一種協(xié)議棧設(shè)計和實(shí)現(xiàn)

　　眾所周知，每一層加入自己的頭尾信息源于上一層傳來的信息。因此，一個包在自上而下通過網(wǎng)絡(luò)時，必須重復(fù)這一個過程許多次，時間被消耗于內(nèi)存的分配之中（而自下而上則好得多，因?yàn)橄聦拥念^尾信息可以被上層忽略）。這種拷貝方式同時伴隨著越來越大的消息，釋放老緩沖區(qū)。鏈接方式雖然不涉及多余的拷貝，但是卻將傳輸包的設(shè)備驅(qū)動程序代碼復(fù)雜化。

　　另一種替代的方式與基于設(shè)備驅(qū)動程序的方式相當(dāng)吻合，如圖4所示。每次當(dāng)協(xié)議棧創(chuàng)建或改變時，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊執(zhí)行一個查詢以確定整個協(xié)議棧的頭、尾信息和最大傳輸單元要求，這樣一來當(dāng)應(yīng)用程序向協(xié)議棧發(fā)消息時，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊相應(yīng)地分配一些足夠大容納整個協(xié)議棧頭尾信息的緩沖區(qū)，每一層僅僅將頭尾信息填充至這些緩沖區(qū)，而不需內(nèi)存分配或拷貝，這一機(jī)制對于性能有顯著的改善。

　　重傳緩沖區(qū)另一個效率不高的原因在于，協(xié)議層提供確認(rèn)與重傳機(jī)制，一個可靠的協(xié)議層的實(shí)現(xiàn)通常包括為每個包分配一個重傳緩沖區(qū)，將包的內(nèi)容拷貝至重傳緩沖區(qū)中。如果遠(yuǎn)程系統(tǒng)的同一層確認(rèn)了正確接收，重傳緩沖區(qū)將被釋放，然而，如果一個NACK發(fā)生，協(xié)議層重傳緩沖區(qū)的內(nèi)容，同時再分配一個重傳緩沖區(qū)，拷貝內(nèi)容至重傳緩沖區(qū)。

　　如果已經(jīng)發(fā)出的包可以被協(xié)議層標(biāo)記為Unmarked或Reserved的話，上述機(jī)制就可被取消，這種情況僅保存一個指針而不拷貝。當(dāng)設(shè)備驅(qū)動程序完成傳送包并試圖釋放緩沖區(qū)，緩沖區(qū)系統(tǒng)確認(rèn)此緩沖區(qū)保留，并不釋放包，僅僅將它標(biāo)記為已傳輸,當(dāng)相應(yīng)的協(xié)議層收到確認(rèn)（ACK）之后，就把包去掉標(biāo)識，并且釋放緩沖區(qū)，通過把這一特性固化至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊中，整個協(xié)議棧的效率將大大提高。

　　4 細(xì)節(jié)

　　任何合理的基于驅(qū)動程序的協(xié)議棧都會包含相似的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)和控制原語及模塊函數(shù)。下面介紹一下細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以下是一些可能用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　?。?）設(shè)備入口提供實(shí)時操作系統(tǒng)和某一特殊的協(xié)議模塊的管道；

　?。?）驅(qū)動程序靜態(tài)變量對于每一協(xié)議層僅分配一次，不管協(xié)議層下的網(wǎng)絡(luò)接口有多少，它是協(xié)議層的全局存儲區(qū)域；

　?。?）邏輯單位靜態(tài)變量僅基于接口分配，所以如果你有一個設(shè)備驅(qū)動程序控制兩個接口，就應(yīng)有兩個邏輯單位靜態(tài)變量，但是僅有一個驅(qū)動程序變量和一個設(shè)備條目數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

　　（4）路徑變量基于應(yīng)用程序?qū)f(xié)議的調(diào)用，僅分配一次。

　　基于上述四種定義，協(xié)議中的各種數(shù)據(jù)應(yīng)被定義為最合適的類型，被選定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)基于這個變量如何被使用：是被協(xié)議狀態(tài)機(jī)所使用，還是接口或是應(yīng)用程序，例如，一個特定的網(wǎng)絡(luò)接口芯片在內(nèi)存中的基址就應(yīng)定義為邏輯單位靜態(tài)變量。

　　5 函數(shù)

　　如果你正開發(fā)不止一個協(xié)議棧，編寫一系列通用的函數(shù)會有幫助，表1、表2描述了一些基于驅(qū)動程序的協(xié)議?？蚣艿臄?shù)據(jù)和控制傳輸原語及參數(shù)。