前言
上一章我们用W5100S-EVB-PICO开发板通过DNS解析www.baidu.com(百度域名)成功得到其IP地址,那么本章我们将用我们的开发板作为客户端去连接服务器,并做数据回环测试:收到服务器发送的数据,并回传给服务器。
TCP是什么?什么是TCP Client? 能做什么?
TCP (Transmission Control Protocol) 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输协议,用于在计算机网络上传输数据。TCP Client是指TCP网络服务的客户端连接,主动向服务器发起连接请求并建立连接,用于实现串口数据和服务器数据的交互,保证数据的可靠交换。TCP Clent通常用于设备与服务器之间的数据交互,是最常用的联网通信方式。
TCP Client的主要作用是建立和管理与TCP服务器之间的连接,实现数据的可靠传输。通过TCP Client,设备可以向服务器发送数据并从服务器接收数据,从而实现设备与服务器之间的数据交互。
在TCP Client中,客户端程序需要指定服务器的IP地址和端口号,并使用TCP协议与服务器建立连接。一旦连接建立成功,客户端程序就可以通过数据流对象 (NetworkStream) 与服务器进行数据交互。
因此,TCP Client可以帮助设备实现与服务器之间的可靠数据交换,是设备联网通信的重要方式之一。在工业自动化、物联网、智能家居等应用中,TCP Client被广泛使用。
连接方式
使开发板和我们的电脑处于同一网段:
- 开发板(设备)通过交叉线直连主机(PC)
- 开发板和主机都接在路由器LAN口
测试工具
- 网络调试工具(任意)
- wireshark抓包工具
回环测试
1. 相关代码
如下所示,我们可以看到应用实例里面loopback_tcpc的具体实现,我们需要传入四个参数:socket端口号、收发缓存、目的IP地址和目的端口号;函数里面用一个Switch状态机,对socket端口状态轮询并进行相应的处理,处于连接状态就判断是否收到数据,如果有就获取数据大小,并做回传处理,回传失败就关闭端口;处于关闭状态就跑tcp协议并打开端口;处于初始化状态就连接服务器;处于等待关闭状态就断开连接。
cpp
int32_t loopback_tcpc(uint8_t sn, uint8_t* buf, uint8_t* destip, uint16_t destport)
{
int32_t ret; // return value for SOCK_ERRORs
uint16_t size = 0, sentsize=0;
// Destination (TCP Server) IP info (will be connected)
// >> loopback_tcpc() function parameter
// >> Ex)
// uint8_t destip[4] = {192, 168, 0, 214};
// uint16_t destport = 5000;
// Port number for TCP client (will be increased)
static uint16_t any_port = 50000;
// Socket Status Transitions
// Check the W5500 Socket n status register (Sn_SR, The 'Sn_SR' controlled by Sn_CR command or Packet send/recv status)
switch(getSn_SR(sn))
{
case SOCK_ESTABLISHED :
if(getSn_IR(sn) & Sn_IR_CON) // Socket n interrupt register mask; TCP CON interrupt = connection with peer is successful
{
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
printf("%d:Connected to - %d.%d.%d.%d : %d\r\n",sn, destip[0], destip[1], destip[2], destip[3], destport);
#endif
setSn_IR(sn, Sn_IR_CON); // this interrupt should be write the bit cleared to '1'
}
//
// Data Transaction Parts; Handle the [data receive and send] process
//
if((size = getSn_RX_RSR(sn)) > 0) // Sn_RX_RSR: Socket n Received Size Register, Receiving data length
{
if(size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE; // DATA_BUF_SIZE means user defined buffer size (array)
ret = recv(sn, buf, size); // Data Receive process (H/W Rx socket buffer -> User's buffer)
if(ret <= 0) return ret; // If the received data length <= 0, receive failed and process end
size = (uint16_t) ret;
sentsize = 0;
// Data sentsize control
while(size != sentsize)
{
ret = send(sn, buf+sentsize, size-sentsize); // Data send process (User's buffer -> Destination through H/W Tx socket buffer)
if(ret < 0) // Send Error occurred (sent data length < 0)
{
close(sn); // socket close
return ret;
}
sentsize += ret; // Don't care SOCKERR_BUSY, because it is zero.
