3. LwIP简介¶
本书使用最新的LwIP 2.1.2版本，官方下载链接：http://savannah.nongnu.org/projects/lwip/。
3.1. LwIP的优缺点¶
本书以LwIP 2. 1.2为主要对象进行讲解，后续中出现的LwIP如果没有特殊声明，均指2.1.2版本。此时的LwIP 2. 1.2为最新版本，可能当这本书写完的时候，LwIP又被更新了，对于学习而言，大家其实不必纠结于是否必须用最新的版本，因为2.1.2版本和它后面的版本在移植和应用方法上并没有什么区别。
LwIP全名：Light weight IP，意思是轻量化的TCP/IP协议，是瑞典计算机科学院(SICS)的Adam Dunkels 开发的一个小型开源的TCP/IP协议栈。LwIP的设计初衷是：用少量的资源消耗实现一个较为完整的TCP/IP协议栈，其中“完整”主要指的是TCP协议的完整性，实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM 的占用。此外LwIP既可以移植到操作系统上运行，也可以在无操作系统的情况下独立运行。
LwIP具有主要特性：
支持ARP协议（以太网地址解析协议）。
支持ICMP协议（控制报文协议），用于网络的调试与维护。
支持IGMP协议（互联网组管理协议），可以实现多播数据的接收。
支持UDP协议(用户数据报协议)。
支持TCP协议(传输控制协议)，包括阻塞控制、RTT 估算、快速恢复和快速转发。
支持PPP协议（点对点通信协议），支持PPPoE。
支持DNS（域名解析）。
支持DHCP协议，动态分配IP地址。
支持IP协议，包括IPv4、IPv6协议，支持IP分片与重装功能，多网络接口下的数据包转发。
支持SNMP协议（简单网络管理协议）。
支持AUTOIP，自动IP地址配置。
提供专门的内部回调接口(Raw API)，用于提高应用程序性能。
提供可选择的Socket API、NETCONN API (在多线程情况下使用) 。
LwIP在嵌入式中使用有以下优点：
资源开销低，即轻量化。LwIP内核有自己的内存管理策略和数据包管理策略， 使得内核处理数据包的效率很高。另外，LwIP高度可剪裁，一切不需要的功能都可以通过宏编译选项去掉。 LwIP的流畅运行需要40KB的代码ROM和几十KB的RAM，这让它非常适合用在内存资源受限的嵌入式设备中。
支持的协议较为完整。几乎支持TCP/IP中所有常见的协议，这在嵌入式设备中早已够用。
实现了一些常见的应用程序：DHCP客户端、DNS客户端、HTTP服务器、MQTT客户端、TFTP服务器、SNTP客户端等等。
同时提供了三种编程接口：RAW API、NETCONN API（注：NETCONN API即为Sequential API，为了统一，下文均采用NETCONN API）和Socket API。这三种API的执行效率、易用性、可移植性以及时空间的开销各不相同，用户可以根据实际需要，平衡利弊，选择合适的API进行网络应用程序的开发。
高度可移植。其源代码全部用C实现，用户可以很方便地实现跨处理器、跨编译器的移植。 另外，它对内核中会使用到操作系统功能的地方进行了抽象，使用了一套自定义的API， 用户可以通过自己实现这些API，从而实现跨操作系统的移植工作。
开源、免费，用户可以不用承担任何商业风险地使用它。
相比于嵌入式领域其它的TCP/IP协议栈，比如uC-TCP/IP、FreeRTOS-TCP等， LwIP的发展历史要更悠久一些，得到了更多的验证和测试。LwIP被广泛用在嵌入式网络设备中， 国内一些物联网公司推出的物联网操作系统，其TCP/IP核心就是LwIP；物联网知名的WiFi模块ESP8266，其TCP/IP固件，使用的就是LwIP。
LwIP尽管有如此多的优点，但它毕竟是为嵌入式而生，所以并没有很完整地实现TCP/IP协议栈。相比于Linux和Windows系统自带的TCP/IP协议栈，LwIP的功能不算完整和强大。但对于大多数物联网领域的网络应用程序，LwIP已经足够了。
