lwIP – Leichtgewichtiger IP-Stack

• Damit auch eingebettete Geräte TCP/IP nutzen können, stellt lwIP 2.1.0 die TCP/IP-Protokollfamilie als kleine, eigenständige Implementierung bereit
• Der Fokus liegt darauf, vollwertiges TCP bereitzustellen und dabei Umgebungen mit einigen zehn KB RAM und etwa 40 KB Code-ROM zu adressieren
• Der unterstützte Umfang ist breit und reicht von IPv4/IPv6, ICMP, IGMP, MLD, IPv6 Neighbor Discovery, DHCP, UDP, TCP, raw/native API, Berkeley-artiger socket API, altcp, PPP, DNS bis hin zu 6LoWPAN
• Zu den mitgelieferten Anwendungen gehören HTTP-Server, SNMPv2c-Agent, SNTP, NetBIOS-Namensdienst-Responder, mDNS-Responder, iPerf-Server und MQTT-Client
• Es wird unter der BSD-Lizenz bereitgestellt und von einem weltweiten Entwicklernetzwerk über das Git-Repository und die Mailinglisten von Savannah entwickelt und gepflegt

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Entwurf eines TCP/IP-Stacks für Embedded-Systeme

• lwIP ist eine kleine, eigenständige Implementierung der TCP/IP-Protokollfamilie
• Das Entwicklungsziel ist es, den RAM-Verbrauch zu senken und zugleich vollwertiges TCP bereitzustellen
  • Geeignet für eingebettete Systeme mit einigen zehn KB freiem RAM
  • Für Code-ROM werden etwa 40 KB vorausgesetzt
• Ursprünglich wurde es von Adam Dunkels im Computer and Networks Architectures Lab des Swedish Institute of Computer Science entwickelt; heute wird es von einem weltweiten Entwicklernetzwerk gepflegt

• Netzwerkprotokolle und APIs

  • Die IP-Schicht unterstützt IPv4 und IPv6 und ermöglicht auch Packet Forwarding zwischen mehreren Netzwerkschnittstellen
  • Für Netzwerkpflege und Debugging steht ICMP zur Verfügung, für das Management von Multicast-Traffic IGMP
  • Zu den IPv6-bezogenen Funktionen gehören MLD und ND
    • MLD zielt auf Konformität mit RFC 2710 ab, unterstützt jedoch kein MLDv2
    • ND zielt auf Konformität mit RFC 4861 Neighbor Discovery und RFC 4862 Address Autoconfiguration ab
  • Für Adresskonfiguration und Namensauflösung werden DHCP, AutoIP/APIPA, stateless DHCPv6, DNS und mDNS bereitgestellt
  • Die Transportschicht umfasst UDP und TCP
    • UDP enthält die experimentelle Erweiterung UDP-lite
    • TCP unterstützt Congestion Control, RTT-Schätzung, Fast Recovery, Fast Retransmit und SACK-Übertragung
  • Bei APIs und Erweiterungen werden raw/native API, optionale Berkeley-artige socket API, das optionale geschichtete TCP altcp, PPPoS, PPPoE und 6LoWPAN unterstützt
    • altcp bietet nahezu transparentes TLS für TCP-basierte Protokolle

• Enthaltene Anwendungen

  • Der HTTP-Server unterstützt SSI und CGI, HTTPS wird über altcp bereitgestellt
  • Der SNMPv2c-Agent enthält einen MIB-Compiler, v3 wird über altcp bereitgestellt
  • Enthalten sind außerdem SNTP, ein NetBIOS-Namensdienst-Responder und ein mDNS-Responder
  • Ebenfalls enthalten sind eine iPerf-Server-Implementierung und ein MQTT-Client; TLS-Unterstützung für MQTT wird über altcp bereitgestellt

Entwicklung und Dokumentation

• lwIP wird unter der BSD-Lizenz frei bereitgestellt
• Die Entwicklung wird bei Savannah gehostet; über die Savannah-Oberfläche, Git und Mailinglisten kann man sich an Verbesserungen beteiligen
• Das Kernentwicklungsteam commitet Änderungen in den Git-Source-Tree
  • Der TCP/IP-Stack wird im Git-Modul lwip gepflegt
  • Beiträge wie Plattform-Ports befinden sich im Git-Modul contrib
• Der aktuelle Git-Tree kann im Web eingesehen werden
  • lwip.git
  • lwip-contrib.git
• Patches und Bugs werden über die lwIP project page eingereicht
• Continuous-Integration-Builds für GCC und clang werden auf Travis CI bereitgestellt
• Die interne Dokumentation des Source Codes wird derzeit regelmäßig aus den Git-Quellen extrahiert und auf der lwIP-Webseite bereitgestellt
• Dokumentation und Lernmaterialien finden sich im Wiki, in den Mailinglisten, durchsuchbaren Archiven, in den Dateien unter docs/ und in der Source-Code-Dokumentation
  • LwIP Wiki
  • Mailinglisten
  • lwip-users archive
  • lwip-devel archive