LWIP之四TCP层接收相关
tcpip四层协议

TCP/IP四层协议TCP/IP是一组用于互联网通信的协议集合,它由四个不同的层次组成,包括网络接口层、互联网层、传输层和应用层。
每个层次都有不同的功能和责任,共同构成了现代网络通信的基础架构。
网络接口层网络接口层是TCP/IP协议中最底层的一层,它定义了如何在物理网络上进行数据传输。
它负责将数据帧从一个主机传输到另一个主机,并处理硬件相关的细节,如电压、时钟等。
在这一层,数据被分成帧,并通过物理介质进行传输。
互联网层互联网层是TCP/IP协议中的第二层,它负责实现主机到主机之间的数据传输。
互联网层使用IP协议来定义主机的地址和路由选择。
IP地址是互联网上唯一标识一个主机的地址,它是一个32位的数字,被分为四个八位组,通常以点分十进制表示。
互联网层的一个重要功能是将数据包从发送主机路由到目标主机。
路由器是互联网层的关键组件,它根据IP地址的信息来决定最佳路径,并将数据包发送到下一个路由器,直到最终到达目标主机。
传输层传输层是TCP/IP协议的第三层,它负责在主机之间提供端到端的通信。
传输层有两个主要的协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。
TCP是一种可靠的面向连接的协议,它确保数据的可靠传输。
它通过使用序列号、确认和重传等机制来保证数据的完整性和顺序性。
TCP适用于对数据传输的可靠性有较高要求的应用,如文件传输和电子邮件。
UDP是一种无连接的协议,它提供了一种简单的数据传输方式。
与TCP不同,UDP不保证数据的可靠传输。
它适合于对数据传输延迟要求较低的应用,如音频和视频流媒体。
应用层应用层是TCP/IP协议的最高层,它为用户提供了各种不同的网络服务。
应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP等,它们负责在应用程序之间传输数据。
HTTP(超文本传输协议)是一种用于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据的协议。
它负责在客户端和服务器之间传递HTML页面、图像、样式表等。
FTP(文件传输协议)是一种用于在主机之间传输文件的协议。
LWIP协议栈详解

LWIP协议栈详解LWIP(Lightweight IP)是一个轻量级的开源 TCP/IP 协议栈,旨在为嵌入式系统提供网络连接功能。
它非常适合资源受限的系统,如单片机和小型处理器,因为它非常小巧且具有很好的可移植性。
首先,让我们来看看LWIP的核心协议。
LWIP提供了IP协议、ARP协议、ICMP协议和UDP协议的实现。
IP协议层负责数据包的路由和分段,ARP协议层负责解析IP地址和MAC地址的映射,ICMP协议用于网络探测和错误报告,UDP协议提供简单的不可靠数据传输。
除了核心协议,LWIP还提供了一些可选的协议功能,如TCP协议和DHCP协议的实现。
TCP协议提供了可靠的数据传输,而DHCP协议用于自动获取IP地址。
LWIP的另一个重要特性是它的可移植性。
LWIP设计了一个适配层,将操作系统相关的功能与核心协议分离开来。
适配层提供了一组标准的API,操作系统只需要实现这些API就可以使用LWIP协议栈。
LWIP支持的平台非常广泛,包括常见的操作系统如Windows、Linux和FreeRTOS,以及嵌入式系统如ARM Cortex-M和Microchip PIC等。
最后,让我们来看看LWIP的应用协议扩展能力。
应用协议可以通过注册回调函数来扩展LWIP的功能。
例如,应用程序可以注册一个回调函数来处理HTTP请求,或者注册一个回调函数来处理自定义的应用层数据。
这种扩展机制使得LWIP非常灵活,可以满足各种应用需求。
总结起来,LWIP是一个轻量级的开源TCP/IP协议栈,适用于资源受限的嵌入式系统。
它将TCP/IP协议栈分为核心协议和应用协议两层,提供了IP、ARP、ICMP、UDP等核心协议的实现,并通过可移植的适配层支持各种平台。
此外,LWIP还提供了应用协议扩展的能力,通过注册回调函数来扩展功能。
无论是大型操作系统还是小型嵌入式系统,LWIP都是一个很好的选择。
lwip数据包接收流程

CLOSE WAIT
ESTABLISHED LAST ACK
tcp receive recv FIN next=CLOSE WAIT tcp receive recv “good” ACK next=CLOSED tcp ack now
FIN WAIT 1
tcp receive recv FIN next=CLOSING recv ACK next=FIN WAIT 2 recv ACK/FIN next=TIME WAIT
recv SYN
tcp rst
tcp output
(send SYN/ACK)
TCP FSM
(internals shown later)
TCP FSM
if (ACK sent) EVENT SENT
if (data avail) EVENT RECV(data)
if (FIN) EVENT RECV(NULL)
call netconn callback conn->callback(RECV+)
Msg: received pbuf
TCPIP MSG API: do recv
call netconn callback conn->callback(RECV-)
netconn recv convert pbuf to netbuf
update arp entry
update arp entry
done ip input
choose the netif
fragmented?
