在进行本节之前,首先解决大家的一个疑惑点:Client和Client_Socket有什么区别或分别代表的含义?
Socket标准定义为套接字,应用于主流的网络设计程序,具有使用简单,多平台移植方便的特点。在Socket应用中,使用一个套接字来记录网络的一个连接,套接字是一个整数,就像操作文件一样,利用一个文件描述符,进行打开、读、写、关闭等操作。在网络中,可以对Socket 套接字进行类似的操作,比如开启一个网络的连接、读取连接主机发送来的数据、向连接的主机发送数据、终止连接等操作。LwIP设计目的主要应用于嵌入式平台,对于Socket的支持并不完全,只是通过对netconn进行封装实现部分功能,使得LwIP也具有多平台应用的特性,通过Socket方式的了解能够极大简化通信过程的理解,快速实现应用开发。
Demo应用中,使用的开发板为MB-039,在工程中使用LwIP+FreeRTOS,实验展示如何制作一个客户端并发送数据,板载Ethernet相关的硬件部分电路如下:
各个信号引脚对应如下:
通过配置复用相关引脚为RMII相关的功能,初始化以太网功能,执行FreeRTOS的启动。具体过程可参考样例初始化程序中代码。
在进行Client_Socket实验前,我们先了解需要使用到的应用功能函数:
(1)socket () (2)connect () (3)write ()
(1) socket ()
Socket()指向lwip_socket(),功能为申请一个套接字,lwip_socket()源码如下:
int lwip_socket(int domain, int type, int protocol) { struct netconn *conn; int i; LWIP_UNUSED_ARG(domain); /* @todo: check this */ /* create a netconn */ switch (type) { case SOCK_RAW: conn = netconn_new_with_proto_and_callback(DOMAIN_TO_NETCONN_TYPE(domain, NETCONN_RAW), (u8_t)protocol, DEFAULT_SOCKET_EVENTCB); LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%s, SOCK_RAW, %d) = ", domain == PF_INET ? "PF_INET" : "UNKNOWN", protocol)); break; case SOCK_DGRAM: conn = netconn_new_with_callback(DOMAIN_TO_NETCONN_TYPE(domain, ((protocol == IPPROTO_UDPLITE) ? NETCONN_UDPLITE : NETCONN_UDP)), DEFAULT_SOCKET_EVENTCB); LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%s, SOCK_DGRAM, %d) = ", domain == PF_INET ? "PF_INET" : "UNKNOWN", protocol)); #if LWIP_NETBUF_RECVINFO if (conn) { /* netconn layer enables pktinfo by default, sockets default to off */ conn->flags = ~NETCONN_FLAG_PKTINFO; } #endif /* LWIP_NETBUF_RECVINFO */ break; case SOCK_STREAM: conn = netconn_new_with_callback(DOMAIN_TO_NETCONN_TYPE(domain, NETCONN_TCP), DEFAULT_SOCKET_EVENTCB); LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%s, SOCK_STREAM, %d) = ", domain == PF_INET ? "PF_INET" : "UNKNOWN", protocol)); break; default: LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%d, %d/UNKNOWN, %d) = -1n", domain, type, protocol)); set_errno(EINVAL); return -1; } if (!conn) { LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("-1 / ENOBUFS (could not create netconn)n")); set_errno(ENOBUFS); return -1; } i = alloc_socket(conn, 0); if (i == -1) { netconn_delete(conn); set_errno(ENFILE); return -1; } conn->socket = i; done_socket( sockets[i - LWIP_SOCKET_OFFSET]); LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("%dn", i)); set_errno(0); return i; }
