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概述

LwIP（Light Weight Internet Protoco1）是瑞士計算機科學院（Swedish Institute of Computer Science）AdamDunkels等人開發(fā)的一套用于嵌入式系統(tǒng)的開放源代碼TCP／IP協(xié)議棧。LWIP的含義是Light Weight（輕型）IP協(xié)議。LWIP可以移植到操作系統(tǒng)上，也可以在無操作系統(tǒng)的情況下獨立運行。LWIP TCP／IP實現(xiàn)的重點是在保持TCP協(xié)議主要功能的基礎上減少對RAM的占用。一般它只需要幾十KB的RAM和40 KB左右的ROM就可以運行，這使LWIP協(xié)議棧適合在小型嵌入式系統(tǒng)中使用。官網(wǎng)：https://savannah.nongnu.org/projects/lwip/將LwIP協(xié)議棧分成四層： 1.應用層 2.傳輸層 3.網(wǎng)絡層 4.網(wǎng)卡層本文將2，3，4統(tǒng)稱為協(xié)議層應用層支持： arp, dhcpd, dns, httpd, ifconfig, iperf, lsfd, mdns, netbiosns, ping, sendfile, snmp, sntp, telnetd, tftp

協(xié)議層支持： IP (Internet Protocol, IPv4 and IPv6) including packet forwarding over multiple network interfaces ICMP (Internet Control Message Protocol) for network maintenance and debugging IGMP (Internet Group Management Protocol) for multicast traffic management MLD (Multicast listener discovery for IPv6). Aims to be compliant with RFC 2710. No support for MLDv2 ND (Neighbor discovery and stateless address autoconfiguration for IPv6). Aims to be compliant with RFC 4861 (Neighbor discovery) and RFC 4862 (Address autoconfiguration) UDP (User Datagram Protocol) including experimental UDP-lite extensions TCP (Transmission Control Protocol) with congestion control, RTT estimation and fast recovery/fast retransmit raw/native API for enhanced performance Optional Berkeley-like socket API DNS (Domain names resolver)

版權(quán)信息

說明

Apache license v2.0

目錄結(jié)構(gòu)

├── api
│   ├── api_lib.c  # 庫
│   ├── api_msg.c  # 消息機制
│   ├── err.c      # 異常api
│   ├── netbuf.c   # 網(wǎng)絡緩存api
│   ├── netdb.c    # dns實現(xiàn)
│   ├── netifapi.c # 網(wǎng)卡api
│   ├── sockets.c  # 套接字api
│   └── tcpip.c    # tcpip任務實現(xiàn)
├── apps           # LwIP 應用
│   ├── arp        # arp應用
│   ├── dhcpd      # dhcpd應用
│   ├── dns        # dns應用
│   ├── httpd      # httpd應用
│   ├── ifconfig   # ifconfig應用
│   ├── iperf      # iperf應用
│   ├── lsfd       # lsfd應用
│   ├── mdns       # mdns應用
│   ├── netbiosns  # netbiosns應用
│   ├── ping       # ping應用
│   ├── sendfile   # sendfile應用
│   ├── snmp       # snmp應用
│   ├── sntp       # sntp應用
│   ├── telnetd    # telnetd應用
│   └── tftp       # tftp應用
├── core           # LwIP協(xié)議棧核心模塊，IPv4/IPv6/TCP/UDP等協(xié)議實現(xiàn)
├── include        # 頭文件
├── netif          # 網(wǎng)卡錫相關
└── port           # 移植對接

