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UDP数据报与TCP传输应用系统的层间接口设计

时间:12-08 来源:互联网 点击:
TCP/IP协议大致可以分为以下的层次:应用层、TCP/IP协议层、网卡驱动。这些协议层之间的接口如图 1所示,其中输出是数据流向对方,输入是数据流向本地应用层。

  (1)应用层和rap层的接口

  如果是作为客户端,则包含:

  ·bind:使用bind绑定本地端口;

  ·cONnect:需要使用connect进行连接,当应用层调用connect函数时,TCP层负责建立连接,返回值指 示是否连接成功;

  ·send:使用send发送一个应用层的数据;

  ·recelve:当rap层有数据到达时,rap层将触发OnReceive函数,用户可以在OnReceive函数中做接收 处理;

  ·close:需要使用close函数主动和对方断开连接,连接断开以后返回真,如果断开操作超时,则返回假。


 图1 TCP/IP层间接口

  如果是作为服务器,则包含:

  ·bind绑定;

  ·listen:在绑定的本地端口监听;

  ·对方发来连接;

  ·send发送;

  ·recelve接收;

  ·close断开连接。

  总的来说,rap层要提供给应用层以上的一些函数。

  (2)协议和网卡驱动的接口

  发送时,网卡提供send函数,当协议调用send函数时,网卡驱动负责发送这个包。

  接收时,当网卡接收到一个数据包以后,产生一个中断,系统提供一个中断处理函数,在这个中断函 数中将这个包提交给TCP/IP层。

  (3)TCP/IP内部的层间接口

  发送流程如下:应用层调用send,要求rap层发送,TOP层填写好TCP头部信息以后,要求IP层发送,IP 层检查是否能在ARP缓存中找到IP对应的物理地址,如果没有则要ARP协议发送一个ARP请求,如果有则填 写IP头。再设置一个网络接口层,这一层负责填写MAC层头部,这一层的另外一个功能是将接收网络数据 流分流(也就是对IP包和ARP交给不同的函数处理)。

  对网卡的接收和TCP/IP协议的接口来说,直接在驱动程序的接收中断处理函数中处理P头、TCP头,然 后把数据送给应用层。

  (4)实现队列层间接口

  ·中断处理函数过大,可能会带来问题;

  ·各个层的界面不清晰;

  ·越向底层所要发送的包数目越多。如果发送时也是从应用层一直运行到网卡驱动,

  那么就比较难解决底层的多佘数据包发送的问题。

  所以将在层次之间设一个队列,程序循环检测各个层间队列中是否有元素,如果有元素则提取后处理 。构建的一个队列结构体如下。

  这个队列提供队列的初始化、队列的写入、队列的读出等函数,以及完成队列的操作。但是队列多也 会占用资源和查询时间,所以在没有必要设置队列的地方将苴接采用函数调用的方法。

  (5)模块和模块之间的接口

  各个模块之中有三种类型的子模块:一般函数、中断函数和进程。

  ·一般函数只有在被进程调用时才运行。

  ·中断函数一般由中断触发而运行,这里主要有网卡驱动的接收处理函数和定时器模

  块中的定时器。

  由于这里采用队列的方式作为模块或层间的接口,所以必须反复查询各个模块的输入队列,所有含有 输入队列的模块都必须有一个反复被调用的函数,称之为进程。在主进程maln函数中反复地调用这些进程。

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