LwIP – Stack IP Ringan

Ikhtisar lwIP

Pengenalan

• lwIP adalah implementasi stack protokol TCP/IP kecil yang berdiri sendiri
• Berfokus pada pengurangan penggunaan RAM sambil tetap mempertahankan TCP berfitur lengkap
• Cocok digunakan pada sistem embedded, dan membutuhkan RAM puluhan kilobyte serta code ROM sekitar 40 kilobyte
• Awalnya dikembangkan oleh Adam Dunkels, dan saat ini dipelihara oleh jaringan pengembang di seluruh dunia

Fitur

• IP (Internet Protocol, IPv4 dan IPv6): termasuk penerusan paket antar berbagai antarmuka jaringan
• ICMP (Internet Control Message Protocol): untuk pemeliharaan dan debugging jaringan
• IGMP (Internet Group Management Protocol): pengelolaan trafik multicast
• MLD (Multicast Listener Discovery): untuk IPv6, menargetkan kepatuhan terhadap RFC 2710
• ND (Neighbor Discovery dan stateless address autoconfiguration): menargetkan kepatuhan terhadap RFC 4861 dan RFC 4862
• DHCP, AutoIP/APIPA (Zeroconf), dan DHCPv6 (stateless)
• UDP (User Datagram Protocol): termasuk ekstensi UDP-lite yang eksperimental
• TCP (Transmission Control Protocol): kontrol kemacetan, estimasi RTT, fast recovery/fast retransmit, dan transmisi SACK
• API raw/native: untuk peningkatan performa
• API socket opsional yang mirip Berkeley
• TLS: layer TCP opsional ("altcp") untuk TLS yang hampir transparan (di-port ke mbedTLS)
• PPPoS dan PPPoE (Point-to-Point Protocol melalui serial/Ethernet)
• DNS (resolver nama domain, termasuk mDNS)
• 6LoWPAN (melalui IEEE 802.15.4, BLE, atau ZEP)

Aplikasi

• Server HTTP: termasuk SSI dan CGI (HTTPS melalui altcp)
• Agen SNMPv2c: termasuk kompiler MIB, v3 didukung melalui altcp
• SNTP (Simple Network Time Protocol)
• Responder layanan nama NetBIOS
• Responder MDNS (Multicast DNS)
• Implementasi server iPerf
• Klien MQTT: dukungan TLS tersedia melalui altcp

Lisensi

• lwIP tersedia gratis di bawah lisensi BSD

Pengembangan

• lwIP telah berkembang menjadi stack TCP/IP yang sangat baik untuk perangkat embedded
• Para pengembang mengirimkan perbaikan bug, peningkatan, dan fitur tambahan untuk semakin meningkatkan kegunaan stack ini
• Pengembangan di-host di Savannah, dan siapa pun dapat berkontribusi pada peningkatan lwIP melalui Git dan mailing list
• Stack TCP/IP lwIP dikelola dalam modul Git 'lwip', dan kontribusi berada dalam modul Git 'contrib'
• Untuk detail akses ke server Git, lihat doc/savannah.txt
• Pohon Git saat ini dapat ditelusuri di web: lwip, lwip-contrib
• Pengiriman patch dan bug: halaman proyek lwIP
• Build continuous integration: Travis CI

Dokumentasi

• Dokumentasi internal dari source code diekstrak secara berkala dan disediakan di halaman web: dokumentasi lwIP
• Wiki untuk lwIP terus berkembang: wiki lwIP
• Berlangganan mailing list: mailing list
• Arsip yang dapat ditelusuri: lwip-users, lwip-devel

Ringkasan GN⁺

• lwIP menyediakan stack TCP/IP yang efisien untuk sistem embedded dengan meminimalkan penggunaan memori
• Mendukung beragam protokol jaringan dan aplikasi, sehingga menawarkan fleksibilitas dan skalabilitas
• Terus ditingkatkan melalui partisipasi aktif komunitas pengembang
• Proyek dengan fungsi serupa antara lain FreeRTOS+TCP dan uIP

[GN⁺]

Opini Hacker News

• Beberapa tahun lalu, dalam sebuah proyek, LwIP digunakan untuk melakukan pengujian sistem secara efektif

  • Itu adalah proyek di mana beberapa mikrokontroler berkomunikasi melalui LAN internal
  • Menggunakan kernel embedded bernama MicroCOS dan stack IP LwIP
  • Menyiapkan alat build lintas platform sehingga bisa dijalankan secara native atau dikompilasi sebagai kode x64 untuk dijalankan di mesin pengembang
  • Mengimplementasikan secara tiruan bagian lapisan link paling bawah dari LwIP sehingga dapat menggunakan TCP/IP standar
  • Menulis server TCP kecil agar aplikasi mikrokontroler dapat berkomunikasi di mesin pengembang seperti pada sistem nyata
  • Pengaturan ini bekerja sangat baik dan digunakan selama bertahun-tahun sepanjang pengembangan proyek

• Istilah stack IP terasa meremehkan

  • Bisa digunakan sebagai klien HTTP, server HTTP, atau klien MQTT
  • Mirip seperti busybox untuk jaringan embedded, tetapi dengan lisensi yang jauh lebih nyaman

• Bagi orang yang mencari opsi seperti LwIP, disarankan mempertimbangkan NetXDuo dan padanannya yaitu ThreadX, FileX, LevelX, UsbX

  • Ini adalah salah satu stack jaringan RTOS komersial yang telah digunakan selama 20 tahun
  • Kepemilikannya sempat beberapa kali berganti, dan sekarang didukung oleh Eclipse Foundation dengan lisensi MIT
  • Disarankan menggunakan NetXDuo dibanding LwIP
  • Tautan NetXDuo

• Adam Dunkels menulis sebagian besar Protothreads

  • Tautan Protothreads

• Ada yang penasaran apa itu nongnu.org dan bagaimana hubungannya dengan gnu.org

  • savannah.gnu.org adalah situs hosting untuk perangkat lunak GNU "resmi" yang didukung Free Software Foundation
  • savannah.nongnu.org adalah situs hosting untuk proyek "komunitas" yang tidak didukung FSF
  • Tautan terkait

• Sepertinya ini adalah stack TCP/IP yang paling banyak digunakan pada perangkat dengan sumber daya terbatas

  • Sudah lama tidak ada alternatif lain yang benar-benar kompetitif untuk ini
  • Tautan FreeRTOS-Plus-TCP terlihat menjanjikan

• Alasan menyukai LWIP adalah karena ia memungkinkan blok memori yang sama, yang dialokasikan oleh Ethernet MAC DMA, digunakan sepanjang umur paket

  • Bisa mengoptimalkan "pool" memori untuk mengurangi jumlah memcpy

• Bagi yang ingin mengimplementasikan stack TCP/IP ringan sendiri, buku <i>TCP/IP Lean</i> karya Jeremy Bentham adalah sumber yang sangat bagus

• Kutipan dari artikel:

  • "Karena itu, lwIP cocok digunakan pada sistem embedded yang memiliki RAM cadangan puluhan kilobyte dan ROM kode sekitar 40 kilobyte"

• Pico W menggunakan ini

  • Tautan contoh Pico W