TCPIP协议规范及UIP处理流程

简要历史

1973年，ARPANET核心组成员Vint Cerf和Bob Kahn发表了一篇里程碑论文，阐述了实现分组的端到端交付的协议。这篇关于传输控制协议（TCP的论文包括：封装、数据报，以及网关的功能。

后来，TCP被划分为两个协议：传输控制协议（TCF）和网际互联协议（IP）。IP处理数据报的路由选

择，而TCP负责高层的一些功能，如分段、重装和差错检测。这个用来进行网际互联的协议后来就被称为TCP/IP。

TCP/IP协议族

简介

TCP/IP协议族由5层组成：物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。前四层与OSI模型的前四层

相对应，提供物理标准、网络接口、网际互联、以及运输功能。而应用层与OSI模型中最高的三层相对应。

TCP/IP协议族中的各层包含了一些相对独立的协议。在物理层和数据链路层，TCP/IP并没有定义任何协议。

在网络层TCP/IP支持网际互联协议（IP），而IP又由四个支撑协议组成：ARP、RARP ICMP和IGMP。在传

统上，TCP/IP协议族在运输层有两个运输协议：TCP和UDP,然而现在已经设计出一个新的运输层协议SCTP 以满足新的应用的需要。IP是主机到主机的协议，即把分组从一个物理设备交付到另一个物理设备。UDP 和TCP是运输机协议，负责把报文从一个进程（运行着的程序）交付到另一个进程。

编址

使用TCP/IP协议的互联网使用3个等级的地址：物理（链路）地址、逻辑（IP）地址以及端口地址。

每一种地址属于TCP/IP体系结构中的特定层。

物理地址物理地址也叫链路地址，是结点的地址，由它所在的局域网或广域网定义。物理地址包含在数据链路层使用的帧中。

以太网的地址是6字节（48位）长，通常用十六进制记法，如：07:01:02:01:2C:4B。以太网的地址共

3 种：单播、多播和广播。在单播地址中的第一个字节的最低位0；在多播地址中的第一个字节的最低位

是1。广播地址是48 个1。

逻辑地址

因特网的逻辑地址是32位地址，可以用来标志连接在因特网上的每个主机。在因特网上没有两个主

机有相同的IP地址。同样，逻辑地址也可以是单播地址、多播地址和广播地址。

In ternet被各种路由器和网关设备分隔成很多网段，为了标识不同的网段，需要把32位的IP地址划分

成网络号和主机号两部分，网络号相同的各主机位于同一网段，相互间可以直接通信，网络号不同的主机之间通信则需要通过路由器转发。

把所有IP地址分为五类，如下图1所示：

图2-1

A 类到

B类到

C 类到

D 类到

E类到

在分类编址的 A 类、B 类、C 类地址中，IP 地址可划分为net-id (网络标识)和 host-id (主机标识)。对于A 类地址，1字节定义net-id 而3字节定义host-id 。对于B 类地址，2字节定义net-id ,2字节定义host-id 。对于C 类地址，3字节定义net-id 而1字节定义host-id 。 D 类地址和E 类地址不划分 net-id 和host-id 。

网络地址是一个地址块的第一个地址,向因特网的其余部分定义这个网络。路由器就是根据网络地址来选择分组的路由。若给出网络地址,我们就能够找出这个地址的类别、地址块以及这个地址块的地址范围。

这种划分方案有很大的局限性,它对网络的划分是 flat 的而不是层级结构 (hierarchical) 的。 Internet 上的每个路由器都必须掌握所有网络的信息，随着大量

C 类网络的出现，路由器需要检索的路由表越来越庞大，负担越来越重。

于是提出了新的划分方案,称为 CIDR (Classless Interdomain Routing )。

网络号和主机号的划分需要用一个额外的子网掩码( sub netmask )来表示，而不能由IP 地址本身的

数值决定，也就是说，网络号和主机号的划分与这个 IP 地址是A 类、B 类还是C 类无关，因此称为Classless

的。这样，多个子网就可以汇总( summarize )成一个In ternet 上的网络。

IP 地址与子网掩码做与运算可以得到网络号，主机号从全 0到全1就是子网的地址范围。IP 地址和子网掩码还有一种更简洁的表示方法，例如

/24，表示IP 地址为，子网掩码的高24位是1，也就是。目的地址为,表示本网络内部广播,路由器不转发这样的广播数据包。

目的地址的主机号为全 1,表示广播至某个网络的所有主机,例如目的地址表示广播至网络(假设子网掩码为)。

端口地址计算机是多进程设备,即可以在同一时间运行多个进程。因特网通信的最终目的是使一个进程能够和另一个进程通信。为了能够同时发生这些事情,需要有一种方法对不同的进程打上标号,就是说这些进程需要地址。

