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《电子科技大学》 2007年
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一种无线自组织网络通信节点的协议栈设计与实现

廖泽贤  
【摘要】: 移动Ad hoc网络(Mobile Ad hoc Network, MANET)是一种无中心的自组织网络,它由无线节点组成。本文以实现分级无线自组织网络课题中的无线节点协议栈为背景,提出分裂协议栈的节点结构模型:网络层及以上由数据终端完成,链路层和物理层驻留在通信设备中,两者由数据接口连接形成一个通信节点。分裂协议栈结构具有很好的灵活性,但在实现过程中也带来了新的设计问题。针对这些问题,本文从通用的角度出发,建立以下三个模型加以解决。 首先,需由接口协议将分裂的协议栈融合为一个整体。此时的接口协议相当于协议栈的一个层间接口,直接影响通信节点的整体效率,因此接口协议模型主要从性能的角度出发,设计了适合分裂协议栈结构的流控和差控机制,同时兼顾多种通信设备的共性,得到一个通用、高效、灵活的接口协议模型。 通信设备控制模型解决协议栈上层对通信设备的控制问题。本文以Linux为平台进行研究,总结出虚拟网络接口技术,它将通信设备抽象为数据终端中的一个虚拟网络接口,并通过桥接的以太网络接口传递控制信息。 在完成对通信设备的控制后,数据终端可能还需要插入新的协议层来附加通信功能。本文在Linux中设计了协议栈纵向扩展模式,提供了一种简单快捷地添加协议层的方法,提升了Linux协议栈的可扩展性。它以虚拟网络接口技术为基础,发现并解决了其中过多的上下文切换带来的性能下降。 笔者以Linux操作系统为基础将以上模型编程实现,并通过测试验证了其设计和实现的正确性,对类似的应用具有指导意义。本文所提出的模型最终应用到课题中无线节点协议栈的开发中。
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