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TI CC3200实现TCP/IP通信之一

2019-07-13 16:31发布

装载自http://www.itdadao.com/articles/c15a46208p0.html

1、简单介绍socket

最近刚刚结束CC3200的TCP/IP的协议实现,初学者可以先熟悉TI的SDK种的tcp_socket这个例程,如果没有一定的LINUX的网络协议知识确实还是比较困难的,在这一篇将重点结束一下socket。度娘搜索LINUX之socket,可以得到一大堆的知识点。这就简单介绍一下我搜搜集的的资料吧。socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。抽象出来,socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前,双方首先必须各自创建一个端点,否则是没有办法建立联系并相互通信的。在网间网内部,每一个socket用一个半相关描述:(协议,本地地址,本地端口)一个完整的socket有一个本地唯一的socket号,创建时由操作系统自动分配。最重要一点是socket 是面向客户/服务器模型而设计的,针对客户和服务器程序提供不同的socket 系统调用。客户随机申请一个socket ,系统为之分配一个socket号;服务器拥有全局公认的 socket ,任何客户都可以向它发出连接请求和信息请求。 socket利用客户/服务器模式巧妙地解决了进程之间建立通信连接的问题。服务器socket 半相关为全局所公认非常重要。网络的socket数据传输是一种特殊的I/O,socket也是一种文件描述符。socket也具有一个类似于打开文件的函数调用socket(),该函数返 回一个整型的Socket描述符,随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该socket实现的。 到这里就对socket在网络中的效用有了一个大体的了解,刚刚学习到这里的时候我就郁闷,这个socket在这个网络中的那一层?如何实现的呢?由于本人对网络也只是有一些基础的了解,到这里就只能求助度娘了,通过搜索发现了下面的两种图(这两种图是盗用其他博友的,还请见谅),itdadao-TI CC3200实现TCP/IP通信之一 图一 图一是基本的网络各层,在这幅图中可以对网络的基本分层有一个大概的了解,下面一起看看看图二; itdadao-TI CC3200实现TCP/IP通信之一
图二 将两幅图对比一下就可以发现socket在整个网络架构中的位置了,到这里基本就可以理解其实socket就是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。到这里对socket的基本介绍就算结束了,如果还想了解更多,可以自己问问度年哈。了解了socket之后,再看TI的例程后,是不是有点头绪了?

2、解析TI的demo中socket相关的函数

这部分的函数内容来源于TI提供的simple link api,其中加了一些本人人的理解。如果有错误请帮忙指出。

2.1 socket建立

为了建立socket连接,程序可以调用sl_socket函数,该函数返回一个类似于文件描述符的句柄。sl_socket函数原型为:_i16 sl_socket(_i16 Domain,_i16 Type,_i16 Protocol);Domain指明所使用的协议族,通常为PF_INET,(其与addrinfo 里的 AF_INET在现在看来是相同的。)表示互联网协议族(TCP/IP协议族);Type参数指定socket的类型:SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM;Protocol通常赋值0。sl_socket()调用返回一个整型socket描述符,你可以在后面的调用使用它。socket描述符是一个指向内部数据结构的指针,它指向描述符表入口。调用socket函数时,socket执行体将建立一个socket,实际上"建立一个socket"意味着为一个socket数据结构分配存储空间。该结构体中包含 通信协议、本地协议地址、本地主机端口、远端主机地址和远端协议端口这五种信息。这是在一个网络连接中两个网络程序建立连接的必备信息。

2.2 socket配置

通过sl_socket调用返回一个socket描述符后,在使用socket进行网络传输以前,对该socket进行配置。面向连接的socket客户端通过调用sl_Connect函数在socket数据结构中保存本地和远端信息。无连接socket的客户端和服务端以及面向连接socket的服务端通过调用 sl_Bind函数来配置本地信息。 sl_bind函数将socket与本机上的一个端口相关联,随后你就可以在该端口监听服务请求。bind函数原型为:_i16 sl_Bind(_i16 sd,const SlSockAddr *addr,_i16addrlen);sd是调用sl_socket函数返回的socket描述符,addr是一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针;addrlen常被设置为sizeof(struct sockaddr)。该函数中用到的结构体类型为: struct SlSockAddr  {    short int sin_family; /* 地址族 */    unsigned short int sin_port; /* 端口号 */    struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */    unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大小 */ };使用bind函数时,可以用下面的赋值实现自动获得本机IP地址和随机获取一个没有被占用的端口号: my_addr.sin_port = 0; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号 */ my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本机IP地址 */ 通过将my_addr.sin_port置为0,函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。同样,通过将my_addr.sin_addr.s_addr置为INADDR_ANY,系统会自动填入本机IP地址。sl_Bind()函数在成功被调用时返回0;出现错误时返回"-1"。

