一、嵌入式TCP/IP实现的研究和分析（论文文献综述）
吴润芝[1]（2021）在《国产化某OS中轻量级网络协议栈的研究与应用》文中研究说明近年来计算机硬件能力得到不断地提升,物联网、人工智能等不少领域也取得了长足的进步,其中嵌入式Internet技术研究也取得了一定创新突破。然而传统的TCP/IP协议栈中协议众多,占用内存大,很多嵌入式设备无法满足其苛刻的资源需求,现有的轻量级网络协议栈虽然占用内存少,但是有着应用环境特定、缺少实现某些协议和忽视了对数据缓冲区设计等问题,这也意味着不能直接使用现有的轻量级网络协议栈。本文基于这个背景下,为国产某OS设计了轻量级网络协议栈架构并基于传统TCP/IP协议栈提出了裁剪方案,同时重构了数据缓冲区并将其应用到了 UDP模块中。本文的主要研究工作如下:（1）提出了一种适用于国产化某OS的TCP/IP协议栈裁剪方案。研究和分析了现有轻量级协议栈架构,针对现有轻量级协议栈存在的主要问题,设计了一种适用于国产化某OS的轻量级网络协议栈架构并在传统TCP/IP协议栈基础上提出了裁剪方案。保留将要实现的应用层协议和所有与之相关的下层协议,裁剪部分协议中用不到的功能并改进某些协议的性能。该裁剪方案不仅能很好的满足国产某OS对嵌入式系统的高可靠性和强实时性要求,同时也能最大程度的减少对嵌入式设备存储空间的占用。（2）数据缓冲区的重构与实现。通过重构传统的数据缓冲区来保存在进程和网络接口之间传输的用户数据。重构的数据缓冲区dBuf借鉴了数据包缓冲区pbuf和内存缓存mbuf的思想,在继承两者优点的同时并对它们的缺点并进行了改进,使得重构的数据缓冲区具有结构简单、内存设计合理、类型少和“零拷贝”等优点。（3）嵌入式UDP设计与实现。传统嵌入式UDP的设计,在数据报上下行时主要的动作就是封装首部和解封装首部,缺乏对UDP报文的有效管理。因此,在设计UDP模块时,设计了包括UDP控制块、UDP功能模块和UDP数据报的收发流程,并将重构后的数据缓冲区应用于嵌入式UDP。该设计有助于协议栈更好的管理UDP报文并便于UDP模块后期的维护。（4）轻量级协议栈测试。在搭建好实验环境后对数据缓冲区dBuf和UDP模块分别进行了测试。dBuf测试后的实验结果表明,重构的数据缓冲区占用内存少并能很好的满足分配和释放缓冲区的需要,与未使用dBuf相比,使用dBuf可以提高协议栈的吞吐量、CPU利用率和减少对存储空间的占用;而UDP模块测试后的实验结果表明,UDP模块不仅能满足正常收发的基本功能,与普通UDP相比,其在高并发和高吞吐量指标方面表现更优。最后测试了协议栈整体的连通性,将UDP模块应用到了课题组其他同学实现的TFTP模块,实验结果表明,能满足文件上传和下载的基本功能,进而验证了本文设计的轻量级协议栈在整体连通性方面是没有问题的。
王晓聪[2]（2016）在《面向嵌入式应用的网络性能提升的研究》文中研究表明随着计算机硬件的不断发展,嵌入式设备越来越多的被应用在高要求的领域,同时对网络通信的性能也提出了更高的要求。尽管目前已经出现了很多高性能嵌入式硬件平台,但是现今成熟的嵌入式网络协议栈往往不能很好的利用这些硬件资源,导致网络性能没有得到明显的提升。如何提升嵌入式应用的网络性能已经成为在开发嵌入式应用过程中的一个重要问题。本论文以高性能的嵌入式系统为出发点,针对其硬件特性,对嵌入式网络协议栈实现中的关键技术进行优化,改善网络协议栈的实时性能和吞吐量,从而提升嵌入式应用的网络性能。本文对这些关键技术进行了理论评估,选择了LwIP协议栈和RT-Linux实时操作系统作为研究对象,并在此基础上进行了实践。在实践中,将网络协议栈的进程模型设计成两层结构,接口层为一个进程,网络层及以上协议层为一个进程,在充分利用并行机制的情况下,提高协议栈内部处理数据的速度;缓冲区的静态划分和动态分配不仅降低了管理内存上的耗时,而且减少了内存碎片的产生;在TCP控制块管理上,放弃原先通过循环遍历来查找控制块的方案,改用Hash模块来优化查找算法,避免因查找而消耗大量时间;在TCP定时器的管理上,通过为其设计两层时间轮表,提高了处理定时器的效率,有效的减少了处理定时器所需花费的时间。对Select接口进行优化,通过实现epoll接口,减少因数据在内核空间和用户空间之间传递而产生的内存消耗,并且减少了判断文件描述符状态的所消耗的时间。最后,本文对优化前后的网络协议栈进行了基本通信功能的测试和网络性能的测试,分析测试结果得出优化后的网络协议栈的网络性能有了明显的提升。
邓小红[3]（2014）在《基于VxWorks系统的嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现》文中指出随着计算机科学技术的不断发展以及社会的进步，越来越多的嵌入式系统被应用在了军事设备、航空航天、工业控制、卫星通信以及人们的日常生活等各个方面。为了使嵌入式系统能够共享Internet网络的资源，嵌入式系统的Internet网络化研究越来越受到重视。而要对嵌入式系统的网络化进行研究，首先要做的工作就是在嵌入式系统中实现一个符合特定要求的TCP/IP协议栈。本研究以德国控创科技公司的嵌入式平台AM4140为硬件平台，以美国风河公司的VxWorks操作系统为软件平台，以Wind River Workbench3.3作为集成开发环境，通过深入研究嵌入式TCP/IP协议栈原理以及设计思想，自行设计并实现了一个符合应用需求的嵌入式TCP/IP协议栈。本文首先介绍了嵌入式实时操作系统VxWorks6.9的组成原理，阐述了VxWorks操作系统在硬件上的启动过程，分析了集成开发环境Wind River Workbench3.3的特点，然后深入研究了TCP/IP协议设计原理和相关实现方法，在分析了VxWorks操作系统的网络架构之后，重点讨论了ARP协议、IP协议、ICMP协议、UDP协议以及以太网MAC帧的设计原理，最后提出了系统的整体架构与具体实现方案。