lwIP

TCP 链接关闭后占用的相关资源何时释放？

TCP 链接关闭后占用的相关资源会在 2 MSL，即 120 s, 或者发送的 linger/send_timeout 超时之后释放。

ESP8266 RTOS SDK v3.2 SNTP 校准后误差会逐渐变大，如何解决？

原因是 ESP8266 系统定时器有误差，采用软件定时器，自身存在误差较大。可通过以下几种方法改善：

分支 v3.2 可以通过创建 task 定时重新从服务器同步时间（推荐 300 s）。

分支 release-v3.3 的系统时钟代码有进行重构，目前测试误差较小，并且也可以定时同步服务器时间。

分支 master 继承了 release-v3.3 上的代码重构，除此之外，可通过 menuconfig 配置 SNTP 同步间隔，路径如下：Component config > LWIP > SNTP > Request interval to update time (ms)。

ESP8266 是否支持设备端自发自收？

ESP8266 设备端支持自发自收。

需要在 menuconfig 配置选项中把 lwIP 的 LOOPBACK 选项打开：menuconfig > Component config > LWIP > Enable per-interface loopback (键 “Y” 使能)。

设备端往环回地址 127.0.0.1 发送数据，设备端可以在环回地址读取到自己发送的数据。

TCP/IP 默认配置的数据包长度是多少？

请参考 menuconfig > Component config > LWIP > TCP > Maximum Segment Size (MSS) 配置的值。

SNTP 协议中使用 UTC 与 GMT 的方法为何获取不到目标时区的时间？

“TZ = UTC-8” 被解释为 POSIX 时区。在 POSIX 时区格式中，这 3 个字母是时区的缩写（任意），数字是时区落后于 UTC 的小时数。

“UTC-8” 表示时区，缩写为 “UTC”，比实际 UTC 晚 -8 小时，即 UTC + 8 小时。故 UTC+8 是比 UTC 落后 8 小时，就出现了 UTC+8 比正确的北京时间相差 16 小时的情况。

ESP32 是否有特殊的固件或者 SDK，可以不使用芯片内部的 TCP/IP 协议仅提供 AP/STA (TCP/IP bypass)，以给开发者更多的权限？

ESP-Dongle 的软件方案符合您的上述需求，请联系商务签署 NDA 后获取相关方案。

ESP32 & ESP8266 做 TCP server 时端口释放后如何立即被再次使用？

在 ESP32 和 ESP8266 上，TCP 端口关闭后并不会立即释放，而是在一定时间内处于 TIME_WAIT 状态，此时绑定与之前相同端口相同源地址的套接字会失败，这是为了确保客户端接收到服务器发送的 FIN 信号并成功关闭连接。在这个状态下，端口无法立即重新使用。需要借助套接字选项 SO_REUSEADDR，它的作用是允许设备绑定处于 TIME-WAIT 状态，端口和源地址与之前相同的 TCP 套接字。

故 TCP server 程序可以在调用 bind() 之前设置 SO_REUSEADDR 套接字选项后来绑定同样的端口。
也可以使用 setsockopt() 函数来设置 SO_REUSEADDR 选项。以下是一个示例代码：
int reuse = 1;
if (setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) < 0) {
  ESP_LOGE(TAG, "setsockopt(SO_REUSEADDR) failed");
  return ESP_FAIL;
}
在以上代码中，socket 是一个已经创建的套接字，reuse 是一个 int 类型的变量，其值为 1，表示开启 SO_REUSEADDR 选项。如果 setsockopt() 函数返回负值，表示设置失败。设置 SO_REUSEADDR 选项可以让端口在关闭后立即被再次使用，但也需要注意潜在的风险。如果在端口仍处于 TIME_WAIT 状态时，另一个连接使用该端口，可能会导致数据包错乱，因此需要根据实际情况权衡利弊。

使用 ESP32 模组下载 tcp_client 例程，通过 Wi-Fi 连接路由器，在电脑端进行 Ping 测试，偶尔出现高延时，是什么原因？

Wi-Fi 默认开启 Power Save 模式，关闭 Power Save 可降低由于 Power Save 引起的 Ping 高延时，在 esp_wifi_start() 之后调用 esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_NONE) 来关闭 Power Save 模式。