3.2. LwIP的文件说明¶
3.2.1. 如何获取LwIP源码文件¶
LwIP的代码已经交给Savannah托管，LwIP的项目主页是：http://savannah.nongnu.org/projects/lwip/。这个主页简单地介绍了一下LwIP，然后给出了许多链接，你可以通过这些链接去挖掘更多关于LwIP的信息。在这里，我们只关注两个地方，如 图2_1 中的方框所示。
图 2‑1 LwIP项目主页截图
点击“Project Homepage”，会得到一个网页，如 图2_2 所示。这个网页可以看成是LwIP的官方说明文档。 我们可以通过这个网页获得关于LwIP的很多信息，包括LwIP的使用注意、 数据的拷贝、系统初始化流程、多线程中要注意的问题、优化方法、内核模块的分类介绍、 内核数据结构、内核重要全局变量、内核源码文件等。这些内容专业性比较强， 不建议初学时在它上面花费精力，并且里面的很多内容在我们教材的后续章节中中会有所讲解。 在这里，读者只要知道有这么个东西就行了。
图 2‑2 LwIP官方说明文档（HTML网页 ）
图 2‑3 LwIP的资源下载
点击“Download Area”，会得到一个网页，如 图2_3 所示。通过这个网页，我们可以下载到LwIP所有版本的源代码包和contrib包。 你每点击一个红色字体的资源链接，浏览器就会开启一个ftp连接，帮助你下载想要的文件到电脑中。 但是这个页面提供的下载链接，在国内一般是没有响应的。 这个网页最下方的黑字内容推荐我们使用另外一个下载页面：http://download-mirror.savannah.gnu.org/releases/。 在这个页面下，用户可以下载到所有在Savannah托管的开源软件， 但我们只关心LwIP。利用浏览器的搜索功能，快捷键Ctrl+F，可以快速找到lwip目录。 在这里为了方便读者，我们直接给出最终的下载链接：http://download-mirror.savannah.gnu.org/releases/lwip/。
可能有读者会问，什么是contrib包，它与源代码包有什么不同？源代码包里面装的主要是LwIP内核的源码文件，而contrib包里面装的是移植和应用LwIP的一些demo，即应用示例。contrib包不属于LwIP内核的一部分，里面的很多内容来自开源社区的贡献，因此contrib包的版本管理不像内核源码那样严格和规范，但也是很有参考价值的。按理说，LwIP源码面世越久，开源社区对它的贡献就越大，所以越高版本的contrib包，提供的应用示例就越丰富，越有参考价值。在大版本区别不大的情况下，建议大家下载最新的contrib包。后续我们会对contrib包里面提供的应用示例进行讲解。另外，还有些“.sig”后缀的文件，这是数字签名，大家忽略就好。
3.2.2. LwIP文件说明¶
按照上一小节的介绍，我们下载两个包：lwip-2.1.2.zip（源码包）和contrib-2.1.0.zip（contrib包）。解压以后会得到两个文件夹，如 图2_4 所示。
图 2‑4 下载解压后得到的源码包和contrib包
我们先打开“lwip-2.1.2”文件夹，如 图2_5 所示。
图 2‑5 源码包的目录
该目录的内容为：
（1）CHANGELOG文件记录了LwIP在版本升级过程中源代码发生的变化。
（2）COPYING文件记录了LwIP这个开源软件的license。一个软件开源，不代表你能无限制地使用它，你需要在使用它的过程中遵守一定的规则，这些规则就是license。大家可以用记事本打开这个COPYING文件看看它的内容。开源软件的license有很多种，LwIP的属于BSD License。LwIP的开源程度是很高的，你几乎可以无限制地使用它。
