uIP協(xié)議棧采用有效的方法和結(jié)構(gòu)化的代碼，使其存儲器占用量很小并且可以很方便的應(yīng)用到不同的工程項目中。同時它又是免費的可以自由使用于商業(yè)和非商業(yè)目的。uIP為低端嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入提供了很好的解決方案，具有很高的應(yīng)用價值。
一 引言
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人們對日常生活舒適度、方便度要求的提高，信息家電、智能儀表等產(chǎn)品越來越頻繁的出現(xiàn)在我們的生活當中；人們也越來越熱衷于把家電、儀表等設(shè)備連接到Internet 中，從而可以方便、及時的對它們進行遠程察看、遠程控制。把這些設(shè)備接入Internet ,就需要考慮TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實現(xiàn)。
51單片機是對目前所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機的統(tǒng)稱。該系列單片機的始祖是Intel的8031單片機，后來隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機取得了長足的進展，成為目前應(yīng)用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。目前很多公司都有51系列的兼容機型推出，在目前乃至今后很長的一段時間內(nèi)將占有大量市場。51單片機是基礎(chǔ)入門的一個單片機，還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是52系列的單片機一般不具備自編程能力。本文將簡要描述uIP的實現(xiàn)方法，分析uIP協(xié)議棧的應(yīng)用接口，并討論如何將其應(yīng)用到51系列單片機上。
二 uIP協(xié)議棧的實現(xiàn)方法簡述
uIP協(xié)議棧主要提供了三個函數(shù)供系統(tǒng)底層調(diào)用。即uip_init（）， uip_input（） 和uip_periodic（）。其與應(yīng)用程序的主要接口是UIP_APPCALL（ ）。ip_init（）是系統(tǒng)初始化時調(diào)用的，主要初始化協(xié)議棧的偵聽端口和默認所有連接是封閉的。當網(wǎng)卡驅(qū)動收到一個輸進包時，將放進全局緩沖區(qū)uip_buf中，包的大小由全局變量uip_len約束。同時將調(diào)用uip_input（）函數(shù)，這個函數(shù)將會根據(jù)包首部的協(xié)議處理這個包和需要時調(diào)用應(yīng)用程序。當uip_input（）返回時，一個輸出包同樣放在全局緩沖區(qū)uip_buf里，大小賦給uip_len.假如uip_len是0,則說明沒有包要發(fā)送。否則調(diào)用底層系統(tǒng)的發(fā)包函數(shù)將包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。uIP周期計時是用于驅(qū)動所有的uIP內(nèi)部時鐘事件。當周期計時激發(fā)，每一個TCP連接都會調(diào)用uIP函數(shù)uip_periodic（）。類似于uip_input（）函數(shù)。uip_periodic（）函數(shù)返回時，輸出的IP包要放到uip_buf中，供底層系統(tǒng)查詢uip_len的大小發(fā)送。
uIP實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議集的四個基本協(xié)議：ARP地址解析協(xié)議，IP網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議， ICMP網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議和TCP傳輸控制協(xié)議。為了在8位16位處理器上應(yīng)用，uIP協(xié)議棧在各層協(xié)議實現(xiàn)時采用有針對性的方法，保持代碼大小和存儲器使用量最小。
1 實現(xiàn)ARP地址解析協(xié)議時為了節(jié)省存儲器，ARP應(yīng)答包直接覆蓋ARP請求包。
2 實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時對原協(xié)議進行了極大的簡化，它沒有實現(xiàn)分片和重組。
3 實現(xiàn)ICMP網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議時，只實現(xiàn)echo（回響）服務(wù)。uIP在生成回響報文時并不重新分配存儲器空間，而是直接修改echo請求報文來生成回響報文。將ICMP類型字段從"echo"類型改變成 "echo reply"類型，重新計算校驗和修改校驗和字段。
4 uIP里的TCP沒有實現(xiàn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的滑動窗口。每個TCP連接的狀態(tài)由uip_conn結(jié)構(gòu)保存，uip_conn結(jié)構(gòu)包括當?shù)睾瓦h端的TCP端口編號，遠程主機的IP地址，重發(fā)時間值，上一段重發(fā)的編號，和連接的段的最大尺寸等信息。一個uip_conn結(jié)構(gòu)數(shù)組用于保存所有的連接，數(shù)組的大小為支持的同時連接的最大數(shù)量。為了減少儲存器的使用量，在處理重發(fā)時uIP并不緩存發(fā)送的數(shù)據(jù)包，而是由應(yīng)用程序在需要重發(fā)時重新生成發(fā)送的數(shù)據(jù)。