依賴組件

無

常用配置

系統(tǒng)中相關配置已有默認值，如需修改配置，統(tǒng)一在YAML中def_config節(jié)點修改，具體如下：

說明

使能TCPIP是1，不使能TCPIP是0，默認是1，可修改YAML配置如

def_config:
  CONFIG_TCPIP: 1

說明

使用AOS的LwIP是1，不實用AOS的LwIP是0，默認是1，可修改YAML配置如：

def_config:
  CONFIG_AOS_LWIP: 1

說明

使能LwIP數(shù)據(jù)包打印功能是1，不使能是0，默認1，可修改YAML配置如：

def_config:
  WITH_LWIP_PKTPRINT: 1

API說明

創(chuàng)建socket

int socket(int domain, int type, int protocol);

args	description
domain	協(xié)議域
type	類型
protocol	傳輸協(xié)議

綁定地址端口

int bind(int s, const struct sockaddr *addr, socklen_t namelen)

args	description
s	要綁定的 socket描述符
addr	一個指向含有本機 IP 地址和端口號等信息的 sockaddr 結(jié)構(gòu)的指針
namelen	sockaddr 結(jié)構(gòu)的長度

將套接字設為監(jiān)聽模式，并在套接字指定的端口上開始監(jiān)聽，以便對到達的服務請求進行處理

int listen(int s, int backlog)

args	description
s	要綁定的 socket描述符
backlog	連接請求隊列可以容納的最大數(shù)目

從完全建立的連接的隊列中接受一個連接

int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)

args	description
s	socket描述符
backlog	連接請求隊列可以容納的最大數(shù)目

與服務器建立一個 TCP 連接

int connect(int s, const struct sockaddr *name, socklen_t namelen)

args	description
s	socket描述符
name	指向 sockaddr 結(jié)構(gòu)的指針，存放要連接的服務器的 IP 地址和端口號等信息
namelen	sockaddr 結(jié)構(gòu)體的長度

面向連接的數(shù)據(jù)流 socket 模式下發(fā)送數(shù)據(jù)

int send(int s, const void *dataptr, size_t size, int flags)

args	description
s	socket描述符
dataptr	指向所要發(fā)送的數(shù)據(jù)區(qū)的指針
size	要發(fā)送的字節(jié)數(shù)
flags	控制選項，通常為 0

面向連接的數(shù)據(jù)流 socket 模式下接收數(shù)據(jù)

int recv(int s, void *mem, size_t len, int flags)

args	description
s	socket描述符
mem	指向存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存緩存區(qū)的指針
len	緩沖區(qū)的長度
flags	控制選項，通常為 0

在無連接的數(shù)據(jù)報 socket 模式下發(fā)送數(shù)據(jù)

int sendto(int s, const void *dataptr, size_t size, int flags, const struct sockaddr *to, socklen_t tolen)

args	description
s	socket描述符
size	要發(fā)送的字節(jié)數(shù)
flags	控制選項，通常為 0
to	指向 sockaddr 結(jié)構(gòu)體的指針，存放目的主機的 IP 和端口號
tolen	sockaddr 結(jié)構(gòu)體的長度

在無連接的數(shù)據(jù)報 socket 模式下接收數(shù)據(jù)

int recvfrom(int s, void*mem, size_t size, int flags, struct sockaddr *from, socklen_t *fromlen)

args	description
s	socket描述符
mem	指向存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存緩存區(qū)的指針
size	緩沖區(qū)的長度
flags	控制選項，通常為 0
from	指向 sockaddr 結(jié)構(gòu)體的指針，存放源主機的 IP 和端口號
fromlen	指向 sockaddr 結(jié)構(gòu)體的長度的指針

查詢一個或者多個socket的可讀性、可寫性及錯誤狀態(tài)信息

int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,
                struct timeval *timeout)

args	description
maxfdp1	最大的文件描述符
readset	讀文件描述符
writeset	寫文件描述符
exceptset	異常的文件描述符
timeout	超時時間

傳輸完數(shù)據(jù)之后關閉 socket 并釋放資源

int closesocket(int s)

args	description
s	socket 描述符

允許進行單向的關閉操作，或是全部禁止掉

int shutdown(int s, int how)

args	description
s	socket 描述符
how	控制選項

通過域名來獲取主機的 IP 地址等信息

struct hostent* gethostbyname(const char*name)

args	description
name	主機域名

獲取本地主機的信息

int getsockname(int s, struct sockaddr *name, socklen_t *namelen)

args	description
s	socket 描述符
name	sockaddr 結(jié)構(gòu)體指針，用來存儲得到的主機信息
namelen	指向 sockaddr 結(jié)構(gòu)體的長度的指針

