IP 协议
UIP 的IP 协议主要负责验证输入包的IP 头的正确性,以及在ICMP 和TCP 之间复用数据包。IP 层没有实现数据包的分段和重组,从而代码得到极大的简化。
ICMP 协议
ICMP 中echo 和echo reply 信息常常用在ping 程序里,以检查目的主机能否连通。在uIP 只实现echo 。在处理收到的echo 信息时,只需要把ICMP 类型字段从“echo”类型改变到“echo reply”类型,调整ICMP 校验和,并互掉IP 数据包头里的目的地址和源地址,把包发回到发送方。
TCP
为了减少储存器的使用,在UIP 里,TCP 不再实现发送和接收数据的窗口调整;不会缓存刚刚收到的TCP 段,而是立即由应用程序处理,应用程序可以自己缓冲数据;在输出数据时,在每个连接只能有一个正在传输的TCP 段。
以上四个协议实现的过程中,极大的简化了代码和处理过程,节省了存储空间和缓存空间。
UIP 协议栈的接口
UIP 协议通过一系列接口函数与底层系统和上层应用通信,它内部的协议集合对外部系统来说是透明的,从而增强了该协议的通用性和独立性,可以非常方便地移植到不同系统和应用平台。
图1 描述了UIP、底层系统和应用程序三者之间的调用关系。其中UIP 提供了三个函数给底层系统:UIP_init ( ) ,UIP_input ( ) ,UIP_periodic ( ) 。应用程序向UIP 提供一个调用函数UIP_ APPCALL( ) ,在网络事件或计时事件发生时进行调用;同时,UIP 也要向应用程序提供一些与协议栈的接口函数,应用程序根据接口函数提供的信息或者状态,执行相应的操作。

图1 UIP 协议栈接口
UIP 应用接口
UIP 使用基于事件的程序模式,应用程序由C 语言函数实现。当收发数据、新连接建立或者数据需要重新传输时,UIP 都会调用应用程序。同时,应用程序还要周期查询是否有新的数据收发。因为应用程序只提供了一个回调函数,所以应用程序还要把不同的网络服务映射到不同的端口和连接。
UIP 在接受到底层传来的数据包后,如果需要送上层应用程序处理,就调用UIP_APPCALL( ) 。同时,UIP 设置结构体UIP_conn 指针指向当前连接。UIP_conn 记录一条TCP 连接的所有相关信息,它是维持uIP 运行的关键结构,定义如下:
struct uip_conn {
u8_t tcpstateflags ; PPTCP 的状态和标志
u16_t lport , rport ; PP当地和远端端口
u16_t ripaddr[2] ; PP远端的IP 地址
u8_t rcv- nxt [4] ; PP下一个要接收的序列号
u8_t snd- nxt [4] ; PP上一个已发送的序列号
u8_t ack- nxt [4] ; PP对端下一个应答序列号
u8_t timer ; PP重传时间
u8_t nrtx ; PP计算特殊段的重发数量
u8_t mss ; PP连接中最大分段的大小
u8_t appstate[UIP_APPSTATE_SIZE] ;
} ;
UIP提供给应用程序的接口函数如: uip_listen ( ) 、uip_connect ( ) 、uip_send( ) 、uip_datalen( ) 、uip_close ( ) 、uip_abort ( ) 、uip_stop ( ) 、uip_stopped( ) 、uip_restart ( ) 等,实现了TCP/IP 协议栈的基本功能。