在计算机网络中,TCP Server是不可或缺的角色,它负责监听和响应来自客户端的连接请求,处理数据交换,并提供一种可靠、稳定和高效的网络通信服务。
本文将以TCP Server为核心,将设备在TCP Server模式下进行数据回环测试。
W5100S/W5500是一款集成全硬件 TCP/IP 协议栈的嵌入式以太网控制器,同时也是一颗工业级以太网控制芯片。在以太网应用中使用 W5500 让用户可以更加方便地在设备之间实现远程连接和通信。
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 Server是指TCP网络服务的服务器端连接,用于接收客户端的连接请求并建立连接,实现网络数据的交互。
TCP Server的主要作用是监听客户端的连接请求,并建立与管理连接,实现数据的可靠传输。通过TCPServer,多个客户端可以同时与服务器建立连接,实现数据的多点传输。
在TCP Server中,服务器程序需要指定监听的端口号,并使用TCP协议与客户端建立连接。一旦有客户端连接进来,服务器程序就会为每个客户端建立一个单独的连接,并通过数据流对象 (NetworkStream) 与客广端进行数据交互。
因此,TCP Server可以帮助设备实现多点数据交互,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 Server被广泛使用。
Model | Embedded Core | Host I/F | TX/RX Buffer | HW Socket | Network Performance |
---|---|---|---|---|---|
W5100S | TCP/IPv4, MAC & PHY | 8bit BUS, SPI | 16KB | 4 | Max.25Mbps |
W6100 | TCP/IPv4/IPv6, MAC & PHY | 8bit BUS, Fast SPI | 32KB | 8 | Max.25Mbps |
W5500 | TCP/IPv4, MAC & PHY | Fast SPI | 32KB | 8 | Max 15Mbps |
软件:
硬件:
我们直接打开tcp_server.c文件(路径:examples/tcp_server/tcp_server.c)看下具体实现:
可以看到这里是以dhcp模式配置网络信息的,因此在主控和W5100S初始化完成后,会进行DHCP初始化,然后增加一个定时器初始化,用来做dhcp过程中的计时以进行超时处理;接着进入dhcp配置网络信息,成功则直接进入循环调用回环测试函数,失败则用我们初始化的静态I网络信息进行配置,然后再进入循环调用回环测试函数,如下所示:
/* Network information to be configured. */
wiz_NetInfo net_info = {
.mac = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x1e, 0xed, 0x2e}, // Configured MAC address
.ip = {192, 168, 1, 10}, // Configured IP address
.sn = {255, 255, 255, 0}, // Configured subnet mask
.gw = {192, 168, 1, 1}, // Configured gateway
.dns = {8, 8, 8, 8}, // Configured domain address
.dhcp = NETINFO_DHCP}; // Configured dhcp model,NETINFO_DHCP:use dhcp; NETINFO_STATIC: use static ip.
wiz_NetInfo get_info;
static uint8_t ethernet_buf[ETHERNET_BUF_MAX_SIZE] = {
0,
}; // Send and receive cache
static uint16_t local_port = 8000; // Local port
static uint8_t dhcp_get_ip_flag = 0; // Define the DHCP acquisition flag
int main()
{
struct repeating_timer timer; // Define the timer structure
/* MCU init */
stdio_init_all(); // Initialize the main control peripheral
wizchip_initialize(); // Initialize the chip interface
/*dhcp init*/
DHCP_init(SOCKET_ID, ethernet_buf); // DHCP initialization
add_repeating_timer_ms(1000, repeating_timer_callback, NULL, &timer); // Add DHCP 1s Tick Timer handler
printf("wiznet chip tcp server example.\r\n");
network_init(&net_info); // Configuring Network Information
print_network_information(&get_info); // Read back the configuration information and print it
while (true)
{
loopback_tcps(SOCKET_ID, ethernet_buf, local_port); // tcp server data loop test
}
}
跳进回环测试里面看下其具体实现: 该函数有这几个参数,socket端口号、数据收发缓存、目标IP地址、目标端口;可根据需要自行填入参数。其整体通过一个Swatch状态机轮询socket状态,根据不同进行相应的处理,依次完成了初始化、打开端口、连接服务器、收到数据后回传的操作 ;其中本地端口直接在函数内初始化了。如下所示:
/**
* @brief tcp server loopback test
* @param sn: socket number
* @param buf: Data sending and receiving cache
* @param port: Listen port
* @return value for SOCK_ERRORs,return 1:no error
*/
int32_t loopback_tcps(uint8_t sn, uint8_t* buf, uint16_t port)
{
int32_t ret;
uint16_t size = 0, sentsize=0;
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
uint8_t destip[4];
uint16_t destport;
#endif
switch(getSn_SR(sn))
{
case SOCK_ESTABLISHED :
if(getSn_IR(sn) & Sn_IR_CON)
{
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
getSn_DIPR(sn, destip);
destport = getSn_DPORT(sn);
printf("%d:Connected - %d.%d.%d.%d : %d\r\n",sn, destip[0], destip[1], destip[2], destip[3], destport);
#endif
setSn_IR(sn,Sn_IR_CON);
}
if((size = getSn_RX_RSR(sn)) > 0) // Don't need to check SOCKERR_BUSY because it doesn't not occur.
{
if(size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE;
ret = recv(sn, buf, size);
buf[ret]=0x00;
printf("recv: %s\n",buf); //print the receive data.
if(ret <= 0) return ret; // check SOCKERR_BUSY & SOCKERR_XXX. For showing the occurrence of SOCKERR_BUSY.
size = (uint16_t) ret;
sentsize = 0;
while(size != sentsize)
{
ret = send(sn, buf+sentsize, size-sentsize);
if(ret < 0)
{
close(sn);
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:Listen, TCP server loopback, port [%d]\r\n", sn, port);
#endif
if( (ret = listen(sn)) != SOCK_OK) return ret;
break;
case SOCK_CLOSED:
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
//printf("%d:TCP server loopback start\r\n",sn);
#endif
if((ret = socket(sn, Sn_MR_TCP, port, 0x00)) != sn) return ret;
#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_
//printf("%d:Socket opened\r\n",sn);
#endif
break;
default:
break;
}
return 1;
}
硬件连接无误后,编译烧录程序(具体可参考第一章节),选择对应的COM口,打开WIZ UartTool,填入参数:波特率115200,8位数据位,1位停止位,无校验位,无流控,填完参数后点击open打开,观察串口打印的信息以获取设备运行状态;打开SocketTester,在左列填入相对应的参数,TCP client模式,根据串口打印的信息,填入IP和端口,完成后点击Connect连接,连接成功后发送数据观察现象;可以看到数据成功发送并成功回传,如下图所示:
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