本研究在借鉴嵌入式系统软件开发经验的基础上，针对Power PC微处理器特点和实际应用需求，设计并实现了一个符合嵌入式系统条件的TCP/IP协议栈。在设计与实现嵌入式TCP/IP协议栈当中，不仅详细划分了协议栈的功能模块，对各个功能模块的实现作了详细说明，而且自行设计了嵌入式TCP/IP协议栈的内存管理池。然后根据VxWorks操作系统的组成原理，提出了嵌入式TCP/IP协议栈与VxWorks操作系统的集成方案，将TCP/IP协议栈集成到了VxWorks操作系统中，使之作为操作系统的一个组件存在。最后嵌入式TCP/IP协议栈在AM4140硬件平台进行了功能测试，包括对MAC帧发送与接收模块、ICMP协议模块、IP协议模块、ARP协议模块以及UDP协议模块的测试，测试结果说明所设计的嵌入式TCP/IP协议栈能够满足实际应用需求，并且具有良好的稳定性与可靠性。
姜慧霖[4]（2013）在《嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现》文中研究指明随着嵌入式系统和Internet的发展,越来越多的嵌入式设备逐渐接入Internet,目前小型嵌入式设备已经广泛应用。嵌入式设备要实现以太网通信,必须在其上运行TCP/IP协议栈软件,而由于嵌入式设备的资源有限性,标准TCP/IP协议栈无法实现,在一个资源匮乏的16位微控制器上,如何裁剪出一套精简、实用的TCP/IP协议来实现嵌入式设备的通信,并且如何采用了“零拷贝”技术来提高实时性,是该课题的研究重点。本课题用带有10位A/D转换器的16位PIC18F96J65微控制器作为嵌入式系统的核心,移植开发的一套适合该嵌入式系统的TCP/IP协议栈,然后将Microchip Technology公司的10Base-T ENC28J60以太网接口芯片与网络进行联接,并在建立的系统中通过Web服务器的方式对嵌入式设备进行了访问,通过测试,证明了嵌入式设备可以和计算机系统间进行正常的通信,实现了嵌入式系统的低成本Internet接入。
付君[5]（2011）在《嵌入式TCP/IP协议栈TINET的移植研究》文中指出物联网关键技术之一是实现物联网中各种嵌入式系统的互联。在物联网众多通信协议中,TCP/IP协议将占据主导地位,承载着整个物联网。然而传统的TCP/IP协议栈并不适合直接应用于嵌入式系统,未来的物联网应用需要一种符合嵌入式系统特点、适合移动场景、支持IPv6的TCP/IP协议栈,即嵌入式TCP/IP协议栈。由日本TRON协会提出的ITRON TCP/IP API规范是一种专门为嵌入式系统而设计并把IPv6纳入考虑范畴的嵌入式TCP/IP协议栈。ITRON TCP/IP API规范在日本已经成为一种事实上的统一规范,并得到了广泛应用。TINET是一个遵循ITRON TCP/IP API的嵌入式TCP/IP协议栈的具体实现,本文的主要内容即是对ITRON TCP/IP API和TINET进行研究。本文首先对嵌入式TCP/IP协议栈应具有的特点进行了探讨,介绍了几种常见的嵌入式TCP/IP协议栈;然后阐述了与ITRON TCP/IP API规范、TINET紧密相关的日本ITRON、TOPPERS Project的发展情况,对ITRON TCP/IP API规范主要特点和TINET的功能、配置及使用方法进行了详细的介绍;接下来本文研究了TINET的移植流程,并实现了TINET及其所依赖的嵌入式实时内核TOPPERS/ASP在ARM7TDMI-S架构微处理器LPC2478上的移植;最后,通过一系列实验和测试来验证移植的正确性。
刘永奎[6]（2010）在《基于ARM和μC/OS-Ⅱ的嵌入式TCP/IP协议栈的研究设计》文中研究指明目前流行的嵌入式技术,在工控、智能楼宇、办公自动化等领域得到了广泛的应用。而随着网络技术的不断发展,嵌入式系统与网络的结合日益紧密。在嵌入式系统中增加TCP/IP协议栈,以支持嵌入式设备接入网络,成为嵌入式系统的一个重要发展方向。因此将嵌入式系统和网络通信技术结合起来研究,具有重要的的研究意义和经济效益。本文以嵌入式实时操作系统μC/OS-II为基础,结合Luminary公司基于Cortex -M3内核的LM3S8962芯片,对嵌入式TCP/IP协议栈进行研究。（1）深入分析了Cortex-M3内核的工作原理,并将其与ARM7内核进行比较,突出Cortex-M3内核的优势。（2）分析了实时操作系统μC/OS-II的工作原理,在深入理解后,编写相应的移植文件,成功地将μC/OS-II移植到LM3S8962芯片上。在移植时,采用新的进入和退出临界区的方法,为后续的软件开发提供了很大的便利。（3）先根据TCP/IP文档,分析TCP/IP协议栈的基本原理。再根据嵌入式系统的特点,在不违背TCP/IP协议的原则下,对协议栈作了相应的裁剪和修改,成功地在μC/OS-II上增加了TCP/IP协议栈。本TCP/IP协议栈实现了ARP协议、ICMP协议、IP协议、UDP协议和TCP协议的部分功能,BSD套接字部分接口函数,同时还编写了以太网控制器的驱动程序。最后通过简单的网络编程,测试本TCP/IP协议栈的正确性。ARM、μC/OS-II和TCP/IP协议栈一起构成了嵌入式系统的网络框架,为后续的研究和应用提供了很好的平台。
徐唯铭[7]（2010）在《基于SOPC嵌入式TCP/IP协议栈的研究与设计》文中指出本篇论文主要讨论并实现基于嵌入式系统的TCP/IP协议栈的设计。首先概述了嵌入式Internet的产生、发展及其应用前景。通过对Internet网络的理解和认识,深入分析了嵌入式网络协议的构架,设计了TCP/IP协议栈中ARP协议、TCP协议、UDP协议、IP协议、ICMP协议和相关接口的模型,并着重研究分析了开源轻量级嵌入式TCP/IP协议LwIP协议栈。结合了嵌入式系统的工作机制与原理,选用Altera公司出品的基于NiosⅡ内核的嵌入式系统,利用嵌入式系统开发工具SOPC Builder构建了SOPC系统,利用嵌入式实时操作系统QuartusⅡ对嵌入式系统进行设计与集成。最终在嵌入式操作系统上实现了对LwIP协议的移植与测试,成功实现了嵌入式操作系统的Internet接入,并根据测试结果对接下来的改进提出了建议。
