10G以太網(wǎng)與TCP/IP技術(shù)推動著分布式數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的快速發(fā)展,而商用10G網(wǎng)絡(luò)接口卡局限性大,基于FPGA實現(xiàn)10G以太網(wǎng)TCP/IP已成必然趨勢。受制于TCP/IP的復(fù)雜性和高數(shù)據(jù)吞吐率的處理難度,大多數(shù)應(yīng)用中均采用百兆輕量級協(xié)議棧,回避了繁瑣傳輸控制協(xié)議的設(shè)計難題。本文針對這一問題,基于FPGA實現(xiàn)10G以太網(wǎng)TCP/IP邏輯設(shè)計,達到高傳輸速率,同時保證了高可靠性和靈活性。論文首先介紹TCP/IP協(xié)議族,在此基礎(chǔ)上深入探究了滑動窗口、超時重傳、慢啟動三個關(guān)鍵技術(shù),闡明了TCP可靠性的本質(zhì)。針對10G以太網(wǎng)TCP服務(wù)端設(shè)計,本文提出了協(xié)議解析-控制.封裝的設(shè)計構(gòu)思：協(xié)議解析提出一種改進的IP首部校驗和算法,高速解析接收到的以太網(wǎng)報文；協(xié)議控制采用超時和重傳技術(shù)保證了TCP的可靠性,使用滑動窗口機制保持了數(shù)據(jù)塊的高速流動,利用慢啟動方法避免了TCP的啟動擁塞；協(xié)議封裝仲裁不同類型報文輸出的優(yōu)先級,確保報文的無沖突發(fā)送。針對TCP面向連接的特殊性,本文提出將Wireshark抓包軟件中TCP客戶端的發(fā)送數(shù)據(jù)作為激勵源的仿真方法,模擬TCP客戶端行為,成功實現(xiàn)了對TCP服務(wù)端的全面仿... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要工作
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 以太網(wǎng)TCP/IP技術(shù)
    2.1 TCP/IP協(xié)議族簡介
        2.1.1 TCP/IP協(xié)議族分層
        2.1.2 IP協(xié)議
        2.1.3 ARP協(xié)議
        2.1.4 ICMP回顯請求/應(yīng)答協(xié)議
        2.1.5 TCP協(xié)議
    2.2 TCP關(guān)鍵技術(shù)理論
        2.2.1 滑動窗口協(xié)議
        2.2.2 超時重傳
        2.2.3 慢啟動算法
    2.3 10G以太網(wǎng)物理層技術(shù)
        2.3.1 光纖技術(shù)簡介
        2.3.2 物理層結(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 10G以太網(wǎng)TCP/IP邏輯設(shè)計
    3.1 10G以太網(wǎng)TCP/IP邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 協(xié)議族解析
    3.3 ARP應(yīng)答
    3.4 TCP服務(wù)端設(shè)計
        3.4.1 TCP服務(wù)器狀態(tài)機
        3.4.2 超時重傳設(shè)計
        3.4.3 滑動窗口協(xié)議實現(xiàn)
        3.4.4 慢啟動算法實現(xiàn)
        3.4.5 TCP預(yù)讀取校驗和算法與實現(xiàn)
        3.4.6 TCP報文封裝
    3.5 仲裁設(shè)計
    3.6 綜合結(jié)果
    3.7 本章小結(jié)
第四章 10G以太網(wǎng)TCP/IP設(shè)計仿真
    4.1 仿真方法
    4.2 ARP應(yīng)答仿真
    4.3 ICMP回顯應(yīng)答仿真
    4.4 TCP功能仿真
        4.4.1 TCP連接建立
        4.4.2 TCP數(shù)據(jù)接收
        4.4.3 TCP數(shù)據(jù)發(fā)送
        4.4.4 TCP超時重傳及重傳恢復(fù)
        4.4.5 TCP連接斷開
    4.5 本章小結(jié)
第五章 功能和傳輸性能系統(tǒng)測試
    5.1 硬件測試平臺簡介
    5.2 TCP/IP功能性測試
        5.2.1 ARP與ICMP回顯應(yīng)答測試
        5.2.2 TCP數(shù)據(jù)收發(fā)測試
        5.2.3 TCP超時重傳測試
    5.3 TCP性能測試和分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2909040