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研究生: 林彥廷
Yen-ting Lin
論文名稱: RPC-based分散式處理系統之Linux相關軟體設計
Linux-based Software Design of a RPC-based Distributed Processing System
指導教授: 吳乾彌
Chen-Mie Wu
口試委員: 呂政修
Jenq-Shiou Leu
張勝良
Sheng-Lyang Jang
陳漢宗
Hann-Tzong Chern
陳郁堂
Yie-Tarng Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 78
中文關鍵詞: 遠端程序呼叫分散式處理
外文關鍵詞: RPC-based
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本論文係有關以遠端程序呼叫為基礎的分散式處理系統之Linux端相關軟體設計,研究工作主要包含四大部份:
第一部份為Linux端下載程式之設計,將ELF檔下載至NIOS II開發板上準備執行。
第二部份為遠端程序呼叫相關通訊協定程式之設計;經由訂立了一套傳輸機制來確保系統在遠端呼叫過程中訊息傳遞的正確性,讓Linux端透過乙太網路連接NIOS II端執行程序並將結果回傳。
第三部份為Linux端遠端程序呼叫相關執行程式自動產生器之設計,讓使用者可直接使用自動產生之相關介面程式,簡化遠端程序呼叫之程式設計。
第四部份為分散式處理系統Linux端相關測試程式之設計與系統效能分析,包含內部與公開使用之乙太區域網路上之系統測試,比較測試結果並找出影響系統效能的可能原因。
整體而言,本論文係以實現一個分散式處理系統的設計環境為目標,並藉由遠端程序呼叫機制之建立與POSIX執行緒標準,發揮NIOS II開發板最大效能,達成增進系統整體執行效益的目的。


This thesis is related to the Linux-based software design of a remote-procedure-call-based (RPC-based) distributed processing system. The major research work includes four parts.

The first part is to design a program which can download an ELF (Executable and Linkable Files) file from the Linux-based personal computer to the NIOSII-based development board.

The second part is to design both the communication protocol and program for RPC. Here the accuracy of message passing in the process of RPC can be ensured by setting up a transmission mechanism, so the Linux end can be connected to the NIOSII end through Ethernet to run a procedure and get the results at the end of execution.

The third part is about designing the automatic generator for RPC run-time programs used in the Linux end. Therefore, interface programs can be generated automatically and users can use them directly. In this way the RPC-based program design can be simplified.

The fourth part is about the design of the Linux-based testing programs and performance analysis for the distributed processing system. The testing environments include both privately and publicly used LANs. Testing results are compared to find the reason that may affect the system performance.

On the whole, the goal of this thesis is to realize a design environment for distributed processing systems. Meanwhile, through setting up the RPC mechanism and following the standard of POSIX threads, the efficiency of the NIOSII-based development board can be maximized and the purpose of enhancing the performance of the whole system can be achieved.

第一章 緒論1 1.1 研究動機與背景1 1.2 研究內容相關架構2 1.3 論文組織與概觀3 第二章 RPC-based分散式處理系統之Linux端發展環境、架構與流程4 2.1 遠端程序呼叫簡介4 2.1.1 遠端程序呼叫之系統架構4 2.1.2 遠端程序呼叫之訊息傳遞7 2.2 RPC-based分散式處理系統之Linux端發展環境7 2.2.1 作業系統環境7 2.2.2 Linux GCC Compiler9 2.2.3 POSIX執行緒10 2.2.4 Ethernet UDP/IP通訊協定12 2.3 RPC-based分散式處理系統之Linux端系統架構15 2.4 RPC-based分散式處理系統執行流程16 第三章 RPC-based分散式處理系統之Linux端相關軟體設計18 3.1 系統架構與功能簡介18 3.2 UDP-based資料傳輸程式之基本架構與流程20 3.3 RPC相關通訊協定程式之傳送架構與流程23 3.3.1 RPC封包結構24 3.3.2 RPC相關通訊程式之架構與傳送協定33 3.4 Linux端下載程式之設計與實現40 3.4.1 ELF檔案之編譯與解析40 3.4.2 下載程式之結構與流程44 3.5 Linux端RPC介面程式與自動產生器之設計與實現49 3.5.1 程序集宣告檔說明與範例49 3.5.2 程序集輸出入宣告檔之BNF文法規則50 3.5.3 Linux端自動產生器之架構與流程53 3.5.4 RPC介面程式之架構與流程56 3.6 Linux端執行緒管理之設計與實現58 3.6.1 執行緒管理功能簡介58 3.6.2 執行緒之產生與終止相關函式58 3.6.3 執行緒測試環境之結構與產生59 3.7 RPC相關程式執行時間之偵測61 第四章 RPC-based分散式處理系統之Linux端執行與測試分析63 4.1 RPC效能測試程式之設計與執行64 4.1.1 遠端呼叫測試程式之設計64 4.1.2 遠端呼叫測試程式之執行結果69 4.2 RPC執行效能之比較與分析71 4.2.1 內部區域網路與公開網路之RPC執行效能測試71 4.2.2 綜合比較與分析75 第五章 結論77 參考文獻78

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[9]方盈, TCP/IP通訊協定-理論與實務, 博碩文化股份有限公司, 民國八十八年。

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