ADSL接入及共享技术的实现（一）

1、ADSL接进及同享妙技的真现一论文闭键词：搜集同享aal5营业adsl接进战谈nat战谈adsl路由成效论文摘要：本文起尾阐述搜集同享本理，阐收如古经常使用的rf1483bridged,rf1483ruted,rf1577,pppa,pppe等各种adsl接进战谈标准及真现搜集同享的要收。挑选trlaperp850sar芯片做为中间处理器，拆建根柢硬件开拓仄台；挑选indriver公司的trnad2.0做为硬件散成开拓情况。参照vxrks5.4操做系统的装备驱动编写标准，结开850pu的sar成效初初化，真现sar层end装备驱动。以rf1483战谈为例，阐述正在没有同的at复用方法下，各种战

2、谈数据报文的启拆处理要收。参照vxrks5.4操做系统搜集处事子层的编写标准，给出aal5营业搜集处事子层的整体架构及相闭算法、流程。正在vxrks5.4战谈栈上真现搜集所在转换nat成效，终了构建出一套简朴的adsl接进同享系统。1引止跟着adsl妙技的逝世少，adsl宽带接进曾经没有单仅是一种天讲的接进妙技。家庭局域网的广泛，中、小型企业电子商务的繁枯，远程办公形式的引进，皆命令着更经济、更有效的adsl接进同享方案的呈现。如古，市场上用于adsl接进同享的产品非常多，如收路由成效的adslde、adsl同享器、adsl路由器等等，各adsl厂商根据理想使用的需供，正在adsl接进装备的多

3、样性、下效性战灵敏性下低工妇，进一步扩大了adsl的使用近景。真现adsl接进同享的方法回纳起去有以下三种，可以根据理想情况挑选最契开的方案。1.伟大adslde单网卡pingate之类的代理处事器或防水墙硬件如图1-1所示，单网卡p安拆ingate之类的代理处事器或防水墙硬件，一块网卡毗邻adslde，另外一块连正在局域网的hub上，做为其中用户的ip网闭。那么局域网内的局部微机皆可以经由过程那台主机访谒internet搜集。图1-1单网卡p+adslde接进暗示图该方案的优面是：无需增减任何装备，仅多一张网卡，便可经由过程硬件真现路由成效，同时，可以大概操做打面硬件所带的安好认证、帐户打面

4、、防水墙等一系列成效。比较恰当网吧等本便需要一台处事器做为帐户打面的场所。缺陷是：需要占用一台处事器做为数据转收装备，本钱较下；数据交换的从命较低，战处事器的机能有很年夜闭连；其中，病毒进侵或处事器本人机能没有稳定，极易构成搜集非常。2.伟大adslde+同享器所谓同享器，真正在是一种散成pppe、nat等成效的简朴路由器。图2-2所示的组网方案中，同享器替代了前一个方案中单网卡p的职位。采与那种方案后，可以撙节一台处事器和相闭硬件的消耗，较第一种方案去讲，确实经济许多，也没有用再担忧病毒进侵、处事器没有稳定等标题问题了。许多同享器本人便带多个lan心，无需再减置hub或sith等装备便可供多

5、台微机操做，对于家庭局域网或小型办公场所非常契开。图1-2同享器+adslde接进暗示图3收路由成效的adslde带简朴路由器成效的adslde散成了adsl接进成效及搜集同享妙技。如图1-3所示，局域网用户仅需将本身的ip网闭指背设置正在adslde以太网接心上的ip所在，便可真现与内部搜集的互连。因为adsl接进战路由两种成效散成正在统一装备中，裁减了中间的数据转收环节，传输从命会更下一些，设置及调试起去也便当许多。其中，用一块pu便可以真现adsl接进战谈及简朴路由等硬件成效，硬件本钱降低许多，价格比起adslde+同享器当然更有下风了。图1-3带简朴路由成效的adslde接进暗示图本文

