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基于ARM架构的IPv6数字视频服务器的研究与实现

2020-11-21阅读(1071)

基于ARM架构的IPv6数字视频服务器的研究与实现

论文摘要

当今ipv6技术正在飞速发展，而ipv6本身所具有的更高的服务质量，更高的安全性，支持更多的硬件平台以及更多的灵活性和扩展性，使ipv6成为数字监控系统更好的载体。笔者在ARM平台上搭建了一个基于ipv6的数字视频服务器，本文共分为3大部分。 第一部分描述了支持这个视频服务器运作的底层系统模块，这一部分中包括本系统的中断模块和时钟模块的设计思想与具体的实现技巧，为提高网络流量而与协议栈紧密结合的网卡驱动程序的实现框架，为支持USB设备而设计的USB主控芯片驱动的工作原理与整体结构以及支持USB摄像头工作的摄像头驱动。 在第一部分所介绍的系统基础之上，第二大部分介绍了由笔者参与设计与开发的ipv6协议栈。由于此协议栈是为嵌入式设备所设计的，因此这一章对此协议栈所具备的与其他协议栈不同的特性进行了描述。首先描述了将ipv4和ipv6紧密结合能带给整个系统的好处，随后介绍了自己设计的路由算法，以及此算法与其它协议栈的路由算法的比较，接着给出了将传统协议栈2次拷贝的做法优化到单次拷贝与针对平台的内存拷贝优化所带来的性能提升。在此之后介绍了采用软中断带给协议栈的好处，并给出了笔者提出的基于消息应用层编程模型。 第三部分描述了笔者所提出的视频监控协议框架，这一章中给出了2类应用模型：2层和3层模型，介绍了这两类模型所代表的各类视频监控应用环境，并在此基础之上提出了一套协议，此套协议不但适用于多种应用模型，能支持各类视频设备，而且还包括了一套完整的安全框架模型，支持多类视频算法与加密算法。本章中还介绍了自行设计的密钥生成算法：KG1。在描述完协议的细节之后，介绍了基于此协议实现的一个3层模型的应用，并给出了实际的运行效果。

论文目录

  • 第一章 引言
  • 1.1 ipv6概述
  • 1.2 ipv6的优势
  • 1.3 监控系统概述
  • 1.3.1 数字和模拟监控系统的比较
  • 1.4 基于ipv6的数字监控系统
  • 1.5 小结
  • 第二章 系统整体架构
  • 2.1 数字视频监控服务器系统的应用模型
  • 2.2 视频监控服务器架构
  • 2.2.1 硬件结构概述
  • 2.2.2 软件结构概述
  • 第三章 平台及相关软硬件环境
  • 3.1 硬件平台特性
  • 3.1.1 ARM平台特性
  • 3.1.2 s3c2410的组成
  • 3.2 底层软件系统结构的设计
  • 3.2.1 单任务系统
  • 3.2.2 中断模型的设计特性
  • 3.2.3 时钟模块的设计
  • 3.3 与协议栈紧密结合的网络控制芯片驱动
  • 3.3.1 基于中断的工作方式
  • 3.3.2 网络控制芯片发送方式
  • 3.3.3 网络控制芯片接收数据的方式
  • 3.3.4 多播支持
  • 3.4 USB主控芯片驱动的设计与实现
  • 3.4.1 主机端与USB设备的通信方式
  • 3.4.2 OHCI主机控制器
  • 3.4.3 OHCI主控芯片驱动
  • 3.5 USB摄像头驱动
  • 3.6 小结
  • 第四章 ipv6网络协议栈
  • 4.1 ipv6协议栈现状
  • 4.1.1 普及操作系统中的ipv6协议栈
  • 4.1.2 百家争鸣的ipv6协议栈
  • 4.1.3 自主研发的ipv6协议栈
  • 4.2 协议栈的设计目标
  • 4.3 协议栈整体架构
  • 4.4 协议栈的精简和优化
  • 4.4.1 ipv4和ipv6的紧密结合
  • 4.4.2 路由功能精简与优化
  • 4.4.3 内存拷贝优化
  • 4.5 软中断在协议栈中的应用
  • 4.6 上层应用的编程模型
  • 4.6.1 简单而传统的上层应用编程模型
  • 4.6.2 select模型
  • 4.6.3 基于消息的编程模型
  • 4.7 小结
  • 第五章 视频服务协议的设计与实现
  • 5.1 视频应用与协议的设计目标
  • 5.2 视频应用的整体框架
  • 5.2.1 三层视频应用模型
  • 5.2.2 二层视频应用模型
  • 5.3 协议设计思想
  • 5.3.1 统一的协议
  • 5.3.2 多种应用模型
  • 5.3.3 自动发现
  • 5.3.4 与text based协议的比较
  • 5.3.5 提供足够灵活的框架
  • 5.3.6 提供安全特性的模型
  • 5.4 视频协议的设计
  • 5.4.1 协议头部
  • 5.4.2 Front Server Operation类报文
  • 5.4.3 Client Operation类报文
  • 5.4.4 Video Operation类报文
  • 5.4.5 Data报文
  • 5.4.6 Parameter Operation类报文
  • 5.4.7 Algorithm Operation类报文
  • 5.4.8 协议小结
  • 5.5 协议的实现
  • 5.5.1 基于B／S结构的客户端实现
  • 5.5.2 前端服务器的实现
  • 5.5.3 视频服务器的实现
  • 5.5.4 二层模型的实现规划
  • 5.6 运行效果
  • 5.6.1 运行环境
  • 5.6.2 效果
  • 5.7 小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 对未来的展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的学术论文

    • 相关论文文献

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