（3）FILES文件用于介绍当前目录下的目录信息。
（4）README文件对LwIP进行了一个简单的介绍。
（5）UPGRADING文件记录了LwIP每个大版本的更新，会对用户使用和移植LwIP造成的影响。所谓大版本更新指的是：1.3.x - 1.4.x – 2.0.x – 2.1.x。小版本更新，比如2.0.1 – 2.0.2 – 2.0.3，这个过程只是一些bug的修复和性能的改善，不会对用户的使用造成影响。用户只要将原有工程的目录中与LwIP相关的旧版本文件替换成新版本的文件，重新编译，就能直接使用。
（6）doc文件夹里面是关于LwIP的一些文档，可以看成是应用和移植LwIP的指南。但是这些文档比较零散，不成体系，而且纯文本阅读起来很费劲，阅读意义不是很大。
（7）test文件夹里面是测试LwIP内核性能的源码，将它们和LwIP源码加入到工程中一起编译，调用它们提供的函数，可以获得许多与LwIP内核性能有关的指标。这种内核性能测试功能，只有非常专业的人士才用的到。
（8）src文件夹里面就是我们最关心的LwIP源码文件，下面会详细讲解。
打开src文件夹，如 图2_6 所示。
图 2‑6 src目录（LwIP源码文件所在的目录）
api文件夹里面装的是NETCONN API和Socket API相关的源文件，只有在操作系统的环境中，才能被编译。
apps文件夹里面装的是应用程序的源文件，包括常见的应用程序，如httpd、mqtt、tftp、sntp、snmp等。
core文件夹里面是LwIP的内核源文件，后续会详细讲解。
include文件夹里面是LwIP所有模块对应的头文件。
netif文件夹里面是与网卡移植有关的文件，这些文件为我们移植网卡提供了模板，我们可以直接使用。
LwIP内核是由一系列模块组合而成的，这些模块包括：TCP/IP协议栈的各种协议、内存管理模块、数据包管理模块、网卡管理模块、网卡接口模块、基础功能类模块、API模块。每个模块是由相关的几个源文件和头文件组成的，通过头文件对外声明一些函数、宏、数据类型，使得其它模块可以方便地调用此模块的功能。而构成每个模块的头文件都被组织在了include目录中，而源文件则根据类型被分散地组织在api、apps、core、netif目录中。
接下来，我们介绍一下core文件夹，如 图2_7 所示。
图 2‑7 core目录
我们逐一介绍一下这些源文件的功能。
ipv4文件夹里面是与IPv4模块相关的源文件，它们实现了IPv4协议规定的对数据包的各种操作。ipv4文件夹中还包括一些并非属于IP协议，但会受IP协议影响的协议源文件，包括DHCP、ARP、ICMP、IGMP。
ipv6文件夹里面是与IPv6模块相关的源文件，它们实现了IPv6协议规定的对数据包的各种操作。ipv6文件夹中还包括一些并非属于IP协议，但会受IP协议影响的协议源文件，包括DHCP、ARP、ICMP、IGMP。
altcp.c、altcp_alloc.c、altcp_tcp.c等文件是应用程序分层TCP连接API，从TCPIP线程使用，是一个抽象层，可以模拟应用程序的tcp回调API，同时防止直接链接，这样，应用程序可以使用其他应用程序层协议在TCP之上而不知道细节（例如TLS，代理连接），此类接口我们并没有怎么使用，或者如果选择使用安全的加密传输的话，可以配合mbed TLS使用。
def.c文件定义了一些基础类函数，比如主机序和网络序的转换、字符串的查找和比较、整数转换成字符串等，这些函数会被LwIP内核的很多模块所调用。在include目录里面的def.h文件对外声明了def.c所实现的函数，同时定义了许多宏，能实现一些基础操作，比如取最大值、取最小值、计算数组长度等，这些宏同样也被内核的许多模块所调用。我们经常可以看到某个内核的源文件在开始的地方#include “def.h”。
