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[详细完整版]路由器开发.doc
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2022-07-12
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路由器开发 宽带上网已经不是什么新鲜事情,人们对相关的网络器件已经不再陌生,比如说常见的 路由器。对于一般的网络用户,他们能知道怎样使用路由器来上网、玩游戏等就已经感 到很满足了,通常情况下对路由器的深层技术很少去过问研究,但做为兴趣广泛的技术 爱好者,对这方面的知识是非常感兴趣的。但限于各种条件的制约,这些爱好者都非开 发者,很大程度上无法深入了解真正的技术实现过程以及相关的核心内幕。正是基于此 点,笔者凭借自身的知识沉淀,尽最大努力为爱好技术的读者架设一坐能通向深层核心 的桥梁,为大家揭开路由器的神秘面纱,剖开其核心内脏。为使读者能清晰明白的理解 掌握,笔者尽量将专业的技术内容转化为容易接受的知识讲解,其中可能有不足偏颇之 处,还请大家多见谅。 概述 什么是路由器? 互联网是依靠路由器连接起来的,路由器是互联网或者说IP网络的核心设备。宽带接入 的不断增长,带动了路由器的需求不断增加。 路由器究竟是什么样的技术产物? 谈到路由器的开发,我们就不免要谈到"嵌入式"设备的开发,没错,通俗的说,路由器 就是一种嵌入式产品。那么究竟什么是嵌入式设备呢? 其实就目前而言,嵌入式设备已经不
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路由器开发
路由器开发
宽带上网已经不是什么新鲜事情,人们对相关的网络器件已经不再陌生,比如说常见的路由
器。对于一般的网络用户,他们能知道怎样使用路由器来上网、玩游戏等就已经感到很满足
了,通常情况下对路由器的深层技术很少去过问研究,但做为兴趣广泛的技术爱好者,对这
方面的知识是非常感兴趣的。但限于各种条件的制约,这些爱好者都非开发者,很大程度上
无法深入了解真正的技术实现过程以及相关的核心内幕。正是基于此点,笔者凭借自身的知
识沉淀,尽最大努力为爱好技术的读者架设一坐能通向深层核心的桥梁,为大家揭开路由器
的神秘面纱,剖开其核心内脏。为使读者能清晰明白的理解掌握,笔者尽量将专业的技术内
容转化为容易接受的知识讲解,其中可能有不足偏颇之处,还请大家多见谅。
概述
什么是路由器?
互联网是依靠路由器连接起来的,路由器是互联网或者说 IP 网络的核心设备。宽带接入的
不断增长,带动了路由器的需求不断增加。
路由器究竟是什么样的技术产物?
谈到路由器的开发,我们就不免要谈到“嵌入式”设备的开发,没错,通俗的说,路由器就
是一种嵌入式产品。那么究竟什么是嵌入式设备呢?
