以在網(wǎng)交換機中TELNET的應用 （2000-3-24）
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LAN 以太網(wǎng) 交換機 以在網(wǎng)
交換機中TELNET的應用（丁夫 石冰心）
TELNET協(xié)議是當今Internet應用最廣泛的協(xié)議之一，尤其在使用UNIX操作系統的計算機
上，它已成為不可或缺的一種工具。 更重要的是，TELNET協(xié)議提供了在Internet上異質(zhì)網(wǎng)之
間傳遞數據和控制信息的重要方法，具有很重要的實(shí)用價(jià)值和啟發(fā)意義。在
以太網(wǎng)交換機的
設計中，TELNET服務(wù)器是提供遠程管理功能的必備部件，在其它各種網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品中它也是必不
可缺的一部分。本文首先介紹了以太網(wǎng)交換機的基本結構和工作原理及TELNET服務(wù)器在其中
的地位和作用，然后介紹了TELNET協(xié)議的內容及其實(shí)現方法。
1以太網(wǎng)交換機基本結構及工作原理
交換芯片為ASIC芯片，主要完成在瑞口之間交換以太網(wǎng)幀的功能；另外還能提供對V
LAN、
組播（Multicast）、生成樹(shù)協(xié)議（STP，SPanning Tree Protocol）、RMON、SNMP MIB、流
量控制、三層交換等功能的支持。收發(fā)器負責將端口收到的以太網(wǎng)幀送到交換芯片，并將交
換芯片發(fā)出的幀送到端口上。10M／100M自適應端口還負責10M／100M以太網(wǎng)幀的自適應識別
上LED為指示端口狀態(tài)的發(fā)光二極管。虛線(xiàn)框內為交換機的管理部分，為交換機提供智能功能，
是可選設備。CPU為RISC處理器芯片。CPU接口為符合特殊標準的數據總線(xiàn)和控制總線(xiàn)的接口
電路。串行接口（Serial，為標準的RS232接口。
交換機的管理部分硬件類(lèi)似一臺主機，由軟件支持運行。為了達到實(shí)時(shí)性的要求，支撐
平臺使用實(shí)時(shí)操作系統（如VxWorks），再輔之以各種應用程序構成了管理部分的軟件部分。
其中設備驅動(dòng)程序（DeviceDriver）負責通過(guò)CPU接口與交換芯片交換數據和控制信息，
如交換芯片的寄存器的讀寫(xiě)、交換部分RAM的讀寫(xiě)、中斷的處理等等。用戶(hù)管理界面（User
Interface給管理員提供多種反好的人機界面。Shell提供一個(gè)菜單式的命令行界面，可以通
過(guò)串日或TELNET服務(wù)端口提供管理服務(wù)。SNMP／Web為另外兩種用戶(hù)管理界面，它們更友好，
功能也更豐富，分別通過(guò)SNMP端口和Web頁(yè)面管理交換機。這兩種方式和TELNET方式提供了遠
程管理的功能。
TELNET服務(wù)器（TELNETDaemon接收從TCP的23號端口遠程登錄的請求，并建立連接。這條
TCP連接作為Shell與遠程登錄者之間的通信鏈路，透明地傳輸兩者之間的數據和控制信息。
2 TELNET協(xié)議介紹
TELNET協(xié)議提供了雙向的、面向字符（8bit數據）的通信方式。最初它被用作終端與面
向終端的進(jìn)程之間通信的標準，后來(lái)它也用于終端間的點(diǎn)時(shí)點(diǎn)通信以及在分布式環(huán)境下進(jìn)程
間的通信。TELNET使用客戶(hù)機／服務(wù)器模式。在本地系統運行TELNET客戶(hù)機，而在遠地主機
則運行TELNET服務(wù)器。TELNET協(xié)議在TCP／IP協(xié)議堆中屬于應用層（Application Laver），
工作在TCP層之上；TELNET服務(wù)器程序工作在TCP的23號端口上。TELNET協(xié)議有三個(gè)基本概念：
網(wǎng)絡(luò )虛擬終端、選項協(xié)商和對稱(chēng)性。
2.1網(wǎng)絡(luò )虛擬終端
為了適應許多計算機和操作系統之間的差異，TELNET定義了所謂的網(wǎng)絡(luò )虛擬終端（NVT）。
