LWIP UDP如何发送长度超过1500字节的数据？

hswkcg · 发表于 2018-5-23 19:22:32

环境： STM32F7 + FREERTOS + LWIP UDP

在使用UDP发送数据时，发现发送长度比较大的数据时PC端的网络助手收不到数据，一直找BUG，最后看到网上说UDP发送最大长度就1472个字节左右，不能超过1500个，但是肯定有这方面的应用啊，，

看到很多人说分包发送，还有说可以直接发送4K左右的数据，顿时就感觉混乱了。。。。

请教一个各位大侠，

1.LWIP中UDP最大的发送长度是否受限于MTU ? 发送长度缓存是否可以配置，如果可以在哪配置呢？

2. 如果需要分包发送，分包是个什么原理？如果分包发不就相当于是多帧了吗？

大家一起讨论啊，火花是碰撞出来的哟。。。。。

hswkcg · 发表于 2018-5-29 17:39:10

本帖最后由 hswkcg 于 2018-5-29 17:42 编辑

结贴：

感谢 @armstrong  @gushuailove @kanprin 以及各位大侠的秘籍指导！！

先说下明确的理论点：

1.LWIP UDP 自带分片功能，通过opt.h中的IP配置部分中的 IP_FRAG  IP_REASSEMBLY两个宏定义使能打开；

2. UDP可以发送超过MTU的数据，最大长度收到IP包长度的限制，两字节0xFFFF,  len = 理论长度 2^16 - udp head - iphead（未确认），

3.UDP发送超过1500 - 20（IP头）- 8（UDP头）=1472字节长度时，常用的PC端的网络助手收不到，但是抓包可以很明显看出分片发送的数据，至于为什么PC端软件收不到，还需再搞一下；

附上抓包的截图

接下来就搞UDP的同一个PORT的收发同时进行了。。。。

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:27:41

STM32F7这么高级的单片机，拥有的资源足以开启lwip所有特性了；你只要配置两个宏为1就行了：

/**
* IP_REASSEMBLY==1: Reassemble incoming fragmented IP packets. Note that
* this option does not affect outgoing packet sizes, which can be controlled
* via IP_FRAG.
*/
#define IP_REASSEMBLY (1)
/**
* IP_FRAG==1: Fragment outgoing IP packets if their size exceeds MTU. Note
* that this option does not affect incoming packet sizes, which can be
* controlled via IP_REASSEMBLY.
*/
#define IP_FRAG (1)

复制代码

t3486784401 · 发表于 2018-5-23 19:28:45

TCP/UDP 都是流式玩意，你发送时分包/或者不分包，接收端都不能保证一定是整个包(粘包BUG)/或者多个包(断包BUG)。

TCP 在协议层只能保证收到包的先后、字节先后是对的，其他保证不了；

UDP 在协议层连包能不能收到都保证不了，需要你自己定义应答重发机制。

LWIP 属于轻型协议栈，应该也是上边的尿性

至于怎么设计数据流，保证正确识别出各个帧，这就是你数据结构的事了，一般是帧头帧尾帧序号帧校验啥的。

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:32:39

分包是IP层（网际层）的完成事情，而UDP（传输层）不用管，不受限于MTU。
不过，必须要有足够多的RAM才能稳定的让IP层拆包和分包；不然会增加软件的不稳定。

hswkcg · 发表于 2018-5-23 19:34:59

armstrong 发表于 2018-5-23 19:27
STM32F7这么高级的单片机，拥有的资源足以开启lwip所有特性了；你只要配置两个宏为1就行了：
...

这个在opt.h中已经定义了啊，IP分片部分的宏定义
/**
* IP_REASSEMBLY==1: Reassemble incoming fragmented IP packets. Note that
* this option does not affect outgoing packet sizes, which can be controlled
* via IP_FRAG.
*/
#if !defined IP_REASSEMBLY || defined __DOXYGEN__
#define IP_REASSEMBLY 1
#endif

/**
* IP_FRAG==1: Fragment outgoing IP packets if their size exceeds MTU. Note
* that this option does not affect incoming packet sizes, which can be
* controlled via IP_REASSEMBLY.
*/
#if !defined IP_FRAG || defined __DOXYGEN__
#define IP_FRAG 1
#endif

hswkcg · 发表于 2018-5-23 19:37:50

armstrong 发表于 2018-5-23 19:32
分包是IP层（网际层）的完成事情，而UDP（传输层）不用管，不受限于MTU。
不过，必须要有足够多的RAM才能稳 ...

就是UDP发送数据长度不受限于MTU？

我发送1000字节数据在网络助手上可以收到，发送1500就收不到，wireshark抓包可以看到有UDP 1500字节数据，换了个网络助手也收不到

是不是UDP发送超过MTU长度数据时需要配置发送缓存大小？

UDP有最大发送限制吗？

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:38:15

hswkcg 发表于 2018-5-23 19:34
这个在opt.h中已经定义了啊，IP分片部分的宏定义
/**
* IP_REASSEMBLY==1: Reassemble incoming fragmen ...

