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从 lwIP-2.0.0 开始，网络接口 netif 的 up 标志修改为管理标志，up标志不再具有以前的 IP4 地址有效 含义。

什么是网络接口 netif ？
网络接口 属于链路层范畴，它旨在对具体网络硬件、软件进行统一封装，并为协议栈上层（IP 层）提供统一的接口服务。lwIP 协议栈使用一个名为 netif 的网络接口结构来描述物理网卡，如接口 IP 地址、接口状态等，同时在该结构中注册对于的操作函数，如数据包输入函数、输出函数等。一个嵌入式系统可能有多个网络接口，比如多个网口，lwIP 会为每个网络接口分配一个 netif 数据结构。

现在，如果一个网络接口 netif 没有设置 up 标志，则用户不能在这个网络接口上收发数据！即便是使用 DHCP，在启动 DHCP 客户端之前，也要将 netif 设置为up状态。

这与lwIP-1.4.1 以及更早的版本不同，两者的区别为：

lwIP 1.4.1版本	lwIP 2.1.2版本
设置网络接口 netif 为 up 状态，可用于处理流量。此外，当网络接口使用 DHCP 时，DHCP 完成配置后会自动将接口设置为 up 状态，因此这个标志还经常被用于 “IP4 地址有效”标志。	设置网络接口 netif 为 up 状态，只用于处理流量。

两种版本都是使用函数 netif_set_up() 将 netif 设置为 up 状态，通常在初始化网络的最后调用这个函数：

/*初始化网络*/
void init_ethernet(void)
{ip_addr_t ulIPAddr, ulNetMask, ulGWAddr;struct netif * err;init_ethernet_gpio();   lwip_init();IP4_ADDR(&ulIPAddr, 192, 168, 1, 100); 	// 这里使用最简单的方式说明IP4_ADDR(&ulNetMask, 255.255.255.0); IP4_ADDR(&ulGWAddr, 192, 168, 1, 1);/* 注册网络接口 */err=netif_add(&lpc_netif, &ulIPAddr, &ulNetMask, &ulGWAddr, NULL, lpc_enetif_init, ethernet_input);if(err==NULL)							// 需自行增加错误处理return ;netif_set_default(&lpc_netif);netif_set_up(&lpc_netif);				// <--- 这里
}

函数 netif_set_up(netif) 代码如下（有所简化）：

void netif_set_up(struct netif *netif)
{if (!(netif->flags & NETIF_FLAG_UP)) {netif->flags |= NETIF_FLAG_UP;NETIF_STATUS_CALLBACK(netif);
}

可以看到将网络接口设置为 up 状态只是简单的将 flags 字段增加 NETIF_FLAG_UP 标志。

这个标志是怎么控制数据流量的呢？
数据流量有发送和接收两部分组成，先来看发送部分。

1.控制数据发送
在IP层，函数 ip_route(ip_addr_t *dest) 根据指定的目的 IP 地址找到正确的网络接口 netif。函数会先判断网络接口是否为up状态，如果网络接口没有up，则不会查看是否匹配目的 IP 地址，而是返回NULL，即没有找到合适的网络接口。没有网络接口，自然不能发送数据。
在实现上，lwIP-1.4.1 和 lwIP-2.1.3 略有不同：

对于 lwIP-1.4.1：

// 节选自 lwip1.4.1
/* iterate through netifs */
for (netif = netif_list; netif != NULL; netif = netif->next) {/* network mask matches? */if (netif_is_up(netif)) {									//<--这里if (ip_addr_netcmp(dest, &(netif->ip_addr), &(netif->netmask))) {/* return netif on which to forward IP packet */return netif;}}
}if ((netif_default == NULL) || (!netif_is_up(netif_default))) {//<--这里LWIP_DEBUGF(IP_DEBUG | LWIP_DBG_LEVEL_SERIOUS, ("ip_route: No route to %"U16_F".%"U16_F".%"U16_F".%"U16_F"\n",ip4_addr1_16(dest), ip4_addr2_16(dest), ip4_addr3_16(dest), ip4_addr4_16(dest)));return NULL;
}

对于 lwIP-2.1.3，不但检查了netif 是否处于 up 状态, 还检查了物理层连接是否处于 up 状态：

  // 节选自lwip 2.1.3for (netif = netif_list; netif != NULL; netif = netif->next) {/* is the netif up, does it have a link and a valid address? */if (netif_is_up(netif) && netif_is_link_up(netif) && !ip4_addr_isany_val(*netif_ip4_addr(netif))) {/* network mask matches? */if (ip4_addr_netcmp(dest, netif_ip4_addr(netif), netif_ip4_netmask(netif))) {/* return netif on which to forward IP packet */return netif;}}}if ((netif_default == NULL) || !netif_is_up(netif_default) || !netif_is_link_up(netif_default) ||ip4_addr_isany_val(*netif_ip4_addr(netif_default)) || ip4_addr_isloopback(dest)) {LWIP_DEBUGF(IP_DEBUG | LWIP_DBG_LEVEL_SERIOUS, ("ip4_route: No route to %"U16_F".%"U16_F".%"U16_F".%"U16_F"\n",ip4_addr1_16(dest), ip4_addr2_16(dest), ip4_addr3_16(dest), ip4_addr4_16(dest)));return NULL;}

