基于嵌入式平台的网络实训系统设计与实现

发布时间：2017-09-22 15:28

  本文关键词：基于嵌入式平台的网络实训系统设计与实现

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【摘要】：计算机网络是高校计算机相关专业必设的骨干课程，它在整个专业建设和课程体系中有重要地位。该课程不仅是一门理论性很强的课程，同时也是一门实践性很强的课程，，部署一个好的网络实训系统对于进行计算机网络辅助教学有着重要的意义。 本文结合高校计算机网络实验教学的实际背景，分析了网络实训系统建设情况及存在的问题。在此基础上设计和实现了基于嵌入式平台的网络实训系统，该系统主要包括实验控制系统、嵌入式实验盒、实训课程三个部分。论文基于.NET/C#实现了实验控制系统客户端PCTerminal，支持用户在线/离线登录、实训课程智能升级等功能；以ARM9嵌入式微处理器和嵌入式Linux操作系统为基础，设计并实现了嵌入式实验盒ServerBox，通过矩阵键盘与QT界面实现用户交互，基于Linux内核Netfilter框架实现网络协议分析，扩展Linux内核中的ARP包处理驱动实现ARP协议的可视化分析与干预。PCTerminal与ServerBox通过串口进行连接，通过自定义协议进行通信。本系统已经通过项目验收，第一版已经在多所高校使用，在提高学生对网络原理的认知和实践能力方面应用效果获得认可。
【关键词】：网络实训 嵌入式Linux 实验盒
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP311.52;G434
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题研究背景7-8
• 1.2 相关技术概述8
• 1.2.1 ARM 嵌入式平台8
• 1.2.2 嵌入式 Linux8
• 1.3 本人的主要工作8
• 1.4 论文的组织结构8-11
• 第二章 系统需求与架构11-17
• 2.1 需求分析11-12
• 2.1.1 总体需求11
• 2.1.2 实训课程需求11-12
• 2.1.3 软件系统需求12
• 2.1.4 硬件系统需求12
• 2.2 系统总体设计12-13
• 2.3 主要功能模块13-14
• 2.3.1 实验控制系统客户端（PCTerminal）13
• 2.3.2 嵌入式实验盒（ServerBox）13-14
• 2.3.3 实训课程的设计14
• 2.4 网络拓扑结构14-17
• 第三章 PCTerminal 的实现17-27
• 3.1 配置文件设计17-19
• 3.1.1 XML 技术17-18
• 3.1.2 配置文件18-19
• 3.2 串口通信协议19-21
• 3.3 主功能实现21-27
• 3.3.1 PCTerminal 登录21-22
• 3.3.2 实验工具集成22-23
• 3.3.3 系统配置23-24
• 3.3.4 帮助信息24
• 3.3.5 实验指导24
• 3.3.6 实训课程智能升级的具体实现24-25
• 3.3.7 恢复默认配置的具体实现25-27
• 第四章 嵌入式实验盒的设计与实现27-71
• 4.1 硬件接口27-28
• 4.2 嵌入式 Linux 系统的构建28-43
• 4.2.1 交叉编译环境的搭建28-33
• 4.2.2 建立 Bootloader33
• 4.2.3 Linux 内核移植33-41
• 4.2.4 文件系统镜像的制作41-42
• 4.2.5 嵌入式 Linux 系统的安装使用42-43
• 4.3 键盘驱动的实现43-51
• 4.3.1 嵌入式 Linux 输入子系统43-44
• 4.3.2 嵌入式 Linux 的中断机制44-45
• 4.3.3 矩阵键盘工作原理45-46
• 4.3.4 键盘的作用及硬件接口46-47
• 4.3.5 键盘驱动的具体实现47-50
• 4.3.6 键盘驱动的使用50-51
• 4.4 ARP 包处理驱动的扩展51-56
• 4.4.1 Netfilter 框架51-53
• 4.4.2 Iptables 机制53-54
• 4.4.3 Arptables 机制54
• 4.4.4 扩展 ARP 包处理驱动的具体实现54-56
• 4.5 应用程序设计56-71
• 4.5.1 Qt/Embedded 简介56-57
• 4.5.2 Linux 下的串口通信57
• 4.5.3 Libipq 概述57-61
• 4.5.4 ServerBox 服务程序的实现61-68
• 4.5.5 ServerBox 服务程序的使用68-71
• 第五章 系统应用效果分析71-75
• 5.1 系统应用环境71
• 5.2 整体应用效果分析71-75
• 5.2.1 PCTerminal 终端71-72
• 5.2.2 ServerBox72-73
• 5.2.3 ServerBox 服务程序73-75
• 第六章 总结和展望75-77
• 6.1 论文工作总结75
• 6.2 问题与展望75-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：901598