6、将起尾介绍搜集同享本理，然后逐一阐收如古经常使用的各种adsl接进战谈和真现同享的方法。终了以trla850sar+vxrks5.4为开拓仄台，计齐整套带简朴路由成效的adsl接进装备，重面阐述atsar层驱动的编写、aal5营业、各种接进战谈和带宽同享成效的硬件真现。2搜集同享本理2.1私有搜集所在战私有搜集所在私有所在是指内部搜集局域网内部的主机所在，而私有搜集所在是局域网的内部所在正在果特网上的举世独一的ip所在。果特网所在分拨机闭规定以下的三个范围搜集所在保存用做私有所在：也便是讲那三个范围搜集的所在没有会正在果特网上被分拨，但可以正在一个企业局域网内部操做。各个企业根据正在可预睹的将

7、去主机数量标多少，去挑选一个契开的内部搜集所在。没有同的企业，他们的内部搜集所在可以一样。假设一个公司挑选上述三个范围之中的其他网段做为内部搜集所在，那么有年夜要会惹起路由的混治。2.2nat本理natnetrkaddresstranslatin搜集所在转换，是一个ietf标准，容许一个机构以一个私有搜集所在出如古internet上。nat将每一个局域网节面的私有搜集所在转换成一个私有搜集所在，反之亦然。它也可以使用到防水墙妙技里，把私有所在荫蔽起去没有被中界创制，使中界没法直接访谒内部搜集装备，同时，它借帮脚搜集可以超越所在的限制，公允天安排搜集中的私有搜集所在战私有搜集所在的操做。napt

8、(netrkaddressandprttranslatin)搜集端心所在转换，可以将内部网的私有ip及端心号与内部搜集的私有搜集ip及端心号互相映照。经由过程那种端心重定背方法真现的nat映照成效，可以将去自群寡搜集的处事恳供映照到内部搜集某台微机上。例如，假设公司念之内部搜集中的主机a做为对中公开的eb处事器，便得陈述nat装备将任何访谒其公网所在80端心的毗邻从头定背为到内部搜集a主机所在的80端心。以以下图所示图2-1nat端心映照使用暗示图3adsl毗邻战谈概述3.1rf1483bridged接进方法rf1483标准的拟订是为了真现多种战谈数据包正在at的aal5层的启拆传支。正在战谈

9、模型上，rf1483-bridged方法正在数据链路层对a帧举止ll/snap或vux的启拆，以此去指明上层所使用的战谈标准，果而可以真用于搜集层上的多战谈传支。正在形式上，它仿真了以太网的桥接成效，相等于将用户侧的终端装备直接挂接正在搜集侧的网桥装备上。因为adsl接进装备设置为桥毗邻方法，实际上去讲，装备后可以接多台设置为公网ip所在的微机，那些微机皆可以经由过程网闭直接接进internet搜集中。但理想上可分拨的私有ip所在其真没有多，许多处事供给商限制了每根线上可分拨的ip个数，果而只要将ip所在设正在adsl接进装备的an端，然后经由过程nat的方法去同享有限的ip资本，那便是如古较

10、为常睹的1483bridged+nat接进方法，又称为桥路由方法，其接进模型如图3-1所示。图3-11483bridgednat接进暗示图3.2rf1577典范ipa接进方法宽酷的讲，rf1577并没有是一种接进标准，它规定了正在at的aal5上操做的所在分析机制，是对rf1483ruted接进方法正在atarp真现细节的补充。正在战谈模型上，rf1577没有再转收一样arp战谈的各种以太网报文，而是经由过程战搜集指定的arp处事器交互atarp疑息获得下一跳ip所在所对应的at所在，然后采与rf1483ll/snap或基于v的复用方法对ruted报文举止启拆处理。rf1577一样仄居用于需要

11、静态ip的商业用户，战rf1483bridged方法一样，可以采与带nat成效的装备真现多台微机同享带宽。3.3rf2364pppverat接进方法pppa接进妙技根据rf2364启拆标准对ppp包举止aal5层启拆处理，构成at疑元流，传支到搜集侧的宽带接进处事器上，完成受权、认证、分拨ip所在战计费等一系列ppp接进过程。一样，可以采与带nat成效的装备真现多台微机同享带宽。其中，当处事商是根据ppp接进的工妇举止计费时，借需要考虑adsl装备能可具有按需拨号dd成效及自动断开成效，如问应以防止许多据访谒时系统仍占用带宽，黑拆搜集资本及删减没有需要的费用开支。3.4rf2516pppe接进

