【硕士论文】基于嵌入式系统的协议栈的研究与设计.pdf

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于嵌入式系统的协议栈的研究与设计姓名：陈斯平申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：闵联营20060401武汉理工大学硕士学位论文摘要在互联网技术应用不断发展的同时，对于产品的“互联网”化概念也日益被许多厂商所重视与接受。有相关数据预示，到2010年，将有95％的联网设备将不再是计算机，而是带有网络功能的嵌入式产品。嵌入式设备联网的潮流是大势所趋，如何让嵌入式系统利用丰富的网络资源是当今研究的热点，而嵌入式协议栈的研究是联网设备和技术的研究与开发的热点之一。TcP／IP协议栈是一个非常复杂和庞大的系统，它是互联

2、网安全可靠通讯的重要组成部分，通常在有操作系统支持的通用计算机上实现。但是，嵌入式系统有限的处理能力以及存储资源的相对缺乏，使得传统的TCP／IP协议使用在嵌入式的环境里是不合适的。为了在嵌入式系统中既实现相应的网络功能又节省系统资源，需要对TcP／IP协议进行有针对性的裁减。一般采用TCP／IP协议簇的一个子集，比如包括IP、UDP、TCP和ICMP等协议的全部或部分功能，对协议进行有选择的实现，尽最大可能的使协议保持功能和机制上的完整，以满足网络应用的需要。本课题实现了一个移植方便、通讯稳定、层次清晰的微型嵌入式协议栈一一min辽P。笔者在

3、结合当前嵌入式协议栈技术的发展基础上，分析了一个开源协议栈一～LwIP的实现机制，包括LwIP的协议分层和进程模型、内存和缓冲管理、应用程序接口设计以及各个协议的实现机制等。笔者将主要精力放在嵌入式协议栈技术的研究上，并以此为基础设计一个功能较小的miniIP协议栈。设计内容包括内存管理设计、应用程序接口设计、系统底层接口设计、ARP、IP、TCP、UDP的设计。随后，笔者设计了一个简单的websen，er服务对miniIP协议栈进行测试，并对协议栈存在的不足进行了分析。本文最后对作者完成的工作进行了总结，并对今后有待迸一步研究和改进的地方进行

4、了简要的讨论。关键词：嵌入式协议栈，TcP／IP，嵌入式Intemet，LwIP，嵌入式系统武汉理工大学硕士学位论文AbstractWitllt11er印iddevelopmentofintemettechnology印plication，theproduct’’Internet”conceptisbecomingmoreandmoreacceptedbymanymanufacturers．Intheworld，byapredictdata，abOut95％networkingequipmentwillnolongerbecomputer’bu

5、ttheembeddedequipmentwithnetworkingfunction．It’sthetrendfbrtheembeddedequipmenttoconnecttoInternet，thenhowtoenableanembeddedsystemusingtherichresourcesOfthenetworkisacurrenthotresearch，andtheresearchofembeddedprotocolstackisoneofthehotresearchissues．TheTcP／IPprotocolstackisa

6、verycomplexandlargesystem，it’sthemajorcomponentoftheInternetsafeandreliablecommunications，usuallyusedinthecommoncomputersupportedbyoperatingsystem．Butbecauseofthelimitedstoragecapacityandtllerelativelackofresourcesofembeddedsystems，itisinappropria土etousetraditionalTCP／IPprot

7、oc01inanembeddedsystem．SoweneedtomodularlyreducetheTCP／IPinordertoachieVethecorrespondingnetworkfUnctionswhilesavingsystemresowcesinanembeddedsystem．OftenweuseasubsetofmeTCP／IP；includingallorpartoftheIP，TCPandUDP．ThissubjectwiIlachieveaminiIPprotocoIstack；thisprotocolshouldh

8、aveastablecommunicationandaclearframework．Atthebeginningofthisarticle，authe