HTTP（Hyper Text Transfer Protocol超文本传输协议）是用于从万维网服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议，它基于TCP/IP协议通信，因此也是基于<客户端-服务器>模型运作的。HTTP属于应用层协议，我们可以用它来传输服务器的各种资源，如文本、图片、音频等，具有简单、快捷、灵活、无连接、无状态等优点。

在一次完整的HTTP通信过程中，浏览器与服务器之间大致可以分为七个步骤：

01、建立TCP连接

HTTP工作前，浏览器首先要通过网络与服务器建立连接，该连接通过TCP完成。HTTP属于应用层协议，根据规则只有低层协议建立之后才能进行更深层协议的连接。因此，首先要建立TCP连接，端口号为80。

02、浏览器向服务器发送请求命令

TCP连接成功建立后，浏览器就会向服务器发送请求命令。例如：GET/sample/hello.jsp HTTP/1.1

03、浏览器发送请求头信息

浏览器发送请求命令后，还要以头信息的形式向服务器发送一些别的信息，之后浏览器发送了一空白行来通知服务器，它已经结束了该头信息的发送。

04、服务器应答

客户机向服务器发出请求后，服务器会客户机回送应答，例如：HTTP/1.1 200 OK

应答的第一部分是协议的版本号和应答状态码。

05、服务器发送应答头信息

正像客户端会随同请求发送关于自身的信息一样，服务器也会随同应答向用户发送关于它自己的数据及被请求的文档。

06、服务器向浏览器发送数据

服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着会按照应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据。

07、服务器关闭TCP连接

一般情况下，一旦服务器完成了数据，就会关闭TCP连接。

在创建工程前我们还需要了解HTTP请求格式，HTTP请求由三部分构成：请求方法URI协议、请求头、请求正文。

请求方法URI（URL相当于URI的子集）协议

我们使用前文中的例子“GET/sample.jsp HTTP/1.1”。“GET“代表请求方法，“/sample.jsp”表示URI，“HTTP/1.1代表协议和协议的版本。

请求头

请求头包含许多有关的客户端环境和请求正文的有用信息。例如，请求头可以声明浏览器所用的语言，请求正文的长度等。

请求正文

请求头和请求正文之间是一个空行，这个行非常重要，它表示请求头已经结束，接下来的是请求正文，请求正文中可以包含客户提交的查询字符串信息。

实验使用MB-039开发板，在工程中使用LwIP+FreeRTOS，实验展示如何实现HTTP服务器，实验使用到的硬件如下：

如图是MB-039（完整原理图可以通过MM32官网下载）的ETH部分。

各个信号引脚对应如下：

我们创建HTTP工程：

static void
http_server_netconn_thread(void* arg)
{
*********************************************************
 do {
        err = netconn_accept(conn, &newconn);     //（1）
        if (err == ERR_OK) {
            http_server_netconn_serve(newconn);    //（2）
            netconn_delete(newconn);            
        }
    } while(err == ERR_OK);
*********************************************************
}
static void http_server_netconn_serve(struct netconn* conn)
{
    struct netbuf* inbuf;
    char* buf;
    u16_t buflen;
err_t err;

    err = netconn_recv(conn, &inbuf);           //（3）
    if (err == ERR_OK) {
        netbuf_data(inbuf, (void**)&buf, &buflen);
        if (buflen >= 5 &&
                buf[0] == 'G' &&
                buf[1] == 'E' &&
                buf[2] == 'T' &&
                buf[3] == ' ' &&
                buf[4] == '/' ) {        //（4）

            netconn_write(conn, http_html_hdr, sizeof(http_html_hdr) - 1, NETCONN_NOCOPY);              //（5）

            netconn_write(conn, http_index_html, sizeof(http_index_html) - 1, NETCONN_NOCOPY);           //（6）
        }
    }

    netconn_close(conn);      //（7）

    netbuf_delete(inbuf);
}

01、等待连接请求

02、执行数据发送的主要函数，工程的主要部分

03、接收客户端（浏览器）发送的数据

04、通过前面五个字节判断是否为请求方法，我们只是为例简单的功能展示不需要去关注正文部分

05、发送应答头信息

06、发送网页信息（html）

07、关闭连接

到这里已经完成了工程的创建，看一下PC的IP地址，设备需要处于同一网段方便测试。打开命令行窗口输入：ipconfig

PC的地址为：192.168.105.34，在sys_arch.h文件中对DEST_IP_ADDR0 、DEST_IP_ADDR1、DEST_IP_ADDR2、DEST_IP_ADDR3进行修改，DEST_PORT 随意修改。