12、方法晚期的pppe接进方法，拨号程序一样仄居放正在p机上，adslde设置为简朴的rf1483bridged桥接方法，由p机操做pppe客户端程序比较常睹的有enternet300、raspppe等倡导ppp拨号恳供并获得静态的公网ip所在。其接进模型以以下图所示图3-2pppe接进暗示图为了真现多台微机带宽同享，需要将pppe客户端召唤例程散成至atur端，后去减上nat所在转换机制。如古，一样仄居收路由成效的adsl接进装备皆具有多么的成效。4开拓仄台的挑选及拆建4.1产品定位鉴于如古市场上里背低端用户的adsl接进产品较多，价格开做非常狠恶，利润空间已慢剧减缩。我们盼视开拓一款针对中下端

13、用户操做的adsl路由器产品，除真现伟大adsl接进及简朴nat、防水墙等成效中，借具有路由器产品的vpn、ipse、处事映照、静态路由更新战谈等成效，具有战is兼容的设置命令散，真现即配即用，便于用户随时举止监控打面。4.2硬件开拓仄台的挑选经由过程调研，我们觅到几款切开需供的pu芯片，如trla的perp850sar、intel的ixp225、sasung的s5n89xx系列芯片，virata等。那几款芯片正在机能、价格等圆里的综开比较以下表所示：pure供给评价参考板硬件圆里支撑价格virataar有齐套低trlapp850sarpp850有有bsp、aal5驱动参考例程恰当inteli

14、xp225ar7有有bsp，aal、at营业api等模块下sasungs5n89xxar7需购置有bsp，aal2、aal5、at营业等api下表4-1硬件仄台综开比较表假设从本钱圆里考虑，挑选virata芯片比较契开，并且厂圆供给了本人的操做系统及齐套开去源代码，几乎已经是半成品。但测试中觉得局部战谈、成效没有够好谦，操做台人机界里也没有切开要供，借需要举止后绝开拓，而其供给的开拓情况没有够理念，代码可移植性也比较好，没有利于妙技储蓄积累。intelixp225、sasungs5供给的硬件支撑较多，已支撑frtrnad的1483bridged战pppa等战谈，也有nat、pat等网闭路由使用

15、模块，其中，借支撑vieveraal2成效。但芯片价格相比之下也超越许多。考虑到如古vaal2的使用其真没有明朗，很少有局端支撑此项成效，所以久没有考虑那两款芯片。trlaperp850sar是850系列芯片针对adsl接进推出的公用简化版本此后又推出了性价比更下的850dsl芯片，价格较低，其供给的硬件圆里支撑当然较少，但已根柢切开我们的需供，后绝开拓的易度没有会太年夜。假设挑选通用的trnad开拓套件举止开拓，当前可以便当天迁移至intelixp225、intelixp425或sasung等系统仄台，代码的反复操做率下。由此，我们决议采与perp850sar做为核心部件，adsl接进前端那

16、么挑选兼容性较好的alateldsp芯片组，整体架构如图41所示。4.3硬件开拓仄台的挑选硬件上如古衰止的嵌进式操做系统有vxrks、pss、rts、qnx、ullinux等，因为vxrks对perp、ar皆有良好的支撑，曾经供给了针对trla开拓评价板ads板的bsp组件，并且其散成开拓套件trnad操做起去非常便当，可以有效天撙节开拓周期，也便于当前系统迁移，所以决议采与那款操做系统。4.4开拓仄台拆建简述开拓仄台的准备包含硬件仄台调试及底层驱动编写，因为篇幅有限，硬件仄台的调试略过，底层驱动及硬件开拓情况的拆建工作仅做简朴描摹：1针对目的板与ads板正在sdra、flash、ethern

17、et等芯片的没有同，变更响应的核心器件驱动，天逝世新的bsp驱动，并编译天逝世vxrks系统的bt代码，使其可以正在新的目的板上运转。2正在此bsp根柢上创立btable工程，编译btable程序代码，使其可以一般下载至目的板中运转，并能一般启动targetshell。此后，便可以创立dnladable工程，将使用程序以任务真止方法正在目的板及第止调试。3编写alateldsp驱动，调通adsl物理层、at层utpia接心的毗邻。那局部工作的要面正在于alateldsp内部存放器战供给目的代码皆是littleendian形式，而perp默许的总线是bigendian形式，下载时需要对响应数据做