使用 ESP-IDF 如何设置静态 IP？

可以参考 static_ip 示例。

ESP32 有没有 LTE 连接示例？

可以参考 ESP-IDF v4.2 及以上版本里的 examples/protocols/pppos_client 示例。

对于 ESP-IDF v5.0 及以上版本，请参考 esp-protocols 仓库下示例。

ESP32 TCP 反复关闭并重建 socket 时会出现内存泄漏的情况 (ESP-IDF v3.3)，原因是什么？

IDF v3.3 版本，每次创建 socket 时，如果内部该 socket 数组没有分配过锁，就会给该 socket 分配锁，并且该锁在 socket 释放后并不会回收，下次分配该 socket 数组时就使用之前分配的。所以每次分配新的 socket 数组后释放，就会多一个锁的内存消耗。当每个 socket 数组都分配一遍后，就不会存在内存泄漏。

ESP32 额外开启 TCP server 后对 TCP client 的最大连接数是否有限制？

有限制，ESP32 同时存在的 socket fd 数量受限于 LWIP_MAX_SOCKETS，默认为 10。

使用 ESP32，lwIP 的 MTU 默认是多大？

lwIP 的 MTU 默认是 1500（固定值），不建议自行修改。

ESP32 如何增大 DNS 请求时间？

可以手动修改位于 esp-idf/components/lwip/lwip/src/include/lwip/opt.h 里的 #define DNS_MAX_RETRIES 4，例如将 #define DNS_MAX_RETRIES 的值改成 10，这样 DNS 在一个服务器上会尝试 10 次域名请求，每次请求的超时时间(s)是 1，1，2，3，4，5，6，7，8，9，总时间是 46 s。

连续多次创建并关闭 TCP SOCKET 后出现报错 “Unable to create TCP socket: errno 23”，怎么解决？

:CHIP: ESP8266 | ESP32 | ESP32-S2 | ESP32-C3 | ESP32-S3 :

原因：”errno 23” 代表的是 open many open files in system，由于关闭 socket 需要 2 MSL 的时间，所以调用 close 接口并不会立即关闭，导致 socket 持续累加，超过了 socket 最大支持连接数（menuconfig 中默认是 10 个，最大支持 16 个）报错。

解决措施：通过 setsockopt 接口设置 SO_LINGER 来调整 TCP 关闭时间，代码实现参考：

linger link ;
link.on_off = 1 ;
link.linger = 0 ;
setsockopt(m_sockConnect, SOL_SOCKET, SO_LINGER, (const char*)&link, sizeof(linger));

ESP8266 收到 “tcp out of order” 的报文会怎么处理？

如果使能 CONFIG_LWIP_TCP_QUEUE_OOSEQ(Component config -> LWIP -> TCP -> Queue incoming out-of-order segments)，会存储 “out of order” 的报文，代价是消耗内存。

如果该配置是未使能，收到 “out of order” 的报文，会丢弃数据并让对端重传。比如现在有 1、2、3、4 四包数据，ESP8266 先收到 1 然后收到 4。该配置使能时，ESP8266 会把 4 这个数据存下来，等收到 2、3 后，把这四包数据上报应用层；该配置未使能时，ESP8266 会直接丢弃 4，并让对端发送包 2，对端就会从 2 开始发送，即该情况下会增加重传。

ES32 支持 PPP 功能吗？

支持，请参考 esp_modem 示例。

ESP32 使用套接字中的 `read` 和 `recv` API 读取 4 KB 数据时，发现并不是每次都能读到 4 KB 的数据。这种情况如何解释？

read 和 recv API 都是用来读底层缓冲区中的数据，比如底层缓冲区中有 100 字节数据，read 和 recv 传入的 len 大小只有 50 字节，那么 API 读到 50 字节的数据时就会返回；如果传入的 len 超过底层缓冲区中接收到的数据的长度，比如 200 字节，此时 API 读到 100 字节就会返回，并不会等到接收到 200 字节才返回。所以传入 4 KB 的长度的数据并不一定会返回 4KB 长度的数据，只会返回读取时底层缓冲区中有的数据。

如果需要每次都读取到 4 KB 的数据，建议在套接字层之上使用应用代码设计对应的逻辑，让应用代码循环读取数据直到满足 4 KB 的大小。

ESP-IDF 里目前使用的 lwIP 版本是什么？

目前使用的 lwIP 版本是 2.1.3。

在 DHCP 模式下，ESP32 申请到 IP 后，如果租期到期，会续约此 IP 还是重新申请 IP？

DHCP 模式下有两个租期，T1（租约的 1/2 时间）和 T2（租约的 7/8 时间），通常这两个租期期满后会续租同一 IP，只有当上述两个租期时间点都续租失败，才会重新申请 IP。

