在進行本節之前，首先解決大家的一個疑惑點：Client和Client_Socket有什么區別或分別代表的含義？

Socket標準定義為套接字，應用于主流的網絡設計程序，具有使用簡單，多平臺移植方便的特點。在Socket應用中，使用一個套接字來記錄網絡的一個連接，套接字是一個整數，就像操作文件一樣，利用一個文件描述符，進行打開、讀、寫、關閉等操作。在網絡中，可以對Socket 套接字進行類似的操作，比如開啟一個網絡的連接、讀取連接主機發送來的數據、向連接的主機發送數據、終止連接等操作。LwIP設計目的主要應用于嵌入式平臺，對于Socket的支持并不完全，只是通過對netconn進行封裝實現部分功能，使得LwIP也具有多平臺應用的特性，通過Socket方式的了解能夠極大簡化通信過程的理解，快速實現應用開發。

Demo應用中，使用的開發板為MB-039，在工程中使用LwIP+FreeRTOS，實驗展示如何制作一個客戶端并發送數據，板載Ethernet相關的硬件部分電路如下：

MB-039 完整原理圖可以通過MM32官網下載。

各個信號引腳對應如下：

通過配置復用相關引腳為RMII相關的功能，初始化以太網功能，執行FreeRTOS的啟動。具體過程可參考樣例初始化程序中代碼。

在進行Client_Socket實驗前，我們先了解需要使用到的應用功能函數：

（1）socket ()

（2）connect ()

（3）write ()

(1) socket ()

Socket()指向lwip_socket()，功能為申請一個套接字，lwip_socket()源碼如下：

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) = -1n",
                                  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[i - LWIP_SOCKET_OFFSET]);
  LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("%dn", i));
  set_errno(0);
  return i;
}

從源碼中我們可以看出，本質上是對netconn_new()進行封裝。我們關注一下其參數，domain表示協議簇，對于IP/TCP來說該值始終為AF_INET。重點需要關注一下type,我們查看API手冊對于幾種類型的解釋如下：

1. SOCK_STREAM：提供可靠的（即能保證數據正確傳送到對方）面向連接Socket服務，多用于資料（如文件）傳輸，如TCP協議。

2. SOCK_DGRAM：是提供無保障的面向消息的Socket服務，主要用于在網絡上發廣播信息，如UDP協議，提供無連接不可靠的數據報交付服務。

3. SOCK_RAW：表示原始套接字，它允許應用程序訪問網絡層的原始數據包，這個套接字用得比較少，暫時不用理會它。

Protocol指定套接字使用的協議，對于IPv4，TCP協議提供SOCK_STREAM服務，只有UDP協議提供SOCK_DGRAM服務。

(2) connect ()

connect()指向lwip_connect()（源碼較長，就不進行粘貼了），函數的作用與前文介紹netconn_connect功能一致，通過源碼可以知道其是通過對netconn_connect的封裝實現。在TCP客戶端連接中，調用這個函數將發生握手過程，并最終建立新的TCP連接。對于UDP來說調用這個函數只是在UDP控制塊中記錄遠端IP地址與端口號。

(3) write ()

Write()指向lwip_write，源碼如下，其通過調用lwip_send實現，flags為0。

ssize_t
lwip_write(int s, const void *data, size_t size)
{
  return lwip_send(s, data, size, 0);
}

了解了以上3個API，接下來開始創建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）申請一個套接字：socket

（2）協議簇類型（AF_INET用于TCP/IP協議）

（3）將端口賦值給client_addr的sin_port成員

（4）將地址賦值給client_addr的sin_addr.s_addr成員

（5）創建連接，將sock與地址端口進行綁定，建立連接

（6）發送數據

到這里已經完成了Client Socket工程的創建，還有一步比較重要的是配置Client與Server端的IP，將數據發送給服務器端。

在Windows下，通過打開命令行窗口輸入：ipconfig可以獲取本機地址與服務器的地址。

可以觀察到PC地址為：192.168.105.34，在sys_arch.h文件中對DEST_IP_ADDR0 、DEST_IP_ADDR1、DEST_IP_ADDR2、DEST_IP_ADDR3進行修改，DEST_PORT可選用空閑端口，設備IP需要設置在同一個網段內通信才能進行IP_ADDR0、IP_ADDR1 、IP_ADDR2，需要與PC地址保持一致，IP_ADDR3可以隨意設置（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

將程序下載入開發板中，使用SSCOM工具進行如下設置：

點擊偵聽：

可以觀察到正常偵聽并接收到數據，表明實驗成功。Demo程序可登錄MindMotion的官網下載MM32F3270 lib_Samples。

來源：靈動MM32MCU


審核編輯：湯梓紅