PLC單片機(jī)局域網(wǎng)嵌入式NAT穿透技術(shù)研究

藍(lán)珍

摘要：本文主要研究了PLC單片機(jī)局域網(wǎng)嵌入式NAT穿透技術(shù)，以加強(qiáng)對(duì)嵌入式NAT穿透技術(shù)的理解，通過(guò)對(duì)PLC單片機(jī)局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式的分析，從而實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備和局域網(wǎng)內(nèi)信息的正常傳遞，擴(kuò)大局域網(wǎng)內(nèi)NAT技術(shù)的應(yīng)用范圍。本文從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合一定的實(shí)踐研究成果對(duì)PLC單片機(jī)局域網(wǎng)嵌入式NAT穿透技術(shù)進(jìn)行了研究，為智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大提供必要的參考。

關(guān)鍵詞：PLC；單片機(jī)；穿透技術(shù)；局域網(wǎng)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)系統(tǒng)的硬件、軟件一體化要求越來(lái)越高。為了滿(mǎn)足人們生產(chǎn)生活之中的實(shí)際需求，需要我們加強(qiáng)嵌入式設(shè)備的使用，采用比較合理的、優(yōu)化的方式提升計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中的服務(wù)功能，保證軟件和硬件設(shè)施能夠緊密結(jié)合，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，我們要結(jié)合PLC單片機(jī)局域網(wǎng)的實(shí)際需求，確保主機(jī)箱Internet提供更多的服務(wù)，在此過(guò)程中，我們需要加強(qiáng)NAT穿透技術(shù)的合理利用，優(yōu)化嵌入式系統(tǒng)的功能。

一、NAT技術(shù)概述

NAT，即網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，這個(gè)名詞也越來(lái)越不陌生。各種各樣IP地址的應(yīng)用已經(jīng)成為目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的瓶頸，在現(xiàn)實(shí)的操作中，我們必須對(duì)各種IP地址加以利用，從而避免出現(xiàn)因?yàn)镮P地址缺乏而引發(fā)網(wǎng)絡(luò)故障的現(xiàn)象。在現(xiàn)階段中，提升NAT技術(shù)的使用率可以規(guī)避IP地址匱乏的問(wèn)題，更可以滿(mǎn)足內(nèi)網(wǎng)用戶(hù)和外界進(jìn)行正常通信的需求。但是，在具體的操作過(guò)程中，不同類(lèi)型NAT方式中存在著不同的適用范圍，需要我們根據(jù)實(shí)際情況控制外部效果的增強(qiáng)。

二、穿透技術(shù)的設(shè)計(jì)分析

根據(jù)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作性質(zhì)的分析，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中必須采取一些必要的措施來(lái)保證局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)和外網(wǎng)設(shè)備的正常通信，這對(duì)于嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升是至關(guān)重要的。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。首先，要確定公網(wǎng)主機(jī)和局域網(wǎng)嵌入式設(shè)備之間的通訊方式，公網(wǎng)IP的主機(jī)是無(wú)法向嵌入式設(shè)備發(fā)送任何數(shù)據(jù)包的，只有提供第三方的幫助才能讓彼此之間建立其聯(lián)系。當(dāng)主機(jī)能夠收到嵌入式系統(tǒng)所發(fā)送的數(shù)據(jù)包時(shí)，說(shuō)明NAT的穿透是成功，反之則失敗。其次，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們還需要確定私網(wǎng)主機(jī)和局域網(wǎng)嵌入式設(shè)備之間的通訊方式，從其細(xì)節(jié)來(lái)看，這種通訊方式是比較復(fù)雜的，其原因在于公網(wǎng)IP以及其端口是未知的，是無(wú)法發(fā)送相關(guān)請(qǐng)求的，這時(shí)，需要第三方服務(wù)器的作用使得嵌入式系統(tǒng)可以通過(guò)NATA的作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)和私網(wǎng)主機(jī)之間的正常連接。

三、穿透技術(shù)中相關(guān)難點(diǎn)分析

3.1、選擇與服務(wù)器正常通信的技術(shù)

局域網(wǎng)IP地址和端口的存在，使得嵌入式系統(tǒng)能夠有效地登錄和訪問(wèn)，在具體的操作細(xì)節(jié)中，我們應(yīng)當(dāng)結(jié)合NAT穿透技術(shù)的穿透作用，為嵌入式系統(tǒng)提供必要的IP地址和端口，保證局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)和外界的服務(wù)器之間能夠正常通信，保證UDP通話(huà)的時(shí)效性。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們要在嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行中定期刷新公網(wǎng)的地址和端口。可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行，其一，在固定的時(shí)間間隔內(nèi)，向服務(wù)器發(fā)送可以使用的數(shù)據(jù)包，保證公網(wǎng)地址IP以及端口有效；其二，設(shè)置定時(shí)器，并重復(fù)使用UDP數(shù)據(jù)包，在已經(jīng)設(shè)置好的中斷程序中加入記錄時(shí)間間隔的變量；其三，在設(shè)置好的程序中對(duì)數(shù)據(jù)包的信號(hào)量進(jìn)行分析，要保證數(shù)據(jù)包時(shí)刻處于被激活的狀態(tài)之中，進(jìn)而達(dá)到服務(wù)器正常發(fā)送的要求。

