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基于ARM920T和Linux的SOHO路由器設計

作者: 時間:2014-12-30 來源:網(wǎng)絡 收藏

  0 引言

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/267506.htm

  隨著通信技術、網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展,大量網(wǎng)絡設備接入網(wǎng)絡,互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量正以幾何級數(shù)增長。研究表明,IPv4 地址空間將在2011 年前耗盡,因此IPv4 地址資源非常緊缺。 路由器利用私有網(wǎng)絡IP 地址有效地緩解目前 IP 地址短缺的危機,為公司、家庭等小型局域網(wǎng)提供高效、廉價的共享上網(wǎng)方案。當前 路由器設計,采用

  7TDMI+μClinux 設計架構,7 內核微處理器工作頻率為50M 左右,而以太網(wǎng)控制芯片工作頻率一般為100M,處理器速度難以滿足高速接入網(wǎng)用戶要求;μClinux 操作系統(tǒng),不具有內存保護機制,任何程序都有可能導致內核崩潰,系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。本文采用920T 內核微處理器,工作頻率200M,足以滿足高速接入網(wǎng)用戶要求,它具有先進的MMU 體系結構,支持WinCE、EPOC32、 操作系統(tǒng)。 操作系統(tǒng),具有內存保護機制和強大的網(wǎng)絡控制功能,能防止惡意程序對系統(tǒng)的破壞并實現(xiàn)*濾防火墻,有效地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

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  1 路由器原理

  路由器有位于網(wǎng)絡中心的核心路由器、連接企業(yè)級網(wǎng)絡的企業(yè)路由器以及把家庭或小單位用戶接入網(wǎng)絡的 SOHO 路由器。SOHO 路由器能夠實現(xiàn)自動配置和基本數(shù)據(jù)包路由、過濾功能。從嚴格意義上來講,SOHO 路由器并不能完全稱之為路由器,它只實現(xiàn)部分傳統(tǒng)路由器的功能。SOHO 路由器采用NAT(Network Address TranslaTIon)轉換技術,把局域網(wǎng)內部私用有IP 地址轉換成一個合法的公網(wǎng)IP 地址,使私有網(wǎng)絡中多臺主機共享一個合法的 IP 地址訪問因特網(wǎng)。

  本文利用 內核支持IP Masquerade(IP 偽裝)技術實現(xiàn)NAT 轉換,實現(xiàn)多臺主機共享訪問因特網(wǎng)。IP Masquerade 工作原理:客戶機將實現(xiàn)IP Masquerade 的Linux 機器設置為缺省網(wǎng)關,當IP Masquerade 的Linux 機器收到客戶機的數(shù)據(jù)包時,對其進行改寫,將源地址替換為自己的IP 地址,將源端口號換成一個新的端口號,并且對該過程進行記錄;當接收到響應數(shù)據(jù)包時,如果其端口號正是先前所指定的端口號則再對該數(shù)據(jù)包進行改寫,將其目的IP 地址及目的端口號替換為原來記錄的客戶機IP 地址和端口號,然后再發(fā)送給客戶機。

  2 系統(tǒng)硬件設計

  系統(tǒng)以 S3C2410X 微處理器為核心,外擴存儲器、以太網(wǎng)控制器、交換控制器、配以必要的調試接口、電源電路和時鐘發(fā)生電路構成,硬件結構框圖如圖1 所示。



  (1) 微處理器與存儲系統(tǒng)

  S3C2410X 是SAMSUNG 公司開發(fā)的一款低價、低功耗、高性能應用于PDA、Internet設備的微處理器,工作頻率200M,能滿足高速處理要求。系統(tǒng)擴展了1 片64MB NANDF1ash 芯片和2片SDRAM 芯片,NAND F1ash 芯片中存儲Bootloader 引導程序和Linux 內核,系統(tǒng)上電復位后從中執(zhí)行初始化代碼。

  (2) 以太網(wǎng)控制芯片

  DM9000 是一款高性價比以太網(wǎng)控制芯片,具有通用處理接口以太網(wǎng)MAC 控制器,能與10Base-T 的UTP3/4/5 和100Base-T 的UTP5 接口連接,滿足高速接入網(wǎng)要求,也支持通過MII 接口與其它MII 接口的收發(fā)器互聯(lián)。

  (3) 交換控制芯片

  RTL8305S 是臺灣瑞昱公司最新設計的5 端口10/100Mbps 高速以太網(wǎng)絡交換控制芯片,五個端口分成三個組(X 組,Y 組,第五端口),可通過相關引腳靈活配置;集成了5個MAC(媒體存取控制器)、5 個實體層收發(fā)器、1M SRAM 和1K MAC 地址記憶區(qū),有效地減少查表時間和轉儲時間,適用于高速局域網(wǎng)交換器;每一個端口均可支持100Mbps的100BASE-TX 高速以太網(wǎng)傳輸或10Mbps 的10BASE-T 的以太網(wǎng)傳輸。

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關鍵詞: ARM Linux SOHO

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