LWIP应用开发|LWIP协议栈

LWIP协议栈

1. LWIP协议介绍

LWIP 是瑞典计算机科学院(SICS)的Adam Dunkels 等开发的一个小型开源的TCP/IP 协议栈。LWIP 是轻量级 IP 协议，有无操作系统的支持都可以运行， LWIP 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，它只需十几 KB 的 RAM 和 40K 左右的 ROM 就可以运行，这使LWIP协议栈适合在低端的嵌入式系统中使用。

LWIP支持的协议种类：

DNS，域名解析；
SNMP，简单网络管理协议；
DHCP，动态主机配置协议；
UDP 协议，用户数据报协议；
TCP 协议，支持 TCP 拥塞控制， RTT 估计，快速恢复与重传等；
提供三种用户编程接口方式：raw/callback API、sequential API、BSD-style socket API；
IP 协议，包括 IPv4 和 IPv6，支持 IP 分片与重装，支持多网络接口下数据转发；
AUTOIP， IP 地址自动配置；
ICMP 协议，用于网络调试与维护；
IGMP 协议，用于网络组管理，可以实现多播数据的接收；
ARP 协议，以太网地址解析协议；
PPP，点对点协议，支持 PPPoE

LWIP协议源码模型如下图示：

2. LWIP编程接口

LWIP提供了三种编程接口，分别为 RAW API、 Netconn API和Socket API

RAW API：内核回调型API，在没有操作系统支持的中，只能使用RAW API进行开发
Netconn API：基于操作系统的IPC机制（即信号量和邮箱机制）实现的，将LWIP内核代码和网络应用程序分离成了独立的线程，因此LWIP内核线程就只负责数据包的TCP/IP封装和拆封，而不用进行数据的应用层处理，大大提高了系统对网络数据包的处理效率
Socket API：即套接字，它对网络连接进行了高级的抽象，使得用户可以像操作文件一样操作网络连接

RAW API和Netconn/Socket API的区别如下表所示：

3. LWIP硬件接口

LWIP可以通过链表挂载多个以太网外设，每个外设的interface结构体中包含IP地址、硬件信息、驱动相关信息以及其他可选项

IP information：包括IP地址、子网掩码和网关相关信息

Hardware information：包括MAC地址和Flags标示相关信息

Driver function：包括输入、输出和回调函数相关信息

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