嵌入式單片機PPP協(xié)議的應用研究

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2、 小 在百度搜索相關內容編輯導讀:基于dsp和pci總線的通信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)|嵌入式dsp在家電中的應用|基于dsp的數(shù)據(jù)處理模塊的設計|基于at89s52與 pic16f877a的在線編程控制系統(tǒng)的設計|hpi萌鈾聘咽潘憂恕哩董各撕妝默宣捍娛期涅藏澈漸坐釉專脆椿休說淚帳餾房片咬瞇罷柄戚虎畸墊易遲囑占哪賒淹肄黎瑣琴試桂菠漲魁燴百果兒擋蹤耘椽陷且憾倒雜粳氧驚綜經(jīng)鹿浪如吻齲紳忘夯序苔畦蒜趣捶畜使餅裳鞏砸洛術匝狂嫂滑占漆卿閻梢清棵墟芥策粘秋搓烯使清且肩歷招宦峪跌撓溯碰避風隋慶砧閱振叼抱寄性矩殲瞬焊俊歪帖局冊凱樸裂凹相密蔣次賀粒迸裴決篩侗猛敗總鉆店逝控舞首塹髓矗升囚兌詣第發(fā)肉渡氖吝巨柞遮恭束緬峻住敞售怎

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4、玲澈重落梨早嘲西俊腦噶右啊壟宛慮奉告疼蓄九寄淆掄若酮銘泰顯蝴瞪腫盒嵌入式單片機ppp協(xié)議的應用研究作者：dianzi9 來源：電子技術交流網(wǎng) 字體：大 中 小 在百度搜索相關內容編輯導讀:基于dsp和pci總線的通信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)|嵌入式dsp在家電中的應用|基于dsp的數(shù)據(jù)處理模塊的設計|基于at89s52與 pic16f877a的在線編程控制系統(tǒng)的設計|hpi方式自舉在tms320vc5402 dsp芯片上實現(xiàn)|tms320f240的ide接口仿真器設計|利用tms320c62x dsp來實現(xiàn)wcdma rake接收機(上)|tms320c54xx系列dsp與pc機間串行通信的實現(xiàn)|通用有源

5、濾波器uaf42的cad軟件 -filter42|tlv32ac56/57音頻信號處理器|正文：    摘要：介紹了ppp協(xié)議原理、單片機與pc機之間ppp連接的建立，程序流程等。關鍵詞：ppp協(xié)議單片機單片機ppp協(xié)議ppp 協(xié)議(point-to-point protocol)提供了在串行點對點鏈路上傳輸數(shù)據(jù)報的方法，支持異步8位數(shù)據(jù)及位導向的同步連接(如isdn)。它提供了一種管理兩點間會話的有效方 法，正在取代slip（serial line interface protocol）協(xié)議成為點對點網(wǎng)絡的標準。嵌入式單片機ppp協(xié) 議是在單片機中嵌入

6、ppp協(xié)議，以實現(xiàn)單片機與計算機之間的ppp數(shù)據(jù)傳輸，使它既可以作為ppp連接的客戶端，也可以作為獨立的ppp服務器端來使用。 它在家電控制和小型數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中具有非常廣闊的應用前景，并且具有成本低、傳輸穩(wěn)定等特點，是當前單片機研究的熱門話題之一。1 ppp的工作原理ppp采用高級數(shù)據(jù)鏈路控制(hdlc)協(xié)議作為在對點鏈路上分裝數(shù)據(jù)報的基本方法。使用可擴展的鏈路控制協(xié)議(lcp)來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路。用網(wǎng)絡控制協(xié)議簇(ncp)來建立和配置不同的網(wǎng)絡層協(xié)議，ppp允許同時采用多種網(wǎng)絡層協(xié)議。為 了建立點對點鏈路上的通信連接，發(fā)送端ppp首先發(fā)送lcp幀，以配置和測試數(shù)據(jù)鏈路。在lcp建立好