在TCP/IP 体系结构中，给一个进程指派的标号叫做端口地址。

TCP/IP 中的端口地址是16位长，通常

用 10 进制数表示。

分层数据包介绍

以太网帧

图 2-2 DA 字段有6字节，是下一站的物理地址(也叫 MAC 地址)。

SA 字段有6字节，是前一站的物理地址。类型字段有三种值,分别对应 IP 、 ARP 、 RARP 。

携带从上层协议封装起来的数据。它的最小长度是 46字节,最大长度是 1500 字节。ARP RARP 的数据包长度不够 46字

节，要在后面补填充位。最大值

1500称为以太网的最大传输单元(MTU )，如果一个数据包从以太网路由到链路上，数据包的长度大于链路的 MTU 了,则需要对数据包进行分片差错检测信息, 4 字节。

图 2-3 ARP 分组的格式如下：

16位字段，用来定义运行 ARP 的链路层网络的类型。以太网是类型 1。

16位字段，指要转换的地址类型。 0x0800位IP 地址。

8 位字段,定义以字节为单位的物理地址长度。对以太网这个值为 6。 8位字段，定义以字节为单位的逻辑地址长度。对 I Pv4协议这个值是4。 16位字段，定义分组的类型。为 1表示ARP 请求，为2表示ARP 应答。可变长度字段,定义发送端的物理地址。定义发送端的逻辑地址。目的地址( DA )

源地址( SA ) 类

型

数据 CRC

ARP 报文格式

如上图 3 所示,

硬件类型

协议类型

硬件长度

协议长度

操作

发送端硬件地址

发送端协议地址

uIP的ARP协议代码分析之二 ARP应答

ARP应答部分代码为uip_arp.c中的void uip_arp_arpin(void)函数. 这个函数是在设备接收到ARP包时,由驱动程序调用的. 如果收到是ARP包是一个对本地主机上次发送的ARP请求的应答,那么就从包中取得自己想要的主机的MAC地址,加入自己的ARP缓存表中. 如果收到是一个ARP请求,那就把自己的MAC地址打包成一个ARP应答,发送给请求的主机. 看代码uip_arp.c的254行: 1./*----------------------------------------------------------------- ------------------*/ 2./** 3.* ARP processing for incoming ARP packets. 4.*对传入的ARP包的处理. 5.* This function should be called by the device driver when an ARP 6.* packet has been received. The function will act differently 7.* depending on the ARP packet type: if it is a reply for a request 8.* that we previously sent out, the ARP cache will be filled in with 9.* the values from the ARP reply. If the incoming ARP packet is an ARP 10.* request for our IP address, an ARP reply packet is created and put 11.* into the uip_buf[] buffer. 12.*此函数在收到ARP包时由设备驱动调用,函数行为会因包类型而有不同.如果收到的是一个对前先发送的请求的应答 13.*则根据应答的值填充缓存.如果传入的包是对我们的IP的请求,则创建一个 ARP应答,并放入uip_buf[]中. 14.* When the function returns, the value of the global variable uip_len 15.* indicates whether the device driver should send out a packet or 16.* not. If uip_len is zero, no packet should be sent. If uip_len is 17.* non-zero, it contains the length of the outbound packet that is 18.* present in the uip_buf[] buffer. 19.*函数返回时,全局变量uip_len的值指明了设备驱动要不要发送包.若 uip_len为0,则不需发送,若uip_len不是0, 20.* 则其值是uip_buf[]中包含的要传出的包的大小. 21.* This function expects an ARP packet with a prepended Ethernet 22.* header in the uip_buf[] buffer, and the length of the packet in the 23.* global variable uip_len.此函数预期中的uip_buf中有一个带以太网头的 ARP包.其长度存为uip_len中. 24.*/ 25./*----------------------------------------------------------------- ------------------*/ 26.void 27.uip_arp_arpin(void) 28.{ 29. 30.if(uip_len < sizeof(struct arp_hdr)) { 31.uip_len = 0;

基于UDP的程序设计

课程设计III课程设计设计说明书基于UDP的程序设计学生姓名NX 学号1435354687 班级计算机1303 成绩指导教师NBVC 数学与计算机科学学院 2016年 9 月 9 日

课程设计任务书 2016—2017学年第1 学期课程设计名称：课程设计III课程设计课程设计题目：基于UDP的程序设计完成期限：自2016 年8月29 日至2015年9 月9 日共 2 周设计内容： 1.任务说明UDP是TCP/IP协议族为传输层设计的两个协议之一，它在进程与进程的通信过程中，提供了有限的差错校验功能，是一种无连接的，不可靠的协议。我们要编写程序，设计一个基于UDP 的服务器。指导教师：教研室负责人：课程设计评阅

摘要 UDP是TCP/IP协议族为传输层设计的两个协议之一，它在进程与进程的通信过程中，提供了有限的差错校验功能，是一种无连接的，不可靠的协议。根据后UDP 协议的工作原理，编写程序实现基于UDP 的服务器。以命令行形式运行：1、UdpServer serve_port 其中，UdpServer 为程序名，server_port 为服务器使用的端口号。2、输出内容：服务器与客户端的交互过程，例如： UDP Server Recceive:...UDP Server Send:... 关键词：UDP；程序设计