forward?
ip reass
eaten?
raw input
ip forward
done
lwip和tcp函数

lwip和tcp函数lwip(Lightweight IP)是一个轻量级的开源TCP/IP协议栈,它被广泛应用在嵌入式系统和物联网设备中。
而TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的传输层协议,它保证了数据的可靠传输。
在嵌入式系统和物联网设备中,网络通信是非常重要的功能之一。
lwip协议栈提供了一套简洁而高效的API,使得嵌入式开发者能够方便地进行网络通信的开发。
lwip协议栈的核心是TCP/IP协议栈的实现,而TCP协议是其中最重要的一部分。
TCP协议提供了一种可靠的、面向连接的通信方式,确保数据的正确传输。
在lwip中,TCP函数是实现TCP协议的关键。
它提供了一系列函数来实现TCP连接的建立、数据的发送和接收、连接的关闭等功能。
首先是TCP连接的建立。
TCP连接的建立需要通过三次握手来完成。
lwip提供了tcp_connect函数来建立TCP连接。
开发者只需要指定目标IP地址和端口号,就可以调用tcp_connect函数来建立连接。
接下来是数据的发送和接收。
lwip提供了tcp_write和tcp_recv函数来实现数据的发送和接收。
开发者可以使用tcp_write函数将数据写入发送缓冲区,然后通过tcp_output函数将数据发送出去。
而tcp_recv函数则用于接收数据,开发者可以通过注册回调函数来处理接收到的数据。
最后是连接的关闭。
lwip提供了tcp_close函数来关闭TCP连接。
开发者可以调用tcp_close函数来关闭连接,并释放相关资源。
除了以上的基本功能,lwip还提供了其他一些高级功能,如TCP拥塞控制、流量控制等。
开发者可以根据需求使用这些功能来优化网络通信的性能。
总结一下,lwip是一个轻量级的开源TCP/IP协议栈,它提供了一套简洁而高效的API,方便嵌入式开发者进行网络通信的开发。
而TCP函数是lwip中实现TCP协议的关键,它提供了一系列函数来实现TCP连接的建立、数据的发送和接收、连接的关闭等功能。
LwIP协议详解

LwIP协议栈详解——TCP/IP协议的实现前言最近一个项目用到LwIP,恰好看到网上讨论的人比较多,所以有了写这篇学习笔记的冲动,一是为了打发点发呆的时间,二是为了吹过的那些NB。
往往决定做一件事是简单的,而坚持做完这件事却是漫长曲折的,但终究还是写完了,时间开销大概为四个月,内存开销无法估计。
这篇文章覆盖了LwIP协议大部分的内容,但是并不全面。
它主要讲解了LwIP协议最重要也是最常被用到的部分,包括内存管理,底层网络接口管理,ARP层,IP层,TCP层,API 层等,这些部分是LwIP的典型应用中经常涉及到的。
而LwIP协议的其他部分,包括UDP,DHCP,DNS,IGMP,SNMP,PPP等不具有使用共性的部分,这篇文档暂时未涉及。
原来文章是发在空间中的,每节每节依次更新,后来又改发为博客,再后来就干脆懒得发了。
现在终于搞定,于是将所有文章汇总。
绞尽脑汁的想写一段空前绝后,人见人爱的序言,但越写越觉得像是猫儿抓的一样。
就这样,PS:由于本人文笔有限,情商又低,下里巴人一枚,所以文中的很多语句可能让您很纠结,您可以通过邮箱与我联系。
共同探讨才是进步的关键。
最后,欢迎读者以任何方式使用与转载,但请保留作者相关信息,酱紫!码字。
世界上最痛苦的事情莫过于此。
——老衲五木目录1 移植综述------------------------------------------------------------------------------------------------------42 动态内存管理------------------------------------------------------------------------------------------------63 数据包pbuf--------------------------------------------------------------------------------------------------94 pbuf释放---------------------------------------------------------------------------------------------------135 网络接口结构-----------------------------------------------------------------------------------------------166 以太网数据接收--------------------------------------------------------------------------------------------207 ARP表-----------------------------------------------------------------------------------------------------238 ARP表查询-----------------------------------------------------------------------------------------------269 ARP层流程-----------------------------------------------------------------------------------------------2810 IP层输入-------------------------------------------------------------------------------------------------3111 