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1、重庆大学硕士学位论文一种嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现姓名：陈卓申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：熊忠阳20060401重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要嵌入式系统是当今计算机及控制领域的研究热点之一，而随着网络化社会对于智能微计算机系统的需求日益增多，越来越多的嵌入式系统需要增加网络通讯功能。为嵌入式系统实现网络通讯功能的基本方案是增加网络协议组件。通常，根据复杂度的不同可分为两类嵌入式应用。对于第一类嵌入式应用，由于需要处理多任务，一般考虑使用嵌入式操作系统及使用该操作系统集成的协议栈组件。第二类嵌入式应用需要的网络功能
2、比较单一，不需要操作系统的支持,可以考虑自行设计整个嵌入式软件体系结构，并实现网络协议栈组件。实现这类嵌入式应用所需要的网络协议关键是：结合资源受限的嵌入式系统软硬件环境及实际应用的需要，对通用计算机系统平台下的TCP/IP协议栈进行简化和改进，以实现一种能满足应用需要的嵌入式TCP/IP协议栈。目前对于在没有嵌入式操作系统提供支持情况下的网络协议研究实现还存在一定的不足。本论文针对当前在这方面研究的不足讨论了嵌入式协议栈MinIP的设计实现，设计目的是使该协议栈能满足如“瘦客户端”这类网络功能相对单一的嵌入式应用的基本需要。本论文首先探讨了
3、对标准的TCP/IP协议栈进行简化的基本策略。对提高协议栈的移植性和保证协议栈的模块化设计方面,本论文提出在IP协议和设备驱动例程间增加设备抽象层,以抽取常见网络驱动实现所具有的相关性。为优化网络数据缓冲的效率,本论文提出的固定双缓冲机制简化了通用平台下常采用的缓冲池算法,以指针传递代替了网络数据的多次拷贝,节省了存储资源消耗。对于传统的TCP协议,本论文从TCP状态机和TCP的超时定时两方面进行了改进设计。其中，针对“瘦客户端”的需要,实现了状态较少的简化状态机,而出于对嵌入式设备节能方面的考虑,对TCP超时重传机制的定时设置进行了优化。然
4、后,本论文根据以上的优化策略,详细描述了MinIP的实现算法及相关数据结构。最后，论文给出了将MinIP运用于嵌入式网络监控设备的实际应用。经过在硬件平台上测试表明：MinIP是一种比较易于使用、占用资源相对较少、具备一定可移植性的嵌入式协议栈组件，能满足“瘦客户端”网络应用的基本需要。关键词：嵌入式系统，网络协议，TCP/IP，状态机，设备驱动I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTEmbeddedsystemisoneoftheresearchhotspotsofcomputerscienceandcontrolfieldsinth
5、esedays,andwiththemuchmoredemandsformicro-computersystemfromnetworkingsociety,moreandmoreembeddedsystemsneedtoaddcommunicationfunction.Thebasicwaytoequipembeddedsystemwithnetworkfunctionisintegratingnetworkprotocolforit.Generally,therearetwotypesofembeddedapplications.Forth
6、efirsttype,inordertodealwithmulti-tasks,weofternuseembeddedoperationsystemandalsoadoptthenetworkprotocolcomponentprovidedbyoperationsystem.Forthesecondtype,itonlyneedsimplenetworkfunction,andnoneedtouseembeddedoperationsystem,weofterndesignandcontrolthewholeembeddedsoftware
7、architecture,anddesignnetworkprotocolstackbyourselves.Thekeypointtoimplementthiskindofnetworkprotocolis:accordingtotheresourceurgentembeddedapplication,simplifyandrewritetheTCP/IPprotocolstackusedbycommonlyusedcomputersystem,throughwhichcanimplementalightweightprotocolstack
8、andsuittotheactualapplicationneeds.However,therearestillsomeinsufficienciesinthere