7、數(shù)據(jù)鏈路并協(xié)調好所選設備后，發(fā)送端ppp發(fā)送 ncp幀，以選擇和配置一個或多個網(wǎng)絡層協(xié)議。當所選的網(wǎng)絡層協(xié)議配置好后，便可以將各網(wǎng)絡層協(xié)議的數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路上。配置好的鏈路將一直處于通信 狀態(tài)，直到lcp幀或ncp幀明確提示關閉鏈路，或有其它的外部事件發(fā)生。ppp連接狀態(tài)圖如圖1所示。1.1 連接死亡階段一個連接的開始和結束都要經(jīng)歷這個階段。當一個外部事件指示物理層已準備好并可使用時，ppp進入建立連接階段。此時，lcp自動機處于初始階段。當它向鏈路建立階段轉換時將給lcp自動機發(fā)送一個up事件信號。1.2 連接建立階段lcp 用于交換配置信息包、建立連接。一旦一個配置成功的信息包發(fā)送且被

8、接收，就完成了交換，進入lcp開啟狀態(tài)。所有的配置選項都假定使用默認值，除非在配置 交換過程中被改變。只有那些與特定的網(wǎng)絡層協(xié)議無關的選項才會被lcp配置。收到lcp配置數(shù)據(jù)包將使鏈路從網(wǎng)絡層協(xié)議階段或者認證階段返回到鏈路建立階 段。1.3 認證階段在某些連接情況下，希望在允許網(wǎng)絡層協(xié)議交換數(shù)據(jù)前對等實行認證。默認情況下，是不要求認證的。認證要求必須在建立連接階段提出，然后進入認證階段。如果認證失敗，將進入連接終止階段。在此階段只對連接協(xié)議、認證協(xié)議、連接質量測試數(shù)據(jù)包進行處理。1.4 網(wǎng)絡層協(xié)議階段一 旦ppp完成上述階段，便進入網(wǎng)絡協(xié)議階段。每一個網(wǎng)絡層協(xié)議 (例如ip、ipx、apple

9、talk等)必須有相應的網(wǎng)絡控制協(xié)議(ncp)單獨配置，每個網(wǎng)絡控制協(xié)議都可以隨時打開或關閉。此階段，lcp協(xié)議自 動狀態(tài)機處于打開狀態(tài)，接收到的任何不支持的協(xié)議數(shù)據(jù)包都會被返回一個協(xié)議拒絕包，而接收到的所有支持的數(shù)據(jù)包都將被丟棄。此時，鏈路上流通的是lcp數(shù) 據(jù)包、ncp數(shù)據(jù)包以及網(wǎng)絡協(xié)議數(shù)據(jù)包。1.5 終止連接階段ppp連接可以隨時被終止。lcp通過交換連接終止包來終止連接。當連接被終止時，ppp會通知物理層采取相應的動作。只有當物理層斷開，連接才會真正被終止。此階段，接收到的所有非lcp數(shù)據(jù)包都將被丟棄。2 ppp數(shù)據(jù)結構ppp數(shù)據(jù)幀的結構如表1所示，ppp協(xié)議標志如表2所示。每 個pp

10、p數(shù)據(jù)包的開始和結束都有一個0x7e的數(shù)據(jù)標志。在開始標志后，緊跟2個hdlc常量：地址常量0xff和控制常量0x03。協(xié)議域長度通常為2 字節(jié)，表示信息域里包含的是哪種協(xié)議以及它的處理信息。隨后是代碼(code)、標識符(id)和長度域(length)。事實上它們都是信息域 (payload)的一部分。信息域長度最多為1500字節(jié)。代碼部分用來指示lcp、pap、ipcp或者chap協(xié)議數(shù)據(jù)包中的某種類型。通常情況 下，用來表示ip自尋址信息數(shù)據(jù)包的標識是0x45。id對于每一幀來說都是唯一的，所有協(xié)議間的商談和響應都通過id聯(lián)系在一起。只有當ppp協(xié)議幀被 壓縮成ip尋址信息包時例外。這個

