基于Linux操作系統的網絡編程方法研究

陳博宇

摘要：隨著社會經濟的不斷發展與科學技術的迅速進步，人們的生活越來越依賴于科技的應用，尤其是計算機技術相關的應用。本文著重對于Linux嵌入式系統技術進行簡單的介紹并且對其特點進行分析，研究其網絡編程的方法，讓人們對于Linux嵌入式系統技術有一個更加全面、詳細、客觀的了解，同時也希望Linux嵌入式系統技術能夠實現更加快速的發展，實現Linux嵌入式系統技術的不斷發展與完善。

關鍵詞：Linux嵌入式系統技術； 網絡編程

一. 前言

隨著社會科學技術的發展，人們不僅對于科技產品的需求越來越大，而且對于新科技的關注度也與日俱增。

提到Linux嵌入式系統技術，大部分人可能都會覺得有些陌生，對其并不是十分的熟悉。但是Linux的嵌入式系統技術在人們的實際生活中發揮出了很大的作用，而且隨著科學技術的不斷進步與發展，相關企業對其投入的研發資金不斷增加，Linux嵌入式系統技術也處于不斷地發展與完善之中，更好的適應人們的需求，也正是因為如此，Linux操作系統的功能不斷完善，應用領域不斷的擴大，而且在目前的市場之中，也具有一定的市場份額，且市場份額仍處于快速的增加與擴大之中。[1]

顧名思義，Linux嵌入式系統技術的主要應用領域就包括兩個，一個是嵌入式系統的應用，一個是服務系統的應用。雖然僅僅有兩個應用領域，看似十分狹小，但是實際上Linux嵌入式系統技術的應用范圍已經相當廣泛了。[2]Linux是使用類的UNIX系統之一，不僅能夠在個人計算機上發揮出極大的作用，例如INTEL、AMD等系列的個人計算機，而且在許多的工作站級的電腦中也能夠發揮出相當大的作用。

二. Linux嵌入式系統技術的定義與Linux操作系統概述

（一）嵌入式Linux操作系統的定義

嵌入式系統的出現，是科技史上一個非常重要的進步，嵌入式系統并不是一個簡單的應用了計算機技術所構建起的計算機系統，其構成基礎還包括有半導體技術以及電子技術，甚至還要與各個行業的具體技術相結合，這樣所構建的嵌入式系統才能夠滿足多種多樣的需要與各個行業的具體需求。詳細的對嵌入式系統進行一個定義，可以把它理解成為如下所說的內涵：嵌入式系統是一個以應用為中心，以計算機技術為來源根基、軟硬件可兼采、適應應用系統對功能等嚴格要求的專用計算機系統。[3]

通過以上對嵌入式系統的一個定義，不僅讓我們更加了解嵌入式系統的內涵，而且也讓我們對于嵌入式的Linux操作系統有了一個簡單、概括性的了解，為我們接下來的深入了解奠定一個較好的基礎。嵌入式linux操作系統是指小型化的Linux，其實現小型化的方式是通過裁剪，這樣一來不僅能夠實現在存儲器和單片機中的固化保存，而且是應用于必定嵌入式局面的，特用的Linux操作系統類型。[4]

（二）Linux嵌入式系統與其他系統相比所具有的特點

簡單的從定義來認識Linux嵌入式系統技術是遠遠不足的，通過Linux嵌入式系統技術與其他操作系統的 對比，我們可以歸納出Linux系統的特點，來實現對Linux嵌入式系統技術更為詳細、全面、客觀的認識。

Linux嵌入式系統相對于其他操作系統有如下幾方面的特點：

（1）Linux系統能夠實現與其他系統之間的相互兼容[5]

尤其是與Unix系統相比，Linux系統不僅能夠與其實現相互之間的兼容，而且Unix系統的大多數特征，甚至可以說是所有特征，Linux系統都是擁有的，如此一來，Linux系統的優越性就大大的體現了出來。除此之外，Linux系統相對于Unix系統更加適合國際上的標準，能夠實現國際上的互通互用。

（2）Linux系統有著更加自由的軟件與開放的源代碼

相對于其他的操作系統而言，Linux系統從最開始的研發到最終的投入使用，都與Gnu項目緊密的聯系在一起，甚至可以說，Linux系統的建立離不開Gnu項目，正是Gnu項目為Linux系統提供了相當重要的組成部分，Linux系統的某些重要組成部分甚至直接是來自于Gnu項目的。在這樣的良好前提下，只要人們能夠遵守GPL的相關條款與規定，那么對于Linux的源代碼，無論是哪個地區、任何國家的任何人，都能夠自由且便利的加以使用。[6]