2.3 连接建立

面向连接的客户程序使用sl_connect函数来配置socket并与远端服务器建立一个TCP连接,其函数原型为:_i16 sl_connect(_i16 sd,SlSockAddr  *serv_addr,_i16 addrlen);sd 是socket函数返回的socket描述符;serv_addr是包含远端主机IP地址和端口号的指针;addrlen是远端地质结构的长度。connect函数在出现错误时返回-1。进行客户端程序设计无须调用sl_bind(),因为这种情况下只需知道目的机器 的IP地址,而客户通过哪个端口与服务器建立连接并不需要关心,socket执行体为你的程序自动选择一个未被占用的端口,并通知你的程序数据什么时候到达端口。 sl_connect函数启动和远端主机的直接连接。只有面向连接的客户程序使用socket时才需要将此socket与远端主机相连。无连接协议从不建立直接连接。面向连接的服务器也从不启动一个连接,它只是被动的在协议端口监听客户的请求。 sl_listen函数使socket处于被动的监听模式,并为该socket建立一个输入数据队列,将到达的服务请求保存在此队列中,直到程序处理它们。_i16 listen(_i16 sd, _i16 backlog);sd 是socket系统调用返回的socket 描述符;backlog指定在请求队列中允许的最大请求数,进入的连接请求将在队列中等待sl_accept()它们。如果一个服务请求到来时,输入队列已满,该socket将拒绝连接请求,客户将收到一个出错信息。当出现错误时sl_listen函数返回-1。 sl_accept()函数让服务器接收客户的连接请求。在建立好输入队列后,服务器就调用sl_accept函数,然后睡眠并等待客户的连接请求。 int accept(_i16 sd, SlSockAddr*addr, SlSocklen*addrlen);sd是被监听的socket描述符,addr通常是一个指向SlSockAddr变量的指针,该变量用来存放提出连接请求服务的主机的信息;addrten通常为一个指向值为sizeof(structSlSockAddr)的整型指针变量。出现错误时accept函数返回-1。 首先,当sl_accept函数监视的 socket收到连接请求时,socket执行体将建立一个新的socket,执行体将这个新socket和请求连接进程的地址联系起来,收到服务请求的初始socket仍可以继续在以前的 socket上监听,同时可以在新的socket描述符上进行数据传输操作。

2.4 数据传输

sl_send()和sl_recv()这两个函数用于面向连接的socket上进行数据传输。send()函数原型为:_i16 sl_send(_i16  sd, void *msg, _i16  len,_i16 flags);sd是你想用来传输数据的socket描述符;msg是一个指向要发送数据的指针;len是以字节为单位的数据的长度;flags一般情况下置为0。sl_send()函数返回实际上发送出的字节数. recv()函数原型为:_i16  recv(_i16  sd,void *buf,_i16  len,_i16 flags); sd是接受数据的socket描述符;buf 是存放接收数据的缓冲区;len是缓冲的长度。flags也被置为0。recv()返回实际上接收的字节数,当出现错误时,返回-1。sendto()和recvfrom()用于在无连接的数据报socket方式下进行数据传输。主要用于UDP协议,这个这次项目用不到,所以就不做解释了。有兴趣的童鞋可以直接查看手册。 2.5 结束传输 当所有的数据操作结束以后,你可以调用sl_close()函数来释放该socket,从而停止在该socket上的任何数据操作:sl_close(sd); 到这里基于TI基于freertos中的socket实现的TCP/IP协议通信基本上就讲解完了,有了这些基础知识后,就是上机操作了,在下面的篇幅将对代码和调试进行相关解释。 注释:本人英语水准有效,如果有问题请及时反馈,谢谢!