目录 1 课题描述 (2) 2设计需求 (2) 3设计过程 (3) 4设计代码 (5) 5总结 (9) 参考文献 (11)

1 课题描述 UDP是TCP/IP协议族为传输层设计的两个协议之一，它在进程与进程的通信过程中，提供了有限的差错校验功能，是一种无连接的，不可靠的协议。UDP在一个较低的水平上完成进程之间的通信，在收到分组的时候没有流量控制机制也没有确认机制，适用于可靠性比较高的局域网。由于UDP采取了无连接的方式，因此协议简单，在一些特定的应用中协议运行效率高。UDP适合一些实时的应用，如IP电话，视频会议，它们要求源主机以恒定的速率发送数据，并且在网络出现拥塞时，可以丢失一些数据，但是延迟不能太大。基于这些特点，流式多媒体通信、多播等应用在传输层采用的就是UDP协议。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。 2设计需求 UDP 协议是一种无连接的不可靠的传输层协议。从应用层的角度来看，UDP 协议在网络层

TCPIP协议规范及UIP处理流程模板

TCPIP协议规范及UIP处理流程模板目录一、简要历史 (4) 二、TCP/IP协议族 (4) 2.1. 简介 (4) 2.2. 编址 (5) 2.2.1 物理地址 (5) 2.2.2 逻辑地址 (5) 2.2.3 端口地址 (8) 2.3. 分层数据包介绍 (8) 2.3.1 以太网帧 (8) 2.3.2 ARP报文格式 (9)

2.3.3 IP数据报格式 (11) 23.4 ICMP报文格式 (13) 2.3.5 IGMP报文格式 (15) 23.6 UDP用户数据报首部格式 (16) 2.3.7 TCP报文段格式 (17) 2.4. 分层协议讲解 (19) 2.4.1 ARP 和RARP (20) 2.4.2 IP 协议 (23) 2.4.3 ICMP 协议 (25) 2.4.4 网际组管理协议（IGMP） (30) 2.4.5 用户数据报（UDP） (31) 2.4.6 传输控制协议（TCP） (34) 三、UIP处理流程 (40) 3.1. 简介 (40) 3.2. 层次结构 (41) 3.2.1 实现设备驱动与UIP对接需要的7个接口程序，定义在uip.h： (42) 3.2.2 应用层要调用的函数，包括一些宏定义与函数，定义在uip.h： (48) 3.2.3 UIP中所用到的主要结构体 (55) 3.2.4 uip的初始化与配置函数 (64) 3.2.5 Uip的主程序循环 (67) 3.2.6 主要的处理函数uip_process() (71) 3.2.7 再來分析UIP_UDP_SEND_CONN,主要处理UDP报文的发送： (79) 3.2.8 接下來，分析UIP_POLL_REQUEST (82) 3.2.9 对定时器期满的处理流程UIP_TIMER (84) 3.2.10 对UIP_UDP_TIMER 的处理流程 (86) 3.2.11 原始套接字和原始线程 (87)

TCP和UDP数据包发送程序的设计与实现

摘要：在TCP/IP协议族中，传输层主要包括TCP和UDP两种通信协议，它们以不同的方式实现两台主机中的不同程序间之间的数据传输，即数据的端到端传输。TCP提供一种面向连接的、可靠的数据传输服务，保证了端到端数据传输的可靠性；而UDP提供一种无连接的、不可靠的数据传输方式，但保证了数据传输的实时性。本课程设计用C#语言分别编写了基于TCP的C/S聊天程序和基于UDP 的C/S聊天程序。经测试，本文程序基本实现了聊天功能，即实现了TCP和UDP数据包发送程序的设计。关键词：TCP、UDP、C#、C/S聊天程序、数据包发送程序 Design and Realization of the Sending Program of TCP and UDP Packets Student:Zhou Ruijie Instructor:WangJing Abstract:In the TCP / IP protocol clan, the transport layer mainly includes two communication protocols TCP and UDP, which had achieved the data transmission among different programs between two hosts in different ways, namely the end-to-end data transmission. TCP provides a connection-oriented, reliable data transmission service, ensuring the reliability of the end-to-end data transmission; While UDP provides a connectionless, unreliable way of data transmission, but guaranteeing the data transmission in real-time. This course design has separately written TCP-based C/S chat program and UDP-based C/S chat program in C#. By test, this paper program has basically achieved chat function, namely realized the design of the sending program of TCP and UDP packets. Keywords：TCP、UDP、C#、C/S chat program、sending program of packets

uip协议栈

uIP协议栈分析 uIP特性 uIP协议栈往掉了完整的TCP/IP中不常用的功能，简化了通讯流程，但保存了网络通讯必须使用的协议，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协议栈专门为嵌进式系统而设计，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，DNS主机名解析程序等。通用性强，移植起来基本不用修改就可以通过。（6）对数据的处理采用轮循机制，不需要操纵系统的支持。由于uIP对资源的需求少和移植轻易，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进式产品和项目(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封闭的。当网卡驱动收到一个输进包时，将放进全局缓冲区uip_buf中，包的大小由全局变量uip_len

