单片机以太网控制芯片W7100A数据手册（四）
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- 建立连接 : 接收过程
在这个过程中,它处理内部RX存储器接收的数据。在TCP模式下,如果接收的数据的字节长度超过端口当前RX存储器的剩余空间,W7100A不能接收数据。如果发生这种情况,W7100A将保持连接(暂停),并等待RX的剩余空间大于需要接收的数据字节长度。
在W7100A驱动程序中wiznetmemcpy.c文件中定义的wizmemecpy函数，使用Receive/Send过程来进行存储器数据的快速复制。更多详细信息请参考第13章，参考’W7100A性能提升’以了解其性能表现，参考’W7100A驱动指南’以了解其使用方法。如果用户不想使用wizmemcpy函数，那么使用普通的存储器复制函数即可。
由于W7100A内部同时具有数据存储器和TCPIP内核内部存储器，用户应该根据地址进行分类。所以用户必须在TCPIP内核内部存储器的最高级地址前加上’0xFE’,或者在从TCPIP内核存储器到数据存储器进行复制操作时，将DPX0寄存器设置为’0xFE’。关于wizmemcpy的更多详细信息请参考’W7100A驱动指南’。
- 建立连接 : 检查发送数据/发送过程
发送数据的字节长度不能超过SOCKET n TX存储器的大小。如果要传输的数据长度大于设置的MSS,它将按照MSS分段传输。
为了下一次数据的传输,用户必须检查上一次的SEND命令是否执行完成。如果上一次的SEND命令还没有执行完成又开始下一次的SEND命令,将会产生错误。数据越多,执行SEND命令所花费的时间越长。因此用户可以适当地将数据分段发送。
在发送过程中,用户必须将’0xFE’加到地址的最高地址,以指向TCPIP内核的存储器。
- 建立连接 : 超时
超时可能会发生在连接请求(SYN数据包)或其响应(SYN/ACK数据包)、数据通信或其响应(DATA/ACK数据包)、断开连接请求(FIN数据包)或其响应(FIN/ACK数据包),以及所有其它TCP数据包的传输。如果不能在RTR定义的时间和RCR定义的重发次数范围内完成上述数据包的传输,都将产生TCP的超时,Sn_SR的状态变为SOCK_CLOSED。确定TCP超时的方法如下:
9.2.1.2
除了”CONNECT”状态外,与TCP服务器完全一样。用户可参考9.2.1.1”TCP服务器”。
图9.4 “TCP客户端”操作流程
- 连接
发送连接请求(SYN数据包)到”TCP服务器”。当制造 “连接端口”到服务器时,可能会发生像ARPTO、TCPTO这样的超时现象。
9.2.2
UDP是无连接的协议,它的通信是不需要SOCKET建立连接。TCP是一种面向连接的、可以保证可靠性的通信协议,但UDP采用数据报文的通信方式,数据传输的可靠性没有保障。但是,因为UDP不使用连接的SOCKET,因此它可以与多个已知IP地址的多个端口进行数据交换。这是它的优势。使用一个端口与其它端口通信也会带来很多问题,比如丢失传输的数据、或接收到其它端口来的不需要的数据等。在UDP模式下,为了避免出现这些问题,保证数据通信的可靠性,主机需要重发被损坏的数据或丢掉那些不需要的数据。UDP协议支持单播、广播和多播等通信方式。它遵循以下通信流程。
二进制
11011110.01100010.10101101.01111011
00000000.00000000.00000000.11111111
-
11011110.01100010.10101101.11111111
图9.5 UDP操作流程
9.2.2.1
单播是UDP的一种通信方式。它一次只能将数据传输给一个目的站点。而广播通信则使用广播地址(255.255.255.255),将数据发送给所有的可接收的目的站点。例如,假设用户将数据传输给目的站点A、B和C。单播是每一次将数据单独传输给A、B或C。在这种情况下,在获得目的站点A、B或C的物理地址时可能产生ARP超时。在产生ARP超时的时候是不能够将数据传输到目的地的。
广播则使用广播地址(255.255.255.255),可以一次同时将数据发送到目的站点A、B和C。这时不需要得到目的站点A、B或C的物理地址,因此不会产生ARP超时。
- 怎样建立广播IP？
广播IP地址可以通过子网掩码按位补码和主机IP地址的按位的逻辑或运算得到。
例:本机IP:222.98.173.123,子网掩码:255.255.255.0,则广播IP地址则为:222.98.173.255
