嵌入式TCP_IP协议栈说明书

嵌入式TCP_IP协议栈说明书

杨文斌

2008-9-1

一、总则

本文件是嵌入式TCP/IP协议栈的说明文件，嵌入式TCP/IP应用开发人员可通过阅读本文件，掌握在嵌入式TCP/IP协议栈的基础上开发服务器和客户端应用程序，如FTP服务器，WEB服务器，串口服务器等等。

二、参考文件

1)TCP_IP详解卷1，2，3

2)RFC 959 (rfc959) - File Transfer Protocol.htm

3)rfc1945- Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.0

三、技术说明

1)用户应用协议栈则需要编写以太网的数据报收发驱动，就可以使用协议栈提供的标准SOCKET

API，完成服务器和客户端应用程序的开发。

2)协议栈运行于非操作系统的环境下，因此它的运行速度与一般采用多任务操作系统的TCP/IP协

议，速度相对说来要快。

3)协议栈完成的功能包括ARP，IP，ICMP（ping），TCP，UDP，暂不支持IGMP，RARP。

4)协议栈采用C代码编写，可方便的移植于各种单片机平台。

5)协议栈在ARM7+RTL8019硬件环境下测试，并建立了FTP服务器和WEB服务器，性能稳定。

6)协议栈建立的FTP服务器和WEB服务器与Internet Explorer浏览器和ftp.exe相互兼容。

7)协议栈每一个SOCKET上建了数据缓冲队列(数据结构)，用于接收SOCKET的并发数据，实现

多SOCKET的并发数据报处理，可同时运行FTP服务器和WEB服务器。

8)协议栈实现了ACK的延时答应（200ms），支持TCP多包发送和接收，但未支持TCP数据报的

失序处理，因此适合局域网内使用。

四、SOCKET API函数

1)函数SOCKET * socket(u16 af,u16 type,u16 protocol)

本函数功能是从SOCKET pool中分配一个SOCKET插口，供应用程序使用，其参数说明如下：

1.参数af，type—无意义，保留为扩充功能使用。

2.参数protocol—为分配SOCKET的类型，包括TCP_PROTOCOL和UDP_PROTOCOL两个

类型。

3.返回值：函数执行成功，返回SOCKET*指针指向一个SOCKET，失败返回NULL

2)函数u16 bind(SOCKET * sock,struct sockaddr * address,u8 len)

本函数功能是将IP地址和端口绑定到一个SOCKET 指针* sock指向的SOCKET。

1.SOCKET * sock—指向被绑定的SOCKET。

2.struct sockaddr * address—指向IP地址和端口。

3.len—无意义，保留为扩充功能使用。

4.返回值：SUCC。

3)函数u16 listen(SOCKET * sock, u16 QTY)

本函数功能是启动被绑定了地址和端口的SOCKET * sock，触发其为监听状态。本函数由服务

器端应用程序使用。

1.SOCKET * sock—指向被bind的SOCKET。

2.返回值：SUCC。

4)函数u16 connect(SOCKET * sock, struct sockaddr * sevaddr,u8 len)

本函数功能是用于建立一个连接到服务器，服务器的地址和端口由参数sevaddr指定。该函数由

客户端使用。

1.SOCKET * sock—指向被连接的本地SOCKET。

2.struct sockaddr * sevaddr,-- 服务器的地址和端口.

3.u8 len—无意义，保留为扩充功能使用。

4.返回值：是SOCKET句柄。

5)函数u16 accept(SOCKET * sock,struct sockaddr * address,u16 *iii)

本函数返回一个已连接的SOCKET句柄，供函数recv(),send()收发数据使用。

1.SOCKET * sock—指向一个被绑定地址和端口的SOCKET

2.struct sockaddr * address,u16 *iii--无意义，保留为扩充功能使用。

3.返回值：是SOCKET句柄。

6)函数u16 recv(u16 handle,u8 * rec_buff,u16 len,u16 i)

指定句柄读取数据，由TCP使用

1.u16 handle--指定句柄

2.u8 * rec_buff—缓冲区首地址

3.u16 len—读取数据的长度

4.u16 i--无意义，保留为扩充功能使用。

5.返回值:为已读取的字节数

7)函数u8 send(u16 handle,u8 *rec_buff,u16 len,u16 i)

向指定句柄发送数据,由TCP使用

1.u16 handle--指定句柄

2.u8 * rec_buff—缓冲区首地址

3.u16 len—发送数据的长度

4.u16 i--无意义，保留为扩充功能使用。

5.返回值:是SUCC

8)void close(u16 handle)

发送FIN主动关闭一个SOCKET连接，handle为被关闭连接的句柄。

9)函数u16 recvfrom(SOCKET *sock,u8 *rec_buff,u16 len,u8 i,struct sockaddr * address,u16 *addr_len)

