TCP/IP系列之网络层IP协议

TCP/IP系列之网络层IP协议（精选7篇）

TCP/IP系列之网络层IP协议 篇1

当数据要在网际直接传输的时候,路由器根据IP数据报进行路由.

当一台主机要发送数据的时候,其目的主机一般为局域网内的主机或者网外的主机.

如果是局域网内的主机,主机发送的以太网帧的头部目的mac地址为目的主机的mac地址,不需要路由.

如果是网外的主机,则将数据发到默认的网关,由网关路由器进行路由到目的主机,主机发送的以太网帧

头部的目的mac地址为网关的mac地址.

IP数据报的协议规定的数据报格式如下图:

IP协议不保证送达,不保证顺序.可靠性由上层协议保证.上层协议如TCP,UDP的信息在IP数据报的数据部分.

下图是通过Wireshark抓取的一个数据包:

路由器就要通过ip包的信息来为ip包寻找到一个合适的目标来进行传递,比如合适的主机,或者合适的路由.路由器或者主机将会用如下的方式来处理某一个IP数据包

如果IP数据包的TTL(生命周期)以到,则该IP数据包就被抛弃.

搜索路由表,优先搜索匹配主机,如果能找到和IP地址完全一致的目标主机,则将该包发向目标主机搜索路由表,如果匹配主机失败,则匹配同子网的路由器,这需要“子网掩码(1.3.)”的协助.

如果找到路由器,则将该包发向路由器.搜索路由表,如果匹配同子网路由器失败,则匹配同网号路由器,如果找到路由器,则将该包发向路由器.

搜索路由表,如果以上都失败了,就搜索默认路由,如果默认路由存在,则发包

如果都失败了,就丢掉这个包.

TCP/IP系列之网络层IP协议 篇2

TCP/IP协议叫做传输控制/网际协议, 是Internet国际互联网络的基础。TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。其中IP (Internet Protocol) 全名为“网际互连协议”, 是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。TCP (Transfer Control Protocol) 是传输控制协议。TCP/IP协议是能够使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的1套规则, 正是因为有了TCP/IP协议, 因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。

从表面名字上看TCP/IP包括两个协议, 传输控制协议 (TCP) 和互联网际协议 (IP) , 其实TCP/IP实际上是1组协议的集合, 包括了上百个各种功能的协议。如:远程登录、文件传输和电子邮件等, 而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。IP协议之所以能使各种网络互联起来是由于它把各种不同的“帧”统一转换成“IP数据包”格式, 这种转换是因特网的1个最重要的特点。所以IP协议使各种计算机网络都能在因特网上实现互通, 即具有“开放性”的特点。TCP/IP协议的基本传输单位是数据包 (datagram) 。TCP协议负责把数据分成若干个数据包, 并给每个数据包加上包头, 包头上有相应的编号, 以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式, IP协议在每个包头上还要加上接收端主机地址, 这样数据通过路由器中的MAC地址来确定数据的流向, 如果传输过程中出现数据丢失, 数据失真等情况, TCP协议会自动要求数据重新传输, 并重新组。总之, IP协议保证数据的传输, 而TCP协议保证数据传输的质量。TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的4层结构:应用层、传输层、网络层、接口层。

2 TCP/IP协议的结构功能

TCP/IP是一个四层的分层体系结构。高层为传输控制协议, 负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层, 接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议, 其处理每个包的地址部分, 使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同, 但最后会在目的地汇合。TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的, 是网络中的一台主机与另一台主机之间的。TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”, 因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径, 才使每个人都可以连续不断的使用网络。许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。包括万维网的超文本传输协议 (HTTP) , 文件传输协议 (FTP) , 远程网络访问协议 (Telnet) 和简单邮件传输协议 (SMTP) 。这些协议通常和TCP/IP协议打包在一起。使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议 (SLIP) 和点对点协议 (P2P) 。这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。与TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据包协议 (UDP) , 代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。其他协议是网络主机用来交换路由信息的, 包括Internet控制信息协议 (ICMP) 、内部网关协议 (IGP) 、外部网关协议 (EGP) 、边界网关协议 (BGP) 。

3 TCP/IP协议的安全隐患

3.1 关于链路层存在的安全漏洞

在以太网中, 信息通道是共享的, 一般地, CSMA/CD协议是以太网接口在检测到数据帧不属于自己时, 就把它忽略, 不会把其发送到上层协议。解决该漏洞的对策是:网络分段、利用交换器、动态集线器等设备对数据流进行限制、加密和禁用杂错节点。

