基于linux内核实时数据转发平台软件的研究和开发

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1、国内图书分类号：TN915.1国际图书分类号：621.3工学硕士学位论文基于Linux内核的实时数据转发平台的软件研究与开发硕士研究生：李楠导师：张钦宇教授申请学位：工学硕士学科、专业：通信与信息系统所在单位：深圳研究生院答辩日期：2006年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN915.1U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringRESEARCHANDDEVELOPMENTOFREALTIMEDATATRANSMISSIONPL

2、ATFORMBASEDONLINUXKERNELCandidate:LiNanSupervisor:Prof.ZhangQinyuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:CommunicationandInformationsystemAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2006Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechn

3、ology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着信息技术与网络技术的高速发展，嵌入式系统越来越受到人们的重视，它被广泛地应用于科学研究、工程设计、军事技术、消费电子等方方面面。同时，基于嵌入式系统的无线网络以它的方便性和移动性逐渐赢得了更多人的认可。但是的转发效率和服务质量已经成为整个通信过程的一个潜在的瓶颈。本课题研究的目的在于在研究Linux操作系统以后，为提高无线网络的转发效率和服务质量提供一个可行的方案。转发平台的主要思想是利用Linux内核线程构造自己的转发路径，对接受到的不同来源的数据包指定不同的优先级，并对线程

4、调度策略进行改进，从而减少数据包的处理时间，提高转发效率。本文的内容主要包括以下几个方面：(1)对Linux2.4.0内核的基本情况做了简要的介绍，并对其网络协议栈部分进行了深入分析。论述的网络协议栈的工作机制。指出了传统Linux的网络协议栈不能满足本课题要求的几点原因。(2)提出了一种将协议栈数据转发功能用Linux内核线程实现的方案，在这种方案中，借用多进程操作系统中各个进程基于优先级抢占处理器的思想，来实现基于网络数据包优先级进行转发的目标。(3)对Linux内核2.4.0版本的进程管理部分的详尽分析，阐述了Linu

5、x内核进程调度机制中，有关调度时机、调度策略、调度方式等关键部分的实现原理，指出标准Linux内核进程调度和目标平台中对内核线程调度机制之间的差异，并给出了解决办法，最终给出了目标平台的实现细节。关键词数据包转发；网络协议栈；内核线程；调度策略I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnologyandcomputernetwork,embeddedsystemhasbeenattachedimportancetothepeople.Atp

6、resent,embeddedsystemhasbeenwidelyusedinscienceresearch,engineering,militaryandconsumeselectronic,etc.Meanwhile,thewirelessnetworksbasedonembeddedsystemhasgotacknowledgementbymoreandmorepersonswithitconvinenceandmobility.ButtheefficiencyofpacketsforwardingandQoSini

7、thasbecamethepotentialbottleneckinthewholecommunicationprocess.ThegoaloftheprogramistoprovideaschemetoimprovetheforwardingefficiencyandtheservicequalitythroughresearchingtheLinuxoperatingsystem.Theideaoftheforwardingplatformistoreducetheprocessingtimeofdatapacketsa

8、ndimprovetheforwardingefficiencybydesigninganewforwardingrouteusingthekernelthreadsoftheLinux,assigningdifferentprioritiesfordatapacketsreceivedf