移植开源软件时，原则上是不要去改动别人的源码核心文件的。
opt.h就属于它的核心文件。正确的做法是把这些宏定义在lwipopts.h文件中，而opt.h文件里本来就有#include "lwipopts.h"

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:42:49

hswkcg 发表于 2018-5-23 19:37
就是UDP发送数据长度不受限于MTU？

我发送1000字节数据在网络助手上可以收到，发送1500就收不到，wiresh ...

UDP最大包受限于IP报文，最大65KB。当然，前提是你有比65KB更大的RAM给lwip用于组合IP碎片！

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:44:44

而且IP层不保证数据一定能被目标收到，如果一个大UDP报文分片为100个IP碎片发送出去，只要在网络中丢失任意1个碎片，那么整个UDP报文就不能完成组装了，也就废掉了。

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:49:58

由此可以得出，程序应该尽量避免使用超过MTU（还要减去ETH报文头+IP报文头+UDP报文头）大小的UDP包。
因为UDP本来就是无连接的，所以程序用小包来设计协议，一样能完成无限数据的传输。

hswkcg · 发表于 2018-5-23 19:51:52

armstrong 发表于 2018-5-23 19:38
移植开源软件时，原则上是不要去改动别人的源码核心文件的。
opt.h就属于它的核心文件。正确的做法是把这 ...

嗯，谢谢，

LWIP会优先使用lwipopts.h，然后在使用opt.h ，

只要这两个里面有一个出现相应宏定义就可以的

我理解的UDP发送较长数据包的分片和您的思路是一致的，但是我不清楚的是，为什么发送1400字节就可以收到，但是发送超过1500的就不可以

分片导致错误？这个肯定有应用需求的，不应该这么不可靠的啊

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:53:53

本帖最后由 armstrong 于 2018-5-23 20:28 编辑

楼上网友说lwip的尿性；其实在我多年经验看来，它的稳定性关键在于其移植代码和以太网驱动代码。
我的移植就能保证，任你在网络上对我的lwip设备如何攻击（必须隔着网线，关电源不算

），我的程序就是不会出故障。
不稳定只是人们没有深入（没有时间没有精力）了解lwip而已。

hswkcg · 发表于 2018-5-23 19:54:38

armstrong 发表于 2018-5-23 19:49
由此可以得出，程序应该尽量避免使用超过MTU（还要减去ETH报文头+IP报文头+UDP报文头）大小的UDP包。
因为U ...

如果使用小包的话，那怎么分包呢？

把1500字节分成两个750包发送的话，不就是两帧UDP数据了吗？

还需要制定分包协议，接收端再依据协议组合？这样实现会很麻烦的

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:57:14

hswkcg 发表于 2018-5-23 19:54
如果使用小包的话，那怎么分包呢？

把1500字节分成两个750包发送的话，不就是两帧UDP数据了吗？

开启了IP_FRAG特性之后，是由lwip负责分包发送的。应用程序透明的，不用管。

hswkcg · 发表于 2018-5-23 19:58:54

armstrong 发表于 2018-5-23 19:53
楼上有些网友说lwip的尿性；其实在我多年经验看来，它的稳定性关键在于其移植代码和以太网驱动代码。
我的 ...

虽然我知道做一个伸手党很可耻。。。。。

但是，这块确实需要大神提点。。。。

您方便给点UDP传输长度超过1500字节的资料吗？简单资料，提供配置处理思路就OK

非常感谢！

armstrong · 发表于 2018-5-23 19:59:39

hswkcg 发表于 2018-5-23 19:51
嗯，谢谢，

LWIP会优先使用lwipopts.h，然后在使用opt.h ，

1500字节当然不行，因为1500的UDP数据要发送出去，还要加上底层协议头（UDP头+IP头）的开销，大约40个字节。这就超过MTU了！
你发送1460字节就没问题。

hswkcg · 发表于 2018-5-23 20:02:14

armstrong 发表于 2018-5-23 19:57
开启了IP_FRAG特性之后，是由lwip负责分包发送的。应用程序透明的，不用管。 ...

那就尴了个尬了。。。。

抓包可以看到UDP长度为1500的数据，数据对比也正确，

但是PC端的网络助手就是收不到。。。。

还需要再仔细研究研究。。。。。

头都大了。。。。还是先吃饭吧。。。

非常感谢您的指导，谢谢！！！

hswkcg · 发表于 2018-5-23 20:03:27

armstrong 发表于 2018-5-23 19:59
1500字节当然不行，因为1500的UDP数据要发送出去，还要加上底层协议头（UDP头+IP头）的开销，大约40个字 ...