3.2 关于IP漏洞

IP包一旦从网络中发送出去, 源IP地址就几乎不用, 仅在中间路由器因某种原因丢弃它或到达目标端后, 才被使用。如果攻击者把自己的主机伪装成被目标主机信任的友好主机, 即把发送的IP包中的源IP地址改成被信任的友好主机的IP地址, 利用主机间的信任关系和这种信任关系的实际认证中存在的脆弱性, 就可以对信任主机进行攻击。解决这个问题的一个办法是, 让路由器拒绝接受来自网络外部的IP地址与本地某一主机的IP地址相同的IP包的进入。

3.3 关于DNS欺骗

网络上的所有主机都信任DNS服务器, 如果DNS服务器中的数据被攻击者破坏, 就可以进行DNS欺骗。

4 SYN FLOOD攻击的基本原理

4.1 攻击原理

在SYN Flood攻击中, 黑客机器向受害主机发送大量伪造源地址的TCP SYN报文, 受害主机分配必要的资源, 然后向源地址返回SYN+ACK包, 并等待源端返回ACK包。由于源地址是伪造的, 所以源端永远都不会返回ACK报文, 受害主机继续发送SYN+ACK包, 并将半连接放入端口的积压队列中, 虽然一般的主机都有超时机制和默认的重传次数, 但是由于端口的半连接队列的长度是有限的, 如不断的向受害主机发送大量的TCP SYN报文, 半连接队列就会很快填满, 服务器拒绝新的连接, 将导致该端口无法响应其他机器进行的连接请求, 最终使受害主机的资源耗尽。

4.2 防御方法:SYN-cookie技术

一般情况下, 当服务器收到一个TCP SYN报文后, 马上为该连接请求分配缓冲区, 然后返回一个SYN+ACK报文, 这时形成一个半连接。SYN Flood正是利用了这一点, 发送大量的伪造源地址的SYN连接请求, 而不完成连接。这样就大量的消耗服务器的资源。

SYN-cookie技术针对标准TCP连接建立过程资源分配上的这一缺陷, 改变了资源分配的策略。当服务器收到一个SYN报文后, 不立即分配缓冲区, 而是利用连接的信息生成一个cookie, 并将这个cookie作为将要返回的SYN+ACK报文的初始序列号。当客户端返回一个ACK报文时, 根据包头信息计算cookie, 与返回的确认序列号 (初始的序列号+1) 的前24位进行对比, 如果相同, 则是一个正常连接, 然后, 分配资源, 建立连接。

该技术的巧妙之点在于避免了在连接信息未完全到达前进行资源分配, 使SYN Flood攻击的资源消耗失效。实现的关键之处在于cookie的计算。cookie的计算应该做到包含本次连接的状态信息, 使攻击者不能伪造cookie。cookie的计算过程如下:

(1) 服务器收到一个SYN包后, 计算一个消息摘要mac:mac=MAC (A, k) ;

MAC是密码学中的一个消息认证码函数, 也就是满足某种安全性质的带密钥的hash函数, 能够提供cookie计算中需要的安全性。

A为客户和服务器双方的IP地址和端口号以及参数t的串联组合:

时间参数t为32比特长的时间计数器, 每64秒加1;

K为服务器独有的密钥;

(2) 生成cookie。cookie=mac (0:24) ;表示取mac值的第0到24比特位;

(3) 设置将要返回的SYN+ACK报文的初始序列号, 设置过程如下:

(1) 高24位用cookie代替;

(2) 接下来的3比特位用客户要求的最大报文长度M-MS代替;

(3) 最后5比特位为t mod 32。

客户端收到来自服务器SYN+ACK报文后, 返回一个ACK报文, 这个ACK报文将带一个cookie (确认号为服务器发送过来的SYN ACK报文的初始序列号加1, 所以不影响高24位) , 在服务器端重新计算cookie, 与确认号的前24位比较, 如果相同, 则说明未被修改, 连接合法, 然后, 服务器完成连接的建立过程。SYN-cookie技术由于在连接建立过程中不需要在服务器端保存任何信息, 实现了无状态的三次握手, 从而有效的防御了SYN Flood攻击。但是该方法也存在一些弱点。由于cookie的计算只涉及了包头的部分信心, 在连接建立过程中不在服务器端保存任何信息, 所以失去了协议的许多功能, 比如, 超时重传。此外, 由于计算cookie有一定的运算量, 增加了连接建立的延迟时间, 因此, SYN-cookie技术不能作为高性能服务器的防御手段。通常采用动态资源分配机制, 当分配了一定的资源后再采用cookie技术, Linux就是这样实现的。还有一个问题是, 当人们避免了SYN Flood攻击的同时, 也提供了另一种拒绝服务攻击方式, 攻击者发送大量的ACK报文, 使服务器忙于计算验证。尽管如此, 在预防SYN Flood攻击方面, SYN-cookie技术仍然是一种有效的技术。

