在Linux中實現802.11b無線網關

　　引:構成有線網絡的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜；但有線網絡在某些場合要受到布線的限制，特別是當要把相隔較遠的節點連接起來時，敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長，對正在迅速擴大的連網需求形成了瓶頸。

　　構成有線網絡的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜；但有線網絡在某些場合要受到布線的限制，特別是當要把相隔較遠的節點連接起來時，敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長，對正在迅速擴大的連網需求形成了瓶頸。無線局域網的出現克服了上述缺點，因此無線局域網發展比較迅速。基於802.11b的產品已成為應用主流。這些產品使用的是2.4 GHz頻段，能夠在短距離內實現11 Mb/s的接入速率，每個接入點可以同時支持多個用戶的接入。而無線網關作為連接無線終端與有線網絡之間的橋梁，是構成無限局域網的重要組成部分。作者重點要探討的就是如何在嵌入式Linux系統上實現無線網關的功能。

　　1、嵌入式Linux的基本原理　嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁減，適於應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統由於硬件的先天限制，只具有極稀少的硬件資源，通常不具有磁盤而用小容量的Disk on Chip或Disk on Module等來代替。

　　Linux作為嵌入式操作系統是完全可行的。它能處理嵌入式任務和用戶界面；將Linux看作是連續的統一體，從一個具有內存管理、任務切換和時間服務及其他的分拆的微內核到完整的服務器，支持所有的文件系統和網絡服務。Linux作為嵌入式系統，對許多CPU和硬件平臺具有易移植、穩定、功能強大、易開發的優點。Linux作為一種可裁減的軟件操作系統，是發展未來嵌入式設備的絕佳資源。因為Linux的源代碼公開，易於定制，提供完成嵌入式功能的基本內核和所需要的用戶界面。

　　一個小型的嵌入式Linux系統需要三個基本要素：引導工具、Linux微內核(內存管理、進程管理和事務處理)和初始化進程。如果要它成為完整的操作系統且繼續保持小型化，還得加上硬件驅動程序、文件系統以及提供所需功能的一個或多個應用程序。

　　2、802.11b無線網關在嵌入式Linux上的實現　由於Linux開始是為臺式機開發的，加上嵌入式系統硬件資源固有的一些限制，因此，要實現無線網關在嵌入式Linux系統上的應用，就需要對Linux系統進行特別定制，刪除無線網關不需要的部分，真正做到精簡系統，減少成本的目的。

　　2.1精簡內核

　　Linux內核是可以根據特定的要求進行定制的，我們使用的是2.4.4的內核。在/usr／src／Linux目錄下，使用make menuconfig，去掉內核對floppy、cdrom的支持選項；Second extended fs(ext2)是實際上的Linux文件系統的標准，所以除了此項，把對其他所有filesystem的支持去掉；去掉內核對sound的支持；去掉所有的字符設備(char-acter device)等。

　　在去除的同時，要根據AP應用軟件及一些特定功能的要求，在內核中留下對需要的驅動的支持，具體的有：①無線網關連接無線網絡與有線網絡，因此要保留對網絡的支持(network support)，保留對TCP/IP stack的支持，保留對以太網卡如嵌入式最常用的R18139驅動的支持，並且要在內核中設置模塊項；②嵌入式系統如果使用的是Disk On Chip，則內核中還要選中對它的支持：M-sys-tems drivers；③在內核中保留對特定功能的支持，如要使用PPP(點對點協議)，則編譯的內核必須包含對PPP的支持。

　　配置完成後，重新編譯內核，然後修改Linux系統引導器lilo的配置文件並最後以新編譯的核作為啟動內核。重啟計算機，若運行一切正常，則精簡內核的工作就完成了。

　　2.2縮小Linux文件系統

　　嵌入式Linux本身是一種操作系統。它的主要任務是管理計算機上的系統資源，為用戶提供使用計算機及其外部設備的接口。它存在的目的是為了管理所有的硬件資源，並且提供給應用軟件一個合適的操作環境，因此在對嵌入式Linux系統進行大幅度刪除、縮小的同時也要保留一些基本的命令和目錄。

　　這些保留的命令和目錄大體可以分為三類。一類是Linux系統啟動所需要的。這類重要的文件有init、getty等，重要的目錄與文件有/etc/rc.d、/etc/inittab等；在啟動時還會調用目錄/bin及/sbin下的一些命令，若已刪除，可以根據啟動時的出錯信息進行添加。第二類是用於完成一些系統基本功能的保留命令和目錄，最簡單的如拷貝命令cp，進入和跳出目錄的命令cd，列舉目錄下內容的命令ls等，這些命令完成操作系統最基本的功能。另一些命令需要與特定的配置文件或是存放配置文件的目錄相對應，完成相對特殊的功能。當然，具體要實現什麼功能要根據實際來定，並盡可能保留必要的命令與相應的目錄或是配置文件，達到在完成功能的情況下盡可能少地佔用存儲空間。完成上面的裁減工作後，重啟。若Linux能夠正常啟動、運行，表明初步的Linux嵌入式系統已經構架成功。最後一類就是使無線網關能夠正常工作的。無線網關是以運行腳本命令pcmcia將驅動程序中已編譯好的目標文件作為模塊加載到系統中而啟動的，Linux提供了depmod、insmod、rmmod及其他一些命令來保證適當的模塊以正確的順序加載，所以系統中必須保證存在這些命令，同時無線網關啟動時還要讀取配置文件。這些配置文件通知無線網關的驅動程序相關參數的設置，所以配置文件所在的目錄/ect/pcmcia要保留。有了這些以後，無線網關就能正常啟動了。

　　2.3無線網關功能的實現

　　如圖1所示，無線網關需要完成的最重要的功能就是：與無線節點通信、橋接所有的無線節點、實現無線網絡和有線網絡的跨網段連接。