ESP-IDF 里使用 `setsockopt` 的 `SO_SNDBUF` 选项获取或者设置发送缓冲区大小会报错，为什么？

lwIP 默认不支持 SO_SNDBUF 选项，如果需要配置发送缓冲区大小可以在 menuconfig -> Component config -> LWIP -> TCP -> Default send buffer size 设置。如果需要获取或者设置接收缓冲区大小，此时需要在 menuconfig 里使能 CONFIG_LWIP_SO_RCVBUF 选项后才支持使用 setsockopt 的 SO_RCVBUF 选项获取或者设置接收缓冲区大小。

使用 ESP-IDF 测试发现 TCP & UDP 的网络数据延时较大，请问 TCP & UDP 协议的缓冲数据机制是什么？

对于 TCP，套接字选项里有 TCP_NODELAY 选项，可以使能该选项来禁用默认使能的 Nagle 算法，这样就不会出现本地缓存一定数据后再一起发送的情况。

对于 UDP，UDP 的数据交互采取直接发送的形式，如果有延迟，也是 Wi-Fi 网络环境的延迟，和 UDP 本身无关。

如果是网络环境较差导致 TCP 重传，重传的间隔设置过大会导致延迟高，可以尝试缩短 RTO 的值（通过修改 menuconfig 里的 component config -> lwip -> tcp -> Default TCP rto time 和 TCP timer interval 选项）。

ESP32 做双网卡（比如 ETH+STA）时，默认路由如何选择？

以下总结了双网卡时默认路由如何选择，以 ETH 和 STA 为例：

假设 ETH 和 STA 在同一个局域网：

当设备访问局域网地址时，数据走最后 up 的 netif。

当设备访问非局域网内地址时，数据走 route_prio 值大的 netif。

假设 ETH 和 STA 不在一个局域网，ETH 属于 192.168.3.x 网段，STA 属于 192.168.2.x 网段：

当设备访问 192.168.3.5 时，就会走 ETH netif。

当设备访问 192.168.2.5 时，就会走 STA netif。

当设备访问 10.10.10.10 时，就会走默认路由（route_prio 值大的 netif）。netif 起来后，会根据 route_prio 值大小设置默认路由，默认路由往往是 route_prio 值大的 netif。当设备访问的地址不在路由表里时，数据就会走默认路由。

ESP-IDF 里 TCP 如何开启 keepalive？

可以参考 esp_tls.c 里的使能 TCP keepalive 相关代码。

ESP-IDF 里可以在多线程里操作同一个套接字吗？

可以，在 ESP-IDF 中，多线程可以共享同一个套接字进行通信。每个线程都可以使用同一个套接字来发送和接收数据，但需要确保在访问套接字时进行线程同步，避免竞争条件和死锁等问题。一般可以使用互斥锁（mutex）来控制套接字的访问，确保每个线程访问套接字时都是互斥的，避免出现同时访问套接字导致数据混乱的情况。多线程操作同一个套接字有风险，不建议该做法。

ESP DHCP 服务器模式下，ESP 设备分配到其他设备 IP 的时间是多少？

默认为 120 s，具体见 DHCPS_LEASE_TIME_DEF 参数，不建议修改为太小的值。

ESP-IDF DHCP 里三个租约相关时间是指什么？具体对应代码里的什么参数？

DHCP 有租约时间 (Address Lease Time)、租约续期时 (Lease Renewal Time) 和租约重新设定的时间 (Lease Rebinding Time)，分别对应 lwIP 代码 offered_t0_lease、offered_t1_renew 和 offered_t2_rebind。

ESP-IDF lwIP 里每次发送数据的最大长度是多少？

如果使用套接字接口 send，支持最大长度有 SSIZE_MAX 参数决定。如果使用 tcp_write 函数，最大发送的长度受限于 snd_buf （发送缓存区长度）。 send 接口是 lwIP 基于顺序 API 封装的套接字接口，是比 tcp_write 还要上层的接口，更适合于用户层开发调用。这两个 API 调用资源占用几乎没有差别。

使用 ESP-IDF 出现 lwIP 层相关问题需要更多的调试日志时，如何使能对应的调试日志打印（如 lwIP 下的 DHCP 和 IP 等）？

可以在 menuconfig 里使能 lwIP 相关调试日志选项，具体的选项为：menuconfig -> Component config -> LWIP -> Enable LWIP Debug。其中有子选项 Enable IP debug messages、Enable DHCP debug messages 等，可以按实际需要进行勾选来开启对应的调试日志。

