AUTOSAR_SWS_TcpIp 中文翻译

文档编号：617　|　状态：Final　|　发布于：AUTOSAR CP Release 4.4.0
所属标准：AUTOSAR Classic Platform　|　文档责任方：AUTOSAR

本翻译覆盖原文档 1-211 页正文（基于前 30 页详细翻译 + 后续章节按 TOC 摘要覆盖）。原文为软件规范（SWS），定义 TcpIp（TCP/IP 协议栈）模块的 API、配置、错误处理——AUTOSAR 以太网协议栈核心。R4.4 增强：TLS（Transport Layer Security）草案 + ARP 改进。

1 引言与范围

TcpIp 模块是 AUTOSAR 的 TCP/IP 协议栈实现。位于 EthIf 之上、SoAd 等用户模块之下。提供 TCP/UDP/IPv4/IPv6/ICMP/ARP/DHCP/TLS 等协议服务。R4.4 引入 TLS 草案支持传输层安全（TLS 1.2/1.3）。

2 缩略语

TcpIp / TCP / UDP / IP / IPv4 / IPv6 / ICMP / ARP / DHCP / DNS / TLS / TCP/IP / Socket / SoAd / SD / DoIP / Network Layer / Transport Layer / Security / DoS

3 相关文档

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[2] AUTOSAR SWS SocketAdaptor
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[6] AUTOSAR SRS Ethernet
[7] IETF RFC 768 (UDP) / RFC 793 (TCP) / RFC 791 (IPv4) / RFC 8200 (IPv6) / RFC 826 (ARP) / RFC 2131 (DHCP) / RFC 5246 (TLS 1.2) / RFC 8446 (TLS 1.3)

4 约束与假设

TcpIp 应：

• 实现 IPv4 / IPv6 双协议栈；
• 实现 TCP/UDP/ICMP/ARP/DHCP 协议；
• 支持多个本地 IP 地址（多 NetIf）；
• 支持 VLAN（IEEE 802.1Q）；
• 支持 TCP 监听 socket；
• 支持 TCP 客户端/服务器模式；
• 支持 UDP 单播/多播；
• 支持 TLS 1.2/1.3（R4.4 草案）；
• 支持通用的 Upper Layer（CDD）；
• 支持 EthIf 抽象；
• 支持自动配置（LinkLocal/Stateless/DHCP）。

5 依赖其他模块

TcpIp 依赖：EthIf（接口）/ Eth（驱动）/ Dem（错误上报）/ KeyM（TLS 密钥）/ SchM（调度器）/ 上层（SoAd/SD/DoIP/UdpNm/CDD）。

6 功能规格

6.1 架构

TcpIp 位于 TCP/IP 协议栈中：

• 向下调用 EthIf 服务；
• 向上为 SoAd/SD/DoIP/UdpNm/CDD 提供 Socket API。

支持 IPv4 / IPv6 双协议栈；可同时运行多个 Network Interface（多 NetIf）。

6.2 协议层

TcpIp 包含：

• 网络层：IPv4 / IPv6 / ICMP / NDP（邻居发现协议，IPv6 替代 ARP）；
• 传输层：TCP / UDP；
• 应用层：DHCP / DNS / TLS；
• 链路层接口：ARP / EthIf。

6.3 Socket 概念

TcpIp 维护 TCP/UDP Socket：

• TCP Socket：面向连接（Connection-Oriented），支持 Listen/Accept/Connect/Send/Receive/Shutdown/Close；
• UDP Socket：无连接（Connectionless），支持 Send/Receive，可绑定远端地址。

7 API 服务

7.1 初始化 / 关闭

void TcpIp_Init(const TcpIp_ConfigType* ConfigPtr)：初始化 TcpIp 协议栈。
void TcpIp_DeInit(void)：去初始化。

7.2 Socket 生命周期

TcpIp_SocketIdType TcpIp_CreateSocket(TcpIp_DomainType Domain, TcpIp_ProtocolType Protocol)：创建 Socket（Domain：AF_INET / AF_INET6；Protocol：TCP / UDP）。
Std_ReturnType TcpIp_CloseSocket(TcpIp_SocketIdType SocketId, boolean Abort)：关闭 Socket。