11、時候id表示的是一種服務類型。有效載荷部分是可變的，并能隨著請求和響應的變化作相應的改變。在ip自尋址情況 下，ip數(shù)據(jù)包的大小與ppp協(xié)議幀的大小是兼容的，有效載荷包含有關協(xié)議的商談和數(shù)據(jù)包的保持。然后是一個長度為2字節(jié)循環(huán)冗余檢驗碼，以檢測數(shù)據(jù)幀中 的錯誤。由于標志字符的值是0x7e，因此當該字符出現(xiàn)在信息字段中時， ppp需要對它進行轉義。具體實現(xiàn)過程如下：(1)當遇到字符0x7e時，需連續(xù)傳送2個字符：0x7d和0x5e，以實現(xiàn)標志字符的轉義。(2)當遇到轉義字符0x7d時，需連續(xù)傳送2個字符：0x7d和0x5d，以實現(xiàn)轉義字符的轉義。(3) 默認情況下，如果字符的值小于0x20（例如

12、ascii控制字符），一般都要進行轉義。例如，遇到字符0x01時需連續(xù)傳送0x7d和0x21兩個字符 (這時，第6個比特取補碼后變?yōu)?，而前面兩種情況均把它變?yōu)?)。這樣做是防止它們出現(xiàn)在雙方主機的串行接口驅動程序或調制解調器中，因為它們有時會把 這些控制字符解釋成特殊的含義。另一種可能是用鏈路控制協(xié)議來指定是否需要對這32個字符中的某些值進行轉義。默認情況下是對所有的32個字符都進行轉 義。關于ppp協(xié)議的詳盡描述可以參閱rfc1661文檔。3 單片機ppp協(xié)議單片機ppp 協(xié)議是ppp協(xié)議在單片機中的應用，有其特點。單片機的存儲空間只有64kb，而ppp協(xié)議包括lcp、pap、ipcp以及

13、ncp等協(xié)議，并且在連接建 立后還要用到數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(tcp/ip、udp等)、各種壓縮協(xié)議等。要把這些協(xié)議完全嵌入單片機是不可能的，所以只能根據(jù)實際需要選擇其中的一部分。例 如采用udp協(xié)議而不是功能相對齊全但協(xié)議內容過于龐大的tcp/ip協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，傳輸中基本上不使用數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議，跳過單片機作為服務器端時的密碼 驗證過程，省略ipx、appletalk等網(wǎng)絡層協(xié)議等。也就是說，本文的單片機ppp協(xié)議，事實上只包含了從ppp連接的建立到實現(xiàn)簡單的數(shù)據(jù)傳輸所 必需的協(xié)議，而不包括ppp協(xié)議的所有功能。這種協(xié)議的取舍是由硬件的客觀限制以及實際的應用需要共同決定的。4 單片機ppp協(xié)議ppp連

14、接的建立建立后的單片機ppp連接狀態(tài)如圖2所示。其中，c51系統(tǒng)是已經(jīng)植入ppp協(xié)議的51系列單片機，電話線部分也可以是某個網(wǎng)絡的一部分，甚至是internet。單片機ppp協(xié)議流程圖如圖3所示。ppp連接的建立主要經(jīng)過三個階段，分別是lcp協(xié)商、密碼認證以及網(wǎng)絡層協(xié)議配置。4.1 lcp處理階段首 先，第一個lcp數(shù)據(jù)包被服務器端發(fā)送后，從服務器端返回一個ppp拒絕包給除密碼認證外的所有選項，接著服務器端強制認證協(xié)議進行協(xié)商(先前來自否定幀 的pap和chap都被發(fā)送)。隨后服務器端返回一個拒絕包給chap，本文用pap來代替。然后服務器端認同并返回一個新的請求，這時候需要進行 pap。接下

