1、3G模塊開發流程詳解應用場景介紹現在很多公司無線通信都使用3G模塊來作為網絡連接的接口，而3G撥號是整個開發的第一步，如何開發使用PPPD程序？了解撥號程序的流程會有很大的幫助，下面對PPPD的撥號流程做一個詳細的分析，并結合事例程序進行講解。因為PPPD程序不依賴硬件平臺，所以這個撥號程序的通用性很高。本文事例程序的版本是ppp-2.4。重點講解PPPD的撥號流程和開發要點，對撥號程序所用的詳細參數以及所使用協議的不做具體說明，請大家參考相關協議。一、PPPD撥號流程介紹（AT命令）PPPD 是一個用戶空間的后臺服務進程（daemon），負責與3G模塊進行通信會話來進行必要的初始化設置，然后

2、開始按照協議所要求的步驟進行撥號。初始化設置是由PPPD自帶的一個輔助工具CHAT程序來完成的，這個程序利用AT指令和3G模塊進行通信，主要是交互一些撥號的參數設置、進行撥號的用戶名和密碼、是否采用數據加密等連網必不可少的參數。下面開始分析這個撥號的流程。AT+CGMI？ -給出模塊廠商的標識AT-是AT指令的開始符號，后面的+號表示后面有具體的配置參數；CGMI-這就是具體的配置參數，這個參數后面的？號標示是向3G查詢；關于3G的AT指令，業界推出了一些標準的指令集合，這些指令在任何廠家的任何模塊上都可以使用，也有一些是3G模塊生產廠家自己規范的一些AT指令，這些指令就只能在特定的模塊上才能

3、使用。1. PPPD撥號流程下面結合PPPD程序的代碼對撥號流程做一下分析。主程序是pppd_start，這個函數首先是做一些初始化的工作：void *pppd_start(void *arg) for (i = 0; (protp = protocolsi) != NULL; +i) (*protp->init)(0);tty_init();首先是對幾個所使用的協議進行初始化，我們這里所用到的分別是lcp_protent、chap_protent、ipcp_protent。初始化的工作基本一致，就是建立各個協議的狀態機進行默認設置，為以后網絡的維護做好準備；tty_init（）是對3G

4、模塊所使用串口進行設置，包括所使用的默認撥特率、停止位、是否校驗等，在這個函數里還有一個操作就是設置好網絡連接所用的通道：the_channel = &tty_channel（這是在tty_init函數里），這個所謂的連接通道是3G連接的重要函數，后面有這個通道的使用說明；在完成一些初始化后，正式開始進行協議的協商：pppd_start ->lcp_open();: 打開LCP協議狀態機，設置狀態為STARTING;各個協議的狀態機分別是-STARTING 、INITIAL、CLOSED、CLOSING、STOPPED、OPENED。在上面的初始化時把所有的協議狀態機都設置為IN

5、ITIAL。這里打開LCP協議就是把狀態設置為STARTING。接著往下看程序，還是在pppd_start()主函數里：pppd_start ->start_link();這個函數比較重要，我們把他展開：void start_link(unit) char *msg; new_phase(PHASE_SERIALCONN); devfd = the_channel->connect(); msg = "Connect script failed" if (devfd < 0) goto fail; /* set up the serial device a

6、s a ppp interface */ /* * N.B. we used to do tdb_writelock/tdb_writeunlock around this * (from establish_ppp to set_ifunit). However, we won't be * doing the set_ifunit in multilink mode, which is the only time * we need the atomicity that the tdb_writelock/tdb_writeunlock * gives us. Thus we do

7、n't need the tdb_writelock/tdb_writeunlock. */ fd_ppp = the_channel->establish_ppp(devfd); msg = "ppp establishment failed" if (fd_ppp < 0) status = EXIT_FATAL_ERROR; goto disconnect; /* * Start opening the connection and wait for * incoming events (reply, timeout, etc.). */ if (

8、ifunit >= 0) notice("Connect: %s <-> %s", ifname, ppp_devnam); else notice("Starting negotiation on %s", ppp_devnam); add_fd(fd_ppp); status = EXIT_NEGOTIATION_FAILED; new_phase(PHASE_ESTABLISH); lcp_lowerup(0); return;disconnect: new_phase(PHASE_DISCONNECT); if (the_cha

9、nnel->disconnect) the_channel->disconnect();fail: new_phase(PHASE_DEAD); if (the_channel->cleanup) (*the_channel->cleanup)();首先調用the_channel->connect(),這是個函數指針，實際調用的是connect_tty()，（這個函數在上面pppd_start->tty_init里進行了設置）他設置一些TTY通道的參數，然后開辟一個線程chat_main，發送指令對進行配置；一切正常后從connect_tty返回到start

10、_link繼續往下執行；start_link->the_channel->establish_ppp(devfd)下面把establish_ppp（）函數展開：int tty_establish_ppp (int tty_fd) ret_fd = generic_establish_ppp(tty_fd);2. 重要函數說明generic_establish_ppp()；generic_establish_ppp->make_ppp_unit(),在make_ppp_unit（）函數里:ppp_dev_fd = open("/dev/ppp", O_RDW

