嵌入式Linux通信中构件技术应用研究

前需要配置软硬

件环境，配置过程如下：用串口线和简易仿真器连接PC 机和目标板，使用两条独立的网线分别将它们连接到以太网;在PC 机上安装虚拟机5.5 和Red Hat Linux 9 ，将经过实时改进和裁剪的Linux 移植到该目标板。

4.1 测试ARP 协议构件

在内核无ARP 协议支持时，为了显示ARP 缓存中的MAC、IP 地址信息，运行arp -a 命令，结果为空，并且其它网络应用都不能工作，整个系统的网络部分由于该底层协议的失效而瘫痪。将ARP 协议构件用insmod 命令装入后，网络部分恢复正常。

4.2 测试ICMP 协议构件

在内核不加载ICMP 协议构件时，从外界ping 主机，ping 命令显示超时，即ping 不通。内核接收及处理传来的ICMP 数据包的函数接口找不到相应的功能实现，不能正常返回确认消息包。在将ICMP 协议构件用insmod 命令装入后，处理数据包的函数正确执行，显示能够ping 通。响应时间如表1 所示。

从表1 可以看出，当ICMP 协议作为模块被加载后，ping 命令的响应时间比该协议编译进内核的长，增长的幅度为(0.668-0.611)/0.611=0.093 ，性能下降不超过1%。而且，从内核启动速度来看，构件化ICMP 协议的结果，由于构件化的内核在网络部分启动过程中没有初始化ICMP 协议部分，启动速度略有提高。

4.3 测试UDP 协议构件

为了便于观察系统性能的变化，本文采用Linux 网络性能测试软件Netperf 对UDP 协议构件进行测试，主要测试UDP 的批量数据传输性能、请求和响应性能。测试结果如表2 所示。

从表2 可以看出，协议构件化之后的网络性能有损失，其数据传输性能的下降幅度为(l55.2-140.3)/155.2=0.096 ，请求/响应性能的下降幅度为(620.1-*.9)/620.1=0.025 ，它们都低于一个数量级。

4.4 测试TCP 协议构件

在目标板和PC 机之间进行测试，PC 机作为客户端，目标板作为服务器，并编写客户端和服务器测试程序。在内核不加载TCP 协议构件时，运行客户端程序，PC 机提示不能和服务器连接;加载TCP 协议构件后，再次运行客户端程序，观察PC 机，显示连接成功，在目标板上键入字符，在PC 机上可以显示接收到的字符。

从上面的测试结果可知，对Linux 下的TCP/IP 构件化后，尽管系统性能会略有损失，但损失不大，用此较小的代价可以换取升级、维护的成本大大降低、新协议开发时间大大缩短，从而说明构件化协议的可行性和优越性，在实际应用中可以认为是一种有效的方法。

5 结论

本文针对嵌入式服务器的网络实时通信的应用，将构件技术引入Linux 的TCP/IP 协议设计中，提出了一种构件化TCP/IP 协议栈中主要协议的方法，并对构件化的协议进行测试，结果表明构件化的协议可以动态载入实时改进和裁剪的Linux 系统，不仅减少了嵌入式Linux 内核的尺寸，而且增强了系统网络通信协议设计的灵活性。