游智翔[8]（2010）在《基于HOOK技术的协议栈移植通用模式的设计与实现》文中指出21世纪是个信息化的社会,计算机和网络已经渗透到我们日常生活的每个角落。随着嵌入式系统的发展,计算机技术进入了称之为“后PC”的时代。在嵌入式系统飞速发展的同时,也对嵌入式系统提出了新的需求,那就是“网络化”,也称为“后网络”时代。如今大多数嵌入式系统都有这方面的要求：智能手机,网络家电,智能家电,车载电子设备……然而,不同的嵌入式系统对网络的需求亦不相同,比如说智能手机对网络的要求就很高,而车载电子设备的网络需求则相对简单。所以不能一概使用伯克利版本的TCP/IP协议栈。针对嵌入式系统网络的特殊需求,我们提出了一个简单的解决方案：应用已有的uIP网络协议栈,根据嵌入式系统对网络处理能力的需求,对uIP协议栈进行裁剪,定制自己的网络协议栈。在使用最少的硬件资源（使用更少的内存,占用更少的CPU）的同时满足嵌入式系统的网络需求,量体裁衣才最合适。在实现一个新的嵌入式网络协议栈的各种方法中,移植uIP协议栈是非常好的方法,理由是：1、uIP协议本身是针对嵌入式系统开发的；2、uIP是开源的项目；3、关于uIP的移植,相关资料十分丰富。所以移植uIP协议栈后需要进行修改裁剪的部分少、代码重用率高,同畴稳定性良好,可维护性也高。本文就是介绍嵌入式系统的网络协议栈uIP及其移植方法,并且以移植uIP协议栈到Windows操作系统来进行示例说明。如何将协议栈挂接到操作系统中也是需要认真处理的,我们使用了最高效的HOOK技术,把自己实现的Socket函数组替换原有系统中的Socket函数组。在我们的解决方案中,uIP协议栈和Socket函数组是可根据实际应用进行裁剪；HOOK技术也是操作系统中一种通用技术并且也是移植系统的高效手段,所以整个解决方案具有很好的通用性和实用性,是一项十分有意义的工作。在本文的示例中,把uIP协议栈成功的移植到了Windows操作系统中,并且可以让浏览器使用该协议栈进行正常的网络通讯,并且使用了较少的内存,占用较少的CPU。对于其它嵌入式系统,也可以根据实际需要对uIP进行定制,删除不必要的功能,增加特殊需求,并使用操作系统提供的HOOK机制进行高效的移植。
李佳旭[9]（2010）在《基于ARM7的嵌入式μC/TCP-IP协议栈的研究与实现》文中指出随着嵌入式系统应用的持续增长,以高端处理器作为高性能嵌入式系统核心,具有Internet接入能力的嵌入式系统将是下一步发展的方向。嵌入式网络技术要得以实现,首先要实现的是网络间的通信,TCP/IP协议作为网络协议的标准,在嵌入式系统上的实现对嵌入式网络技术的发展具有巨大的推动作用。Internet上的各种通信协议对计算机存储器、运算速度等的要求较高。以8/16位微控制器和低端32位微控制器为核心的嵌入式系统占有相当大的市场份额,而该系统实现TCP/IP协议的难度较大。针对以上问题,本文给出了基于ARM的嵌入式μC/TCP-IP协议的实现方案。首先,本文介绍了嵌入式Internet技术的发展状况;分析了实时操作系统μC/OS-II的内核结构,详细阐述了μC/OS-II在LPC2478的移植过程。其次,本文分析了PHILIPS公司的LPC2478处理器的结构和特点,完成了底层网络芯片DP83848C的电路设计和接口配置,为μC/OS-II操作系统和TCP/IP协议栈在嵌入式系统上的移植提供了硬件设计参考。最后,重点研究了TCP/IP协议栈的具体实现。对协议栈的具体实现包括对网络接口硬件驱动的具体实现、以太网接口程序模块的实现以及各个协议的具体实现,并给出协议栈在嵌入式系统中的简单应用。文中对于LPC2478的分析有助于ARM7TDMI-S系列处理器的学习和应用。对嵌入式实时操作系统μC/OS-II在LPC2478的移植也可以应用到其它处理器上。对TCP/IP协议的分析和实现,可以作为今后类似开发的参考。在ARM硬件平台上,使用μC/OS-II嵌入式实时操作系统实现TCP/IP协议栈,并应用到嵌入式系统上,具有现实意义。
王伟[10]（2009）在《智能电子脱扣器中TCP/IP协议栈的设计》文中认为随着半导体和通信技术的发展,智能电子脱扣器的功能越来越多,其内部的信息量也越来越大。传统的现场总线技术不能满足大数据量和高速的信息传输,因此,采用TCP/IP通信将智能电子脱扣器内部信息传输到远程的控制中心。要在智能电子脱扣器中实现TCP/IP通信,就需要一个嵌入式的TCP/IP协议栈。所以,本文研究和设计一个应用于智能电子脱扣器中的TCP/IP协议栈。本文通过对TCP/IP协议和智能电子脱扣器的功能分析和电子脱扣器的通信需求分析,提出了嵌入式TCP/IP协议栈的协议组成和通信的模型。然后根据模型对lwIP协议栈进行了分析和裁减,提出了包含UseCase模型和API接口的TCP/IP协议栈方案。最后,根据协议栈的设计方案,结合智能电子脱扣器的硬件平台,实现了网络接口的驱动程序和裁减后的TCP/IP协议栈,并对内存管理策略和与应用程序的接口进行了分析,提出了解决的方法。将智能电子脱扣器应用在变电所的配电自动化系统中,通过对系统远程监控结果的分析,验证了该协议栈是满足要求的。论文对这些内容进行了详细的描述。本文设计的应用于智能电子脱扣器中的TCP/IP协议栈不仅完成了大数据量的信息传输,并且高速的传输能力也保证了配电自动化系统的实时性,提高了系统的性能。该协议栈不仅仅可以应用在智能电子脱扣器中,也可以应用于其他的嵌入式系统中,并对嵌入式TCP/IP协议栈的设计具有参考的意义。
