基于KS8695X的宽带路由器系统设计

论文摘要

计算机网络技术的发展给企业带来了新的经营模式，电子商务等新应用层出不穷，网络安全成为了人们关心的焦点，网络防火墙越来越受到重视，同时，服务质量也受到人们更多的关注。网络防火墙和流量控制功能，作为企业级边缘路由器的两个必不可少的功能，正起着越来越重要的作用。本设计以集成了网络交换功能以及ARM922T处理器内核的SOC芯片KS8695X为核心，通过移植Linux操作系统，完成了宽带路由器的系统设计，实现了边缘路由器的防火墙和流量控制这两个重要功能。论文首先从硬件设计和软件设计两个方面介绍了宽带路由器的系统构架。路由器由于采用SOC芯片实现，主要的外围芯片就只有FLASH和SDRAM，因此，路由器的硬件设计相对简单。软件平台则由引导装载程序(Bootloader)、Linux操作系统、文件系统及应用程序三个部分组成，论文详细的介绍了这三个部分的移植方法。作为配置手段，本文设计的路由器还扩展了嵌入式Web服务器软件。论文说明了嵌入式Web服务器的搭建过程，详细的介绍了CGI程序的原理及其数据获取方法，因而通过嵌入式Web服务器接口可对路由器的功能进行设置。最后，论文阐述了防火墙和流量控制的框架及原理，详细的论述了宽带路由器上这两个功能的具体实现，给出了程序流程图以及源代码，同时，对路由器的防火墙和流量控制功能均做了测试，并分析了功能测试的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 路由器的原理和作用
• 1.1.2 路由器的发展历史
• 1.2 本课题的研究对象
• 1.3 边缘路由器的发展现状
• 1.4 课题研究的意义和目的
• 1.5 论文的组织结构
• 第二章 路由器的系统构架
• 2.1 路由器的硬件平台设计
• 2.1.1 路由器的硬件平台总体设计
• 2.2.2 路由器 SOC芯片 KS8695X
• 2.2.3 FLASH接口电路
• 2.2.4 SDRAM接口电路
• 2.2.5 网络接口电路
• 2.2.6 串行接口电路
• 2.2.7 JTAG接口
• 2.2 路由器的软件平台设计
• 2.2.1 引导装载程序 BootLoader
• 2.2.2 Linux操作系统
• 2.2.3 文件系统及应用程序
• 第三章 嵌入式 WEB服务器的实现
• 3.1 通用网关接口 CGI
• 3.2.1 CGI的含义及工作原理
• 3.2.2 CGI传送方法
• 3.2.3 CGI程序的激活
• 3.2 LINUX上 CGI的编程语言
• 3.3 嵌入式 WEB服务器 THTTPD
• 第四章 路由器的防火墙体系结构
• 4.1 防火墙概述
• 4.1.1 防火墙的基本概念
• 4.1.2 防火墙的分类
• 4.2 LINUX操作系统的防火墙框架
• 4.2.1 Netfilter框架原理
• 4.2.2 Iptables管理工具
• 4.2.3 匹配条件概述
• 4.3 路由器的防火墙结构
• 4.3.1 路由器防火墙的配置文件格式
• 4.3.2 路由器防火墙的具体实现
• 4.4 路由器防火墙的功能测试
• 第五章 路由器的网络流量控制
• 5.1 LINUX操作系统中的流量控制
• 5.1.1 Linux操作系统系统的流量控制框架
• 5.1.2 流量控制工具tc
• 5.2 无类的队列规定
• FAST队列规定'>5.2.1 PFIFO_FAST队列规定
• 5.2.2 TBF队列规定
• 5.2.3 SFQ队列规定
• 5.3 分类的队列规定
• 5.3.1 CBQ队列规定
• 5.3.2 HTB队列规定
• 5.4 路由器的网络流量控制结构
• 5.4.1 路由器流量控制的配置文件格式
• 5.4.2 路由器流量控制的具体实现
• 5.5 路由器流量控制的功能测试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文、科研工作及获奖情况