TI CC3200实现TCP/IP通信之一

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），


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；



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！