（3）Linux操作系統的網絡性能更高、安全性更強

Linux系統所支持的因特網協議多種多樣，包括了所有的標準因特網協議，Linux系統都是加以支持的。因此在Linux操作系統中，不僅包含了網絡管理及服務的各種工具，而且這些網絡管理、服務的工具數量也是非常可觀的，利用這些高效、功能多樣的工具，不僅能讓Linux系統能夠提供更多種多樣，各種類型的高性能服務，而且也可以利用這些工具建立起更加高效的防火墻、工作站等多種安全防護功能。

（4）Linux系統所支持的硬件平臺更廣

Linux系統所支持的硬件平臺相對于其他操作系統而言更加的多樣化與豐富化，支持多種處理器，為不同處理器的應用系統都能夠提供很好的支持。[7]

（三）Linux操作系統存在的不足——實時性不足

由于Linux系統對于CPU時間的調度是通過一個較為特殊的模式進行的，由此所導致了Linux嵌入式系統技術的實時性不足。Linux系統通過對固定的時間片進行調節，進而實現對CPU時間的調度，這樣一來，在調度過程中就產生了一個相對較久的時間差。而Linux操作系統實時性不足主要體現在下述幾個方面：

（1）在大多數的操作系統內核中，系統進行對于內核的使用往往采取搶占式的方式，因此效率更高，而且能夠更好的保障各種進程的優先等級。然而在Linux操作系統的內核中，并不是這樣的，因此在普通進程的運行過程中實時進程的優先等級反而不如普通進程的優先等級高。而且由于在實時調度中，Linux嵌入式系統所設置的策略較為特殊，運用的是RR和FIFO算法，因此不能夠完全的、嚴格的保證實時進程能夠擁有較高的優先等級，更不能保證這些擁有較高優先等級的實時進行能夠優于普通進程的進行。[8]endprint

（2）在Linux嵌入式系統中，操作系統的響應時間相對其他的操作系統而言比較久，因此對于一些對響應時間要求比較嚴格，需要極短的響應時間的實時系統，Linux嵌入式系統是無能無力的。

（3）在Linux嵌入式系統內核中，進程不是始終保持著通暢且連續的，甚至經常發生中斷關閉的現象。[9]

（四）Linux操作系統的網絡編程相關

Linux嵌入式系統具有非常多且非常優秀的網絡功能，毫不夸張的講，Linux嵌入式系統甚至是優于大部分的操作系統的，尤其是在通訊和網絡功能兩個方面。但是不可否認的是，在Linux系統中還存在的許多的不安全因素。[10]

在Linux嵌入式系統中存在的不安全因素主要是由于計算機系統的管理不當而造成的，由于系統漏洞而造成的系統被非法入侵的因素可謂是少之又少。[11]在我們日常的計算機安全中，常見的安全漏洞主要包括有特洛伊木馬程序、特權軟件的安全漏洞、研究源代碼的漏洞以及網絡監聽和數據截取。

三.結論

相對于許多的操作系統而言，Linux系統具有相當大的優勢，而且Linux嵌入式系統在網絡方面而言，內核結構是非常完善的，這為Linux嵌入式系統的廣泛應用提供了良好的基礎。而且Linux操作系統能夠在統一的套接字接口socket下，使系統支持多種類型的套接字地址簇，這不僅為互聯網應用程序的的編程以及應用程序之間的數據通信提供了極大的便利與方便，這更是為Linux嵌入式系統技術進一步拓寬使用與銷售市場奠定了良好的基礎，提供了方便的條件。

參考文獻：

[1]李艷華. 基于LINUX的視頻監控系統設計[D].中南林業科技大學，2015.

[2]李政. 基于Zigbee智能網關的開發[D].北方工業大學，2014.

[3]龐天聰. 基于Linux的網絡通信游戲的設計與實現[D].北京交通大學，2014.

[4]王慶吉. 可控源電磁探測數據存儲及通信技術研究[D].吉林大學，2012.

[5]陳玉云. 網絡廣告效果分析系統的設計及實現[D].上海交通大學，2012.

[6]葛凱華. 基于ARM9的集裝箱圖像采集及箱號識別系統的設計[D].南京理工大學，2012.endprint