（分享）基于MM32F3270 以太网 Client_Socket使用

两只袜子 发表于 2021-10-19 14:52

在进行本节之前，首先解决大家的一个疑惑点：Client和Client_Socket有什么区别或分别代表的含义？

Socket标准定义为套接字，应用于主流的网络设计程序，具有使用简单，多平台移植方便的特点。在Socket应用中，使用一个套接字来记录网络的一个连接，套接字是一个整数，就像操作文件一样，利用一个文件描述符，进行打开、读、写、关闭等操作。在网络中，可以对Socket 套接字进行类似的操作，比如开启一个网络的连接、读取连接主机发送来的数据、向连接的主机发送数据、终止连接等操作。LwIP设计目的主要应用于嵌入式平台，对于Socket的支持并不完全，只是通过对netconn进行封装实现部分功能，使得LwIP也具有多平台应用的特性，通过Socket方式的了解能够极大简化通信过程的理解，快速实现应用开发。

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:00

Demo应用中，使用的开发板为MB-039，在工程中使用LwIP+FreeRTOS，实验展示如何制作一个客户端并发送数据，板载Ethernet相关的硬件部分电路如下：

MB-039 完整原理图可以通过MM32官网下载。

各个信号引脚对应如下：

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:00

通过配置复用相关引脚为RMII相关的功能，初始化以太网功能，执行FreeRTOS的启动。具体过程可参考样例初始化程序中代码。

在进行Client_Socket实验前，我们先了解需要使用到的应用功能函数：
（1）socket ()
（2）connect ()
（3）write ()
(1) socket ()
Socket()指向lwip_socket()，功能为申请一个套接字，lwip_socket()源码如下：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) = -1\n",
                              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);
LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("%d\n", i));
set_errno(0);
return i;
}

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:02

从源码中我们可以看出，本质上是对netconn_new()进行封装。我们关注一下其参数，domain表示协议簇，对于IP/TCP来说该值始终为AF_INET。重点需要关注一下type,我们查看API手册对于几种类型的解释如下：
1. SOCK_STREAM：提供可靠的（即能保证数据正确传送到对方）面向连接Socket服务，多用于资料（如文件）传输，如TCP协议。
2. SOCK_DGRAM：是提供无保障的面向消息的Socket服务，主要用于在网络上发广播信息，如UDP协议，提供无连接不可靠的数据报交付服务。
3. SOCK_RAW：表示原始套接字，它允许应用程序访问网络层的原始数据包，这个套接字用得比较少，暂时不用理会它。
Protocol指定套接字使用的协议，对于ipv4，TCP协议提供SOCK_STREAM服务，只有UDP协议提供SOCK_DGRAM服务。
(2) connect ()
connect()指向lwip_connect()（源码较长，就不进行粘贴了），函数的作用与前文介绍netconn_connect功能一致，通过源码可以知道其是通过对netconn_connect的封装实现。在TCP客户端连接中，调用这个函数将发生握手过程，并最终建立新的TCP连接。对于UDP来说调用这个函数只是在UDP控制块中记录远端IP地址与端口号。
(3) write ()
Write()指向lwip_write，源码如下，其通过调用lwip_send实现，flags为0。
ssize_t
lwip_write(int s, const void *data, size_t size)
{
return lwip_send(s, data, size, 0);
}

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:03

了解了以上3个API，接下来开始创建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）申请一个套接字：socket
（2）协议簇类型（AF_INET用于TCP/IP协议）
（3）将端口赋值给client_addr的sin_port成员
（4）将地址赋值给client_addr的sin_addr.s_addr成员
（5）创建连接，将sock与地址端口进行绑定，建立连接
（6）发送数据

到这里已经完成了Client Socket工程的创建，还有一步比较重要的是配置Client与Server端的IP，将数据发送给服务器端。

在Windows下，通过打开命令行窗口输入：ipconfig可以获取本机地址与服务器的地址。

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:35

可以观察到PC地址为：192.168.105.34，在sys_arch.h文件中对DEST_IP_ADDR0 、DEST_IP_ADDR1、DEST_IP_ADDR2、DEST_IP_ADDR3进行修改，DEST_PORT可选用空闲端口，设备IP需要设置在同一个网段内通信才能进行IP_ADDR0、IP_ADDR1、IP_ADDR2，需要与PC地址保持一致，IP_ADDR3可以随意设置（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

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:39

将程序下载入开发板中，使用SSCOM工具进行如下设置：

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:39

点击侦听：

两只袜子 发表于 2021-10-19 15:39

可以观察到正常侦听并接收到数据，表明实验成功。Demo程序可登录MindMotion的官网（http://www.mindmotion.com.cn/download.aspx?cid=2542&page=2）下载MM32F3270 lib_Samples，工程路径如下：
~\MM32F3270_Lib_Samples_V0.90\Demo_app\Ethernet_Demo\ETH_RTOS\Freertos_Client_socket
下章的题目为《基于MM32F3270 以太网 Server使用》讲解服务器端的实现及使用方式

豌豆爹 发表于 2021-10-20 15:59

分享的知识很棒，赞

ynndmalh21 发表于 2021-10-29 08:47

感谢楼主的分享，很棒，很赞的。

lajdfla001 发表于 2021-10-29 09:58

看见这个原理图，就特别的熟悉，很棒了。
不错的。

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