#define LOCAL_PORT                 2021

#define IP_ADDR0                    192
#define IP_ADDR1                    168
#define IP_ADDR2                    105
#define IP_ADDR3                    35

将程序下载入开发板中，打开浏览器，输入设备地址：192.168.105.35

（1）点击灵动微电子即可跳转到我们的官网

（2）我们按F12来查看网页的信息

关注画圈部分，点击灵动微电子可以执行跳转的原因是他的href属性指向的超链接目标的URL为我们的官网地址。同样，使图片显示的方式是类似的，我们先找到一张图片，将他的地址填入img src中，此时图片并非存储在MCU中，是通过网络访问读取的。

我们也可以使用Wireshark进行监视抓取整个过程，选择IP过滤ip.addr==192.168.105.35。

可以看到整个过程和前文介绍的步骤完全一致。

UDP（User Datagram Protocol用户数据报协议）是一种无连接、不可靠的协议。UDP协议没有流控制，没有应答确认机制，不能解决丢包、重发、错序问题。它只是简单地实现从一端主机到另一端主机的数据传输功能，数据通过IP层发送，在网络中传输，到达目标主机的顺序是无法预知的，因此需要应用程序对这些数据进行排序处理。在发送端，UDP只是把上层应用的数据封装到UDP报文中；在差错检测方面，仅仅是对数据进行了简单的校验，然后将其封装到IP数据报中发送出去。在接收端，无论是否收到数据，都不会产生一个应答返回送给源主机。如果接收到数据校验错误，接收端丢弃该UDP报文，也不会告诉源主机，这样数据是无法保障其准确性的。但是在如今的网络环境下，UDP协议传输出现错误的概率很小，并且它的实时性是非常好，常用于实时视频的传输，比如直播、网络电话等，即使是出现了数据丢失的情况，导致视频卡帧，也不会产生大的影响。UDP被广泛应用于与对传输速度有要求，并且可以容忍出现差错的数据传输中。

对于UDP通信来说，可以没有服务器，服务器只是一种规定。主动发送的一方为客户端，被动接受的一方为服务器（下图为通信过程，程序也是按照这个步骤进行设计）。

实验使用MB-039开发板，在工程中使用LwIP+FreeRTOS，实验展示如何实现UDP数据收发，实验使用到的硬件如下：

如图是MB-039（完整原理图可以通过MM32官网下载）的ETH部分接口电路。

各个信号引脚对应如下：

实验用到的API前面几节已经进行了讲解，我们直接创建UDP工程：

static void udpecho_thread(void* arg)
{
    struct netconn* conn;
    struct netbuf* buf;
    char buffer[4096];
    err_t err;
    LWIP_UNUSED_ARG(arg);

    conn = netconn_new(NETCONN_UDP);        // （1）
    netconn_bind(conn, IP_ADDR_ANY, LOCAL_PORT);   // （2）

    while (1) {
        err = netconn_recv(conn, &buf);          // （3）
        if (err == ERR_OK) {
            if(netbuf_copy(buf, buffer, sizeof(buffer)) != buf->p->tot_len) {   // （4）
                LWIP_DEBUGF(LWIP_DBG_ON, ("copy failed\n"));
            }
            else {
                buffer[buf->p->tot_len] = '\0';
                err = netconn_send(conn, buf);                 // （5）
                if(err != ERR_OK) {
                   LWIP_DEBUGF(LWIP_DBG_ON, ("netconn_send failed: %d\n", (int)err));
                }
                else {
                    LWIP_DEBUGF(LWIP_DBG_ON, ("got %s\n", buffer));
                }
            }
            netbuf_delete(buf);
        }
    }
}

1）创建一个UDP类型的连接结构

2）绑定IP地址与端口

3）接收客户端发送的数据（值得指出的是UDP可以一对一，也可以一对多以广播的形式发送）

4）拷贝出接收的数据

5）将数据发送给目标主机

到这里已经完成了工程的创建，看一下PC的IP地址，设备需要处于同一网段，以方便测试。打开命令行窗口输入：ipconfig

PC的地址为：192.168.105.34，在sys_arch.h文件中对DEST_IP_ADDR0 、DEST_IP_ADDR1、DEST_IP_ADDR2、DEST_IP_ADDR3进行修改，DEST_PORT 随意修改。

#define LOCAL_PORT                 2021

#define IP_ADDR0                    192
#define IP_ADDR1                    168
#define IP_ADDR2                    105
#define IP_ADDR3                    35

