嵌入式Web Server中TCP/IP的设计与实现

摘要

随着Internet技术和嵌入式系统的迅猛发展，嵌入式Internet在家电、工业控制等领域得到了越来越广泛的应用。本文运用嵌入式Internet的基本理论和方法设计和实现了一个瘦TCP/IP协议栈。通过它可以将家电的控制信号转化成因特网上的信息进行传输，从而实现对设备的远程控制。这样本文就为信息家电接入Internet提供了一种无需额外的PC或网关设备的解决方案。这种低成本、高性能的方案，具有可靠、灵活的特点，适用于通信速率不太大且需要接入Internet的自动化设备。 本文首先提出了课题研究的背景和理论依据，并提出了课题所要实现的功能；接着介绍了TCP/IP协议通信接口的实现；然后具体介绍了如何设计和实现瘦TCP/IP协议的各个功能模块，重点讨论了如何简化协议栈；接下来介绍了Web服务器的实现；最后是结束语，对整个系统做出总结，并对系统进一步发展和应用前景进行了展望。 实验表明，该系统数据传输稳定，可靠性好，能满足系统的基本要求，具有广泛的应用前景。

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第一章引言

1.1嵌入式Internet概述

1.2嵌入式Web Server概述

1.3课题的提出

1.4课题研究的主要内容及意义

1.5论文组织结构

第二章嵌入式Web Server系统的总体设计

2.1嵌入式Web Server系统的目标

2.2嵌入式Web Server系统的总体方案

2.3嵌入式Web Server系统的硬件设计

2.4嵌入式Web Server系统的软件设计

第三章网络接口层的设计与实现

3.1 RTL8019AS以太网控制器简介

3.1.1主要性能

3.1.2内部结构

3.1.3数据帧的组成

3.2 TCP/IP协议的网络接口层的硬件实现

3.3 TCP/IP协议的网络接口层的软件实现

3.3.1复位

3.3.2初始化

3.3.3帧发送

3.3.4帧接收

第四章TCP/IP协议的分析与设计

4.1 TCP/IP原理简述

4.2网络层协议的分析

4.2.1 ARP地址解析协议

4.2.2 RARP逆向地址解析协议

4.2.3 IP协议

4.2.4ICMP 协议

4.2.5网络层协议的设计

4.3传输层协议的分析

4.3.1 UDP协议

4.3.2 TCP协议

4.3.3传输层协议的设计

4.4应用层协议的分析

4.5嵌入式TCP/IP协议栈的设计方案

第五章嵌入式系统中TCP/IP的实现

5.1数据的封装

5.2 ARP协议的实现

5.2.1 ARP高速缓存

5.2.2 ARP报文的处理

5.3 IP协议功能的简化与实现

5.3.1 IP数据报

5.3.2 IP功能的简化

5.3.3 IP数据报的处理

5.3.4利用ICMP协议实现PING

5.4 TCP协议的实现

5.4.1TCP报文

5.4.2建立TCP连接的过程

5.4.3关闭TCP连接的过程

5.4.4 TCP状态机的实现

5.5 HTTP协议的实现

5.6协议栈的测试

5.6.1 PING的测试

5.6.2 TCP测试

第六章嵌入式Web Server的实现

6.1嵌入式TCP/IP协议的应用

6.2嵌入式Web Server的实现

6.3 Web Server的性能

第七章结束语

参考文献

致谢

作者发表论文及获奖情况