菜鸟成长手册路由器技术深入剖解.docx

宽带上网已经不是什么新鲜事情，人们对相关的网络器件已经不再陌生，比如说常见的路由器，见图1。对于一般的网络用户，他们能知道怎样使用路由器来 上网、玩游戏等就已经感到很满足了，通常情况下对路由器的深层技术很少去过问研究，但做为兴趣广泛的技术爱好者，对这方面的知识是非常感兴趣的。但限于各种条件的制约，这些爱好者都非开发者，很大程度上无法深入了解真正的技术实现过程以及相关的核心内幕。正是基于此点，笔者凭借自身的知识沉淀，尽最大努力为爱好技术的读者架设一坐能通向深层核心的桥梁，为大家揭开路由器的神秘面纱，剖开其核心内脏。 为使读者能清晰明白的理解掌握，笔者尽量将专业的技术内容转化为容易接受的知识讲解，其中可能有不足偏颇之处，还请大家多见谅。 概述 什么是路由器? 图1 HYPERLINK javascript:; \t _self 互联网是依靠路由器连接起来的，路由器是互联网或者说IP网络的核心 HYPERLINK javascript:; \t _self 设备。宽带接入的不断增长，带动了路由器的需求不断增加。 路由器究竟是什么样的技术产物? 谈到路由器的开发，我们就不免要谈到“嵌入式”设备的开发，没错，通俗的说，路由器就是一种嵌入式 HYPERLINK javascript:; \t _self 产品。那么究竟什么是嵌入式设备呢? 其实就目前而言，嵌入式设备已经不断深入我们的日常生活方方面面。通俗的讲，嵌入式设备是指具有 HYPERLINK javascript:; \t _self 计算机 HYPERLINK javascript:; \t _self 功能，但又不称为计算机的设备或器材，它几乎 包括了我们周围的所有电器设备:PDA、手机、机顶盒、汽车、微波炉、电梯、 HYPERLINK javascript:; \t _self 安全 HYPERLINK javascript:; \t _self 系统、自动售货机、医疗仪器、立体音响、自动取款机等。 用较为专业的话来表述的话，嵌入式设备就是使用微 HYPERLINK javascript:; \t _self 处理器或微控制器芯片(MCU)加上外围电路再加上内部的程序部分来实现特定功能的嵌入设备。比如 8位的单片机、32的ARM以及DSP芯片等都属于嵌入式核心芯片的范畴。8位MCU市场已逐步趋向稳定，32位MPU代表着嵌入式技术的发展方向，正在 加速发展。在32位嵌入式微处理器 HYPERLINK javascript:; \t _self 市场上，基于ARM内核的微处理器在市场上处于绝对的领导地位，因此追踪ARM技术的发展趋势显得尤为重要。 路由器的开发通常都是基于32位处理器的，就通常的中低端路由器而言，在开发的配置上有多种选择，比如有ARM9核心芯片+Wince操作系统、 ARM7核心芯片+uClinux操作系统、DSP芯片+Vxworks操作系统等等各种各样的选择。本文针对常用的SOHO路由器来介绍，选择ARM7 核心芯片+uClinux操作系统开发模式，以完整形象的实例为大家清晰讲解路由器的技术实现过程。 我们为什么以SOHO路由器为介绍对象呢?什么是SOHO路由器?前很多家庭中有不止一台电脑，需要上网获取信息、收发邮件等。这些小型 HYPERLINK javascript:; \t _self 公司和家庭 网络用户计算机的数目一般不多，网络结构不复杂。功能和带宽的要求不高。出于提高网络性能、共享有限 HYPERLINK javascript:; \t _self IP地址或节省上网费用等原因，这些用户迫切需要具有 较高性价比的小型路由器。我们把这种小型路由器称为SOHO路由器。目前市场上已经充斥了大量的这类低端路由器.由于ARM7系列芯片价格便宜，非常适合 嵌入式系统使用。目前市场上的SOHO路由器大多采用ARM7系列处理器。不过由于技术的发展，ARM9系列的专用路由芯片的路由器也逐渐普及。  HYPERLINK javascript:; \t _self 路由器宏观介绍 嵌入式 HYPERLINK javascript:; \t _self 设备的开发三层模式我们可以形象的把嵌入式设备的开发简单的理解成三层模式，最底层的是微控制器芯片加外围器件组成的硬件 HYPERLINK javascript:; \t _self 系统，比如我们介绍的开发小型SOHO路由器 所使用的ARM7TDMI芯片等硬件环境，它是设备 HYPERLINK javascript:; \t _self 功能实现的硬件基础，要实现上层的 HYPERLINK javascript:;