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PAGE  PAGE 25 内部协议栈 篇一：协议栈简介 协议栈简介 在网络中，为了完成通信，必须使用多层上的多种协议。这些协议按照层次顺序组合在一起，构成了协议栈(Protocol STack)，也称为协议族(Protocol Suite)。 协议栈形象的反映了一个网络中文件传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。使用最广泛的是英特网协议栈，由上到下的协议分别是：应用层（HTTP，TELNET，DNS，EMAIL等），运输层（TCP，UDP），网络层（IP），链路层（WI-FI，以太网，令牌环，FDDI等），物理层。 主要的协议栈： OSI协议栈 OSI协议栈是由国际标准化组织(ISO)，为提倡世界范围的互操作性而定义的。它通常被用于其它协议栈进行比较的标准。 NetWare SPX/IPX协议 NetWare串行分组交换/网间分组交换(SPX/IPX)协议，是由NovellNetWare使用的一种本质性协议(nativeprotocol)。它源于Xerox网络系统(XNS)协议栈。 TCP/IP协议组传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)是最早的网络协议栈之一。它最初是由美国国防部为将多厂商网络产品连接在一起而实现的。其中IP部分提供了一种对互联网络连接的最好定义，并且被许多厂商用于在局域或广域互联产品。 IBM/Microsoft协议组IBM和Microsoft进行互联的产品通常是结合在一起的，这是因为这两个公司联合起来开发使用他们的产品，例如，L管理器和OS/2。 AppleTalk协议AppleTalk协议是由Apple Computer为互联Apple Macintosh系统而定义的。 协议栈构建 1：函数调用。协议栈各层之间通过函数调用来传递数据包和相关的数据结构。linux和bsd等开源系统采用这种方法。 2：消息传递。也就是基于流消息的协议栈构建方法。各层直接通过传递事件或消息来传递数据包和相关的数据结构。据说solaris和windows等商业操作系统采用这种方法。 3：包队列。各层直接通过包队列（queue）来连接，各层都实现为独立的进程或线程，通过轮询来收发数据包。线程主动去收发包，而不是通过事件来通知。有些系统的某些模块会采用这种方法。 数据进入协议栈时的封装过程 uIP协议栈分析 uIP特性 uIP协议栈去掉了完整的TCP/IP中不常用的功能，简化了通讯流程，但保留了网络通信必须使用的协议，设计重点放在了IP/TCP/ICMP/UDP/ARP这些网络层和传输层协议上，保证了其代码的通用性和结构的稳定性。 由于uIP协议栈专门为嵌入式系统而设计，因此还具有如下优越功能： （1） 代码非常少，其协议栈代码不到6K，很方便阅读和移植。 （2） 占用的内存数非常少，RAM占用仅几百字节。 （3） 其硬件处理层、协议栈层和应用层共用一个全局缓存区，不存在数据的拷贝，且发送和接收都是依靠这个缓存区，极大的节省空间和时间。 （4） 支持多个主动连接和被动连接并发。 （5） 其源代码中提供一套实例程序：web服务器，web客户端，电子邮件发送程序(SMTP客户端)，Telnet服务器， （6） 对数据的处理采用轮循机制，不需要操作系统的支持。 由于uIP对资源的需求少和移植容易，大部分的8位微控制器都使用过uIP协议栈, 而且很多的著名的嵌入式产品和项目(如卫星，Cisco路由器，无线传感器网络)中都在使用uIP协议栈。 uIP架构 uIP相当于一个代码库，通过一系列的函数实现与底层硬件和高层应用程序的通讯，对于整个系统来说它内部的协议组是透明的，从而增加了协议的通用性。uIP协议栈与系统底层和高层应用之间的关系如图2－1所示。 从上图可以看出，uIP协议栈主要提供了三个函数供系统底层调用。即uip_init(), uip_input() 和 uip_periodic()。其与应用程序的主要接口是UIP_APPCALL( )。 uip_init()是系统初始化时调用的，主要初始化协议栈的侦听端口和默认所有连接是关闭的。 当网卡驱动收到一个输入包时，将放入全局缓冲区uip_buf中，包的大小由全局变量uip_len约束。同时将调用uip_input()函数，这个函数将会根据包首部的协议处理这个包和需要时调用应用程序。当uip_input()返回时，一个输出包同样放在全局缓冲区uip_buf里，大小赋给uip_len。如果uip_len是0，则说明没有包要发送。否则调用底层系统的发包函数将包发送到网络上。 uIP周期计时是用于驱动所有的uIP内部时钟事件。当周期计时激发，每一个TCP连接都会调用uIP函数uip_periodic()。类似于uip_input()函数。uip_pe