LwIP分析#01#在Linux上运行LwIP的第一种方法

我们知道LwIP是给嵌入式设备这种资源有限的设备设计的，我们将其移植到单片机上较为简单。但如果剖析源代码，需要断点或者打印调试信息，每次修改都要重新烧录，那就太麻烦了。所以学习阶段，最好的方法还是可以在Linux上运行，这样就方便多了。

如何让LwIP在Linux上运行，目前我所知有三种方法，对于这几种方法，后续博文一一道来。

方法一的基本原理

该方法的实现代码，请访问下面的github仓库。

https://github.com/haohd/lwip-linux
https://github.com/motadou/lwip-linux (前者如果失效，请访问备份地址)

该实验代码基于LwIP-2.0.2，后面我抽象出了一个测试包，可以方便的基于大多数版本比如最新LwIP-2.2.0运行。

该方法的核心原理是：

使用LwIP提供的开发框架，创建EchoServer服务，监听tcp:6677端口。
EchoServer调用libpcap库，设置Linux的网卡为混杂模式。
如同Tcpdump一样，EchoServer开始在该网卡上抓包，抓取数据包(MAC帧)之后，抛给内置的LwIP协议栈处理。
该数据包对LwIP来说就如同真实网卡上传来的数据包一样，然后开始在LwIP协议栈中逐层流转和处理。
注意，特别需要这里！因为混杂模式，系统抓取了所有数据包，包括监听在22端口上的SSH协议包。如果LwIP不加以判断的处理，它会发现在LwIP的协议栈上没有应用层监听22端口，从而LwIP会原路返回一个RST包，直接导致你正在使用的仿真终端断联！所以要完美使用当前这种方法，须在tcp_in.c文件的tcp_input函数中，增加一个滤包逻辑：如果不是发给6677端口的数据包，直接将其丢弃，而不是返回RST包。
过滤数据包之后，LwIP继续处理，将该数据包抛给应用层。然后应用层也使用LwIP提供的开发框架，原路返回数据。
至此完成了整个协议栈的数据流转。

该方法的弊端就是需要修改源码，虽然修改不多，但因其对源码有侵入，所以不作推荐。但它提供了一种运行LwIP的思路供我们参考。

前文所说，该方法是基于LwIP-2.0.2版本修改的，我们看下它对原始代码做了哪些修改。

原始版和定制版的变动汇总：

对ethernet.c、opt.h、init.h、tcp.c的修改，我们完全可以忽略无视。
有效的修改是 tcp_in.c ，对该文件的修改就是前文所说增加的滤包逻辑。cc.h、if.c、netif.c、pcap.c是当前硬件和系统架构的移植文件。

当前github库中的lwip代码，作者已经帮我们修改好了，这里我们看下他是怎么增加的滤包逻辑：

代码很清晰，滤包逻辑就是：不需要的包直接丢弃！！

第一步：安装依赖

1	$ sudo apt install libpcap-dev

第二步：下载代码

1	$ git clone git@github.com:haohd/lwip-linux.git

第三步：指定运行模式
修改 lwip-linux/test/linux/lwip.h 文件。

找到文件中：

1	#define TEST_ID TCP_CLIENT

将其修改为：

1	#define TEST_ID ECHO_SERVER

第四步：编译

1
2
3

$ cd lwip-linux/Debug
$
$ make

如下图所示编译：

编译后，lwip-linux 就是我们需要的可执行程序。

第一步：在Linux上使用root权限，启动 lwip-linux 程序，使其开始监听tcp:6677端口。

第二步：在Windows上使用 PuTTY 向 192.168.0.62:6677 端口发起连接。

连接建立之后，我们在 PuTTY 的窗口内，不断的发送数据，正常情况下服务端会接收到数据并接收到LwIP返回的同样的数据。

可见，LwIP目前可以接收到我们从Windows上发送过去的数据，并能正确的处理，然后再将处理结果返回给我们。