虚拟网卡在蓝牙个人局域网的应用

论文摘要

“蓝牙”取自10世纪丹麦国王Harald Blatand的别名。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,是一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连线的低成本短距离无线连接技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。随着人们拥有带蓝牙的打印机,相机,移动电话等数字设备的增多,它们与计算机之间的便捷通讯成为需求。为了更好地满足这种需求,蓝牙特别兴趣小组(SIG)提出了一个新的概念——蓝牙个人区域网(Personal Area Networking,PAN)。本文从蓝牙技术的应用角度出发,比较分析了蓝牙PAN的两种实现模式,以及基于PPP和基于BNEP这两种不同协议的构建模型。提出了基于BNEP和其它底层模块的蓝牙PAN在Windows操作系统上的设计方案。并针对蓝牙PAN在Windows上的实现要点进行了重点的分析研究。通过测试证明了此方案的有效性和可用性。本文首先介绍了蓝牙技术的特点,然后详细总结了蓝牙系统的软硬件组成,协议模型和工作原理。随后本文对蓝牙PAN协议和应用规范进行了分析研究,详细说明了蓝牙PAN应用框架中的两种网络结构的异同,以及基于不同底层协议的实现模型。接下来本文给出了实现蓝牙PAN所要解决的问题和解决问题的方法,以及蓝牙在Windows操作系统上的实现方法,并对其核心模块虚拟网卡进行了重点讲述,给出了主要的实现函数和函数流程图,并涉入了在Windows Vista上的内核调试技术。在随后的蓝牙PAN的测试章节中,介绍了测试的原理与方案。最后指出目前仍然存在的问题和进一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 蓝牙技术综述
• 1.1 蓝牙技术基础
• 1.1.1 蓝牙技术相关术语
• 1.1.2 拓扑结构
• 1.2 蓝牙功能单元
• 1.3 蓝牙协议栈
• 1.3.1 核心协议
• 1.3.2 应用协议
• 1.4 蓝牙数据流和控制流
• 1.4.1 蓝牙数据流
• 1.4.2 蓝牙控制流
• 1.5 理解 Profile
• 2 蓝牙 PAN 介绍
• 2.1 PAN Profile 介绍
• 2.1.1 网络接入点（NAP）
• 2.1.2 组网络（GN）
• 2.1.3 PAN 用户（PANU）
• 2.2 PAN 的两种构建模型
• 2.3 PAN 协议栈模型
• 2.4 蓝牙网络封装协议
• 3 蓝牙 PAN 基于 Windows 平台的实现
• 3.1 蓝牙 PAN 实现要解决的问题
• 3.2 实现蓝牙协议与 Windows 网络协议的无缝连接
• 3.3 对无缝连接实现的具体分析
• 3.4 数据包转发算法的基本思想
• 3.5 虚拟网卡的实现
• 3.5.1 网络驱动接口规范
• 3.5.2 虚拟网卡驱动程序架构
• 3.5.3 VNIC 主要例程及分析
• 3.5.4 VNIC 如何寻址数据缓冲区
• 3.5.5 如何提高虚拟网卡的性能
• 3.6 WinDbg.exe 加虚拟 PC 机进行内核调试
• 3.6.1 内核调试环境的搭建
• 3.6.2 Vista 内核调试启动项
• 3.7 PAN 基于 Windows 平台的实现
• 3.7.1 传输层模块
• 3.7.2 蓝牙协议模块
• 3.7.3 蓝牙调度
• 3.7.4 定时器实现
• 3.7.5 内存管理
• 3.7.6 操作系统平台
• 3.7.7 GN/NAP 的切换
• 3.8 主要函数和函数流程图
• 4 蓝牙 PAN 的测试
• 4.1 蓝牙测试理论概述
• 4.2 蓝牙 PAN 的互操作性测试
• 4.2.1 互操作性测试基本模型
• 4.2.2 蓝牙应用模式测试模型
• 4.2.3 PAN 的互操作测试模型
• 4.3 PAN 的性能测试和鲁棒性测试
• 4.3.1 性能测试
• 4.3.2 鲁棒性测试
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文