Lwip协议中网络接口(netif)无法ping通解决方法

提出问题：

在调试单板网络通信的时候，发现：

1、打开上位机软件，并连续发送读取数据指令。

2、接上网络线，给单板供电，上位机软件能正确接收到数据；断开单板电源，重新给单板供电，上位机能正确接收到数据；频繁几次开关机测试，上位机依然能正确接收到数据。

3、在单板供电的情况下，带电插拔网络线，上位机能正确接收到数据。

4、断开网线，给单板供电，等待一段时间后，插上网络线；上位机无法接收到数据。频繁测试几次，每次上位机都无法接收到数据。

解决问题：

1、根据测试结果分析，先连接好网络线后给单板供电，网络通信正常；先给单板供电后接网络线，网络通信异常。

2、首先怀疑硬件的问题，开机的时候PHY芯片由于时序的问题没有启动；更换PHY芯片外围电阻，进行测试，问题依然没有解决。

3、排除硬件问题，考虑软件问题，借助IDE的调试功能模拟开机的过程；发现不接网络线给单板供电，网络接口无法启用；

4、逐步排查PHY芯片初始化过程，lwip协议初始化过程后，发现PHY芯片启动了自协商功能；在连接网络线的情况下，PHY芯片与PC机自动协商连接速度与工作模式；在没有网络线的情况下，自动协商功能超时，网络接口无法连接(link down)。

5、将自动协商功能关闭，并手动设置连接速度与工作模式，进行测试，通信正常；频繁几次测试后；通信依然正常。

延伸：

lwip协议都是抽象层，物理层的驱动需要依据不同的PHY芯片手动编写；然后在链接(link up)到lwip协议中。

lwip定义了通用的网络接口结构

struct netif{

   struct netif *next;

#if LWIP_IPV4

  ip_addr_t ip_addr;          //IP地址

  ip_addr_t ip_netmask;    //子网掩码

  ip_addr_t ip_gw;             //默认网关

#endif  /* LWIP_IPV4 */

#if LWIP_IPV6

  ip_addr_t ip6_addr[LWIP_IPV6_NUM_ADDRESSES];

  ip_addr_t ip6_addr_state[LWIP_IPV6_NUM_ADDRESSES];

#endif /* LWIP_IPV6 */

  netif_input_fn input;       //网络设备驱动调用，传递一个数据包到TCP/IP

#if  LWIP_IPV4

  netif_output_fn output;  //发送数据包时，由IP模块调用。发送数据时，首先解析硬件地址然后发送数据。

                                        //对以太网物理层，这个函数是etharp_output();

#endif

  netif_linkoutput_fn linkoutput;  //发送数据时，由etharp_out()函数调用

#if LWIP_IPV6

  netif_output_ip6_fn output;

#end /* LWIP_IPV6 */

#if LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK

  netif_status_callbcak_fn status_callbcak; 

#endif /* LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK */

#if  LWIP_NETIF_LINK_CALLBCAK

  netif_status_calbcak_fn link_callbcak;

#endif /* LWIP_NETIF_LINK_CALLBCAK */

#if LWIP_NETIF_REMOVE_CALLBCAK

  netif_status_callback_fn remove_callbcak;

#endif /* LWIP_NETIF_REMOVE_CALLBCAK */

  void *state;

#ifdef netif_get_client_data

  void* client_data[LWIP_NETIF_CLIENT_DATA_INDEX_MAX + LWIP_NUM_NETIF_CLIENT_DATA];

#endif

#if  LWIP_IPV6_AUTOCONFIG

  u8_t ip6_autoconfig_ebabled;

#enif

#if LWIP_IPV6_SEND_ROUTER_SOLICIT

  u8_t rs_count;

#endif  /* LWIP_IPV6_SEND_ROUTER_SOLICIT */

#if  LWIP_NETIF_HOSTNAME

  const char* hostname;

#endif  /* LWIP_NETIF_HOSTNAME */

#if  LWIP_CHECKSUM_CTRL_PER_NETIF

  u16_t chksum_flag;

#endif  /* LWIP_CHECKSUM_CTRL_PER_NETIF */

  u16_t mtu;  //最大发送字节数

  u8_t hwaddr_len;

  u8_t hwaddr[NETIF_MAX_HWADDR_LEN];

  u8_t flag;

  char name[2];

  u8_t num;

#if MIB2_STATS

  u8_t link_type;

  u32_t link_speed;

  u32_t  ts;

  struct stats_mib2_netif_ctrs mib2_counters;

#endif  /* MIB2_STATS */

#if  LWIP_IPV4 && LWIP_IGMP

  netif_igmp_mac_filter_fn igmp_mac_filter;

#endif  /* LWIP_IPV4 && LWIP_IGMP */

#if LWIP_IPV6 && LWIP_IPV6_MLD

  netif_mld_mac_filter_fn mld_mac_filter;

#endif  /* LWIP_IPV6 && LWIP_IPV6_MLD */

#if  LWIP_NETIF_HWADDRHINT

  u8_t *addr_hint;

#endif  /* LWIP_NETIF_HWADDRHINT */

#if  ENABLE_LOOPBACK

  struct pbuf  *loop_first;

  struct pbuf  *loop_last;

#if  LWIP_LOOPBACK_MAX_PBUFS

  u16_t loop_cnt_current;

#endif  /* LWIP_LOOPBACK_MAX_PBUFS */

#endif  /* ENABLE_LOOPBACK */

}