在uClinux下实现虚拟局域网

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　　专升本会议论坛

　　引言

　　虚拟局域网VLAN时，表明这一帧使用802.1p和802.1q标记；P是Priority，802.1p的优先级别（0～7），占用3位；C是CanonicalIndicator，以太网格式是否规范，规范用0表示，否则用1表示，占用1位；VLAN是VLANIdentifier，表明这一帧属于哪一个VLAN（0～4095），占用12位。它们加在一起共4个字节。

　　μClinux最大的特征就是针对没有内存治理单元MMU的处理器设计的。它非常适合那些没有MMU的处理器，如Motorola公司的M6828、M68EN322、MC68360；DragonBall系列的68EZ328、68VZ328；ColdFire系列如5272、5307，ARM7TDMI和MC68EN302、ETRAX、Inteli960、PTISMA、Atari68k等。ΜClinux对Linux内核的源代码进行了重新编写，以紧缩和裁减基本的代码。所以它的内核非常小，仅有512KB，加上相关的工码。所以它的内核非常小，仅有512KB，加上相关的工具还不到900KB但，μClinux仍然保持了Linux操作系统的主要优点，如稳定性好、有强大的网络功能和出色的文件系统支持等能力。

　　为了说明VLAN的实现过程，本文具体针对高速视频流的网上传输完成了VLAN的实现。

　　由于VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。当网络中不同VLAN间进行相互通信时，需要由的支持。在本文中利用一台装有两块网卡的PC机作为服务器，运行Linux操作系统，并经过相应的配置来完成器由功能。图3所示为一网络配置示意图，所有设备及PC机均通过以太网接口RJ45接入局域网。PC机A和B是作为浏览器来观察视频图像的，可选用。它们使用的网卡型号是10M/100M自适应网卡RealtekRTL8139（A）PCIFastEthernetAdapter。图3中的device主要负责视频流的采集、压缩与传输。它们选用了基于ARM7TDMI的Samsung－4510B处理器。其主频为50MHz，主存储器为32MB的SDRAM，网络处理芯片选用了RTL8019AS.因本文主要讲述VLAN的实现，其具体的硬件结构在此就不再多述。

　　进192.168.1.1从图3中可以看出，我们划分了两个VLAN：VLAN1与VLAN2。当然，也可根据需要划分出多个VLAN。一块网卡可以绑定两个或多个IP地址，为加快处理速度，在服务器端选用了两块网卡分别命名为eth0与eth1，在初始状态时不需做任何配置。按如下步骤进行配置。

　　;配置VLAN命名类型

　　在客户端，也就是视频采集的设置端需做的应配置如下：

　　依此类推，可以扩充到n个设备的相应配置，从而实现了两个VLAN。当然，还可以通过iptables设置规则来实现不同VLAN之间的包转发与包过滤等高级功能，此文就不再叙述其具体过程。

　　首先，通过ping命令测试不同VLAN之间的可达性。

　　可看到如下结果。

　　其次，以μClinux为软件平台，用GCC编译实现了一个高速视频流服务器/客户程序。它的功能主要是服务器接受来自客户端的RTSP连接，并按照RTP、RTCP和SDP等协议向客户端提供所采集到的实时视频流。在这里，客户端是浏览器，服务器端是device，与上述客户端/服务器端有所不同。通过实际的程序运行和测试，在图3所示的网络拓扑中，我们发现在网络负载较重时，划分了VLAN的视频流在传输延迟和时延抖动上均优于不划分VLAN的视频流在20%～40%；负载较轻时，它们的性能相当。

　　当前，以信息家电中心的嵌入式系统正得到蓬勃的发展。随着嵌入式系统和网络技术的发展，整个世界将更加网络化和智能化。所以设备上网必然带来网络安全性和的问题，VLAN则为设备连入Internet提供了一个较好的解决途径。本文针对嵌入式应用开发μClinux操作系统，对VLAN的实际给出具体的应用与步骤。具有良好的应用前景与现实意义。