基于socket的ADSL路由器进程通信模型的设计与实现

论文摘要

在目前的多种宽带接入网技术中,ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line,非对称数字用户线路)是最具前景及竞争力的一种,而ADSL路由器是ADSL宽带接入模式中用户端最重要的网络接入设备。为了能够实现路由器的功能和方便用户对其进行配置管理,通常需要在ADSL路由器上运行很多的应用进程,而这些应用进程之间联系紧密,彼此之间经常需要进行大量的通信,所以ADSL路由器进程通信系统的性能将会对ADSL路由器的运行效率产生显著的影响,因此设计一个既能满足进程间通信需求又能有效提高系统运行效率的进程通信模型就显得很有必要。系统选择了源代码开放的Linux操作系统作为软件开发平台。按照软件工程方法,首先对ADSL路由器进程通信系统进行需求分析,将系统中所运行的进程划分为配置进程和事务进程,并由此得出系统进程通信需求的结论。在对系统进行总体设计时,为减少系统中进程间通信通道的数量,通过借鉴路由器转发数据的基本原理,提出了基于“信息路由”的星形进程通信模型;为减少系统中长期运行进程的数量,通过借鉴Linux操作系统中inet机制的基本思想,将系统中的配置进程设计成“动态启动服务”;通过使用事件注册机制,能够在某个事件发生的时候进行“事件消息多播”,使得所有注册此事件的进程都能够及时地接收到该事件消息。在对系统进行详细设计时,通过分析比较Linux操作系统所提供的各种进程间通信工具的特点,选择UNIX域的socket作为进程间通信通道,同时为了克服无结构字节流的难以识别和控制的不足,将进程间通信数据设计成为统一的消息格式;为了满足进程通信系统的通信需求,将该模型的中心进程设计成包括进程信息管理模块、事件注册模块和信息处理模块等三个子模块,将应用进程设计成包括通信通道建立模块、信息的发送和接受模块以及任务处理模块等三个子模块。在进程通信系统的实现章节,限于论文篇幅,给出了星形通信模型的中心进程实现的部分流程图和伪代码,对于位于该模型周围的应用进程的实现则给出了通信管道建立的伪代码。从星形进程通信模型的设计方案与在进程间建立直接通信通道的设计方案的比较结论可知,该模型不但能够有效的满足系统的进程通信需求,而且能够显著的减少进程通信通道的数量和长期运行进程的数量,从而有效地提高ADSL路由器的运行效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、研究背景与意义
• 1.2 研究目标与研究内容
• 1.3 论文结构
• 2 关键技术分析
• 2.1 Linux进程和文件的关系
• 2.2 基于socket的进程通信
• 2.3 I/O多路复用
• 2.4 inetd机制简介
• 2.5 本章小结
• 3 进程通信需求分析
• 3.1 CMS系统进程的分类
• 3.2 进程通信需求分析
• 3.3 进程通信需求结论
• 3.4 本章小结
• 4 进程通信模型的设计
• 4.1 进程通信模型的总体设计
• 4.2 星形通信模型的详细设计
• 4.3 本章小结
• 5 星形通信模型的实现
• 5.1 软件开发平台的选择
• 5.2 中心进程的实现
• 5.3 应用进程的实现
• 5.4 两种模型的性能分析
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献