【摘 要】
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随着网络技术的飞速发展,资源的共享,设备间的协作,信息的透明获取也变得越来越重要,因此设备也对网络接入提出了更高的需求。而嵌入式设备越来越多的应用于各个领域的今天,
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随着网络技术的飞速发展,资源的共享,设备间的协作,信息的透明获取也变得越来越重要,因此设备也对网络接入提出了更高的需求。而嵌入式设备越来越多的应用于各个领域的今天,其网络接入能力,网络性能也成为嵌入式系统应用研究的一个热点；在嵌入式系统专用性,高实时性,资源有限和功耗低的特点之上,传统的网络协议栈已经不适合嵌入式系统的网络接入需要。同时信息量增多,用户对嵌入式设备网络的响应时间的需求也逐步提高,单纯的依靠硬件平台计算能力的提升以应对嵌入式系统的需要也很容易被其特点所限制。因此,在功能完备的基础上针对实时嵌入式系统的特性来优化网络协议栈也非常必要。本次实践首先比较了各主流的网络协议栈的技术特点,结合系统实时性和资源限制的考虑,选取了LwIP作为目标网络协议栈。在深入分析研究了其运行模型及内存管理,消息传递,多线程交互,网络接口管理,定时功能等方面设计和实现等相关技术要点之后,结合底层的操作系统内核,完成了网络协议栈的操作系统模拟层的移植和实现。在实现工作中,主要研究分析了网络协议栈中HAL层调用实现框架之后,针对目标硬件平台,编写了网络协议栈底层网卡驱动,最终使目标嵌入式系统具备网络通信能力,满足了其网络接入功能的需求。在基本的网络通信功能完备的情况下,本实践总结并提出几种针对嵌入式设备的网络协议栈优化思路,分析了数种网络协议栈的优化思路之后,重点从路由功能的添加,TCP短连接以及TCP会话表查找速度优化等思路进行优化实践工作,并最终对系统的基本功能,性能进行了测试,结果达到预期目标。
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