应用层在发送数据时，无论是 UDP 还是 TCP ，都会调用 ip_route 函数，因此如果没有设置网络接口 netif 为 up 状态，则应用不能发送数据，此时应用层发送的数据将被忽略。。

1. UDP 的发送 API 函数 udp_send 和 udp_sendto 都会调用 ip_route ；
2. TCP 的发送 API 函数 tcp_output 也会调用 ip_route 。

2.控制数据接收
看完了数据发送，再来看看数据的接收。还是在IP层，函数 ip_input 用于处理 IP 数据包。函数会根据收的的 IP 数据包的 目的 IP 找到正确的网络接口 netif 。在查找的过程中，会判断网络接口是否是 up 状态，如果网络接口没有 up ，则表示找不到网络接口。而如果网络接口没有找到，并且数据包不是来自 DHCP服务器 ，则接收的数据被丢掉。

/* 寻找网络接口 */
if ((netif_is_up(netif)) && (!ip_addr_isany(&(netif->ip_addr)))) { //<--这里/* unicast to this interface address? */if (ip_addr_cmp(&current_iphdr_dest, &(netif->ip_addr)) ||/* or broadcast on this interface network address? */ip_addr_isbroadcast(&current_iphdr_dest, netif)) {LWIP_DEBUGF(IP_DEBUG, ("ip_input: packet accepted on interface %c%c\n",netif->name[0], netif->name[1]));/* break out of for loop */break;}
}

在应用层，无论是 TCP 还是 UDP 接收 API 函数，都是从 ip_input 获取的数据，所以如果一个 netif 没有设置成 up 状态，应用层将接收不到数据。

因此协议栈通过一个软件标志，就可以把应用层发送和接收拿捏的死死的，这样可以方便的处理数量流量。但这只是针对应用层而言的，因为 lwip-1.4.1 协议栈给 DHCP 开了后门。

DHCP 发送数据时，直接调用udp_sendto_if，绕过了 ip_route 函数，即使 netif 没有设置 up 也可以发送数据。

接收方面，接收处理函数专门对 DHCP 开了绿灯，即便找不到合适的网络接口，也能将数据递交给 HDCP 处理函数，而且师出有名，有RFC 1542背书。

这就产生了不一致：如果使用静态IP，用户必须调用函数netif_set_up，将网络接口设置为 up 状态，但是如果使用 DHCP 动态获取 IP，在分配到 IP 后，由DHCP客户端将网络接口设置为 up 状态。

DHCP 客户端的这种操作，会让很多人误用 up 标志。网络接口设置为 up 状态的时候，就意味着设备已经分配到IP地址，所以很多人会检查网络接口是否为 up 状态来判断IP地址是否有效。这让这个标志产生了二义性：本来是一个方便处理数据流量的软件标志，又担当了IP地址有效的含义。

所以早在 2012 年 8 月，lwIP 的开发人员 Simon Goldschmidt 就提出了这个问题：

网络接口 netif 为 down 状态时，DHCP 和 AutoIP 仍可以在这个网络接口上正确的发送和接收数据。

我认为这样不够清晰，应该只有一种方式，即在发送或接收时，netif 必须始终处于 up 状态。DHCP 和AutoIP 的初始化阶段应该只是将 netif 的 IP 地址设置为 ‘0.0.0.0’，并且路由器应该忽略使用 ‘0.0.0.0’ IP 的 netif。

然后在2015年3月份，Simon Goldschmidt 修复了 netif up/down 处理不清晰的问题，也就是本节一开提到的更新内容：

修改网络接口 netif 的 up 标志为管理标志。up 标志不再具有以前的“IP4 地址有效”含义。现在，如果一个网络接口 netif 没有设置 up 标志，则用户不能在这个网络接口上收发数据！即便是使用 DHCP，在启动 DHCP 客户端之前，也要将 netif 设置为 up 状态。

那 lwip2.1.x 是如何堵住 DHCP 的呢？

1. 在 dhcp.c 中，去除所有 netif_set_up 和 netif_set_down 函数。即 DHCP 不能更新 netif 标志。

2. 在 dhcp.c 的 dhcp_start 函数，增加代码：

   LWIP_ERROR("netif is not up, old style port?", netif_is_up(netif), return ERR_ARG;);

如果 netif 不是 up 状态，则函数返回参数错误（ERR_ARG）代码。即如果 netif 不是 up 状态，DHCP 不能启动。
所以在调用 dhcp_start 函数时，判断返回值有助于快速发现问题。

小插曲：

2015 年 3 月 Simon Goldschmidt 修复了 netif up/down 处理不清晰的问题后，函数 netif_set_up 的注释并没有修改，注释仍显示在为 down 状态的网络接口上启用 DHCP，DHCP 完成配置后会将接口设置为 up 状态。直到 2015 年的 10 月份，才由 Erik Ekman 修改了这个函数的注释，变成了 2.1.3 版本现在的样子。

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