全硬件TCP/IP協(xié)議棧學(xué)習(xí)筆記（第五天：全硬件TCP/IP協(xié)議應(yīng)用層學(xué)習(xí)）

繼續(xù)昨天的

設(shè)置端口TX/RX存儲(chǔ)信息，每個(gè)端口的基地址和屏蔽地址在這里確定并保存。W5500有一個(gè)通用寄存器，8個(gè)Socket寄存器去，以及對(duì)應(yīng)每個(gè)Socket的收/發(fā)緩存區(qū)。每一個(gè)Socket的發(fā)送（接收）緩存區(qū)都在一個(gè)16KB的物理發(fā)送（接收）內(nèi)存中，初始化分配為2KB。無(wú)論給每個(gè)Socket分配多大的收/發(fā)緩存，都必須在16位的偏移地址范圍內(nèi)（從0x0000到0xFFFF）W5500有一個(gè)16KB發(fā)送內(nèi)存用于Socket_n的發(fā)送緩存區(qū)，以及一個(gè)16KB的接收內(nèi)存用于Socket_n接收緩存區(qū)。發(fā)送初始緩存被分配給了每個(gè)Socket發(fā)送緩存（2KB x 8 = 16KB），初始化分配的2KBSocket發(fā)送緩存，可以通過(guò)使用Socket發(fā)送緩存大小寄存器重新分配。一旦所有的Socket發(fā)送緩存大小寄存器配置完成，16KB的發(fā)送內(nèi)存就會(huì)按照配置分配給每個(gè)Socket的發(fā)送緩存，并按照從Socket0到7順序分配。16KB的發(fā)送內(nèi)存中分配了對(duì)應(yīng)的發(fā)送緩沖區(qū)，用于為來(lái)自主機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)做緩存。讀取內(nèi)存同理。

四.應(yīng)用層協(xié)議開(kāi)發(fā)

以太網(wǎng)的應(yīng)用層包括支撐協(xié)議和應(yīng)用協(xié)議兩部分

支撐協(xié)議：域名服務(wù)系統(tǒng)（DNS），簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）等，典型應(yīng)用包括Web瀏覽，電子郵件，文件傳輸訪問(wèn)，遠(yuǎn)程登陸等。

應(yīng)用協(xié)議：超文本傳輸協(xié)議（HTTP），簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議（SMTP），文本傳輸協(xié)議（FTP），簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議（TFTP）和遠(yuǎn)程登陸（Telnet）。

五.實(shí)例開(kāi)發(fā)

1.TCP是TCP/IP體系中面向連接的傳輸層協(xié)議，他使用IP作為網(wǎng)絡(luò)層，提供全雙工的可靠交付的服務(wù)。（W5500在內(nèi)部利用軟件實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議棧，即內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含了物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層）TCP建立通信的兩端，一段稱為服務(wù)器端，指網(wǎng)絡(luò)中能為用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，另一端為客戶端，是與服務(wù)器相對(duì)應(yīng)的，接受服務(wù)的一端，為客戶提供本地服務(wù)的程序。

這是一個(gè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互的C/S模型，他是一個(gè)最典型最常用的通訊結(jié)構(gòu)。此時(shí)服務(wù)器處于守候狀態(tài)，并偵聽(tīng)客戶端的請(qǐng)求?？蛻舳税l(fā)出請(qǐng)求，并請(qǐng)求經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給服務(wù)器，一旦服務(wù)器接收到這個(gè)請(qǐng)求，就可以執(zhí)行請(qǐng)求所制定的任務(wù)，并將執(zhí)行的結(jié)果經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)回送給客戶。

TCP協(xié)議通過(guò)三個(gè)報(bào)文段完成連接的建立，這個(gè)過(guò)程叫做三次握手

第一次握手：建立連接時(shí)，客戶端發(fā)送SYN包（TCP/IP建立連接時(shí)使用的握手信號(hào)客戶機(jī)首先發(fā)出一個(gè)SYN消息，服務(wù)器使用SYN+ACK應(yīng)答表示接收到了這個(gè)消息，最后客戶機(jī)再以ACK消息響應(yīng)。）（seq = j）到服務(wù)器，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認(rèn)。

第二次握手：服務(wù)器收到SYN包，必須確認(rèn)客戶的SYN（ack = j + 1），同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。

第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK（ack = k + 1），此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。

建立一個(gè)鏈接需要三次握手，但是終止一個(gè)鏈接要四次揮手，這是由于TCP的半關(guān)閉造成的。

1.第一次揮手：主動(dòng)方發(fā)出了FIN位的報(bào)文，表示主動(dòng)終止從本地到遠(yuǎn)端的單向連接；此時(shí)，主動(dòng)方進(jìn)入FIN_WAIT1狀態(tài)，意思就是說(shuō)他在等著遠(yuǎn)端的FIN報(bào)文。

2.第二次揮手：遠(yuǎn)端收到FIN后，會(huì)立即發(fā)送ACK；主動(dòng)方接收到ACK之后，進(jìn)入FIN_WAIT2狀態(tài)，所以FIN_WAIT1狀態(tài)持續(xù)時(shí)間非常短；此時(shí)遠(yuǎn)端進(jìn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)，一條單向連接終止了，但另一條還沒(méi)有，處于HALF_CLOSE連接狀態(tài)。

3.第三次揮手：當(dāng)遠(yuǎn)端進(jìn)行了必要的數(shù)據(jù)發(fā)送之后，他會(huì)發(fā)送FIN，表示從他出發(fā)的單向連接也要關(guān)閉；同時(shí)他進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)。

4.第四次揮手：主動(dòng)方收到FIN之后，回應(yīng)一個(gè)ACK；遠(yuǎn)端進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，連接關(guān)閉；主動(dòng)方進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)；確保最后一個(gè)ACK沒(méi)有丟失，防止新連接占用剛剛關(guān)閉的主動(dòng)方的地址端口，使網(wǎng)絡(luò)中流浪的老連接的分組被誤認(rèn)為新連接的分組。

由于我們的工程中使用他作為客戶端使用，所以我們先看其作為TCP客戶端的數(shù)據(jù)收發(fā)