IP分片重装1--------------------------------------------------------------------------------------------3412 IP分片重装2--------------------------------------------------------------------------------------------3713 ICMP处理-----------------------------------------------------------------------------------------------4014 TCP建立与断开----------------------------------------------------------------------------------------4315 TCP状态转换-------------------------------------------------------------------------------------------4616 TCP控制块----------------------------------------------------------------------------------------------4917 TCP建立流程-------------------------------------------------------------------------------------------5318 TCP状态机----------------------------------------------------------------------------------------------5619 TCP输入输出函数1-----------------------------------------------------------------------------------6020 TCP输入输出函数2-----------------------------------------------------------------------------------6321 TCP滑动窗口-------------------------------------------------------------------------------------------6622 TCP超时与重传----------------------------------------------------------------------------------------6923 TCP慢启动与拥塞避免-------------------------------------------------------------------------------7324 TCP快速恢复重传和Nagle算法-------------------------------------------------------------------7625 TCP坚持与保活定时器-------------------------------------------------------------------------------8026 TCP定时器----------------------------------------------------------------------------------------------8427 TCP终结与小结----------------------------------------------------------------------------------------8828 API实现及相关数据结构-----------------------------------------------------------------------------9129 API消息机制--------------------------------------------------------------------------------------------9430 API函数及编程实例-----------------------------------------------------------------------------------971 移植综述如果你认为所谓的毅力是每分每秒的“艰苦忍耐”式的奋斗,那这是一种很不足的心理状态。
lwip原理

lwip原理lwip原理是指轻量级IP协议栈(Lightweight IP),是一种适用于嵌入式系统的TCP/IP协议栈。
本文将介绍lwip原理的基本概念、工作流程和应用场景。
一、基本概念lwip原理基于TCP/IP协议栈,是一种开源的网络协议栈。
它具有轻量级、高效性和可移植性的特点,适用于嵌入式系统的资源有限环境。
lwip原理提供了TCP/IP协议栈中的网络层和传输层功能,支持IP、ICMP、UDP和TCP等协议。
二、工作流程lwip原理的工作流程包括网络接口驱动、协议栈处理和应用程序接口。
1. 网络接口驱动网络接口驱动负责与硬件设备进行通信,包括数据的发送和接收。
它提供了与硬件设备的接口函数,通过这些函数将数据传输到网络中或接收网络中的数据。
2. 协议栈处理协议栈处理是lwip原理的核心部分,它包括网络层和传输层的处理。
网络层处理主要负责IP数据包的路由和转发,通过路由表确定数据包的下一跳地址。
传输层处理主要负责数据的可靠传输,包括UDP和TCP协议的处理。
在网络层和传输层之间,lwip原理使用了一个缓冲区来存储数据包。
