構(gòu)件化的嵌入式通訊協(xié)議棧研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、嵌入式通訊協(xié)議是嵌入式設(shè)備與外界交流的“語言”，隨著嵌入式應(yīng)用的不斷深入，嵌入式設(shè)備在我們生活的各個(gè)角落發(fā)揮著越來越重要的作用，嵌入式通訊協(xié)議的內(nèi)容也越來越豐富，其中最富代表性的就是嵌入式TCP/IP協(xié)議棧。 本文針對嵌入式系統(tǒng)資源匱乏、處理能力差的特點(diǎn)，對TCP/lP協(xié)議棧進(jìn)行了簡化和改造，利用構(gòu)件化的思想，對底層驅(qū)動(dòng)和操作系統(tǒng)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行了專門的構(gòu)件化，有效提高了協(xié)議棧的可移植性；對應(yīng)用層協(xié)議的構(gòu)件化，提高了協(xié)議的可配置

2、性，并大大減少了協(xié)議棧每個(gè)應(yīng)用的體積。 在TCP/IP協(xié)議棧的開發(fā)過程中，本文充分考慮了嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，在不違背協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡量對協(xié)議棧進(jìn)行了簡化，并對非核心協(xié)議進(jìn)行構(gòu)件化處理，減少了每個(gè)應(yīng)用的體積。另外協(xié)議棧增加了PPPOE協(xié)議，可以方便家庭用戶的互聯(lián)網(wǎng)接入。 在應(yīng)用層協(xié)議的開發(fā)中，本文根據(jù)實(shí)際需要，開發(fā)了基于UDP協(xié)議的TX-TFTP協(xié)議以及基于TCP的簡單的HTTP客戶端。利用“UDP打洞技術(shù)”，成

3、功實(shí)現(xiàn)了嵌入式設(shè)備的點(diǎn)對點(diǎn)連接。 嵌入式系統(tǒng)的TCP應(yīng)用具有數(shù)據(jù)包小但數(shù)量多、實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn)，因此很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。針對這個(gè)特點(diǎn)，本文實(shí)現(xiàn)了用于TCP擁塞控制的Nagle算法并對其進(jìn)行改進(jìn)，有效的避免了大量小數(shù)據(jù)包的不必要傳送，提高了TCP的擁塞控制能力。本文提出的Nagle改進(jìn)算法避免了Nagle算法和TCP的延遲確認(rèn)策略間的交互引起的暫時(shí)性“死鎖”現(xiàn)象，使Nagle算法適用范圍得以擴(kuò)展。 本文最后搭建了專

4、門的測試平臺(tái)，首先測試了TCP接收端擁塞控制效果，通過下載速度以及Sniffer監(jiān)控得到幀的總數(shù)的對比，比較直觀的反映了滑動(dòng)窗口大小對TCP協(xié)議性能的影響；在同一個(gè)平臺(tái)上，通過對無Nagle算法、傳統(tǒng)Nagle算法以及改進(jìn)Nagle算法的對比測試，有力地證明了Nagle算法在嵌入式應(yīng)用中有必不可少的作用，并直觀地反映出傳統(tǒng)Nagle算法地缺點(diǎn)以及改進(jìn)Nagle算法在這個(gè)方面的改進(jìn)；最后，測試了構(gòu)件化對協(xié)議棧性能的影響，得出不能一味追求構(gòu)