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SIP協(xié)議棧在嵌入式環(huán)境下的設(shè)計方法

作者: 時間:2010-08-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
會話初始()是一種用于IP網(wǎng)絡(luò)多媒體通信的應(yīng)用層控制,可建立、修改、和終止多媒體會話。具有良好的互操作性和開放性,支持多種服務(wù)且具有多媒體協(xié)商能力,能夠在不同設(shè)備之間通過服務(wù)器或其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行交互。同時SIP易于擴(kuò)展,支持用戶移動性,能夠充分滿足設(shè)備對移動性服務(wù)的需求,而且SIP簡單靈活,計算量小,尤其適合在應(yīng)用中應(yīng)用。因此,將SIP引入到應(yīng)用中,憑借SIP自身的特性可有效提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互操作性和接入網(wǎng)絡(luò)的便利性。但SIP協(xié)議本身只給出SIP消息的文法定義以及自然語言描述的消息處理,并未給出SIP協(xié)議棧的實現(xiàn)機(jī)制。這里討論在嵌入式終端設(shè)備上建立嵌入式Linux系統(tǒng),并完成SIP的嵌入式,以及代碼的嵌入式移植和測試。

  1 嵌入式LilIHX系統(tǒng)開發(fā)

本文引用地址:http://2s4d.com/article/151647.htm

  1.1 建立交叉編譯

  本文使用的是實驗室的ARMSYS2410-B開發(fā)板。準(zhǔn)備好必要的軟件包后,建立交叉編譯實際上就是對cross2.95.3.tar.bz2的解壓過程。具體過程如下:

  1)在編譯Linux之前,先安裝交叉編譯toolclhain,在/usr/local目錄下建立名為ann的目錄,進(jìn)入該目錄,執(zhí)行解包:

  cd/usr/local/armtar xjvf/mnf/cdrom/linux/toolchain/cross-2.95.3.tar.bz2

  2)編輯/etc/profile,找到pathmunge/usr/local/sbin,在其下面添加一行:

  Pathmunge/usr/local/arm/2.95.3/bin這樣,內(nèi)核或其他應(yīng)用程序均可使用arm-linux-來指定使用該交叉編譯器。

  1.2 Boot Loader移植

  Boot Loader是在嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。通過這段程序可以將內(nèi)核從Flash存儲器拷貝到RAM,并執(zhí)行內(nèi)核。還要完成初始化硬件設(shè)備,建立內(nèi)存空間的映射圖,從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)。用燒錄軟件jflash-s3c2410通過JTAG口向硬件板下載Boot Loader二進(jìn)制文件,向硬件板Flash中下載引導(dǎo)程序,這樣Boot Loader就可以成功運(yùn)行。

  1.3 重新編譯內(nèi)核

  從官方網(wǎng)站上下載的內(nèi)核不能直接在硬件平臺上運(yùn)行,需要根據(jù)具體的硬件平臺重新裁剪、編譯內(nèi)核,根據(jù)硬件平臺特性編寫相關(guān)代碼,將Linux移植到平臺上。以下是對內(nèi)核代碼的修改:1)修改內(nèi)核目錄樹根下的Makefile,指明交叉編譯器;2)配置Flash分區(qū),修改arch-/arm/mach-s3c2410/devs.c,用以指明分區(qū)信息,該文件的內(nèi)容建立Nand Flash分區(qū)表;修改arch/arm/machs3c2410/machsmdk241-0.c文件指定啟動時初始化,kernel啟動時依據(jù)對分區(qū)的設(shè)置進(jìn)行初始配置:3)配置和編譯內(nèi)核,在Linux源文件目錄下,執(zhí)行make menuc-onfig命令,配置內(nèi)核產(chǎn)生config文件。然后依次運(yùn)行#make clean;#make dep;#make zImage,完成對內(nèi)核的編譯。

  2 嵌入式SIP協(xié)議棧的與實現(xiàn)

  2.1 嵌入式下實現(xiàn)SIP協(xié)議棧

  嵌入式環(huán)境下SIP協(xié)議的開發(fā),主要需要考慮嵌入式系統(tǒng)資源有限的局限性,需根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的特點,在時充分考慮CPU、存儲空間等系統(tǒng)資源的利用。由于資源的限制,嵌入式系統(tǒng)一般作為用戶終端設(shè)備,故這里主要實現(xiàn)協(xié)議棧中用戶代理(UAC/UAS)的功能。