二、嵌入式TCP/IP实现的研究和分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、嵌入式TCP/IP实现的研究和分析（论文提纲范文）
（1）国产化某OS中轻量级网络协议栈的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 论文研究意义和目的 |
| 1.3 嵌入式OS的研究现状 |
| 1.4 轻量级协议栈研究现状 |
| 1.5 国产某OS简介 |
| 1.5.1 国产化某OS内核的体系结构及特点 |
| 1.5.2 国产化某OS内核的基本功能 |
| 1.6 轻量级协议栈特点 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 1.8 论文的组织结构 |
| 2 国产化某OS中轻量级网络协议栈架构设计与裁剪 |
| 2.1 轻量级协议栈的架构与协议族 |
| 2.1.1 轻量级协议栈的架构 |
| 2.1.2 轻量级协议栈的协议族 |
| 2.2 国产化某OS中轻量级网络协议栈架构设计 |
| 2.2.1 轻量级协议栈的架构存在的主要问题分析 |
| 2.2.2 国产化某OS中轻量级网络协议栈架构设计 |
| 2.2.3 国产化某OS中轻量级网络协议栈的裁剪 |
| 2.3 数据缓冲区 |
| 2.3.1 数据包缓冲区pbuf |
| 2.3.2 存储器缓存mbuf |
| 2.3.3 pbuf和mbuf的优缺点 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 轻量级网络协议栈中数据缓冲区的重构与实现 |
| 3.1 数据缓冲区重构思想 |
| 3.2 数据缓冲区管理机制设计 |
| 3.3 数据缓冲区结构设计 |
| 3.4 数据缓冲区管理机制的功能设计 |
| 3.5 数据缓冲的实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 嵌入式UDP的设计与实现 |
| 4.1 嵌入式UDP的应用特点 |
| 4.2 UDP结构与数据的校验流程 |
| 4.2.1 UDP结构 |
| 4.2.2 UDP报文校验流程 |
| 4.3 UDP的数据存储 |
| 4.3.1 数据构成 |
| 4.3.2 数据存储示意图 |
| 4.3.3 UDP控制块操作功能模块划分 |
| 4.4 UDP数据报发送与接收 |
| 4.4.1 报文的发送 |
| 4.4.2 报文的接收 |
| 4.5 UDP的实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 轻量级协议栈测试 |
| 5.1 嵌入式VxWorks系统 |
| 5.2 测试环境介绍 |
| 5.2.1 硬件环境 |
| 5.2.2 软件环境 |
| 5.2.3 环境配置 |
| 5.3 dBuf测试与应用 |
| 5.4 UDP协议模块测试与应用 |
| 5.5 TFTP测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（2）面向嵌入式应用的网络性能提升的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 论文的主要研究内容及工作 |
| 1.3 论文组织及章节安排 |
| 第二章 实时嵌入式网络协议栈的体系结构 |
| 2.1 实时网络协议栈的架构 |
| 2.2 常见实时网络协议栈 |
| 2.2.1 BSD网络协议栈 |
| 2.2.2 uIP网络协议栈 |
| 2.2.3 LwIP网络协议栈 |
| 2.3 网络协议栈的选择 |
| 2.4 实时嵌入式操作系统的选择 |
| 2.4.1 实时嵌入式操作系统的特点 |
| 2.4.2 几种实时嵌入式操作系统的比较及选择 |
| 2.4.3 RT-Linux操作系统简介 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 提升嵌入式应用网络性能的优化思路 |
| 3.1 网络协议栈的进程模型 |
| 3.2 缓冲区管理技术 |
| 3.2.1 缓冲区静态划分 |
| 3.2.2 缓冲块动态分配 |
| 3.3 TCP控制块管理技术 |
| 3.3.1 LwIP的TCP控制块管理 |
| 3.3.2 LwIP的TCP控制块查询 |
| 3.4 定时器管理技术 |
| 3.4.1 常用定时器管理方案 |
| 3.4.2 LwIP的定时器管理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 提升嵌入式应用网络性能的实践 |
| 4.1 网络协议栈的进程模型的优化 |
| 4.2 缓冲区管理优化 |
| 4.2.1 缓冲区静态划分 |
| 4.2.2 缓冲块动态分配 |
| 4.3 TCP控制块管理优化 |
| 4.4 TCP定时器管理的优化 |
| 4.4.1 TCP定时器的重新设计 |
| 4.4.2 TCP定时器管理 |
| 4.5 SELECT接口优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 提升嵌入式应用网络性能的测试 |
| 5.1 测试环境 |
| 5.2 网络协议栈基本功能的测试 |
| 5.2.1 测试目标 |
| 5.2.2 测试结果及分析 |
| 5.3 网络协议栈的优化效果测试 |
| 5.3.1 耗时测试 |
| 5.3.2 吞吐量测试 |
| 5.3.3 测试结果及分析 |
