微操作系统中轻量级TCP/IP协议的研究与实现

论文摘要

随着计算机网络技术、电子技术的飞速发展，移动计算设备、智能传感器等嵌入式设备的Internet网络化成为当前网络发展的一个重要方向和必然结果。为此本文对嵌入式联网的TCP／IP协议进行了讨论研究。 本文首先介绍了相关TCP／IP协议的基础知识，对标准TCP／IP协议的功能进行了分析。针对嵌入式应用的特点，提出了一种基于微操作系统内核之上的网络通信协议的实现方案，描述了该轻量级TCP／IP协议的总体架构和实现的关键技术，然后，对其中的一些基本协议，如ARP、IP、ICMP、TCP、UDP等协议的设计和实现做了详细说明，介绍了各个模块的输入、输出处理流程和接口。在不违反标准协议的前提下，对传统实现算法做了某些取舍和修改。 本文以软件方式实现了一个稳定、高效、精简、安全的嵌入式网络组件，并且通过实验对其功能和性能进行了详细的测试并给出了测试结果。最后，总结了课题研究阶段的工作和下一阶段的工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题目标、内容和意义
• 1.3 主要研究工作
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 标准TCP／IP协议的相关研究
• 2.1 TCP／IP协议概述和发展现状
• 2.1.1 TCP／IP概述
• 2.1.2 发展现状
• 2.2 TCP／IP协议的体系结构和主要协议分析
• 2.2.1 TCP／IP协议的体系结构
• 2.2.2 主要协议分析
• 2.3 TCP／IP协议在实现上的主要性能代价
• 2.3.1 数据传输过程中的代价
• 2.3.2 TCP／IP协议在实现机制上的主要性能代价
• 2.4 TCP／IP协议存在的不足
• 2.4.1 TCP／IP协议应用于无线链路
• 2.4.2 TCP／IP协议应用于非对称网络
• 2.4.3 TCP／IP协议的安全性问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 轻量级TCP／IP协议分析与体系结构设计
• 3.1 微操作系统中轻量级TCP／IP协议简介
• 3.1.1 微操作系统简介
• 3.1.2 轻量级TCP／IP简介
• 3.2 轻量级TCP／IP协议的开发和调试
• 3.3 轻量级TCP／IP协议的组成及设计方案
• 3.4 轻量级TCP／IP协议实现的关键技术
• 3.4.1 轻量级TCP／IP协议的缓存区管理和内存管理技术
• 3.4.2 校验和计算
• 3.4.3 轻量级TCP／IP协议的定时器处理
• 3.5 本章小结
• 第四章 轻量级TCP／IP协议的实现
• 4.1 轻量级TCP／IP协议的数据传输流程
• 4.2 网络接口协议的实现
• 4.3 网络层协议的实现
• 4.3.1 IP协议的实现
• 4.3.2 ICMP协议的实现
• 4.3.3 ARP协议的实现
• 4.4 传输层协议的实现
• 4.4.1 UDP协议的实现
• 4.4.2 TCP协议的实现
• 4.5 轻量级TCP／IP协议通用接口层的实现
• 4.6 轻量级TCP／IP协议配置项的实现
• 4.7 本章小结
• 第五章 轻量级TCP／IP协议的测试
• 5.1 轻量级TCP／IP协议的测试环境
• 5.2 轻量级TCP／IP协议的功能测试
• 5.2.1 IP层及其以下模块的测试
• 5.2.2 IP层以上模块的测试
• 5.3 轻量级TCP／IP协议与标准TCP／IP协议的目标代码比较
• 5.4 轻量级TCP／IP协议中TCP协议的性能测试
• 5.4.1 TCP建立连接的响应时间
• 5.4.2 TCP关闭连接的响应时间
• 5.4.3 TCP协议的数据传输率
• 5.5 测试小结
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 下一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文