11、R)，打開/dev/pppioctl(ppp_dev_fd, PPPIOCNEWUNIT, &ifunit)建立一個網絡接口ppp0, 如果網絡接口成功建立后會顯示：notice("Connect: %s <-> %s", ifname, ppp_devnam)=Connect: serial0 <-> /dev/ttyUSB0 ，說明網絡接口已經建立； (這個時候可以在SHELL下ifconfig看到這個接口)；之后再次返回到start_link執行；接下來開始發起LCP通信：start_link->lcp_lowerup（）:這個函

12、數首先和內核的PPP協議進行協商，主要是MTU等鏈路參數，協商后設置LCP的DELAYED_UP標志，把lcp_delayed_up函數設置給一個定時器，這個定時器會根據DELAYED_UP標志周期執行之前賦給他的函數，就是這個lcp_delayed_up，在這里函數里將主動發起協議請求，之后等待對端的回應。start_link函數結束返回到 pppd_start()主函數繼續執行：接下來，主函數pppd_start會進入一個無限循環，這個循環主要執行兩個函數handle_events()、get_input();handle_events主要處理接收到的信號，還有一個功能就是執行定

13、時器的函數，前面曾經設置過一個lcp_delayed_up函數，那么建立連接首先執行這個函數；get_input主要是負責處理接收到的數據包，這個函數下面會介紹。先來看lcp_delayed_up：調用lcp_delayed_up->fsm_lowerup，在上面的lcp_open（）函數里LCP的狀態已經是STARTING，所以根據這個狀態調用fsm_sconfreq（），發送LCP初始化配置請求，然后LCP狀態設置為：REQSENT，函數返回；fsm_sconfreq先組建一些連接用的參數，然后調用fsm_sdata(f, CONFREQ, f->reqid, outp, ci

14、len)，通過/dev/ppp->串口發送請求給3G；然后設置一個超時函數給定時器，一旦發送的這個LCP請求沒有回應，則重新發送。 如果沒有超時，那么會收到一個LCP請求的回應: rcvd LCP ConfReq id=0x0，這個時候數據的接收get_input函數來處理的，那么是如何收到對端發來的數據呢？就是這個get_input()，現在來看一下：首先阻塞的讀/dev/ppp，一旦收到一個數據包，檢查包里的協議，看是哪種協議數據（在Establishment Phase階段，只接收LCP的協議包，其他的就丟棄）；然后調用lcp_input進行實際的數據接收處理；lcp_input-

15、>fsm_input,在這個函數里根據收到包的請求命令進行分別處理：比如：rcvd LCP ConfReq id=。；那么就調用fsm_rconfreq（）進一步處理，如果接收正確，則會調用fsm_sdata（）發送CONFACK命令；然后設置LCP為ACKSENT然后等待數據包接收；當接收到一個ConfAck的包后，調用fsm_rconfack時，設置LCP為OPENED，然后lcp_up->lcp_echo_lowerup，注意，此時會調用ipcp_lowerup，設置IPCP為CLOSED！之后發送sent LCP EchoReq id；之后返回到lcp_up，執行link_

16、established，這個函數設置PPP為PHASE_AUTHENTICATE認證階段，開始加密等認證；之后返回；當接收到一個rcvd CHAP Challenge時，調用chap_input-chap_respond，發送一個CHAP_RESPONSE，sent CHAP Response id=0x1，然后繼續接收數據包；當收到一個rcvd CHAP Success后，調用chap_handle_status，這個函數打印CHAP authentication succeeded然后執行auth_withpeer_success，他繼續打印notice("%s authenti

17、cation succeeded", prot);執行network_phase，network_phase->start_networks，改變PPP為PHASE_NETWORK狀態，依次執行各個協議的open函數：這個時候IPCP已經為CLOSED的，所以會發送sent IPCP ConfReq，并設置IPCP為REQSENT當接收到一個rcvd IPCP ConfNak時，會發送sent IPCP ConfReq id=0x2，再次請求當再次收到rcvd IPCP ConfReq，接著發送sent IPCP ConfNak id=0x0 <addr .0>當接

18、收到rcvd IPCP ConfAck id=0x4時，調用IPCP_UP,顯示notice("local IP address %I", go->ouraddr);notice("remote IP address %I", ho->hisaddr);整個的協議協商過程用圖表表示為：Send lcp confreqSend lcp ackSend chap confreqSend chap ackSend ipcp confreqSend chap ackSend ipcp confreqSend ipcp ack網絡基站撥號端 圖2-1

19、PPPD協議協商流程圖此時，已經從網絡獲得動態分配的地址，表明已經建立連接，可以象使用普通以太網那樣使用網絡的接口。從上面的代碼中看到，網絡的連接是主動發起的，就是函數start_link，之后就是根據所接收的狀態是否滿足要求進而進行下一階段的工作。3. PPP協議的工作流程上面的撥號過程中使用到了撥號的幾個不同階段，這里做一個簡單的介紹(1) 鏈路不可用階段（Link Dead Phase）在最開始，整條鏈路處于鏈路不可用狀態，此階段有時也稱為物理不可用階段，PPP鏈路都需從這個階段開始和結束，當通信雙方的兩端檢測到物理線路激活時，就會從當前這個階段進入到鏈路建立階段(2) 鏈路建立階段 (Link Establishment Phase) 在此階段，PPP鏈路將進行LCP相關協商，協商內