LWIP 修改ip TCP发送 连接状态

我使用TI芯片也有三年时间了，期间开发过低功耗无线传感器、无线转以太网网关等设备

现在讲一下用LM3S9B90芯片开发的无线转以太网网关设备中遇到的一些问题吧！

以太网用的是LWIP协议，这也是我第一次用32位机、第一次用ARM内核芯片、也是第一次与LWIP接触；

一开始我没有什么信心会做好，还好在TI例程及技术支持的帮助下，半年内将产品设计出来，并且相当稳定的运行。

这其间遇到最大的问题是TCP运行的问题：（前两个还是小问题，最后一个才是问题致命的所在）

   问题一，IP地址分配的问题；当时利用例程的办法，调用lwIPInit，和lwIPLocalIPAddrGet的办法获取IP地址，如果当时没接网线，或者路由器没有开启DHCP功能怎么办？

  最开始我采用重新调用以上函数的办法，进行处理，发现系统会复位；可见这个办法行不通，

  后来通过对LWIP的认识发现可以通过修改IP地址的方式，调用lwIPNetworkConfigChange函数，将IP地址设置成上次分配的IP，这样一来，只要设备能正常使用过一次，以后都不会有问题了！

  问题二，调用tcp_output函数，为了提高发送速度，在每次调用tcp_write函数前，先调用一次tcp_output函数；加了这个函数后， 短时间内使用是不会有问题的，但时间长了以后，发现系统也会复位；经过一系列的查找，终于锁定是tcp_output函数的问题，取消后，系统不再复位了

  问题三，网络异常的处理；在正常的使用过程中，会遇到设备端网线断开、服务器网线断开、服务器软件关闭、服务器电脑死机等等情况，其它几种都比较好判别，唯独服务器网线断开这种情况不能区分；

   服务器网线断开（设备与路由器链接是好的）的时候，设备不会得到异常报告，也不会有PHY寄存器标志，只能通过给服务器发送数据时，判断是否有发送完成回调函数；如果没有回调函数，服务器链路一定有问题。

   一旦出现服务器网线断开的情况，设备的LWIP中的pcb->state一直处理链接成功的状态，而服务器在一定时间后会删除这条链接，也就是 说，超过一定的时间后，设备与服务器之间的链接状态是不一样的；同时，设备一直处于虚假链接，不会重新与服务器建立链接；

   最后导致，服务器与设备是永远也不可能建立链接。

   这个问题困扰了我们好长一段时间，而且是在客户的使用中才发现，客户的压力可想而知。

   还好，经过一段时间的排查，终于找到问题的所在、以及解决问题的办法：

   效仿服务器的办法，在经过一段超时后，主动断开与服务器（确切来说是路由器）的链接，给服务器发送close命令；发完后，pcb进入 FIN_WAIT_1状态和FIN_WAIT_2状态，如果期间链接上，服务返回ACK确认关闭链接， 否则超时后，设备自动进入CLOSE状态；最终达到两端的链接状态一致；一旦链路恢复正常，设备与服务器就能再次正常建立链接。这个问题总算是解决了。

   设备运行到现在已经快半年了，目前为止，还没有发现什么问题。

lwip源码分析 http://wenku.baidu.com/view/84a478a2284ac850ad024263.html

lwip状态

状态：描述 　　CLOSED：无连接是活动的或正在进行 　　LISTEN：服务器在等待进入呼叫 　　SYN_RECV：一个连接请求已经到达，等待确认 　　SYN_SENT：应用已经开始，打开一个连接 　　ESTABLISHED：正常数据传输状态 　　FIN_WAIT1：应用说它已经完成 　　FIN_WAIT2：另一边已同意释放 　　ITMED_WAIT：等待所有分组死掉 　　CLOSING：两边同时尝试关闭 　　TIME_WAIT：另一边已初始化一个释放 　　LAST_ACK：等待所有分组死掉

这次主要讲解tcp函数的发送部分。 我们的流程是tcp_write->tcp_enqueue->tcp_output. 1.         tcp_write函数 这个函数很简单，首先判断此时的pcb是否进入了可发送数据的状态，这些状态有ESTABLISHED, CLOSE_WAIT, SYN_SENT, SYN_RECD，（还有一些在状态机里面见到的状态，如LISTEN,FIN_WAIT1,FIN_WAIT2,CLOSED,CLOSING等则要么处于连接还未建立，要么是连接已关闭的状态，顶多再能发个ack包，不能再发数据了）如果是处于这些有效状态，则调用tcp_enqueue函数。   2.        tcp_enqueue函数 tcp_enqueue通过把上层需要发送的数据包放在队列中，最后一起调用tcp_output来提高效率。看一下参数： tcp_enqueue(struct tcp_pcb *pcb, void *arg, u16_t len, u8_t flags, u8_t apiflags, u8_t optflags) pcb：当前连接的pcb，arg：需要发送的数据，len：数据长度，flags：tcp首部的标志位。apiflags：TCP_WRITE_FLAG_COPY(说明空间需要分配并且拷贝至pbuf，否则则说明数据来自静态的存储器，比如rom，不需要拷贝)TCP_WRITE_FLAG_MORE。   看代码流程： A．首先保存一些变量，比如此次传输数据的长度，要传输的数据的地址 B． 将所要传输的数据切割成一个个tcp_seg结构体，最大长度不超过一个mss，如果小于就是一个tcp_seg。很奇怪，第一个seg是存放在queue指针的队列上，其余的是存放在useg指针的队列上，并且useg始终指向最后一个seg结构体。 C． 完成了数据切割，我们现在需要把这些seg加入到pcb->unsend队列中。但是这段代码很奇怪，不知道是我看错了还是有bug？但理论上不会有这么明显的bug啊。   3.        tcp_output函数 在tcp_enqueue函数中已经把我们要发送的数据放在了pcb的unsend链表上了。接下来我们就是要将这些数据发送出去。看流程： A.      首先过滤flags标志位为立即响应并且没有携带数据的调用，直接tcp_send_empty_ack(pcb);（因为不是每个对tcp_output的调用都是经过tcp_enqueue） B.       利用while循环对unsend链表上的seg一个个发送或跳过。 a)        跳过：对每个seg包会首先用nagle算法做一下检测，如果满足nagle条件，则会跳过这个数据包不做任何操作，留置合并一起发送。具体的条件可参考tcp概念部分的文章。 b)        发送：对于一般的seg包，则先置ack标志位，然后调用tcp_output_segment(seg, pcb);发送。   4.        关于tcp_output中的tcp_send_empty_ack(pcb); a)        这里面的操作比较简单，主要是建立pbuf，然后建立tcp的首部与pbuf的联系，tcphdr = p->payload，然后填充tcphdr，传递给ip层。（调用ip_output函数） 5.        关于tcp_output中的tcp_output_segment(seg, pcb); a)        同tcp_send_empty_ack(pcb);类似，不是很复杂。

原帖地址：http://www.deyisupport.com.sixxs.org/question_answer/f/23/t/5240.aspx?PageIndex=8作者：hasten lin on 2012-1-12 0:15