前面重點對Client的創建方式及使用方式進行了介紹，本節通過Server實驗對TCP通信過程進行一次介紹。

在TCP/IP協議中，傳輸層及以下層的機制是由內核提供的。應用層由用戶提供，應用層程序對通信數據進行解析處理，傳輸層及以下層處理通信的細節（將數據從一端傳入另外一端）。應用層數據通過協議棧發送到網絡上時，每層協議都要增加一個數據部首（header），進行一次封裝。其中不同的協議層對數據包有不同的稱謂，在傳輸層叫段（segment），在網絡層叫做數據報（datagram），在鏈路層稱為幀（frame）。

在通信過程中，發送端執行以下動作：首先程序進行編碼，確定通信的建立連接、發送數據的時間。接著建立TCP連接，TCP根據應用指示負責建立連接、發送數據及斷開連接。TCP首部包括源端口號和目標端口號、序號和校驗和，加完首部后數據包繼續往下傳遞到IP層，IP層加上IP首部包括地址等信息用于尋址操作，之后將數據繼續往下傳遞附加數據鏈路層首部。最后發送時的分組數據包會加上以太網包尾（用于循環冗余校驗）。

主機端：收到數據包后會在以太網數據包中找到MAC地址，判斷是否為自己的數據包，如果不是則丟棄。如果是傳遞給IP層處理，以此類推，不斷往上傳遞到TCP層。在TCP層通過校驗和判斷數據是否損壞，然后檢查是否按序號接收數據，最后檢查端口號。處理完成這一切后數據包繼續往上層發送，即應用層。如果出現主機空間已滿等情況，主機則會發送“處理異常”通知發送端。

實驗使用MB-039開發板，在工程中使用LwIP+FreeRTOS，實驗展示如何制作一個TCP Server，并收發數據，實驗使用到的硬件如下：

如圖是MB-039（完整原理圖可以通過MM32官網下載）的ETH部分。

各個信號引腳對應如下：

在進行Server實驗前，我們先了解需要使用到的API：

1）netconn_bind ()

2）netconn_listen ()

3）netconn_accept ()

以下分API展開介紹：

01、netconn_bind ()

從源碼中可以看出其主要功能：為conn（服務器端）綁定地址與端口號。

err_t netconn_bind(struct netconn* conn, const ip_addr_t* addr, u16_t port)
{
    API_MSG_VAR_DECLARE(msg);
    err_t err;

    LWIP_ERROR("netconn_bind: invalid conn", (conn != NULL), return ERR_ARG;);
#if LWIP_IPV4
    /* Don't propagate NULL pointer (IP_ADDR_ANY alias) to subsequent functions */
    if (addr == NULL) {
        addr = IP4_ADDR_ANY;
    }
#endif /* LWIP_IPV4 */
#if LWIP_IPV4    LWIP_IPV6
    if ((netconn_get_ipv6only(conn) == 0)   
            ip_addr_cmp(addr, IP6_ADDR_ANY)) {
        addr = IP_ANY_TYPE;
    }
#endif /* LWIP_IPV4    LWIP_IPV6 */
    API_MSG_VAR_ALLOC(msg);
    API_MSG_VAR_REF(msg).conn = conn;
    API_MSG_VAR_REF(msg).msg.bc.ipaddr = API_MSG_VAR_REF(addr);
    API_MSG_VAR_REF(msg).msg.bc.port = port;
    err = netconn_apimsg(lwip_netconn_do_bind,  API_MSG_VAR_REF(msg));
    API_MSG_VAR_FREE(msg);
    return err;
}

02、netconn_listen ()

netconn_listen指向的函數是：netconn_listen_with_backlog，作用：使服務器進入監聽狀態，等待遠端的連接請求。

err_t netconn_listen_with_backlog(struct netconn* conn, u8_t backlog)
{
#if LWIP_TCP
    API_MSG_VAR_DECLARE(msg);
    err_t err;

    /* This does no harm. If TCP_LISTEN_BACKLOG is off, backlog is unused. */
    LWIP_UNUSED_ARG(backlog);

    LWIP_ERROR("netconn_listen: invalid conn", (conn != NULL), return ERR_ARG;);