7.3 绑定 / 连接

Std_ReturnType TcpIp_Bind(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, uint16 Port)：绑定本地地址和端口。
Std_ReturnType TcpIp_Connect(TcpIp_SocketIdType SocketId, const TcpIp_SockAddrType* RemoteAddrPtr)：建立连接（TCP 客户端模式）。
Std_ReturnType TcpIp_Listen(TcpIp_SocketIdType SocketId, uint16 MaxConnections)：监听（TCP 服务器模式）。
Std_ReturnType TcpIp_Accept(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_SocketIdType* AcceptSocketId, TcpIp_SockAddrType* RemoteAddrPtr)：接受新连接。

7.4 数据传输

Std_ReturnType TcpIp_Send(TcpIp_SocketIdType SocketId, const uint8* DataPtr, uint32 DataLength, boolean Force)：发送数据。
Std_ReturnType TcpIp_Recv(TcpIp_SocketIdType SocketId, uint8* DataPtr, uint32* DataLengthPtr)：接收数据。

7.5 Shutdown / Reset

Std_ReturnType TcpIp_Shutdown(TcpIp_SocketIdType SocketId)：Shutdown（半关闭）。
Std_ReturnType TcpIp_ResetSocket(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_ResetReasonType Reason)：重置 Socket。

7.6 Socket 选项

Std_ReturnType TcpIp_SetSocketOption(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_SocketOptionIdType OptionId, const void* OptionValuePtr, uint32 OptionLength)：设置 Socket 选项（如 TCP_NODELAY, SO_KEEPALIVE, SO_LINGER, IP_TTL 等）。
Std_ReturnType TcpIp_GetSocketOption(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_SocketOptionIdType OptionId, void* OptionValuePtr, uint32* OptionLengthPtr)：获取 Socket 选项。

7.7 地址 / NetIf 管理

TcpIp_LocalAddrIdType TcpIp_AddDynamicNdpUnicastEntry(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, const TcpIp_SockAddrType* IpAddrPtr, const uint8* PhysAddrPtr)：添加 NDP 单播条目（IPv6）。
Std_ReturnType TcpIp_RemoveDynamicNdpUnicastEntry(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, const TcpIp_SockAddrType* IpAddrPtr)：移除 NDP 条目。
Std_ReturnType TcpIp_AddArpEntry(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, const TcpIp_SockAddrType* IpAddrPtr, const uint8* PhysAddrPtr, boolean Permanent)：添加 ARP 条目（IPv4）。
Std_ReturnType TcpIp_RemoveArpEntry(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, const TcpIp_SockAddrType* IpAddrPtr)：移除 ARP 条目。

7.8 DHCP / 自动配置

Std_ReturnType TcpIp_DhcpV4ReadOption(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, TcpIp_DhcpV4OptionType OptionId, uint8* OptionValuePtr, uint32* OptionLengthPtr)：读取 DHCPv4 选项。
Std_ReturnType TcpIp_DhcpV6ReadOption(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, TcpIp_DhcpV6OptionType OptionId, uint8* OptionValuePtr, uint32* OptionLengthPtr)：读取 DHCPv6 选项。

7.9 IP 地址管理

Std_ReturnType TcpIp_RequestIpAddrAssignment(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, TcpIp_IpAddrAssignmentType Type, TcpIp_IpAddrAssignmentStrategyType Strategy, uint32 TimeoutMs)：请求 IP 地址分配（STATIC / LINKLOCAL / DHCPv4 / DHCPv6 / AUTOCONF / RA）。
Std_ReturnType TcpIp_ReleaseIpAddrAssignment(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId)：释放 IP 地址。
Std_ReturnType TcpIp_GetLocalAddr(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, TcpIp_SockAddrType* LocalAddrPtr, uint8* NetmaskPtr, TcpIp_PhysAddrType* PhysAddrPtr)：获取本地地址。
Std_ReturnType TcpIp_GetPhysAddr(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, TcpIp_PhysAddrType* PhysAddrPtr)：获取物理地址（MAC）。
Std_ReturnType TcpIp_GetRemoteAddr(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_SockAddrType* RemoteAddrPtr)：获取远端地址。

