第15章 RL-TCPnet之创建多个TCP连接

STM32

转最新网络教程，简介如下
本章节为大家讲解RL-TCPnet的TCP多客户端实现，因为多客户端在实际项目中用到的地方还挺多，所以我们也专门开启一个章节做讲解。另外，学习本章节前，务必要优先学习第14章TCP客户端。学会创建一个TCP客户端了，创建多个客户端是一样的。
本章教程含STM32F407开发板和STM32F429开发板。
15.1 初学者重要提示
15.2 创建多个TCP客户端连接服务器
15.3 TCP配置说明（Net_Config.c）
15.4 TCP调试说明（Net_Debug.c）
15.5 TCP客户端的实现方法
15.6 网络调试助手创建TCP服务器的方法
15.7 实验例程说明（裸机）
15.8 实验例程说明（RTX）
15.9 总结

lee_st · 2017-11-12 17:04:36

15.1 初学者重要提示

1、学习本章节前，务必保证已经学习了第12章的TCP基础知识和第14章的TCP客户端。
2、相比前面章节的TCP服务器，TCP客户端的测试要稍麻烦些，例子中默认访问的TCP服务器端IP地址是192.168.1.2，端口号1001。大家测试时要根据自己电脑的实际IP地址设置app_tcpnet_lib.c文件中远程IP和端口。具体测试方法详看本章节的15.6小节。

15.2 创建多个TCP客户端连接服务器

本章节为大家讲解一个多TCP客户端连接服务器的实例，因为实际项目中，这种情况还比较多，所以也作为一期教程进行专门的讲解。
有了上期教程的基础，本期教程也比较好实现，用户仅需多创建几个TCP客户端，并配置Net_Config.c中可以创建的TCP Socket个数即可。本章节配套的例子是创建了三个TCP客户端跟电脑端的服务器连接通信。

lee_st · 2017-11-12 17:04:51

15.3 TCP配置说明（Net_Config.c）

（本章节配套例子的配置与本小节的说明相同）
RL-TCPnet的配置工作是通过配置文件Net_Config.c实现。在MDK工程中打开文件Net_Config.c，可以看到下图所示的工程配置向导：

RL-TCPnet要配置的选项非常多，我们这里把几个主要的配置选项简单介绍下。

lee_st · 2017-11-12 17:05:06

System Definitions
（1）Local Host Name
局域网域名。
这里起名为armfly，使用局域网域名限制为15个字符。
（2）Memory Pool size
参数范围1536-262144字节。
内存池大小配置，单位字节。另外注意一点，配置向导这里显示的单位是字节，如果看原始定义，MDK会做一个自动的4字节倍数转换，比如我们这里配置的是8192字节，那么原始定义是#define MEM_SIZE 2048，也就是8192/4 = 2048。

lee_st · 2017-11-12 17:05:23

（3）Tick Timer interval
可取10，20，25，40，50，100，200，单位ms。
系统滴答时钟间隔，也就是网络协议栈的系统时间基准，默认情况下，取值100ms。

lee_st · 2017-11-12 17:05:42

Ethernet Network Interface
      以太网接口配置，勾选了此选项就可以配置了，如果没有使能DHCP的话，将使用这里配置的固定IP。
（1）MAC Address
      局域网内可以随意配置，只要不跟局域网内其它设备的MAC地址冲突即可。
（2）IP Address
      IP地址。
（3）Subnet mask
   子网掩码。

lee_st · 2017-11-12 17:05:56

（4）Default Gateway
默认网关。

lee_st · 2017-11-12 17:06:14

Ethernet Network Interface
      以太网接口配置，这个配置里面还有如下两项比较重要的配需要说明。
（1）NetBIOS Name Service
      NetBIOS局域网域名服务，这里打上对勾就使能了。这样我们就可以通过前面配置的Local Host Name局域网域名进行访问，而不需要通过IP地址访问了。
（2）Dynaminc Host Configuration
      即DHCP，这里打上对勾就使能了。使能了DHCP后，RL-TCPnet就可以从外接的路由器上获得动态IP地址。

lee_st · 2017-11-12 17:06:36

UDP Sockets
UDP Sockets配置，打上对勾就使能了此项功能
（1）Number of UDP Sockets
用于配置可创建的UDP Sockets数量。
范围1 – 20。