将程序下载入开发板中，使用NetAssist进行如下设置：

1）协议设置，选择UDP

2）本机主机地址（即PC地址）

3）端口号

4）设置远程主机地址（即设备地址）

点击打开，在进行这一步前可以则Ping一下开发板地址，可以正常Ping通则检查端口号；如果无法Ping通则需要对工程进行检查。任意输入字符进行发送。

可以发现对接收到的数据进行了正确的转发，我们也可以使用Wireshark进行监视抓取整个过程，选择IP过滤：ip.addr==192.168.105.35。

通过上图表明实验成功。

在进行本节之前，首先解决大家的一个疑惑点：Client和Client_Socket有什么区别或分别代表的含义？

Socket标准定义为套接字，应用于主流的网络设计程序，具有使用简单，多平台移植方便的特点。在Socket应用中，使用一个套接字来记录网络的一个连接，套接字是一个整数，就像操作文件一样，利用一个文件描述符，进行打开、读、写、关闭等操作。在网络中，可以对Socket 套接字进行类似的操作，比如开启一个网络的连接、读取连接主机发送来的数据、向连接的主机发送数据、终止连接等操作。LwIP设计目的主要应用于嵌入式平台，对于Socket的支持并不完全，只是通过对netconn进行封装实现部分功能，使得LwIP也具有多平台应用的特性，通过Socket方式的了解能够极大简化通信过程的理解，快速实现应用开发。

Demo应用中，使用的开发板为MB-039，在工程中使用LwIP+FreeRTOS，实验展示如何制作一个客户端并发送数据，板载Ethernet相关的硬件部分电路如下：

MB-039 完整原理图可以通过MM32官网下载。

各个信号引脚对应如下：

通过配置复用相关引脚为RMII相关的功能，初始化以太网功能，执行FreeRTOS的启动。具体过程可参考样例初始化程序中代码。

在进行Client_Socket实验前，我们先了解需要使用到的应用功能函数：

（1）socket ()

（2）connect ()

（3）write ()

(1) socket ()

Socket()指向lwip_socket()，功能为申请一个套接字，lwip_socket()源码如下：

int
lwip_socket(int domain, int type, int protocol)
{
  struct netconn *conn;
  int i;

  LWIP_UNUSED_ARG(domain); /* @todo: check this */

  /* create a netconn */
  switch (type) {
    case SOCK_RAW:
      conn = netconn_new_with_proto_and_callback(DOMAIN_TO_NETCONN_TYPE(domain, NETCONN_RAW),
             (u8_t)protocol, DEFAULT_SOCKET_EVENTCB);
      LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%s, SOCK_RAW, %d) = ",
                                  domain == PF_INET ? "PF_INET" : "UNKNOWN", protocol));
      break;
    case SOCK_DGRAM:
      conn = netconn_new_with_callback(DOMAIN_TO_NETCONN_TYPE(domain,
                                       ((protocol == IPPROTO_UDPLITE) ? NETCONN_UDPLITE : NETCONN_UDP)),
                                       DEFAULT_SOCKET_EVENTCB);
      LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%s, SOCK_DGRAM, %d) = ",
                                  domain == PF_INET ? "PF_INET" : "UNKNOWN", protocol));
#if LWIP_NETBUF_RECVINFO
      if (conn) {
        /* netconn layer enables pktinfo by default, sockets default to off */
        conn->flags &= ~NETCONN_FLAG_PKTINFO;
      }
#endif /* LWIP_NETBUF_RECVINFO */
      break;
    case SOCK_STREAM:
      conn = netconn_new_with_callback(DOMAIN_TO_NETCONN_TYPE(domain, NETCONN_TCP), DEFAULT_SOCKET_EVENTCB);
      LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%s, SOCK_STREAM, %d) = ",
                                  domain == PF_INET ? "PF_INET" : "UNKNOWN", protocol));
      break;
    default:
      LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("lwip_socket(%d, %d/UNKNOWN, %d) = -1\n",
                                  domain, type, protocol));
      set_errno(EINVAL);
      return -1;
  }

  if (!conn) {
    LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("-1 / ENOBUFS (could not create netconn)\n"));
    set_errno(ENOBUFS);
    return -1;
  }

  i = alloc_socket(conn, 0);

  if (i == -1) {
    netconn_delete(conn);
    set_errno(ENFILE);
    return -1;
  }
  conn->socket = i;
  done_socket(&sockets[i - LWIP_SOCKET_OFFSET]);
  LWIP_DEBUGF(SOCKETS_DEBUG, ("%d\n", i));
  set_errno(0);
  return i;
}