您这是发送长度能不能超过MTU ???

hswkcg · 发表于 2018-5-23 20:07:43

armstrong 发表于 2018-5-23 19:59
1500字节当然不行，因为1500的UDP数据要发送出去，还要加上底层协议头（UDP头+IP头）的开销，大约40个字 ...

这画风转变的有点受不了啊。。。

今晚一直走在可以超过MTU的路上，突然调头，有点。。。。。。饿！！！

armstrong · 发表于 2018-5-23 20:09:17

hswkcg 发表于 2018-5-23 20:02
那就尴了个尬了。。。。

抓包可以看到UDP长度为1500的数据，数据对比也正确，

wareshark截图看看？会不会1500标的是整个IP报文的字节数呢，这就是MTU。
一个UDP报文是这样的：
ETH头14字节+IP头20字节+UDP头8字节+UDP数据+CRC32

armstrong · 发表于 2018-5-23 20:11:24

hswkcg 发表于 2018-5-23 20:07
这画风转变的有点受不了啊。。。

我说的情况是没有使能IP_FRAG的前提下。如果开启了IP_FRAG之后，你就能一次发送大于1472字节的UDP数据。

modbus · 发表于 2018-5-23 22:34:47

分包发送是编通讯程序的基本功吧，不然发送上M的数据怎么办

hswkcg · 发表于 2018-5-24 09:28:24

modbus 发表于 2018-5-23 22:34
分包发送是编通讯程序的基本功吧，不然发送上M的数据怎么办

关键是以前公司就涉及通讯这块。。。。。。

请教您一下，分包发送是不是需要分包协议？不然怎么确定是一帧分成几包发的，还是直接就是几帧呢？

gushuailove · 发表于 2018-5-24 16:16:36

hswkcg 发表于 2018-5-23 19:37
就是UDP发送数据长度不受限于MTU？

我发送1000字节数据在网络助手上可以收到，发送1500就收不到，wiresh ...

wireshark抓包都能正常抓到？那就应该是正常发送了才对啊？？

hswkcg · 发表于 2018-5-24 17:16:53

gushuailove 发表于 2018-5-24 16:16
wireshark抓包都能正常抓到？那就应该是正常发送了才对啊？？

wireshark 抓包是这样的，帧长度显示只有62字节，但是Data数据是全的，

这个软件用的少，不确定这个是不是全发出来

gsq19920418 · 发表于 2018-5-24 17:27:04

需要雙邊同時設置同樣的MTU，否則有可能出現不支持

hswkcg · 发表于 2018-5-24 17:40:34

gsq19920418 发表于 2018-5-24 17:27
需要雙邊同時設置同樣的MTU，否則有可能出現不支持

我的测试环境是STM32F746Discovery开发板直接和PC连接

开发板的的PHY是LAN8742,MTU是1500，WIN7的MTU也是1500

好像这个不是必须一样的吧？网络接口好像一般都是576？

gushuailove · 发表于 2018-5-24 21:10:15

问题应该不是IP层及以下（分包之类的），多看看是不是单片机程序缓存不够之类的，lwip提供的接口函数报错处全部加输出信息，看能不能看到哪个地方有返回错误被应用程序忽略掉了。

upli · 发表于 2018-5-24 22:02:37

好像路由器里也会有最大包长的控制选项。分包应该不好控制，只能保证数据按顺序到达？

hswkcg · 发表于 2018-5-25 09:07:30

upli 发表于 2018-5-24 22:02
好像路由器里也会有最大包长的控制选项。分包应该不好控制，只能保证数据按顺序到达？ ...

是STM32F7的开发板和PC直接连的，

开始没有过路由器，后来想到是不是MTU不一致，就接上交换机试了一下也不行

lindabell · 发表于 2018-5-25 13:03:57

为什么要一次发1500呢，即使能一次发1500，到接收那边也有可能分几次收到的。

hswkcg · 发表于 2018-5-25 14:33:34

lindabell 发表于 2018-5-25 13:03
为什么要一次发1500呢，即使能一次发1500，到接收那边也有可能分几次收到的。 ...

这个和客户应用有关，把收到的2000字节的数据直接转发，不需要处理

风过不留痕z · 发表于 2023-7-20 17:01:22

楼主，你的问题最后解决了吗？我这边也遇到了，好像是不能大于mtu设置的值，改了也没用

风过不留痕z · 发表于 2023-12-26 08:54:09

armstrong 发表于 2018-5-23 19:53
楼上网友说lwip的尿性；其实在我多年经验看来，它的稳定性关键在于其移植代码和以太网驱动代码。
我的移植 ...
(引用自12楼)

请教一下，单片机和电脑网线直连的情况下，lwip的udp可以实现稳定的5ms发送一帧数据吗？wires hark抓出来的每帧间隔时间很不稳定

LWIP UDP如何发送长度超过1500字节的数据？

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