| 第六章 总结及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）基于VxWorks系统的嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 国外研究概况 |
| 1.2.2 国内研究概况 |
| 1.3 嵌入式 TCP/IP 协议栈设计原则 |
| 1.4 论文研究内容及组织 |
| 1.4.1 论文的研究内容 |
| 1.4.2 论文的组织结构 |
| 第二章 VxWorks 系统及集成开发环境 Wind River Workbench 3.3 |
| 2.1 实时操作系统简介 |
| 2.2 嵌入式 VxWorks 系统 |
| 2.2.1 VxWorks 系统的特点 |
| 2.2.2 VxWorks 的启动过程 |
| 2.3 开发环境 Wind River Workbench 3.3 |
| 2.3.1 Wind River Workbench 3.3 的核心工具 |
| 2.3.2 Wind River Workbench 3.3 的特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 嵌入式 TCP/IP 网络协议栈分析 |
| 3.1 嵌入式 TCP/IP 协议模型 |
| 3.2 VxWorks 系统的网络架构 |
| 3.3 以太网 MAC 帧分析 |
| 3.4 ARP 协议分析 |
| 3.4.1 ARP 协议简介 |
| 3.4.2 ARP 数据报文结构 |
| 3.5 IP 协议分析 |
| 3.5.1 IP 协议简介 |
| 3.5.2 IP 数据报文结构 |
| 3.6 UDP 协议分析 |
| 3.6.1 UDP 协议简介 |
| 3.6.2 UDP 数据报文结构 |
| 3.6.3 UDP 数据报校验和的计算 |
| 3.6.4 UDP 协议的端口分解 |
| 3.7 ICMP 协议分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 嵌入式 TCP/IP 网络协议栈的设计与实现 |
| 4.1 协议栈的总体设计 |
| 4.2 内存池管理模块的实现 |
| 4.2.1 内存池结构 |
| 4.2.2 建立内存池 |
| 4.2.3 释放内存池 |
| 4.3 嵌入式 TCP/IP 协议栈的实现 |
| 4.3.1 MAC 帧发送与接收模块的实现 |
| 4.3.2 ARP 协议模块的实现 |
| 4.3.3 IP 协议模块的实现 |
| 4.3.4 ICMP 协议模块的实现 |
| 4.3.5 UDP 协议模块的实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 协议栈与 VxWorks 操作系统的集成与测试 |
| 5.1 协议栈与 VxWorks 操作系统的集成 |
| 5.1.1 协议栈与 VxWorks 操作系统的集成方案 |
| 5.1.2 定制 VxWorks 操作系统内核 |
| 5.1.3 协议栈与 VxWorks 操作系统的集成步骤 |
| 5.2 嵌入式 TCP/IP 协议栈的测试 |
| 5.2.1 MAC 帧发送模块测试 |
| 5.2.2 MAC 帧接收模块测试 |
| 5.2.3 ICMP 协议、IP 协议、ARP 协议模块测试 |
| 5.2.4 UDP 协议模块测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.2 嵌入式TCP/IP协议栈的研究现状 |
| 1.3 课题的主要工作 |
| 1.4 论文的结构概述 |
| 2 系统的硬件开发平台 |
| 2.1 系统硬件结构设计 |
| 2.2 选择微控制器 |
| 2.3 选择以太网接口 |
| 2.3.1 以太网的特性 |
| 2.3.2 以太网控制器 |
| 2.3.3 选择EXPLORER16开发板 |
| 2.3.4 开发板原理图 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 嵌入式系统的TCP/IP协议栈分析 |
| 3.1 标准TCP/IP协议的分层结构 |
| 3.2 TCP/IP协议的封装和分用 |
| 3.2.1 封装 |
| 3.2.2 复用 |
| 3.3 嵌入式TCP/IP协议栈研究 |
| 3.3.1 底层系统运行环境 |
| 3.3.2 协议栈的架构分析 |
| 3.3.3 存储器管理分析 |
| 3.3.4 以太网MAC层协议分析 |
| 3.3.5 网络层协议分析 |
| 3.3.6 传输层协议分析 |
| 3.3.7 应用层协议分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 嵌入式系统的TCP/IP协议栈设计 |
| 4.1 Client/Server通信模型 |
| 4.2 嵌入式TCP/IP协议栈模型 |
| 4.3 缓冲区管理结构SMemHead设计 |
| 4.4 嵌入式TCP/1P协议栈的总体流程 |
| 4.4.1 网络接口的实现 |
| 4.4.2 ARP协议的嵌入式实现 |
| 4.4.3 IP协议的嵌入式实现 |
| 4.4.4 ICMP协议的嵌入式实现 |
| 4.4.5 TCP协议的嵌入式实现 |
| 4.4.6 HTTP协议的嵌入式实现 |
| 4.4.7 服务器处理流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 系统测试 |
| 5.1 开发工具 |
| 5.2 测试使用步骤 |
| 5.3 测试结果 |
