面向嵌入式應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)性能提升的研究.pdf

1、隨著計算機硬件的不斷發(fā)展，嵌入式設(shè)備越來越多的被應(yīng)用在高要求的領(lǐng)域，同時對網(wǎng)絡(luò)通信的性能也提出了更高的要求。盡管目前已經(jīng)出現(xiàn)了很多高性能嵌入式硬件平臺，但是現(xiàn)今成熟的嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧往往不能很好的利用這些硬件資源，導致網(wǎng)絡(luò)性能沒有得到明顯的提升。如何提升嵌入式應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)性能已經(jīng)成為在開發(fā)嵌入式應(yīng)用過程中的一個重要問題。
　　本論文以高性能的嵌入式系統(tǒng)為出發(fā)點，針對其硬件特性，對嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧實現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)進行優(yōu)化，改善網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

2、棧的實時性能和吞吐量，從而提升嵌入式應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)性能。本文對這些關(guān)鍵技術(shù)進行了理論評估，選擇了LwIP協(xié)議棧和RT-Linux實時操作系統(tǒng)作為研究對象，并在此基礎(chǔ)上進行了實踐。
　　在實踐中，將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的進程模型設(shè)計成兩層結(jié)構(gòu)，接口層為一個進程，網(wǎng)絡(luò)層及以上協(xié)議層為一個進程，在充分利用并行機制的情況下，提高協(xié)議棧內(nèi)部處理數(shù)據(jù)的速度；緩沖區(qū)的靜態(tài)劃分和動態(tài)分配不僅降低了管理內(nèi)存上的耗時，而且減少了內(nèi)存碎片的產(chǎn)生；在 TCP控制塊管理

3、上，放棄原先通過循環(huán)遍歷來查找控制塊的方案，改用Hash模塊來優(yōu)化查找算法，避免因查找而消耗大量時間；在TCP定時器的管理上，通過為其設(shè)計兩層時間輪表，提高了處理定時器的效率，有效的減少了處理定時器所需花費的時間。對Select接口進行優(yōu)化，通過實現(xiàn)epoll接口，減少因數(shù)據(jù)在內(nèi)核空間和用戶空間之間傳遞而產(chǎn)生的內(nèi)存消耗，并且減少了判斷文件描述符狀態(tài)的所消耗的時間。
　　最后，本文對優(yōu)化前后的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進行了基本通信功能的測試和網(wǎng)絡(luò)