近年来,随着计算机网络技术的不断发展以及嵌入式系统的普遍运用,嵌入式Internet技术的研究也获得了长足的进步。然而由于传统的TCP/IP协议栈比较复杂,效率也比较低,更关键在于它的代码量很大,无法在资源紧张的嵌入式系统或者一些硬件芯片上实现其全部功能。针对特定的组网方式及网络环境,我们可以对传统TCP/IP协议栈进行裁剪和改进,从而实现节点间高效率、高可靠、低时延、轻量级的通信。本课题研究的重点在于,在现有协议栈的基础上,对所需的各个协议进行简化,使之满足丢包率、可靠性以及吞吐量等方面的性能需求。特别是对TCP协议的裁剪,通过减少TCP协议的状态机数量以缩减协议栈的代码量,采用合适的最小重传超时值来提高通信效率,增加显式拥塞控制机制来降低丢包率。为了解决组网中出现的网络拥塞问题,本文还设计了一种新型的交换机队列管理算法,以缓解网络的拥塞压力。本文首先概括性地介绍了轻量级协议栈,指出当前国内外的研究背景与现状,并给出轻量级协议栈的设计思路。接下来简要概述传统的TCP/IP协议栈,分别对ARP协议、IP协议、ICMP协议、UDP协议、TCP协议以及静态路由协议做详尽的分析。在此基础上针对本课题特定的网络拓扑需求,给出轻量级协议栈中主要协议的裁剪方案并做进一步改进。接着设计了一种新型的交换机队列管理算法,目的在于更好地解决网络的拥塞问题。最后简要介绍OPNET仿真平台,并设计了本课题的仿真平台模型。利用该平台模型,对改进前后的TCP/IP协议栈并所设计的交换机队列管理算法进行对比仿真。仿真结果表明,所设计的队列管理算法和改进后的协议在丢包率、传输时延和吞吐量等性能指标上有了显著提高。