支持QoS的實(shí)時(shí)Linux系統(tǒng)QR-Linux.pdf

1、隨著IP網(wǎng)絡(luò)向集成語(yǔ)音和視頻等多媒體業(yè)務(wù)的下一代綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)(NGN)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)問題成為了網(wǎng)絡(luò)研究的重要課題。本文在操作系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)θ绾沃С謱?shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行了探討。 本文在對(duì)Linux2.6內(nèi)核進(jìn)程調(diào)度、下半部機(jī)制以及網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，通過將網(wǎng)絡(luò)接受中斷的推后工作交由具有實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)的內(nèi)核線程執(zhí)行，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種能更好的支持實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的實(shí)時(shí)Linux系統(tǒng)：QR-Linux(Real-

2、timeLinuxforQoS)。 硬件中斷的推后機(jī)制是影響Linux系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的重要因素。QR-Linux系統(tǒng)中將網(wǎng)絡(luò)接受中斷的推后工作以實(shí)時(shí)工作隊(duì)列的形式在進(jìn)程上下文中運(yùn)行，因而可搶占和睡眠。對(duì)協(xié)議棧處理進(jìn)行顯式調(diào)度是QR-Linux系統(tǒng)改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性能的主要手段。據(jù)此，QR-Linux的設(shè)計(jì)思想是：用實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)不同的內(nèi)核線程處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，利用Linux2.6提供的內(nèi)核可搶占式進(jìn)程調(diào)度，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)相對(duì)于非實(shí)時(shí)

3、業(yè)務(wù)的優(yōu)先處理，達(dá)到區(qū)分服務(wù)(DiffServ)的目的，從而提供更好的服務(wù)質(zhì)量。 QR-Linux系統(tǒng)通過修改Linux2.6.11版本內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，主要解決了實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包的區(qū)分、實(shí)時(shí)工作隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)接收工作者線程的使用三個(gè)關(guān)鍵性問題。之后，重新編譯了Linux內(nèi)核，構(gòu)造了QR-Linux系統(tǒng)。 最后，在構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試環(huán)境中，利用網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)測(cè)工具Netperf分別對(duì)Linux系統(tǒng)和QR-Linux系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐率和