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7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播

9月前 作者：m0_61659911 分类：Toy博客 阅读(39) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一。DNS域名解析

1.DNS作用

      DNS是计算机域名系统（Domain Name System 或 Domain Name Service）的缩写，它是由解析器和域名服务器组成的，作用是把域名转换成为网络可以识别的ip地址。举一个简单的例子，域名相当于门牌号，而IP地址相当于具体的地理位置。

      DNS是用来做域名解析的，它会在你上网输入网址后，把它转换成IP，然后去访问对方服务器，没有它，如果想上百度就要记住百度的IP，上163就要记住163的IP，有了DNS的处理，你只需要记住对应的域名也就是网址就可以了。

2.DNS API

（1）宏开关

需要使用DNS，所以需要把这个宏开关打开，原因：本来就是这样设定

//opt.h
/**
 * LWIP_DNS==1: Turn on DNS module. UDP must be available for DNS
 * transport.
 */

#if !defined LWIP_DNS || defined __DOXYGEN__
#define LWIP_DNS                        1
#endif

在LWIP的文件夹中

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网（2）配置DNS服务器

<1>dns.c添加代码

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网

//dns.c 需要手动添加
/** DNS server IP address */
#ifndef DNS_SERVER_ADDRESS
extern ip4_addr_t gw;   //网关地址
#define DNS_SERVER_ADDRESS(ipaddr)        (memcpy(ipaddr, &gw, sizeof(ip4_addr_t)))
#endif

#ifdef DNS_SERVER_ADDRESS
  /* initialize default DNS server address */
  ip_addr_t dnsserver;
  DNS_SERVER_ADDRESS(&dnsserver);
  dns_setserver(0, &dnsserver);
#endif /* DNS_SERVER_ADDRESS */

<2>lwip.c修改代码

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网

<3>gethostbyname

//netdb.h
/** @ingroup netdbapi */
#define gethostbyname(name) lwip_gethostbyname(name)
struct hostent *lwip_gethostbyname(const char *name);
struct hostent {
    char  *h_name;      /* 正式主机名 */
    char **h_aliases;   /* 主机别名*/
    int    h_addrtype;  /* 主机IP地址类型 */
    int    h_length;    /* 主机IP地址字节长度*/
    char **h_addr_list; /* 主机的IP地址列表*/
};

DNS获取到的内容为一个结构体，最主要的是最后一项（主机的ip地址列表）

3.实验：实现DNS解析

（1）dns_client.h

#ifndef _DNS_CLIENT_H
#define _DNS_CLIENT_H

void vDnsClientTask(void);

#endif

（2）dns_client.c

#include "socket_tcp_server.h"
#include "dns_client.h"
#include "socket_wrap.h"
#include "ctype.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "netdb.h"

static char ReadBuff[BUFF_SIZE];

void vDnsClientTask(void){

	int 	 cfd, n, i, ret;
	struct sockaddr_in server_addr;
	//dns 域名解析功能
	struct hostent *p_hostent = NULL;
	
	p_hostent = gethostbyname("www.makeru.com.cn");
	if(p_hostent){
		for(i = 0; p_hostent->h_addr_list[i]; i++){		
			printf("host ip:%s\r\n", inet_ntoa(*p_hostent->h_addr_list[i]));				
		}
		
	}else{	
		printf("get host ip fail!\r\n");
	}
		
again:	
	//创建socket
	cfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	
	server_addr.sin_family 			= AF_INET;
	server_addr.sin_port   			= htons(SERVER_PORT);
	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
	//连接到服务器
	//connect 其实是一个阻塞接口，内部要完成TCP的三次握手，当然有超时机制，所以我们需要等一段时间，才能重新连接到服务器
	ret = Connect(cfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
	if(ret < 0){
		//100ms去连接一次服务器
		vTaskDelay(100);
		goto again;
	
	}
	
	printf("server is connect ok\r\n");
	
	while(1){
		//等待服务器发送数据
		n = Read(cfd, ReadBuff, BUFF_SIZE);
		if(n <= 0){
		
			goto again;
		