当数据包到达网络层时,lwip原理会根据目的地址查询路由表,确定数据包的下一跳地址,并将数据包传递给传输层进行处理。
在传输层,lwip原理根据协议类型选择相应的协议处理函数进行处理,如UDP协议或TCP协议。
3. 应用程序接口应用程序接口是lwip原理与应用程序之间的接口,应用程序可以通过这个接口进行网络通信。
lwip原理提供了一系列的API函数,应用程序可以调用这些函数来发送和接收数据。
通过应用程序接口,应用程序可以实现各种网络应用,如Web服务器、FTP服务器等。
三、应用场景lwip原理适用于嵌入式系统中的网络通信应用。
它具有资源占用少、效率高的特点,适用于资源有限的嵌入式系统。
以下是lwip原理的一些应用场景:1. 物联网设备随着物联网的发展,越来越多的设备需要进行网络通信。
tcp ip四层协议

tcp ip四层协议TCP/IP四层协议。
TCP/IP协议是互联网的核心协议之一,它是一种分层的协议体系,包括四层,应用层、传输层、网络层和数据链路层。
每一层都有其特定的功能和作用,下面我们来详细了解一下TCP/IP四层协议。
首先,我们来看应用层。
应用层是最靠近用户的一层,它提供了用户与网络应用软件之间的接口。
在这一层,常见的协议有HTTP、FTP、SMTP等,它们负责传输用户数据和控制信息。
应用层的协议是用户最直接接触到的,它们决定了用户能否顺利地使用各种网络应用。
接下来是传输层。
传输层主要负责端到端的通信和数据传输。
在这一层,最常见的协议是TCP和UDP。
TCP协议提供了可靠的、面向连接的数据传输服务,它能够保证数据的完整性和顺序性。
而UDP协议则是一种无连接的传输协议,它更加轻量级,适用于一些对实时性要求较高的应用。
然后是网络层。
网络层主要解决数据在网络中的传输问题,它使用IP协议进行数据包的传输和路由选择。
IP协议是整个TCP/IP协议族中最为核心的协议,它负责将数据包从源主机传输到目标主机。
此外,在网络层还有一些辅助协议,如ICMP协议用于网络故障排除,ARP协议用于地址解析等。
最后是数据链路层。
数据链路层负责将数据包转换为比特流,并通过物理介质进行传输。
在这一层,最常见的协议是以太网协议,它是目前最为广泛使用的局域网协议。
此外,数据链路层还包括了一些子层,如MAC子层和LLC子层,它们负责数据的帧封装和链路控制。
总的来说,TCP/IP四层协议是互联网通信的基础,它将整个通信过程分解为多个层次,每一层都有其特定的功能和作用。
通过了解这些层次,我们可以更好地理解互联网通信的原理,从而更好地进行网络应用开发和故障排除。
希望本文能够帮助大家更深入地了解TCP/IP协议。
LwIP应用开发笔记之四:LwIP无操作系统TFTP服务器

LwIP应⽤开发笔记之四:LwIP⽆操作系统TFTP服务器 前⾯我们已经实现了UDP的回环客户端和回环服务器的简单应⽤,接下来我们实现⼀个基于UDP的简单⽂件传输协议TFTP。
1、TFTP协议简介 TFTP是TCP/IP协议族中的⼀个⽤来在客户机与服务器之间进⾏简单⽂件传输的协议,提供不复杂、开销不⼤的⽂件传输服务。
端⼝号为69 TFTP是⼀种简单的⽂件传输协议。
⽬标是在UDP之上上建⽴⼀个类似于FTP的但仅⽀持⽂件上传和下载功能的传输协议,所以它不包含FTP协议中的⽬录操作和⽤户权限等内容。
TFTP报⽂的头两个字节表⽰操作码,共有5中操作码,如下表: 读请求和写请求功能码的数据报⽂格式是⼀样的,所以TFTP报⽂⼜可表述为4种形式。
对于读请求或者写请求,⽂件名字段说明客户要读或写的位于服务器的上的⽂件并以0字节作为结束,模式字段是⼀个ASCII码串,同样以0字节结束。
读请求和写请求的报⽂格式: 其次是数据包,起包括2个字节的块编号以及0-512个字节的数据信息。
数据包相对⽐较简单,其报⽂格式: 再者为确认包。
确认包也有2个字节的块编号。
其数据格式: 最后⼀种TFTP报⽂类型是差错报⽂,它的操作码为5.它⽤于服务器不能处理读请求或者写请求的情况。
在⽂件传输的过程中的读和写也会导致传送这种报⽂,接着停⽌传输。
错误包的报⽂格式: TFTP的⼯作过程很像停⽌等待协议,发送完⼀个⽂件块后就等待对⽅的确认,确认时应指明所确认的块号。
发送完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据PDU,发送确认PDU的⼀⽅若在规定时间内收不到下⼀个⽂件块,也要重发确认PDU。
这样保证⽂件的传送不致因某⼀个数据报的丢失⽽告失败。
2、TFTP协议栈设计 前⾯我们简单的介绍了TFTP协议,接下来我们看看该如何实现其编程。
它有5种操作码,我们要做的就是实现对这5种操作码的响应。
2.1、读请求实现 所谓读请求,就是客户端请求从服务器获取⽂件,那么服务器需要做的⾃然是响应客户端的请求。
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LWIP之TCP层接收相关
2009-05-16 00:43:02
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/214870/158416
2009-05-12 LWIP之TCP层接收相关
既然定了这么个标题,当然是要从socket的recv来讲了。
这里主要涉及到lwip_recvfrom这个函数。
它的大致过程是,先通过netconn_recv(sock->conn);从netconn的recvmbox中收取数据,在这里有个do_recv的调用,而do_recv又调用了tcp_recved,关于这个函数的注释如下:
* This function should be called by the application when it has
* processed the data. The purpose is to advertise a larger window
* when the data has been processed.
