嵌入式通信軟件設(shè)計

前言

盡管嵌入式通信系統(tǒng)在不同環(huán)境下的設(shè)計、開發(fā)和部署已有數(shù)十年的歷史，但對一般軟件開發(fā)人員來說，為這樣的系統(tǒng)設(shè)計軟件仍然是高深莫測的。在通常情況下，研發(fā)嵌入式通信軟件面臨的問題和挑戰(zhàn)方面的知識以傳聞和軼事的形式被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員所掌握。最近，一些會議，如通信設(shè)計會議，已將這一主題列入中心議題，但軟件設(shè)計的這一專門領(lǐng)域仍然難以把握。形成鮮明對比的是，Web和基于Web的服務(wù)的普及不到10年時間，卻產(chǎn)生了大量的技術(shù)文獻討論Web服務(wù)的軟件設(shè)計和開發(fā)。通信系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)近些年經(jīng)歷了明顯的轉(zhuǎn)變，已越來越重視研發(fā)費用的降低，從而導(dǎo)致在構(gòu)造嵌入式通信系統(tǒng)時常常采用商用芯片和商用（或第三方）軟件。這一趨勢具有廣泛影響，因此要求新一代軟件開發(fā)人員應(yīng)熟悉建立和集成大量可復(fù)用的軟件構(gòu)件。這些構(gòu)件隨交換設(shè)備、路由器、流量聚合器（DSLAM、CMTS）和負載平衡器等聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一起提供。

內(nèi)容概要

　　《嵌入式通信軟件設(shè)計》共分9章，內(nèi)容涉及通信軟件的OSI七層模型、軟件的劃分、協(xié)議軟件的實現(xiàn)、通信軟件中表和其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、緩沖區(qū)管理、定時器管理、管理軟件及相關(guān)問題、多板通信軟件設(shè)計以及嵌入式通信軟件開發(fā)過程等，還提供了通信軟件設(shè)計的真實實例。很多內(nèi)容以前只是散見于一些技術(shù)文獻、內(nèi)部文件甚至設(shè)計人員的頭腦中，《嵌入式通信軟件設(shè)計》是第一次系統(tǒng)地對這些內(nèi)容進行整理和提升。《嵌入式通信軟件設(shè)計》既適合于初學(xué)者，也適合于有經(jīng)驗的程序員；既可作為大學(xué)通信軟件設(shè)計課程的教材，也可作為軟件實踐者自學(xué)和提高的參考書。

