ESP32/ESP8266中查看并修改DHCP的配置信息
1.DHCP 简介
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升IP地址的使用率。
简单来说,DHCP就是一个不需要账号密码登录的、自动给内网机器分配IP地址等信息的协议。它遵循服务器-客户端模型,在WiFi架构中,AP(即热点,提供连网功能的设备)中运行DHCPS(即DHCP-Server),而STA(即需要接入AP的设备)中运行DHCPC(即DHCP-Client)。通过如下图所示的连接过程,DHCPS将提供给DHCPC一个暂时租用的IP,以使得运行DHCPC的设备具备上网的能力。(注意,这个IP通常是以“租用”的方式给DHCPC使用,过段时间可能会回收再利用)
2.在ESP32中查看、修改DHCP的配置信息
DHCP的功能对于联网设备非常重要,ESP32的开发框架中提供了灵活的查看DHCP相关配置的接口,今天就来聊一聊如何使用这些接口。
不多说,上代码。(使用开发板为ESP32,SDK为ESP-IDF v3.1.7,开发模板为examples目录下的wifi/simple_wifi)
[code]/* Simple WiFi Example*/ #include <string.h> #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" #include "freertos/event_groups.h" #include "esp_system.h" #include "esp_wifi.h" #include "esp_event_loop.h" #include "esp_log.h" #include "nvs_flash.h" #include "lwip/err.h" #include "lwip/sys.h" /* The examples use simple WiFi configuration that you can set via 'make menuconfig'. If you'd rather not, just change the below entries to strings with the config you want - ie #define EXAMPLE_WIFI_SSID "mywifissid" */ #define EXAMPLE_ESP_WIFI_MODE_AP CONFIG_ESP_WIFI_MODE_AP //TRUE:AP FALSE:STA #define EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID CONFIG_ESP_WIFI_SSID #define EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD #define EXAMPLE_MAX_STA_CONN CONFIG_MAX_STA_CONN /* FreeRTOS event group to signal when we are connected*/ static EventGroupHandle_t wifi_event_group; /* The event group allows multiple bits for each event, but we only care about one event - are we connected to the AP with an IP? */ const int WIFI_CONNECTED_BIT = BIT0; static const char *TAG = "simple wifi"; /* Use for DHCP */ tcpip_adapter_dhcp_status_t dhcp_get_status; tcpip_adapter_option_id_t dhcp_op_id; uint32_t op_len; uint32_t op_val = -1; static esp_err_t event_handler(void *ctx, system_event_t *event) { switch(event->event_id) { case SYSTEM_EVENT_STA_START: esp_wifi_connect(); break; case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP: ESP_LOGI(TAG, "got ip:%s", ip4addr_ntoa(&event->event_info.got_ip.ip_info.ip)); xEventGroupSetBits(wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT); break; case SYSTEM_EVENT_AP_STACONNECTED: ESP_LOGI(TAG, "station:"MACSTR" join, AID=%d", MAC2STR(event->event_info.sta_connected.mac), event->event_info.sta_connected.aid); /* Attention:you must call tcpip_adapter_dhcps_start(TCPIP_ADAPTER_IF_AP) to start dhcps when the dhcps is stoped or it has not started yet,otherwise,you can not get the current option.Besides,you had better call the sizeof() to get the current op_len,otherwise,you also can not get the currect option.*/ op_len = sizeof(dhcps_time_t); /* get the option*/ tcpip_adapter_dhcps_option(TCPIP_ADAPTER_OP_GET, TCPIP_ADAPTER_IP_ADDRESS_LEASE_TIME, &op_val, op_len); ESP_LOGI(TAG, "dhcp_get_option = %d", op_val); break; case SYSTEM_EVENT_AP_STADISCONNECTED: ESP_LOGI(TAG, "station:"MACSTR"leave, AID=%d", MAC2STR(event->event_info.sta_disconnected.mac), event->event_info.sta_disconnected.aid); break; case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED: esp_wifi_connect(); xEventGroupClearBits(wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT); break; default: break; } return ESP_OK; } void wifi_init_softap() { wifi_event_group = xEventGroupCreate(); tcpip_adapter_init(); ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_init(event_handler, NULL)); wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT(); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg)); wifi_config_t wifi_config = { .ap = { .ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID, .ssid_len = strlen(EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID), .password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS, .max_connection = EXAMPLE_MAX_STA_CONN, .authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK }, }; if (strlen(EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS) == 0) { wifi_config.ap.authmode = WIFI_AUTH_OPEN; } ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_AP)); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_AP, &wifi_config)); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start()); ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_softap finished.SSID:%s password:%s", EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID, EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS); /*DHCP option,1.get_option 2.get_status.3.get_option.4.set_option.5.get_option*/ /*1.