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W6100-EVB-PICO作为TCP Client 进行数据回环测试（五）

news 2025/7/14 7:14:23

前言

上一章我们用W6100-EVB-PICO开发板通过DNS解析www.baidu.com（百度域名）成功得到其IP地址，那么本章我们将用我们的开发板作为客户端去连接服务器，并做数据回环测试：收到服务器发送的数据，并回传给服务器。

TCP是什么？什么是TCP Client? 能做什么？

        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 Client是指TCP网络服务的客户端连接，主动向服务器发起连接请求并建立连接，用于实现串口数据和服务器数据的交互，保证数据的可靠交换。TCP Clent通常用于设备与服务器之间的数据交互，是最常用的联网通信方式。
        TCP Client的主要作用是建立和管理与TCP服务器之间的连接，实现数据的可靠传输。通过TCP Client，设备可以向服务器发送数据并从服务器接收数据，从而实现设备与服务器之间的数据交互。
        在TCP Client中，客户端程序需要指定服务器的IP地址和端口号，并使用TCP协议与服务器建立连接。一旦连接建立成功，客户端程序就可以通过数据流对象 (NetworkStream) 与服务器进行数据交互。
        因此，TCP Client可以帮助设备实现与服务器之间的可靠数据交换，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 Client被广泛使用。

连接方式

使开发板和我们的电脑处于同一网段：

开发板（设备）通过交叉线直连主机（PC）
开发板和主机都接在路由器LAN口

测试工具

网络调试工具（任意）
wireshark抓包工具

回环测试

1. 相关代码

如下所示，我们可以看到应用实例里面loopback_tcpc的具体实现，我们需要传入五个参数：socket端口号、收发缓存、目的IP地址、目的端口号和回环模式；函数里面用一个Switch状态机，对socket端口状态轮询并进行相应的处理，处于连接状态就判断是否收到数据，如果有就获取数据大小，并做回传处理，回传失败就关闭端口；处于关闭状态就跑tcp协议并打开端口；处于初始化状态就连接服务器；处于等待关闭状态就断开连接。