- SOCKET初始化
对要实现UDP通信,SOCKET必须进行初始化设置。打开SOCKET的操作过程如下:首先在W7100A的8个SOCKET中选择一个SOCKET为UDP的工作,并设置为UDP模式(Sn_MR(P3:P0)),然后设置本机端口号(Sn_PORT0),最后运行OPEN命令。执行OPEN命令后,如果Sn_SR状态改变为SOCK_UDP,则完成了端口的初始化设置。
图9.6 接收UDP数据的格式
接收的UDP数据包含8个字节的数据包信息和有效数据。数据包信息包括两个部分:发送者的信息(IP地址和端口号)和数据包的长度。UDP可以接收其它的很多UDP数据,用户可以通过发送者的信息区分UDP数据来源。它也接收以”255.255.255.255”的广播地址发送的信息。因此主机可以通过分析发送者的信息,丢掉那些不需要的数据。
如果要接收的数据长度大于SOCKET的RX存储器的剩余空间,用户将无法接收到数据,也不能够接收分段的数据。
- 检查发送数据/发送过程
用户想发送的数据的大小不能超过内部TX缓冲器能容纳的范围。如果比MTU大的话,会自动以MTU为单位进行划分然后发送。当用户想用广播方式时,Sn_DIPR0应被设置成”255.255.255.255”
- 检查发送完毕/超时
在继续发送数据之前,用户必须检查先前的SEND命令是不是已经完成了。发送的数据越多,发送需要的时间就越长。因此用户必须合理地将其要发送的数据进行划分。当用户发送UDP数据时可能发生ARP超时。如果ARP超时发生了,传输UDP数据失败。
9.2.2.2
广播是与所有的、不确定的目的站点进行通信。但多播是与多个、但在多播组注册的目的站点进行通信。假如A、B和C是在一个特定的多播组里注册的站点。如果用户将数据传送到多播组(包含站点A),站点B和C也能够从站点A得到数据。为了使用多播通信,使用IGMP协议将目的站点列表注册到多播组。多播组包括:分组硬件地址、分组IP地址和分组端口号。用户不能够更改”分组硬件地址”和”分组IP地址”。但用户可以更改”分组端口号”。
分组硬件地址的选择范围在”01:00:5e:00:00:00”到”01:00:5e:7f:ff:ff”之间,而分组IP地址则使用D类地址, 范围从“224.0.0.0”到“239.255.255.255”。详细内容请参考官方网站:
http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses.
在选择时,6个字节的”分组硬件地址”的高23位硬件地址和4个字节的”分组IP地址”必须相同。例如,如果用户选择的分组IP地址为”244.1.1.11”,那么分组硬件地址为”01:00:5e:01:01:0b”。详细信息请参考RFC1112:http://www.ietf.org/rfc.html
在W7100A内部,IGMP处理多播注册是由内部(自动)完成的。当用户以多播的模式打开端口时,”Join”信息将在内部自动传送。如果用户关闭端口,”Leave”信息将在内部自动传送。端口打开以后,”Report”信息将在数据传输过程中每隔一定的时间传送。
W7100A支持IGMP v1和v2版本。如果用户想使用一个升级的版本,主机可以使用IPRAW模式直接处理IGMP。
- SOCKET初始化
从W7100A的8个端口中选择一个以进行多播。将”多播分组MAC地址”设为Sn_DHAR0,将”多播分组IP地址”设为Sn_DIPR0。然后将”多播分组端口号”设为Sn_PORT0和Sn_DPORT0。设置Sn_MR(P3:P0)成为UDP模式,将Sn_MR(MULT1)设置为1。最后执行OPEN(打开)命令。如果Sn_SR的状态在OPEN命令之后被改为SOCK_UDP,端口初始化就完成了。
- 检查接收到的数据
请参考9.2.2.1”单播方式和广播方式”
- 接收过程
请参考9.2.2.1”单播方式和广播方式”
- 检查发送数据/发送过程
因为用户在端口初始化中设置了多播分组的信息,因此用户不必再设置目的设备的IP地址和端口号。因此,复制要传送的数据到内部TX缓冲区,执行SEND命令就可以了。
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参考9.2.2.1”单播&广播”
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