		}
		//进行大小写转换
		for(i = 0; i < n; i++){
		
			ReadBuff[i] = toupper(ReadBuff[i]);		
		}
		//写回服务器
		n = Write(cfd, ReadBuff, n);
		if(n <= 0){
		
			goto again;
		
		}		
	}
}

二。心跳及超时机制实现

1.心跳检测

网线掉了怎么办？

    心跳检测就是应对网络断开出现的没有报错的问题，以前优化stm32作为服务器端的代码时，仅仅只是对客户端连接失败做出了错误提示，但是在网络断开的时候，是不会有任何反应的。

2.setsocketopt

//功能说明：  
/*
获取或者与某个套接字关联的选 项。选项可能存在于多层中，它们总会出现在最上面的套接字层。当操作套接字选项时，选项位于的层和选项的名称必须给出。为了操作套接字层的选项，应该 将层的值指定为SOL_SOCKET。为了操作其它层的选项，控制选项的合适协议号必须给出。例如，为了表示一个选项由协议解析，层应该设定为协议 号TCP。
*/
//函数原型
int getsockopt(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
//参数：  
/*
sock：将要被设置或者获取选项的套接字。
level：选项所在的协议层。
optname：需要访问的选项名。
optval：对于getsockopt()，指向返回选项值的缓冲。对于setsockopt()，指向包含新选项值的缓冲。
optlen：对于getsockopt()，作为入口参数时，选项值的最大长度。作为出口参数时，选项值的实际长度。对于setsockopt()，现选项的长度。
*/
//返回说明：  
成功执行时，返回0。失败返回-1
    
//参数详细说明：
/*
level指定控制套接字的层次.可以取三种值:
1)SOL_SOCKET:通用套接字选项.
2)IPPROTO_IP:IP选项.
3)IPPROTO_TCP:TCP选项.　

选项名称　　　　　　　　说明　　　　　          　　　　　　数据类型
=====================================================================
　　　　　　　　　　　　SOL_SOCKET
---------------------------------------------------------------------
SO_BROADCAST　　　　　　允许发送广播数据　　　　　　　　　　　　int
SO_DEBUG　　　　　　　　允许调试　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_DONTROUTE　　　　　　不查找　　　　　　　　　　　　　　　    int
SO_ERROR　　　　　　　　获得套接字错误　　　　　　　　　　　　　int
SO_KEEPALIVE　　　　　　保持连接　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_LINGER　　　　　　　 延迟关闭连接　　　　　　　　　　　　　　struct linger
SO_OOBINLINE　　　　　　带外数据放入正常数据流　　　　　　　　　int
SO_RCVBUF　　　　　　　 接收缓冲区大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDBUF　　　　　　　 发送缓冲区大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVLOWAT　　　　　　 接收缓冲区下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDLOWAT　　　　　　 发送缓冲区下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVTIMEO　　　　　　 接收超时　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_SNDTIMEO　　　　　　 发送超时　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_REUSERADDR　　　　　 允许重用本地地址和端口　　　　　　　　int
SO_TYPE　　　　　　　　 获得套接字类型　　　　　　　　　　　　  　int
SO_BSDCOMPAT　　　　　　与BSD系统兼容　　　　　　　　　　　　int
========================================================================
　　　　　　　　　　　　IPPROTO_IP
------------------------------------------------------------------------
IP_HDRINCL　　　　　　　在数据包中包含IP首部　　　　　　　　　　int
IP_OPTINOS　　　　　　　IP首部选项　　　　　　　　　　　　　　　int
IP_TOS　　　　　　　　　类型
IP_TTL　　　　　　　　　生存时间　　　　　　　　　　　　　　　　  int
========================================================================
　　　　　　　　　　　　IPPROTO_IP
------------------------------------------------------------------------
TCP_MAXSEG　　　　　　　TCP最大数据段的大小　　　　　　　　　　 int
TCP_NODELAY　　　　　　 不使用Nagle算法　　　　　　　　　　　　   int
=====================================================================


