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。 3 4 5## socket API分析 6本案例主要使用了以下几个API来完成TCP Server的编程实验。 7### socket() 8 9```c 10sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) //AF_INT:ipv4, SOCK_STREAM:tcp协议 11``` 12**描述：** 13 14在网络编程中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*)&server_sock, sizeof(server_sock)) 18``` 19**描述：** 20 21把一个本地协议地址和socket绑定，比如把本机的2222端口绑定到socket。注意：在客户端不需要调用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socket临时分配一个端口。因为所有客户端都需要知道服务器使用的是哪个端口，所以在服务器侧需要提前绑定确定的端口号。 22 23 24### listen() 25```c 26int listen(int s, int backlog) 27``` 28**描述：** 29 30当socket创建后，它通常被默认为是主动套接字，即默认要马上调用connect函数的，而作为服务器是需要被动接收的，所以需要调用listen函数将主动套接字转换成被动套接字。调用listen函数后，内核将从该socket接收连接请求。 31 32 33### accept() 34```c 35int accept(s, addr, addrlen) 36``` 37**描述：** 38 39此函数返回已经完成连接的socket。注意：此处的socket不同于服务器开始时创建的监听socket，此socket是已经完成连接的套接字，监听socket只是用来监听。 40 41### recv() 42```c 43int recv(SOCKET s, char *buf, int len, int flags) 44``` 45**描述：** 46 47recv函数用来从已建立TCP连接的另一端接收数据。 48 49### send() 50```c 51int send(SOCKET s, char *buf, int len, int flags) 52``` 53**描述：** 54 55send函数用来向已建立TCP连接的另一端发送数据。 56 57 58## 软件设计 59 60**主要代码分析** 61 62完成TCP server的建立及收发功能实现需要以下几步： 63 641. 通过 `socket` 接口创建一个socket，`AF_INT`表示ipv4，`SOCK_STREAM`表示使用tcp协议。 652. 调用 `bind` 接口绑定socket和地址。 663. 调用 `listen` 接口监听指定port，通知操作系统去接收来自客户端的连接请求，第二个参数：指定队列长度。 674. 调用`accept`接口从队列中获得一个客户端的连接请求。 685. 调用 `recv` 接口接收客户端发来的数据。 696. 调用 `send` 接口向客户端回复固定的数据。 70 71```c 72static void TCPServerTask(void) 73{ 74 //在sock_fd 进行监听，在 new_fd 接收新的链接 75 int sock_fd, new_fd; 76 77 //服务端地址信息 78 struct sockaddr_in server_sock; 79 80 //客户端地址信息 81 struct sockaddr_in client_sock; 82 int sin_size; 83 84 struct sockaddr_in *cli_addr; 85 86 //连接Wifi 87 WifiConnect(CONFIG_WIFI_SSID, CONFIG_WIFI_PWD); 88 89 //创建socket 90 if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 91 perror("socket is error\r\n"); 92 exit(1); 93 } 94 95 bzero(&server_sock, sizeof(server_sock)); 96 server_sock.sin_family = AF_INET; 97 server_sock.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 98 server_sock.sin_port = htons(CONFIG_CLIENT_PORT); 99 100 //调用bind函数绑定socket和地址 101 if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_sock, sizeof(struct sockaddr)) == -1) { 102 exit(1); 103 } 104 105 //调用listen函数监听(指定port监听) 106 if (listen(sock_fd, TCP_BACKLOG) == -1) { 107 exit(1); 108 } 109 110 printf("start accept\n"); 111 112 //调用accept函数从队列中 113 while (1) { 114 sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); 115 116 if ((new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_sock, (socklen_t *)&sin_size)) == -1) { 117 perror("accept"); 118 continue; 119 } 120 121 cli_addr = malloc(sizeof(struct sockaddr)); 122 123 printf("accept addr\r\n"); 124 125 if (cli_addr != NULL) { 126 int ret = memcpy_s(cli_addr, sizeof(cli_addr), &client_sock, sizeof(struct sockaddr)); 127 if (!ret) { 128 perror("memcpy is error\r\n"); 129 exit(1); 130 } 131 } 132 //处理目标 133 ssize_t ret; 134 135 while (1) { 136 memset_s(recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, sizeof(recvbuf)); 137 if ((ret = recv(new_fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0)) == -1) { 138 printf("recv error \r\n"); 139 } 140 printf("recv :%s\r\n", recvbuf); 141 sleep(TASK_DELAY_2S); 142 if ((ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) + 1, 0)) == -1) { 143 perror("send : "); 144 } 145 sleep(TASK_DELAY_2S); 146 } 147 close(new_fd); 148 } 149} 150``` 151 152## 编译调试 153 154### 修改 BUILD.gn 文件 155 156修改 `device\board\bearpi\bearpi_hm_nano\app` 路径下 BUILD.gn 文件，指定 `tcp_server` 参与编译。 157```r 158#"D1_iot_wifi_sta:wifi_sta", 159#"D2_iot_wifi_sta_connect:wifi_sta_connect", 160#"D3_iot_udp_client:udp_client", 161"D4_iot_tcp_server:tcp_server", 162#"D5_iot_mqtt:iot_mqtt", 163#"D6_iot_cloud_oc:oc_mqtt", 164``` 165 166 167### 运行结果 168 169示例代码编译烧录后，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。 170``` 171g_connected: 1 172netifapi_dhcp_start: 0 173server : 174 server_id : 192.168.0.1 175 mask : 255.255.255.0, 1 176 gw : 192.168.0.1 177 T0 : 7200 178 T1 : 3600 179 T2 : 6300 180clients <1> : 181 mac_idx mac addr state lease tries rto 182 0 181131a48f7a 192.168.0.164 10 0 1 2 183netifapi_netif_common: 0 184start accept 185``` 186使用 Socket tool 创建客户端用于测试，如下图所示。 187 188 189 190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。 191 192``` 193start accept 194accept addr 195recv :Hello! BearPi-HM_nano TCP Server! 196``` 197 198