| 5.4 与其它嵌入式TCP/IP协议栈的对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结及展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）嵌入式TCP/IP协议栈TINET的移植研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源和意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.3 本文内容安排 |
| 2 嵌入式TCP/IP 协议分析 |
| 2.1 TCP/IP 协议及其在嵌入式领域中的应用 |
| 2.2 ITRON 与TOPPERS Project 简介 |
| 2.3 ITRON TCP/IP API 规范 |
| 3 TINET 在LPC2478 上的移植 |
| 3.1 TINET 的配置与设定 |
| 3.2 开发环境介绍 |
| 3.3 TOPPERS/ASP 内核移植 |
| 3.4 TINET 的移植 |
| 4 实验与测试 |
| 4.1 工具与环境 |
| 4.2 基于TINET 的网络应用简明开发流程 |
| 4.3 基本测试 |
| 4.4 高级测试 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间发表的论文 |
（6）基于ARM和μC/OS-Ⅱ的嵌入式TCP/IP协议栈的研究设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究的现状 |
| 1.3 本文主要工作和论文的结构 |
| 第2章 嵌入式TCP/IP 协议栈的基础知识 |
| 2.1 嵌入式系统 |
| 2.1.1 嵌入式系统的定义和特点 |
| 2.1.2 嵌入式处理器 |
| 2.1.3 嵌入式操作系统 |
| 2.2 TCP/IP 协议栈的体系结构 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 μC/OS-II 在ARM 上的移植 |
| 3.1 LM3S8962 嵌入式微处理器 |
| 3.2 μC/OS-II 的简介与体系结构 |
| 3.3 μC/OS-II 的移植 |
| 3.3.1 μC/OS-II 移植要求 |
| 3.3.2 OS_CPU.H 文件的编写 |
| 3.3.3 OS_CPU_A.ASM 文件的编写 |
| 3.3.4 OS_CPU_C.C 文件的编写 |
| 3.4 移植代码的测试分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 嵌入式TCP/IP 协议栈的分析 |
| 4.1 网络接口层协议的分析 |
| 4.1.1 以太网的分析 |
| 4.1.2 ARP 协议的分析 |
| 4.2 网络层协议的分析 |
| 4.2.1 IP 协议分析 |
| 4.2.2 ICMP 协议分析 |
| 4.3 传输层协议分析 |
| 4.3.1 UDP 协议分析 |
| 4.3.2 TCP 协议分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 嵌入式TCP/IP 协议栈的设计与实现 |
| 5.1 嵌入式TCP/IP 协议栈的总体设计 |
| 5.1.1 嵌入式TCP/IP 协议栈的实现方案 |
| 5.1.2 协议栈数据报的收发分析 |
| 5.1.3 大小端模式和网络字节顺序 |
| 5.2 网络接口层的实现 |
| 5.2.1 硬件驱动程序的编写 |
| 5.2.2 以太网层程序的编写 |
| 5.3 ARP 协议的实现 |
| 5.4 IP 协议的实现 |
| 5.5 ICMP 协议的实现 |
| 5.6 UDP 协议的实现 |
| 5.7 TCP 协议的实现 |
| 5.8 BSD 套接字接口的实现 |
| 5.9 嵌入式TCP/IP 协议栈的测试 |
| 5.9.1 ARP 协议、IP 协议和ICMP 协议的测试 |
| 5.9.2 UDP 协议的测试 |
| 5.9.3 TCP 协议的测试 |
| 5.10 本章小结 |
| 第6章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（7）基于SOPC嵌入式TCP/IP协议栈的研究与设计（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景 |
| 1.2 嵌入式INTERNET 简介 |
| 1.3 嵌入式系统简介 |
| 1.4 嵌入式TCP/IP 协议栈简介 |
| 1.5 课题意义及主要的研究内容 |
| 第2章 SOPC 系统构架和开发工具 |
| 2.1 基于NIOSⅡ的SOPC 系统构架 |
| 2.1.1 NiosⅡ软核处理器简介 |
| 2.1.2 Avalon 总线简介 |
| 2.1.3 IP Core 简介 |
| 2.2 SOPC 的应用开发工具 |
| 2.2.1 QuartusⅡ实时操作系统 |
| 2.2.2 SOPC Builder 开发软件 |
| 第3章 嵌入式TCP/IP 网络协议框架设计 |
| 3.1 TCP/IP 网络协议的体系结构 |
| 3.2 嵌入式TCP/IP 网络协议分析 |
| 3.2.1 总体数据流程设计 |
| 3.2.2 链路层协议 |
| 3.2.3 网络层协议 |
| 3.2.4 传输层协议 |
| 3.3 嵌入式TCP/IP 协议基本框架设计 |
| 3.3.1 ARP 协议的模型设计 |
| 3.3.2 IP 协议的模型设计 |
| 3.3.3 ICMP 协议的模型设计 |
| 3.3.4 TCP 协议的模型设计 |
| 3.3.5 UDP 协议的模型设计 |
| 3.4 LWIP 协议栈 |
| 3.4.1 LwIP 简介 |
