uip tcp udp运行流程详解

uip_process运行流程

uip_process(u8_t flag)

(1)if(flag == UIP_UDP_SEND_CONN)，若是则goto udp_send;不是则向下执行；

(2)

if(flag == UIP_POLL_REQUEST)

{

if(tcpstateflags== UIP_ESTABLISHED&&!uip_outstanding(uip_connr))如果处于稳定连接状态且没有数据在缓存中等待确认则：

{

①uip_flags = UIP_POLL;

②UIP_APPCALL();

③goto appsend;

}

goto drop;

}

else if(flag == UIP_TIMER)

{

uip_len = 0;

uip_slen = 0;

如果连接处于等待超时关闭状态则增加超时计数器，如果到达超时期限则关闭当前连接tcpstateflags =UIP_CLOSED;

if(tcpstateflags != UIP_CLOSED) 如果连接不处于关闭状态

{

if(uip_outstanding(uip_connr)&&(timer--== 0)) 已经发送的数据包还未接收到对其的ACK，超时计数器减一且超时计数器值为0

{

①如果到达所设定的重发次数则：

tcpstateflags = UIP_CLOSED;关闭当前连接

uip_flags = UIP_TIMEDOUT;通知应用程序超时；

UIP_APPCALL();

设置RST+ACK终止连接标志

goto tcp_send_nodata;

②没有到达设定的重发次数则重传数据：

重置重传计数器

switch(tcpstateflags)根据连接处的不同状态重发不同的数据包

case UIP_SYN_RCVD:

goto tcp_send_synack;重新发送先前发送的SYN+ACK

case UIP_SYN_SENT:

goto tcp_send_syn;重发SYN请求连接

case UIP_ESTABLISHED:

uip_flags = UIP_REXMIT;

UIP_APPCALL(); 调用上层应用程序，通知重新生成数据重发

goto apprexmit;进入重发阶段

case UIP_FIN_WAIT_1:

case UIP_CLOSING:

case UIP_LAST_ACK:

goto tcp_send_finack;重发FIN+ACK关闭连接

}

else if(tcpstateflags) == UIP_ESTABLISHED) 处于稳定连接状态且上次发送的数据接收到正确的ACK，可以继续发送新数据

{

①uip_flags = UIP_POLL;询问应用程序是否有数据要发送

②UIP_APPCALL();调用应用程序产生数据

③goto appsend;发送数据

}

goto drop;

}

if(flag == UIP_UDP_TIMER)

{

当前连接的本地端口不为0则

{

①uip_len = uip_slen = 0;

②uip_flags = UIP_POLL;询问应用程序是否有数据要发送

③UIP_UDP_APPCALL();调用应用程序产生数据

④goto udp_send;

}

本地端口为0，表明没有建立DUP连接，则

{

goto drop;

}

(3)检查IP帧头中的IP版本及IP头长度是否符合要求:

①不符合：goto drop;丢弃此包

②符合继续向下执行

(4)检查目的IP地址是否为本机地址：

①不是，goto drop;丢弃此包

②是，向下继续执行

(5)if(BUF->proto == UIP_PROTO_TCP)IP上层协议是否为TCP协议

①是，goto tcp_input;进入TCP数据处理模块

②不是，继续向下执行

if(BUF->proto == UIP_PROTO_UDP)IP上层协议是否为UDP协议

①是，goto udp_input;进入UDP数据处理模块

②不是，继续向下执行

if(BUF->proto != UIP_PROTO_ICMP) 不是TCP不是UDP也不是ICMP协议

①goto drop;本机只处理UDP、TCP、ICMP数据包，其它包都将丢弃

运行到此处，表明接收到的是ICMP数据包，继续向下执行；

———————————————————————————————————————

icmp_input:

此处为ICMP数据包处理部分，比较简单不做详解。

此部分仅仅接收ECHO命令，若接收到别的命令，则将数据包丢弃。若接收到的是ECHO命令则返回包含ECHO_REPLY的ICMP数据包给远方主机，主要是用来响应ping命令。

———————————————————————————————————————

udp_input:

根据要求校验UDP数据

在UDP连接列表中寻找接收到的数据包是否属于列表中的连接，若是则 goto udp_found;

如果不是则 goto drop;

udp_found:

接收到数据数设置uip_flags = UIP_NEWDATA; 将uip_sappdata，uip_appdata指向接收到的UDP包的数据部分。

调用UIP_UDP_APPCALL();使应用程序处理接收到的数据；

继续向下执行

udp_send:

如果uip_slen == 0表明没有数据要发送，则直接goto drop;

计算UDP数据包长度，填充UDP、IP帧头中的数据长度及相关选项；

根据要求计算校验和；

goto ip_send_nolen;发送UDP数据包；

———————————————————————————————————————

检查TCP校验和，若正确向下继续，若错误则丢弃此包直接返回；

在TCP连接列表uip_conns中轮询，检查接收到的TCP数据包是否已经建立连接(通过逐个比较源端口、目的端口和源IP是否与链接列表中的相同)。

若找到goto found;

没有找到则检查接收到的TCP数据包中是否含有SYN请求建立连接标志：

若没有则goto reset;发送RST+ACK断开连接；

若有则检查uip_listenports监听列表，若TCP数据包目的端口在监听列表中则goto found_listen;若不在监听列表中则向下执行，进入 reset;发送RST+ACK断开连接；

reset:

接收到的是RST断开连接包，则直接丢包，返回；

设置RST+ACK标志，填充适当的TCP帧头；

goto tcp_send_noconn;发送TCP数据包；

found_listen:

从链接列表中找出一个空链接或剩余生存时间最短的连接；

将找到的链接列表根据接收到的TCP数据包进行初始化；

设置TCP状态为UIP_SYN_RCVD；分析TCP的最大段长度；

向下执行，发送ACK

tcp_send_synack:

设置ACK标志

向下执行

tcp_send_syn:

设置SYN标志

填充TCP选项中最大报文段长度MSS

goto tcp_send;

found:

若接收到的是RST数据包，则将本连接状态置为UIP_CLOSED，uip_flags = UIP_ABORT;，调用UIP_APPCALL()通知应用程序处理连接断开请求。然后丢弃此包，直接返回；

检查接收到的数据包中的数据编号是否为自己等在等待的数据编号，若不是则goto tcp_send_ack;发送自己期望的数据编号的数据，即请求重传。若是则继续向下；

检查接收到的数据包中是否包含ACK，

若是则：

①更新发送数据序列的编号，使之可以发送后续数据；

②计算RTT时间，重新设置RTT时间；

③uip_flags = UIP_ACKDATA;表明接收到ACK

④uip_connr->len = 0;表明等待ACK的数据长度为0，即可以发送其它数据

⑤继续向下；

若不是：继续向下；

TCP状态机

switch(tcpstateflags)

case UIP_SYN_RCVD:

检查uip_flags==UIP_ACKDATA即是否接收到对自己发送SYN的ACK确认，

若是则:

①cpstateflags = UIP_ESTABLISHED;

uip_flags = UIP_CONNECTED;/*连接成功*

②检查数据包长度是否包含数据部分，若是则uip_flags |= UIP_NEWDATA；

③调用UIP_APPCALL()处理刚建立的连接和新接收到数据；

⑤goto appsend;

若不是则goto drop;丢包返回；

case UIP_SYN_SENT:

如果接收到ACK且为SYN+ACK则：

①检查TCP扩展选项，如果有扩展选项从中取出MSS信息；

②tcpstateflags = UIP_ESTABLISHED;进入ESTABLISHED状态

③设置接收编号，uip_flags = UIP_CONNECTED |UIP_NEWDATA;调用UIP_APPCALL()处理刚建立的连接和新接收到数据；

④goto appsend;

没有接收到ACK且为SYN+ACK则：

①uip_flags = UIP_ABORT;终止连接调用UIP_APPCALL()；

②tcpstateflags = UIP_CLOSED;关闭TCP连接

③goto reset;

case UIP_ESTABLISHED:

接收到远方主机的FIN请求:

① uip_flags |= UIP_CLOSE;关闭TCP连接

②如果接收到的数据包中还包含有数据则uip_flags |= UIP_NEWDATA;

③调用UIP_APPCALL()处理刚关闭的连接和新接收到数据；

④发送TCP_FIN +TCP_ACK，关闭连接；

如果接收到的数据状态为UIP_NEWDATA | UIP_ACKDATA则：

①调用UIP_APPCALL();处理接收到的包；

②

appsend:

如果(uip_flags & UIP_ABORT)终止连接则

①tcpstateflags = UIP_CLOSED;关闭TCP连接；

②发送RST+ACK关闭连接；

如果(uip_flags & UIP_CLOSE）正常关闭连接则：

①tcpstateflags = UIP_FIN_WAIT_1;进入等待关闭状态

②发送FIN+ACK告知对方关闭连接；

如果uip_slen > 0有数据要发送则设置发送数据的长度

apprexmit:

如果(uip_slen > 0 && uip_connr->len > 0)则发送PSH_ACK数据包；

如果(uip_flags & UIP_NEWDATA）仅仅是发送ACK，没有数据要发送则发送对接收到数据的ACK；

以上都不是goto drop;

case UIP_LAST_ACK:

如果uip_flags & UIP_ACKDATA接收到对本机发送的FIN的ACK确认则：

①tcpstateflags = UIP_CLOSED;将连接置为关闭状态

②uip_flags = UIP_CLOSE;调用UIP_APPCALL();通知应用程序连接已经断开；

case UIP_FIN_WAIT_1:

此时本机已经关闭连接等待对方关闭连接，如果接收到数据并不处理，仅仅将接收到数据包数目加一；

如果接收到FIN请求：

①如果(uip_flags & UIP_ACKDATA)接收到对本机发送FIN的确认则将连接状态置为tcpstateflags=UIP_TIME_WAIT；

②否则的话则将连接状态置为tcpstateflags = UIP_CLOSING;

③uip_flags = UIP_CLOSE; 调用UIP_APPCALL();通知应用程序有一方已经关闭连接

④goto tcp_send_ack;

如果(uip_flags & UIP_ACKDATA)仅仅接收到ACK则设置连接状态标志tcpstateflags= UIP_FIN_WAIT_2; 进入等待对方关闭阶段

如果(uip_len > 0)表明接收到数据包则goto tcp_send_ack;发送对接收到数据的确认ACK；

goto drop;

case UIP_FIN_WAIT_2:

此时本机已经关闭连接等待对方关闭连接，如果接收到数据并不处理，仅仅将接收到数据包数目加一；

如果接收到对方发送的FIN请求。则

①设置tcpstateflags = UIP_TIME_WAIT;进入超时关闭状态；

②uip_flags = UIP_CLOSE; 调用UIP_APPCALL();通知应用程序有一方已经关闭连接

③goto tcp_send_ack;

如果(uip_len > 0)表明接收到数据包则goto tcp_send_ack;发送对接收到数据的确认ACK；

goto drop;

case UIP_TIME_WAIT:

(1)goto tcp_send_ack;

case UIP_CLOSING:

如果(uip_flags & UIP_ACKDATA)接收到对FIN的ACK，连接进入超时等待状态tcpstateflags=UIP_TIME_WAIT;

Endcase

———————————————————————————————————————

tcp_send_ack:

设置ACK标志

tcp_send_nodata:

将长度设为帧头长度，不包含数据

tcp_send_noopts:

将选项长度设为0

tcp_send:

填充TCP帧头确认编号和发送编号，IP地址和端口号；

如果tcpstateflags & UIP_STOPPED要求暂停发送数据则将接收窗口设为0；禁止对方往自己发送数据；

tcp_send_noconn:

设置TCP包生存时间，传送的数据的长度；

计算TCP校验和

ip_send_nolen:

设置IP帧头中的各个选项

计算IP校验和

send:

将发送的数据包计数器加一；

uip_flags = 0; return;

drop:

(1)uip_len = 0;

(2)uip_flags = 0;

(3)return;

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