uip移植笔记

本笔记适用于uIP1.0。移植平台介绍：MSP430F149+cs8900a+IAR 1、阅读The uIP Embedded TCP/IP Stack The uIP 1.0 Reference Manual. 2、建立一个文件夹，起名myport，将uip-1.0下的uIP和lib两个文件夹拷贝过去，然后再在myport下建立app文件夹。 3、将unix子文件夹下的clock-arch.c、clock-arch.h拷贝到myport下，这个文件实现协议栈所用的时钟，由430的定时器完成，有三个函数： clock_time_t clock_time(void) { return ticks; } void clock_init(void) { 定时器的初始化工作 } __interrupt void timer_interrupt(void)/*定时器中断函数*/ { ++ticks; }。 4、将unix子文件夹下的uip-conf.h拷贝到myport下，这个文件实现协议栈所用的配置，按照需要修改之。 5、写cs8900a的驱动函数，这里采用8位、查询模式，替换tapdev.c 或slipdev.c。 6、将unix子文件夹下的main.c函数拷贝到myport下，这个是主调度流程，按照需要修改。 7、建立自己的工程，将以上文件包含。 8、调试，改错。其中，uip的缓冲区是以字节数组的形式产生，为了保证它的起始地址是偶数，必须指定地址。 UDP的初始化如下 void myudp_init(void) { uip_ipaddr_t ipaddr;//定义IP类型变量 uip_ipaddr(ipaddr, 210,29,104,88); //远程IP为210.29.104.88 if(myudp_conn != NULL) { uip_udp_remove(myudp_conn);//如果连接已经建立，则删除之 } myudp_conn = uip_udp_new(&ipaddr, HTONS(1000));//建立到远程ipaddr,端口为1000的连接 if(myudp_conn != NULL) {

TCPIP协议规范及UIP处理流程

简要历史 1973年，ARPANET核心组成员Vint Cerf和Bob Kahn发表了一篇里程碑论文，阐述了实现分组的端到端交付的协议。这篇关于传输控制协议（TCP的论文包括：封装、数据报，以及网关的功能。后来，TCP被划分为两个协议：传输控制协议（TCF）和网际互联协议（IP）。IP处理数据报的路由选择，而TCP负责高层的一些功能，如分段、重装和差错检测。这个用来进行网际互联的协议后来就被称为TCP/IP。 TCP/IP协议族简介 TCP/IP协议族由5层组成：物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。前四层与OSI模型的前四层相对应，提供物理标准、网络接口、网际互联、以及运输功能。而应用层与OSI模型中最高的三层相对应。 TCP/IP协议族中的各层包含了一些相对独立的协议。在物理层和数据链路层，TCP/IP并没有定义任何协议。在网络层TCP/IP支持网际互联协议（IP），而IP又由四个支撑协议组成：ARP、RARP ICMP和IGMP。在传统上，TCP/IP协议族在运输层有两个运输协议：TCP和UDP,然而现在已经设计出一个新的运输层协议SCTP 以满足新的应用的需要。IP是主机到主机的协议，即把分组从一个物理设备交付到另一个物理设备。UDP 和TCP是运输机协议，负责把报文从一个进程（运行着的程序）交付到另一个进程。编址使用TCP/IP协议的互联网使用3个等级的地址：物理（链路）地址、逻辑（IP）地址以及端口地址。每一种地址属于TCP/IP体系结构中的特定层。物理地址物理地址也叫链路地址，是结点的地址，由它所在的局域网或广域网定义。物理地址包含在数据链路层使用的帧中。以太网的地址是6字节（48位）长，通常用十六进制记法，如：07:01:02:01:2C:4B。以太网的地址共 3 种：单播、多播和广播。在单播地址中的第一个字节的最低位0；在多播地址中的第一个字节的最低位是1。广播地址是48 个1。逻辑地址因特网的逻辑地址是32位地址，可以用来标志连接在因特网上的每个主机。在因特网上没有两个主机有相同的IP地址。同样，逻辑地址也可以是单播地址、多播地址和广播地址。 In ternet被各种路由器和网关设备分隔成很多网段，为了标识不同的网段，需要把32位的IP地址划分成网络号和主机号两部分，网络号相同的各主机位于同一网段，相互间可以直接通信，网络号不同的主机之间通信则需要通过路由器转发。把所有IP地址分为五类，如下图1所示：图2-1 A 类到 B类到 C 类到 D 类到 E类到