}
}
//
break;
case SOCK_CLOSE_WAIT :
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
//printf("%d:CloseWait\r\n",sn);
#endif
if((ret=disconnect(sn)) != SOCK_OK) return ret;
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
printf("%d:Socket Closed\r\n", sn);
#endif
break;
case SOCK_INIT :
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
printf("%d:Try to connect to the %d.%d.%d.%d : %d\r\n", sn, destip[0], destip[1], destip[2], destip[3], destport);
#endif
if( (ret = connect(sn, destip, destport)) != SOCK_OK) return ret; // Try to TCP connect to the TCP server (destination)
break;
case SOCK_CLOSED:
close(sn);
if((ret=socket(sn, Sn_MR_TCP, any_port++, 0x00)) != sn){
if(any_port == 0xffff) any_port = 50000;
return ret; // TCP socket open with 'any_port' port number
}
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
//printf("%d:TCP client loopback start\r\n",sn);
//printf("%d:Socket opened\r\n",sn);
#endif
break;
default:
break;
}
return 1;
}
主函数就比较简单,在此之前我们先声明socket端口号和所用最大的缓存大小,不做分片处理默认为2KB;然后初始化网络信息、目标IP地址和目标端口,最后在while循环里调用loopback_tcpc并传入相应参数即可。
注意:这里的目的IP地址设置为我们的电脑IP地址,因为我们要让电脑端作为服务器,使用网络调试助手进行数据回环测试;另外目标端口选择尽量避免使用特殊端口,这里使用8080
cpp
#define SOCKET_ID 0
#define ETHERNET_BUF_MAX_SIZE (1024 * 2)
void network_init(void);
wiz_NetInfo net_info = {
.mac = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x16, 0xed, 0x2e},
.ip = {192, 168, 1, 10},
.sn = {255, 255, 255, 0},
.gw = {192, 168, 1, 1},
.dns = {8, 8, 8, 8},
.dhcp = NETINFO_STATIC};
wiz_NetInfo get_info;
static uint8_t ethernet_buf[ETHERNET_BUF_MAX_SIZE] = {0,};
static uint8_t des_ip[4] = {192, 168, 1, 2};
static uint16_t des_port = 8080;
int main()
{
stdio_init_all();
sleep_ms(2000);
network_init();
while(true)
{
loopback_tcpc(SOCKET_ID, ethernet_buf, des_ip, des_port);
sleep_ms(500);
}
}
void network_init(void)
{
uint8_t temp;
wizchip_initialize();
printf("W5100s tcp client example.\r\n");
sleep_ms(2000);
wizchip_setnetinfo(&net_info);
print_network_information(get_info);
sleep_ms(2000);
}
2.测试现象
我们编译烧录后,打开串行监视器,可以看到,配置相关信息后,尝试连接我们初始化设置的目的IP(电脑IP),然后我们在电脑上打开网络调试助手,选择tcp服务器模式,IP选择电脑的本机IP(一般默认即为电脑IP),端口号写8080(跟我们在开发板配置的信息一致,不然监听不到),配置完成打开后,可以看到客户端上线提示,尝试发送数据,可以看到成功回传。
我们也可以在打开wireshark抓包工具,输入命令<ip.addr == 192.168.1.10 and tcp>过滤数据包(IP地址改成自己电脑的,也即开发板设置的目标IP地址);我这里先关闭网络调试助手,然后又打开,接着发送0~9十个阿拉伯数字,可以通过抓包工具十分清楚明了的看到具体交互过程,如下图所示。
相关链接:
本章相应例程https://gitee.com/wiznet-hk/w5100s-evb-pico-routine.gitwireshark抓包工具下载链接https://www.wireshark.org/download.html