TCP/IP协议的ASIC设计与实现

文章介绍了一种TCP/IP协议族传输、处理TCP数据和IP数据报过程的ASIC设计-TCP/IP协议处理器的硬件实现。简单介绍了TCP/IP协议，着重介绍了TCP/IP协议处理器系统结构以及各模块设计。硬件实现的TCP/IP协议处理器提高了IP数据报的处理速度，更重要的是，将Internet网络数据传输从传统的依赖电子计算机系统的模式中解放出来，实现了脱离计算机系统环境建立Internet网络连接。     

高速网络TCP/IP减荷的研究

近十年来,随着网络技术的发展,网络带宽迅速增长,而同期CPU的性能未得到相应的提高.在吉比特网络下,网络终端CPU处理TCP/IP协议的能力已经成为限制网络应用的瓶颈.为了使终端用户能充分利用广阔的带宽资源,需要提高网络终端的协议处理能力.文中基于FPGA的硬件设计,将原来由软件完成的IP层协议功能完全卸载出来,向CPU提供硬件支持.并且通过功能仿真、综合后仿真、布局布线后仿真验证了设计的可行性,由静态时序分析可知,协议处理器的时钟频率可达50 MHz,处理IP数据流的能力可以达到1.6 Gb/s的网络线速度.     

用ASIC实现TCP数据流的重组和交付

随着网络带宽的迅速增加,当网络带宽达到吉比特时,如果TCP/IP协议的处理还在主CPU 中进行,由于CPU是通用芯片,处理协议的效率不高,这样不但占用了大量的CPU资源,而且不能充分的利用带宽资源。本文用ASIC实现了TCP数据流的重组和交付,其速度可达到3.2GB。     

无线自组网与Internet互连中TCP流公平性分析与改进

通过实验与分析揭示了基于IEEE 802.11 MAC的无线自组网与Internet互连时TCP流间的不公平性现象及其产生原因,并基于网关带宽占用对互连环境下TCP流间的公平性进行定义,提出了一种基于网关动态带宽控制的TCP流公平性解决方案TCP-GAFC。TCP-GAFC只在网关节点上进行实现,无需修改TCP协议和MAC协议,具有很好的适用性和可扩展性。仿真实验表明,TCP-GAFC显著地改进了互连环境下TCP流间的公平性,并能达到合理的总吞吐量。     

基于SOPC的TCP/IP优化设计与实现

在网络飞速发展的今天,计算机网络设备成为系统的瓶颈。运用通用处理器处理协议的终端很难适应当前的网络速度,同时网络协议的复杂性,需求的高效性、多样性,验证的复杂性等诸多因素,增加了TCP/IP开发难度。研究了嵌入式系统中TCP/IP实现方法,研究传统协议处理性能瓶颈,结合SOPC特点,提出基于SOPC的在线流模式下处理架构,通过DMA、扩展指令、网络协处理器、配置选项等方法,提升网络了处理性能。     

TFRC协议友好性与平稳性改进算法研究

 本文针对TFRC(TCP-Friendly Rate Control)流与TCP流竞争带宽时的友好性问题,分析了影响TFRC协议TCP友好性的因素,通过对TFRC速率计算公式中丢包率的不同幂级项引入权重系数,增加网络拥塞严重时的发送速率,减少网络拥塞较轻时的发送速率,从而降低了网络拥塞程度对TFRC流传输速率的影响.仿真实验表明该方法对TFRC协议具有较明显改进作用,提高了TFRC流的传输平稳度和TCP友好性,从而能更有效地适应多媒体流的传输要求.     

多目标控制系统中TCP粘包问题的解决方法

测控设备采用传输控制协议/网际协议(TCP/IP)作为基础协议,进行遥控多通道并行工作时易造成网络数据粘包.针对此问题,在对TCP协议特点进行分析的基础上,通过讨论TCP编程模型和流交付模型,研究了发生TCP数据流粘包时的网络数据特征,并分析了发生网络粘包的原因,提出了局域网环境下采用短连接、发送端及格式数据组包3种解决网络粘包的方法.实际测试结果证明了这3种方法的适应性及格式数据方法还原TCP网络数据包的有效性,可为基于TCP应用软件开发提供借鉴.     