3.2、加強(qiáng)解析服務(wù)器的使用

在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，明確發(fā)送給服務(wù)器激活數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)格式對(duì)于數(shù)據(jù)包的發(fā)送過(guò)程以及利用效率有著非常好的支持，所以在具體操作過(guò)程中，我們可以預(yù)先將UDP包提前封裝好，并對(duì)其中的相關(guān)函數(shù)進(jìn)行調(diào)試，從而保證局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)和外部的服務(wù)器之間能夠保持良好的通信狀態(tài)。

解析服務(wù)器的運(yùn)用也是穿透技術(shù)中的關(guān)鍵性技術(shù)，具體的使用流程為，當(dāng)系統(tǒng)接收到來(lái)自于某一個(gè)服務(wù)器的數(shù)據(jù)包時(shí)，可以運(yùn)用系統(tǒng)中的調(diào)用函數(shù)對(duì)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行解析，對(duì)于數(shù)據(jù)包中所傳遞的信息要有針對(duì)性地處理，并對(duì)數(shù)據(jù)包中一些特殊的字符進(jìn)行有效地篩選，做到對(duì)數(shù)據(jù)包的完全解析，為系統(tǒng)下一步的工作提供良好的條件。此外，在未來(lái)增強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)中，我們可以進(jìn)一步地強(qiáng)化公網(wǎng)和局域網(wǎng)嵌入系統(tǒng)之間的聯(lián)系，這就要求我們對(duì)UDP中的有效負(fù)載情況進(jìn)行有計(jì)劃地分離，從而使得后續(xù)的解析計(jì)劃能夠進(jìn)行和開(kāi)展，進(jìn)而使得嵌入式為整個(gè)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)包提供較強(qiáng)的有效性，提升整個(gè)系統(tǒng)工作的效率。

3.3、保證UDP數(shù)據(jù)包處于正常發(fā)送狀態(tài)之中

UDP數(shù)據(jù)包正常發(fā)送是整個(gè)系統(tǒng)工作的關(guān)鍵性步驟，也是決定整個(gè)系統(tǒng)工作效率的核心工作。在具體的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)公網(wǎng)IP地址和端口相關(guān)信息得到確定之后，我們接著要對(duì)網(wǎng)關(guān)中經(jīng)過(guò)NAT處理后的IP地址和端口進(jìn)行有針對(duì)性的甄別，從而確保UDP數(shù)據(jù)包能夠正常地發(fā)送，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在具體的操作過(guò)程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，UDP數(shù)據(jù)包還有著可封裝性的特點(diǎn)，所以，如果在具體操作過(guò)程中我運(yùn)用常規(guī)的方法是很難識(shí)別出來(lái)的，而且激活的數(shù)據(jù)包和未激活的數(shù)據(jù)包以及發(fā)送出的UDP數(shù)據(jù)包之間有著很強(qiáng)的相似性，更加增加了數(shù)據(jù)包的識(shí)別難度，所以我們需要采取一定的方法把數(shù)據(jù)包及時(shí)解析并采用科學(xué)的調(diào)用方式將數(shù)據(jù)包及時(shí)、高效地發(fā)送出去，而且，在整個(gè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)包的發(fā)送是可以極大地提升穿透效率的，通過(guò)發(fā)送出經(jīng)過(guò)“打包”的之后的UDP數(shù)據(jù)包，保證了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程的準(zhǔn)確性，而且提升了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。當(dāng)UDP數(shù)據(jù)包正常發(fā)送完之后，我們就可以認(rèn)為局域網(wǎng)內(nèi)的NAT穿透技術(shù)的使用已經(jīng)達(dá)到了我們預(yù)期的效果，可以開(kāi)展下一步程序的運(yùn)行，總體來(lái)說(shuō)，NAT穿透技術(shù)的運(yùn)行和開(kāi)展可以在很大程度上滿(mǎn)足嵌入式系統(tǒng)和外界設(shè)置之間數(shù)據(jù)包傳送的正確性，保證系統(tǒng)運(yùn)行的高效性，滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)際需求。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及成為了社會(huì)發(fā)展的必要技術(shù)，而且與各行各業(yè)的結(jié)合也越來(lái)越緊密，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，一些瓶頸問(wèn)題也逐漸地顯現(xiàn)出來(lái)，在實(shí)際操作過(guò)程中，我們利用穿透技術(shù)可以大大地提高一些非授權(quán)主機(jī)的安全性，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的適用性，可以使遠(yuǎn)程監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)在使用過(guò)程中達(dá)到良好的效果，將嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加完善和優(yōu)化。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，局域網(wǎng)的建設(shè)必然將是一個(gè)重點(diǎn)的課題，在局域網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，NAT穿透技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展將會(huì)隨著時(shí)間的推移更加深入，涉及面也會(huì)更加的廣泛，將會(huì)更好地滿(mǎn)足UDP數(shù)據(jù)包發(fā)送過(guò)程中各種需求，為我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供助力。

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