嵌入式TCPIP协议栈

嵌入式TCPIP协议栈嵌入式TCP/IP协议栈目前，市场上几乎所有的嵌入式TCP/IP协议栈都是根据BSD版的TCP/IP协议栈改写的。在商业嵌入式TCP/IP协议栈大都相当昂贵的情况下，很多人转而使用一些源代码公开的免费协议栈，并加以改造应用。目前较为著名的免费协议栈有： lwIP(Light weight TCP/IP Stack)——支持的协议比较完整，一般需要多任务环境支持，代码占用ROM>40KB，不适合8位机系统，没有完整的应用文档； uC/IP(TCP/IP stack for uC/OS)—基于uC/OS的任务管理，接口较复杂，没有说明文档。笔者采用的协议栈系瑞典计算机科学研究所Adam Dunkels开发的uIP0.9。其功能特性总结如下： *完整的说明文档和公开的源代码（全部用C语言编写，并附有详细注释）； *极少的代码占用量和RAM资源要求，尤其适用于8/16位单片机（见表1）； *高度可配置性，以适应不同资源条件和应用场合； *支持ARP、IP、ICMP、TCP、UDP（可选）等必要的功能特性； *支持多个主动连接和被动连接并发，支持连接的动态分配和释放； *简易的应用层接口和设备驱动层接口； *完善的示例程序和应用协议实现范例。表1 uIP在ATMEL AVR上代码和RAM占用情况协议模块代码大小/B 使用的RAM/B ARP 1324 118 IP/ICMP/TCP 3304 360 HTTP 994 110 校验和函数636 0 数据包缓存0 400 总和6258 988

注：配置为1个TCP听端口，10个连接，10个ARP表项，400字节数据包缓存。正是由于uIP所具有的显著特点，自从0.6版本以来就被移植到多种处理器上，包括MSP430、AVR和Z80等。笔者使用的uIP0.9是2003年11月发布的版本。目前，笔者已将它成功移植到MCS-51上了。 2 uIP0.9的体系结构 uIP0.9是一个适用于8/16位机上的小型嵌入式TCP/IP协议栈，简单易用，资源占用少是它的设计特点。它去掉了许多全功能协议栈中不常用的功能，而保留网络通信所必要的协议机制。其设计重点放在IP、ICMP和TCP协议的实现上，将这三个模块合为一个有机的整体，而将UDP和ARP协议实现作为可选模块。UIP0.9的体系结构如图1所示。 UIP0.9处于网络通信的中间层，其上层协议在这里被称之为应用程序，而下层硬件或固件被称之为网络设备驱动。显然，uIP0.9并不是仅仅针对以太网设计的，以具有媒体无关性。为了节省资源占用，简化应用接口，uIP0.9在内部实现上作了特殊的处理。 ①注意各模块的融合，减少处理函数的个数和调用次数，提高代码复用率，以减少ROM占用。 ②基于单一全局数组的收发数据缓冲区，不支持内存动态分配，由应用负责处理收发的数据。 ③基于事件驱动的应用程序接口，各并发连接采用轮循处理，仅当网络事件发生时，由uIP内核唤起应用程序处理。这样，uIP用户只须关注特定应用就可以了。传统的TCP/IP实现一般要基于多任务处理环境，而大多数8位机系统不具备这个条件。 ④应用程序主动参与部分协议栈功能的实现（如TCP的重发机制，数据包分段和流量控制），由uIP内核设置重发事件，应用程序重新生成数据提交发送，免去了大量内部缓存的占用。基于事件驱动的应用接口使得这些实现较为简单。 3 uIP的设备驱动程序接口 uIP内核中有两个函数直接需要底层设备驱动程序的支持。一是uip_input()。当设置驱动程序从网络层收到的一个数据包时要调用这个函数，

UDP及TCP通信程序的设计与实现实验报告

实验报告课程计算机网络(双语）（课程设计）实验名称UDＰ及TCP通信程序的设计与实现专业班级姓名学号 201３年 5 月３０日

目录实验目的和内容?错误!未定义书签。实验目的?错误!未定义书签。实验内容?错误!未定义书签。实验环境?错误!未定义书签。程序的逻辑框图?错误!未定义书签。ＵDP通信程序的逻辑框图:?错误!未定义书签。 TＣP通信程序的逻辑框图:?错误!未定义书签。程序源代码（数据结构的描述、核心算法)?错误!未定义书签。 1．ＴCＰ通信程序源代码............................................. 错误!未定义书签。 2.TCP通信程序数据结构的描述?7 3.TCP通信程序的核心算法?错误!未定义书签。 4.UDP通信程序源代码.................................................. 错误!未定义书签。 5.UDP通信程序数据结构的描述.................................. 错误!未定义书签。 6.UDP通信程序的核心算法.......................................... 错误!未定义书签。实验数据、结果分析.................................................................... 错误!未定义书签。 TＣP通信程序实验结果分析?错误!未定义书签。 UDP通信程序实验结果分析......................................... 错误!未定义书签。总结................................................................................................ 错误!未定义书签。实验目的和内容实验目的掌握win32平台下,使用wｉｎsock API来实现UDP通信程序和TCP通信程序。实验内容 1.实现控制台模式下，在单机上基于ＵDP的聊天程序； 2.实现控制台模式下,在单机上基于ＴCP的聊天程序; 3.上述两个程序，最简单的实现方式是:一方发送、另一方接收、交替进行； 4.提交上述2个程序的源程序，程序代码有充分的注释，并填写实验报告,实验报告的主要

