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AWorks编程——socket通信

发布时间:2019-11-26 09:19:20编辑:迪威国际登录-16563835730阅读次数:
AWorks编程——socket通信

socket在计算机通信领域被称为“套接字”,是网络通信的一种方式,在AWorks系统中如何使用socket API建立服务器与客户端,进行数据通信呢?本文将详细为你介绍。

概述

要编写通过计算机网络通信的程序,首先要确定这些程序相互通信使用的协议,通常使用TCP或UDP协议族。TCP是面向连接的传输协议,建立连接时需要经过三次握手,断开连接时需要经过四次握手,中间传输数据也要回复ACK包进行确认。而UDP是非连接的传输协议,没有建立连接和断开连接的过程,它只是简单的把数据丢到网络中,也不明确区分服务器和客户端。因此TCP比UDP协议更加可靠,且TCP和UDP编程大致相同,所以本文就以TCP协议为例,建立图1所示的基本客户/服务器网络模型,进行通信。

图1 基本服务器-客户端模型

基本套接字编程

图2给出了一对客户与服务器进程之间发生的典型事件的时间表。服务器首先启动,稍后客户端启动连接到服务器。所有的客户和服务器都从调用socket开始,它返回套接字描述符;客户随后调用connect,服务器则调用bind、listen和accept;建立连接之后调用send、recv函数进行数据传输。数据传输完成后,套接字使用标准的closesocket函数关闭。

图2 基本客户/服务器程序的套接字函数

socket()函数:指定期望的通信协议类型(使用IPv4的TCP、使用IPv6的UDP等)创建套接字;

blind()函数:将套接字与本地的IP地址和端口绑定;

connect()函数:客户端向服务器发出连接请求;

listen()函数:仅服务器调用,使套接字进入被动监听状态。所谓被动监听是指当没有客户端请求时,套接字处于“睡眠”状态,只有当接收到客户端请求时,套接字才会被唤醒来响应请求;

accept()函数:当套接字处于监听状态时,可以通过aceept函数来接收客户端的请求;

send/recv()函数:发送和接收函数;

closesocket()函数:关闭套接字,回收资源。

网络连接与配置

socket通信程序基于网络之上,常规的开发板一般都携带以太网外设,所以本文以以太网为例,配置开发板的网络连接。

首先需要用网线连接开发板的网口和电脑,来建立网络的物理连接。其次在AWorks sdk包中的aw_prj_params.h文件中打开以太网设备宏,如程序清单1。

程序清单1 打开以太网配置宏

再次在awbl_hwconf_imx1050_enet.h文件中配置以太网的IP地址、子网掩码和网关,并关闭dhcp,使用静态的IP地址,如程序清单2。

程序清单2 IP地址设置

最后修改电脑为静态IP地址并与开发板IP地址位于同一网段。

TCP客户端实例

按照基本的套接字编程流程,建立一个客户端,我们只需要调用socket、connect、send、recv、closesocket函数即可,如程序清单3,首先使用socket创建一个TCP类型的套接字,再调用connect连接到已指定的服务器(IP地址为192.168.1.34、端口号为4000),当服务器端接收客户端的连接请求后,connect函数退出阻塞状态,进入循环,再在循环中调用send函数向服务器发送数据,调用recv函数(阻塞)接收数据。当数据传输完成后,使用closesocket关闭连接,回收资源。

程序清单3 回声客户端程序

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程序编写完成后,我们使用TCP上位机软件测试。打开TCP调试软件,如图3。创建服务器,如图4。最后启动服务器,如图5。

图3 TCP调试工具

图4 创建服务器

图5 启动服务器

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以上步骤就绪后,在主程序中调用demo_tcp_client_entry()入口函数,编译、下载程序到开发板,待程序运行之后,可以在shell界面看到TCP客户端连接成功,如图6,此时在上位机软件上可以看到建立的TCP连接,在发送区域向客户端发送数据,在接收区将看到客户端回发的数据,如图7。shell界面打印客户端收到的数据,如图8。

图6 TCP客户端连接成功

图7 服务器数据显示

图8 客户端数据打印

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TCP服务器实例

按照基本的套接字编程流程,建立服务器,我们只需要调用socket、bind、listen、accept、send、recv、closesocket函数即可,如程序清单4,首先使用socket函数创建TCP类型的套接字,然后调用bind函数绑定本地网卡的IP地址和端口号,使用listen监听客户端的请求,然后accept函数将阻塞等待客户端的请求连接,当服务器监听到有客户端请求连接时,accept退出阻塞状态,建立连接,进入循环,使用send、recv收发数据。当数据传输完成后,使用closesocket关闭连接,回收资源。

程序清单4 非阻塞服务器

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程序编写完成后,将服务器例程入口函数demo_tcp_server_block_entry()放入主函数中编译、下载到开发板,程序运行后在shell界面可看到服务器已经启动,如图9。

图9 服务器启动

服务器启动后,同样使用TCP上位机软件建立客户端进行测试,指定服务器的IP和端口号,如图10。

图10 创建客户端

客户端创建后,点击连接,如图11。

图11 连接到服务器

连接成功后,在发送区发送数据,接收区可以看到服务器回发的数据,如图12所示。此时在串口界面也可以看到服务器收到的数据,如图13。

图12 客户端收发数据

图13 服务器收到的数据

出错调试

如果程序运行后,没有成功建立连接,可按照以下步骤查看网络状态:

首先在串口界面调用AWorks的Shell命令ip addr,查看以太网IP地址是否配置成功,如图14。然后使用ping命令测试网络通信是否正常,如图15。

图14 查看ip地址

图15 测试网络是否正常

注解:本文使用的硬件平台为M1052_EV_Board开发板,购买可咨询ZLG的销售人员;软件平台为aworks_m105x_sdk_1.0.4-alpha软件包。

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