W6100-EVB-PICO 做UDP Server进行数据回环测试（七）

 前言

        前面我们用W6100-EVB-PICO 开发板在TCP Client和TCP Server模式下，分别进行数据回环测试，本章我们将用开发板在UDP Server模式下进行数据回环测试。

UDP是什么？什么是UDP Server？能干什么？

        UDP (User Dataqram Protocol) 是一种无连接的、不可靠的传输协议，用于在计算机网络上传输数据UDP Server是指UDP网络服务的服务器端连接，用于接收客户端的数据报文并返回响应，实现网络数据的交互。
        UDP Server的主要作用是接收客户端发送的数据报文，并进行处理和响应。通过UDP Server，客户端可以将数据报文发送到服务器，并从服务器接收响应。由于UDP是无连接的，因此每个数据报文都是独立处理的，服务器对于未收到的数据报文不会重传。
        在UDP Server中，服务器程序需要指定监听的端口号，并使用UDP协议接收客户端发送的数据报文。一旦接收到数据报文，服务器程序会对报文进行处理，并返回相应的响应报文。
        因此，UDP Server可以帮助设备实现数据报文的快速传输和响应，适用于一些对于数据传输速度和实时性要求较高的应用，如视频直播、语音通话等。在UDP Server中，由于数据报文的传输是不可靠的，因此需要客户端程序进行重传和超时处理，以保证数据的可靠传输。

UDP Server 和 UDP Client有何不同？

UDP服务器：

• 首先初始化
• 打开特定端口监听
• 可以接受多个客户端连接

UDP客户端：

• 指定目标IP和端口
• 发送数据

从套接字编程角度来看，两者完全相同。因此我们仅用UDP Server来做数据回环测试。

连接方式

使开发板和我们的电脑处于同一网段：

• 开发板通过交叉线直连主机
• 开发板和主机都接在路由器LAN口

测试工具

• 网路调试工具（任意）
• wireshark抓包工具

回环测试

1.相关代码

我们打开例程中库文件的loopback.c文件，可以看到udp server回环测试函数，它有三个参数：socket（套接字）端口号（0~8个端口，可开8路socket）、数据收发混存buf、监听端口；因为W6100以太网芯片支持IPv6，因此会有不同模式下的区分；原理上依旧是通过Switch状态机轮询socket端口（所开端口的套接字）状态，根据不同状态做出相应处理，与tcp不同的是，udp只有做了两个状态处理，如果为关闭状态就初始化socket状态为udp协议模式，并开始监听设置的端口；如果状态已经处于udp模式，即socket初始化后，就进行判断是否收到数据，收到就进行回传。如下所示：

int32_t loopback_udps(uint8_t sn, uint8_t* buf, uint16_t port, uint8_t loopback_mode)
{
    uint8_t status;
    static uint8_t destip[16] = {0,};
    static uint16_t destport;
    uint8_t pack_info;
    uint8_t addr_len;
    datasize_t ret;
    datasize_t received_size;
    uint16_t size, sentsize;
    uint8_t* mode_msg;

    if(loopback_mode == AS_IPV4)
    {
            mode_msg = msg_v4;
    }else if(loopback_mode == AS_IPV6)
    {
            mode_msg = msg_v6;
    }else
    {
            mode_msg = msg_dual;
    }

    getsockopt(sn, SO_STATUS,&status);
    switch(status)
    {
    case SOCK_UDP:
        getsockopt(sn, SO_RECVBUF, &received_size);
        if(received_size > DATA_BUF_SIZE) received_size = DATA_BUF_SIZE;
        if(received_size>0)
        {
            ret = recvfrom(sn, buf, received_size, (uint8_t*)&destip, (uint16_t*)&destport, &addr_len);
            buf[ret]=0x00;printf("addr_len=%d\n",addr_len);
            printf("recv form [%d.%d.%d.%d][%d]: %s\n",destip[0],destip[1],destip[2],destip[3],destport,buf);
            if(ret <= 0)
             return ret;
            received_size = (uint16_t) ret;
            sentsize = 0;
            while(sentsize != received_size){
                ret = sendto(sn, buf+sentsize, received_size-sentsize, destip, destport, addr_len);

                if(ret < 0) return ret;

                sentsize += ret; // Don't care SOCKERR_BUSY, because it is zero.
             }
        }
        break;
    case SOCK_CLOSED:

        switch(loopback_mode)
        {
        case AS_IPV4:
           socket(sn,Sn_MR_UDP4, port, SOCK_IO_NONBLOCK);
           break;
        case AS_IPV6:
           socket(sn,Sn_MR_UDP6, port, SOCK_IO_NONBLOCK);
           break;
        case AS_IPDUAL:
            socket(sn,Sn_MR_UDPD, port, SOCK_IO_NONBLOCK);
            break;
        }
        printf("%d:Opened, UDP loopback, port [%d] as %s\r\n", sn, port, mode_msg);

    }

    return 0;
}

然后我们在主函数里循环调用测试函数即可。可以看到里面还注释了一个udp client回环测试函数，这个基本跟udp server相同，独立出来是为了方便用户自己进行测试，这里不在演示。如下所示：

#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},
    .ipmode = NETINFO_STATIC_V4};
wiz_NetInfo get_info;
static uint8_t ethernet_buf[ETHERNET_BUF_MAX_SIZE] = {0,};
static uint8_t destip[4]={192, 168, 1, 2};
static uint16_t destport=8080;
static uint16_t local_port = 50000;

int main()                                                          
{   
    stdio_init_all();
    sleep_ms(2000);
    network_init();

    while(true)
    {
        loopback_udpc(SOCKET_ID, ethernet_buf, destip, destport, AS_IPV4);
        // loopback_udps(SOCKET_ID, ethernet_buf, local_port, AS_IPV4);
        sleep_ms(500);
    }
    

}

void network_init(void)
{
    uint8_t temp;
    wizchip_initialize();
     printf("W6100 udp test example.\r\n");
    sleep_ms(2000);
     /* Determine the network lock register status */
    if(!ctlwizchip(SYS_NET_LOCK, &temp))
    {   
        printf("unlock.\n");
        NETUNLOCK();
    }
    wizchip_setnetinfo(&net_info);
    ctlwizchip(CW_RESET_WIZCHIP, NULL);
    print_net_info(&get_info);
    sleep_ms(2000);   
}

2.测试现象

编译烧录后，打开串行监视器，看到网络信息配置成功后，打开两个网络调试助手，参数依次设置为UDP、本机的IP、8080，注意另一个调试助手的端口参数设置跟第一个不可以相同，避免冲突；这里将其设置为8081，完成后打开；然后远程IP和端口选择我们开发板设置的本地IP和本地端口，我这里是192.168.1.10 : 50000，然后我们让第一个调试助手发送0~9十个阿拉伯数字，第二个发送字符串：hello wiznet，可以看到串口打印收到不同客户端的数据，而且调试助手也分别收到了相对应的数据回传。如下图所示：

 我们可以打开wireshark抓包工具，输入命令过滤数据包（IP地址改成自己电脑的IP或者开发板的IP地址即可）；然后两个调试助手依次发送，可以到抓到的数据包。如下图所示：

相关链接 

本章相关例程链接https://gitee.com/wiznet-hk/example-of-w6100-evb-pico.git