其实就目前而言,嵌入式设备已经不断深入我们的日常生活方方面面。通俗的讲,嵌入
式设备是指具有计算机功能,但又不称为计算机的设备或器材,它几乎包括了我们周围的所
有电器设备 PDA、手机、机顶盒、汽车、微波炉、电梯、安全系统、自动售货机、医疗仪器、
立体音响、自动取款机等。
路由器开发
用较为专业的话来表述的话,嵌入式设备就是使用微处理器或微控制器芯片(MCU)加上
外围电路再加上内部的程序部分来实现特定功能的嵌入设备。比如 8 位的单片机、32 的 ARM
以及 DSP 芯片等都属于嵌入式核心芯片的范畴。8 位 MCU 市场已逐步趋向稳定,32 位 MPU 代
表着嵌入式技术的发展方向,正在加速发展。在 32 位嵌入式微处理器市场上,基于 ARM 内
核的微处理器在市场上处于绝对的领导地位,因此追踪 ARM 技术的发展趋势显得尤为重要。
路由器的开发通常都是基于 32 位处理器的,就通常的中低端路由器而言,在开发的配
置上有多种选择,比如有 ARM9 核心芯片+Wince 操作系统、ARM7 核心芯片+uClinux 操作系
统、DSP 芯片+Vxworks 操作系统等等各种各样的选择。本文针对常用的 SOHO 路由器来介绍,
选择 ARM7 核心芯片+uClinux 操作系统开发模式,以完整形象的实例为大家清晰讲解路由器
的技术实现过程。
我们为什么以 SOHO 路由器为介绍对象呢?什么是 SOHO 路由器?前很多家庭中有不止一
台电脑,需要上网获取信息、收发邮件等。这些小型公司和家庭网络用户计算机的数目一般
不多,网络结构不复杂。功能和带宽的要求不高。出于提高网络性能、共享有限 IP 地址或
节省上网费用等原因,这些用户迫切需要具有较高性价比的小型路由器。我们把这种小型路
由器称为 SOHO 路由器。目前市场上已经充斥了大量的这类低端路由器.由于 ARM7 系列芯片
价格便宜,非常适合嵌入式系统使用。目前市场上的 SOHO 路由器大多采用 ARM7 系列处理器。
不过由于技术的发展,ARM9 系列的专用路由芯片的路由器也逐渐普及。
第 2 章:路由器宏观介绍
我们可以形象的把嵌入式设备的开发简单的理解成三层模式,最底层的是微控制器芯片加外
围器件组成的硬件系统,比如我们介绍的开发小型 SOHO 路由器所使用的 ARM7TDMI 芯片等硬
件环境,它是设备功能实现的硬件基础,要实现上层的应用肯定离不开最底层硬件的支持。
中间层是操作系统,比如我们所选择的 uClinux 操作系统,它是衔接硬件部分和应用程序的
路由器开发
过渡层,它既可以完成对底层硬件的基本操作,又能为上层应用程序提供运行环境支持。最
上层自然就是应用程序层了,它是实现针对性应用的程序代码部分,比如路由设置等功能程
序部分。
那对与 SOHO 路由器来说,它当然也脱离不了这样的技术框架,它的更为具体的实现过
程简单的汇总的话,莫过于如下内容:
首先先要知道 SOHO 实现的网络功能,典型路由器应该具备以下功能:
支持 PPPoE,固定 IP 上网;
DHCP 动态主机配置协议;
网络地址转换(NAT)技术;
根据 TCP,UDP 的端口号(port number),IP 的(协议号)protocol number,对 IP 地址进
行简单过滤的防火墙;
虚拟服务主机/端口映射(Port Forwarding)技术;
支持一定数量的特殊应用程序;
然后针对于上边的功能要求,相应地要通过硬件和软件的构造来实现:
硬件方面:
1、要明确家用小型路由器(一个 WAN 接口,四个 LAN 接口)的硬件原理。
2、实现硬件电路板设计,完成电路布线设计,并对元件焊接,通过硬件板的调试。
软件方面:
1、在分析 uClinux 内核源代码的基础上,对 uClinux 操作系统的内核裁剪。
2、完成 BoaWeb 服务器的配置,并对 CGI 脚本进行设计,完成动态网页的功能。
3、对 PPPOE 的拨号进行配置实现。
4、针对 Linux 内核防火墙部分,运用 IPtable 工具进行防火墙规则操作。
通过如上的基本构造,一个路由器就基本成型了。说起来简单,但其中包含了很多很多
的技术细节,要有大量的实践经验才能真正实现。做为门外观奇的好学读者,现在肯定有些
不耐烦了吧,想要了解更多的更详细的构造内容吧?那好,现在就可以开始我们真正的技术
之旅了。
第 3 章:路由器工作原理
1、基本原理
要实 现 网 络中通信节点彼此之间的通信,首先必须给每个节点分配一个唯一的 IP 地址。
路由器应该至少有两个网络端口,分别连接 LAN 或者 WAN 子网上,每个端口必须具有一个唯
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- weixin_480585062024-03-25总算找到了自己想要的资源,对自己的启发很大,感谢分享~
是空空呀
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