作者簡介

作者：（美國）斯瑞德哈（T.Sridhar） 譯者：彭甫陽 王懷彬 王安生

書籍目錄

第1章 引言1.1 OSI參考模型1.1.1 物理層1.1.2 數(shù)據(jù)鏈路層1.1.3 網(wǎng)絡(luò)層1.1.4 傳輸層1.1.5 會話、表示和應(yīng)用層1.1.6 網(wǎng)絡(luò)通信1.2 通信設(shè)備1.3 軟件構(gòu)件類型1.3.1 協(xié)議軟件1.3.2 基礎(chǔ)軟件和系統(tǒng)軟件1.4 設(shè)計考慮——序曲1.5 小結(jié)1.6 閱讀材料1.7 習(xí)題第2章 通信系統(tǒng)軟件考慮2.1 基于主機的通信2.1.1 用戶模式與核心模式2.1.2 主機網(wǎng)絡(luò)接口2.1.3 STREAMS結(jié)構(gòu)2.1.4 套接字接口2.1.5 基于主機的聯(lián)網(wǎng)軟件存在的問題2.2 嵌入式通信軟件2.2.1 實時操作系統(tǒng)2.2.2 存儲問題2.2.3 設(shè)備問題2.2.4 軟／硬件劃分2.2.5 硬件加速2.2.6 控制板和數(shù)據(jù)板2.2.7 為硬件加速開發(fā)軟件2.3 小結(jié)2.4 閱讀材料2.5 習(xí)題第3章 軟件劃分3.1 嚴格分層方法的局限性3.2 任務(wù)與模塊3.2.1 進程與任務(wù)的比較3.2.2 任務(wù)實現(xiàn)3.2.3 任務(wù)調(diào)度3.3 模塊與任務(wù)分解3.4 劃分案例研究——第二層交換器3.4.1 設(shè)備驅(qū)動程序3.4.2 協(xié)議功能3.4.3 系統(tǒng)與管理任務(wù)3.4.4 硬件加速3.5 第三層交換器／路由器3.6 模塊與任務(wù)接口3.6.1 函數(shù)／過程接口3.6.2 消息／事件接口3.6.3 標準接口與專用接口3.7 小結(jié)3.8 閱讀材料3.9 習(xí)題第4章 協(xié)議軟件4.1 協(xié)議實現(xiàn)4.1.1 狀態(tài)機4.1.2 協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)處理4.1.3 協(xié)議接口4.1.4 配置與控制4.1.5 系統(tǒng)啟動4.1.6 協(xié)議升級4.2 小結(jié)4.3 閱讀材料4.4 習(xí)題第5章 表與其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5.1 表5.2 結(jié)構(gòu)／表的劃分5.2.1 控制塊5.2.2 接口控制塊5.3 實現(xiàn)5.3.1 控制塊分配與初始化5.4 訪問加速5.4.1 訪問方法優(yōu)化5.4.2 硬件支持5.4.3 高速緩沖5.5 表大小的調(diào)整5.6 表訪問例程5.7 小結(jié)5.8 閱讀材料5.9 習(xí)題第6章 緩沖區(qū)與定時器管理6.1 緩沖區(qū)管理6.1.1 全局緩沖區(qū)管理6.1.2 局部緩沖區(qū)管理6.1.3 單緩沖池和多緩沖池6.1.4 緩沖區(qū)大小6.1.5 緩沖池及緩沖區(qū)大小選擇對照單6.1.6 伯克利系統(tǒng)發(fā)布(BSD)的mbuf庫6.1.7 STREAMS緩沖區(qū)方案6.1.8 緩沖區(qū)方案之比較6.1.9 緩沖區(qū)管理方案范例6.1.1 0緩沖區(qū)管理中的異常條件6.2 定時器管理6.2.1 任務(wù)各自進行自己的定時管理6.2.2 差值定時器計數(shù)的使用6.2.3 定時器管理任務(wù)6.3 小結(jié)6.4 閱讀材料6.5 習(xí)題第7章 管理軟件7.1 設(shè)備管理7.2 管理方案7.3 路由器管理7.3.1 SNMP管理7.3.2 基于CLI的管理7.3.3 基于HTTP的管理7.4 管理子系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)7.4.1 SNMP的使用7.4.2 CLI的使用7.5 代理與協(xié)議間的接口7.5.1 代理與協(xié)議之間的內(nèi)存分離7.6 設(shè)備到管理程序的通信7.7 系統(tǒng)建立與配置7.7.1 引導(dǎo)參數(shù)配置7.7.2 引導(dǎo)后配置7.8 配置的保存與恢復(fù)……第8章 多板通信軟件的設(shè)計第9章 通信軟件的開發(fā)附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：3.路由器路由器運行在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，能將IP報文從源轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。在圖1.3的例子中，假定主機和與其通信的服務(wù)器處在不同的網(wǎng)絡(luò)（在TCP／IP領(lǐng)域也稱為子網(wǎng)），它們使用路由器跨越廣域網(wǎng)實現(xiàn)連接。主機將“它網(wǎng)（off-net）”報文送往路由器，路由器又將這些幀轉(zhuǎn)發(fā)往目的地址方向。如果目的主機直接相連，則直接將報文發(fā)往目的主機；如果目的主機不是直接相連，報文將被送往另一路由器，然后通過若干個中間網(wǎng)絡(luò)被送到目的網(wǎng)絡(luò)。圖1.3顯示的就是這一情形。IP路由器根據(jù)相鄰路由器間交換的路由變化信息建立路由表。路由表用于跨網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)報文。路由變化信息的格式和處理方法在有關(guān)路由協(xié)議規(guī)范中定義，如路由信息協(xié)議（RIP）規(guī)范、開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）規(guī)范和中間系統(tǒng)一中間系統(tǒng)（IS-IS）協(xié)議等。4.使用多協(xié)議協(xié)議功能構(gòu)成了通信系統(tǒng)軟件的主要部分。實現(xiàn)協(xié)議功能的軟件常常被稱為協(xié)議棧。每一協(xié)議棧成分位于另一協(xié)議棧之上或之下，完成相應(yīng)的協(xié)議功能。例如，在主機系統(tǒng)實現(xiàn)中，TCP棧位于lP棧之上；在串行接口通信時，IP棧又位于PPP（點對點）棧之上。通信系統(tǒng)通常不止完成一項工作，例如路由器也許還要完成第二層交換功能，也許為管理目的需要作為通信的端節(jié)點（如SNMP、Telnet和HTTP）。對于以太網(wǎng)第二層交換開關(guān)和路由器來說，通信設(shè)備為完成第二層交換功能，需實現(xiàn)第一層和第二層（即以太網(wǎng)物理層和以太網(wǎng)MAC層）。為實現(xiàn)路由功能，設(shè)備必須實現(xiàn)第一至第三層（即以太網(wǎng)物理層、以太網(wǎng)MAC層和IP層）。對于端節(jié)點功能，設(shè)備必須實現(xiàn)第一至第四層（即以太網(wǎng)物理層、以太網(wǎng)MAC層、IP層和TCP層），同時還要實現(xiàn)應(yīng)用層（通過HTTP之類的協(xié)議實現(xiàn)）。

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《嵌入式通信軟件設(shè)計》是嵌入式系統(tǒng)譯叢之一。

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