基于MM32F3270以太網(wǎng)Client_Socket使用

在進(jìn)行本節(jié)之前，首先解決大家的一個(gè)疑惑點(diǎn)：Client和Client_Socket有什么區(qū)別或分別代表的含義？

Socket標(biāo)準(zhǔn)定義為套接字，應(yīng)用于主流的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)程序，具有使用簡單，多平臺(tái)移植方便的特點(diǎn)。在Socket應(yīng)用中，使用一個(gè)套接字來記錄網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)連接，套接字是一個(gè)整數(shù)，就像操作文件一樣，利用一個(gè)文件描述符，進(jìn)行打開、讀、寫、關(guān)閉等操作。在網(wǎng)絡(luò)中，可以對(duì)Socket 套接字進(jìn)行類似的操作，比如開啟一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接、讀取連接主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)、向連接的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)、終止連接等操作。LwIP設(shè)計(jì)目的主要應(yīng)用于嵌入式平臺(tái)，對(duì)于Socket的支持并不完全，只是通過對(duì)netconn進(jìn)行封裝實(shí)現(xiàn)部分功能，使得LwIP也具有多平臺(tái)應(yīng)用的特性，通過Socket方式的了解能夠極大簡化通信過程的理解，快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用開發(fā)。

Demo應(yīng)用中，使用的開發(fā)板為MB-039，在工程中使用LwIP+FreeRTOS，實(shí)驗(yàn)展示如何制作一個(gè)客戶端并發(fā)送數(shù)據(jù)，板載Ethernet相關(guān)的硬件部分電路如下：

MB-039 完整原理圖可以通過MM32官網(wǎng)下載。

各個(gè)信號(hào)引腳對(duì)應(yīng)如下：

通過配置復(fù)用相關(guān)引腳為RMII相關(guān)的功能，初始化以太網(wǎng)功能，執(zhí)行FreeRTOS的啟動(dòng)。具體過程可參考樣例初始化程序中代碼。

在進(jìn)行Client_Socket實(shí)驗(yàn)前，我們先了解需要使用到的應(yīng)用功能函數(shù)：

（1）socket ()

（2）connect ()

（3）write ()

(1) socket ()

Socket()指向lwip_socket()，功能為申請(qǐng)一個(gè)套接字，lwip_socket()源碼如下：

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;
}

從源碼中我們可以看出，本質(zhì)上是對(duì)netconn_new()進(jìn)行封裝。我們關(guān)注一下其參數(shù)，domain表示協(xié)議簇，對(duì)于IP/TCP來說該值始終為AF_INET。重點(diǎn)需要關(guān)注一下type,我們查看API手冊(cè)對(duì)于幾種類型的解釋如下：

1. SOCK_STREAM：提供可靠的（即能保證數(shù)據(jù)正確傳送到對(duì)方）面向連接Socket服務(wù)，多用于資料（如文件）傳輸，如TCP協(xié)議。

2. SOCK_DGRAM：是提供無保障的面向消息的Socket服務(wù)，主要用于在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)廣播信息，如UDP協(xié)議，提供無連接不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)交付服務(wù)。

3. SOCK_RAW：表示原始套接字，它允許應(yīng)用程序訪問網(wǎng)絡(luò)層的原始數(shù)據(jù)包，這個(gè)套接字用得比較少，暫時(shí)不用理會(huì)它。

Protocol指定套接字使用的協(xié)議，對(duì)于IPv4，TCP協(xié)議提供SOCK_STREAM服務(wù)，只有UDP協(xié)議提供SOCK_DGRAM服務(wù)。

(2) connect ()

connect()指向lwip_connect()（源碼較長，就不進(jìn)行粘貼了），函數(shù)的作用與前文介紹netconn_connect功能一致，通過源碼可以知道其是通過對(duì)netconn_connect的封裝實(shí)現(xiàn)。在TCP客戶端連接中，調(diào)用這個(gè)函數(shù)將發(fā)生握手過程，并最終建立新的TCP連接。對(duì)于UDP來說調(diào)用這個(gè)函數(shù)只是在UDP控制塊中記錄遠(yuǎn)端IP地址與端口號(hào)。

(3) write ()

Write()指向lwip_write，源碼如下，其通過調(diào)用lwip_send實(shí)現(xiàn)，flags為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個(gè)API，接下來開始創(chuàng)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）申請(qǐng)一個(gè)套接字：socket

（2）協(xié)議簇類型（AF_INET用于TCP/IP協(xié)議）

（3）將端口賦值給client_addr的sin_port成員

（4）將地址賦值給client_addr的sin_addr.s_addr成員

（5）創(chuàng)建連接，將sock與地址端口進(jìn)行綁定，建立連接

（6）發(fā)送數(shù)據(jù)

到這里已經(jīng)完成了Client Socket工程的創(chuàng)建，還有一步比較重要的是配置Client與Server端的IP，將數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器端。

在Windows下，通過打開命令行窗口輸入：ipconfig可以獲取本機(jī)地址與服務(wù)器的地址。

可以觀察到PC地址為：192.168.105.34，在sys_arch.h文件中對(duì)DEST_IP_ADDR0 、DEST_IP_ADDR1、DEST_IP_ADDR2、DEST_IP_ADDR3進(jìn)行修改，DEST_PORT可選用空閑端口，設(shè)備IP需要設(shè)置在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)通信才能進(jìn)行IP_ADDR0、IP_ADDR1 、IP_ADDR2，需要與PC地址保持一致，IP_ADDR3可以隨意設(shè)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

將程序下載入開發(fā)板中，使用SSCOM工具進(jìn)行如下設(shè)置：

點(diǎn)擊偵聽：

可以觀察到正常偵聽并接收到數(shù)據(jù)，表明實(shí)驗(yàn)成功。Demo程序可登錄MindMotion的官網(wǎng)下載MM32F3270 lib_Samples。

來源：靈動(dòng)MM32MCU


審核編輯：湯梓紅