以太网基础:基于Lwip+Tc3xx的组播实现


元気森林
元気森林 2023-11-30 10:17:51 51855
分类专栏: 资讯
开发以太网的小伙伴应该知道,在以太网的通信中,以太网报文分为单播(
Unicast)、组播(Multicast)以及广播(Broadcast)三种形式。本文聚焦组播,文末给出Lwip+Tc3xx的组播实现源码。
提示:组播也称为多播。

1、为什么需要组播?

思考为什么需要组播之前,我们先类比一个工作场景:某件事,你想告诉同事A和同事B。于是,你建立一个小群Group Chat 1,群里包括:你、同事A、同事B。如此,你就可以在Group Chat 1内发送消息,而且这些消息,只有在Group Chat 1内的成员可以收到。同样的,在工程中,当某些消息只想通知到特定节点时,只要这些节点加入特定群组,即可获取群组内的消息,eg:Some/IP的SD(Service Discovery)。

如此,带来什么好处呢?相对于单播,可以不必同样的消息多次发送,降低了总线负载;相对于广播,非相关节点,不接收此消息。所以,当消息只想发送给一些特定节点时,即可使用组播。

2、组播基础

(一)组播地址
我们知道,IP地址分为5类:A、B、C、D、E。组播地址属于D类,以1110开头,标识IP地址为D类,用28bit分配多播组号,范围为224.0.0.0~239.255.255.255,如下所示:

图片

(二)组播与IGMP

在单个以太网网段内,组播传输相对简单。如果涉及到多个网段时,组播数据则需要经过路由器,如此,就需要用到IGMP (Internet Group Management Protocol,网络组管理协议) 。本文不过多展开IGMP,只做简单介绍,IGMP格式如下:

图片

IGMP格式又分为IGMPv1、IGMPv2、IGMPv3。 IGMPv2格式展开如下所示:

图片

3、基于Lwip+Tc3xx的组播实现

基于Lwip+Tc3xx的组播实现过程中,如下几点需要注意:
(一)使能宏 LWIP_IGMP
在opt.h文件中,使能宏LWIP_IGMP,如下所示:

图片

(二)netif中启用NETIF_FLAG_IGMP

在netif.c文件中,第一处添加NETIF_FLAG_IGMP位置,如下所示:

图片

在netif.c文件中,第二处添加NETIF_FLAG_IGMP位置,如下所示:

图片

(三)禁用组播过滤

1、在IfxGeth_Eth.c文件中,修改过滤模式,如下所示:

图片

2、对接口IfxGeth_mac_setAllMulticastPassing()进行如下修改:

图片

(四)组播代码编辑

组播的实现,代码如下:

图片

提示:
  • 通过接口igmp_joingroup()加入特定组,本文加入ip:239.255.60.59组,以此接收该组信息;
  • 通过udp_recv()注册回调函数,接收指定组内的信息。

3、组播数据流及源码

组播数据请求如下所示:
图片

如上信息,某节点向组播地址(ip:239.255.60.59)内发送消息,本文,通过注册的回调函数处理接收到的组播信息。本文处理方式:单播发送(UDP)接收到的信息。发送的组播消息如下所示:

图片

(一)源码链接
代码基于英飞凌官方代码修改,仅供学习使用,链接如下:

https://github.com/Kaixinguo2021/Tasking_Tc397_Eth_Multicast.git

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