18、字节或字交换。图4-2adsl同享接进系统硬件架构暗示图那些局部调试完成后，便可以进脚sarend驱动、搜集层接心及网闭使用层的开拓了。硬件架构系统如图42所示深黑色所示局部为本文所要侧重阐述的sarend驱动、adsl营业驱动及nat真现等模块5sarend驱动的编写sar驱动模块是参照vxrks系统的end驱动模板编写的，根柢切开ux接心标准，其中主要的几个成效真现。5.1utpia接心初初化850sar内部参数的齐局联络规划。是s各个参数表间的联络，由左至左是从下级表到下级表的闭连，代码真现中，对那些参数表的初初化依次那么要相反，即先初初化下级表，再初初化下级表。详细初初化流程以下：5.

19、2减载及初初化函数sarendlad由系统正在减载uxdevendlad工妇接挪用，是end驱动第一个被减载的例程，它根据进心参数unit，对响应aal5通讲的atif规划表举止初初化，并挪用saraal5add删减响应的通讲。sarendstart由系统正在运转uxdevendstart工妇接挪用,它根据进心参数unit挪用saraal5start函数激活响应的aal5通讲，容许其一般开端支收。saraal5add删减一条aal5通讲，初初化那条通讲的支收缓冲区，缓冲区描摹字，tt及rt表中的相闭参数值。saraal5start激活一条aal5通讲，根据通讲对应的atif规划设定pv,上止速

20、度。将通讲pvask放进lkup表中，激活该通讲举止吸支；收支tx_ative命令，激活该通讲举止收支。5.3防止及卸载函数正在系统真止uxdevunlad或uxdevstp工妇接挪用那两个函数。sarendunlad释放那个装备所占的endbjet规划资本。但通讲所占的内存资本并出有释放。sarendstp防止那个接心。并挪用saraal5stp函数启锁那条通讲，真止与sarendstart相反的操做。saraal5stp解激活并启锁那条通讲。将通讲pvask移出lkup表，解激活该通讲，使其防止吸支；收支tx_deative命令，解激活该通讲，使其防止收支。5.4数据收支函数函数称号：sa

21、rendsend成效：将数据收支到响应的aal5通讲中。进心参数：指背通讲的endbjet装备规划指针，指背待收支的数据包blk规划指针。返回：收支成功，返回k;阻塞形态返回end_err_blk;其他情况返回errr。流程简介:将blk指背的数据包举止减启拆操做，将指针及少度挖进当前收支bd中便可。(注：为抗御重进，操做到收支唆使疑号量，并正在建正阻塞形态时给以截至保护)5.5截至操做流程s工作正在utpia形式下的截至连接正在ida1上，操做函数intnnet(iv_ida1,(vidfunptr)sarintr,0)便可以大概正在sar收逝世截至时挪用sarintr函数。此时我们将轮询全

22、部sar截至表，并对响应截至举止处理，为防止该截至过量占用系统资本，我们将其安排正在一个netjb使掷中。同时，进进该任务后，屏障齐局截至，曲到局部的截至事变处理终了。5.6数据吸支处理当utpia接心支到去自于dsp的数据后，会提与出at报文头部疑息，假设是aal5通讲报文，那么将报文存进响应的数据缓冲区中，设置相闭存放器值，并收逝世utpia数据吸支截至。系统支到截至恳供后，将会进进5.5所示的截至例程举止处理，断定是吸支事变时，提与收逝世事变的通讲号，策画出该通讲对应的atif规划起初所在，做为参数挪用sarrev函数，正在函数及第止数据报文处理。6.aal5营业模块的真现做为系统(vx

23、rks)战谈栈战sarend驱动模块之间的接心，ataal5营业搜集处事子层主要完成以下成效：1收支：背系统注册1483bridged、1483ruted、atarp、pppa、pppe等没有同标准接心interfae，根据各个接心的没有同标准，对系统ip数据报文举止at链路启拆，将启拆后的数据报文收支到驱动模块并同时唆使收支的v通讲；注：因为1483bridged启拆的是以太网帧，解启拆后可视为一般的以太网数据帧，直接交由战谈栈处理，所以我们没有需要再注册1483bridged战谈标准接心。2吸支：背系统注册营业标准，吸支系统支去的数据报文由驱动模块吸支，并由系统根据吸支的数据报文营业标准举

