LWIP_Packet_Manager

概述

协议栈的本质：数据包处理

链路层：判断数据包类型提取数据字段记录主机物理地址信息
IP层：根据IP地址实现数据的存储转发重装提取传输层信息
TCP：更新TCP状态机向应用程序提交数据

所以：数据包的管理应该高效，并减少各层间传递时的时间与空间的开销

struct pbuf {
  /** next pbuf in singly linked pbuf chain */
  struct pbuf *next;

  /** pointer to the actual data in the buffer */
  void *payload;
  
  /**
   * total length of this buffer and all next buffers in chain
   * belonging to the same packet.
   *
   * For non-queue packet chains this is the invariant:
   * p->tot_len == p->len + (p->next? p->next->tot_len: 0)
   */
  u16_t tot_len;
  
  /** length of this buffer */
  u16_t len;  

  /** pbuf_type as u8_t instead of enum to save space */
  u8_t /*pbuf_type*/ type;

  /** misc flags */
  u8_t flags;

  /**
   * the reference count always equals the number of pointers
   * that refer to this pbuf. This can be pointers from an application,
   * the stack itself, or pbuf->next pointers from a chain.
   */
  u16_t ref;
  
};

分层特点

特点：

各个层独立，负责完成独立任务 [数据链路：物理线路传输封装 IP层：找到主机传输层：找到进程详细见7.1.1 ]
各个层可以单独实现，只要保证实现接口

但是：如果严格按照分层，导致pkt 在各层传递变得缓慢[memcpy]

解决：各层协议可以直接对数据包中属于其他层协议的字段进行操作

总结：

结构上按照分层模型，每层都在一个单独的模块中实现，上下提供输入/出接口
协议栈之间：分层思想并非严格，各个层存在数据交叉存取的现象
用户层与协议栈之间：分层思想并非严格，User 程序可以直接访问协议栈内部数据包，也可以共共同使用一段内存

从而避免内存拷贝带来的开销

Pbuf

概述

struct pbuf {
  struct pbuf *next;
  void *payload;
  u16_t tot_len;
  u16_t len; 
  u8_t /*pbuf_type*/ type;
  u8_t flags;
  u16_t ref;
};

图：见7.2.1

PBUF_RAM

使用者：协议栈与应用程序的待发数据

图例：7-1

关键点： offset 存储数据包在各个首部字段： TCP报文首部 IP首部以太网帧首部

PBUF_POOL

使用者 ：网卡接收数据包

图例： 7-2

关键点：数据包很长时，分配多个Pool ,并使用链表将其链接起来

PBUF_ROM PBUF_REF

图例： 7-3

关键点：只分配 pbuf结构体，不分配数据区，而数据区可能存在 RAM 或 ROM

混合

对于一个数据包，可能是不同类型的几个pbuf,链接起来的, 共同保存一个数据包的数据

数据包申请

关键参数

pbuf类型：上一章节的描述
pbuf 对应的层：不同层要预留出对应的空间，即pkbuf中 offset 的大小

数据包释放

关键参数

ref: ref参数决定了pbuf 是否允许被释放