*/ op_len = sizeof(dhcps_time_t); tcpip_adapter_dhcps_option(TCPIP_ADAPTER_OP_GET, TCPIP_ADAPTER_IP_ADDRESS_LEASE_TIME, &op_val, op_len); ESP_LOGI(TAG, "dhcp_get_option = %d", op_val); /*2.*/ ESP_ERROR_CHECK(tcpip_adapter_dhcps_get_status(TCPIP_ADAPTER_IF_AP, &dhcp_get_status)); ESP_LOGI(TAG, "dhcp_get_status = %d", dhcp_get_status); /*stop dhcps*/ tcpip_adapter_dhcps_stop(TCPIP_ADAPTER_IF_AP); /*2.*/ ESP_ERROR_CHECK(tcpip_adapter_dhcps_get_status(TCPIP_ADAPTER_IF_AP, &dhcp_get_status)); ESP_LOGI(TAG, "dhcp_get_status = %d", dhcp_get_status); /*3.get the option*/ /* 3.1 Attention:you must call tcpip_adapter_dhcps_start(TCPIP_ADAPTER_IF_AP) to start dhcps when the dhcps is stoped or it has not started yet,otherwise,you can not get the current option.Besides,you had better call the sizeof() to get the current op_len,otherwise,you also can not get the currect option.*/ op_len = sizeof(dhcps_time_t); tcpip_adapter_dhcps_start(TCPIP_ADAPTER_IF_AP); /* 3.2 now ,you can get the option*/ tcpip_adapter_dhcps_option(TCPIP_ADAPTER_OP_GET, TCPIP_ADAPTER_IP_ADDRESS_LEASE_TIME, &op_val, op_len); ESP_LOGI(TAG, "dhcp_get_option = %d", op_val); /* 4.change the option,and set the option*/ /*4.1 change the option value*/ op_val = 110; op_len = sizeof(dhcps_time_t); /*4.2 Attention:you must ensure that dhcps has been stoped,and then you can set the option*/ tcpip_adapter_dhcps_stop(TCPIP_ADAPTER_IF_AP); tcpip_adapter_dhcps_option(TCPIP_ADAPTER_OP_SET, TCPIP_ADAPTER_IP_ADDRESS_LEASE_TIME, &op_val, op_len); /*5.get the option after changing the option,please start the dhcps before get the option*/ tcpip_adapter_dhcps_start(TCPIP_ADAPTER_IF_AP); tcpip_adapter_dhcps_option(TCPIP_ADAPTER_OP_GET, TCPIP_ADAPTER_IP_ADDRESS_LEASE_TIME, &op_val, op_len); ESP_LOGI(TAG, "dhcp_get_option = %d", op_val); /*you cann't try to get the Domain_name,because it's nothing*/ // char op_dhcp_name[64]; // op_len = sizeof(dhcps_offer_t); // tcpip_adapter_dhcps_option(TCPIP_ADAPTER_OP_GET, TCPIP_ADAPTER_DOMAIN_NAME_SERVER, op_dhcp_name, op_len); // ESP_LOGI(TAG, "dhcp_get_option = %s",op_dhcp_name); } void wifi_init_sta() { wifi_event_group = xEventGroupCreate(); tcpip_adapter_init(); ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_init(event_handler, NULL) ); wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT(); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg)); wifi_config_t wifi_config = { .sta = { .ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID, .password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS }, }; ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA) ); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config) ); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start() ); ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished."); ESP_LOGI(TAG, "connect to ap SSID:%s password:%s", EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID, EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS); } void app_main() { //Initialize NVS esp_err_t ret = nvs_flash_init(); if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) { ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase()); ret = nvs_flash_init(); } ESP_ERROR_CHECK(ret); #if EXAMPLE_ESP_WIFI_MODE_AP ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_AP"); wifi_init_softap(); #else ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_STA"); wifi_init_sta(); #endif /*EXAMPLE_ESP_WIFI_MODE_AP*/ }
代码实现上,主要是在wifi_init_softap()中添加一系列操作DHCPS的代码,这些代码我添加了注释,可以帮助理解。特别提醒,ESP32应工作在AP模式下(因为,如你所见,我仅在AP的初始化代码wifi_init_softap()中添加了对DHCP的操作),因此在编译时请通过menuconfig将ESP32开发板配置为AP工作模式。
需要提醒的是:
在读取DHCPS的option(即配置选项)时,必须在DHCPS启动状态下读取,并且传入的option_len(即选项长度)要获取正确,再传入,否则会读取失败。
在设置DHCPS的option时,必须在关闭DHCPS的状态下,进行设置,同样的,必须传入正确的option_len(即选项长度)参数,否则设置失败。
设置成功后应当先使用tcpip_adapter_dhcps_start(TCPIP_ADAPTER_IF_AP);重新启动DHCPS,才能进行查询。
3.实验结果与分析
WiFi初始化完成后,将自动启动DHCP,实验中获取的option(即配置参数)为 TCPIP_ADAPTER_IP_ADDRESS_LEASE_TIME,即DHCPS分配给DHCPC的IP的租用时间(当然,你也可以获取DHCP的其他配置参数,原理是一样的,这里是举个例子)。
上面的打印信息依次是:
1.原来的租用时间为120min(是的,我查了原文件,初始化配置为120分钟的有效租用时间)
2.DHCPS当前状态为1,即启动状态(可以查看源文件:1代表的宏是Start状态)
3.DHCPS当前状态为2,即停止状态(因为我前面调用了Stop()函数)
4.再次查看修改前的option为120min
5.查看修改后的option为110min,即完成修改。
(最后,ESP8266提供了上述操作DHCP的接口,但函数的名字和传的参数类型与ESP32有所不同,因此,若是使用ESP8266作为实验平台,请注意调整对应的函数名和传入参数。原理与注意事项是一模一样的)
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