  首先是協(xié)議棧的簡化。根據(jù)RFC3261中定義的SIP協(xié)議棧模型可知,SIP是一個分層體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議。該協(xié)議主要由4層組成,底層為語法編解碼層(SyntaxEncoding);第2層是傳輸層(TransportLayer),該層定義網(wǎng)絡(luò)上的客戶機(jī)和服務(wù)器如何接收請求和發(fā)送響應(yīng);第3層為事務(wù)層(TransacTIon),負(fù)責(zé)事務(wù)處理;最上面一層為事務(wù)用戶層(Transaction User),每個SIP實體都是事務(wù)用戶,當(dāng)一個事務(wù)用戶希望發(fā)送請求時,就創(chuàng)建一個客戶機(jī)事務(wù)實例以發(fā)送請求。

  這種協(xié)議棧的實現(xiàn)應(yīng)用到嵌入式環(huán)境中有以下不足:1)協(xié)議棧設(shè)計層次過多會增加系統(tǒng)堆棧的開銷。為了不過多占用堆棧,在系統(tǒng)資源分配時需分配較大的堆??臻g。而嵌入式環(huán)境下的空間資源是有限的,SIP模塊占用過多的堆??臻g,會造成其他任務(wù)空間分配受到限制。2)層次與層次之間的調(diào)用會增加系統(tǒng)的延時,降低系統(tǒng)的實效性。而作為用戶終端設(shè)備,快速響應(yīng)是設(shè)計的重要準(zhǔn)則。

  2.2 SIP協(xié)議棧的總體結(jié)構(gòu)

  根據(jù)以上分析,在設(shè)計中需對SIP協(xié)議棧進(jìn)行修改和裁剪,使其盡量少地占用資源并能最大限度地實現(xiàn)快速響應(yīng)。本文設(shè)計的嵌入式SIP協(xié)議棧模型如圖1所示。

  


  協(xié)議棧主要分成傳輸層和事務(wù)層。傳輸層主要負(fù)責(zé)收發(fā)消息,它管理套接字(socket)和網(wǎng)絡(luò)連接,使用TCP或UDP傳送數(shù)據(jù)。事務(wù)層則負(fù)責(zé)創(chuàng)建并管理事務(wù)對象。每個事務(wù)對象負(fù)責(zé)維持狀態(tài),并發(fā)消息和使用傳輸層重傳消息。事務(wù)層也需要將從傳輸層傳來的消息映射到相應(yīng)的事務(wù)。

  SIP協(xié)議棧管理層負(fù)責(zé)系統(tǒng)配置、分配內(nèi)管理資源、提供登錄協(xié)議棧和進(jìn)行管理的命令以及所有其他層的初始化和關(guān)閉。應(yīng)用程序使用該協(xié)議棧前,必須先調(diào)用該層的初始化接口以初始化要使用的層,在結(jié)束應(yīng)用程序前,必須調(diào)用該層的關(guān)閉接口關(guān)閉相應(yīng)的層。

  SIP編碼解析是協(xié)議棧運(yùn)行過程中比較耗費(fèi)時間的一個模塊,為滿足嵌入式環(huán)境,該協(xié)議棧使用了一種“懶漢”解析策略,當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)上收到一個原始的SIP消息時,消息被解析成很多“關(guān)鍵字和關(guān)鍵字值對”,關(guān)鍵字是請求行或SIP頭域名,關(guān)鍵字值是沒有解析的請求行和頭域值。到事務(wù)層,在應(yīng)用程序要訪問請求行或某個頭域時,才會對其完全解析,這種策略可有效提高SIP解碼的速度,極大提高那些需要處理繁重網(wǎng)絡(luò)流量的應(yīng)用。

  2.3 事務(wù)層和傳輸層的實現(xiàn)

  圖2為事務(wù)層和傳輸層的軟件結(jié)構(gòu)。這2層都使用SIP消息編碼解析層的功能處理SIP消息。其中傳輸層包含3個模塊:1)TcpConn模塊使用TCP實現(xiàn)收發(fā)消息功能;2)UdpConn模塊使用UDP現(xiàn)收發(fā)消息功能;3)SipMessageSendRcv模塊利用TcpConn和UdpConn向應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的消息收發(fā)接口。在TcpConn和UdpConn中,都會創(chuàng)建2個線程,分別負(fù)責(zé)接收和發(fā)送SIP消息。

  

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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