嵌入式IPv6协议栈的设计与实现

本文针对嵌入式系统资源有限、需求特殊的特点,根据IPv6协议的标准,设计并实现了一个基于LwIP轻载协议栈的嵌入式IPv6协议栈。首先阐述了嵌入式协议栈的技术要求,其次详细说明了嵌入式协议栈中IP、ICMP、ND、UDP和TCP协议的设计和修改内容,最后在嵌入式实验环境中成功实现了协议栈的连通性测试。     

嵌入式IPv6协议的设计与实现

随着联网设备特别是嵌入式联网设备数量的增加,能提供几乎无穷尽IP地址的IPv6协议的优势越来越显著.所以,在嵌入式设备中实现IPv6协议栈具有很大的现实意义.结合嵌入式本身所固有的性质,给出了IPv6的设计原则和关键技术.实现时简化了IPv6模块中的ICMPv6和邻居发现的相关功能,在传输层只实现TCP模块,并简化了TCP运行状态机机制.最后将实现的协议通过移植到LPC2200开发板上,并通过简单C/S通信实验表明协议实现的可行性.整个软件代码量小、结构简单、易于移植和扩充.对嵌入式设备上移植IPv6协议栈提供了参考方案.     

基于嵌入式IPv6的自动地址配置研究与实现

在嵌入式技术领域,支持IPv6的嵌入式设备将是一个崭新的发展方向.但对于某些嵌入式设备来说,现有的技术还未能很好地解决它们的连网问题,而自动地址配置就是其中的关键问题之一.本文在深入剖析嵌入式IPv6协议栈的基础上,提出了嵌入式IPv6协议栈中地址配置的实现方法.     

基于ARM9支持IPv4/IPv6协议的物联网网关设计及实现

国际互联网工程任务组开发了新一代Internet协议IPv6,为了不浪费现有的网络设备,结合实际项目设计了支持IPv4/IPv6双协议栈的嵌入式物联网网关,实现了IPv4/IPv6的双栈运行.给出了绘制嵌入式ARM9处理器AT91SAM9263高速电路板、修改移植Linux操作系统、搭建DM9000/DM9161双网卡环境的方法,该方法可使网关设备同时运行在IPv4和IPv6协议栈并存的网络环境,完成局域网和跨域网的数据通信.测试结果表明:所设计的物联网网关工作稳定,在智能设备的升级替换和推进物联网的建设方面具有重要的借鉴作用.     

物联网中嵌入式IP协议的简化研究

物联网应用的关键技术之一是实现嵌入式设备的网络化,其中一种实现方法就是在嵌入式设备中实现简化的TCP/IP协议栈.在此过程中,如何根据实际应用来简化实现IP协议是一个难点问题.笔者以嵌入式Web服务为例,围绕该应用的具体要求,详细分析了如何设计并精简IP协议.测试结果表明,该设计思路可行.     

IPv6协议栈性能分析

对常用操作系统支持的IPv6协议栈进行了实验研究,并与IPv4协议栈进行了量化对比分析.实验结果表明,Linux的IPv6协议栈的性能远远好于Windows XP的IPv6协议栈性能.     

一种通用嵌入式Web服务器精简协议栈的设计与实现

嵌入式Web服务器技术是一种将嵌入式设备与Internet相结合的嵌入式系统前沿发展方向,其利用Web技术的优势,实现灵活的基于Internet浏览器的远程设备监测与管理。本文以基于RISC技术的AT90S8515单片机和RTL-8139NIC以太网接口控制器为硬件平台,针对嵌入式系统资源有限的特点,提出了一种通用的嵌入式Web服务器精简协议栈的设计与实现方案。文中深入讨论了协议栈的总体设计思想,并详细分析了构成该协议栈的802.3、ARP、IP、TCP、HTTP核心协议的实现过程。     

基于IPv6存储集群网络模块的设计与实现

将基于对象的分布式文件系统Lustre存储集群网络模块,由仅支持IPv4改进为同时支持IPv4与IPv6双协议栈,并提出了相应的设计原则与实现方法;测试比较了IPv6与IPv4环境下的系统性能.实验表明,移植前后性能基本相同.考虑到设计的前提是适用Linux系统基本的双协议栈架构,因此本方法适用于其他需要支持双协议栈的网络程序.     