无线物联网中CoAP协议的研究与实现

无线物联网中CoAP协议的研究与实现作者：汤春明，张荧，吴宇平引言物联网是在互联网的基础上延伸和扩展的一种网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品之间，彼此进行信息交换和通信，目的是实现所有物品与网络的连接，从而方便识别、管理和控制。无线物联网的特点包括：全面感知、实时准确传递物品信息、利用智能计算技术对海量数据进行分析和处理，以实现智能化控制。由于无线物联网中的设备很多都是资源受限型的，这些设备只有少量的内存空间和有限的计算能力。为此，IETF(Intemet Engineering Task Force)的CoRE(Constrained RESTful Environment)工作组为受限节点制定相关的REST(Representational State Transfer)形式的应用层协议。这就是CoRE工作组正在制订的CoAP(Constrained Application Protocol)协议。 1.6LoWPAN协议栈由于TCP／IP协议栈不适用于资源受限的设备，因此提出了一种6LoWPAN(IPv6over Low power Wireless Personal Area Networks)协议栈。CoAP是6LoWPAN协议栈中的应用层协议。6LoWPAN使IPv6可用于低功耗的有损网络，它是基于IEEE802．15．4标准的。6LoWPAN协议栈如图1所示。 CoAP UDP IPv6层 IPv6—6LoWPAN适配层 802.15.4MAC 802.15.4PHY 图1 协议栈的下两层用802．15．4PHY／MAC，中间加一个IPv6-6LoWPAN适配层，传输层使用UDP协议，应用层使用CoAP协议。它包括REST的最小子集和到HTTP的无状态映射。通信主机使用CoAP协议，能够支持稳定的通信架构，以实现传感器节点与互联网的无线连接。 2.CoAP协议在2010年3月，CoRE工作组开始制定CoAP协议，到目前为止，该协议还没有定稿。CoAP协议是为物联网中资源受限设备制定的应用层协议。它是一种面向网络的协

UDP及TCP通信程序的设计与实现实验报告

实验报告课程计算机网络(双语)(课程设计) 实验名称UDP及TCP通信程序的设计与实现专业班级姓名学号 2013 年 5 月30 日

目录实验目的和内容 (1) 实验目的 (1) 实验内容 (1) 实验环境 (2) 程序的逻辑框图 (2) UDP通信程序的逻辑框图： (2) TCP通信程序的逻辑框图： (3) 程序源代码（数据结构的描述、核心算法） (4) 1.TCP通信程序源代码 (4) 2.TCP通信程序数据结构的描述 (7) 3.TCP通信程序的核心算法 (7) 4.UDP通信程序源代码 (8) 5.UDP通信程序数据结构的描述 (11) 6.UDP通信程序的核心算法 (12) 实验数据、结果分析 (13) TCP通信程序实验结果分析 (13) UDP通信程序实验结果分析 (14) 总结 (16) 实验目的和内容实验目的掌握win32平台下，使用winsock API来实现UDP通信程序和TCP通信程序。实验内容 1.实现控制台模式下，在单机上基于UDP的聊天程序； 2.实现控制台模式下，在单机上基于TCP的聊天程序；

3.上述两个程序，最简单的实现方式是：一方发送、另一方接收、交替进行； 4.提交上述2个程序的源程序，程序代码有充分的注释，并填写实验报告，实验报告的主要内容为说明程序设计的思路，程序代码的流程。实验环境在win7系统下，visual studio 2008环境下的win32平台下程序的逻辑框图 UDP通信程序的逻辑框图： Server端：Client端：

TCP通信程序的逻辑框图： Server端：

UDP程序设计(c语言课程设计)

07网络工程本北4-626寝室负责人：林型超第十一章UDP程序设计信息简介:UDP协议,即拥护数据报协议(Use Datagram Protocol).是一个简单的面向数据报的传输层协议.他不提供可靠性,即只把应用程序传给IP层的数据发送出去,但是并不能保证他们能到达目的.广播和多播是基于UDP协议的两种消息发送机制.广播数据即从一个工作站发出,局域网内的其他所有工作站都能收到它.IP协议下,多播是广播的一种变形,IP多播要求将对收发数据感兴趣的所有主机加入到一个特定的组. 设计目的: 本章实现的程序即有广播的功能又有多播的功能,能实现基本的广播和多播机制,其主要包括如下功能. 1) 提供广播机制. (1) 能设定身份,即是广播消息发送者还是接收者,默认是消息接收者. (2) 能在默认的广播地址和端口号上发送广播消息,接收广播广播消息. (3) 能指定广播地址,端口号,发送(或接收)数量选项进行广播消息的发送和接收. 2) 提供多播机制 (1) 能制定身份,即是多播消息发送者好事接收者,默认是消息接收者. (2) 主机能加入一个指定多播组. (3) 能以默认选项发送多播消息.接收多播消息. (4) 能指定多播地址,本地接口地址,端口号,发送(或接收)数量和数据反还标志选项进行多播消息的发送和接收. 总体设计功能模块设计 1.功能模块图本程序有3大部分组成,即广播模块,多播模块部分,如图11.1所示.其中公共模块和多播模块共享的部分,包括