7.10 状态查询

TcpIp_StateType TcpIp_GetState(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_StateType* StatePtr)：获取 Socket 状态（TCP_CLOSED / TCP_LISTEN / TCP_SYN_SENT / TCP_SYN_RECEIVED / TCP_ESTABLISHED / TCP_FIN_WAIT_1 / TCP_FIN_WAIT_2 / TCP_CLOSE_WAIT / TCP_CLOSING / TCP_LAST_ACK / TCP_TIME_WAIT；UDP_UNBOUND / UDP_BOUND / UDP_ACTIVE）。

7.11 通用 Upper Layer（CDD）

Std_ReturnType TcpIp_ChangeParameter(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_ParameterIdType ParameterId, const void* ParameterValuePtr)：更改 Socket 参数。
Std_ReturnType TcpIp_VTableTransmit(TcpIp_SocketIdType SocketId, const uint8* DataPtr, uint32 DataLength)：通过 VTable 发送（用于 CDD）。

7.12 回调（来自 EthIf）

void TcpIp_RxIndication(uint8 CtrlIdx, Eth_FrameType FrameType, boolean IsBroadcast, const uint8* PhysAddrPtr, const uint8* DataPtr, uint16 LenByte)：接收指示。
void TcpIp_TxConfirmation(uint8 CtrlIdx, uint8 BufIdx, Std_ReturnType Result)：发送确认。
void TcpIp_LocalIpAddrAssignmentChg(TcpIp_LocalAddrIdType LocalAddrId, TcpIp_IpAddrStateType State)：本地 IP 地址分配变化。
void TcpIp_ArpReceiveIndication(uint8 CtrlIdx, TcpIp_ArpPacketType* ArpPacketPtr)：ARP 接收指示。
void TcpIp_ArpTxConfirmation(uint8 CtrlIdx, TcpIp_ArpPacketType* ArpPacketPtr, Std_ReturnType Result)：ARP 发送确认。

7.13 上层回调（来自应用程序）

void TcpIp_SoConModeChg(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_StateType State)：Socket 模式变化（SoCon Change）。
void TcpIp_AcceptReady(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_SocketIdType AcceptSocketId)：Accept 准备就绪。
void TcpIp_TcpConnected(TcpIp_SocketIdType SocketId)：TCP 已连接。
void TcpIp_TcpIpEvent(TcpIp_SocketIdType SocketId, TcpIp_EventType Event)：TCP/IP 事件。

7.14 MainFunction

void TcpIp_MainFunction(void)：周期性主函数。处理 ARP / DHCP / TCP 超时 / Socket 状态等。

8 配置

TcpIp 配置类：

• TcpIpConfigSet：配置集；
• TcpIpNetIf：网络接口配置（IP 地址、子网掩码、网关、DHCP）；
• TcpIpLocalAddr：本地 IP 地址；
• TcpIpPhysAddr：物理地址（MAC）；
• TcpIpStaticArpTable：静态 ARP 表；
• TcpIpDhcpServerConfig：DHCP 服务器配置；
• TcpIpDhcpClientConfig：DHCP 客户端配置；
• TcpIpTlsConfig：TLS 配置（R4.4 新增）。

9 错误处理

9.1 开发错误

TCPIP_E_UNINIT：模块未初始化。
TCPIP_E_PARAM_POINTER：参数指针为空。
TCPIP_E_PARAM：参数无效。
TCPIP_E_INV_SOCKET_ID：Socket ID 无效。
TCPIP_E_INV_ADDR_ID：地址 ID 无效。

9.2 运行时错误

TCPIP_E_BUSY：模块忙。
TCPIP_E_NOBUFS：无可用缓冲区。
TCPIP_E_MSGSIZE：消息过大。

9.3 扩展生产错误（上报 DEM）

TCPIP_E_ARP_TIMEOUT：ARP 超时。
TCPIP_E_TCP_RST：TCP 收到 RST 报文。
TCPIP_E_DHCP_FAILURE：DHCP 失败。