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1# BearPi-HM_Nano开发板WiFi编程开发——TCP服务器
2本示例将演示如何在BearPi-HM_Nano开发板上使用socket编程创建TCP服务端，接收客户端消息并回复固定消息。
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5## socket API分析
6本案例主要使用了以下几个API完socket编程实验。
7### socket()
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9```c
10sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) //AF_INT:ipv4, SOCK_STREAM:tcp协议
11```
12**描述：**
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14在网络编程中所需要进行的第一件事情就是创建一个socket，无论是客户端还是服务器端，都需要创建一个socket，该函数返回socket文件描述符，类似于文件描述符。socket是一个结构体，被创建在内核中。
15### bind()
16```c
17bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr))
18```
19**描述：**
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21把一个本地协议地址和套接口绑定，比如把本机的2222端口绑定到套接口。注意：为什么在上图中客户端不需要调用bind函数？这是因为如果没有调用bind函数绑定一个端口的话，当调用connect函数时，内核会为该套接口临时选定一个端口，因此可以不用绑定。而服务器之所以需要绑定的原因就是，所以客户端都需要知道服务器使用的哪个端口，所以需要提前绑定。
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24### listen()
25```c
26int listen(int s, int backlog)
27```
28**描述：**
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30当socket创建后，它通常被默认为是主动套接口，也就是说是默认为要马上调用connect函数的，而作为服务器是需要被动接受的，所以需要调用linsten函数将主动套接口转换成被动套接口。调用linsten函数后，内核将从该套接口接收连接请求。
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34### accept()
35```c
36int accept(s, addr, addrlen)
37```
38**描述：**
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40此函数返回已经握手完成的连接的套接口。注意：此处的套接口不同于服务器开始创建的监听套接口，此套接口是已经完成连接的套接口，监听套接口只是用来监听。
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42### recv()
43```c
44int recv( SOCKET s, char *buf, int len, int flags)
45```
46**描述：**
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48recv函数用来从TCP连接的另一端接收数据。
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50### send()
51```c
52int send( SOCKET s,char *buf,int len,int flags )
53```
54**描述：**
55send函数用来向TCP连接的另一端发送数据。
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60## 软件设计
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62**主要代码分析**
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64完成Wifi热点的连接需要以下几步。
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661. 通过 `socket` 接口创建一个socket,`AF_INT`表示ipv4,`SOCK_STREAM`表示使用tcp协议。
672. 调用 `bind` 接口绑定socket和地址。
683. 调用 `listen` 接口监听(指定port监听),通知操作系统区接受来自客户端链接请求,第二个参数：指定队列长度。
694. 调用`accept`接口从队列中获得一个客户端的请求链接。
705. 调用 `recv` 接口接收客户端发来的数据。
716. 调用 `send` 接口向客户端回复固定的数据。
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73```c
74static void TCPServerTask(void)
75{
76 //在sock_fd 进行监听，在 new_fd 接收新的链接
77 int sock_fd, new_fd;
78
79 //服务端地址信息
80 struct sockaddr_in server_sock;
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82 //客户端地址信息
83 struct sockaddr_in client_sock;
84 int sin_size;
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86 struct sockaddr_in *cli_addr;
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88 //连接Wifi
89 WifiConnect(CONFIG_WIFI_SSID, CONFIG_WIFI_PWD);
90
91 //创建socket
92 if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
93 perror("socket is error\r\n");
94 exit(1);
95 }
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97 bzero(&server_sock, sizeof(server_sock));
98 server_sock.sin_family = AF_INET;
99 server_sock.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
100 server_sock.sin_port = htons(CONFIG_CLIENT_PORT);
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102 //调用bind函数绑定socket和地址
103 if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_sock, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
104 exit(1);
105 }
106
107 //调用listen函数监听(指定port监听)
108 if (listen(sock_fd, TCP_BACKLOG) == -1) {
109 exit(1);
110 }
111
112 printf("start accept\n");
113
114 //调用accept函数从队列中
115 while (1) {
116 sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
117
118 if ((new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_sock, (socklen_t *)&sin_size)) == -1) {
119 perror("accept");
120 continue;
121 }
122
123 cli_addr = malloc(sizeof(struct sockaddr));
124
125 printf("accept addr\r\n");
126
127 if (cli_addr != NULL) {
128 int ret = memcpy_s(cli_addr, sizeof(cli_addr), &client_sock, sizeof(struct sockaddr));
129 if (!ret) {
130 perror("memcpy is error\r\n");
131 exit(1);
132 }
133 }
134 //处理目标
135 ssize_t ret;
136
137 while (1) {
138 memset_s(recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, sizeof(recvbuf));
139 if ((ret = recv(new_fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0)) == -1) {
140 printf("recv error \r\n");
141 }
142 printf("recv :%s\r\n", recvbuf);
143 sleep(TASK_DELAY_2S);
144 if ((ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) + 1, 0)) == -1) {
145 perror("send : ");
146 }
147 sleep(TASK_DELAY_2S);
148 }
149 close(new_fd);
150 }
151}
152```
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154## 编译调试
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156### 修改 BUILD.gn 文件
157
158修改 `device\bearpi\bearpi_hm_nano\app` 路径下 BUILD.gn 文件，指定 `tcp_server` 参与编译。
159```r
160#"D1_iot_wifi_sta:wifi_sta",
161#"D2_iot_wifi_sta_connect:wifi_sta_connect",
162#"D3_iot_udp_client:udp_client",
163"D4_iot_tcp_server:tcp_server",
164#"D5_iot_mqtt:iot_mqtt",
165#"D6_iot_cloud_oc:oc_mqtt",
166```
167
168
169### 运行结果
170
171示例代码编译烧录代码后，按下开发板的RESET按键，通过串口助手查看日志，会打印模块的本地IP，如本例程中的 `192.168.0.164` ,并开始准备获取客户端的请求链接。
172```
173g_connected: 1
174netifapi_dhcp_start: 0
175server :
176 server_id : 192.168.0.1
177 mask : 255.255.255.0, 1
178 gw : 192.168.0.1
179 T0 : 7200
180 T1 : 3600
181 T2 : 6300
182clients <1> :
183 mac_idx mac addr state lease tries rto
184 0 181131a48f7a 192.168.0.164 10 0 1 2
185netifapi_netif_common: 0
186start accept
187```
188使用 Socket tool 创建客户端用于测试，如下图所示。
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192在创建客户端后点击“连接”，在数据发送窗口输入要发送的数据，点击发送后服务端会回复固定消息，如下图所示，且开发板收到消息后会通过日志打印出来。
193
194```
195start accept
196accept addr
197recv :Hello! BearPi-HM_nano TCP Server!
198```
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200