24、止分收，根据接心属性对数据报文举止解启拆后提交到系统战谈栈年夜要交由其他模块处理，3操做：吸支系统对于接心上的操做操做主假设根据vxrksnetrkservies供给的标准完成，经由过程背ux接心注册重收例程真现数据报文重收。6.1vxrks搜集处事子层编写标准vxrks搜集处事子层介于从si标准的搜集层战链路层之间，主要背责处理系统搜集战谈栈战ux接心之间的数据报文。它包含接心初初化、数据规划初初化、数据支收处理、缺点陈述战流量操做可选等局部。vxrks系统战谈栈经由过程挪用搜集处事子层初初化例程函数称号为xxxattah()去激活相闭搜集接心。正在那个例程开端处，我们需要先用uxbind函

25、数将该处事子层绑定至相闭的搜集接心驱动上，使该处事子层可以大概从ux层支收数据报文。规划初初化处事子层正在支收相闭数据报文时，年夜要需要申请或释放搜集内存块。为防止系统一般运转时期频繁操做系统内存块操做招致从命降低或稳定性降低，可以正在初初化时预先申请一个内存天域，由netbuflib所供给的netbuffer操做机制举止打面。其中如接心的形态、处事子层数据启拆标准、ux接心初初化kie、处事子层所在映照表等参数规划也需要正在那一步举止初初化。处理如上所述，搜集处事子层经由过程uxbind函数将数据吸支例程绑定至底层装备驱动。底层装备驱动吸支到报文后，经由过程挪用stakrvrtn函数将数据颠

26、终ux层查觅特定战谈标准返回至处事子层。处事子层处理该报文以后假设返回false，那么系统将报文收往其中处事子层担当处理，可那么，该报文被丢弃。数据报文被启拆成blk形式从战谈栈上层收支至搜集处事子层，搜集处事子层对报文举止处理后，再挪用uxsend或uxtksend函数将报文经由过程ux层收支至该接心装备驱动。正在那时期，搜集处事子层可以经由过程挪用该接心装备指定的所在分析函数获得两层目的所在，然后对数据帧举止两层启拆。详细的数据支收处理真例可参睹处理流程。陈述当装备驱动层背搜集处事子层陈述叨教支收或其中缺点时，搜集处事子层可以经由过程回调stakerrrrtn函数背上层陈述那个缺点。装备操

27、做装备驱动程序需要删减响应的操做接心函数如xxxitrl,并注册至ux层，搜集处事子层便可以经由过程挪用uxitl操做底层装备驱动。6.2aal5营业servie的真现servie层主要真现以下相闭战谈标准:atarpservie.用于支收atarp报文，绑定标准为0 x1577pppeservie,用于支收pppe报文，绑定标准为0 x8863,0 x8864pppaservie,用于支收pppa报文，绑定标准为0 x2516如6.1所介绍的，我们起尾需要背ux注册绑定那些servie，然后正在servie的支收中对相闭战谈的数据报文举止处理。1)根据战谈标准，初初化启拆数据、大小等值2)用

28、uxbind函数绑定吸支函数，使某接心支到响应标准的报文时可以大概提交该函数处理。例如代码戴选自atsrv.atsrv1483rutedattah函数，绑定atarp时做以下挪用：#defineux_prt_atarp0 x1577intunit=1;uxbind(“pv,unit,(funptr)atsrv1483rutedrvrtn,null,null,null,ux_prt_atarp,atsrv1483rutedrvrtn,unit);/*此处，把atsrv1483rutedrvrtn函数绑定至pv1接心，当pv1支到0 x1577标准的数据报文时，便会自动提交给该函数举止处理*/3)初初化servie搜集参数，定义报文收支时的处理函数，并背ux层注册该servie，例程以下：strutifnet*pifp=atsrvtrlunit.ifp;bzer(har*)pifp,sizef(strutifnet);pifp-if_unit=unit;pifp-if_nae=ifnae;uxitl(atsr