開源TCP/IP協議棧 lwIP

Lwip是一個非常優秀的開源TCP/IP協議棧。

lwip提供三種API：1)RAW API 2)lwip API 3)BSD API。

RAW API把協議棧和應用程序放到一個進程里邊，該接口基于函數回調技術，使用該接口的應用程序可以不用進行連續操作。不過，這會使應用程序編寫難度加大且代 碼不易被理解。為了接收數據，應用程序會向協議棧注冊一個回調函數。該回調函數與特定的連接相關聯，當該關聯的連接到達一個信息包，該回調函數就會被協議 棧調用。這即有優點也有缺點。優點是既然應用程序和TCP/IP協議棧駐留在同一個進程中，那么發送和接收數據就不再產生進程切換。主要缺點是應用程序不 能使自己陷入長期的連續運算中，這樣會導致通訊性能下降，原因是TCP/IP處理與連續運算是不能并行發生的。這個缺點可以通過把應用程序分為兩部分來克 服，一部分處理通訊，一部分處理運算。
RAW API把接收與處理放在一個線程里面。這樣只要處理流程稍微被延遲，接收就會被阻塞，直接造成頻繁丟包、響應不及時等嚴重問題。因此，接收與協議處理必須 分開。LwIP的作者顯然已經考慮到了這一點，他為我們提供了tcpip_input()函數來處理這個問題，雖然他并沒有在rawapi一文中說明。講 到這里，讀者應該知道tcpip_input()函數投遞的消息從哪里來的答案了吧，沒錯，它們來自于由底層網絡驅動組成的接
收線程。我們在編寫網絡驅動時，其接收部分以任務的形式創建。數據包到達后，去掉以太網包頭得到IP包，然后直接調用tcpip_input()函數將其 投遞到mbox郵箱。投遞結束，接收任務繼續下一個數據包的接收，而被投遞得IP包將由TCPIP線程繼續處理。這樣，即使某個IP包的處理時間過長也不 會造成頻繁丟包現象的發生。這就是lwip API。   
BSD API提供了基于open-read-write-close模型的UNIX標準API，它的最大特點是使應用程序移植到其它系統時比較容易，但用在嵌入式系統中效率比較低，占用資源多。這對于我們的嵌入式應用有時是不能容忍的。

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