ADSL接入及共享技术的实现网络毕业论文

　　关键词 ： 网络共享  AAL5业务 ADSL接入协议  NAT协议  ADSL路由功能

　　论文摘要：本文首先阐述网络共享原理，分析目前常用的RFC1483Bridged, RFC1483Routed, RFC1577, PPPOA, PPPOE 等各种ADSL接入协议类型及实现网络共享的方法。

　　选择 Motorola PowerPC 850SAR 芯片作为中央处理器，搭建基本硬件开发平台； 选择 WindRiver 公司的Tornado2.0 作为软件集成开发。参照 vxworks5.4操作系统的设备驱动编写规范，结合 850 CPU 的SAR功能初始化， 实现SAR层 END设备驱动。

　　以 RFC1483 协议为例， 阐述在不同的ATM复用方式下，各种协议数据报文的封装处理方法。参照 Vxworks5.4 操作系统网络服务子层的编写规范，给出AAL5 业务网络服务子层的总体架构及相关算法、流程。在 Vxworks5.4 协议栈上实现网络地址转换（NAT）功能， 最后构建出一套简单的 ADSL 接入共享系统。

　　1  引言

　　随着 ADSL 技术的发展，ADSL宽带接入已经不仅仅是一种纯粹的接入技术。家庭局域网的普及，中、小型企业商务的繁荣，远程办公模式的引入，都呼吁着更、更有效的ADSL接入共享方案的出现。

　　如今，上用于 ADSL 接入共享的产品非常多，如带路由功能的ADSL Modem、ADSL 共享器、ADSL 路由器等等，各ADSL厂商根据实际应用的需求，在ADSL 接入设备的多样性、高效性和灵活性上下功夫，进一步扩展了ADSL的应用前景。

　　实现 ADSL 接入共享的方式归纳起来有以下三种，可以根据实际情况选择最合适的方案。

　　1. 普通 ADSL Modem＋双网卡 PC＋Wingate 之类的代理服务器或防火墙软件

    如图1-1所示，双网卡PC安装 Wingate 之类的代理服务器或防火墙软件，一块网卡连接 ADSL Modem， 另一块连在局域网的 HUB上，作为其它用户的IP网关。则局域网内的所有微机都可以通过这台主机访问 Internet 网络。

图 1-1   双网卡 PC+ADSL Modem接入示意图

    该方案的优点是：无需添加任何设备，仅多一张网卡，即可通过软件实现路由功能，同时，能够使用软件所带的安全认证、帐户管理、防火墙等一系列功能。比较适合网吧等本就需要一台服务器作为帐户管理的场所。

    缺点是： 需要占用一台服务器作为数据转发设备，较高；数据交换的效率较低，和服务器的性能有很大关系；此外，病毒入侵或服务器本身性能不稳定，极易造成网络异常。

　　2. 普通 ADSL Modem + 共享器

　　所谓共享器，其实是一种集成 PPPOE、NAT等功能的简单路由器。图 2-2 所示的组网方案中，共享器取代了前一个方案中双网卡 PC 的地位。

　　采用这种方案后，可以节省一台服务器以及相关软件的花费，较第一种方案来说，确实经济很多，也不用再担心病毒入侵、服务器不稳定等问题了。很多共享器本身就带多个 LAN 口，无需再添置 HUB 或 Switch 等设备即可供多台微机使用，对于家庭局域网或小型办公场所非常合适。

图 1-2  共享器+ ADSL Modem接入示意图

　　3．带路由功能的 ADSL Modem

　　带简单路由器功能的ADSL Modem 集成了 ADSL 接入功能及网络共享技术。如图1-3所示，局域网用户仅需将自身的IP网关指向设置在ADSL Modem以太网接口上的IP地址，即可实现与外部网络的互连。

　　由于ADSL 接入和路由两种功能集成在同一设备中，减少了中间的数据转发环节，传输效率会更高一些，配置及调试起来也方便很多。此外，用一块 CPU 就可以实现 ADSL接入协议及简单路由等软件功能，硬件成本降低很多，价格比起 ADSL Modem + 共享器 当然更有优势了。

图 1-3  带简单路由功能的ADSL Modem接入示意图

　　本文将首先介绍网络共享原理，然后逐个分析目前常用的各种 ADSL 接入协议以及实现共享的方式。最后以 Motorola 850SAR + Vxworks5.4为开发平台，设计一套带简单路由功能的 ADSL 接入设备，重点阐述ATM SAR 层驱动的编写、AAL5 业务、各种接入协议以及带宽共享功能的软件实现。

　　2 网络共享原理

　　2.1  私有网络地址和公有网络地址

    私有地址是指内部网络（局域网内部）的主机地址，而公有网络地址是局域网的外部地址（在因特网上的全球唯一的IP地址）。因特网地址分配组织规定以下的三个范围网络地址保留用做私有地址：　

　　10.0.0.0 —— 10.255.255.255

　　172.16.0.0 —— 172.31.255.255

　　192.168.0.0 —— 192.168.255.255　

　　也就是说这三个范围网络的地址不会在因特网上被分配，但可以在一个企业（局域网）内部使用。各个企业根据在可预见的将来主机数量的多少，来选择一个合适的内部网络地址。不同的企业，他们的内部网络地址可以相同。如果一个公司选择上述三个范围之外的其他网段作为内部网络地址，则有可能会引起路由的混乱。

　　2.2  NAT原理

　　NAT（Network Address Translation）网络地址转换，是一个IETF标准，允许一个机构以一个公有网络地址出现在Internet上。NAT将每个局域网节点的私有网络地址转换成一个公有网络地址，反之亦然。它也可以