Стандарты сетевого интерфейса

Программная поддержка работы сети

Аппаратные контроллеры Ethernet автоматически буферизуют и пересылают пакеты. Когда буферы входящих пакетов заполняются или буферы исходящих пакетов опустошаются, контроллер Ethernet генерирует прерывание. Для обмена пакетами данных этих буферов с системной памятью часто используется прямой доступ к памяти (DMA).

Обычно эти задачи выполняет специальный сетевой драйвер оборудования сетевого интерфейса. Требуются низкоуровневые программные процедуры для сборки/извлечения данных в пакетах, вычисления кодов ошибок, и инициирования передачи пакетов в/из контроллера Ethernet. Устройство eBox 2300 содержит однокристальный контроллер Ethernet Realtek 8100B 10/100Mb, который соединяется с шиной PCI.

Операционные системы, которые обеспечивают поддержку работы сети, реализуют протоколы более высокого уровня (такие как TCP/IP, UDP, FTP, HTTP) в программном обеспечении, и предоставляют соответствующие вызовы функций для использования в приложениях пользователя. Многие операционные системы поддерживают сетевые файловые системы. Предоставляемая для сетей поддержка представляет значительную часть кода в операционной системе. Некоторые распространенные связанные с сетью программы приложений, такие как браузеры Web и клиенты ftp, также могут поставляться с операционной системой или быть доступны от сторонних поставщиков.

Windows Embedded CE поддерживает Windows Sockets (Winsock). Winsock определяет программный интерфейс на основе интерфейса "сокетов" из Университета Калифорнии в Беркли. Существует много доступных приложений Windows Sockets. Несколько утилит, которые поставляются вместе с Windows Embedded CE, основываются на Windows Sockets, включая клиентов FTP, DHCP, и Telnet. Существуют также высокоуровневые программные интерфейсы, которые основываются на Windows Sockets, такие как Windows Internet API (WinInet), используемый в Internet Explorer, который обеспечивает поддержку для служб FTP и HTTP. Образец браузера, медиа проигрыватель, и приложение обмена сообщениями включены в CE.

Стандарты беспроводных сетей

Несколько беспроводных стандартов уже широко используются во встроенных устройствах. Эти беспроводные технологии включают WiFi, Bluetooth, и ZigBee. Свойства и возможности трех этих основных беспроводных стандартов суммируются в таблице 4.1. Драйверы для выбора устройств WiFi и Bluetooth доступны для CE.

WiFi или стандарт IEEE 802.11x

WiFi (www.wifialliance.com) является в настоящее время самым широко доступным стандартом беспроводных локальных сетей. Он был предназначен для предоставления беспроводной альтернативы для проводных соединений Ethernet. 802.11 b и 802.11 g используют полосу частот 2.4GHz, а 802.11a использует полосу частот 5GHz. WiFi имеет самый большой радиус действия, самую широкую полосу пропускания, и самые высокие требования к питанию из трех беспроводных стандартов.

Bluetooth или стандарт IEEE 802.15.1

Беспроводная технология Bluetooth или стандарт IEEE 802.15.1 (www.bluetooth.org) является системой коммуникации ближнего действия, предназначенной для замены кабельных соединений переносных и/или зафиксированных электронных устройств. Он был разработан первоначально отраслью сотовых телефонов для персональных сетей. Bluetooth действует в нелицензируемой полосе частот 2.4GHz.

ZigBee или стандарт IEEE 802.15.4

ZigBee или стандарт IEEE 802.15.4 (www.zigbee.org) является названием спецификации пакета коммуникационных протоколов, использующих небольшие, маломощные цифровые радиоустройства для беспроводных персональных сетей (WPAN). ZigBee предназначен для использования во встроенных устройствах, требующих небольших скоростей передачи данных и низкого энергопотребления. ZigBee можно использовать для настройки дешевой самоорганизующейся ячеистой сети, используя очень низкие уровни питания, так что работающие от батарей устройства могут иметь длительный срок жизни. ZigBee действует в нескольких промышленных, научных и медицинских радиодиапазонах (868 MHz в Европе, 915 MHz в США и 2.4 GHz в большинстве стран по всему миру).

Большинство беспроводных устройств используют одни и те же частотные диапазоны и эти частоты используются также другими устройствами, такими как беспроводные телефоны и микроволновые печи. WiFi и Bluetooth используют методы скачкообразного изменения частоты и различные каналы для минимизации помех. Помехи могут быть, тем не менее, проблемой, если большое число активных беспроводных устройств находится в тесной близости друг с другом.

Быстро появляются также многочисленные другие новые беспроводные стандарты, такие как Wireless USB, WAVE, и WiBree. Также доступны модемы данных сотовых телефонов.

Дополнительная информация

• Книги TCP/IP Protocol Suite, автора Behrouz A. Forouzan, и The Pocket Guide to TCP/IP Sockets, автора Kenneth L. Calvert содержат более полную информацию о сетях Ethernet, протоколах, и программировании с сокетами.
• Книга, Programming Microsoft Windows CE .Net, Third Edition, автора Douglas Boling, опубликованная Microsoft Press, содержит в главе 14 дополнительные данные по разработке прикладных программ Windows Embedded CE, которые используют API работы с сетью.

Лабораторные упражнения

Установите свободно доступную программу анализатора протокола Ethereal Network на настольный ПК (http://www.ethereal.com). Запишите последовательность пакетов при просмотре простой Web-страницы. Объясните значение каждого пакета. Выберите один из пакетов с данными и опишите содержание подполей в пакете.

увеличить изображение
Рис. 4.5. Свободно доступный анализатор протокола Ethereal Network перехватывает и декодирует сетевой трафик на настольном ПК. ПК только что загрузил короткую Web-страницу с удаленного сервера (см. пакеты HTTP выше). (www.ethereal.com)