PLC單片機局域網嵌入式NAT穿透技術研究

藍珍

摘要：本文主要研究了PLC單片機局域網嵌入式NAT穿透技術，以加強對嵌入式NAT穿透技術的理解，通過對PLC單片機局域網結構形式的分析，從而實現嵌入式設備和局域網內信息的正常傳遞，擴大局域網內NAT技術的應用范圍。本文從實際出發(fā)，結合一定的實踐研究成果對PLC單片機局域網嵌入式NAT穿透技術進行了研究，為智能化遠程監(jiān)控系統的應用范圍擴大提供必要的參考。

關鍵詞：PLC；單片機；穿透技術；局域網

隨著我國科學技術的進步，人們對系統的硬件、軟件一體化要求越來越高。為了滿足人們生產生活之中的實際需求，需要我們加強嵌入式設備的使用，采用比較合理的、優(yōu)化的方式提升計算機操作系統中的服務功能，保證軟件和硬件設施能夠緊密結合，在具體的應用過程中，我們要結合PLC單片機局域網的實際需求，確保主機箱Internet提供更多的服務，在此過程中，我們需要加強NAT穿透技術的合理利用，優(yōu)化嵌入式系統的功能。

一、NAT技術概述

NAT，即網絡地址轉換技術，隨著我國計算機技術的迅速發(fā)展，這個名詞也越來越不陌生。各種各樣IP地址的應用已經成為目前計算機技術發(fā)展的瓶頸，在現實的操作中，我們必須對各種IP地址加以利用，從而避免出現因為IP地址缺乏而引發(fā)網絡故障的現象。在現階段中，提升NAT技術的使用率可以規(guī)避IP地址匱乏的問題，更可以滿足內網用戶和外界進行正常通信的需求。但是，在具體的操作過程中，不同類型NAT方式中存在著不同的適用范圍，需要我們根據實際情況控制外部效果的增強。

二、穿透技術的設計分析

根據對嵌入式系統的結構組成和工作性質的分析，在實際的應用過程中必須采取一些必要的措施來保證局域網內主機和外網設備的正常通信，這對于嵌入式系統運行效率的提升是至關重要的。在具體的設計過程中，我們需要注意以下幾個要點。首先，要確定公網主機和局域網嵌入式設備之間的通訊方式，公網IP的主機是無法向嵌入式設備發(fā)送任何數據包的，只有提供第三方的幫助才能讓彼此之間建立其聯系。當主機能夠收到嵌入式系統所發(fā)送的數據包時，說明NAT的穿透是成功，反之則失敗。其次，在設計過程中，我們還需要確定私網主機和局域網嵌入式設備之間的通訊方式，從其細節(jié)來看，這種通訊方式是比較復雜的，其原因在于公網IP以及其端口是未知的，是無法發(fā)送相關請求的，這時，需要第三方服務器的作用使得嵌入式系統可以通過NATA的作用，來實現和私網主機之間的正常連接。

三、穿透技術中相關難點分析

3.1、選擇與服務器正常通信的技術

局域網IP地址和端口的存在，使得嵌入式系統能夠有效地登錄和訪問，在具體的操作細節(jié)中，我們應當結合NAT穿透技術的穿透作用，為嵌入式系統提供必要的IP地址和端口，保證局域網內主機和外界的服務器之間能夠正常通信，保證UDP通話的時效性。為了實現這一目標，我們要在嵌入式系統運行中定期刷新公網的地址和端口。可以從以下三個方面進行，其一，在固定的時間間隔內，向服務器發(fā)送可以使用的數據包，保證公網地址IP以及端口有效；其二，設置定時器，并重復使用UDP數據包，在已經設置好的中斷程序中加入記錄時間間隔的變量；其三，在設置好的程序中對數據包的信號量進行分析，要保證數據包時刻處于被激活的狀態(tài)之中，進而達到服務器正常發(fā)送的要求。

3.2、加強解析服務器的使用

在整個系統的運行過程中，明確發(fā)送給服務器激活數據包的數據格式對于數據包的發(fā)送過程以及利用效率有著非常好的支持，所以在具體操作過程中，我們可以預先將UDP包提前封裝好，并對其中的相關函數進行調試，從而保證局域網內主機和外部的服務器之間能夠保持良好的通信狀態(tài)。

解析服務器的運用也是穿透技術中的關鍵性技術，具體的使用流程為，當系統接收到來自于某一個服務器的數據包時，可以運用系統中的調用函數對相關函數進行解析，對于數據包中所傳遞的信息要有針對性地處理，并對數據包中一些特殊的字符進行有效地篩選，做到對數據包的完全解析，為系統下一步的工作提供良好的條件。此外，在未來增強嵌入式系統中，我們可以進一步地強化公網和局域網嵌入系統之間的聯系，這就要求我們對UDP中的有效負載情況進行有計劃地分離，從而使得后續(xù)的解析計劃能夠進行和開展，進而使得嵌入式為整個系統接收數據包提供較強的有效性，提升整個系統工作的效率。

3.3、保證UDP數據包處于正常發(fā)送狀態(tài)之中

UDP數據包正常發(fā)送是整個系統工作的關鍵性步驟，也是決定整個系統工作效率的核心工作。在具體的運行過程中，當公網IP地址和端口相關信息得到確定之后，我們接著要對網關中經過NAT處理后的IP地址和端口進行有針對性的甄別，從而確保UDP數據包能夠正常地發(fā)送，使整個系統運轉。在具體的操作過程中，我們可以發(fā)現，UDP數據包還有著可封裝性的特點，所以，如果在具體操作過程中我運用常規(guī)的方法是很難識別出來的，而且激活的數據包和未激活的數據包以及發(fā)送出的UDP數據包之間有著很強的相似性，更加增加了數據包的識別難度，所以我們需要采取一定的方法把數據包及時解析并采用科學的調用方式將數據包及時、高效地發(fā)送出去，而且，在整個過程中，數據包的發(fā)送是可以極大地提升穿透效率的，通過發(fā)送出經過“打包”的之后的UDP數據包，保證了數據在傳輸過程的準確性，而且提升了整個系統的運行效率。當UDP數據包正常發(fā)送完之后，我們就可以認為局域網內的NAT穿透技術的使用已經達到了我們預期的效果，可以開展下一步程序的運行，總體來說，NAT穿透技術的運行和開展可以在很大程度上滿足嵌入式系統和外界設置之間數據包傳送的正確性，保證系統運行的高效性，滿足系統的實際需求。

四、結語

隨著科學技術的發(fā)展，計算機技術以及成為了社會發(fā)展的必要技術，而且與各行各業(yè)的結合也越來越緊密，在計算機技術的發(fā)展過程中，一些瓶頸問題也逐漸地顯現出來，在實際操作過程中，我們利用穿透技術可以大大地提高一些非授權主機的安全性，提高計算機網絡技術的適用性，可以使遠程監(jiān)控嵌入式系統在使用過程中達到良好的效果，將嵌入式系統的結構更加完善和優(yōu)化。在未來的發(fā)展過程中，局域網的建設必然將是一個重點的課題，在局域網的建設過程中，NAT穿透技術的應用和發(fā)展將會隨著時間的推移更加深入，涉及面也會更加的廣泛，將會更好地滿足UDP數據包發(fā)送過程中各種需求，為我國科學技術的發(fā)展提供助力。

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