宽带GEO网络移动的TCP协议性能研究

利用宽带卫星链路接入互联网是今后卫星通信的重要发展方向。首先介绍了基于宽带地球同步轨道(GEO,Geostationary Earth Orbit)网络移动的概念并以IPSTAR卫星为例建立模型,重点分析了基于宽带卫星移动通信的网络移动中的传输控制协议(TCP,Transfer Control Protocol)的特点,对TCP协议性能进行仿真模拟,最后分析了TCP协议在网络移动通信中的性能。结果证明,在宽带多媒体卫星移动通信中,由于系统允许信息传输具有较大带宽(IPSTAR中可以达到2 Mb/s),TCP传输的吞吐量和时延表现的较为稳定,因此,在基于宽带多媒体卫星的网络移动通信中实现TCP数据的传输具有一定的可行性。     

基于Octeon多核网络处理器的IPv6联动IPS研究与设计

对基于Octeon多核网络处理器的新一代IPv6高速网络联动入侵防御系统进行研究,设计了新型联动入侵防御原型.系统基于Octeon多核的高速处理,并结合了IPv6网络中入侵的新特点.在基于入侵检测规则库规则匹配技术的基础上,运用新型的协议分析技术和基于流的检测技术,在Octeon多核间分配控制层与数据层的不同执行,采用命名块机制进行多核间通信,通过数据层核向控制层核的反馈,实现了流处理及协议分析模块与控制模块的高速联动.系统实现了Gbps级的高速入侵检测与联动防御处理.     

卫星网络中基于UDP的可靠数据传输协议

在卫星网络中,标准的传输控制协议TCP不能充分发挥网络的性能。论文通过分析卫星网络的特点提出了一个基于UDP的应用层传输协议UDT-Sat。该协议使用基于带宽估计的拥塞控制和基于选择性负向确认的快速重传机制实现数据高效可靠的传输。实验表明,UDT-Sat在卫星网络中具有很高的带宽利用率,同时保持了良好的公平性和稳定性。     

基于DM9000A的DSP以太网接口设计与实现

为了实现DSP与外围设备进行以太网数据通信,采用了一种基于网络控制芯片DM9000A的DSP以太网接口实现方式。它以TI公司的DSP处理器TMS320F28335和DM9000A网络芯片为硬件平台,通过DSP总线控制DM9000A内部寄存器,完成DM9000A的初始化以及底层以太网数据的发送接收,并对TCP／IP协议进行裁剪,包括IP,ARP,ICMP,UDP和TCP等协议,实现了适用于DSP设备的以太网数据通信功能。     

TCP/IP协议处理器的多连接管理设计与实现

介绍了一种基于TCP/IP协议的可支持数千条连接的网络处理器,主要对TCP协议处理模块的多连接管理和切换做了重点的阐述.TCP协议是面向连接的协议,以往多连接的实现是将每一个连接作为操作系统的一个进程,由操作系统的进程管理程序统一进行调度.当需要将多连接用硬件来实现时,连接的切换就需要仿照操作系统的进程调度机制来进行.提出的多连接管理和切换的机制已经用Verilog HDL描述,并在Xilinx的Vertex4开发版上得到验证,结果证明此多连接管理和切换机制可以很好地支持数千条连接的同时运行,并在新型网络处理器中得到应用.     

