辽宁大学学报

自然科学版

第39卷

第1期2012年

JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY

Natural Sciences Edition

Vol．39

No．1

2012

基于嵌入式Linux 系统中网络通信研究与实现

张

杨

(辽宁大学计算中心，辽宁沈阳110036)

摘

要:首先分析了TCP /IP 协议栈工作的原理，然后在linux 系统下简化了TCP 协议状态顺序，最后通过

实例成功的实现了在linux 操作系统下，服务器与客户端之间的网络通信，并且下载到开发板上实现了PC 机与开发板之间的通信．关键词:linux ;网络通信;TCP /IP 中图分类号:TP393

文献标识码:A

文章编号:1000-5846(2012)01-0058-03*

作者简介:张杨(1966－)，山东黄县人，实验师，研究方向为计算机网络与应用．

收稿日期:2012－01－03

在当今网络化中，正在使用的网络参考模型主要有两种:ISO /OSI 参考模型和TCP /IP 参考模型．ISO /OSI 参考模型主要把网络协议分为7层，是层层递进的关系．而目前网络中使用最广泛的属于TCP /IP 参考模型，它主要把网络协议分为4层，分别是:链路层、网络层、传输层和应用层，下面我们开始介绍TCP /IP 参考模型的4层协议的工作原理．

1嵌入式TCP/IP 协议栈的工作原理

TCP /IP 可以分为以上4层协议，每一层都有相应的协议集合来实现不同的功能，每一层协议都为上一层协议提供支持．

(1)链路层协

议

链路层，有时也称作网络接口层，主要是提供主机与网络之间的接口．该层协议的主要功能是:在相邻的两个结点之间建立、维持和释放一条或多条数据链路，将数据按一定的帧格式组织起来进行传输，保证数据传输无差错、按顺序到达目的地．目前该层协议主要分为面向字符型协议和面向位协议两大类．

(2)网络层协议

网络层主要实现路由路径的选择，

目前IP 协议主要还是IPv4编址，表示一个IP 共有32位二进制编码组成，其中分为A 类、

B 类和

C 类地址．A 类地址包括第一字节为网络地址，后三个字节为主机地址

(子网掩码为255．0．0．0)，最大可连接主机数为224

－2．B

类地址第一和第二字节为网络地址，后两字节为主机地

址(子网掩码为255．255．0．0)，最大可连接主机数为2

16－2．C 类地址前三个字节为网络地址，最后一个字节为主机地址(子网掩码为255．255．255．0)，最大可连接主机数为254个．

(3)传输层协议

传输层主要是和TCP 协议和UDP 协议相关联，但是TCP 协议和UDP 协议完全不同，TCP 协议主要面向的是连接的协议，连接的两点同时收发数据包，是以全双工的方式进行通信的;而UDP 是面向无连接的协议，只能提供简单的报文传递，但不能保证包的到达，即使存在这个缺点，UDP 仍然被应用层协议经常使用．

(4)应用层协议

应用层主要是通过传输层TCP /IP 协议提供一些应用程序来实现一些功能，包括TELNET 远程登录、FTP 文件传输、

POP 、SMTP 邮件传输收发等应用．目前协议开发方面做的大部分工作都是发生在应用层上的．

2TCP 协议的简化设计

从TCP 协议提供的数据流传输方式来分析，嵌入式

操作系统中直接实现标准的TCP 协议非常困难，所以我们应该设计简化TCP 协议．标准的TCP 协议如图1所示，图中实线代表客户端正常状态变迁，虚线代表服务器端