StarryOS 网络栈优化实习计划

一、背景

StarryOS 作为一个功能日益完善的操作系统，目前在性能和可靠性方面仍有较大的提升空间。本次实习将聚焦于网络栈的优化，核心目标是完善 WiFi 驱动的实现，并支持基于 eBPF 的 WiFi 性能测量工具。

训练营期间，我已经初步建立了基于 QEMU 的 StarryOS 网络性能测试套件（net-bench）。然而，虚拟化环境的性能噪声难以完全消除，真实硬件环境的测试更具参考价值。因此，本次实习将测试场景迁移至 SG2002 开发板。SG2002 上的 StarryOS 已有初步的 WiFi 驱动支持，但驱动实现尚不完善，网络测试的拓扑连通性、性能基线建立以及网络栈优化工作尚属空白。本次实习期望以 eBPF 性能测量工具为引导，深入完善 WiFi 驱动的实现；并在此基础上继续优化 StarryOS 网络栈性能，为 StarryOS 全系统提供有意义的改进。

二、实习目标

目标一：net-bench 迁移与支持基于 eBPF 的 WiFi 性能测量工具

将 net-bench 测试套件迁移至 SG2002 开发板，搭建网络测试框架；实现联合 eBPF 的 WiFi 性能测量工具，为后续驱动完善和网络栈优化提供测量手段。

目标二：完善 SG2002 WiFi 驱动实现

在 eBPF 性能测量工具的引导下，完善 SG2002 WiFi 驱动的实现，提升驱动的稳定性与性能。

目标三：StarryOS 网络栈性能优化

在功能验证的基础上，系统性分析和优化 StarryOS 的网络栈性能与稳定性。

三、实习阶段与工作计划

第一阶段：StarryOS 的 net-bench 测试迁移与 eBPF WiFi 性能测量工具

核心任务

• 将现有的 net-bench 测试套件适配到 SG2002 开发板
• 搭建稳定的网络测试拓扑（SG2002 测试场景）
• 建立网络性能基线数据（吞吐量、延迟、丢包率等关键指标）
• 实现基于 eBPF 的 SG2002 WiFi 驱动性能测量工具

可预见的工作

• 初步验证 SG2002 上 WiFi 驱动的稳定性和性能表现（为第二阶段提供参考）
• 配置测试环境的网络参数（IP 地址分配、路由配置等）
• 开发或适配测试脚本，确保测试自动化和可重复性
• 对比 QEMU 虚拟环境与 SG2002 真实硬件的性能差异

交付物

• 完整的 SG2002 网络测试框架文档
• 网络性能基线测试报告
• 支持基于 eBPF 的 WiFi 性能测量工具
• 自动化测试脚本集

第二阶段：完善 StarryOS 的 SG2002 WiFi 驱动实现

核心任务

• 基于第一阶段建立的性能测量工具，深入分析和完善 SG2002 WiFi 驱动
• 在性能测量的引导下，针对性地优化驱动实现

可预见的工作

• 深入验证 SG2002 上 WiFi 驱动的稳定性和性能表现
• 实现正确的 SG2002 驱动测试套件
• 基于 eBPF 测量数据定位驱动热点和瓶颈
• 完善驱动实现，提升驱动与协议栈的交互效率
• 考虑使用异步等方法优化驱动性能

交付物

• SG2002 WiFi 驱动实现与测试套件
• 驱动性能测试报告

第三阶段：StarryOS 网络栈性能优化

核心任务

• 在 SG2002 上运行网络测试集，验证网络栈的功能完整性与兼容性
• 基于测试数据定位性能瓶颈，实施针对性优化
• 完善文档，沉淀阶段成果

可预见的工作

• 运行协议栈测试与边界场景测试，与 Linux 网络栈行为对比
• 使用性能分析工具定位热点，优化数据包处理与协议栈实现
• 长时间压力测试，排查内存泄漏、死锁等稳定性问题
• 补充开发与测试文档

交付物

• 网络栈功能完整性验证与性能对比数据
• 优化代码提交与 PR
• 实习总结报告

四、预期成果

通过为期三个月的系统性工作，预期达成以下成果：

1. 测试基础设施完善：建立基于 SG2002 的完整网络测试框架，并提供基于 eBPF 的 WiFi 性能测量工具
2. SG2002 WiFi 驱动完善：在性能测量的引导下，完善 SG2002 WiFi 驱动实现，提升驱动的稳定性与性能
3. 功能完整性保障：确保 StarryOS 网络栈通过网络测试集
4. 性能提升：通过针对性优化，网络吞吐量、延迟等关键指标获得可量化的改善
5. 知识沉淀：输出完整的文档体系，为项目后续发展提供技术积累

五、备注

• 各阶段工作可能存在交叉和迭代，实际执行中将根据进展灵活调整
• 优先级：功能正确性 > 稳定性 > 性能优化