【硕士论文】可配置嵌入式TCPIP协议栈研究与实现.pdf

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1、重庆大学硕士学位论文可配置嵌入式TCP/IP协议栈研究与实现姓名：伍洲凯申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：王波20040408中文摘要摘要随着Intemet的发展，TCP／IP已经成为通信领域事实上的国际标准。嵌入式系统通过嵌入式TCP／IP协议栈连接Intranet，甚至Intemet，将具有更好的实用性和巨大的经济效益。在对当前国内外嵌入式TCP／IP协议栈产品现状进行调研的基础上，自主研发了可配置的嵌入式TcP，IP协议栈——VIP协议栈。本论文对ARP、IPv4、ICMPv4

2、、UDP、TCP等几个协议进行详细剖析，包括协议可配置性分析，并阐述VIP协议栈的实现思路及方法。VIP协议栈采用分层体系结构，严格按照RFC国际标准，用ANSIC实现，没有任何私有协议，也没有做任何假设，从而确保协议的完整性和一致性。VIP协议栈在设计上充分考虑了移植性，整个协议栈架构在系统抽象层之上，通过系统抽象层屏蔽掉硬件体系结构、底层嵌入式操作系统以及编译器等的差异。由于8位微处理器资源极其有限，而且考虑到用户的需求会有很大差异，因此一方面为了保证能在8位微处理器上可运行，另一方面并不仅仅

3、局限于8位微处理器，而同样可以满足16位，乃至32位微处理器的高端需求，VIP协议栈在设计上强调细粒度的可配置性。VIP协议栈不仅强调可配置性，而且在可配置的基础上也强调可用性。许多嵌入式TCP／IP协议栈的可用性就比较差，因为它们要求与其通信的另～端的TCP／IP协议栈只能是传统的完整TCP／IP协议栈，而不能也是和它一样的嵌入式TCP／IP协议栈。VIP协议栈强调可配置性，但是对于必要功能将不允许配置，同时对可配置的各个功能机制之间进行了约束控制，从而保证VIP协议栈的可用性。在嵌入式系统中，

4、存储器是非常宝贵的资源，尤其对于8位微处理器而言，通常只有几百个字节的RAM，或者几千字节的RAM。为了最大限度地提高存储管理的灵活性和高效性，VⅢ协议栈采用自己独特的存储管理机制。VIP协议栈允许针对特定的体系结构进行优化。在VIP协议栈实现中，对特别耗时的一些功能做了宏定义，允许用户根据目标体系结构采用汇编等方式重新实现这些功能，从而达到较好的优化效果。目前，VIP协议栈在x86体系结构下做了比较全面的测试，并对上述各协议分别给出了测试结果及其分析。关键词：嵌入式系统，嵌入式TCP／IP，协议

5、栈，TCP／IP，可配置英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofIntemet．TCP，口hasvirtuallybecometheinternationalstandardinthecommunicationfield．Iftheconnection，bymeansofembeddedTCP／IPstack，betweentheembeddedsystemandIntranet,evenInternetcancometrue，theembeddedsystemwillbe

6、muchmorepracticalandbringaboutenormouseconomicbenefits．BasedontheresearchandstudyofthecurrentsituationoftheembeddedTCP／IPstackproductshomeandabroad，independentlytheconfigurableembeddedTCP／IPstack—VPstackhasbeendeveloped．AccordingtoVIPstack,thispaperex

7、patiatesonARP、Pv4、ICMPv4、UDP、TCPandotherprotocols．includingananalysisofprotocolconfiguration．andalsoofferstheimplementationmethodofVIPstack．VIPstack，州mtheadoptionoflayeredarchitecture，callbecarriedoutbymeansofANSIClanguage．strictlyabidingbyinternation

8、alRFCstandardwithoutanyprivateprotocolandanyassumption，soastoensureintegralityandconsistencyoftheprotocolstack．IntheaspectofdesignVIPstacktakesfullconsiderationofthepropertyoftransplantation．ThewholeVIPstackstandsontopofthesystemabstractlayer，