得到與本地主機連接的遠程主機的信息

int getpeername(int s, struct sockaddr *name, socklen_t *namelen)

args	description
s	socket 描述符
name	sockaddr 結(jié)構(gòu)體指針，用來存儲得到的主機信息
namelen	指向 sockaddr 結(jié)構(gòu)體的長度的指針

設置套接字控制模式

int ioctlsocket(int s, long cmd, void *argp)

args	description
s	socket 描述符
cmd	套接字操作命令
argp	操作命令所帶參數(shù)

獲取套接字控制模式

int getsockopt (int s, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen)

args	description
s	socket 描述符
level	選項定義的層次；目前支持SOL_SOCKET, SOL_PACKET, IPPROTO_IP和IPPROTO_TCP
optname	需設置的選項
optval	指向option屬性的指針
optlen	指向option屬性長度的指針

設置套接字控制模式

int setsockopt (int s, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen)

args	description
s	socket 描述符
level	選項定義的層次；目前支持SOL_SOCKET, SOL_PACKET, IPPROTO_IP和IPPROTO_TCP
optname	需設置的選項
optval	指向option屬性的指針
optlen	option屬性的長度

使用示例

組件使用示例相關的代碼下載、編譯和固件燒錄均依賴AliOS Things配套的開發(fā)工具，所以首先需要參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之搭建開發(fā)環(huán)境》，下載安裝。待開發(fā)環(huán)境搭建完成后，可以按照以下步驟進行示例的測試。

步驟1 創(chuàng)建或打開工程

打開已有工程

如果用于測試的案例工程已存在，可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之打開工程》打開已有工程。

創(chuàng)建新的工程

組件的示例代碼可以通過編譯鏈接到AliOS Things的任意案例（solution）來運行，這里選擇helloworld_demo案例。helloworld_demo案例相關的源代碼下載可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之創(chuàng)建工程》。

步驟2 添加組件

案例下載完成后，需要在helloworld_demo組件的package.yaml中添加對組件的依賴：

depends:
  - netmgr:dev_aos     # 添加netmgr依賴，使用netmgr連接wifi
  - lwip:dev_aos       # helloworld_demo中引入lwip組件

步驟3 下載組件

在已安裝了的開發(fā)環(huán)境工具欄中，選擇Terminal -> New Terminal啟動終端，并且默認工作路徑為當前工程的workspace，此時在終端命令行中輸入：

aos install lwip

上述命令執(zhí)行成功后，組件源碼則被下載到了./components/lwip路徑中。

步驟4 添加示例

在lwip組件的package.yaml中添加example示例代碼：

source_file:
  - example/*.c

步驟5 編譯固件

在示例代碼已經(jīng)添加至組件的配置文件，并且helloworld_demo已添加了對該組件的依賴后，就可以編譯helloworld_demo案例來生成固件了，具體編譯方法可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之編譯固件》。

步驟6 燒錄固件

helloworld_demo案例的固件生成后，可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之燒錄固件》來燒錄固件。

步驟7 打開串口

固件燒錄完成后，可以通過串口查看示例的運行結(jié)果，打開串口的具體方法可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之查看日志》。

當串口終端打開成功后，可在串口中輸入help來查看已添加的測試命令。

步驟8 測試示例

說明

CLI命令行輸入netmgr相關命令進行聯(lián)網(wǎng)操作：

netmgr_example                           # 啟動netmgr組件
netmgr -t wifi -c wifissid wifipassword  # 輸入ssid和密碼

說明

CLI命令行輸入udp 測試命令：

test_udp

關鍵日志

說明

輸入聯(lián)網(wǎng)命令后的WIFI聯(lián)網(wǎng)成功日志：

Got IP

說明

啟動test_udp之后的數(shù)據(jù)接收打印：

test_udp

(cli-uart)# hello world! count 15
recv: hello UDP
hello world! count 16
recv: hello UDP
hello world! count 17
recv: hello UDP
hello world! count 18
recv: hello UDP
hello world! count 19
recv: hello UDP

注意事項

使用lwip前，請先確定已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)

