近年來,隨著計算機網絡技術的不斷發(fā)展以及嵌入式系統(tǒng)的普遍運用,嵌入式Internet技術的研究也獲得了長足的進步。然而由于傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧比較復雜,效率也比較低,更關鍵在于它的代碼量很大,無法在資源緊張的嵌入式系統(tǒng)或者一些硬件芯片上實現(xiàn)其全部功能。針對特定的組網方式及網絡環(huán)境,我們可以對傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧進行裁剪和改進,從而實現(xiàn)節(jié)點間高效率、高可靠、低時延、輕量級的通信。本課題研究的重點在于,在現(xiàn)有協(xié)議棧的基礎上,對所需的各個協(xié)議進行簡化,使之滿足丟包率、可靠性以及吞吐量等方面的性能需求。特別是對TCP協(xié)議的裁剪,通過減少TCP協(xié)議的狀態(tài)機數(shù)量以縮減協(xié)議棧的代碼量,采用合適的最小重傳超時值來提高通信效率,增加顯式擁塞控制機制來降低丟包率。為了解決組網中出現(xiàn)的網絡擁塞問題,本文還設計了一種新型的交換機隊列管理算法,以緩解網絡的擁塞壓力。本文首先概括性地介紹了輕量級協(xié)議棧,指出當前國內外的研究背景與現(xiàn)狀,并給出輕量級協(xié)議棧的設計思路。接下來簡要概述傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧,分別對ARP協(xié)議、IP協(xié)議、ICMP協(xié)議、UDP協(xié)議、TCP協(xié)議以及靜態(tài)路由協(xié)議做詳盡的分析。在此基礎上針... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 輕量級協(xié)議棧概述
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究現(xiàn)狀
        1.1.3 輕量級協(xié)議棧的特點
    1.2 輕量級協(xié)議棧的設計思路
        1.2.1 底層運行環(huán)境
        1.2.2 緩沖區(qū)管理
        1.2.3 網絡層的設計思路
        1.2.4 運輸層的設計思路
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文內容安排和結構
第二章 TCP/IP協(xié)議棧分析
    2.1 TCP/IP協(xié)議棧概要
        2.1.1 物理層與數(shù)據鏈路層
        2.1.2 網絡層
        2.1.3 傳輸層
        2.1.4 應用層
    2.2 ARP協(xié)議分析
    2.3 IP協(xié)議分析
    2.4 ICMP協(xié)議分析
    2.5 UDP協(xié)議分析
    2.6 TCP協(xié)議分析
        2.6.1 TCP提供的服務
        2.6.2 TCP的連接
        2.6.3 TCP的狀態(tài)轉換圖
        2.6.4 TCP的流量控制
        2.6.5 TCP的擁塞控制
        2.6.6 TCP的差錯控制
        2.6.7 TCP不同版本簡介
    2.7 靜態(tài)路由協(xié)議
    2.8 本章小結
第三章 輕量級協(xié)議棧的裁剪
    3.1 方案的拓撲分析
        3.1.1 基站拓撲組網分析
        3.1.2 協(xié)議需求分析
    3.2 方案的IP編址
    3.3 協(xié)議棧的裁剪
        3.3.1 ARP協(xié)議實現(xiàn)
        3.3.2 IP協(xié)議實現(xiàn)
        3.3.3 ICMP協(xié)議實現(xiàn)
        3.3.4 UDP協(xié)議實現(xiàn)
        3.3.5 TCP協(xié)議實現(xiàn)
        3.3.6 靜態(tài)路由協(xié)議實現(xiàn)
        3.3.7 協(xié)議棧的對比
        3.3.8 網絡中間設備的數(shù)據轉發(fā)
    3.4 協(xié)議棧的改進
        3.4.1 縮短最小重傳超時
            3.4.1.1 重傳計時器
            3.4.1.2 往返時間測量
            3.4.1.3 重傳超時計算
        3.4.2 擁塞控制算法改進
            3.4.2.1 傳統(tǒng)TCP的不適用性
            3.4.2.2 現(xiàn)有TCP的擁塞控制
            3.4.2.3 路由器擁塞控制隊列
            3.4.2.4 顯式擁塞控制通知
    3.5 本章小結
第四章 交換機隊列管理算法的設計與仿真
    4.1 相關技術背景介紹
        4.1.1 交換機的擁塞控制算法
        4.1.2 交換機擁塞控制的設計思想
        4.1.3 現(xiàn)有擁塞控制算法的不足
    4.2 交換機隊列管理的現(xiàn)有技術方案
        4.2.1 隨機早期檢測
        4.2.2 自適應隨機早期檢測
    4.3 交換機隊列管理方法的設計
        4.3.1 設計思路
        4.3.2 流程步驟分析
        4.3.3 本技術方案的關鍵點
    4.4 交換機隊列管理方法的仿真及結果分析
    4.5 本章小結
第五章 仿真平臺的構建與仿真性能分析
    5.1 仿真軟件簡介
    5.2 輕量級TCP/IP仿真平臺的模型設計
        5.2.1 網絡模型
        5.2.2 節(jié)點模型
            5.2.2.1 交換機模型
            5.2.2.2 終端模型
        5.2.3 主要進程模型
            5.2.3.1 數(shù)據源進程
            5.2.3.2 TCP進程
            5.2.3.3 IP進程
            5.2.3.4 交換機進程
        5.2.4 仿真平臺的內部信息交互
            5.2.4.1 數(shù)據包及包格式
            5.2.4.2 接.控制信息
    5.3 仿真參數(shù)設置
    5.4 仿真過程及性能分析
        5.4.1 縮短最小RTO的值
        5.4.2 增加擁塞控制機制
        5.4.3 性能的整體對比
    5.5 本章小結
第六章 全文總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[10]大時滯網絡中的擁塞控制算法[J]. 任豐原,林闖,任勇,山秀明.  軟件學報. 2003(03)

碩士論文
[1]基于嵌入式系統(tǒng)的協(xié)議棧的研究與設計[D]. 陳斯平.武漢理工大學 2006



本文編號：3052021