一種嵌入式IPv4/IPv6雙協(xié)議棧的實現(xiàn)

3.4.2 簡化TCP狀態(tài)機

TCP的面向連接和可靠性傳輸?shù)忍匦詻Q定了每一個標準的TCP狀態(tài)機龐大而且復雜，對于嵌入式應用，可以根據(jù)需要進行簡化。

建立連接分為主動打開和被動打開，本協(xié)議棧設計作為監(jiān)聽狀態(tài)的服務器端，僅實現(xiàn)被動打開。在設計中去掉了CLOSED狀態(tài)，讓它一開始就處于LISTEN狀態(tài)，等待對方發(fā)起連接。

斷開連接分為主動斷開和被動斷開，從安全性的角度考慮，本設計僅實現(xiàn)主動斷開連接。當服務器發(fā)送完數(shù)據(jù)時，向客戶機發(fā)送關(guān)閉連接請求。

通過以上分析，根據(jù)特定的應用不失一般性的裁減掉復雜和冗余的機制，除去標準狀態(tài)機中的客戶端部分，簡化連接的建立和關(guān)閉過程，就得到如圖2所示的簡化的TCP狀態(tài)機模型。

3.4.3 簡化的窗口機制

標準的TCP協(xié)議使用慢啟動的滑動窗口機制[5]，它允許發(fā)送方在等待一個確認之前發(fā)送多個窗口。其確認是一種批量的確認，處理器要對多個數(shù)據(jù)報連續(xù)傳輸進行維護和處理，困難較大。

而滑動窗口的一個極限情況，是只使用單個窗口，這就變成了一種簡單確認的處理方法。只是對于單個數(shù)據(jù)報的發(fā)送和確認，雖然節(jié)約了系統(tǒng)的資源，也使維護更加方便，但是卻降低了效率。

系統(tǒng)采用了一個折中的辦法，適當調(diào)整窗口的大小，限制連續(xù)發(fā)送報文段的個數(shù)來實現(xiàn)了一個簡化的窗口機制，如圖3所示。在這里，設置窗口大小(snd_wnd)為4個最大報文段長度(MSS)，可以適當提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

4 協(xié)議棧的移植和測試

在完成雙協(xié)議棧的設計調(diào)試后，將此協(xié)議棧移植到基于ARM7TDMI核的AT91M40800開發(fā)板上，使用其中內(nèi)嵌的10Mbps以太網(wǎng)控制器 RTL8019AS作為網(wǎng)絡接口。在該平臺上實現(xiàn)了一個簡單的Web Server。通過構(gòu)建提供IPv4地址和IPv6地址訪問的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行測試，該雙協(xié)議棧運行穩(wěn)定、正常。