在TMS320DM642上实现嵌入式TCP/IP协议栈

实现了一个运行在数字信号处理器TMS320DM642上的嵌入式TCP/IP协议栈。对TCP/IP协议中的IP协议、ARP协议、UDP协议进行分析,完成基于TCP/IP协议的嵌入式网络系统。     

用单片机实现以太网卡通信的设计

介绍了基于51单片机的以太网卡硬件接口电路的设计和网卡驱动程序的开发。该设计是实现RS-232串口数据格式和以太网协议格式的数据转换。核心处理器采用AT89C51单片机,以太网卡控制芯片采用RTL8019AS芯片将TCP/IP协议栈嵌入到单片机中。讨论了TCP/IP协议族的分层实现,并根据应用的需要将单片机中的TCP/IP协议进行简化,实现网络通信。     

软交换下VoIP话务量与IP带宽间关系的分析及应用

随着软交换、网络IP化等技术的演进，交换机实现了控制和承载的分离，传统的信令、语音业务都通过IP网络承载的信令流和媒体流进行传送。在分析信令流的IP承载带宽时，需要考虑M3UA Sigtran、IP等各种协议栈的开销以及Mc、Nc等接口中各种信令流程下的消息流量和消息包的大小。相对于媒体流而言，信令流在整个IP带宽中占比很小，带宽规划时一般按一定比例进行估算，因此，这里对信令流的带宽关系不作进一步研究。     

基于嵌入式的现场总线和TCP/IP协议转换的技术研究

通过对企业控制网络和信息网络互联的研究,以期实现数据在控制网络和信息网络之间的传输。企业控制网络基于现场总线,采用现场总线协议。而企业信息网络基于工业以太网,采用TCP/IP协议。因此,控制网络和信息网络的集成就转为现场总线协议和TCP/IP协议的转换。由于现场总线的多样性,着重研究现场总线中使用广泛的RS 232,RS 485,CAN总线协议,采用32位AT91RM9200微处理器的嵌入式系统具有处理速度快、体积小、性能稳定等特点,是嵌入式网关硬件平台的首选。建立了协议转换的网络层次模型,设计了软硬件平台,实现了现场总线协议和TCP/IP协议的转换,测试了协议转换的运行情况,实现了RS 232,RS 485,CAN总线协议和TCP/IP协议的数据双向传输,可以应用于工业生产、家庭网关、远程监控等领域。     

卫星网络中的TCP

本文首先介绍了目前广泛应用的三种TCP协议版本，分析了TCP协议的运行机制。然后，文章分析了TCP协议在长延时大延时带宽积和高误码率的卫星信道上传输效率低下的原因。最后，对目前提出的众多TCP协议改进方案进行了描述，并对各种方案的特点作了简单总结。     

微程序实现TCP/IP协议处理器的控制

随着Internet的迅速发展,TCP/IP协议在嵌入式系统中的实现,成为嵌入式Internet发展的瓶颈。用ASIC设计TCP/IP协议器时,根据嵌入式应用的特点,将TCP/IP协议进行简化。从协议处理器简化宏状态转移图出发,根据TCP/IP协议的特点,设计微程序控制单元,该控制单元根据应用层、数据链路层、定时部分和数据通道中的状态信号和控制标志,完成对数据通道、定时部分的控制及与数据链路层、应用层通信的接口,来实现连接的建立、断开和异常情况的处理。     

确保最小发送速率的TCP友好拥塞控制算法

提出一种确保最小发送速率的TCP友好拥塞控制算法CQTCCA(certified quality TCP-friendly congestion control algorithm)。该算法通过将网络结点和端点相结合，在端点对UDP数据流采用基于公式的发送速率调整，使之体现对TCP数据流的友好性；在结点对RED进行改造，得到提供带优先级包标记的MRED算法，保证对实时多媒体数据流的最小带宽要求。仿真实验验证了本算法有效性。     

基于PIC单片机和嵌入式TCP/IP技术的海水有机磷农药数据采集系统

本文介绍了海水有机磷农药现场实时数据采集系统的设计。在设计中,PIC单片机构成的子系统实现数据的实时采集,网络单片机SX52BD实现TCP/IP协议的解码和打包,用LabWindows/CVI编写的数据处理软件用于对从网络上传的数据进行处理。