lee_st · 2017-11-12 17:06:54

TCP Sockets
      TCP Sockets配置，打上对勾就使能了此项功能
（1）Number of TCP Sockets
      用于配置可创建的TCP Sockets数量，由于要创建三个TCP客户端，这里配置为4，可以创建4个Socket。
（2）Number of Retries
      范围0-20。
      用于配置重试次数，TCP数据传输时，如果在设置的重试时间内得不到应答，算一次重试失败，这里就是配置的最大重试次数。
（3）Retry Timeout in seconds
      范围1-10，单位秒。
      重试时间。如果发送的数据在重试时间内得不到应答，将重新发送数据。
（4）Default Connect Timeout in seconds
      范围1-600，单位秒。
      用于配置默认的保持连接时间，即我们常说的Keep Alive时间，如果时间到了将断开连接。常用于HTTP Server，Telnet Server等。
（5）Maximum Segment Size
      范围536-1460，单位字节。
      MSS定义了TCP数据包能够传输的最大数据分段。
（6）Receive Window Size
      范围536-65535，单位字节。
      TCP接收窗口大小。

lee_st · 2017-11-14 08:24:13

15.4 TCP调试说明（Net_Debug.c）

（重要说明，RL-TCPnet的调试是通过串口打印出来的）
RL-TCPnet的调试功能是通过配置文件Net_Debug.c实现。在MDK工程中打开文件Net_Debug.c，可以看到下图所示的工程配置向导：

lee_st · 2017-11-14 08:24:29

Print Time Stamp
勾选了此选项的话，打印消息时，前面会附带时间信息。
其它所有的选项
默认情况下，所有的调试选项都关闭了，每个选项有三个调试级别可选择，这里我们以Memory Management Debug为例，点击下拉列表，可以看到里面有Off，Errors only和Full debug三个调试级别可供选择，每个调试选项里面都是这三个级别。

      Off：表示关闭此选项的调试功能。
      Errorsonly：表示仅在此选项出错时，将其错误打印出来。
      Fulldebug：表示此选项的全功能调试。
具体测试，我们这里就不做了，大家可以按照第11章讲解的调试方法进行测试。

lee_st · 2017-11-14 08:24:52

15.5 TCP客户端的实现方法

有了本章节15.3小节的配置后，剩下的问题就是TCP客户端的创建和TCP客户端数据收发的实现。

15.5.1 创建三个TCP客户端

TCP服务器的创建比较简单，调用函数tcp_get_socket即可（此函数的使用方法和注意事项在上一章的14.2.1小节有讲解），为了更好的管理这三个TCP客户端，专门为每个TCP客户端单独做一个C文件：

lee_st · 2017-11-14 08:25:17

app_tcpclient1.c，app_tcpclient2.c和app_tcpclient3.c分别是TCP客户端1,2和3。下面以TCP客户端1为例说明，即app_tcpclient1.c文件：
/*
*********************************************************************************************************
*                                         变量
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t socket_tcp1;

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: tcp_callback
*    功能说明: TCP Socket的回调函数
*    形    参: soc  TCP Socket类型
*             evt  事件类型
*             ptr  事件类型是TCP_EVT_DATA，ptr指向的缓冲区记录着接收到的TCP数据，其余事件记录IP地址
*             par  事件类型是TCP_EVT_DATA，记录接收到的数据个数，其余事件记录端口号
*    返回值: 主要是TCP_EVT_CONREQ事件使用，返回数值1允许连接，返回数值0禁止连接。
*********************************************************************************************************
*/
static U16 tcp_callback1 (U8 soc, U8 evt, U8 *ptr, U16 par)
{
     char buf[50];
     uint16_t i;

     /* 确保是socket_tcp的回调 */
     if (soc != socket_tcp1)
     {
         return (0);
     }

     switch (evt)
     {
         /*
              远程客户端连接消息
             1、数组ptr存储远程设备的IP地址，par中存储端口号。
             2、返回数值1允许连接，返回数值0禁止连接。
         */
         case TCP_EVT_CONREQ:
              sprintf(buf, "远程客户端请求连接IP: %d.%d.%d.%d", ptr[0], ptr[1], ptr[2], ptr[3]);
              printf_debug1("IP:%s  port:%drn", buf, par);
              return (1);

         /* 连接终止 */
         case TCP_EVT_ABORT:
              break;

         /* Socket远程连接已经建立 */
         case TCP_EVT_CONNECT:
              printf_debug1("Socket is connected to remote peerrn");
              break;

         /* 连接断开 */
         case TCP_EVT_CLOSE:
              printf_debug1("Connection has been closedrn");
              break;

         /* 发送的数据收到远程设备应答 */
         case TCP_EVT_ACK:
              break;

