嵌入式上位机开发入门（三）：TCP 编程 —— Server 端实现

目录

• 一、前言
• [二、Windows 网络编程环境](#二、Windows 网络编程环境)
• [三、TCP Server 通信流程](#三、TCP Server 通信流程)
• 四、完整代码实现
• 五、增加回复计数功能
• 六、总结
• 七、结尾

一、前言

大家好，这里是 Hello_Embed 。前两篇我们学习了网络通信的基本概念和常用 API，本篇将正式进入实战，编写一个完整的 TCP Server 程序。通过这个例子，你将理解 TCP 通信的完整流程，为后续编写客户端程序打下基础。

在开始编程之前需要事先安装好 VS Code 或 Visual Studio。

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二、Windows 网络编程环境

对于 Windows 网络编程，需要使用特定的头文件和库文件。

必要的头文件和库配置：

#include <WinSock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#define close closesocket

初始化 WinSock：

WSADATA wsa;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa) != 0) {
    return -1;  // 初始化失败
}

WSAStartup 必须在使用任何网络函数之前调用，用于初始化 Windows Socket 库。

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三、TCP Server 通信流程

按照 TCP 通信流程，Server 端需要经过以下步骤：

1. open socket（socket）

创建套接字，返回文件描述符。

int iSocketServer = (int)socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// AF_INET: IPv4 协议族
// SOCK_STREAM: TCP 流式套接字

2. name the socket（bind）

绑定 IP 地址和端口号。

struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET;
tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);  // 端口号转换为网络字节序
tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;   // 监听所有网卡
memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
bind(iSocketServer, (const struct sockaddr*)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));

3. listen for incoming connections（listen）

启动监听，等待客户端连接请求。

listen(iSocketServer, BACKLOG);  // BACKLOG 是等待队列长度

4. accept client connections（accept）

接收客户端连接，返回新的套接字用于通信。

int iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
struct sockaddr_in tSocketClientAddr;
int iSocketClient = (int)accept(iSocketServer, (struct sockaddr*)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);

5. send and receive data（send/recv）

收发数据。

int iRecvLen = recv(iSocketClient, (char*)ucRecvBuf, 1024, 0);
if(iRecvLen > 0) {
    // 处理接收到的数据
}

6. close connection（close）

关闭连接。

close(iSocketClient);

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四、完整代码实现

以下是一个完整的 TCP Server 程序，监听端口 8888，接收客户端数据并打印：

#define _WIN32_WINNT 0x0600
#include<iostream>
#include<WinSock2.h>
#include<ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#define close closesocket
#define SERVER_PORT 8888
#define BACKLOG 10

int main() {
    WSADATA wsa;
    int iSocketServer, iSocketClient, iAddrLen, iRecvLen, iClientNum = 0;
    struct sockaddr_in tSocketServerAddr, tSocketClientAddr;
    if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsa) != 0) return -1;
    iSocketServer = (int)socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET;
    tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
    bind(iSocketServer, (const struct sockaddr*)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
    listen(iSocketServer, BACKLOG);
    while (1) {
        iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
        iSocketClient = (int)accept(iSocketServer, (struct sockaddr*)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);
        if(-1 != iSocketClient) {
            char ip[20];
            inet_ntop(AF_INET, &tSocketClientAddr.sin_addr, ip, 20);
            printf("client ip:%s, port:%d\n", ip, iClientNum++);
            while(1) {
                char ucRecvBuf[1024];
                iRecvLen = recv(iSocketClient, (char*)ucRecvBuf, 1024, 0);
                if(iRecvLen > 0) {
                    ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';
                    printf("Get Msg From Client: %d %s\n", iClientNum, ucRecvBuf);
                } else {
                    close(iSocketClient);
                    break;
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

关键注意事项：

1. _WIN32_WINNT 宏定义的值 0x0600 表示 Windows Vista 或更高版本，这是 inet_ntop 函数在 Windows 上可用的最低版本要求。
2. 确保这个宏定义在所有 Windows 头文件之前，否则可能不会生效。

运行效果：

先运行程序，再打开串口软件选择 TCP Client，然后设置远程 IP 与本地 IP 一致，Server 端口号 8888，可正常发送数据。

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五、增加回复计数功能

在上面的基础上，增加一个功能：Server 接收到客户端消息后，自动回复一条计数消息。

#define _WIN32_WINNT 0x0600
#include<iostream>
#include<WinSock2.h>
#include<ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#define close closesocket
#define SERVER_PORT 8888
#define BACKLOG 10

int main() {
    WSADATA wsa;
    int iSocketServer, iSocketClient, iAddrLen, iRecvLen, iClientNum = 0, msg_cnt = 0;
    struct sockaddr_in tSocketServerAddr, tSocketClientAddr;
    if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsa) != 0) return -1;
    iSocketServer = (int)socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET;
    tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
    bind(iSocketServer, (const struct sockaddr*)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
    listen(iSocketServer, BACKLOG);
    while (1) {
        iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
        iSocketClient = (int)accept(iSocketServer, (struct sockaddr*)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);
        if(-1 != iSocketClient) {
            char ip[20];
            inet_ntop(AF_INET, &tSocketClientAddr.sin_addr, ip, 20);
            printf("client ip:%s, port:%d\n", ip, iClientNum++);
            msg_cnt = 0;
            while(1) {
                char ucRecvBuf[1024];
                iRecvLen = recv(iSocketClient, (char*)ucRecvBuf, 1024, 0);
                if(iRecvLen > 0) {
                    ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';
                    printf("Get Msg From Client: %d %s\n", iClientNum, ucRecvBuf);
                    snprintf(ucRecvBuf, 1024, "server msg %d", msg_cnt++);  // 生成回复消息
                    send(iSocketClient, ucRecvBuf, strlen(ucRecvBuf), 0);   // 发送回复
                } else {
                    close(iSocketClient);
                    break;
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

运行效果：

发送消息之后自动回复信息，计算消息数并累加。

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六、总结

• socket：创建套接字
• bind：绑定 IP 和端口
• listen：启动监听
• accept：接收客户端连接
• recv/send：收发数据
• close：关闭连接

TCP Server 的核心是 "监听 → 接收 → 处理 → 回复"，理解这个流程后，编写客户端程序就相对容易了。

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七、结尾

本篇我们实现了一个完整的 TCP Server 程序，下一篇我们将学习 TCP 客户端编程，实现与 Server 的双向通信。

Hello_Embed 继续带你从原理到实践，掌握嵌入式上位机开发的核心技能，敬请关注～