基于華邦W90N740硬件加速的家庭網(wǎng)關(guān)方案.pdf

1、家庭網(wǎng)關(guān)，又被稱作寬帶路由器，通常具有1個(gè)廣域網(wǎng)（Internet）接口和4個(gè)局域網(wǎng)（LAN）接口，目前使用范圍很廣泛。從功能上，它被用來(lái)搭建家庭網(wǎng)絡(luò)共享；從技術(shù)上分析，由于廣域網(wǎng)IP資源的有限性，所以LAN＋ADSL的接入方式，能在小型企業(yè)和分支辦公室中代替以往路由器的位置，而價(jià)格只有傳統(tǒng)路由器的十分之一。目前看，它實(shí)現(xiàn)了家庭多臺(tái)PC的數(shù)據(jù)共享以及Internet連接共享；從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，它是支撐起未來(lái)數(shù)字家庭的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，并且是家庭網(wǎng)絡(luò)

2、控制中心的有力競(jìng)爭(zhēng)者之一。 目前大部分家庭網(wǎng)關(guān)都是通過(guò)軟件方式來(lái)進(jìn)行IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換，必定會(huì)對(duì)CPU造成一定負(fù)載，特別是在進(jìn)行高速寬帶大量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，性能影響就更為明顯。課題所研究的解決方案就是針對(duì)此類產(chǎn)品普遍存在的缺陷（純軟件方式來(lái)進(jìn)行IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換）,從而使用硬件來(lái)協(xié)助軟件算法共同完成IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換，從而大大降低了CPU的負(fù)載，使網(wǎng)關(guān)的性能得到了質(zhì)的提升。 此方案在硬件上使用的 Winbond（華邦）W90N740

3、芯片組，CPU是基于ARM7TDMI,性能上可以滿足一般網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等應(yīng)用,再配合NATA(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換硬件加速),可以從根本上解決家庭網(wǎng)關(guān)CPU超負(fù)載問(wèn)題。軟件上，uClinux作為L(zhǎng)inux的簡(jiǎn)化版,它的易用性和Linux基本一致,在嵌入式領(lǐng)域憑借其穩(wěn)定、良好的移植性，優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能，靈活完備的文件系統(tǒng)以及眾多的技術(shù)支持等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。uClinux中Netfilter網(wǎng)絡(luò)過(guò)濾層本身就是一個(gè)成熟的IP數(shù)據(jù)包處理框架,利用現(xiàn)有的

4、Netfilter框架并搭配NATA硬件加速功能，就可以開發(fā)出一款性能優(yōu)異兼容性良好的家庭網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。 研究過(guò)程中所涉及的工作主要包括：1.交叉編譯環(huán)境的搭建；2. uClinux-2.4.20 kernel的移植和配置；3. Netfilter網(wǎng)絡(luò)過(guò)濾層架構(gòu)的深入研究；4. 修改Netfilter層,并加入NATA硬件加速功能代碼；5. 利用iptables工具實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)配置和開發(fā)非uPnP應(yīng)用的Helper模塊。 課