值得一提的是W6100这款以太网芯片支持IPv6，因此在回环模式上有着不同选择，相应地处理上也会根据模式分别进行处理，这里选择IPv4模式进行回环测试。

int32_t loopback_tcpc(uint8_t sn, uint8_t* buf, uint8_t* destip, uint16_t destport, uint8_t loopback_mode)
{int32_t ret; // return value for SOCK_ERRORsdatasize_t sentsize=0;uint8_t status,inter,addr_len;datasize_t received_size;uint8_t tmp = 0;uint8_t arg_tmp8;wiz_IPAddress destinfo;// Socket Status Transitions// Check the W6100 Socket n status register (Sn_SR, The 'Sn_SR' controlled by Sn_CR command or Packet send/recv status)getsockopt(sn,SO_STATUS,&status);switch(status){case SOCK_ESTABLISHED :ctlsocket(sn,CS_GET_INTERRUPT,&inter);if(inter & Sn_IR_CON)	// Socket n interrupt register mask; TCP CON interrupt = connection with peer is successful{#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_printf("%d:Connected to - %d.%d.%d.%d : %d\r\n",sn, destip[0], destip[1], destip[2], destip[3], destport);#endifarg_tmp8 = Sn_IR_CON;ctlsocket(sn,CS_CLR_INTERRUPT,&arg_tmp8);// this interrupt should be write the bit cleared to '1'}//// Data Transaction Parts; Handle the [data receive and send] process//getsockopt(sn, SO_RECVBUF, &received_size);if(received_size > 0) // Sn_RX_RSR: Socket n Received Size Register, Receiving data length{if(received_size > DATA_BUF_SIZE) received_size = DATA_BUF_SIZE; // DATA_BUF_SIZE means user defined buffer size (array)ret = recv(sn, buf, received_size); // Data Receive process (H/W Rx socket buffer -> User's buffer)if(ret <= 0) return ret; // If the received data length <= 0, receive failed and process endreceived_size = (uint16_t) ret;sentsize = 0;// Data sentsize controlwhile(received_size != sentsize){ret = send(sn, buf+sentsize, received_size-sentsize); // Data send process (User's buffer -> Destination through H/W Tx socket buffer)if(ret < 0) // Send Error occurred (sent data length < 0){close(sn); // socket closereturn 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);#endifgetsockopt(sn, SO_RECVBUF, &received_size);if((received_size = getSn_RX_RSR(sn)) > 0) // Sn_RX_RSR: Socket n Received Size Register, Receiving data length{if(received_size > DATA_BUF_SIZE) received_size = DATA_BUF_SIZE; // DATA_BUF_SIZE means user defined buffer size (array)ret = recv(sn, buf, received_size); // Data Receive process (H/W Rx socket buffer -> User's buffer)if(ret <= 0) return ret; // If the received data length <= 0, receive failed and process endreceived_size = (uint16_t) ret;sentsize = 0;// Data sentsize controlwhile(received_size != sentsize){ret = send(sn, buf+sentsize, received_size-sentsize); // Data send process (User's buffer -> Destination through H/W Tx socket buffer)if(ret < 0) // Send Error occurred (sent data length < 0){close(sn); // socket closereturn ret;}sentsize += ret; // Don't care SOCKERR_BUSY, because it is zero.}}if((ret=disconnect(sn)) != SOCK_OK) return ret;#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_printf("%d:Socket Closed\r\n", sn);#endifbreak;case SOCK_INIT :#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_if(loopback_mode == AS_IPV4)printf("%d:Try to connect to the %d.%d.%d.%d, %d\r\n", sn, destip[0], destip[1], destip[2], destip[3], destport);else if(loopback_mode == AS_IPV6){printf("%d:Try to connect to the %04X:%04X", sn, ((uint16_t)destip[0] << 8) | ((uint16_t)destip[1]),((uint16_t)destip[2] << 8) | ((uint16_t)destip[3]));printf(":%04X:%04X", ((uint16_t)destip[4] << 8) | ((uint16_t)destip[5]),((uint16_t)destip[6] << 8) | ((uint16_t)destip[7]));printf(":%04X:%04X", ((uint16_t)destip[8] << 8) | ((uint16_t)destip[9]),((uint16_t)destip[10] << 8) | ((uint16_t)destip[11]));printf(":%04X:%04X,", ((uint16_t)destip[12] << 8) | ((uint16_t)destip[13]),((uint16_t)destip[14] << 8) | ((uint16_t)destip[15]));printf("%d\r\n", destport);}#endifif(loopback_mode == AS_IPV4)ret = connect(sn, destip, destport, 4); /* Try to connect to TCP server(Socket, DestIP, DestPort) */else if(loopback_mode == AS_IPV6)ret = connect(sn, destip, destport, 16); /* Try to connect to TCP server(Socket, DestIP, DestPort) */printf("SOCK Status: %d\r\n", ret);if( ret != SOCK_OK) return ret;	//	Try to TCP connect to the TCP server (destination)break;case SOCK_CLOSED:switch(loopback_mode){case AS_IPV4:tmp = socket(sn, Sn_MR_TCP4, any_port++, SOCK_IO_NONBLOCK);break;case AS_IPV6:tmp = socket(sn, Sn_MR_TCP6, any_port++, SOCK_IO_NONBLOCK);break;case AS_IPDUAL:tmp = socket(sn, Sn_MR_TCPD, any_port++, SOCK_IO_NONBLOCK);break;default:break;}if(tmp != sn){    /* reinitialize the socket */#ifdef _LOOPBACK_DEBUG_printf("%d : Fail to create socket.\r\n",sn);#endifreturn SOCKERR_SOCKNUM;}printf("%d:Socket opened[%d]\r\n",sn, getSn_SR(sn));sock_state[sn] = 1;break;default:break;}return 1;
}

主函数就比较简单，在此之前我们先声明socket端口号和所用最大的缓存大小，不做分片处理默认为2KB；然后初始化网络信息、目标IP地址和目标端口，最后在while循环里调用loopback_tcpc并传入相应参数即可。

注意：这里的目的IP地址设置为我们的电脑IP地址，因为我们要让电脑端作为服务器，使用网络调试助手进行数据回环测试；另外目标端口选择尽量避免使用特殊端口，这里使用8080

#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 des_ip[4] = {192, 168, 1, 2};
static uint16_t des_port = 8080;int main()                                                          
{   stdio_init_all();sleep_ms(2000);network_init();while(true){loopback_tcpc(SOCKET_ID, ethernet_buf, des_ip, des_port, AS_IPV4);sleep_ms(500);}}void network_init(void)
{uint8_t temp;wizchip_initialize();printf("W6100 dns 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);print_net_info(&get_info);sleep_ms(2000);   
}

2.测试现象

我们编译烧录后，打开串行监视器，可以看到，配置相关信息后，尝试连接我们初始化设置的目的IP（电脑IP），然后我们在电脑上打开网络调试助手，选择tcp服务器模式，IP选择电脑的本机IP（一般默认即为电脑IP），端口号写8080（跟我们在开发板配置的信息一致，不然监听不到），配置完成打开后，可以看到客户端上线提示，尝试发送数据，可以看到成功回传。

我们也可以在打开wireshark抓包工具，输入命令<ip.addr == 192.168.1.10 and tcp>过滤数据包（IP地址改成自己电脑的，也即开发板设置的目标IP地址）；我这里先关闭网络调试助手，然后又打开，接着发送0~9十个阿拉伯数字，可以通过抓包工具十分清楚明了的看到具体交互过程，如下图所示。