1.正点原子lwIP学习笔记——网络数据包管理
2.正点原子lwIP学习笔记——IP协议
3.嵌入式网络那些事内容简介
正点原子lwIP学习笔记——网络数据包管理
TCP/IP作为一种数据通信机制,源码其协议栈的源码实现本质上是对数据包的处理。为了实现高效率的源码处理,lwIP数据包管理提供了一种高效的源码机制。协议栈各层能够灵活处理数据包,源码同时减少数据在各层间传递时的源码招标源码时间和空间开销,这是源码提高协议栈工作效率的关键。在lwIP中,源码这种机制被称为pbuf。源码
用户的源码数据经过申请pbuf,拷贝到pbuf结构的源码内存堆中。在应用层,源码数据的源码前面加上应用层首部,在传输层加上传输层首部,源码最后在网络层加上网络层首部。源码
pbuf用于lwIP各层间数据传递,避免各层拷贝数据!手机app读java源码
lwIP与标准TCP/IP协议栈的区别在于,lwIP是一种模糊分层的TCP/IP协议,大大提高了数据传输效率!
这是定义在pbuf.h中的关键结构体pbuf。通过指针next构建出了一个数据包的单向链表;payload指向的是现在这个结构体所存储的数据区域;tot_len是所有的数据长度,包括当前pbuf和后续所有pbuf;而len就是指当前pbuf的长度;type_internal有四种类型;ref代表当前pbuf被引用的次数。
右边展示的pbuf_layer就是用来首部地址偏移,用来对应相应的结构体。
PBUF_RAM采用内存堆,长度不定,一般用在传输数据;PBUF_POOL采用内存池,固定大小的内存块,所以分配速度快(一般字节,就是分配3个PBUF_POOL的内存池),一般用在中断服务中;PBUF_ROM和PBUF_REF都是内存池形式,而且只有pbuf没有数据区域,最复杂指标公式源码数据都是直接指向了内存区(PBUF_ROM指向ROM中,PBUF_REF指向RAM中)。
左边第一幅对应PBUF_RAM;中间两幅对应PBUF_POOL;最后一幅对应PBUF_ROM和PBUF_REF。
其中PBUF_RAM和PBUF_POOL相对更为常用。
更多的函数,都可以在pbuf.c和.h中找到。pbuf_alloc()如果是PBUF_REF或者是PBUF_ROM,就会如上图所示,创建一个结构体指针p,然后会进入pbuf_alloc_reference;该函数中,会申请一个pbuf结构体大小的内存;然后调用pbuf_init_alloced_pbuf进行初始化,初始化可以如上图所示。
如果是PBUF_POOL,会定义q和last两个pbuf结构体指针,q和last都初始化为NULL,rem_len(剩余长度)初始化为(用户指定需要构建的悟道开火副图源码长度);然后q会经过内存申请,qlen则是去rem_len和当前可申请的数据大小(PBUF_POOL_BUFSIZE_ALIGNED - LWIP_MEM_ALIGN_SIZE(offset))取小值,然后同样经过pbuf_init_alloced_pbuf初始化q中的pbuf结构体;然后会把offset清零,就是说之后的pbuf都没有offset了,只有第一个链表的元素有offset;经过if判断并判断rem_len的大小,只要还有剩余就会回去循环继续执行上述操作,直到完成3个内存块的初始化。
首先会计算payload_len和alloc_len,如果是传输数据,那么LWIP_MEM_ALIGN_SIZE(offset)就是,计算得到payload_len=,alloc_len=;然后进入判断payload和alloc的长度是否
进入判断p是否为空,不为空证明还没有释放;进入while语句,每一次都--ref(引用次数);然后类似链表删除,调用相应的pbuf类型的内存释放(内存堆或者内存池),直到p全部被释放。源码如下:
这个就要看你使用的armory3d源码是什么类型,然后会根据类型来决定payload_len的大小,进行相应的payload指针指向数据区前的首部字段。
这一章主要讲述了lwIP中重要的pbuf缓冲,具体有哪些数据构成,为之后的学习奠定基础,确定了pbuf除了所需传输的数据,还有哪些变量需要添加,如何申请对应的pbuf内存大小,以及对应的内存堆和内存池。
正点原子lwIP学习笔记——IP协议
IP协议,作为TCP/IP协议族的核心,负责TCP、UDP、ICMP、IGMP等数据的传输(IPv4和IPv6)。它提供了无连接、不可靠的服务,这意味着数据传输不需维持对方信息,每次发送数据都需要明确目标IP地址,且不能保证数据包准确到达,只尽力而为,如发送失败会通知上层协议但不重传。
IP协议的功能包括:寻址,当主机间跨网段通信时,数据通过主机发送到路由器,路由器根据IP地址的网络号和主机号进行转发;利用路由表决定数据包的传输路径,目标网络、下一跳地址和子网掩码是关键信息;当数据包大小超过MTU(通常字节),则需要进行分片和重组。
IP协议与ARP、ICMP和IGMP等配合工作。与MAC地址(物理地址)不同,IP地址是网络层以上的标识,分为五类。理解IP协议内容,IPv4的首部结构包含字节的固定部分,如差分服务区域、总长度、标识符、标志等,以及源和目标IP地址等信息。
IP分片原理涉及MTU限制,当数据包超过MTU,就需要进行分片操作,比如字节的数据可能被分为多个片段,每个片段包含偏移量、标志等字段。pbuf内存分配和重组过程是关键,例如,使用pbuf结构存储和传递数据,TCP和IP头部会插入pbuf,通过ip_reassdata结构连接分片,直到所有分片接收完整后进行重组。
IP重组是根据到达顺序重新组合分片,lwIP处理分片时,ip_reassdata链表用于存储和管理未完整接收的数据包。源码中的函数如ip4_reass()和ip_reass_chain_frag_into_datagram_and_validate()处理了这些逻辑,确保数据包在到达目的地后正确组合。
总的来说,理解lwIP协议的这部分内容,关注核心原理和源码示例,把握数据传输的完整逻辑,包括IP首部字段、分片与重组,以及与MAC地址、TCP/IP协议的交互,是十分重要的。
嵌入式网络那些事内容简介
本文将深入探讨嵌入式网络领域中的关键协议栈LwIP,专为网络TCP/IP协议的初学者和嵌入式网络开发人员设计。从LwIP源代码的解析开始,我们将逐一揭示TCP/IP协议各层的机制和其实现原理,帮助读者理解其内在运作。
通过构建简易实验环境,本书详细讲解了LwIP在嵌入式设备组网中的移植过程,包括实际操作和注意事项。此外,书中还提供了丰富的编程案例,让学习者能在实践中掌握LIP的运用,并实现理论知识与实践的结合。
对于TCP/IP学习者而言,本书是一本理想的入门和精通指南,配套的实验平台和实例让学习过程更为直观和高效。对于初入嵌入式领域的人员,实验平台的设计使得入门变得简单,通过实践操作,他们能更快地熟悉嵌入式开发。
最后,无论你是经验丰富的嵌入式网络开发者还是新手,本书都可作为你的实用参考手册,提供丰富的实战指导和深入理解LwIP协议的途径。