嵌入式精简tcp-ipv6协议栈的设计与实现

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1、嵌入式精简TCP/IPV6协议栈的设计与实现嵌入式Internet技术是指把Internet技术应用于嵌入式设备，实现嵌入式设备的信息交互，是嵌入式技术与Internet技术的结合，具有非常广大的市场前景。目前不少厂商都在进行这方面研究，并推出了不少嵌入式Internet解决方案，比较常用的成熟的解决方案有，瑞士计算机科学院AdamDunkels写的ulP和LWIP,它们以IPV4技术为基础，以精简为指导思想，把复杂的TCP/IP技术引入嵌入式设备，满足嵌入式设备接入网络的需求。而作为IPV4改良版本的IPV6,是对IPV4的升级和改进，是下一代网络的核心，如何

2、以IPV6技术为基础，设计一款和嵌入设备结合的具有代码量少，功能简单的精简TCP/IPV6协议栈是一件非常现实意义的挑战，也是本课题设计的目的所在。IPV6协议栈是基于IPV6网络层的协议，和IPV4一样，遵循现有互联网四层网络互联体系结构，如图1所示。从中我们可以看到，协议栈分为网络接口层、互联网层、传输层、应用层四层。应用层直接面向用户，并提供访问其它层服务的功能；传输层用于提供源主机和目的主机上的对等实体对话；网络接口层屏蔽了具体的硬件现细节，负责底层数据的接收和发送。网络层是整个TCP/IP体系结构的关键部分，其主要功能是在网络上提供可靠的主机到主机的数

3、据传送。IPv6协议正是位于该层，它包含的主要协议模块有IPV6,ICMPV6,邻居发现ND，IPsec等。根据RFC2460对IPV6功能的描述，IPV6主要负责把上层来的数据段添加IPV6报头，交由底层发送；把下层接收到的报文经过处理和分析，交给TCP,UDP或ICMPV6处理。和IPv4相比IPv6的改变主要集中在以下几个方面：地址容量的扩展，报头格式的筒化，支持扩展和选项的改进，数据流标签的能力，认证和保密的能力等。ICMPV6协议合并了IPv4中ICMP（控制报文协议），I一GMP（组成员协议）、ARP（地址解析协议）等多个协议的功能，实现差错控制，地

4、址解释等功能，并支持MobileIPv6。ICMPV6报文封装在IP报文中，是IP报文的有效载荷数据，它通过它的各种错误拫文和信息报文的交换来实现差错控制，地址解释和路由前缀信息获取等功能。邻居发现协议ND是IPv6协议栈中的核心协议，是IPV6解决邻节点交互的一个重要协议。它定义了下列问题的解决机制：路由发现，前缀发现，参数发现，地址自动配置，地址解释，下一跳决定，邻居不可达，重复地址检测，重定向。邻居发现的这些功能是通过5个ICMP报文（邻居请求/邻居通告报文，路由器请求/路由器通告报文，重定向报文）的交换来实现的。协议模块裁减是指在保障基本通信功能的前提下

5、尽可能去掉一些协议模块，节省系统资源。网络接口层我们只考虑802.3以太网协议（CSMA/CD，MAC,LLC）,不考虑面向CAN,RS-232,RS-485,射频，蓝牙等相关的支持模块。接入方式上只考虑用路由器接入方式，不考虑拨号连接方式，去掉和拨号连接方式相关的面向点对点连接的PPP协议和SLIP协议，这两个协议在网络接口层占用的代码量比较多；IP层只实现基本的报头，不实现扩展报头，去掉基于认证头和封装安全载荷头选项的IPsec协议，安全控制交给其他层。ICMPV6和ND是核心。协议必须保留；传输层TCP和UDP可以全部实现也可以只实现一种，考虑的适应性，本

6、设计中都给予实现。因此协议模块裁减后要实现的核心协议族为802.3，IPV6,ICMPV6,ND,TCP,UDP。