| 3.4.2 LwIP 的应用程序接口 |
| 3.4.3 LwlP 的内存管理机制 |
| 第4章 SOPC 的系统设计与TCP/IP 协议栈的测试 |
| 4.1 NIOSⅡ处理器系统的构建与集成 |
| 4.2 LWIP 协议栈的移植与实现 |
| 4.3 LWIP 协议栈的测试与验证 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
（8）基于HOOK技术的协议栈移植通用模式的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 嵌入式系统概述 |
| 1.2 嵌入式系统的特点 |
| 1.3 嵌入式系统网络化发展应用 |
| 1.4 嵌入式系统的网络协议栈移植 |
| 1.5 主要工作和论文结构 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 嵌入式TCP/IP协议栈综述 |
| 2.1 OSI模型 |
| 2.2 传输层和网络层 |
| 2.2.1 网络互连层 |
| 2.2.2 传输层 |
| 2.3 嵌入式TCP/TP协议栈 |
| 2.3.1 嵌入式协议栈的特点 |
| 2.3.2 几种嵌入式协议栈的比较 |
| 2.4 网络协议栈移植 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 uIP移植和uIP协议 |
| 3.1 uIP协议栈 |
| 3.1.1 uIP处理方式 |
| 3.2 uIP模块构成及处理流程 |
| 3.2.1 uIP模块构成 |
| 3.2.2 uIP处理流程 |
| 3.3 uIP事件及处理函数 |
| 3.4 uIP函数接口 |
| 3.4.1 uIP/设备驱动接口 |
| 3.4.2 uIP/周期计时接口 |
| 3.4.3 uIP函数总结 |
| 3.5 uIP网络服务器编程示范 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 上下层接口实现 |
| 4.1 上下层接口 |
| 4.2 底层网络接口 |
| 4.2.1 底层网络接口的选取 |
| 4.2.2 底层网络接口的实现 |
| 4.3 HOOK技术 |
| 4.3.1 HOOK原理和应用 |
| 4.3.2 HOOK实现 |
| 4.3.3 HOOK实现函数替换 |
| 4.3.4 Socket函数组 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 uIP移植 |
| 5.1 整体架构 |
| 5.2 共享内存和同步 |
| 5.3 HOOK模块在浏览器进程中的注入 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 结果分析 |
| 6.1.1 uIP协议栈移植结果分析 |
| 6.1.2 本文构建的基于HOOK的uIP移植的特点 |
| 6.2 所做的工作 |
| 6.2.1 当前所完成的工作 |
| 6.2.2 当前存在的缺陷 |
| 6.3 本文总结 |
| 6.4 未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
（9）基于ARM7的嵌入式μC/TCP-IP协议栈的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 嵌入式系统的概述 |
| 1.2.1 嵌入式微处理器的主要特点 |
| 1.2.2 嵌入式处理器内核按照体系结构的分类 |
| 1.3 嵌入式系统的组成 |
| 1.4 INTERNET 技术在嵌入式系统中的应用与发展 |
| 1.4.1 嵌入式Internet 的研究背景和意义 |
| 1.4.2 嵌入式Internet 的通信协议和接入方案 |
| 1.5 课题研究背景 |
| 1.6 论文的主要研究内容 |
| 第二章 实时操作系统μC/OS-II 的分析与移植 |
| 2.1 μC/OS-II 操作系统的简介 |
| 2.2 μC/OS-II 操作系统的移植 |
| 2.2.1 开发工具介绍 |
| 2.2.2 设置系统头文件INCLUDES.H |
| 2.2.3 与处理器相关的头文件OS_CPU.H |
| 2.2.4 与处理器相关的C 文件OS_CPU_C.C |
| 2.2.5 与处理器相关的汇编文件OS_CPU_A.ASM |
| 2.3 小结 |
| 第三章 基于ARM 硬件平台的实现 |
| 3.1 ARM 开发板介绍 |
| 3.1.1 LPC2478 简介 |
| 3.1.2 LPC2478 的以太网控制模块 |
| 3.2 以太网接口电路模块的设计 |
| 3.2.1 DP83848C 简介 |
| 3.2.2 DP83848C 接口电路的设计 |
| 3.2.3 DP83848C 芯片的接口配置 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 μC/TCP-IP 协议栈的分析与实现 |
| 4.1 TCP/IP 协议栈概述 |
| 4.1.1 标准TCP/IP 协议栈模型 |
| 4.1.2 轻量级TCP/IP 协议栈和标准TCP/IP 协议栈比较 |
| 4.1.3 μC/TCP-IP 协议栈的介绍及特点 |
| 4.2 μC/TCP-IP 协议栈设计 |
| 4.2.1 μC/TCP-IP 协议栈的基本框架 |
| 4.2.2 缓冲区的设计 |
| 4.3 数据链路层的实现 |
| 4.3.1 DP83848C 驱动程序的实现 |
| 4.3.2 以太网接口的实现 |
| 4.4 ARP 协议的实现 |
| 4.4.1 对ARP 协议的设计 |