         /* 接收到TCP数据帧，ptr指向数据地址，par记录数据长度，单位字节 */
         case TCP_EVT_DATA:
              printf_debug1("TCP客户端1接收到数据长度 = %drn", par);
              for(i = 0; i < par; i++)
              {
                   printf_debug1("ptr[%d] = %drn", i, ptr[i]);
              }
              break;
     }

     return (0);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: TcpConnect_Client1
*    功能说明: 创建一个TCP Client
*    形    参: _remip     要访问的远程IP地址
*             _remport   远程端口号
*             _localport 本地端口号
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void TcpConnect_Client1(uint8_t *_remip, uint16_t _remport, uint16_t _localport)
{
     uint8_t res;

     /*
        创建TCP Socket并连接，客户端连接服务器后，10秒内无数据通信将断开连接。
        但是由于这里使能了TCP_TYPE_KEEP_ALIVE，会一直保持连接，不受10秒的时间限制。
     */
    socket_tcp1 = tcp_get_socket (TCP_TYPE_CLIENT | TCP_TYPE_KEEP_ALIVE, 0, 10, tcp_callback1);
     if(socket_tcp1 != 0)
     {
         res = tcp_connect (socket_tcp1, _remip, _remport, _localport);
         printf_debug1("TCP Socket创建成功res = %drn", res);
     }
}

14^#

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lee_st · 2017-11-14 08:25:58

1.    优先检查TCP Socket的状态。
2.    TCP_STATE_CONNECT的状态定义在RTL.h文件：
/* TCP States */
#define TCP_STATE_FREE     0      /* Entry is free and unused                */
#define TCP_STATE_CLOSED   1      /* Entry allocated, socket still closed    */
#define TCP_STATE_LISTEN   2      /* Socket waiting for incoming connection  */
#define TCP_STATE_SYN_REC  3      /* SYN frame received                      */
#define TCP_STATE_SYN_SENT 4      /* SYN packet sent to establish a connect. */
#define TCP_STATE_FINW1    5      /* Tcp_close started FIN packet was sent   */
#define TCP_STATE_FINW2    6      /* Our FIN ack-ed, waiting for remote FIN  */
#define TCP_STATE_CLOSING  7      /* Received FIN independently of our FIN   */
#define TCP_STATE_LAST_ACK 8      /* Waiting for last ACK for our FIN        */
#define TCP_STATE_TWAIT    9      /* Timed waiting for 2MSL                  */
#define TCP_STATE_CONNECT  10     /* TCP Connection established              */

lee_st · 2017-11-14 08:26:13

从上面的定义中可以看出TCP_STATE_CONNECT是定义在了最后一个状态。由于未建立TCP连接的话，函数tcp_get_state返回的数值是255，这11种状态中未定义，所以专门再定义一个状态，表示未创建。数值比TCP_STATE_CONNECT大1，用在我们自己定义的数组ReVal_Table中。
3. 未建立连接的话，调用函数TcpConnect_Client1创建连接。

17^#

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lee_st · 2017-11-14 08:26:56

1.    函数timer_tick用于实现网络时间基准，必须要周期性调用，周期大小是由配置向导文件中参数Tick Timer interval决定的。默认情况下，我们都取100ms。
2.    函数main_TcpNet必须要一直调用着，协议栈的执行，主要靠它。
3.    通过变量iCount设置要发送的字节数，这里是发送4096字节数据。
4.    do while语句中的流程很重要：
      (1) 函数tcp_poll一定要实时调用着。
      (2) 发送前务必要调用函数tcp_check_send查看发送是否就绪。
      (3) 函数tcp_max_dsize，tcp_get_buf和tcp_send务必要依次调用，一个都不能少。

lee_st · 2017-11-14 08:27:18

说完了裸机方式，下面说说RTOS方式的数据发送，这里我们以RTX操作系统为例进行说明（其它的uCOS-III和FreeRTOS的思路是一样的）。RTX操作系统与裸机方式的主要不同是为RL-TCPnet专门配套了两个任务，一个是RL-TCPnet主任务，另一个是网络系统时间基准更新任务。
网络系统时间更新任务：
/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: AppTaskStart
*    功能说明: 启动任务，也是最高优先级任务，这里实现RL-TCPnet的时间基准更新。
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*   优先级: 5
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskStart(void)
{
     /* 初始化RL-TCPnet */
     init_TcpNet ();

     /* 创建任务 */
     AppTaskCreate();

     os_itv_set (100);

    while(1)
    {
         os_itv_wait ();

         /* RL-TCPnet时间基准更新函数 */
         timer_tick ();
    }
}

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