由于越來越多的設備需要通過Internet進行通信或者控制，因此互連和安全功能成為除操作系統之外，設計者們所面臨的主要設計需求
大部分設計者在設計嵌入式系統的時候都采用傳統的設計步驟：首先選擇RTOS（實時操作系統），然后在此基礎上構建軟件應用。至于其他組件，例如網絡協議，再根據它們與所選的RTOS的兼容性進行選擇。這種選擇順序對于今后的嵌入式系統設計就不太合適了。
嵌入式設備的互連與移動特性日益突出，從而增強了對互連和安全性的要求。今天，沒有哪一個系統在設計的時候不考慮如何與其他系統進行互連。從家用報警設備、汽車監控設備到工控設備，嵌入式系統的OEM通過IP互連技術，為廣大用戶提供性能更強大、可用性更佳的產品。
過去，人們在選擇操作系統的時候需要仔細評估該操作系統的優缺點以及可用的開發工具。設計工程師的工作就是確保所選的操作系統勝任最大范圍的工作，并且滿足未來工程開發的需要。
現在，由于越來越多的設備需要通過Internet進行通信或者控制，因此互連和安全功能成為除操作系統之外，設計者們所面臨的主要設計需求。嵌入 式系統的工程師們在設計的前期就要仔細選擇互連和安全協議棧，確保TCP/IP協議棧和相應的安全與移動特性能夠在該嵌入式系統的生命周期內，滿足大部分 功能升級和設計更新的需要。
例如，對于公司和政府的辦公室、工廠和研發實驗室內遍布的網絡而言，通過Internet（或者Intranet、VPN）通信的設備越多，這些設備對用戶就越方便實用。
但是，如果黑客通過無線設備在實驗室高墻之外進行破壞行為，我們該如何應對呢？尤其對于政府和軍隊系統來說，這種破壞的后果可能是無法挽回的。
大量嵌入式設備用于通信的有線和無線網絡規模不斷增長，迫切需要可靠的互連和安全性能保證。漏洞百出的網絡安全對于嵌入式系統設計的前端就意味著極大的風險。
根基：TCP/IP棧
正如RTOS在傳統上是大多數嵌入式系統的基本組成模塊一樣，TCP/IP棧是網絡互連與安全的基礎。TCP/IP棧不僅負責設備之間的通信，而且是很多其他網絡互連與安全模塊賴以存在的核心軟件。
TCP/IP棧實質上是層次化結構的軟件模塊，其實現的功能在于通過Internet傳輸信息。TCP/IP是一個誤導的說法，因為TCP和IP僅 僅是TCP/IP棧用于通信的眾多協議中的兩種協議。棧的規模可大可小，小的例如移動電話和PDA，又大又復雜的例如那些處理跨國公司VPN通信的棧。
圖1 與Interpeak的IPNET類似的TCP/IP協議棧，其中集成的組件
支持多種網絡互連功能、IPv4/IPv6和多種安全功能
圖1給出了一種集成了多個組件的協議棧。這個例子中的協議棧具有高度的安全性，能夠實現無縫移動，支持IPv4和新型的IPv6協議。網絡和傳輸層構成了這個棧的核心。
網絡層負責消息處理，并把邏輯地址和名字轉換成物理地址，傳輸層確保數據的完整性。這一層采用兩種基本的協議：傳輸控制協議（TCP）和用戶數據報 協議（UDP）。當傳輸出錯時，TCP負責重新提交數據，并使主機同時保持多個連接。UDP是一種數據報服務，當不需要糾錯的時候，UDP能夠增強傳輸層 的網絡流量。
復雜性：新的挑戰
過去，網絡互連是一個次要因素，很多系統設計者通常構建自己的網絡協議棧，或者干脆簡化這一工作。設備之間的通信通常比較簡單，并且局限于很小的范圍之內。
而現在，大量的設備都通過Internet實現了互連，互連協議棧變得越來越復雜。錯綜復雜的互連與安全協議成倍增長，全球化的網絡標準也在快速發展，以應對Internet上大量設備相互通信而帶來的最新安全挑戰和困難。
除此之外，Internet出現的重大變化就是從目前的IPv4協議轉變為IPv6協議。IPv4支持大約40億個地址，同時人們還想出了一些辦 法，在“私有”網絡中開辟額外的地址空間。IPv6支持 3.4×1038個地址，也就是說足可以為地球上每平方毫米提供6.70×1017個地址。隨著IPv6的逐步普及，很多設備需 要能夠同時支持IPv4 和IPv6的通信。
根據Ipv6所需的設備類型和互連特性，從移動IP到QoS、虛擬路由、Ipv6管道以及越來越多的新型技術都需要更高的性能和標準兼容性，這些技術將隨著網絡系統功能的增長而同步發展。
對于大多數應用來說，現在的問題不再是構建自己的TCP/IP棧，而是選擇一個合適的協議棧。我們將面臨使用多個RTOS的挑戰。在這種情況下，網絡互連和安全協議棧需要移植到多個RTOS上。我們必須在系統開發的早期就意識到存在這種需求的可能性。
在某種程度上，嵌入式系統設計的發展道路與PC的發展之路非常類似。在20世紀80年代早期，PC的主要作用就是處理電子數據表和文字處理，人們都 是根據這些功能來選擇PC。今天，許多終端用戶需要通過Internet快速地傳輸數據，還需要具有多媒體功能。字處理和電子數據表的計算都成為了附屬功 能。
類似地，在嵌入式領域，我們非常依賴十幾年來一直沿用的各種RTOS的性能和可靠性。但是，我們必須轉變注意力，要認識到：在網絡互連和安全性問題上的任何折中都會損害整個嵌入式系統的價值。因此，應對網絡互連和安全性的挑戰成為系統設計需要考慮的首要問題。
