摘要：提出一種新的協(xié)議棧設(shè)計思路——基于驅(qū)動程序的協(xié)議棧設(shè)計，在對比傳統(tǒng)的協(xié)議棧設(shè)計方式——基于任務(wù)的協(xié)議棧設(shè)計的基礎(chǔ)上，說明了此種方法的優(yōu)勢所在，并給出了協(xié)議棧設(shè)計的基本框架。

關(guān)鍵詞：設(shè)備驅(qū)動 協(xié)議驅(qū)動 操作任務(wù) 協(xié)議棧

基于驅(qū)動程序的協(xié)議棧設(shè)計，相比于傳統(tǒng)的基于任務(wù)的協(xié)議棧設(shè)計來說有兩點好處：(1)效率更高;(2)對于有多個協(xié)議棧的系統(tǒng)來說，有更大的兼容性。

1 基于任務(wù)的方式

在我們比較兩種設(shè)計方式的技術(shù)細節(jié)之前，我們必須了解它們。傳統(tǒng)的設(shè)計方式包括將協(xié)議棧置于實時操作系統(tǒng)或內(nèi)核之上，但是大多數(shù)實時操作系統(tǒng)不提供網(wǎng)絡(luò)互連的框架。所以，協(xié)議棧的設(shè)計者們不得不利用實時操作系統(tǒng)提供的機制——Task。圖1說明了如何利用任務(wù)來實現(xiàn)一個三層間通信的協(xié)議。

每一層被作為一個單獨的任務(wù)，外加任務(wù)間通信機制負責傳送數(shù)據(jù)和控制包上下通過協(xié)議棧，程序設(shè)計者負責定義層與層之間的接口和一個應(yīng)用程序接口(API)，以利于應(yīng)用程序員傳送和接收數(shù)據(jù)。

在這里存在幾個效率不高的來源：首先，正如圖1中點線所說明的，當包在應(yīng)用程序、上層的通信協(xié)議，以及網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)備驅(qū)動程序之間交換時，下層的操作系統(tǒng)正忙于上下文切換，每一次實時操作系統(tǒng)掛起其中一個任務(wù)，恢復(fù)執(zhí)行另一個任務(wù)，時間都浪費在存取任務(wù)上下文中，考慮到每一個包無論是發(fā)還是收，都要通過協(xié)議棧的每一層，上下文切換的確造成了巨大的浪費。另外，當數(shù)據(jù)和控制包在應(yīng)用程序任務(wù)和網(wǎng)絡(luò)接口之間流動時，包含此類信息的緩沖區(qū)必然重復(fù)在任務(wù)間通信隊列加入或刪除。然而，這個系統(tǒng)開銷是很大的，這本身是由于系統(tǒng)在隊列操作時必然包括需與中斷和上下文切換隔離的臨界區(qū)。因此，不僅時間浪費于隊列操作，而且整個系統(tǒng)對一些重要的事件例如中斷的響應(yīng)變得延遲。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