dns.c文件实现了域名解析的功能，有了它，用户就可以在知道服务器域名的情况下，获得该服务器的IP地址。很多时候我们只记得服务器域名而不记得服务器IP地址，例如“www.baidu.com”就是一个域名，通过dns功能，我们就可以得到与服务器域名对应的IP地址，这给用户使用带来很大的方便。
inet_chksum.c文件提供了LwIP所需的校验和功能，在IP、UDP、TCP协议的实现中，需要计算校验和。
init.c文件对LwIP的用户宏配置进行了检查，会将配置错误和不合理的地方，通过编译器的#error和#warning功能表示出来。另外，init.c定义了lwip_init初始化函数，这个函数会依次对LwIP的各个模块进行初始化。
ip.c文件实现了IP协议相关的函数，但只是封装了ipv4和ipv6文件夹中的函数。
mem.c文件实现了动态内存池管理机制，使得LwIP内核的各个模块可以灵活地申请和释放内存。
memp.c文件实现了静态内存堆管理机制，使得LwIP内核的各个模块可以快速地申请和释放内存。
netif.c文件实现了网卡的操作，比如注册/删除网卡、使能/禁能网卡、设置网卡IP地址等等。netif.c与include目录中的netif.h文件共同构成了LwIP的netif模块，它对网卡进行了抽象，使得LwIP内核可以方便地管理多个特性各异的物理网卡。
pbuf.c文件实现了LwIP对网络数据包的各种操作。网络数据包在LwIP内核中以pbuf结构体的形式存在，这提高了LwIP内核对数据包处理效率，以及提高了数据包在各层之间递交的效率。pbuf结构体也是我们使用RAW/Callback API进行网络应用程序开发的关键，后续我们会详细讲解。
raw.c文件实现了一个传输层协议的框架，我们可以在它的基础上修改和添加代码，实现自定义的传输层协议，与UDP/TCP一样，它可以与IP层直接进行交互。这类似RAW Socket。在实际的应用中，我们常用UDP和TCP作为传输层协议。但有时，底层网络开发人员会嫌UDP的可靠性太差，或者TCP虽然可靠性强，但是很耗费时间和内存，他们需要根据实际需求，平衡利弊，定义自己的传输层协议。LwIP的raw模块可以满足他们的需求。
stat.c文件实现了LwIP内核的统计功能，使用户可以实时地查看LwIP内核对网络数据包的处理情况。
sys.c文件和sys.h文件构成了LwIP的sys模块，它提供了与临界区相关的操作。
tcp.c、tcp_in.c和tcp_out.c文件实现了TCP协议，包括对TCP连接的操作、对TCP数据包的输入输出操作和TCP定时器，它们和include目录中名称带tcp的头文件共同构成了LwIP的TCP模块。TCP模块的实现是LwIP的最大特点，它以很小的资源开销几乎实现了TCP协议中规定的全部内容。TCP协议是非常复杂的协议，这几个与TCP模块相关的文件占据了LwIP内核的绝大部分。
timeouts.c定义了LwIP内核的超时处理机制。LwIP内核中多个模块的实现需要借助超时处理机制，包括ARP表项的时间统计、IP分片报文的重装、TCP的各种定时器、实现各种应用层协议需要的超时处理。
udp.c文件实现了UDP协议，包括对UDP连接的操作和UDP数据包的操作。
3.3. 查看LwIP的说明文档¶
关于LwIP的官方说明文档：http://www.nongnu.org/lwip/2_1_x/index.html，我就简单带大家浏览一下。打开连接，我们可以看到LwIP的Overview（概述），这里就简单看看即可，我们可以点击左侧的“Common pitfalls”，查看一下LwIP常见的陷阱，可能在使用中会遇到，到时候注意一下即可，在前面的章节中，我们也提到过，LwIP可以工作在无操作系统环境也可以工作在有操作系统的环境中，Common pitfalls中提到Mainloop Mode（主函数轮询模式）与OS Mode（操作系统模式）需要注意的一些事情，具体见 图2_8。
图 2‑8 Common pitfalls
