Linux系统串口上网的简单实现（上） （1）

本文主要说明某些简易 Linux 环境或者嵌入式 Linux 中实现串口上网的简单实现，这在工业控制中有着广泛的应用。希望对实现无网卡设备上网的方法有抛砖引玉的作用。

Linux 为串口上网提供了丰富的支持，比如PPP（Peer-to-Peer Protocol, 端对端协议）和SLIP（Serial Line Interface Protocol, 非常老的串行线路接口协议），这里所说的"上网"是指把串口当成一个网络接口，通过封装网络数据包（如IP包）以达到无网卡的终端可以通过串口进行网络通信。但是使用这两种协议必须得到内核的支持。例如，如果在没有配置PPP的Linux环境中使用PPP，除了安装PPP应用层软件外，还必须重新编译内核。SLIP是一个比较老的简单的协议，现在的Linux内核缺省配置都支持，不需要重新编译内核，尽管如此，其源代码看上去有点"古怪而复杂"。在嵌入式Linux系统使用过程中，如果内核已经被烧入Flash中，而为了节省空间内核又没有提供诸如PPP或者SLIP的支持，当然就没有办法在不重新烧写 Flash的情况下直接使用PPP或者SLIP了，事实上用户必须动态加载PPP和SLIP的内核实现模块。对某些嵌入式应用来说移植或者修改PPP源代码变成了乏味和繁锁的工作。这里介绍一种非常经济而且实用的实现串口上网的简单方法。

Linux简单串口上网原理

简单串口上网的实现原理如图1所示。

Linux Box A 和 Linux Box B 是两个安装有Linux操作系统的终端（可以是PC，也可以是嵌入式设备），它们通过一条串口通信线（null modem cable line）连接。控制串口通信的服务进程server读和写两个字符设备：发送字符设备sending device和接收字符设备receiving device。在内核空间，伪网络设备驱动程序pseudo network driver可以直接读写发送字符设备和接收字符设备，事实上在内核空间它们之间的通信只是对共享缓存区的读写而已。伪网络设备驱动程序具有大部分普通网卡驱动程序提供服务功能，只是没有硬件部分代码的实现而已。当用户空间的进程要发送数据的时候，其首先让数据经过Linux操作系统的TCP/IP处理层进行数据打包，然后把打包后的数据直接写入sending device，等待server进程读取，最后通过串口发送到另一个Linux Box的server进程；而当server进程发现有数据从串口传送过来时就把数据写入receiving device，伪网络驱动程序发现receiving device设备有新数据的时候，就又把数据传递到TCP/IP层处理，最终网络应用程序收到对方发来的数据。本文设计的源程序主要有三个， ed_device.c、ed_device.h、server.c。其中在ed_device.c是串口上网的内核部分的主程序，包含字符设备和伪网络接口设备程序，server.c负责串口通信。主文件ed_device.c中包括的头文件在源程序中，这里就不一一列举了。