局域网环境下TCP/IP协议栈实时性改进

摘要

TCP/IP协议作为目前网络通讯的基本协议,允许不同的节点之间可以以一套统一的方式互相进行通信,被广泛的应用于各种通信环境中,已经成为了当前的Internet互联网的基础。但传统的TCP/IP协议栈是针对广域互联网的传输环境设计和实现的,无法最优的满足一些对实时性要求高的通信环境。本论文针对一个具体的局域网环境下强实时要求的VITA通信系统,对TCP/IP协议栈的实时性改进进行了研究和实现。
　　本文首先介绍了VITA实时通信系统整体的设计,接着从实时性改进的角度,介绍了实时协议栈在VITA实时通信系统中的总体设计,包括了如何在系统中开发实时协议栈,如何分别从协议栈的实现运行机制和协议栈内部的算法层面上改进协议栈的实时性。在后续章节中,本文详细叙述了实时协议栈的设计与实现过程,包括了开源协议栈在项目中主节点和从节点环境上分别的移植实现,协议栈提供通信服务的框架设计实现,实时协议栈内部算法的实时性改进等内容。论文最后对实时协议栈的功能和性能进行了验证测试,并且成功的应用到了项目系统中。
　　论文最终实现了实时协议栈在项目系统中主从节点两部分,通过将本身实时性优秀的开源LwIP协议栈移植分别移植到Windows RTX实时扩展系统和无操作系统的虚拟机环境下,并从协议栈的运行机制和内部算法层面上对实时性进行改善,达到了VITA实时通信系统对实时协议栈功能和性能上的要求。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1课题的来源及研究目的和意义

1.2国内外研究现状分析

1.3本课题的研究内容

1.4本文的组织结构

第2章 VITA实时通信系统总体框架

2.1 VITA实时通信系统分析

2.2 VITA实时通信系统设计决策

2.3 VITA实时通信系统执行方案

2.4本章小结

第3章 实时协议栈总体设计与分析

3.1实时协议栈总体设计与分析

3.2实时协议栈开发方案总体设计与分析

3.3协议栈实时性优化总体设计与分析

3.4本章小结

第4章 实时协议栈详细设计与实现

4.1实时协议栈整体实现流程

4.2 LwIP协议栈在主节点的移植

4.3 RTSS实时协议栈提供通信服务框架

4.4 LwIP协议栈在从节点的移植和实现

4.5实时协议栈内部算法实时性优化

4.6本章小结

第5章 实时协议栈在VITA中的测试验证

5.1测试环境与测试准备

5.2实时协议栈功能测试验证

5.3实时协议栈性能测试验证

5.4本章小结

结论

参考文献

声明

致谢