5 结束语

通过对TCP/IP协议的网络安全性的研究, 使人们更加注重网络的安全性。

摘要：论文介绍了TCP/IP协议的总体概况、结构功能;TCP/IP协议的安全隐患;然后从SYN的攻击代码来分析TCP/IP协议, 并且实现了防御SYN的方法。

关键词：TCP/IP协议,协议安全性

参考文献

[1]颜学雄, 王清贤, 李梅林.SYN Flood攻击原理与预防方法.北京:计算机应用, 2000.

[2]李磊, 赵永祥, 陈常嘉.TCP SYN Flooding原理及其应对策略.北京, 网络与应用, 2003.

TCP/IP系列之网络层IP协议 篇3

摘要：本文介绍了什么是基于TCP/IP协议的网络化智能建筑系统，网络化智能建筑系统的应用比传统的由子系统组成的智能建筑系统有哪些优势，智能建筑的发展方向。

关键词：智能建筑网络TCP/IP协议

1 什么是网络化智能建筑系统

智能建筑及其子系统完成的是信息采集、传递、处理以及反馈的过程。网络化智能建筑系统是一体化的控制网络，将各种传感器连接一个IP地址唯一的微控制单元，利用TCP协议把微控制单元将传感器采集的信号加工成数据包，这些数据包通过信息通信网络传输介质、信息交换设备形成的网络进行传递，最终由中央服务器集中收集、集中处理，生成反馈信号经由TCP/IP网络反馈给微控制单元实现自动、智能的控制过程。

2 传统智能建筑系统有哪些不足

传统的智能建筑是由多个子系统组成的， 各子系统的信息格式、接口、传输介质、信息交换设备以及信息处理方式各不相同，信息分散处理导致系统集成程度低，需要人工监视和控制实现子系统间的联动。

此外，由于建筑不同于其他工业产品，具有生产周期长的特点。智能建筑及建筑群，从设计、施工到竣工验收通常需要两到三年甚至更长的时间，而智能建筑发展日新月异，很多技术投入使用便已过时，部分设备的设计功能不能满足实际需要的情况又时有发生。然而由于缺乏统一的、开放的协议及标准，这些设备通常无法单独更换，这给设计和施工都造成了很多不可避免的困扰。

3 网络化智能建筑系统有哪些优势

网络已经融入了人们的生活，但TCP/IP网络之前未能广泛应用于智能建筑控制领域主要是由于相比传统控制系统，其协议较复杂导致代码占用大量存储容量，同时对处理器的运算能力有较高门槛，常用的8位单片机不能满足其对硬件资源的要求。

而由于嵌入式系统的高速发展，具有32位运算能力的微控制器取得了广泛的应用，随着生产工艺的不断改进，其价格和功耗逐年降低，而性能却在不断提高。让每一个具备唯一IP地址的微控制器成为一个微控制单元，利用微控制器作为TCP/IP网络中的信息收集、传递的中转站，这给TCP/IP网络在控制工程的应用带来了新的契机。

结合TCP/IP协议高度开放的特性，在数据链路层，借助标准化的接口，仅需在建设初期根据建筑结构形式设置IEEE802.3标准的主干网络，利用光纤、双绞线以及无线信号作为传输介质，在建设末期接入带有微控制单元的传感器、控制器，使安装智能化设备就像安装一台网络打印机一样简单。在网络层，通过IP协议对微控制单元进行寻址，对微控制单元处理的信息进行路由。在传输层，控制主机利用TPC协议实现端口寻址、分段重组、流量、差错控制。在应用层，通过各种应用层协议和应用程序最终实现对信息的综合处理，实现各传统子系统间的高度集成和联动。借助高速发展的网络技术，可以利用PC、平板电脑、以及智能手机实现对系统随时随地的控制。进而，如果把数据库的部分数据共享给有权限的远程用户，我们便可以远程利用任何形式的Internet接入设备实现智能建筑的远程管理和监控。

