lwip协议栈实现服务器端主动发送,lwip协议栈源码详解说明 - 全文

1、LWIP的结构

lwip是瑞典计算机科学院(SICS)的Adam Dunkels 开发的一个小型开源的TCP/IP协议栈。实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM 的占用。

LWIP(Light weight internet protocol)的主要模块包括：配置模块、初始化模块、Nef模块、mem(memp)模块、netarp模块、ip模块、udp模块、icmp 模块、igmp模块、dhcp模块、tcp模块、snmp模块等。下面主要对我们需要关心的协议处理进行说明和梳理。

配置模块：

配置模块通过各种宏定义的方式对系统、子模块进行了配置。比如，通过宏，配置了mem管理模块的参数。该配置模块还通过宏，配置了协议栈所支持的协议簇，通过宏定制的方式，决定了支持那些协议。主要的文件是opt.h。

初始化模块：

初始化模块入口的文件为tcpip.c，其初始化入口函数为： void tcpip_init(void (* initfunc)(void *)， void *arg)

该入口通过调用lwip_init()函数，初始化了所有的子模块，并启动了协议栈管理进程。同时，该函数还带有回调钩子及其参数。可以在需要的地方进行调用。

协议栈数据分发管理进程负责了输入报文的处理、超时处理、API函数以及回调的处理，原型如下：

staTIc void tcpip_thread(void *arg)

NeTIf模块：

NeTIf模块为协议栈与底层驱动的接口模块，其将底层的一个网口设备描述成协议栈的一个接口设备(net interface)。该模块的主要文件为netif.c。其通过链表的方式描述了系统中的所有网口设备。

Netif的数据结构描述了网口的参数，包括IP地址、MAC地址、link状态、网口号、收发函数等等参数。一个网口设备的数据收发主要通过该结构进行。

Mem(memp)模块：

Mem模块同一管理了协议栈使用的内容缓冲区，并管理pbuf结构以及报文的字段处理。主要的文件包括mem.c、memp.c、pbuf.c。

netarp模块：

netarp模块是处理arp协议的模块，主要源文件为etharp.c。其主要入口函数为： err_t ethernet_input(struct pbuf *p， struct netif *netif)

该入口函数通过判断输入报文p的协议类型来决定是按照arp协议进行处理还是将该报文提交到IP协议。如果报文是arp报文，该接口则调用etharp_arp_input，进行arp请求处理。

如果是ip报文，该接口就调用etharp_ip_input进行arp更新，并调用ip_input接口，将报文提交给ip层。

在该模块中，创建了设备的地址映射arp表，并提供地址映射关系查询接口。同时还提供了arp报文的发送接口。如下

err_t etharp_output(struct netif *netif， struct pbuf *q， struct ip_addr *ipaddr)

该接口需要注册到netif的output字段，ip层在输出报文时，通过该接口获取目标机的MAC地址，组合最终报文后，由该接口调用底层设备的驱动接口发送数据。

在etharp_output接口中，判断报文类型，如果是广播包或者组播包，就调用etharp_send_ip(组装目标mac和源mac)接口，etharp_send_ip调用netif结构中的设备驱动注册的linkoutput钩子函数发送最终报文。如果