此外，我们还可以点击左侧的“Modules”，查看一些模块相关的说明，以及例子，比如有无操作系统相关的，如，还有基础配置，如LwIP的内存管理模块，数据包缓冲区等会是在“Modules –>Infrastructure”页面中，具体见 图2_9。
图 2‑9 Modules
当然，还有很重要的一些用户常用的API函数，也是在“Modules”中可以找到，例如Raw API，NETCONN API和Socket API等，具体见 图2_10。
图 2‑10 Modules->APIs
此外还有一些“Applications”应用层相关的说明，如HTTP、MQTT、TFTP等，具体见 图2_11。
图 2‑11 Modules->Applications
还有一些数据结构相关的说明，当我们在程序中看到哪个数据结构不懂的，都可以在这里找到对应的说明，也是比较重要的，LwIP本质就是对数据的处理，其中也使用了大量的数据结构，有空可以多研究研究它，具体见 图2_12。
图 2‑12 Data Structures
当然，我们也能通过函数名字的首字母来查找函数的作用，具体见 图2_13。
图 2‑13 Function
3.4. 使用vscode查看源码¶
3.4.1. 查看文件中的符号列表（函数列表）¶
LwIP的源码很庞大，我们使用微软的开源软件——vs code查看源码，并且快速找到源码的函数与定义，首先我们先安装vs code，我们可以在https://code.visualstudio.com/download中下载时候自己电脑的vs code版本，然后安装即可。
然后打开我们的源码文件夹，右键，选择Open with Code，这样子就能直接在vs code打开我们整个文件夹的源码了，具体见 图2_14。
图 2‑14 Open with Code
在vs code中，就显示了我们打开的源码，LwIP那么多文件，我们怎么去快速找到源码文件中的某个函数呢？ 很简单，比如我们知道某个函数的名字的话，可以直接搜索的，这点就不必我多说， 但是有时候，我们不记得某个函数的名字，只知道它在哪个文件，或者只知道在好几个文件中的某一个， 那么我们就需要一个个去查找这个函数了，vs code提供很强大的功能， 就是可以快速查文件中的符号列表和函数列表，我们首先打开一个源码文件， 比如tcp.c，然后我们通过快捷键“Shift+Ctrl+O”即可打开对应源码文件的符号列表和函数列表， 通过查看这些列表，就能知道该源码文件中是否有我们需要的函数或者宏定义等， 具体见 图2_15 与 图2_16。
图 2‑15符号列表
图 2‑16函数列表
3.5. LwIP源码里的example¶
（后面LwIP的基础例程主要直接使用或参考源码里的example即可）
我们打开之前下载好的contrib-2.1.0文件夹，如 图2_18 所示。
图 2‑18 contrib包的目录
我们先讲解一下这个目录：
（1）addons目录。LwIP中很多模块的实现，都是可以由用户干预的，比如校验和、TCP初始序列号。LwIP的内核代码，通过宏编译选项的设置，可以将内核中某些模块的实现方法配置成LwIP默认的方法，或者用户自定义的方法。用户自定义的方法通常需要用户在钩子函数中实现。在实际应用中，我们采用内核默认的方法就足够了，只有在非常特定的场合下，为了性能、资源开销等因素的考虑，我们可能会需要自己实现相关的模块，或者说编写相应的钩子函数。那么这时该怎么办呢？addons目录下的内容就为我们提供了参考。对于初学者，没必要关心这个目录。
（2）apps目录里实现了很多应用层协议。LwIP源码包中也有apps目录，但源码包中apps目录下的应用程序全部用RAW/Callback API实现，属于内核代码的一部分。而此apps目录里的应用程序可以是由三种API中的任何一种实现的。读者可以把它看成是内核源码所提供的应用程序的一个补充。
