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ADSL接入路由器启动模块及NAT协议模块的设计与实现

作　者: 王文兵
导　师: 虞强源
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 嵌入式系统嵌入式操作系统(VxWorks) 接入路由器(Access Router) 对称数字用户线环路(ADSL) 板级支持包(BSP) 网络地址转换(NAT)
分类号: TN915.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

ADSL是继MODEM、ISDN之后一种全新的上网方式,被欧美等发达国家誉为“现代信息高速公路上的快车”,是目前家庭用户和小型办公室访问Internet最主流的接入方式。嵌入式系统已经大量出现在现代工业控制、日常生活等各个领域,而嵌入式系统的灵魂则是它的操作系统。目前应用最广泛的嵌入式操作系统是美国风河公司的VxWorks,利用嵌入式VxWorks系统开发出来的移动通信设备、IP交换设备、军用装备,航天器材,都已经在大量的稳定运行。在这样的背景之下,出于市场和技术积累的需要,公司决定启动一个ADSL接入路由器项目,操作系统采用VxWorks嵌入式操作系统,硬件平台的核心处理芯片为高度集成的基于ARM体系结构的网络处理器Intel? Xscale IXP425,软件开发语言为C语言。该设备成功的推向了市场,并很快就成为公司具有核心竞争力的主流产品之一。本文在简单介绍了ADSL路由器的软硬件总体设计方案的基础上,重点阐述了作者主要负责的功能模块:BSP启动模块和网络地址转换NAT协议模块的设计与实现。同时对VxWorks的内核机制、操作系统的编程接口进行了较为详细的阐述。不同的硬件平台需要编写不同的BSP(板级支持包)来支持,在对VxWorks操作系统的BSP框架模板以及设备驱动程序进行深入理解的基础上,将引导程序划分为三个在功能上相互独立的模块,并对三个功能模块分别进行不同的程序设计,最后完成一个完整嵌入式操作系统的执行过程。该设备一个最主要的功能就是对NAT协议的支持,为家庭或企业用户提供多IP地址的复用,作者在对RFC3022协议深入理解的基础上,对NAT的两个基本模式Basic NAT和NATP的设计和实现进行了详细的阐述,并采用了一些关键的技术来提高地址映射的性能。

全文目录

第1章绪论  7-14
  1.1 嵌入式系统综述  7
  1.2 嵌入式系统的一般结构  7-8
  1.3 嵌入式通信网络结构  8-10
  1.4 主要的嵌入式操作系统介绍  10-11
  1.5 嵌入式系统前景展望  11-12
  1.6 本项目的研究背景和意义  12-13
  1.7 论文概述  13-14
第2章 ADSL 接入路由器的硬件系统框架  14-18
  2.1 ADSL 路由器概述  14-15
  2.2 IXDP425 介绍  15-16
  2.3 系统硬件框架  16-18
第3章 VXWORKS 嵌入式开发平台  18-34
  3.1 VxWorks 嵌入式开发平台简介  18-20
  3.2 VxWorks 嵌入式操作系统  20-31
  3.3 集成交叉开发环境Tornado  31-34
第4章 ADSL 接入路由器的软件系统框架  34-47
  4.1 软件的总体架构  34-35
  4.2 内存的分配  35
  4.3 Flash 文件系统  35-36
  4.4 Image 在内存中的存放  36-37
  4.5 主机开发工具  37
  4.6 IXDP425 库  37-38
  4.7 软件升级的考虑  38
  4.8 软件模块的加载过程  38-40
  4.9 网络数据包的处理流程  40-45
  4.10 VxWorks 中对路由表的操作接口  45-47
第5章 BSP 模块的设计与实现  47-64
  5.1 BSP 概述  47-48
  5.2 BSP 的设计  48-50
  5.3 BSP 的详细实现  50-64
第6章网络地址转换 NAT 协议设计与实现  64-78
  6.1 NAT 简介  64
  6.2 NAT 协议的原理  64-69
  6.3 NAT 协议在ADSL 路由器中的实现  69-78
第7章结论与展望  78-81
  7.1 主要工作及结论  78-79
  7.2 项目开发总结  79-80
  7.3 前景及展望  80-81
参考文献  81-82
摘要  82-84
ABSTRACT  84-87
致谢  87

ADSL接入路由器启动模块及NAT协议模块的设计与实现

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