LwIP网络接口结构体---netif

比眉伴天荒 2022-06-18 00:16 275阅读 0赞

在lwIP中，是通过结构体netif来描述一个硬件网络接口的，在单网卡中，这个结构体只有一个，多网卡中可有何网卡数目相同的netif结构体，它们构成一个数据链。下面的代码选自netif.h，是netif结构体的代码描述：

/** Generic data structure used for all lwIP network interfaces.
     *  The following fields should be filled in by the initialization
     *  function for the device driver: hwaddr_len, hwaddr[], mtu, flags 
     *  用于所有lwIP网络接口的通用数据结构体
     *  设备驱动函数在初始化时应该填充以下数据域:hwaddr_len,hwaddr[],mtu,flags.*/
    
    struct netif {
      /** pointer to next in linked list */
      struct netif *next;
    
      /** IP address configuration in network byte order */
      struct ip_addr ip_addr;		//IP地址
      struct ip_addr netmask;		//子网掩码
      struct ip_addr gw;			//默认网关
    
      /** This function is called by the network device driver
       *  to pass a packet up the TCP/IP stack. 
          这个函数由网络设备驱动所调用，从网卡中接收数据包并传递给TCP/IP协议栈*/
      err_t (* input)(struct pbuf *p, struct netif *inp);      //从网卡中接收一包数据
    
      /** This function is called by the IP module when it wants
       *  to send a packet on the interface. This function typically
       *  first resolves the hardware address, then sends the packet. 
           当IP模块向接口发送一个数据包时调用此函数。这个函数通常首先解析
    	   硬件地址，然后发送数据包*/
      err_t (* output)(struct netif *netif, struct pbuf *p,    //IP层调用此函数向网卡发送一包数据
           struct ip_addr *ipaddr);
    
      /** This function is called by the ARP module when it wants
       *  to send a packet on the interface. This function outputs
       *  the pbuf as-is on the link medium. 
          当ARP模块向接口发送一个数据包时调用此函数。这个函数向链路输出一个pbuf。*/
      err_t (* linkoutput)(struct netif *netif, struct pbuf *p);     //ARP模块调用这个函数向网卡发送一包数据
    
    #if LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK	  //netif状态被改变时该函数被调用,未使用
      /** This function is called when the netif state is set to up or down
       */
      void (* status_callback)(struct netif *netif);
    #endif /* LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK */
    
    #if LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK  		//未使用
      /** This function is called when the netif link is set to up or down
          netif连接改变时调用
       */
      void (* link_callback)(struct netif *netif);
    #endif /* LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK */
    
      /** This field can be set by the device driver and could point
       *  to state information for the device. 
       *  这个域能够通过设备驱动设置并且能够指向设备的信息状态，供用户自行使用*/
      void *state;
    
    #if LWIP_DHCP	  //使能DHCP
      /** the DHCP client state information for this netif */
      struct dhcp *dhcp;
    #endif /* LWIP_DHCP */
    
    #if LWIP_AUTOIP
      /** the AutoIP client state information for this netif */
      struct autoip *autoip;
    #endif
    
    #if LWIP_NETIF_HOSTNAME
      /* the hostname for this netif, NULL is a valid value NULL也是一个有效值*/
      char*  hostname;
    #endif /* LWIP_NETIF_HOSTNAME */
    
      /** maximum transfer unit (in bytes) 最大发送单元(单位:字节)以太网为1500*/
      u16_t mtu;
      /** number of bytes used in hwaddr 硬件地址长度*/
      u8_t hwaddr_len;
      /** link level hardware address of this interface 接口的连接层硬件地址*/
      u8_t hwaddr[NETIF_MAX_HWADDR_LEN];	   //=6
      /** flags (see NETIF_FLAG_ above) 标志位*/
      u8_t flags;
      /** descriptive abbreviation 描述缩写*/
      char name[2];
      /** number of this interface 接口号,如果两个网络接口具有相同的描述缩写(即上面的name字段),就用num字段来区分相同类型的不同网络接口*/
      u8_t num;
    
    #if LWIP_SNMP
      /** link type (from "snmp_ifType" enum from snmp.h) 连接类型*/
      u8_t link_type;
      /** (estimate) link speed (预计)连接速度*/
      u32_t link_speed;
      /** timestamp at last change made (up/down) 最后up/down变化时间戳*/
      u32_t ts;
      /** counters 计数器*/
      u32_t ifinoctets;
      u32_t ifinucastpkts;
      u32_t ifinnucastpkts;
      u32_t ifindiscards;
      u32_t ifoutoctets;
      u32_t ifoutucastpkts;
      u32_t ifoutnucastpkts;
      u32_t ifoutdiscards;
    #endif /* LWIP_SNMP */
    
    #if LWIP_IGMP
      /* This function could be called to add or delete a entry in the multicast filter table of the ethernet MAC.*/
      err_t (*igmp_mac_filter)( struct netif *netif, struct ip_addr *group, u8_t action);
    #endif /* LWIP_IGMP */
    #if LWIP_NETIF_HWADDRHINT
      u8_t *addr_hint;
    #endif /* LWIP_NETIF_HWADDRHINT */
    #if ENABLE_LOOPBACK
      /* List of packets to be queued for ourselves. */
      struct pbuf *loop_first;
      struct pbuf *loop_last;
    #if LWIP_LOOPBACK_MAX_PBUFS
      u16_t loop_cnt_current;
    #endif /* LWIP_LOOPBACK_MAX_PBUFS */
    #endif /* ENABLE_LOOPBACK */
    }; // END struct netif

1. next字段指向下一个netif结构体指针.只有一个产品有多个网卡时,才使用该字段.lwIP会把所有 网卡的结构体组成一个链表来进行管理.

2. ip\_addr、netmask、gw分别表示IP地址、子网掩码和网关地址。前两个在发送和处理数据时有重要作用，第三个字段目前保留。在同一个局域网内通信时也不用使用，它是一个网络与另一个网络进行通信的交换点。不懂的可查看有关计算机网络书籍。

3. input字段指向一个函数，该函数将网卡设备接收到的数据提交给IP层。使用时，将input指针指向该函数即可。参数为pbuf和netif类型，其中pbuf为接收到的数据包。

4. output字段指向一个函数，该函数和具体的网络接口设备密切相关，它用于IP层将一包数据发送到网络接口上。用户需要编写此函数并使output指向它。参数为pbuf、netif和ip\_addr类型，其中，ipaddr代表要将该数据包发送到的地址，但不一定是数据包最终到到达的IP地址。比如，要发送IP数据包到一个并不在本网络的主机上，该数据包要被发送到一个路由器上，这里的ipaddr就是路由器IP地址。

5. linkoutput字段和output类似，但只有两个参数，它是由ARP模块调用的，用于将一包数据发送到网络接口上。实际上output最终还是调用linkoutput字段函数完成数据包的发送。

6. flag字段是网卡状态标志位，是很重要的字段，包括网卡功能使能，广播使能，ARP使能等等。