【正文】 及驅(qū)動，由 RTL8019AS 來實現(xiàn)，所以下面討論網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層協(xié)議棧的實現(xiàn)。在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報文中，各個層次的協(xié)議棧都會添加自己的首部和尾部數(shù)據(jù)。如 圖 12 所示。圖 12 各協(xié)議棧對 HTTP 數(shù)據(jù)報文的貢獻 網(wǎng)絡層IP 是 TCP/IP 協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。Inter 所有的數(shù)據(jù)都以 IP 數(shù)據(jù)報格式傳輸。IP 協(xié)議最大的特點是提供不可靠的和無連接的數(shù)據(jù)包傳送服務。IP 數(shù)據(jù)包的格式如 圖 13 所示。圖 13 IP 數(shù)據(jù)包的格式17 / 25 傳輸層傳輸層中包括 TCP（傳輸控制協(xié)議） 、UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）等。用 TCP 協(xié)議傳輸?shù)乃^數(shù)據(jù)實際指的是數(shù)據(jù)流中的段，而用 UDP 協(xié)議傳輸?shù)乃^數(shù)據(jù)指的是數(shù)據(jù)包。IP 所提供的是非可靠的、無連接能力的、向指定主機地址的包傳送的協(xié)議。TCP 和 UDP 都屬于 IP 上層的傳輸層協(xié)議。二者都使用端口號作為送往主機的解碼地址。端口號由各個具體應用所確定，同時使用多個端口號能完成“一機多網(wǎng)”的操作。每個 UDP 數(shù)據(jù)包和 TCP 數(shù)據(jù)段中都含源端口號和目的端口號。為接收遠端的輸入而等待著執(zhí)行接入操作的主機是所謂的服務器，發(fā)起接入請求的主機就是所謂的客戶機。服務器為最常服務的應用如 FTP（文件傳輸協(xié)議） 、Email 和 HTTP，分配了知名的端口號并對其進行持續(xù)地監(jiān)聽。作為傳輸源的客戶機通常選擇隨機的端口號，并向已分配了知名端口號的服務器發(fā)出接入請求?？蛻魬盟〉亩丝谔枒笥?1024，因 1024 以下的端口號是為知名應用而預留的。(1) TCP 協(xié)議TCP 提供一種面向連接的、可靠的字節(jié)流傳送服務。TCP 數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)如圖 14 所示。圖 14 TCP 數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)(2) UDP 協(xié)議UDP 被認為是一個應用程序和 IP 間的接口，因為應用程序從不直接使用IP。 UDP 層很小，包含 8 個字節(jié)的頭。但需要應用層來負責錯誤恢復，重傳等等。圖 15 UDP 作為應用程序到 IP 之間的接口UDP 不夠可靠，當數(shù)據(jù)包到達目標時沒有確認。它不處理以混亂順序到來的報文，也不提供反饋來控制主機間的信息流。因此 UDP 消息會丟失、重復或順序混亂。這意味著使用 UDP 的程序應該讓傳輸可靠。UDP 主要用在傳輸視頻和音頻。18 / 25 應用層HTTP 是 WWW 上的協(xié)議。當用戶要瀏覽服務器上的一個網(wǎng)頁時，一個HTTP 請求就會從用戶的瀏覽器發(fā)到 HTTP 服務器。服務器響應這個請求，把指定的網(wǎng)頁傳送回來，用戶才看到了網(wǎng)頁。下面是一個典型的客戶端向服務器發(fā)送請求的例子：GET Destination_IP/ /GET 代表客戶端的請求命令，而服務器也受理這個命令；Destination_IP 代表遠程主機的 IP 地址； 是客戶端請求的資源；/ 是 HTTP 協(xié)議的版本。 以太網(wǎng)網(wǎng)卡的工作原理RTL8019AS 是 RealTek 公司生產(chǎn)的一種全雙工以太網(wǎng)控制器，由于其優(yōu)良的性能、低廉的價格，使其在市場上 10MbpsISA 總線網(wǎng)卡中占有相當?shù)谋壤?主要性能1. 適應于 Ether II 、 、10Base10Base2 、10BaseT ；2. 與 NE2022 兼容，支持 8 位、16 位數(shù)據(jù)總線；3. 全雙工，收發(fā)可同時達到 10Mbps 的速率，具有睡眠模式，以降低功耗；4. 內(nèi)置 16KB 的 SRAM，用于收發(fā)緩沖，降低對主處理器的速度要求；5. 可連接同軸電纜和雙絞線，并可自動檢測所連接的介質(zhì)； 6. 100 腳的 TQFP 封裝，縮小 PCB 尺寸。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)按數(shù)據(jù)鏈路的不同，可以將 RTL8019AS 內(nèi)部劃分為遠程 DMA（remote DMA）通道和本地 DMA（local DMA）通道兩個部分。