基于FPGA的ORUDP协议栈设计与实现

发布时间：2020-12-10 08:44

　　为实现高效可靠的网络传输协议,依据RUDP草案并引入TCP可靠机制,设计一种基于消息包、面向连接的高速可靠网络传输协议ORUDP。通过创建确认机制、重传机制、流量控制机制和双队列加速机制等实现基本协议,选择现场可编程逻辑门阵列进行ORUDP协议栈的逻辑设计和实现,在Modlesim仿真工具上完成所有设计模块的功能仿真。通过搭建测试环境对ORUDP网络协议栈进行测试,结果表明,ORUDP不仅能够可靠传输数据包,解决数据包丢失、乱序、重复到达等问题,且在包文较短、资源占用较少的情况下仍然具有较快的传输速度。 

【文章来源】：计算机工程. 2020年06期 第155-163页 北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

TCP协议格式

UDP即用户数据报协议,与TCP协议相比,UDP协议较为简单,它的特点是提供无连接、尽最大努力交付基于消息包的不可靠数据传输服务[14]。由于其无连接性,因此不需要设计建立连接与连接释放的功能,可以节省部分资源,此外它不提供可靠服务[15],故不需要维护待确认数据,进一步节约了资源,同时也节省了重传、等待确认的时间。因为UDP协议不提供流量控制,所以会节省用来控制流量的资源[16]。综上,UDP协议以损失可靠性为代价换来极高的传输效率[17]。UDP协议由源端口号、目的端口号、长度、校验和4个部分组成,协议格式如图2所示。1.3 ORUDP方案设计

ORUDP协议是在原有的 UDP 协议首部填加一些控制字段形成的一种面向连接、基于消息包的传输协议,从网络参考模型的角度来看同样是介于应用层和UDP传输协议层之间的一层,其层级结构如图3所示,它的存在只是为了增加UDP协议的可靠性。2.1.2 ORUDP格式与字段含义

【参考文献】：
期刊论文
[1]TCP/IP相关协议及其应用[J]. 杨小凡.  通讯世界. 2019(01)
[2]基于TCP/IP的传输控制协议实验设计与仿真实现[J]. 滕艳平,谷文成,杜鹃,孙晓滨.  齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于Nucleus操作系统实现TCP和UDP协议通信[J]. 汪洋,禹珉.  软件工程. 2018(09)
[4]基于FPGA的TCP/IP网络通信系统的设计与实现[J]. 王文,郑建生.  现代电子技术. 2018(08)
[5]基于用户数据报协议(UDP)的可靠网络传输设计[J]. 王熙然.  计算机产品与流通. 2018(02)
[6]TCP/IP技术浅谈[J]. 杨红敏.  科学之友. 2011(18)
[7]卫星网络中基于UDP的可靠数据传输协议[J]. 万国府,刘贵全,刘朋熙.  信息安全与通信保密. 2007(06)

硕士论文
[1]基于UDP的数据传输可靠性保障机制研究及应用[D]. 陈佳.西安理工大学 2017
[2]R~2UDP协议栈在FPGA上的设计与实现[D]. 刘源.太原理工大学 2017
[3]基于TCP/IP的PET高速数据传输系统设计[D]. 胡启斌.成都理工大学 2016
[4]网络多媒体通信系统的设计与研究[D]. 南春辉.中北大学 2013
[5]一种增强型可靠UDP的设计及应用[D]. 靳海力.中国科学技术大学 2009



本文编号：2908413