从指定SOCKET *sock插口读取数据，由UDP使用，函数的参数具体情况如下：

1.SOCKET *sock --指向插口的指针

2.u8 * rec_buff—缓冲区首地址

3.u16 len—读取数据的长度

4.u16 i--无意义，保留为扩充功能使用。

5.返回值:为已读取的字节数

10)函数u16 sendto(SOCKET *sock,u8 *rec_buff,u16 len,u8 i,struct sockaddr * address,u16 *addr_len)

向从指定SOCKET *sock插口发送数据，由UDP使用，函数的参数具体情况如下：

1.SOCKET *sock,--指向插口的指针

2.u8 * rec_buff—缓冲区首地址

3.u16 len—发送数据的长度

4.u16 i--无意义，保留为扩充功能使用

5.返回值:为SUCC

五、SOCKET API应用举例

1)简单WEB服务器--通过函数TCP_TEST()完成设置本地TCP服备器的IP地址，其过程如下：

1.调用SOCKET API函数socket(0,0,TCP_PROTOCOL)分配一个SOCKET，

2.调用SOCKET API函数将TCP server的IP地址与SOCKET绑定,调用函数bind()起动

监听。

3.函数TCP_TEST()通过函数accept()接收网页获取请求，调用函数recv()接收HTTP

命令，根据命令调用函数send()发送http网页。

WEB服务器程序清单

/*****************************************************

* 名称：TCP_TEST()

* 功能：设置TCP模块

* 入口：无

* 出口: 无

****************************************************************************/

void TCP_SETUP(void)

{

/*设置本地TCP服备器的IP地址*/

TCP_serveraddr.sin_family = 0;

TCP_serveraddr.sin_addr[0] = MY_IP_ADD[0];

TCP_serveraddr.sin_addr[1] = MY_IP_ADD[1];

TCP_serveraddr.sin_addr[2] = MY_IP_ADD[2];

TCP_serveraddr.sin_addr[3] = MY_IP_ADD[3];

TCP_serveraddr.sin_port = 80;

/*将TCP server的IP地址与SOCKET绑定*/

t = socket(0,0,TCP_PROTOCOL);

iii=bind(t,&TCP_serveraddr,sizeof(TCP_serveraddr));

iii=listen(t,4);

}

/****************************************************************************

* 名称：TCP_TEST()

* 功能：TCP打开网页测试

* 入口：无

* 出口: 无

****************************************************************************/

void TCP_TEST(void)

{

temp = accept(t,&TCP_clientaddr,&iii);/*accept网页获取请求*/

if(temp != 0xffff)

{ templen = recv(temp,TCP_rec_buff,1024,0);

if(TCP_rec_buff[5] == ' ')

{ send(temp,httpweb,169,0); /*发送http网页*/

send(temp,web,395,0);

}

else if(TCP_rec_buff[5] == '1')

{

send(temp,httpgif,169,0); /*发送GIF,BMP图片背景*/

send(temp,bmp,442,0);

}

close(temp);

}

}

2)简单UDP服务器—通过函数UDP_TEST()完成设置本地UDP服备器的IP地址和远端口服务器的IP地址, 其过程如下：

1.调用SOCKET API函数socket(0,0,TCP_PROTOCOL)分配一个SOCKET

2.调用SOCKET API函数bind()将UDP server的IP地址与SOCKET绑定,将调用SOCKET API函数

enable_a_port_listen(1025)起动监听。

3.函数UDP_TEST()通过函数recfrom()接收UDP数据报，接收到的UDP数据报调用SOCKET API函数sendto()

回传远程服务器。

UDP服务器程序清单

/****************************************************************************

* 名称：UDP_SETUP()

* 功能：设置UDP模块

* 入口：无

* 出口: 无

****************************************************************************/

void UDP_SETUP(void)

{

serveraddr.sin_family = 0; /*设置远端服务器的IP地址*/

serveraddr.sin_addr[0] = 192;

serveraddr.sin_addr[1] = 168;

serveraddr.sin_addr[2] = 0;

serveraddr.sin_addr[3] = 1;

serveraddr.sin_port = 1026;

s = socket(0,0,UDP_PROTOCOL);

clientaddr.sin_family = 0; /*设置本地UDP客户端的IP地址*/

clientaddr.sin_addr[0] = MY_IP_ADD[0];

clientaddr.sin_addr[1] = MY_IP_ADD[1];

clientaddr.sin_addr[2] = MY_IP_ADD[2];

clientaddr.sin_addr[3] = MY_IP_ADD[3];

clientaddr.sin_port = 1025;

/*将本地IP地址与SOCKET绑定*/

iii=bind(s,&clientaddr,sizeof(clientaddr));

enable_a_port_listen(1025);

}

/**************************************************************************** * 名称：UDP_TEST()

* 功能：UCP数据报收发测试

* 入口：无

* 出口: 无

****************************************************************************/ void UDP_TEST(void)

{

/*接收UDP数据报*/

len = recvfrom(s,rec_buff,400,0,&serveraddr,&iii);

if(len > 0)

{ /*将接收到的UDP数据报发送回服务器端*/

sendto(s,rec_buff,len,0,&serveraddr,&iii);

}

}