NVT包括鍵盤(pán)和打印機，分別對應于普通終端的鍵盤(pán)和顯示器。在發(fā)送數據前先把要發(fā)送的字
符轉換為NVT的字符，送給NVT鍵盤(pán)；把來(lái)自網(wǎng)絡(luò )的數據（NVT字符）送給NVT打印機，經(jīng)過(guò)NVT
打印機過(guò)濾的字符交給上層軟件處理。
2.2選項協(xié)商
NVT并不能解決通信中所有的問(wèn)題，TELNET定義了自己的一些控制命令。通過(guò)TELNET的選
項協(xié)商（Option Negotiation），客戶(hù)機和服務(wù)器可以協(xié)商使用更多的終端功能。協(xié)商的對
話(huà)模式有四種：WILL；WONT；DO；DONT。
2.3對稱(chēng)性
由于進(jìn)行選項協(xié)商的兩端是平等的，任一端都有可能將對方的確認命令當成是請求命令
而再次發(fā)出響應命令，這樣就會(huì )造成協(xié)商過(guò)程的無(wú)限循環(huán)。為了避免循環(huán)的發(fā)生，協(xié)商過(guò)程
應遵循下面三個(gè)規則：
a.只為選項的變化發(fā)出請求；
b.接收到的請求如果要求自己進(jìn)入已經(jīng)具有的狀態(tài)，此請求將不被理睬；
C.當一端向另一端發(fā)送一個(gè)協(xié)商命令時(shí)（請求或響應），如果該選項的使用（接受）將
影響到對方對接收數據的處理，那么這個(gè)命令應該被插入到該選項開(kāi)始起作用的數據流的首
部（建立這一規則是因為從請求命令的發(fā)出到接收到響應命令將會(huì )有一定的時(shí)延）。
3 TELNET協(xié)議的實(shí)現方法
雖然實(shí)現TELNET的應用程序有服務(wù)器和客戶(hù)機之分，但如前所述，運用TELNET協(xié)議進(jìn)行
通信的兩方是完全對稱(chēng)的，就此而言是不分服務(wù)器和客戶(hù)機的。這里僅描述其中一方的軟件
實(shí)現，另一方的軟件是完全相同的。
3.1概述
TELNET軟件可由三大部分組成：NVT鍵盤(pán)、NVT打印機和命令解釋執行體。
出流輸出NVT鍵盤(pán)所允許的字符和命令。如果輸出的是命令字符，調用命令執行體完成
相應功能；如果是普通字符，則可以將之發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )上。
NVT打印機的工作很簡(jiǎn)單：網(wǎng)絡(luò )上輸入的數據如果在所支持的95個(gè)字符內，直接交給上
層軟件；如果輸入的數據為前面所述的八個(gè)特殊字符（NUL、LF、CR、BEL、BS、HT、VT和FF），
把它們轉換為本機所使用的相應字符再上傳；對于其他字符，一律拋棄處理。
命令解釋執行體將混雜在輸入流中的TELNET命令分離出來(lái)，解釋之后執行相應的操作。
它通過(guò)直接寫(xiě)SOCKET發(fā)送TELNET命令。此外，NVT鍵盤(pán)和打印機的工作方式（如回顯、二進(jìn)
制方式收發(fā)等）都要受到命令解釋執行體的選項協(xié)商結果的影響，因此命令解釋執行體還要
通過(guò)選項來(lái)影響它們的工作方式。
3.2命令解釋執行體的實(shí)現
命令解釋執行作要接收識別TELNET命令序列，具有較多的狀態(tài)，是實(shí)現的難點(diǎn)。用有限
狀態(tài)機（Finite State Machine）來(lái)記錄狀態(tài)問(wèn)的變化轉移，并執行相應的操作，可以大為
簡(jiǎn)化程序的設計、提高編程效率，更能增強源代碼的可讀性，是實(shí)現命令解釋執行體的理想
方法。
4結果及結論
為了突出重點(diǎn)，這里所示的FSM只支持TELNET協(xié)議中回顯、二進(jìn)制發(fā)送和抑制GA等基本
選項，并且沒(méi)有支持子協(xié)商選項（Sub－Negotiation）。但根據這里所使用的原理，其他的
選項協(xié)商和子協(xié)商的內容都可以很容易加入。
筆者按照上述原理和實(shí)現方法實(shí)現的TELNET服務(wù)器程序在VxWorks上運行正常，能夠滿(mǎn)足
從不同系統的登錄連接。
