只把ＩＰ作为传输工具，进行简化以完成主要的操作6ppt课件其它协议ＡＲＰ协议为３２位ＩＰ地址到对应的４８位以太网地址之间提供动态映射。嵌入式系统中仅响应ＡＲＰ请求，发送ＡＲＰ回答包。请求者广播出包含ＡＲＰ请求的以太帧、目的以太网地址为全１的广播地址。本机收到后，由目的ＩＰ地址发现自己是目的主机，发送一个ＡＲＰ回答。ＩＣＭＰ通过ＩＰ协议传输其报文。ＩＰ协议是无连接的，它无法将报文和错误信息传到最初的主机，ＩＣＭＰ将状态信息和错误信息发送到发报文的主机。7ppt课件嵌入式TCP/IP协议栈应用前提

连接在互联网上的电子装置不一定比单独使用的电子装置具有更高的智能功能，但连通意味着提高智能化管理水平TCP/IP是一项应用广泛的标准，利用它可以接通并控制电子装置，通过绝大多数传输媒体几乎可以和运行在所有操作系统上的软件进行通信通过TCP/IP与基础设施连接十分简单8ppt课件嵌入式TCP/IP协议栈适用的范围在商业系统，利用它来进行远程监视服务很有意思嵌入式TCP/IP的最大优越性也许在于它可以使得嵌入式电子装置支持嵌入式的万维网服务器嵌入式TCP/IP的主要用途是进行远程监测万维网服务器还可以对一个电子装置进行远程配置9ppt课件存在的局限首先嵌入式栈是建在专用的软插座API之上的提供可靠传输，占用了大量的资源体积太大，许多场合不适用10ppt课件实施的方法

采用软件的方式硬件方法采用iReady的芯片或芯核，虽然使用的是4位微处理器也能够和互联网实现直接连接DSP方法也可以选用DSP为基础的TCP／IP协议栈11ppt课件采用方法选择根据所设计的电子装置的实际情况来决定使用硬件功能如何？打算如何来实现和互联网的连接？需要发送和接收那些种类的信息？将软件或硬件芯片整合到所设计的电子装置中去，有没有困难？增加一个协议栈，是否需要对所设计的电子装置进行重大更改等等12ppt课件无线通讯介绍现在无线电技术已经非常成熟，已经在各种场合得到非常广泛的应用，而嵌入式系统中无线通讯更是随处可见。首先我们将概要介绍无线传输。所有的无线通讯都是基于无限传输的。然后是无线局域网（WirelessLocalAreaNetworks）和移动通讯。因为移动手持设备市场前景广阔，我们将重点介绍移动通讯的现状及发展趋势。13ppt课件无线传输

无线传输的媒介是电磁波，所有的信号都以电磁波的方式被发送和接收用来进行无线传输的电磁波波谱一般从无线电波(radio)开始到可见光部分无线电波因为频率不是很高，较容易产生，可以远距离传输，并能够较容易地穿透和绕过障碍物线电波的传播是如水波似的扩散型的无线电波的特性跟它的频率有关14ppt课件无线局域网