| 4.4.2 ARP 协议处理软件的设计 |
| 4.5 IP 协议的实现 |
| 4.5.1 对IP 协议的设计 |
| 4.5.2 对IP 协议处理软件的设计 |
| 4.6 ICMP 协议的实现 |
| 4.7 UDP 协议的实现 |
| 4.7.1 UDP 封装 |
| 4.7.2 端口和套接字 |
| 4.7.3 对UDP 协议的设计 |
| 4.7.4 UDP 协议处理软件的设计 |
| 4.8 TCP 协议的实现 |
| 4.8.1 TCP 的数据格式 |
| 4.8.2 TCP 状态机的实现 |
| 4.8.3 TCP 面向流发送数据的实现 |
| 4.9 TCP/IP 的应用实现 |
| 4.9.1 嵌入式Web 服务器的实现 |
| 4.9.2 基于UDP 和基于TCP 的嵌入式服务器实现 |
| 4.10 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望与改进 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
（10）智能电子脱扣器中TCP/IP协议栈的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究的目标及其主要的内容 |
| 1.4 本文的组织结构及其章节编排 |
| 第二章 TCP/IP 协议的工作原理与模型 |
| 2.1 协议的工作模型 |
| 2.1.1 OSI 参考模型 |
| 2.1.2 TCP/IP 参考模型 |
| 2.2 协议的工作原理 |
| 2.3 TCP/IP 协议栈的组成需求 |
| 2.4 TCP/IP 协议的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 智能电子脱扣器的通信需求分析及模型 |
| 3.1 智能电子脱扣器的通信需求分析 |
| 3.1.1 智能电子脱扣器功能分析 |
| 3.1.2 智能电子脱扣器通信需求分析 |
| 3.2 嵌入式TCP/IP 协议栈的通信模型 |
| 3.2.1 协议栈的设计原则 |
| 3.2.2 协议栈的通信模型 |
| 3.3 嵌入式TCP/IP 协议栈的设计分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于LWIP 的TCP/IP 协议栈的设计 |
| 4.1 LWIP 协议栈的分析 |
| 4.1.1 lwIP 协议栈的功能分析 |
| 4.1.2 lwIP 协议栈的软件架构 |
| 4.2 裁减LWIP 中协议的种类 |
| 4.3 裁减LWIP 中协议的功能 |
| 4.3.1 ARP 协议的分析与裁减 |
| 4.3.2 IP 协议的分析与裁减 |
| 4.3.3 ICMP 协议和IGMP 协议的分析与裁减 |
| 4.3.4 UDP 协议的分析与裁减 |
| 4.3.5 TCP 协议的分析与裁减 |
| 4.4 裁减LWIP 的API 接口 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 嵌入式TCP/IP 协议栈的实现 |
| 5.1 实现的软硬件平台分析 |
| 5.1.1 硬件平台的分析 |
| 5.1.2 软件平台的分析 |
| 5.2 网络接口驱动的实现 |
| 5.3 协议栈的内存管理 |
| 5.3.1 lwIP 内存管理的数据结构分析 |
| 5.3.2 智能电子脱扣器中TCP/IP 协议栈的内存管理 |
| 5.4 协议栈与应用程序的接口 |
| 5.4.1 周期查询与UDP 传输 |
| 5.4.2 非周期传输与TCP |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 智能电子脱扣器的应用效果分析 |
| 6.1 配电自动化系统 |
| 6.2 应用结果分析 |
| 6.2.1 大数据帧的信息交互 |
| 6.2.2 高速的信息交互 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作回顾 |
| 7.2 成果及意义 |
| 7.3 存在的问题及进一步的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的论文 |
四、嵌入式TCP/IP实现的研究和分析（论文参考文献）
- [1]国产化某OS中轻量级网络协议栈的研究与应用[D]. 吴润芝. 西安工业大学, 2021(02)
- [2]面向嵌入式应用的网络性能提升的研究[D]. 王晓聪. 浙江理工大学, 2016(08)
- [3]基于VxWorks系统的嵌入式TCP/IP协议栈的研究与实现[D]. 邓小红. 西北农林科技大学, 2014(03)
- [4]嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现[D]. 姜慧霖. 南京理工大学, 2013(02)
- [5]嵌入式TCP/IP协议栈TINET的移植研究[D]. 付君. 华中科技大学, 2011(07)
- [6]基于ARM和μC/OS-Ⅱ的嵌入式TCP/IP协议栈的研究设计[D]. 刘永奎. 中南民族大学, 2010(06)
- [7]基于SOPC嵌入式TCP/IP协议栈的研究与设计[D]. 徐唯铭. 吉林大学, 2010(09)
- [8]基于HOOK技术的协议栈移植通用模式的设计与实现[D]. 游智翔. 浙江大学, 2010(02)
- [9]基于ARM7的嵌入式μC/TCP-IP协议栈的研究与实现[D]. 李佳旭. 西安电子科技大学, 2010(12)
- [10]智能电子脱扣器中TCP/IP协议栈的设计[D]. 王伟. 上海交通大学, 2009(S2)