从源码中我们可以看出,本质上是对netconn_new()进行封装。我们关注一下其参数,domain表示协议簇,对于IP/TCP来说该值始终为AF_INET。重点需要关注一下type,我们查看API手册对于几种类型的解释如下:
1. SOCK_STREAM:提供可靠的(即能保证数据正确传送到对方)面向连接Socket服务,多用于资料(如文件)传输,如TCP协议。
2. SOCK_DGRAM:是提供无保障的面向消息的Socket服务,主要用于在网络上发广播信息,如UDP协议,提供无连接不可靠的数据报交付服务。
3. SOCK_RAW:表示原始套接字,它允许应用程序访问网络层的原始数据包,这个套接字用得比较少,暂时不用理会它。
Protocol指定套接字使用的协议,对于IPv4,TCP协议提供SOCK_STREAM服务,只有UDP协议提供SOCK_DGRAM服务。
(2) connect ()
connect()指向lwip_connect()(源码较长,就不进行粘贴了),函数的作用与前文介绍netconn_connect功能一致,通过源码可以知道其是通过对netconn_connect的封装实现。在TCP客户端连接中,调用这个函数将发生握手过程,并最终建立新的TCP连接。对于UDP来说调用这个函数只是在UDP控制块中记录远端IP地址与端口号。
(3) write ()
Write()指向lwip_write,源码如下,其通过调用lwip_send实现,flags为0。
ssize_t lwip_write(int s, const void *data, size_t size) { return lwip_send(s, data, size, 0); }
了解了以上3个API,接下来开始创建Client_Socket工程:
static void client(void *thread_param) { int sock = -1; struct sockaddr_in client_addr; ip4_addr_t ipaddr; uint8_t send_buf[]= " This is MM32F3270 TCP Client_Socket Demo n"; IP4_ADDR( ipaddr,DEST_IP_ADDR0,DEST_IP_ADDR1,DEST_IP_ADDR2,DEST_IP_ADDR3); while(1) { sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //(1) if (sock < 0) { vTaskDelay(10); continue; } client_addr.sin_family = AF_INET; //(2) client_addr.sin_port = htons(DEST_PORT); //(3) client_addr.sin_addr.s_addr = ipaddr.addr; //(4) memset( (client_addr.sin_zero), 0, sizeof(client_addr.sin_zero)); if (connect(sock, (struct sockaddr *) client_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) //(5) { printf("Connect failed!n"); closesocket(sock); vTaskDelay(10); continue; } while (1) { if(write(sock,send_buf,sizeof(send_buf)) < 0) //(6) break; vTaskDelay(1000); } closesocket(sock); } }
(1)申请一个套接字:socket
(2)协议簇类型(AF_INET用于TCP/IP协议)
(3)将端口赋值给client_addr的sin_port成员
(4)将地址赋值给client_addr的sin_addr.s_addr成员
(5)创建连接,将sock与地址端口进行绑定,建立连接
(6)发送数据
到这里已经完成了Client Socket工程的创建,还有一步比较重要的是配置Client与Server端的IP,将数据发送给服务器端。
在Windows下,通过打开命令行窗口输入:ipconfig可以获取本机地址与服务器的地址。
可以观察到PC地址为:192.168.105.34,在sys_arch.h文件中对DEST_IP_ADDR0 、DEST_IP_ADDR1、DEST_IP_ADDR2、DEST_IP_ADDR3进行修改,DEST_PORT可选用空闲端口,设备IP需要设置在同一个网段内通信才能进行IP_ADDR0、IP_ADDR1 、IP_ADDR2,需要与PC地址保持一致,IP_ADDR3可以随意设置(和PC地址不一致即可)。
#define DEST_IP_ADDR0 192 #define DEST_IP_ADDR1 168 #define DEST_IP_ADDR2 105 #define DEST_IP_ADDR3 34 #define DEST_PORT 5001 #define IP_ADDR0 192 #define IP_ADDR1 168 #define IP_ADDR2 105 #define IP_ADDR3 130
将程序下载入开发板中,使用SSCOM工具进行如下设置:
点击侦听:
可以观察到正常侦听并接收到数据,表明实验成功。Demo程序可登录MindMotion的官网下载MM32F3270 lib_Samples。
来源:灵动MM32MCU
审核编辑:汤梓红
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