初始化模块,参数获取模块和用户帮助模块;广播模块包括广播消息模块;多播模块包括多播功能控制模块,多播消息发送模块和多播消息接收模块. 图11.1 功能模块图 1) 公共模块 (1) 初始化模块.该模块主要用于初始化全局变量,为全局变量赋初始值. (2) 参数获取模块.该模块用于获取用户提供的参数,包括获取广播参数,多播参数和区分广播与多播公共参数等. (3) 用户帮助模块.该模块应于显示用户帮助,包括显示公共帮助,广播帮助和多播帮助. 2) 广播模块 (1) 广播消息发送模块.该模块用于现实在指定广播地址和端口发送指定数量的广播消息. (2) 广播消息接收模块.该模块用于现实在指定广播地址和端口接收指定数量的广播消息. 3) 多播模块 (1) 多播功能控制模块.该模块用于现实多播套接字的创建和绑定,多播地址的设定,多播数据的设置,数据反还选项的设置,以及多播组的加入等. (2) 多拨消息发送模块.该模块用于现实在指定多播组发送多播消息. (3) 多播消息接收模块.该模块用于现实在指定多播组接收多波消息. 2. 系统流程图系统流程图如图11.2所示.程序首先初始化全局变量,包括广播(多播)地址,端楼号,发送(接收)消息数量等,然后花圈用户提供的参数,并初始化Winsock 初始也成功则判断是进行广播还是多播程序;如果是广播,则判断是发送者身份还是接收身份,然后根据不同的身份进行相应的处理,即发送广播消息或者接收广播消息;同样地,如果是多播,也惊醒身份的判断,然后作同样的处理. UDP 程序设计公共模块广播模块多播模块初始化模块用户帮助模块参数获取模块广播消息发送模块广播消息接收模块多播消息发送模块多播功能控制模块多播消息接收模块

详解uIP TCPIP协议栈在51单片机上的设计实现

详解uIP TCPIP协议栈在51单片机上的设计实现一引言随着信息技术的不断发展，以及人们对日常生活舒适度、方便度要求的提高，信息家电、智能仪表等产品越来越频繁的出现在我们的生活当中；人们也越来越热衷于把家电、仪表等设备连接到Internet 中，从而可以方便、及时的对它们进行远程察看、远程控制。把这些设备接入Internet ,就需要考虑TCP/IP 网络协议的实现。 51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。本文将简要描述uIP的实现方法，分析uIP协议栈的应用接口，并讨论如何将其应用到51系列单片机上。二uIP协议栈的实现方法简述 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（）。ip_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封闭的。当网卡驱动收到一个输进包时，将放进全局缓冲区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.假如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_periodic（）函数返回时，输出的IP包要放到uip_buf中，供底层系统查询uip_len的大小发送。 uIP实现了TCP/IP协议集的四个基本协议：ARP地址解析协议，IP网际互联协议，ICMP 网络控制报文协议和TCP传输控制协议。为了在8位16位处理器上应用，uIP协议栈在各层协议实现时采用有针对性的方法，保持代码大小和存储器使用量最小。 1 实现ARP地址解析协议时为了节省存储器，ARP应答包直接覆盖ARP请求包。

uip学习笔记

uip_buf:定义如下u8_t uip_buf[UIP_BUFSIZE + 2];所有的数据处理都是通过处理它来完成的。比如接受的数据存储在这里，要发送的数据有会放在这里。 uip_len:uip_buf有用数据的字节 uip_appdata:uip_buf第一个可用字节的指针 uip_conn:总是指向当前连接的指针，定义：struct uip_conn *uip_conn; 下面是TCP连接的结构，用来区别不同的TCP连接，uip_tcp_appstate_t appstate是可以读写的且在实践应用中需要重定义，其他项read-only。 struct uip_conn { uip_ipaddr_t ripaddr; /**< The IP address of the remote host. 远程主机IP地址*/ u16_t lport; /**< The local TCP port, in network byte order. 本地TCP端口号，网络字节顺序*/ u16_t rport; /**< The local remote TCP port, in network byte order.本地远程连接主机TCP端口号*/ u8_t rcv_nxt[4]; /**< The sequence number that we expect to receive next. */ u8_t snd_nxt[4]; /**< The sequence number that was last sent by us. */ u16_t len; /**< Length of the data that was previously sent. */ u16_t mss; /**< Current maximum segment size for the connection. */ u16_t initialmss; /**< Initial maximum segment size for the connection. */ u8_t sa; /**< Retransmission time-out calculation state variable. */ u8_t sv; /**< Retransmission time-out calculation state variable. */ u8_t rto; /**< Retransmission time-out. */ u8_t tcpstateflags; /**< TCP state and flags. */ u8_t timer; /**< The retransmission timer. */ u8_t nrtx; /**< The number of retransmissions for the last segment sent. */ /** The application state. */ uip_tcp_appstate_t appstate; }; uip的应用事件： 1.接收数据：uip_newdata()为真，即远程连接的主机有发送新数据。uip_appdata指针指向实际数据。数据的大小通过uIP函数uip_datalen()获得。在数据不是被缓冲后，应用程序必须立刻启动。 2.发送数据：应用程序通过使用uIP函数uip_send()发送数据。uip_send()函数采用两个参数；一个指针指向发送数据和数据的长度。如果应用程序为了产生要发送的实际数据需要RAM 空间，包缓存(通过uip_appdata指针指向)可以用于这方面。在一个时间里应用程序只能在连接中发送一块数据。因此不可以在每个应用程序启用中调用uip_send()超过一次；只有上