*/

3.TCP Keepalive

（1）setsockopt参数

<br class="Apple-interchange-newline"><div></div>

#define SO_KEEPALIVE   0x0008  /* 保持连接 */                   val = int
#define TCP_KEEPIDLE   0x03    /* 发送心跳空闲周期 S*/           val = int
#define TCP_KEEPINTVL  0x04    /* 发送心跳间隔 S */              val = int
#define TCP_KEEPCNT    0x05    /* 心跳重发次数 */                val = int

（2）宏开关

/**
 * LWIP_TCP_KEEPALIVE==1: Enable TCP_KEEPIDLE, TCP_KEEPINTVL and TCP_KEEPCNT
 * options processing. Note that TCP_KEEPIDLE and TCP_KEEPINTVL have to be set
 * in seconds. (does not require sockets.c, and will affect tcp.c)
 */
#if !defined LWIP_TCP_KEEPALIVE || defined __DOXYGEN__
#define LWIP_TCP_KEEPALIVE              0
#endif

4.实验：心跳检测

步骤：

（1）opt中keepalive开启

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网

 （2）tcp_keepalive.h

#ifndef _TCP_KEEPALIVE_H
#define _TCP_KEEPALIVE_H

void vTcpKeepaliveTask(void);
#endif

（3）tcp_keepalive.c

#include "socket_tcp_server.h"
#include "tcp_keepalive.h"
#include "socket_wrap.h"
#include "ctype.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

static char ReadBuff[BUFF_SIZE];


void vTcpKeepaliveTask(void)
{

	int 	 cfd, n, i, ret;
	struct sockaddr_in server_addr;
	
	int 	so_keepalive_val = 		1;
	int 	tcp_keepalive_idle = 	3;
	int   tcp_keepalive_intvl = 3;
	int		tcp_keepalive_cnt = 	3;
	int		tcp_nodelay = 1;
again:	
	//创建socket
	cfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	//使能socket层 心跳检测
	setsockopt(cfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &so_keepalive_val, sizeof(int));
	
	server_addr.sin_family 			= AF_INET;
	server_addr.sin_port   			= htons(SERVER_PORT);
	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
	//连接到服务器
	//connect 其实是一个阻塞接口，内部要完成TCP的三次握手，当然有超时机制，所以我们需要等一段时间，才能重新连接到服务器
	ret = Connect(cfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
	if(ret < 0){
		//100ms去连接一次服务器
		vTaskDelay(100);
		goto again;
	
	}
	
	//配置心跳检测参数   默认参数时间很长
	setsockopt(cfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, &tcp_keepalive_idle, sizeof(int));	
	setsockopt(cfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, &tcp_keepalive_intvl, sizeof(int));	
	setsockopt(cfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, &tcp_keepalive_cnt, sizeof(int));	
	setsockopt(cfd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &tcp_nodelay, sizeof(int));	
	
	
	printf("server is connect ok\r\n");
	
	while(1){
		//等待服务器发送数据
		n = Read(cfd, ReadBuff, BUFF_SIZE);
		if(n <= 0){
		
			goto again;
		
		}
		//进行大小写转换
		for(i = 0; i < n; i++){
		
			ReadBuff[i] = toupper(ReadBuff[i]);		
		}
		//写回服务器
		n = Write(cfd, ReadBuff, n);
		if(n <= 0){
		
			goto again;
		
		}		
	}
}

三。组播与广播基础知识

1.组播，广播区分

2.广播实现

注意必须使能项

#if !defined LWIP_IGMP || defined __DOXYGEN__
#define LWIP_IGMP                       1
#endif

（1）广播实现

//SOL_SOCKET
#define SO_BROADCAST   0x0020 /* 广播许可 */                
//val = int

（2）组播实现

//IPPROTO_IP
#define IP_ADD_MEMBERSHIP  3    /*加入组播*/
#define IP_DROP_MEMBERSHIP 4    /*退出组播*/
#define IP_MULTICAST_IF    6    /*组播默认网卡选择*/
#define IP_MULTICAST_LOOP  7    /*组播默认回环*/