（3）examples目录里是一些LwIP的应用示例。在使用LwIP开发应用程序时会出现的典型问题，比如如何移植网卡、如何使用LwIP的API、如何使用源码中提供的应用程序，对于这些问题，这个目录为我们提供了参考。我们在后续的章节中，会使用这个目录中的例子来讲解LwIP的应用程序。
（4）ports目录里是一些移植文件，它可以帮助我们将LwIP移植到某个具体的操作系统中。目前这个目录所提供的移植文件，只支持FreeRTOS、UNIX、Win32。我们会在后续的章节中讲解如何移植LwIP。
3.6. LwIP的三种编程接口¶
LwIP提供了三种编程接口，分别为RAW/Callback API、NETCONN API、SOCKET API。它们的易用性从左到右依次提高，而执行效率从左到右依次降低，用户可以根据实际情况，平衡利弊，选择合适的API进行网络应用程序的开发。以下内容将分别介绍这三种API。
3.6.1. RAW/Callback API¶
RAW/Callback API是指内核回调型的API，这在许多通信协议的C语言实现中都有所应用。对于从来没有接触过回调式编程的人来说，可能理解起来会比较困难，我们在后面的章节中会详细介绍它。
RAW/Callback API是LwIP的一大特色，在没有操作系统支持的裸机环境中，只能使用这种API进行开发，同时这种API也可以用在操作系统环境中。这里先简要说明一下“回调”的概念。你新建了一个TCP或者UDP的连接，你想等它接收到数据以后去处理它们，这时你需要把处理该数据的操作封装成一个函数，然后将这个函数的指针注册到LwIP内核中。LwIP内核会在需要的时候去检测该连接是否收到数据，如果收到了数据，内核会在第一时间调用注册的函数，这个过程被称为“回调”，这个注册函数被称为“回调函数”。这个回调函数中装着你想要的业务逻辑，在这个函数中，你可以自由地处理接收到的数据，也可以发送任何数据，也就是说，这个回调函数就是你的应用程序。到这里，我们可以发现，在回调编程中，LwIP内核把数据交给应用程序的过程就只是一次简单的函数调用，这是非常节省时间和空间资源的。每一个回调函数实际上只是一个普通的C函数，这个函数在TCP/IP内核中被调用。每一个回调函数都作为一个参数传递给当前TCP或UDP连接。而且，为了能够保存程序的特定状态，可以向回调函数传递一个指定的状态，并且这个指定的状态是独立于TCP/IP协议栈的。。
在有操作系统的环境中，如果使用RAW/Callback API，用户的应用程序就以回调函数的形式成为了内核代码的一部分，用户应用程序和内核程序会处于同一个线程之中，这就省去了任务间通信和切换任务的开销了。
简单来说，RAW/Callback API的优点有两个：
（1）可以在没有操作系统的环境中使用。
（2）在有操作系统的环境中使用它，对比另外两种API，可以提高应用程序的效率、节省内存开销。
RAW/Callback API的优点是显著的，但缺点也是显著的：
（1）基于回调函数开发应用程序时的思维过程比较复杂。在后面与RAW/Callback API相关的章节中可以看到，利用回调函数去实现复杂的业务逻辑时，会很麻烦，而且代码的可读性较差。
（2）在操作系统环境中，应用程序代码与内核代码处于同一个线程，虽然能够节省任务间通信和切换任务的开销，但是相应地，应用程序的执行会制约内核程序的执行，不同的应用程序之间也会互相制约。在应用程序执行的过程中，内核程序将不可能得到运行，这会影响网络数据包的处理效率。如果应用程序占用的时间过长，而且碰巧这时又有大量的数据包到达，由于内核代码长期得不到执行，网卡接收缓存里的数据包就持续积累，到最后很可能因为满载而丢弃一些数据包，从而造成丢包的现象。
3.6.2. NETCONN API¶
