一种嵌入式TCPIP协议的设计与实现发布日期20070530作者娄莉刘天时来源微计算机信息
摘要：本文提出了基于ARM的嵌入式TCPIP协议在低速处理器中的一种设计方案。并对TCPIP协议族实现过程中的关键技术进行了分析，通过一个分布式网络监控系统的实际运行，证明该协议族已达到预期的性能。关键词：TCPIP协议族，嵌入式裁剪ARM1引言目前，嵌入式系统已经渗透到日常生活的各个方面，在工业、服务业、消费电子等领域的应用范围不断扩大。因此，嵌入式设备的联网势在必行。但是，由于嵌入式系统资源有限，传统的I
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et技术和设备无法直接应用。这种趋势促使嵌入式设备必须实现I
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et网络化1。然而，将嵌入式系统与I
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et结合起来的主要困难在于，I
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et的各种通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高，而嵌入式系统中大量存在的是8位和16位MCU，支持标准TCPIP协议族的实现将占用大量系统资源2，因此，为了使其实时性提高同时保证可靠性又节省系统资源，需要对协议进行有针对性的模块化裁剪，在单片机上嵌入TCPIP协议族的一个子集。2．TCPIP协议族总体框架的裁剪策略为了实现在分布式网络监控系统中作为前端监控设备编码器、解码器、视频服务器等的应用要求，必须在有限的硬件资源中保证数据传输的可靠性和实时性。考虑到实时监控系统中数据传输量并不大，而可靠性要求较高，因此该工业控制系统的传输层采用TCP协议，考虑到通用性、兼容性和通信的可靠程度，没有使用在应用层加入控制策略，运输层使用简单UDP协议的方案。TCP是面向连接的、端对端的可靠通信协议3，它采用许多机制来保证可靠传输，而该系统中本地数据的流动要实现向应用程序提供可靠的数据，与底层以太网驱动程序交互数据报的功能，因此，协议族系统结构设计框架如图1所示，其中socket子层、运输层的TCP协议、网络层的IP和ICMP协议、ARP协议是本系统需要设计并实现的部分。
图1协议族系统框架21socket子层的实现
f网络的Socket（插口）数据传输是一种特殊的IO，Socket也是一种文件描述符4。它具有一个类似于打开文件的函数调用；Socket函数能够返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。该系统中Socket子层向上层提供了创建一个socket描述符，将本地的IP地址与端口号绑定到一个socket上，实现TCP连接的建立、断开，数据的接收与发送的功能。22TCP协议的实现TCP协议数据传输可分为三个阶段：连接建立、数据传r