//val
typedef struct ip_mreq {
    struct in_addr imr_multiaddr; /* IP multicast address of group */
    struct in_addr imr_interface; /* local IP address of interface */
} ip_mreq;

（1）boradcast.h

#ifndef _BORADCAST_H
#define _BORADCAST_H

void vBoradcastTask(void);
#endif

（2）boradcast.c

#include "boradcast.h"
#include "socket_tcp_server.h"
#include "socket_wrap.h"
#include "ctype.h"
#include "string.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

/**
  * @brief  boradcast 服务器任务
  * @param  None
  * @retval None
  */
void vBoradcastTask(void){

	int 	 sfd;
	struct sockaddr_in client_addr;
	socklen_t	client_addr_len;
	int optval = 1;	
	//创建socket	udp通信
	sfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	
	setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &optval, sizeof(optval));
	client_addr.sin_family			= AF_INET;
	client_addr.sin_port				= htons(SERVER_PORT);
	client_addr.sin_addr.s_addr	= inet_addr("255.255.255.255");
	client_addr_len = sizeof(client_addr);
	while(1){
		//发送广播数据
		Sendto(sfd, "broadcast data", strlen("broadcast data"), 0, (struct sockaddr *)&client_addr, client_addr_len);
		vTaskDelay(5000);
	}
	
}

4.组播实现：

配置：

使能IPv4的muticast

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网

（1）multicast.h

#ifndef _MULTICAST_H
#define _MULTICAST_H
void vMulticastTask(void);

#endif

（2）multicast.c

#include "multicast.h"
#include "socket_tcp_server.h"
#include "socket_wrap.h"
#include "ctype.h"
#include "string.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "sockets.h"

/**
  * @brief  multicast 服务器任务
  * @param  None
  * @retval None
  */ 
void vMulticastTask(void){

	int 	 sfd;
	struct sockaddr_in client_addr;
	socklen_t	client_addr_len;	
	struct ip_mreq multicast_mreq;
	//填充组播地址信息
	multicast_mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.0.1.1");
	multicast_mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	//创建socket	udp通信
	sfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	//设置组播选项
	setsockopt(sfd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &multicast_mreq, sizeof(multicast_mreq));
	
	
	client_addr.sin_family			= AF_INET;
	client_addr.sin_port				= htons(SERVER_PORT);
	client_addr.sin_addr.s_addr	= inet_addr("224.0.1.1");	//组播ip
	client_addr_len = sizeof(client_addr);
	while(1){
		//发送广播数据
		Sendto(sfd, "multicast data", strlen("multicast data"), 0, (struct sockaddr *)&client_addr, client_addr_len);
		vTaskDelay(5000);
	}
	
}

四。wireshark抓包验证

补充：wireshark的常用按键

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网

1.wireshark使用

（1）使用流程

        选择网卡---》过滤配置

（2）过滤器使用方法

<1>比较运算符

    eq, ==    Equal
    ne, !=    Not Equal
    gt, >     Greater Than
    lt, <     Less Than
    ge, >=    Greater than or Equal to
    le, <=    Less than or Equal to

<2>协议字段

#以太网过滤
eth.dst eq ff:ff:ff:ff:ff:ff
#IP地址过滤
ip.dst eq 192.168.1.10
ip.src == 192.168.1.1
#TCP过滤
tcp.port == 6666
# UDP过滤
udp.port == 6666
# http过滤
http.request.method == "POST"

<3>位域操作

# TCP SYN
tcp.flags & 0x02

<4>逻辑表达式

    and, &&   Logical AND
    or,  ||   Logical OR
    not, !    Logical NOT
   # tcp.port == 80 and ip.src == 192.168.2.1

 2.结果（在上述广播实验的基础上，在抓包工具中检测）

（1）这是广播的抓包

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网

7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播,物联网

 （2）这是组播的抓包文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-662651.html

到了这里，关于7.物联网LWIP之DNS，超时机制，组播，广播的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

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