測試示例

說明

CLI命令行輸入ping測試命令

ping -c count(發(fā)包的數(shù)量) -i interval(發(fā)包的時間間隔ms) -s packetsize(指定發(fā)包的字節(jié)數(shù)) -w timeout(指定超時時間ms) destination(指定目標地址)

說明

CLI命令行輸入查看設備網(wǎng)絡接口的配置信息命令

ifconfig

說明

CLI命令行輸入tftp向服務器獲取文件命令

tftp server <start|stop>
tftp get server_ip(服務器ip) server_port(服務器端口) server_src_path(服務器文件路徑) device_dest_path(設備目標文件路徑) file_type(文件類型)
示例：tftp get 192.168.0.101 69 1.txt /data/1.txt text

說明

CLI命令行輸入iperf測試網(wǎng)絡性能

Iperf TCP Server: iperf -s
Iperf UDP Server: iperf -s -u
Iperf TCP Client: iperf -c ip(服務器ip地址) -w window size(TCP窗口大小) -t duration(傳輸時間，默認10s) -p port(服務器端口號)
示例：iperf -c 192.168.0.101 -w 65535 -t 10 -p 5001
Iperf UDP Client: iperf -c ip(目標ip地址) -u -l datagram size(數(shù)據(jù)包大小) -t duration(傳輸時間，默認10s) -p port(服務器端口號)
示例：iperf -c 192.168.0.101 -u -l 1500 -t 10 -p 5001

關鍵日志

說明

ping成功收到數(shù)據(jù)包日志

 LwIP_recv

說明

ifconfig成功查看設備網(wǎng)絡接口的配置信息日志

 en1 up, address:192.168.0.102 gateway:192.168.0.1 netmask:255.255.255.0
 lo0 up, address:127.0.0.1 gateway:127.0.0.1 netmask:255.0.0.0

說明

tftp成功獲取文件日志

tftp received len:92 done

說明

iperf測試日志

TCP Server Bandwidth: 8 Mbits 716 Kbits 848 bits/sec
UDP Server Bandwidth: 10 Mbits 60 Kbits 344 bits/sec
TCP Client Bandwidth: 5 Mbits 1023 Kbits 928 bits/sec
UDP Client Bandwidth: 22 Mbits 907 Kbits 160 bits/sec

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概述

版權(quán)信息

目錄結(jié)構(gòu)

依賴組件

常用配置

API說明

創(chuàng)建socket

綁定地址端口

將套接字設為監(jiān)聽模式，并在套接字指定的端口上開始監(jiān)聽，以便對到達的服務請求進行處理

從完全建立的連接的隊列中接受一個連接

與服務器建立一個 TCP 連接

面向連接的數(shù)據(jù)流 socket 模式下發(fā)送數(shù)據(jù)

面向連接的數(shù)據(jù)流 socket 模式下接收數(shù)據(jù)

在無連接的數(shù)據(jù)報 socket 模式下發(fā)送數(shù)據(jù)

在無連接的數(shù)據(jù)報 socket 模式下接收數(shù)據(jù)

查詢一個或者多個socket的可讀性、可寫性及錯誤狀態(tài)信息

傳輸完數(shù)據(jù)之后關閉 socket 并釋放資源

允許進行單向的關閉操作，或是全部禁止掉

通過域名來獲取主機的 IP 地址等信息

獲取本地主機的信息

得到與本地主機連接的遠程主機的信息

設置套接字控制模式

獲取套接字控制模式

設置套接字控制模式

使用示例

步驟1 創(chuàng)建或打開工程

步驟2 添加組件

步驟3 下載組件

步驟4 添加示例

步驟5 編譯固件

步驟6 燒錄固件

步驟7 打開串口

步驟8 測試示例

關鍵日志

注意事項

測試示例

將套接字設為監(jiān)聽模式，并在套接字指定的端口上開始監(jiān)聽，以便對到達的服務請求進行處理

查詢一個或者多個socket的可讀性、可寫性及錯誤狀態(tài)信息

允許進行單向的關閉操作，或是全部禁止掉