802.11网络中移动IPv6快速切换的设计与实现

移动IPv6虽然解决了网络层的移动性问题,但是其切换性能并不乐观。为了适应实时应用的需求,IETF提出了移动IPv6快速切换协议以减少移动IPv6的切换时延。通过研究802.11的切换过程和移动IPv6快速切换协议,本文设计并实现了一种在802.11网络中移动IPv6快速切换方案。     

面向对象的嵌入式TCP/IP协议栈设计

分析了标准TCP/IP协议的基本原理,从OSI网络体系参考模型出发,给出一个具有较好可扩展性和可维护性的嵌入式TCP/IP协议栈设计模型.通过嵌入式仿真软件SkyEye验证了采用面向对象方法设计嵌入式TCP/IP协议栈的可行性,并对协议栈的设计质量进行了评估.结果表明设计的嵌入式TCP/IP协议栈能够在嵌入式系统中正常工作,具有较好的可扩展性和可维护性.     

基于IPV6的校园网设计方案

为了解决IPV4地址紧张等问题,各高校申请了IPV6地址。目前从IPV4过渡到IPV6的关键是IPV6网络与IPV4网络的互通。经过研究各种过渡技术的兼容性,综合运用双协议栈、隧道技术、NAT-PT和DNS-ALG技术,从而同时解决IPV6-IPV6互通I、PV4-IPV6互通的问题,基于此为已经申请了IPV6地址的高校提出了IPV6的校园网设计方案。经过试用可行,大规模应用有待进一步研究。     

基于多播技术的分层移动IPv6实现和仿真

通过对分层移动IPv6机制的分析,发现在切换时延和分组丢失率性能方面:当发生微观移动时得到了很大的改善;当发生宏观移动时,性能并没有改变. 针对以上问题研究了一种基于多播技术的分层移动IPv6模型. 在分层移动IPv6的基础上,扩展了路由器周期性通告的包头格式,给出了切换过程的具体操作过程,实现了移动节点的平滑切换,减小了宏观切换过程中的时延. 最后应用网络仿真软件NS-2对扩展的方案进行模拟分析,仿真的结果比较令人满意.     

IPSec策略在移动IPv6网络中的研究与实现

对IPSec在移动IPv6网络中的应用进行了实验研究.介绍了移动IPv6和IPSec协议的工作原理,并在学校的移动IPv6实验网络中进行了成功配置.从可行性及安全性的角度对实验结果进行了验证,为该技术的进一步研究打下了基础.     

基于提前绑定更新选项的通信对端绑定方法

针对移动IPv6解决下一代互联网移动性问题,它不仅提供了巨大的地址空间,而且增强了移动用户的切换能力和实现了路由优化．IPv6将取代IPv4成为下一代Internet协议,因此移动IPv6将在下一代Internet中得到广泛应用．未来网络中,移动IPv6将为数据、语音、视频等多种业务提供一个统一的传输平台,人们不仅对多媒体播放业务的需求越来越大,而且提出了更高的要求——交互能力．针对移动IPv6通信对端绑定中返回路由可达过程带采较大延迟的问题,提出一种基于提前绑定更新选项的快速绑定方法．该方法不仅消除了50％的标准绑定所造成的额外延迟,而且提高了对交互式实时应用的支持能力。     

基于阶层式组播的移动IPv6切换方案

分析了移动IPv6协议在切换过程中存在的缺点,提出一种基于阶层式组播技术的方案,从而改善了移动IPv6的性能.     

一种让上网计算机无缝漫游的方案——移动IP

讨论了一个由IETE（互连网工程任务组）所建议的、在目前的IPv4架构之下实现计算机移动通信的路由选择协议－移动IP（Mobile IP),分析了利用它实现计算机无缝漫游的原理,并探讨了移动IP和未来新一代互联网协议IPv6的结合问题。     

一种基于MLD代理的移动组播方法与性能分析

移动组播是移动互联网络技术的一个研究热点,但现有移动组播方案存在着组播中断时间长、协议开销大等问题.针对这些问题,该文提出了一种基于MLD代理的移动组播方法.该方法在家乡代理上实现简化MLD代理功能,减少协议开销;在移动节点上扩展MLD功能,减少组播中断时间.另外,为了解决移动组播隧道聚合问题,还提出了一种隧道合并重构机制.通过理论分析计算了该方法的组播中断时间和协议开销.结果表明,同其他移动组播方法相比,该方法能够缩短组播中断时间,减少协议开销.     

移动IPv6原理和安全性的研究

IPv6是新一代的 IP协议 ,它对现有协议 IPv4进行改进 ,针对数据包的路由、安全性的改进提出一些新的方案 ,使得移动通信网络接入 ,数据包的路由实现起来更方便。文章介绍了移动 IPv6的协议原理 ,讨论了移动 IPv6的实现策略、机制及特点 ,对 IPv6安全做了分析 ,并对 IPsec安全机制进行了进一步探讨。