无线局域网可以有两种组织方式：一种是以一个基站（basestation）为中心，所有的移动设备都连接到这个基站上去，因此基站也称为接入点（accesspoint）；另一种是没有基站，移动设备之间相互连接组成局域网15ppt课件无线局域网的标准无线局域网的标准802.11由IEEE制定第一个高速无限局域网是802.11a。1999年，IEEE802.11a标准制定完成，该标准规定无线局域网工作频段在5.15～5.825GHz，数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo)，传输距离控制在10～100米999年9月IEEE802.11b被正式批准该标准规定无线局域网工作频段在2.4～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbps。2003年6月，IEEE推出最新版本IEEE802.11g认证标准该标准提出拥有IEEE802.11a的传输速率，安全性较IEEE802.11b好IEEE802.11e标准对无线局域网MAC层协议提出改进，以支持多媒体传输，以支持所有无线局域网无线广播接口的服务质量保证QoS机制。IEEE802.11f，定义访问节点之间的通信，支持IEEE802.11的接入点互操作协议（IAPP）。IEEE802.11h用于802.11a的频谱管理技术。IEEE802.11i标准是结合IEEE802.1x中的用户端口身份验证和设备验证，对无线局域网MAC层进行修改与整合，定义了严格的加密格式和鉴权机制，以改善无线局域网的安全性。个人无线局域网（wirelesspersonalareanetworks）标准802.15，这就是蓝牙的技术标准16ppt课件无线移动通讯概述无线通讯分为两类，一类是无线局域网，另一类是无线移动通讯无线设备可以是单向的，也可以是双向的。单向通信包括只接收信号的BP机。双向通信系统包括分组无线电网络和蜂窝系统分组无线电通信（Packet－RadioCommunication）。分组无线电通信将一次传输分解成许多小的包含源地址和目的地址，以及错误检测信息的数字分组。这些分组被上联到一个卫星，然后再进行广播。接收设备只接收编址到它的数字分组。由于这种传输是双向的，因而要使用查错和纠错技术。蜂窝数字分组通信（CellularDigitalPacketCommunication）。蜂窝通信是一种提供用户和他们的家庭、办公室或网络之间进行双向通信的移动计算设备这些设备具有电子函件处理能力，并且可以传输文件和其它信息17ppt课件GSMGSM：“全球移动通信系统”（GlobalSystemforMobilecommunications）蜂窝概念GSM使用时分多址方法GSM移动台分为两部分一部分包含无线接口特有的软件和硬件另一部分是用户数据——用户识别卡（SIM）GSM支持这么多数据业务，但是它基本上还是为了话音业务和低速数据业务设计的18ppt课件GRPSGRPS是GeneralPacketRadioServiceGPRS是一项高速数据处理的科技，即以分组的“形式”把数据传送到用户手上GPRS拥有171.2kbps的访问速度GPRS是基于包转发机制的GPRS是根据数据流量收费的GPRS完全支持了移动Internet的功能GPRS的缺点是：一个蜂窝小区内用于容量有限，并且实际数据传输速度远低于理论值19ppt课件CDMACDMA全称码分多址接入技术（CodeDivisionMultipleAccess）建立在正交编码、相关接收的理论基础上运用扩频通信技术解决无线通信的选址问题的多址接入方式在CDMA技术中，先用一个扩频码（spreadingcode）对数据进行调制，然后传输CDMA还有一个非常显著的优点是它能充分利用多路衰减现象20ppt课件CDMA与FDMA、TDMA比较21ppt课件CDMA与GSM/GPRS比较GSM/GPRS系统有一个缺点，就是移动台在跨越两个蜂窝小区的时候，要先跟原来所在的小区的基站断开连接，然后跟后来所在的小区的基站进行连接，这个称为先断后连的转台（handover），又称为硬转台（hardhandover）。这种情况下，正在进行的通话就要被断开了。而这种情况在CDMA技术中就不存在了，因为所有的基站都使用相同的频道，所以完全可以在断开之前先跟下一个基站连接好，这称为先连后断的转台，又称为（softhandover）。CDMA的信号功率远小于GSM等系统的功率，所以其辐射也很小，这对人体健康可能有一定好处22ppt课件从1G到3G随着对通信业务种类和数量需求的剧增业务类型主要限于语音和低速数据的第二代移动通信系统已不能满足需要大容量、高速率、全方位的第三代移动通信系统（3G）应运而生1G网络(NMT,C-Nets,AMPS,TACS)是最早的模拟蜂窝系统2G网络(GSM,cdmaOne,DAMPS)是最早的数字蜂窝系统3G网络(UMTSFDDandTDD,cdma20001xEVDO,cdma20003x,TD-SCDMA,AribWCDMA,EDGE,IMT-2000DECT)是目前已投入商用的带宽最高的无线通讯网络系统4G目前基本上还只是个概念性的名词23ppt课件3G的数据业务范围移动音频业务通过互联网协议传送声音静态图像移动图像虚拟本地环境电子代理未来的移动手持设备将不仅是现在的移动电话一样以通话作为主要功能，而将是一种移动通讯设备跟移动计算设备的结合，也就是智能手机（IntelligentCellPhone）24ppt课件构件化协议框架概述

