计算机论文 ：嵌入式精简 TCP/IPV6 协议栈的设计与实现[1]

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摘 要：本文通过对常用 IPV6 技术的研究和分析，针对嵌入设备处理速度慢，存储容量小
等特点，对常用 TCP/IPV6 协议栈进行了裁减和简化，裁减掉一些不常用但不影响基本通信 功能的协议模块,同时对要保留下来要实现的各个协议进行简化,只实现其基本功能。设计完 成实现后的协议栈，具有代码量少，运行效率高和良好的可移植性等特点，适合于各种嵌入 式设备，是一种解决嵌入式设备接入 IPV6 网络的可行方案。

关键词：IPV6；嵌入式操作系统；邻居发现；ICMPV6；地址解释

Abstract
Via the research and analyse for the IPV6 technique in this article.In allusion to the MCU on embeded system is not fast,and the storage capability is low,we cut down the common IPV6 stack. In this design we cut down some unusuary used but not affect basic communication protcols.Besides, for the saved protocols we only realize it’s basic function.After the achievment we find that this stack little-codes, efficiency-runing and have good grafted ability. So it fit for embeded system devices, and be
considered as a feasible scheme for embedded system connecting to IPV6 network.

Keywords: PV6; Embedded Operating System; Neighbor Discovery; ICMPV6; Address Resolution.

1. 引言

嵌入式Internet技术是指把Internet技术 应用于嵌入式设备, 实现嵌入式设备的信息 交互,是嵌入式技术与Internet技术的结合， 具有非常广大的市场前景。目前不少厂商都 在进行这方面研究, 并推出了不少嵌入式 Internet解决方案,比较常用的成熟的解决方 案有,瑞士计算机科学院Adam Dunkels写的 ulP和 LWIP,它们以IPV4技术为基础，以精 简为指导思想,把复杂的TCP/IP技术引入嵌 入式设备，满足嵌入式设备接入网络的需 求。而作为IPV4改良版本的IPV6，是对IPV4 的升级和改进，是下一代网络的核心，如何 以IPV6技术为基础，设计一款和嵌入设备结 合的具 有 代码量 少 ，功能 简 单的精简 TCP/IPV6协议栈是一件非常现实意义的挑 战,也是本课题设计的目的所在。
2. IPV6 协议栈

IPV6协议栈是基于IPV6网络层的协议, 和IPV4一样,遵循现有互联网四层网络互联 体系结构,如图1所示。从图中我们可以看到, 协议栈分为网络接口层,互联网
层,传输层,应用层四层。应用层直接面 向用户，并提供访问其它层服务的功能;传 输层用于提供源主机和目的主机上的对等 实体对话;网络接口层屏蔽了具体的硬件实
现细节，负责底层数据的接收和发送；网络
层是整个TCP/IP体系结构的关键部分，其主 要功能是在网络上提供可靠的主机到主机 的数据传送。IPv6协议正是位于该层，它包 含的主要协议模块有IPV6，ICMPV6,邻居发 现ND,IPsec等。
2.1 IPV6 协议
根据RFC2460对IPV6功能的描述，IPV6 主要负责把上层来的数据段添加IPV6报头， 交由底层发送；把下层接收到的报文经过处 理和分析，交给TCP，UDP或ICMPV6处理。 和IPv4相比 IPv6的改变主要集中在以下几 个方面:地址容量的扩展，报头格式的简化， 支持扩展和选项的改进，数据流标签的能力，认证和保密的能力等[1]。
2.2 ICMPV6 协议
ICMPV6协议合并了IPv4中ICMP(控制 报文协议)，I- GMP(组成员协议)、ARP(地 址解析协议)等多个协议的功能，实现差错 控制，地址解释等功能，并支持Mobile IPv6。 ICMPV6报文封装在IP报文中，是IP报文的 有效载荷数据，它通过它的各种错误报文和 信息计算机论文