【外文翻译】嵌入式Web服务器轻量级TCPIP的移植与实现（he Porting and Implementation of Light-Weight TCPIP for Embedded Web Server）.doc

外文文献翻译 嵌入式Web服务器轻量级TCP/IP的移植与实现 摘要 - 嵌入式技术的发展需要网络/服务器技术在嵌入式领域的应用，并提供基于互联网浏览器的远程设备监控和管理功能。但是，由于硬件资源有限和通用TCP / IP协议栈、协议模型的低效率，在嵌入式系统接入到因特网时实现完整的TCP/ IP协议是非常困难的。本文分析了轻量级TCP / IP协议，并给出协议每一层的详细处理，再基于飞利浦LPC2200与RTL8019AS设计硬件平台与UC/ OS-II核心软件平台，在以上基础上进行LwIP的移植。轻型服务器是基于LwIP设计的，并且能分析通信时客户端和服务器状态的转换。最后，EWS被用于对蓄电池生产控制系统的测试，结果表明该EWS可实时并很好地进行远程监控设备。 关键词 - LwIP;嵌入式技术;网页服务器; uC / OS-II; 一． 简介： 传统的互联网网页服务器是胖服务器/瘦客户机模式，当传送和存储大量的数据时，这个模式是完美的，但在嵌入式领域它的表现并不优异。互联网已经成为世界上最重要的基础信息设施之一，WWW提供服务已成为增长最快并广泛应用的服务之一，它在可视化，远程访问，多数据格式支持，平台客户端的独立和使客户端变瘦等方面具有很大优势。嵌入式设备通过连接到互联网，可以很好地实现Web服务，从而实现通过浏览器灵活地进行远程监控和管理，这已经成为嵌入式技术发展的一个必然趋势[1]。 但是，由于硬件资源有限和通用TCP / IP协议栈、协议模型的低效率，在嵌入式系统接入到网络时实现完整的TCP/ IP协议是非常难的。因此，我们需要移植TCP / IP子网到嵌入式系统中。为了保证实时性和可靠性，我们还需要移植 μC/ OS-II。考虑到时间和性能的限制，最好是使用裁剪的TCP / IP。 LWIP[2]（Light-Weight Internet Protocol）是一个独立实现的小型TCP / IP协议套件，由Adam Dunkels在瑞典计算机科学院（SICS）的计算机和网络架构（CNA）实验室开发。lwIP协议栈实现的重点是在减少内存使用量和代码尺寸的情况下，使LWIP适用于资源非常有限的小型客户端。 LWIP的特点： - IP（Internet Protocol）包括通过多个网络接口的数据包转发 - ICMP（Internet Control Message Protocol）用于网络维护和调试 - UDP（User Datagram Protocol）包括实验UDP-lite的扩展 - TCP（Transmission Control Protocol）拥有拥塞控制，RTT估算和快速恢复/快速重传 - 专业的原API性能增强 - 可选Berkeley-alike套接字API - DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol） - PPP（Point-to-Point Protocol） - ARP（Address Resolution Protocol）用于以太网 二． 分析： A. IP处理 LwIP只实现了IP最基本的功能。它可以发送，接收和转发数据包，但不能发送或接收IP数据包碎片，也不处理数据包的IP选项。对于大多数应用程序，这并不构成任何问题。 1）接收数据包 对于传入的IP数据包，当ip_input()函数被一个网络设备驱动程序调用时，处理开始。在这里，完成IP版本字段和报头长度的初始检查，并对包头校验和进行计算校验。接下来，这个函数检查目的地址与网络接口的IP地址，来确定数据包的目的地是否为主机。 2）发送数据包 发送的数据包由ip_output()处理，它通过ip_route()找到合适的网络接口来传输数据包。当输出网络接口是确定的，该数据包被传递到ip_output_if()，这个函数把输出的网络接口作为一个参数。在这里，所有IP报头域被填充并完成IP报头校验和计算。IP数据包的源地址和目的地址被作为一个参数传递给函数ip_output_if()。 B. ICMP处理 ip_input()接收的ICMP数据包由icmp_input()进行解码，并进行适当处理。ICMP目的地址不可达消息可以通过传输层协议发送，特别是通过UDP，函数icmp_dest_unreach()就是用来发送此类信息的。对于ICMP的处理如图1所示。 C. UDP处理 UDP是一个简单的协议，用于在不同的过程之间解析复用数据包。每个UDP会话状态保存在一个PCB结构中。当由PCB指定会话的一个数据包被接收时，最后两个参数recv和recv_arg将被使用。当数据包被接收时，recv所指向的函数将被被调用。 由于UDP的简单性，输入和输出的处理也同样简单，并遵循