本地 DMA 完成控制器與網(wǎng)線的數(shù)據(jù)交換，主處理器收發(fā)數(shù)據(jù)只需對遠程 DMA 操作。當主處理器要向網(wǎng)上發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將一幀數(shù)據(jù)通過遠程 DMA 通道送到 RTL8019AS 中的發(fā)送緩存區(qū)，然后發(fā)出傳送命令。RTL8019AS 在完成了上一幀的發(fā)送后，再完成此幀的發(fā)送。RTL8019AS 接收到的數(shù)據(jù)通過 MAC 比較、CRC 校驗后，由 FIFO 存到接收緩沖區(qū)，收滿一幀后，以中斷或寄存器標志的方式通知主處理器。原理框圖如 圖 16 所示。 19 / 25圖 16 RTL8019AS 原理框圖在 圖 16 中，接收邏輯在接收時鐘的控制下，將串行數(shù)據(jù)拼成字節(jié)送到FIFO 和 CRC；發(fā)送邏輯將 FIFO 送來的字節(jié)在發(fā)送時鐘的控制下逐步按位移出，并送到 CRC；CRC 邏輯在接收時對輸入的數(shù)據(jù)進行 CRC 校驗，將結(jié)果與幀尾的 CRC 比較，如不同，該幀數(shù)據(jù)將被拒收，在發(fā)送時 CRC 對幀數(shù)據(jù)產(chǎn)生CRC，并附加在數(shù)據(jù)尾傳送；地址識別邏輯對接收幀的目的地址與預先設置的本地物理地址進行比較，如不同且不滿足廣播地址的設置要求，該幀數(shù)據(jù)將被拒收；FIFO 邏輯對收發(fā)的數(shù)據(jù)作 16 個字節(jié)的緩沖，以減少對本地 DMA 請求的頻率。20 / 25五、功能展示“以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)終端”和“智能燈光控制器”可以形成一個小系統(tǒng)，如下圖所示。每個“智能燈光控制器”擁有一個獨立的 Node ID 地址， “以太網(wǎng)網(wǎng)絡終端”除了擁有在總線上的 Node ID 之外，還需要分配一個以太網(wǎng)上的 IP 地址。圖 17 簡單的控制網(wǎng)絡框圖可以實現(xiàn)的功能如下：1. 可以通過 ECHome Pro 軟件，定義智能燈光控制器的場景和按鍵功能。家庭總線 ESBus以太網(wǎng) 智能燈光控制器(00 3A)智能燈光控制器(00 4C)以太網(wǎng)網(wǎng)絡終端220V AC計算機21 / 25圖 18 ECHome Pro 配置軟件界面2. 經(jīng)過配置后，智能燈光控制器可以對總線上的各盞燈光進行直接控制；還可以通過輕觸場景按鍵，使得總線上的多盞燈光進入預設場景模式。3. 以太網(wǎng)網(wǎng)絡終端相當于一個嵌入式的 WWW 服務器，在普通計算機的瀏覽器上，可以訪問該以太網(wǎng)網(wǎng)絡終端，實現(xiàn)對燈光亮度的遠程控制和查詢。圖 19 訪問 ESWeb 時看到的首頁22 / 25圖 20 訪問 ESWeb 時看到的設備控制頁面六、參考文獻【1】COMER DOUGLAS E. 《用 TCP/IP 進行網(wǎng)際互連——TCP/IP 詳解，卷 1：協(xié)議》林瑤等譯 北京：電子工業(yè)出版社【2】許華杰, 明健 基于 SX 單片機實現(xiàn) WebServer 和網(wǎng)絡協(xié)議?！　秵纹瑱C與嵌入式系統(tǒng)應用》【3】萬靜華,丁亞軍 以太網(wǎng)控制器的嵌入式設備網(wǎng)絡互連 《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》【4】MC68HC908SR12 datasheet. 【5】RTL8019AS datasheet. 【6】RFC791 IP (Interwork Protocol) 【7】RFC792 ICMP (Interwork Control Message Protocol) 【8】RFC826 ARP (Address Resolution Protocol。 for IP over Ether) 【9】RFC786 UDP (User Datagram Protocol) 【10】RFC1025 TCP/IP BakeOff (testing of TCP/IP implementations) 23 / 25【11】RFC1122 Requirements for Inter hosts (1) 【12】RFC1123 Requirements for Inter hosts (2) 【13】RFC1700 Assigned Numbers 【14】TinyTCP: 七、致謝首先要感謝我的導師邵貝貝教授一直以來給予的關(guān)心和支持。還要感謝實驗室里薛濤、龔光華、蔣俊峰、馬偉等同學的大力相助，使我的設計能夠如期完成。