UDP数据报与TCP传输应用系统的层间接口设计

ID:107189 · 发表于 2016-3-5 17:47

　　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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