IP Camera即网络摄像机正在市场上获得广泛的应用。IP Camera是将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所拍摄的画面通过RJ-45以太网接口或WIFI WLAN无线接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。此系统利用现有的综合布线网络传输图像，并进行实时监控。系统所需的前端设备少，连线简捷；后端仅需一套软件系统即可。当需要增加监控点，监控主机时，只需要通过现有网络增加一台IP Camera或PC机即可，而不需要对现有布线系统做什么改动。而且，此系统所需设备极其简单，系统的控制全由后端的软件系统实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、视频转网络的主机等。由于图像的传输通过综合布线网络，省去了大量的视频同轴电缆，降低了费用。

运用同样的方法，可以把TCP/IP协议运用在智能建筑的其他子系统当中，这样的网络化智能建筑相比传统智能建筑具有以下优势：

①标准化的协议：TCP/IP协议不依赖于任何特定的硬件或操作系统，提供开放的协议标准，统一的网络地址分配方案，标准化的高层协议，用户只需要考虑应用而不需要重新开发。

②开放且成熟的接口、传输介质、信息交换设备：可以通过双绞线、光纤以及无线信号接入TCP/IP网络，无论采用哪种接入方式，其接入技术都已经非常成熟。使用ARP协议为新接入的设备分配一个唯一的IP地址，该设备即刻便可以投入使用。极大的提高了综合布线的兼容性、经济性、灵活性、开放性和经济性。

③统一的数据格式、数据处理系统：传统智能建筑系统不智能的主要原因便是各子系统间的数据格式不统一，各子系统独立收集、独立处理信息，导致了子系统间缺乏联动，不能实现无人值守的自动控制。而统一了数据格式，并统一处理传感器收集的数据便可以通过软件设计提高智能建筑系统的集成性，实现高级的系统联动。

4 智能建筑系统的发展方向

传统的智能建筑系统都以子系统的形式被人们所熟知，在工程上统称为“弱电”系统，因为它们并不智能。智能建筑在国内的发展无法满足实际需求，系统稳定性差、功能实现率低、智能化水平参差不齐，都是智能建筑屡遭诟病的问题。

近些年，智能一体化设计逐渐在智能建筑行业兴起。简单来说，智能建筑一体化，就是将庞杂的智能控制系统集成在了一起，做到标准统一、施工方统一。这样一来，系统的稳定性、可靠性都将大大增加。

5 结束语

在网络工程的长期发展过程中，TCP/IP逐渐取代其他协议，这与其简单、易用、高效、开放的诸多优势是密不可分的。而将TCP/IP网络通讯协议应用到智能建筑一体化系统当中，不仅不需要重新制定硬件和软件标准，而且可以兼容并包的使用新兴的移动终端及可穿戴设备，借助TCP/IP网络的兼容性保证智能建筑鲜活的生命力。

参考文献：

[1]阎俊爱.智能建筑技术与设计[M].清华大学出版社，2005.

[2]周明天，汪文勇.TCP/IP网络原理与技术[M].清华大学出版社.

[3]王焕新.IP技术在智能建筑中的应用[J].工程设计CAD与智能建筑，2001（6）：23-25.

TCP/IP系列之网络层IP协议 篇4

步骤1、开始——运行——regedit.exe，打开注册表编辑器，删除以下两个键：

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetServicesWinsock

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetServicesWinsock2

步骤2、用记事本打开%winroot%infnettcpip.inf文件，找到：[MS_TCPIP.PrimaryInstall]Characteristics = 0xa0

步骤3、打开本地连接的TCP/IP属性---添加协议——从磁盘——浏览找到刚刚保存的%winroot%infnettcpip.inf文件，然后选择“TCP/IP协议”经过这一步之后，又返回网络连接的窗口，但这个时候，那个“卸载”按钮已经是可用的了，

怎样解决网络无法链接TCP/IP协议变灰色

，

点这个“卸载”按钮来把TCP/IP协议删除，然后重启一次机器。

步骤4、重启后再照着第3步，重新安装一次TCP/IP协议便可。

步骤5、再重启一次，这时应该可以了，可以根据需要，设置一下IP地址。

2、使用命令来设置

在这种情况下，如果需要重新安装 TCP/IP 以使 TCP/IP 堆栈恢复为原始状态。可以使用 NetShell 实用程序重置 TCP/IP 堆栈，使其恢复到初次安装操作系统时的状态。具体操作如下：