在操作系统环境中，可以使用NETCONN API或者Socket API进行网络应用程序的开发。NETCONN API是基于操作系统的IPC机制（即信号量和邮箱机制）实现的，它的设计将LwIP内核代码和网络应用程序分离成了独立的线程。如此一来，LwIP内核线程就只负责数据包的TCP/IP封装和拆封，而不用进行数据的应用层处理，大大提高了系统对网络数据包的处理效率。
前面提到，使用RAW/Callback API会造成内核程序和网络应用程序、不同网络应用程序之间的相互制约，如果使用NETCONN API或者Socket API，这种制约将不复存在。
在操作系统环境中，LwIP内核会被实现为一个独立的线程，名为tcpip_thread，使用NETCONN API或者Socket API的应用程序处在不同的线程中，我们可以根据任务的重要性，分配不同的优先级给这些线程，从而保证重要任务的时效性，分配优先级的原则具体见表格2‑1。
表格 2‑1线程优先级分配原则
线程 |
优先级 |
|---|---|
LwIP内核线程tcpip_thread |
很高 |
重要的网络应用程序 |
高 |
不太重要而且处理数据比较耗时的网络应用程序 |
低 |
NETCONN API使用了操作系统的IPC机制，对网络连接进行了抽象，用户可以像操作文件一样操作网络连接（打开/关闭、读/写数据）。但是NETCONN API并不如操作文件的API那样简单易用。举个例子，调用f_read函数读文件时，读到的数据会被放在一个用户指定的数组中，用户操作起来很方便，而NETCONN API的读数据API，就没有那么人性化了。用户获得的不是一个数组，而是一个特殊的数据结构netbuf，用户如果想使用好它，就需要对内核的pbuf和netbuf结构体有所了解，我们会在后续的章节中对它们进行讲解。NETCONN API之所以采取这种不人性的设计，是为了避免数据包在内核程序和应用程序之间发生拷贝，从而降低程序运行效率。当然，用户如果不在意数据递交时的效率问题，也可以把netbuf中的数据取出来拷贝到一个数组中，然后去处理这个数组。
简单来说，NETCONN API的优缺点是:
（1）相较于RAW/Callback API，NETCONN API简化了编程工作，使用户可以按照操作文件的方式来操作网络连接。但是，内核程序和网络应用程序之间的数据包传递，需要依靠操作系统的信号量和邮箱机制完成，这需要耗费更多的时间和内存，另外还要加上任务切换的时间开销，效率较低。
（2）相较于Socket API，NETCONN API避免了内核程序和网络应用程序之间的数据拷贝，提高了数据递交的效率。但是，NETCONN API的易用性不如Socket API好，它需要用户对LwIP内核所使用数据结构有一定的了解。
3.6.3. SOCKET API¶
Socket，即套接字，它对网络连接进行了高级的抽象，使得用户可以像操作文件一样操作网络连接。它十分易用，许多网络开发人员最早接触的就是Socket编程，Socket已经成为了网络编程的标准。在不同的系统中，运行着不同的TCP/IP协议，但是只要它实现了Socket的接口，那么用Socket编写的网络应用程序就能在其中运行。可见用Socket编写的网络应用程序具有很好的可移植性。
不同的系统有自己的一套Socket接口。Windows系统中支持的是WinSock，UNIX/Linux系统中支持的是BSD Socket，它们虽然风格不一致，但大同小异。LwIP中的Socket API是BSD Socket。但是LwIP并没有也没办法实现全部的BSD Socket，如果开发人员想要移植UNIX/Linux系统中的网络应用程序到使用LwIP的系统中，就要注意这一点。
相较于NETCONN API， Socket API具有更好的易用性。使用Socket API编写的程序可读性好，便于维护，也便于移植到其它的系统中。Socket API在内核程序和应用程序之间存在数据的拷贝，这会降低数据递交的效率。另外，LwIP的Socket API是基于NETCONN API实现的，所以效率上相较前者要打个折扣。