LwIP协议栈的内部数据管理方法研究

LwIP作为轻量化的网络协议栈在嵌入式设备中应用广泛。该文研究LwIP协议栈的内部数据管理方法,以便更好地应用及开发新的协议栈。首先,介绍LwIP协议栈的数据存储方法,并与FreeRTOS存储方法进行对比;然后,针对网络设备传输能力不同造成的数据包分片问题,探讨LwIP协议栈组成完整数据包采用的数据管理方法;最后,研究LwIP协议栈在TCP层的软件设计思路。

面向TD协议栈的内存管理技术研究

内存管理是一个一直值得研究和优化的问题。在TD-SCDMA高层协议栈软件跨平台技术的研究过程中,文中提出了一种内存管理方法:在软件和操作系统之间设立抽象层,抽象层的内存池在系统初始化时集中申请,软件运行时的内存申请释放由抽象层进行调度,抽象层采用大小最匹配算法将内存池中的内存块给软件使用。抽象层提供link函数以提高软件执行效率,并提供内存泄露和内存越界使用的检测。与传统内存管理相比,使用文中介绍的内存管理技术的高层协议栈软件,一次内存调度平均速度可以提高1微秒,并能完全屏蔽下层不同操作系统之间的差异。

嵌入式LwIP协议栈的内存管理

在内存需求分析的基础上,阐述了LwIPTCP/IP协议栈中pbuf结构的基本原理和内存管理机制的实现。这对在嵌入式系统中实现TCP/IP协议栈,进行网络连接有重要意义。

一种高效嵌入式协议栈缓冲区管理机制

提出一种MYBUF高效嵌入式协议栈两级缓冲区管理机制,该机制基于内存保护模式,具有可配置性,支持静态、动态分配和回收.使用该缓冲区管理机制可使嵌入式TCP/IP协议栈各层之间实现零拷贝数据传递.在基于自主开发的HDTV(High Definition Television)双向系统平台上的测试结果表明,该管理机制完全满足嵌入式系统网络通信的应用需求,是一种高效、简洁、可靠的缓冲区管理机制.不失一般性,本文设计的MYBUF缓冲区管理机制可适用于其它嵌入式网络通信系统.

嵌入式TCP/IP协议LwIP的内存管理机制研究

该文研究了应用于嵌入式系统中的一种轻量级TCP/IP协议栈—LwIP(Light-weight IP)的内存管理机制,在此基础上提出了一种基于该内存管理机制的底层网络接口收发模块的实现方法,并在开发板上进行了仿真测试,为将该协议栈成功移植到开源的μC/OS-II嵌入式实时操作系统并最终实现基于LwIP协议栈的嵌入式Web服务器奠定了重要基础。

协议栈内部非阻塞通信的一种实现策略

以TCP/IP为例介绍了网络协议栈内部通信的传统实现方式,由此提出了栈内各协议层间通信的一种新的实现方式,即非阻塞Callback方式;介绍并讨论了它的基本思想、实现方案、服务原语和其他相关问题,如计时器、内存管理、死锁等;最后说明了它的局限性和应用领域,以及未来的研究目标。

一种跨平台的实时TCP/IP协议栈设计

为提高异构系统下网络通信的实时性,提出一种跨平台的实时TCP/IP协议栈(RTTCP/IP)实现方法。运用操作系统适配技术屏蔽底层数据处理的差异性,增强协议栈的可移植性和可扩展性;通过简化TCP/IP协议栈的结构,减少协议栈对系统资源的占用;采用内存映射技术,将内核空间地址映射到用户空间,避免用户与内核间的数据拷贝操作;引入基于时分多址的介质访问机制和数据包优先级策略,防止网络传输冲突,解决数据包优先级倒置问题。测试结果表明,RTTCP/IP实现方法能够减少系统开销和通信延迟,提高系统实时性和稳定性。

基于Web Services的成教管理信息系统的设计与实现

介绍了WebServices的相关知识,主要分析了构成WebServices协议栈的各层协议。然后在成人高等教育管理信息系统(以下简称成教管理信息系统)需求分析的基础上,指出传统的C/S结构在开发成教管理信息系统中的不足,并结合WebServices分布式技术,构建了基于WebServices的成教管理信息系统的有效设计与实现方案。

一种改进的嵌入式TCP/IP缓冲管理机制

在基于嵌入式系统内存管理分析基础上,简单阐述LWIP协议栈中的网络数据缓冲结构pbuf的基本原理与实现机制,并提出一种针对最小系统的简化数据包结构s_pbuf。由于TCP/IP协议采用分层结构,数据在层之间的传递非常频繁,大量的内存操作不可避免,如何设计一种精简实用的缓冲内存管理机制,对资源紧张的嵌入式系统来说有重要意义。

一种移动自组织网络的LLC层缓冲区管理机制

移动自组织网络的节点多为嵌入式设备,考虑到嵌入式系统对缓冲区管理的特殊要求,从自行设计的数据链路层协议出发,提出了一种LLC层的缓冲区管理机制。它采用内存静态分配与动态分配相结合的方案,一定程度上避免了内存泄露和内存浪费,使嵌入式系统具有良好的可靠性和灵活性。半实物仿真的测试结果表明,该缓冲区管理机制能够保证移动自组织网络数据链路层协议的有效、可靠运行,其设计思想同时也能适用于网络协议栈其他层的缓冲区管理需求,具有一定的应用前景。

应用RTOS的TD-LTE无线综测仪的实现

针对通信软件设计中实时性和可靠性两大难题,提出了一种第三代合作伙伴(3GPP)长期演进(LTE)网络端协议栈通信软件的实现方案,即基于Nucleus PLUS实时操作系统的新一代宽带无线通信软件的设计。重点介绍了Nucleus PLUS实时多任务操作系统的主要组件及其相关功能,并论述了在Nucleus PLUS操作系统下对通信软件进行设计和实现的方法。实际测试表明,采用NucleusPLUS操作系统的终端测试仪确保了通信的可靠性和实时性,可应用于其他通信软件的开发过程中。

一种用于嵌入式系统的可变长缓冲区设计及其实现

为嵌入式TCP/IP协议栈设计了一种简洁高效的缓存机制,基于裸机实现,实现变长和定长缓冲区管理,提供动态分配和回收,针对数据源和流向提供PBUF_ROM,PBUF_RAM,PBUF_REF,PBUF_POOL四种不同的缓冲区实现,提供了对这些缓冲区的操作,并对性能作了简要分析。

一种优化的内核态文件发送方法

传统的Linux内核协议栈已不能满足大规模数据处理系统对网络传输越来越高的性能要求。现有很多研究是将原来在内核态实现的协议和接口移到用户态去实现,但针对内核态优化的研究比较少。在研究分析Linux内核态文件发送接口sendfile()处理流程和管理机制的基础上,本文提出一种内核态文件发送优化方法,采用自动负载均衡的定长内存池管理、CPU亲和性等技术,对内核态文件发送接口进行优化改造。解决了系统在高负载情况下内存碎片、内存耗尽及CPU抖动的问题,有效提升了数据传输性能。实验结果表明,在高并发、高吞吐场景下,采用本文优化方法后,系统运行更稳定,内核态CPU占有率下降50%。