步骤1、单击 开始 -->运行，输入 “CMD” 后单击 “确定”;

步骤2、在命令行模式输入命令;Netsh Int Ip Reset C:resetlog.txt

如何重装TCP／IP协议 篇5

有时侯我们遭遇流氓软件或病毒木马，好不容易清除了却无法上网了，估计

是TCP/IP协议被破坏了，这时就可以通过重新安装TCP/IP协议来解决，但是在

“本地连接”属性里面的TCP/IP协议“卸载”选项不可选，该怎么办呢?可通

过以下方法来解决:

1、单击“开始”——“运行”——输入“regedit”，打开注册表编辑器，

删除以下两个键：

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetServicesWinsock

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetServicesWinsock2

如下图所示：

2、用记事本打开%winroot%inf ettcpip.inf文件，找到：

可在地址栏里直接输入上面的路径，即可打开nettcpip.inf文件，并定位到

“MS_TCPIP.PrimaryInstall”：

Characteristics=0xa0<------把此处的0Xa0改为0x80保存退出，

%winroot%表示系统安装目录，一般情况下，这个值是“C:WINDOWS”。

3、打开本地连接的“TCP/IP属性”---“添加协议”——“从磁盘安装”

浏览找到刚刚保存的nettcpip.inf(%winroot%inf ettcpip.inf)文

件：

然后选择“TCP/IP协议”(不可选择那个MicrosoftTCP/IP版本6)：

经过这一步之后，又返回网络连接的窗口，但这个时候，那个“卸载”按钮已经

是可用的了。点这个“卸载”按钮来把TCP/IP协议删除，然后重启一次电脑。

4、重启后再按照第3步，重新安装一次TCP/IP协议即可。

5、安装完成后再重启电脑一次，这时侯就可以了，然后根据实际情况，

TCP/IP系列之网络层IP协议 篇6

局域网常用的三种通信协议分别是TCP/IP协议、NetBEUI协议和IPX/SPX协议。 TCP/IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个，作为互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的*作都离不开TCP/IP协议。不过TCP/IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，单机上网还好，而通过局域网访问互联网的话，就要详细设置IP地址，网关，子网掩码，DNS服务器等参数。

TCP/IP尽管是目前最流行的网络协议，但TCP/IP协议在局域网中的通信效率并不高，使用它在浏览“网上邻居”中的计算机时，经常会出现不能正常浏览的现象，

此时安装NetBEUI协议就会解决这个问题。NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ，或NetBios增强用户接口。它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多*作系统采用，例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI协议在许多情形下很有用，是WINDOWS98之前的*作系统的缺省协议。总之NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外，局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。

TCP/IP系列之网络层IP协议 篇7

互联网己经成为社会最重要基础应用之一, 它是消息的主要使用方法, 经过互联网将嵌入式系统信息进行共享, 实现对整理通信系统的访问、 控制及管理。 而完成这些过程的要求是系统必须提前接入到互联网中, 因此, 嵌入式系统及网络互联技术的关键即是利用系统的控制软件来实现互联网TCP/IP协议。 外国不少科研部门认为, 互联网和TCP/IP协议最后会是现场通信为主旨, 如果嵌入式能够接入互联网中, 则可以便利、 廉价地将消息传送到世界上的任何地方。

本片课题将对TCP/IP协议进行简化、 改写, 提供满足了以太网通信需求, 而且适宜嵌入式TCP/IP的利用, 并且通过以太网接口模块将嵌入式设备与计算机建立连接, 这样传输双方就能够完成数据的可靠性传输: 系统的数据信息、 相关配置信息等通过采集后利用控制器和远程计算机进行通信。

经计算机处理后, 可通过组态软件观察设备的工作状态, 从而实现远距离监测; 若设备不是正常运转, 主控计算机能够监测到非正常情况进行实时处理, 这样做有效地解决了控制系统处理能力较弱、 资源利用较少, 复杂的控制策略运算难以完成的难题[2]。

2系统架构

以太网通信模块以单片机作为控制核心, 利用单片机上的软件编程来实现TCP/IP协议, 能够有限减小系统功能对系统硬件的依赖性, 这为之后的系统扩展提供了方便性。 在设计中, 由于单片机处理速度有限, 而TCP/IP协议处理运算较为繁杂, 所以必须注重软件TCP/IP协议的代码功效。 此方案优点为:

(1) 无需经过网关代理, 总体价格较低;

(2) 产品系自己搭建, 有利于产品的维护和二次开发。

本系统采用AT89S52为出发点, 设计了基于TCP/IP协议的网络通信系统。

硬件平台主要由AT89S52单片机、 实时时钟模块、 拨码开关、 E2PROM、 扩展模块、 网络接口模块组成。 系统总体设计框图如图1所示。

3系统硬件

3.1网络接口模块

网络接口模块采用RTL8019AS芯片, 该芯片具有全双工通信, 同时通过双绞线联接网卡和以太网交换机, 可同时对数据进行接收、 发送操作。 该芯片可以减少操作, 如对网卡适配器资源配置进行管理等; 此外, 该芯片支持免跳线、 跳线2种跳线形式[1]。

RTL8019AS和RTL8019这两者的驱动软件可以相互兼容; 对于Ethernet II网络标准和IEEE802.3网络标准都支持; 对于UTP、 BNC等通信介质都支持, 对于10Base2、 10Base5、 l OBase T等物理层的接口标准也都支持, 提高了系统的接入灵活性; 在进行设计时, 可以利用跳线将选择工作模式, 系统通电后, 从Flash存储器中进行数据的读取; 在设计上不用在单片机硬件设计中加入LED指示灯。

3.2实时时钟模块

本系统使用DS12887实时时钟芯片, 该芯片能够与MC146818B及DS1287芯片相互兼容; 其内部设有石英振荡器, 整个系统电路不需要外部振荡电路, 可以为系统实时地提供时钟基准; 改系统内部时钟包括7个时间量, 时钟格式可以进行BCD码和二进制码的配置, 系统分别设有24、 12小时时间制[1]。

4系统软件

4.1 RTL8019AS初始化

初始化包含了对元器件的复位及对内部寄存器也能进行初始化。 如果想达到正常运转。 这项工作需要通过单片机来实现, 流程中需要做到的有:

(1) 设置数据传输 ;

(2) 开中断寄存器 ;

(3) 硬件高速缓存相关的页面地址寄存器的设置 ;

(4) 复杂的硬件地址寄存器 ;

(5) 开放网络设备发送指令到指令寄存器。

4.2 RTL8019AS的数据接收处理

接收帧时是经过了DMA通道将一些数据接收缓冲环中。 当无错误接收时, 中断状态寄存器位置0。 再经过远程DMA通道由嵌入式微处理器将接收缓冲环的数据帧由数据总线读入存储单元以供程序应用。 当远程DMA读操作完成后, RTL8019AS将中断状态寄存器位置0, 通过这个可判断远程DMA读操作是否结束。 数据接收处理的流程如图3所示。

5结语

本系统在基于单片机进行设计的基础上, 对TCP/IP协议栈进行了精简设计。 所设计的协议栈能够满足要求, 通信实时性好、 可靠性高; 兼容性强, 通过系统设计能够和组态系统相联接, 利于监控软件的设计和开发。 设计中对传统标准的TCP/IP协议进行精简并实现了一个比较简练并合适于本系统的TCP/IP协议栈, 同时对整个系统进行了检验测试, 通过测试结果达到了要求。 但是在实际的应用环境中, 由于各种客观因素的干扰, 丢包率会上升。 另外系统还不是很完善, 例如TCP协议的功能还没有完备的实现。 同时由于条件限制, 目前仅仅在实验室环境下进行了比较完整的测试。 因此, 要真正实现产品化, 还要在目前工作的基础上进一步地完善。

摘要：讲解了嵌入式TCP/IP科技在以太网中的应用,综述了国内外以太网技术和嵌入式TCP/IP技术的开展历程及现实应用。在AT89S52单片机上完成了精简的TCP/IP协议栈,设计了一个基于TCP/IP协议的网络通信系统,利用TCP/IP协议实现对数据进行封装、打包,并实现传输,同时实现数据采集与监测过程的自动化。

关键词：单片机,控制系统,TCP/IP协议

参考文献

[1]李广威.基于TCP/IP协议栈的工业以太网控制器的研究与设计.武汉理工大学硕士论文,2013.

[2]吕京建,肖海桥.面向21实际的嵌入式系统.半导体技术,2001,26.

[3]吴晓蓉,汪栋,涂时亮.互联网技术在嵌入式系统中的实现.计算机工程,2001,27(4).