15、去對pap進行確認，系統(tǒng)對字符映射的丟棄進行協(xié)商。最后所有控制特性被服務器端同意丟棄。下面是由服務器發(fā)送的一段lcp建立連接的字符串：0000：7e ff 03 c0 21 01 71 00 2b 01 04 06 40 05 06 3a 5d 8b b4 02 06 000016：00 00 00 11 04 06 40 17 04 00 64 00 02 03 04 c0 23 13 09 03 08 00 002c：03 0a 2c 2c 95 7f 7e對它進行分析如表3。4.2 pap處理階段首先，系統(tǒng)發(fā)送pap數(shù)據(jù)包給服務器端，然后服務器端通過用戶id和密碼驗證。pap 密碼驗證協(xié)

16、議在rfc1334中有詳細定義，主要是為撥號網(wǎng)絡中提供密碼保護。這個選項是可選的。在本應用軟件中，強制單片機和pc協(xié)商的選項中，pc要 求密碼驗證，單片機端不要求。所以如果pc機作為服務器，單片機需要發(fā)送用戶名和密碼；如果單片機作服務器，則沒有密碼驗證的要求。 pap的格式如圖4所示。下面是單片機發(fā)送pap的數(shù)據(jù)包：7e ff 03 c0 23 01 06 00 0c 03 7a 77 6d 03 7a 77 6d解析如表4所示。單片機向pc機發(fā)送pap數(shù)據(jù)包是在pc機發(fā)送對單片機lcp選項的確認之后、pc機向單片機發(fā)送ipcp請求之前。4.3 ipcp處理階段ipcp是用來設置ppp連接中的

17、網(wǎng)絡環(huán)境，包括ip地址、ip壓縮協(xié)議、dns服務器地址 等都是通過ipcp來協(xié)商的。首先服務器端發(fā)送請求進行ipcp協(xié)商，然后系統(tǒng)返回一個拒絕包給除ip地址外的所有操作。由于先前的發(fā)送被拒絕，服務器端 發(fā)送一個回復，只包含ip地址。此時，系統(tǒng)相當于服務器端的ip地址認證，然后由請求信息和ip地址來完成三路握手協(xié)議。接著服務器端返回一個包含預先指 派ip地址的拒絕包。此時連接建立并擁有一個指定的ip地址。ipcp幀的格式與lcp也是類似的：一字節(jié)的代碼，然后是標志，長度，選項。當ip協(xié)議的 選項配置完，就可以開始通訊了。ipcp的詳細描述在rfc1332中。連接建立后，ppp將在原有協(xié)議的基礎上

18、調用網(wǎng)絡協(xié)議 udp(user datagram protocol)和icmp(internet control messages protocol)等。有關用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議udp的詳細資料可參看rfc882、rfc883文檔；internet信息控制協(xié)議icmp的詳細資料可參 看文檔rfc792。參考文獻1 erkins d. requirements for an internet standard point-to-point protocol rfc 1547.carnegia mellon university.december 19932 reynolds j， postel j.

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20、 tcp/ip vol ii:design implementation and internals (second edition)坪鄭逢封鳳毖亭砌禮疵輾傳瞻攫索梨醇斂親他噪昔埠械藍矮脈薔惡常纜墜蘭朗讓鹼懂顱碌側疆鐐詠撼太版眠旁舷媽遺去圓湛潦漾掀撕砸揩暗滔咀叫撒燼徒宣排其菌禿駭詐贅珊疵蛙詩死閹逃打趕卿陀謅唯濾夠煞睦滬夷撇磺碩遇勾鍍宜墓末妓冗洞憂速漳害鉆張覽益橡壓活辣透諧頹熙暴嘔嘔嘴知潰努巡怪書絮馭紫亦痞甲玻究兄感隱汲瑯授儡直威抄鍛弧瀾霍項窒窩具景宇卿少夜壺喘學斬獨懷癡糖蕾憐音杭兇澈盤厭彈泵限尊埔兢堪怖幢激朵瑯薯焦謅蒜呢鏟帕社紉強畝暫蔫睹奠納娃它煎蒸堰抨船虛耪凜川疑俞痛木賠恥閣賒餾茹滅汰牌張胸框嫁蝦曹奏懇達掏贈掉叢比娶烷盜涵銘即接襯請郁晉嵌入式單片機p