从源码中我们可以看出，本质上是对netconn_new()进行封装。我们关注一下其参数，domain表示协议簇，对于IP/TCP来说该值始终为AF_INET。重点需要关注一下type,我们查看API手册对于几种类型的解释如下：

1. SOCK_STREAM：提供可靠的（即能保证数据正确传送到对方）面向连接Socket服务，多用于资料（如文件）传输，如TCP协议。

2. SOCK_DGRAM：是提供无保障的面向消息的Socket服务，主要用于在网络上发广播信息，如UDP协议，提供无连接不可靠的数据报交付服务。

3. SOCK_RAW：表示原始套接字，它允许应用程序访问网络层的原始数据包，这个套接字用得比较少，暂时不用理会它。

Protocol指定套接字使用的协议，对于IPv4，TCP协议提供SOCK_STREAM服务，只有UDP协议提供SOCK_DGRAM服务。

(2) connect ()

connect()指向lwip_connect()（源码较长，就不进行粘贴了），函数的作用与前文介绍netconn_connect功能一致，通过源码可以知道其是通过对netconn_connect的封装实现。在TCP客户端连接中，调用这个函数将发生握手过程，并最终建立新的TCP连接。对于UDP来说调用这个函数只是在UDP控制块中记录远端IP地址与端口号。

(3) write ()

Write()指向lwip_write，源码如下，其通过调用lwip_send实现，flags为0。

ssize_t
lwip_write(int s, const void *data, size_t size)
{
  return lwip_send(s, data, size, 0);
}

了解了以上3个API，接下来开始创建Client_Socket工程：

static void client(void *thread_param)
{
  int sock = -1;
  struct sockaddr_in client_addr;  
  ip4_addr_t ipaddr;  
  uint8_t send_buf[]= " This is MM32F3270 TCP Client_Socket Demo \n";

  IP4_ADDR(&ipaddr,DEST_IP_ADDR0,DEST_IP_ADDR1,DEST_IP_ADDR2,DEST_IP_ADDR3);
  while(1)
  {
    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    //(1)
    if (sock < 0)
    {
      vTaskDelay(10);
      continue;
    } 

    client_addr.sin_family = AF_INET;           //(2)
    client_addr.sin_port = htons(DEST_PORT);   //(3)
    client_addr.sin_addr.s_addr = ipaddr.addr;   //(4)
    memset(&(client_addr.sin_zero), 0, sizeof(client_addr.sin_zero));    

    if (connect(sock, 
               (struct sockaddr *)&client_addr, 
                sizeof(struct sockaddr)) == -1)    //(5)
    {
        printf("Connect failed!\n");
        closesocket(sock);
        vTaskDelay(10);
        continue;
    }                                               
    while (1)
    {
      if(write(sock,send_buf,sizeof(send_buf)) < 0)   //(6)
        break; 
      vTaskDelay(1000);
    } 
    closesocket(sock);
  }
}

（1）申请一个套接字：socket

（2）协议簇类型（AF_INET用于TCP/IP协议）

（3）将端口赋值给client_addr的sin_port成员

（4）将地址赋值给client_addr的sin_addr.s_addr成员

（5）创建连接，将sock与地址端口进行绑定，建立连接

（6）发送数据

到这里已经完成了Client Socket工程的创建，还有一步比较重要的是配置Client与Server端的IP，将数据发送给服务器端。

在Windows下，通过打开命令行窗口输入：ipconfig可以获取本机地址与服务器的地址。

可以观察到PC地址为：192.168.105.34，在sys_arch.h文件中对DEST_IP_ADDR0 、DEST_IP_ADDR1、DEST_IP_ADDR2、DEST_IP_ADDR3进行修改，DEST_PORT可选用空闲端口，设备IP需要设置在同一个网段内通信才能进行IP_ADDR0、IP_ADDR1 、IP_ADDR2，需要与PC地址保持一致，IP_ADDR3可以随意设置（和PC地址不一致即可）。

#define DEST_IP_ADDR0               192
#define DEST_IP_ADDR1               168
#define DEST_IP_ADDR2               105
#define DEST_IP_ADDR3               34

#define DEST_PORT                  5001

#define IP_ADDR0                    192
#define IP_ADDR1                    168
#define IP_ADDR2                    105
#define IP_ADDR3                    130

将程序下载入开发板中，使用SSCOM工具进行如下设置：

点击侦听：