如在上述 menuconfig 里没有找到想要的调试日志模块，如 UDP 模块，请首先检查 esp-idf/components/lwip/port/esp32/include/lwipopts.h 中是否有 #define UDP_DEBUG，如果有，可以手动将 #define UDP_DEBUG LWIP_DBG_OFF 修改为 #define UDP_DEBUG LWIP_DBG_ON。如果没有，可以参照 esp-idf/components/lwip/lwip/src/include/lwip/opt.h 文件下的 #define UDP_DEBUG LWIP_DBG_OFF，在 esp-idf/components/lwip/port/esp32/include/lwipopts.h 里加一行 #define UDP_DEBUG LWIP_DBG_ON。

ESP-IDF 中套接字阻塞和非阻塞的区别是什么?

对于读而言，阻塞和非阻塞的区别在于底层没有数据到达时读接口是否立刻返回。阻塞的读会一直等到读取到数据或者异常，非阻塞的读会立刻返回，无论有无数据。

对于写而言，阻塞和非阻塞的区别在于底层缓冲区满了后写接口是否立刻返回。阻塞的写，如果底层不可写（底层缓冲区满了或者对端没有 ack 之前发送的数据），这时候的写操作会一直阻塞，直到可写或者异常才会退出；非阻塞的写是可以写多少就写多少，无需等待底层是否可写，返回写入的长度。

非阻塞接口调用后不会阻塞当前进程继续执行，阻塞接口调用后会阻塞当前进程执行。

ESP32 是否支持在连上路由后使用上一次成功连接路由器时的 IP 进行通信，如果失败再重新开始认证流程，通过 DHCP 来获取新的 IP？

支持，可以在 menuconfig 里使能 Component config > LWIP ->DHCP: Restore last IP obtained from DHCP server 选项。

需要注意的是，此时不能用静态 IP 来代替，因为静态 IP 设置没有冲突检测，可能会导致 IP 冲突。

使用 socket 编程时，如何实现 connect 超时？

将 socket 设置为非阻塞模式，connect() 函数也会是非阻塞，之后通过 select() 函数设置超时时间来判断 socket 是否连接成功，详细操作可参考 “socket 连接超时设置”。

ESP32 使用 SNTP 同步实时时间时发现存在随机延时，进一步分析后发现是 IDF lwip 组件里的 `SNTP_STARTUP_DELAY` 默认为 1 导致的，是否有办法在不修改 IDF 组件的情况下去掉随机延时？

目前没有办法在不修改 IDF 组件的情况下去掉随机延时，需要手动在 lwip 组件里的 lwipopts.h 文件里加上 #define SNTP_STARTUP_DELAY 0 这一行代码。这个修改可以减少 SNTP 发送请求的时间，进而减少 ESP 设备上电后到连云成功的整体时间。

默认使能此随机延时选项的原因是：这是由 SNTP RFC 协议规定的，防止 SNTP 服务器负载太高，有个随机的 delay 值可以减少设备同时访问的数量。

IPv4 和 IPv6 是否支持设置静态 IP？

如果是本地静态 IP，IPv4 支持设置，但 IPv6 的本地 IP 是按照协议规则自动生成的，无需手动设置。

如果是全局静态 IP，IPv6 和 IPv4 都支持设置。

安卓手机连上 ESP SoftAP 后，手机会提示 “不可上网是否继续使用”，若选择 “不使用”，手机仍能通过流量访问外部网页，但同样的操作，苹果手机无法通过流量访问外部网页。这是什么原因？如何解决？

原因：ESP DHCP Server 回复的 DHCP ACK 里包含 option3 (router) 字段，因此手机解析该 option 后，会设置默认路由为 192.168.4.1，导致苹果手机后续通过 ESP Wi-Fi 而不是流量访问外部网页。

解决方法：将 dhcpserver.c 的这部分代码段注释即可。

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lwIP

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使用 ESP-IDF 如何设置静态 IP？

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连续多次创建并关闭 TCP SOCKET 后出现报错 “Unable to create TCP socket: errno 23”，怎么解决？

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ESP-IDF 里目前使用的 lwIP 版本是什么？

在 DHCP 模式下，ESP32 申请到 IP 后，如果租期到期，会续约此 IP 还是重新申请 IP？

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