颜晨 陈翔 孙云华

本文引用格式：颜晨，陈翔，孙云华.LwIP协议栈的内部数据管理方法研究[J].自动化与信息工程，2024，45（1）：18-22.

YAN Chen， CHEN Xiang， SUN Yunhua. Study on the internal data management methods of LwIP protocol stack[J]. Automation & Information Engineering， 2024，45（1）：18-22.

摘要：LwIP作为轻量化的网络协议栈在嵌入式设备中应用广泛。该文研究LwIP协议栈的内部数据管理方法，以便更好地应用及开发新的协议栈。首先，介绍LwIP协议栈的数据存储方法，并与FreeRTOS存储方法进行对比；然后，针对网络设备传输能力不同造成的数据包分片问题，探讨LwIP协议栈组成完整数据包采用的数据管理方法；最后，研究LwIP协议栈在TCP层的软件设计思路。

关键词：LwIP协议栈；内存管理；数据管理；数据存储

中图分类号：TP316.8             文献标志码：A          文章编号：1674-2605（2024）01-0003-05

DOI：10.3969/j.issn.1674-2605.2024.01.003

Study on the Internal Data Management Methods of LwIP Protocol Stack

YAN Chen  CHEN Xiang  SUN Yunhua

（China Key System & Integrated Circuit Co.， Ltd.， Wuxi 214072， China）

Abstract： LwIP is widely used as a lightweight network protocol stack in embedded devices. This article studies the internal data management methods of the LwIP protocol stack in order to better apply and develop new protocol stacks. Firstly， introduce the data storage method of the LwIP protocol stack and compare it with the FreeRTOS storage method; Then， in response to the data packet fragmentation problem caused by different transmission capabilities of network devices， explore the data management methods used to form a complete data packet using the LwIP protocol stack; Finally， study the software design approach of the LwIP protocol stack at the TCP layer.

Keywords： light weight IP （LwIP）; memory management; data management; data storage

0  引言

隨着物联网的快速发展，智能设备让人们的生活更加便利、高效和智慧化。智能设备的正常运行需要网络协议栈的支持。LwIP作为轻量化的网络协议栈，可以在20 kB RAM和40 kB ROM的存储设备上运 行[1-3]，硬件要求低，功能齐全，且开源免费，相较于其他轻量化的网络协议栈具有更广泛的应用前景[4]。

轻量化的网络协议栈基本可以实现TCP/IP功能，研究其数据管理方法既可以在开发其他协议栈时借鉴数据管理思路，又有助于处理数据传输方面的问题。

目前，国内外很少有文献全面地描述LwIP协议栈的数据管理方法。本文介绍LwIP协议栈的数据存储方法，并与FreeRTOS存储方法进行对比；分析LwIP协议栈IP层为收到完整的分片数据而设计的数据结构；阐述TCP层为接收窗口内的数据包而使用的挂载方式，并用分层结构揭示了TCP层发送数据时的存储方式。……