uip协议栈下载

竭诚为您提供优质文档/双击可除 uip协议栈下载篇一：uip之udp应用笔记千兆网项目中，移植了uip到mcu中，采用udp通信方式，主要用来做一些控制协议的处理。刚开始接手的时候，并没有做过网络方面的应用，而且对tcp/ip及udp通信又不太熟悉。好在网上有一些文档，加上仔细阅读uip_process 代码，一边用抓包软件一边调试，总算把uip很好的应用了起来，而且还针对项目某些应用的特殊性，对uip源码进行了一些修改。本文前半部分对uip源码的一些重要函数进行介绍，后半部分将对修改的部分做个记录，以备往后查阅。本次使用的是uip-1.0，抓包软件用的wireshark1.6.7，这个软件真的很不错，居然支持gigevision，这点真的很意外。一、一个完整的udp数据报文格式其实uip就是将你要发送到网络上的数据加上报头，好让它被成功发送到目的主机。所以我们要先搞清楚一个完整的数据报文，才能搞清楚uip到底在做些什么。 ethernetheader：由目标mac和本机mac及type组成，

共14byte，当目标mac全为ff时，表示是udp广播。 type=0x0800表示是ip。在uip中，ethernetheader结构体定义如下： ipheader：0x45表示version=4，headerlength=20byte；0028表示ipheader+udpheader+userdata长度为40byte； 6c14为包的id，每发一个包，这个id会自加1。80的意义是timetolive，表示这个包的存活时间，路由每转发一次，就会对它自减1。17表示通信协议类型为udp，4a0a为ipheader的校验码。再后面就是源ip和目的ip地址了。 udpheader：0aaa表示srcport为2730；0f74表示dstprot为3956；14表示udpheader+userdata长度为20byte，c477表示udpheader的校验码，在一般的情况下，这个可以为0。在uip中，ipheader和udpheader结构体定义如下： userdata：再后面就是用户的数据了。二、aRp数据报文格式网络中是使用ip来标识主机的，而数据链路层的第一道关卡是mac地址。因此ip和mac有一张动态映射表，而这张表就是由aRp协议来建立并维护的。下面是一个aRp数据报文。同样的，前面14byte是ethheader。hardwaretype对于以太网来说为0001；0800表示是ipV4；06表示mac地址

基于UDP的网络聊天程序

创建一个MFC的对话框工程Chat，界面如图下面是实现步骤：一、调用Afxstock全局函数初始化套接字库，在CChatApp::InitInstance()中添加代码： if (!AfxSocketInit()) { AfxMessageBox("加载字库失败！"); return FALSE; } 二、在CChatDlg类中添加一个成员函数：stocketInit()，并在CChatDlg::OnInitDialog()中调用一下，代码如下： BOOL CChatDlg::stocketInit() { m_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); if (INVALID_SOCKET==m_socket) {

MessageBox("创建套接字失败！"); return FALSE; } SOCKADDR_IN socket_in; socket_in.sin_family=AF_INET; socket_in.sin_port=htons(3000); socket_in.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY); int retval; retval=bind(m_socket,(SOCKADDR*)&socket_in,sizeof(SOCKADDR)); if (SOCKET_ERROR==retval) { closesocket(m_socket); MessageBox("绑定套接字失败！"); return FALSE; } return TRUE; } 三、在CChatDlg::OnInitDialog()中创建一个线程，用于接收数据。这是本程序的关键一步， 1、接收数据的recvfrom函数会一直等待数据的到来，如果放在主线程中会赌塞系统，所以必须在建一个线程实现。 2、线程必须接收对话框传来的套接字，用来接收数据，而得到的数据必须回传给对话框显示出来，但是线程只能接收一个LPVOID型的参数，要同时接受2个参数，就需要提前定义一个struct，里面包含2个成员：sock和hwnd，把这个结构的指针做为参数传递给线程。 3、数据的回传通过自定义消息实现，把接收到的数据作为消息的附件参数传给对话框。