[发明专利]一种基于WinPcap的嵌入式网络协议栈开发方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种嵌入式网络开发方法，尤其涉及一种基于WinPcap的嵌入式网络协议栈开发方法，属于网络开发领域。

背景技术

在基于嵌入式的网络协议栈开发中，需要使用嵌入式设备来实现网络通信。实际项目中，往往是一个团队来共同完成一个项目，在开发过程中很多成员都需要调试程序，这就需要有多个硬件设备来配合调试。这样的开发方式需要将程序烧入到嵌入式设备上，启动调试的过程比较慢，开发效率低下。又由于硬件成本较贵而且容易损坏，这样的开发方式成本很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前的开发方式是使用嵌入式设备来实现网络通信，嵌入式设备成本贵，在嵌入式设备上调试程序效率低，因此，需要一种开发成本低，开发效率高的开发方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种基于WinPcap的嵌入式网络协议栈开发方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将原有运行在嵌入式设备上的系统移植到Windows操作系统上，在Windows上进行开发、测试；

步骤2：应用程序在使用协议栈时，提供一个将要使用的网卡接口的设备标识符；

步骤3：协议栈进行虚拟驱动的初始化操作；

步骤4：初始化操作后产生数据包捕获线程，该数据包捕获线程中的函数通过Windows操作系统上的网卡循环抓取数据包；

步骤5：将抓取的数据包通过数据包处理函数进行处理；

步骤6：将处理后的数据包送到协议栈中去处理；

步骤7：协议栈会给每个数据包添加相应的包头；

步骤8：当数据包到达网络接口层时，虚拟驱动程序会为数据包添加以太网帧头，进行发包处理；

步骤9：将处理后的数据包通过网卡送到真实的网络上去。

优选地，所述步骤3中的初始化操作主要实现两个功能：一个功能是根据用户提供的设备标识符打开指定的网络适配器；另一个功能是创建一个用于捕获网络数据包的线程。

优选地，所述步骤4的数据包捕获线程中会调用WinPcap API pcap_loop，该函数会一直尝试读取网络上的数据包，直到捕获指定数目的数据包或者发生错误。

本发明在进行嵌入式网络协议栈的开发时，可以避免直接在嵌入式设备上进行开发，节省了大量设备的投入，节约开发成本。在PC上开发不需要将代码下载到嵌入式设备上，节省时间，提高了开发效率。

附图说明

图1为本发明的程序架构图；

图2为本发明的调试环境的示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本发明为一种基于WinPcap的嵌入式网络协议栈开发方法，其将原有运行在嵌入式设备上的系统移植到Windows操作系统上，在Windows上进行开发、测试。

真实的嵌入式设备有特定的网卡驱动来进行网络数据包的收发，Windows并没有专用的驱动来支持移植后的程序，因此需要一种方法来让程序在真实网络上进行数据包的收发，也就是需要从网卡抓取数据包到应用程序，并将应用程序的数据包通过网卡送到网络上去。

本发明的具体流程如图1所示，应用程序在使用协议栈时，要求提供一个将要使用的网卡接口的设备标识符，然后协议栈会进行虚拟驱动的初始化操作。初始化操作中主要实现两个功能，一个是根据用户提供的设备标识符打开指定的网络适配器，这里会使用WinPcap提供的API pcap_open。第二个功能是创建一个用于捕获网络数据包的线程。

收包过程如图1中的双点划线所示，首先在数据包捕获线程中会调用WinPcap API pcap_loop，该函数会一直尝试读取网络上的数据包，直到捕获指定数目的数据包或者发生错误。该系统的对捕获数据包的数量没有要求，故将对应参数设置为0，指定该函数一直循环工作。一旦捕获一个数据包，pcap_loop会以回调函数的形式将该数据包交给一个指定的函数去处理。在该处理函数中，会将该数据包从WinPcap的缓冲区拷贝到定义的符合协议栈要求的缓冲区中去，即将处理后的数据包送到协议栈中去处理。然后去掉以太网帧头部，真实的网卡驱动程序已经进行过了以太网帧的校验，这里没有再进行计算。对于去掉以太网帧头的数据包，会根据上层协议的类型，IP、ARP或者RARP，把它交给协议栈中相应的程序去处理。