支持QoS的實時Linux系統(tǒng)QR-Linux.pdf

1、隨著IP網(wǎng)絡向集成語音和視頻等多媒體業(yè)務的下一代綜合業(yè)務網(wǎng)絡(NGN)發(fā)展，網(wǎng)絡服務質量(QoS)問題成為了網(wǎng)絡研究的重要課題。本文在操作系統(tǒng)領域對如何支持實時多媒體業(yè)務的服務質量進行了探討。 本文在對Linux2.6內核進程調度、下半部機制以及網(wǎng)絡子系統(tǒng)分析的基礎上，通過將網(wǎng)絡接受中斷的推后工作交由具有實時優(yōu)先級的內核線程執(zhí)行，設計并實現(xiàn)了一種能更好的支持實時多媒體業(yè)務服務質量的實時Linux系統(tǒng)：QR-Linux(Real-

2、timeLinuxforQoS)。 硬件中斷的推后機制是影響Linux系統(tǒng)實時性能的重要因素。QR-Linux系統(tǒng)中將網(wǎng)絡接受中斷的推后工作以實時工作隊列的形式在進程上下文中運行，因而可搶占和睡眠。對協(xié)議棧處理進行顯式調度是QR-Linux系統(tǒng)改進網(wǎng)絡實時性能的主要手段。據(jù)此，QR-Linux的設計思想是：用實時優(yōu)先級不同的內核線程處理實時業(yè)務和非實時業(yè)務，利用Linux2.6提供的內核可搶占式進程調度，保證實時業(yè)務相對于非實時

3、業(yè)務的優(yōu)先處理，達到區(qū)分服務(DiffServ)的目的，從而提供更好的服務質量。 QR-Linux系統(tǒng)通過修改Linux2.6.11版本內核實現(xiàn)，主要解決了實時與非實時數(shù)據(jù)包的區(qū)分、實時工作隊列的實現(xiàn)和網(wǎng)絡接收工作者線程的使用三個關鍵性問題。之后，重新編譯了Linux內核，構造了QR-Linux系統(tǒng)。 最后，在構建的網(wǎng)絡測試環(huán)境中，利用網(wǎng)絡性能評測工具Netperf分別對Linux系統(tǒng)和QR-Linux系統(tǒng)的網(wǎng)絡吞吐率和