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Linux操作系统网络协议栈的设计与实现研究

Linux操作系统在当今服务器市场上占有相当大的份额,这说明它的网络协议栈的设计是成功和高质量的。同时,Linux作为一个开放源码的操作系统,它不仅继承了UNIX系统的大部分优良特性,而且将当今最先进的技术融入其中,比如支持最大数量的流量控制算法、最新的TCP拥塞控制算法的实现,防火墙设计的高度模块化……。所以研究Linux操作系统的网络协议栈就能较快地掌握最先进的计算机技术、获得大量有益的经验。继而将这些技术运用到国产操作系统、嵌入式软件和信息安全产品的开发和设计上来。最终打破国外公司在这些领域的垄断地位,将中国的民族软件业真正地发展起来,走上独立自主的道路。由于Linux是一个宏内核的操作系统,网络协议栈属于内核的一部分,而且它是建立在进程管理系统、存储管理系统、文件系统、进程间通信和设备驱动之上的。所以要完成本课题的任务实际上需要对整个Linux操作系统内核进行研究。针对论文的撰写,鉴于篇幅和重点,本论文先从总体上对Lin  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

以太网交换机网络协议栈研究与应用

近年来随着数据通讯业的高速发展,对以太网交换机性能和稳定性的要求越来越高,这样就迫使我们不仅在以太网交换机的硬件方面做大的改进,同时在软件方面也必须有相应的改进,而在软件中,网络协议栈又是最为关键的部分。本文基于作者在港湾网络有限公司实习期间的研发工作,主要介绍了以太网交换机的网络协议栈的基本框架。在研究现今的两个流行网络协议栈的基础之上,结合以太网交换机的特点,提出了较好的解决方案,为以太网交换机提供了稳定可靠的底层技术支持。本文研究的主要问题如下:对目前流行的网络协议栈的研究和改进:网络协议栈是网络设备的核心,它们提供了在Internet上相互通讯的平台。通过对vxWorks和Linux网络协议栈的研究,再根据我们对以太网交换机的特殊需要,提出了在vxWorks网络协议栈中增加Linux Net Device层的新的协议栈。新的协议栈获得了Linux网络驱动程序的优点,能满足以太网交换机基于VLAN管理的特殊需要。vxWor...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于CC1310低功耗长距离网络设计与实现

近年来,低功耗广域网(LPWAN)技术越来越多的用于城市智慧抄表,无人机通信,基础民用设施监测等领域。LPWAN技术是一种非常具有吸引力的技术,它使得低成本的设备通过几百bps-几十kbps速率与基站进行远距离通信,满足了大规模、广覆盖、低功耗的应用场景需求。目前,基于LPWAN网络关键技术的研究与系统设计已成为物联网的一个重要研究方向。鉴于已有的NB-IOT、Lo Ra成本高,网络下行功耗高。本文基于商用的CC1310硬件平台,设计了一种新颖的低功耗长距离网络OPEN-WAN。本文的主要研究内容包括三方面,(1)面向典型的应用场景,我们设计并实现了一种适合CC1310平台轻量级的星型网络协议栈。该协议栈通过MAC层同步和异步的混合架构、可配置的调度等实现了更加低功耗、可靠的网络上行和网络下行。(2)针对大规模网络部署出现的子网相互干扰问题,本文给出了大规模网络多子网划分方法,之后通过证明的方式给出了典型场景中需要使用的信道数理...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

嵌入式SoftMAC协议研究与实现

近年来,无线宽带业务的普及、无线终端设备的爆炸式增长以及物联网的广泛应用都对无线网络的性能提出了越来越高的要求。无线网络多址接入(MAC)协议作为节点数据收发的开关,对信道利用率、网络延时、系统功耗、信道使用的公平性和拥挤程度等性能影响巨大。考虑到现有无线网络MAC协议的研究大多集中在理论分析和仿真验证,实际实现方式主要有商业IEEE 802.11的无线网卡实现方案、基于硬件芯片的实现方案(FullMAC/HalfMAC)以及基于操作系统和内核网络协议栈的SoftMAC实现方案。其中,前两种基于硬件平台的实现方案的协议参数更改复杂,可编程和可移植性差,开发周期较长;基于操作系统和内核网络协议栈的SoftMAC实现方案在可移植性方面也尚不完备。因此,为了研究出一种适用于无线网络MAC协议研究的通用实验平台,相较传统SoftMAC实现方案,本文抛开操作系统和内核网络协议栈的束缚,给出了一种基于用户态的SoftMAC设计和实现方案。主...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

基于Libpcap的计算机网络协议栈教学系统设计与实现

随着计算机网络被越来越广泛地应用,社会对能够理解并熟练运用计算机网络的人才的需求与日俱增。而实际上,计算机网络以其庞大的结构体系和繁多的通信协议,一直被计算机科学与技术系学生认为是难以掌握的课程之一。从实践教学的角度出发,采用让学生逐个动手实现计算机网络协议栈中的核心功能和协议的教学方式,以达到掌握计算机网络原理的目的。同时,参照TCP/IP五层模型和IETF RFC的一系列标准,给出了一种基于Libpcap的计算机网络协议栈的设计与实现方式。通过Libpcap,绕过操作系统的网络协议栈直接从网卡接收和发送数据包,将其封装为系统的物理层,然后在物理层上实现数据链路层,完成数据帧的接收和发送,再依次实现网络层,传输层和Socket接口层,分别完成报文,数据段和消息的接收和发送。整个系统采用面向对象的方法设计与实现,精心设计编程接口以尽量降低各协议之间的耦合度,让学生能够逐步地理解和实现单一协议,逐渐掌握计算机网络协议栈,进而掌握计...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

《空军雷达学院学报》2011年06期
空军雷达学院学报

多速率IEEE802.11 Ad Hoc网络协议栈跨层优化

采用凸优化理论研究了Ad Hoc网络协议栈跨层优化问题.以多速率IEEE802.11Ad Hoc网络协议栈优化为例,建立其网络协议层系统模型,定义了Ad Hoc...  (本文共5页) 阅读全文>>