TCP/IP协议是发展至今最成功的通信协议路由器则是Internet的基石目前的路由器大部分都支持多个协议，即多协议路由器目前的通讯设备逐步向着多CPU发展协议构件化框架NSPCF（NetworksSub-ProtocolComponentFrame），应用构件技术将通讯协议划分为子构件，完成高性能路由器上的高效通讯构件技术把单个的应用程序分割成多个独立的构件，某一块构件可独立的被新的构件更新、替换25ppt课件NSPCF网络子协议构件框架组成

传统网络协议和服务设计模式（面对过程）越来越不能满足网络增长和发展的需求NSPCF主要由四个部分组成：协议构件、构件库、协议构件操作系统、构件开发平台26ppt课件NSPCF模型需求分析协议模块化程序员协议构件构件开发平台构件库构件操作系统协议运行，提供网络服务27ppt课件NSPCF特征

NSPCF具有传统CBSD具有的一切特征，包括封装性、复用性、扩展性，同时提供一组扩展特性，诸如系统安全、动态加载、跨平台、分布式、开放性NSPCF框架继承于CBSD，基本执行模块是与对象等价的构件NSPCF的复用模型是要建立一种基于代码和二进制级的复用模型在NPCF框架中，有三种类型的成员public、private、protected通过设计一个安全进程SP（securityprocess）对系统安全性进行管理跨平台性28ppt课件构件跨平台实现构件库构件系统CTEDICDDC29ppt课件网络协议构件化拆分

对于传统的按层次划分的网络协议，我们必须先进行模块化，然后才能构件化，组装成协议构件协议模块化的目的在于控制协议的粒度构件的粒度越小，协议划分得越细，协议构件越多；构件粒度越大，协议划分得越粗，协议构件就越少按层次构件化、按功能构件化、按使用对象构件化30ppt课件协议构件的组装协议1构件A1

协议2(v1)构件A2构件A3协议2(v2)构件B1构件B2构件b1构件b231ppt课件按层次构件化32ppt课件按功能构件化33ppt课件按使用对象构件化还可以按照协议构件的使用对象对协议进行构件化。对于某一个网络协议，使用对象可以分为多种，有服务端使用，有客户端使用；有给同一层协议使用的，有给上一层协议使用的；有给一般用户使用的，也有给超级用户使用的，这些使用对象的特性，都可以用来对协议进行构件化。应用程序在使用网络协议时，有可能只是使用到了协议的某一个模块，例如客户端模块。这时候，就可以提供协议构件中的客户端构件给应用程序。34ppt课件协议构件库设计

所有的协议构件都被统一放置在构件库PCB（ProtocolComponentBase）中进行统一管理协议构件库是针对网络通讯需求特点开发的、不断完善改进的、用来对构件化的协议进行使用、管理和维护的软件构件库管理和维护涉及一系列问题：构件的有效分类、快捷检索和准确理解机制；用户权限控制能力；构件库体系的可定制性与库间互操作性技术问题。协议构件库是一个由构件数据库、数据库管理系统、网络通信模块等组成的一个完整的体系。35ppt课件构件库结构36ppt课件构件索引基于层次的构件索引在协议构件化时，按照OSI参考模型的层次，对每层的协议进行构件化。构件化的协议放在不同的层次中。基于功能的构件索引在协议构件化时，按照协议不同组成部分的功能进行划分和构件化。此时，构件化的协议没有层次的要求，但是被构件化的协议应该可以划分出独立的功能模块。基于使用对象的构件索引在协议构件化时，按照服务、协议，对每层的协议进行构件化。构件化的协议放在不同的层次中。37ppt课件构件分类基本构件。基本