将嵌入式IPv6协议栈模块化(1)(2)

嵌入式IPv6协议栈的分层与模块化设计

嵌入式IPv6协议栈采用分层结构进行没计，将整个协议栈(包括TCP及上层应用)分为4个层次：事件触发接口层、TCP/IP网络协议层、NIC网络接口核心层和网络设备驱动接口层。

各层的功能简述如下：

①事件触发接口层。该层对应于TCP/IP模型的应用层协议(OSI模型的高层协议)，主要功能是定义网络数据的格式以及网络的应用。

②TCP/IP网络协议层。该层对应于TCP/IP模型的传输层协议和网络层协议(OSI模型的3、4两层)，主要功能是定义数据如何传输到目的地的。使用TCP协议在两台主机之间建立端到端的连接，保证可靠的传输;IP协议进行路由选择和基于IP的寻址。

③NIC网络接口核心层。该层是整个网络接口的关键部位，其上层是具体的网络协议，下层是驱动程序。它为上层提供统一的发送接口，屏蔽各种各样的物理介质;同时负责把来自下层的包向合适的协议发送。

④网络设备驱动接口层。该层是分层结构的最底层，其主要功能是控制具体物理介质，从物理介质接收和发送数据，并对物理介质进行诸如最大数据包之类的各种设置。

结合对嵌入式IPv6协议栈设计要求和分层结构的全面分析，将设计实现划分为4个模块。
各模块的功能简述如下：

①网络接口核心模块。该模块为网络协议提供统一的发送接口，屏蔽各种各样的物理介质；同时负责把来自下层的包向合适的协议配送。

②事件接口模块。嵌入式IPv6协议栈没有采用BSD套接口，而是采用了事件驱动接口。当特定TCP/IP事件发生时，将调用应用程序;而当应用程序产生输出数据时，也通过此接口发送出去。

③SNMP网管模块。该模块负责获取IPv6无线传感器网络节点的相关MIB信息。

④配置最示调试命令模块。该模块用于提供用户配置和调试的界面，包括配置IP地址、子网掩码、默认网关和MAC地址等。在程序正常运行前，由超级终端进入配置模式，由用户进行配置管理。

基于IPv6 over IEEE802.15.4的无线传感器网络是一门新兴的网络技术，人们对它的研究尚处于起步阶段。本文针对基于IPv6 over IEEE802.15.4无线传感器网络自身特点，对其关键技术嵌入式IPv6协议栈进行了分析。笔者认为，现有的IPv6协议栈虽然在功能、性能等方面具有很大优势，但由于代码体积较大(几MB～几百MB)，而无线传感器网络节点的存储资源只有不到200KB，因而无法运行在计算能力和存储资源受限的无线传感器网络节点中。所以在设计适合传感器节点的嵌入式IPv6协议栈时，应充分分析和研究无线传感器网络对IPv6提出的新要求，考虑在性能和资源之间寻找一个折中的方案，充分运用协议工程学理论和软件工程的方法，设计一种合理、高效的嵌入式IPv6微型协议栈。这对推动无线传感器网络和IPv6的发展，以及改变人们的生活和上作方式，具有十分重要的意义。