知道了,这里的do_recv只是起到一个知会的作用,可能的话会对接收条件做一些调整。
回到主题,lwip_recvfrom从netconn接收完数据就是要copy the contents of the received buffer into the supplied memory pointer mem,这一步是通过netbuf_copy_partial函数来完成的。
接着往下走,我们发现,数据的来源是在netconn的recvmbox,刚才提到过的。
好了,那么是在什么地方,什么时候这个recvmbox被填充的呢?
在工程中搜索recvmbox,发现在recv_tcp函数有这样一句:
sys_mbox_trypost(conn->recvmbox, p)
ok,就是它了。
看看函数的原型:
* Receive callback function for TCP netconns.
* Posts the packet to conn->recvmbox, but doesn't delete it on errors.
static err_t recv_tcp(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *p, err_t err)
好的,p是个输入参数,并且这是个静态函数,是作为tcp的接收回调用的。
嗯接着看recv_tcp的caller:
* Setup a tcp_pcb with the correct callback function pointers
* and their arguments.
* @param conn the TCP netconn to setup
static void setup_tcp(struct netconn *conn)
{
struct tcp_pcb *pcb;
pcb = conn->pcb.tcp;
tcp_arg(pcb, conn);
tcp_recv(pcb, recv_tcp);
tcp_sent(pcb, sent_tcp);
tcp_poll(pcb, poll_tcp, 4);
tcp_err(pcb, err_tcp);
}
哈哈,可谓是一网打尽啊。
对于这个函数中的几个调用,我们看一个就好了,别的实现也差不多,就是个赋值的过程
Void tcp_recv(struct tcp_pcb *pcb,
err_t (* recv)(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, struct pbuf *p, err_t err))
{
pcb->recv = recv;
}
setup_tcp上面也有讲过,是在newconn的时候被调用的,创建完pcb,就是调用的这个函数,以配置连接的各个回调函数。
然而到这里似乎走了一个死胡同里了,貌似没有什么地方对pcb->recv有调用的,而唯一有的就是接收TCP事件TCP_EVENT_RECV的宏定义中。
同时,其他的几个函数也是类似的情况,例如send_tcp 函数。
真是“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”啊。
原来上面的也不只是死胡同。
这里就要从tcp
的三大接收处理函数说起了。
最底层的(在tcp层)就是tcp_input,它是直接被ip层调用的,该函数的定义注释是这么写的:
* The initial input processing of TCP. It verifies the TCP header, demultiplexes
* the segment between the PCBs and passes it on to tcp_process(), which implements
* the TCP finite state machine. This function is called by the IP layer (in ip_input()).
Tcp_input又调用了tcp_process函数做进一步的处理,它的定义注释如下:
* Implements the TCP state machine. Called by tcp_input. In some
* states tcp_receive() is called to receive data. The tcp_seg
* argument will be freed by the caller (tcp_input()) unless the
* recv_data pointer in the pcb is set.
是的,下面是tcp_receive函数,被tcp_process调用
* Called by tcp_process. Checks if the given segment is an ACK for outstanding
* data, and if so frees the memory of the buffered data. Next, is places the
* segment on any of the receive queues (pcb->recved or pcb->ooseq). If the segment
* is buffered, the pbuf is referenced by pbuf_ref so that it will not be freed until
* i it has been removed from the buffer.
然而光有这些调用顺序是不行的,最重要的是下面两个变量【都在tcp_in.c中】
static u8_t recv_flags;
static struct pbuf *recv_data;
在tcp_receive中有以下主要几句
if (inseg.p->tot_len > 0)
{
recv_data = inseg.p;
}
if (cseg->p->tot_len > 0)
{
/* Chain this pbuf onto the pbuf that we will pass to
the application. */
if (recv_data)
{
pbuf_cat(recv_data, cseg->p);
}
else
{
recv_data = cseg->p;
}
cseg->p = NULL;
}
下面的这个是tcp_input中的,是在tcp_process处理完之后的
if (recv_data != NULL)
{
if(flags & TCP_PSH)
{
recv_data->flags |= PBUF_FLAG_PUSH;
}
/* Notify application that data has been received. */
TCP_EVENT_RECV(pcb, recv_data, ERR_OK, err);
}
看最后一条语句就好了,很熟悉是吧,对了,就是上面传说中的死胡同,到此也解开了。
本文出自“bluefish”博客,请务必保留此出处/214870/158416。