    API_MSG_VAR_ALLOC(msg);
    API_MSG_VAR_REF(msg).conn = conn;
#if TCP_LISTEN_BACKLOG
    API_MSG_VAR_REF(msg).msg.lb.backlog = backlog;
#endif /* TCP_LISTEN_BACKLOG */
    err = netconn_apimsg(lwip_netconn_do_listen,  API_MSG_VAR_REF(msg));
    API_MSG_VAR_FREE(msg);
    return err;
#else /* LWIP_TCP */
    LWIP_UNUSED_ARG(conn);
    LWIP_UNUSED_ARG(backlog);
    return ERR_ARG;
#endif /* LWIP_TCP */
}

03、netconn_accept ()

netconn_accept（代碼較長，這里不進行粘貼）用于TCP服務器中，等待著遠端主機的連接請求，并且建立一個新的TCP連接，在調用這個函數之前需要通過調用 listen()函數讓服務器進入監聽狀態。accept()函數的調用會阻塞應用線程直至與遠程主機建立TCP連接。參數addr是一個返回結果參數，它的值由accept()函數設置，其實就是遠程主機的地址與端口號等信息，當新的連接已經建立后，遠端主機的信息將保存在連接句柄中，能夠標識連接對象。

了解了以上3個API，我們開始創建Server工程：

static void server(void* thread_param)
{
    struct netconn* conn, *newconn;
    err_t err;
    LWIP_UNUSED_ARG(arg);

#if LWIP_IPV6
    conn = netconn_new(NETCONN_TCP_IPV6);
    netconn_bind(conn, IP6_ADDR_ANY, LOCAL_PORT);         
#else /* LWIP_IPV6 */
    conn = netconn_new(NETCONN_TCP);               //①
    netconn_bind(conn, IP_ADDR_ANY, LOCAL_PORT);      //②
#endif /* LWIP_IPV6 */
    LWIP_ERROR("tcpecho: invalid conn", (conn != NULL), return;);

    printf("The local port number is%dnn", LOCAL_PORT);
    netconn_listen(conn);                              //③
    while (1) {
        err = netconn_accept(conn,  newconn);         //④
        if (err == ERR_OK) {
            struct netbuf* buf;
            void* data;
            u16_t len;

            while ((err = netconn_recv(newconn,  buf)) == ERR_OK) {    //⑤
                do {
                    netbuf_data(buf,  data,  len);
                    err = netconn_write(newconn, data, len, NETCONN_COPY);  //⑥
                } while (netbuf_next(buf) >= 0);
                netbuf_delete(buf);                 //⑦
            }
            netconn_close(newconn);         //⑧
            netconn_delete(newconn);        //⑨
        }
    }
}

1、申請一個連接結構，指定參數是NETCONN_TCP，即TCP連接

2、綁定本地的IP地址與端口號

3、使TCP服務器進入監聽狀態

4、處理客戶端的連接請求，當只有當有客戶端發送連接請求的時候才會處理，否則將進入阻塞態，而客戶端的信息保存在newconn連接結構中

5、接收數據，并裝填進buf

6、對接收的數據進行轉發（指定為不拷貝方式NETCONN_COPY）

7、釋放數據空間

8、主動關閉客戶端的連接

9、釋放newconn空間

到這里已經完成了工程的創建，看一下PC的IP地址，設備需要處于同一網段，以方便測試。

打開命令行窗口輸入：ipconfig

PC的地址為：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 隨意修改。

#define LOCAL_PORT                 2021

#define IP_ADDR0                   192
#define IP_ADDR1                   168
#define IP_ADDR2                   105
#define IP_ADDR3                   21

將程序下載入開發板中，使用NetAssist進行如下設置：

1）協議設置，此時設備為Server，則PC為Client

2）設置遠程主機地址（即設備地址）

3）端口號

點擊連接，若提示連接失敗，則Ping一下開發板地址，可以正常Ping通則檢查端口號；如果無法Ping通則需要對工程進行檢查。

任意輸入字符進行發送。

通過上圖可以觀察到發送成功，并且設備返回數據與發送數據一致，表明實驗成功。實驗程序請登錄我們的官網下載MM32F3270 SDK，工程路徑如下：~MM32F3270_Lib_Samples_V0.90Demo_appEthernet_DemoETH_RTOSFreertos_Server。

來源：靈動MM32MCU


審核編輯：湯梓紅