VxWorks 7系统下的TCP网络编程

简介
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VxWorks 7 是一个功能强大的实时操作系统（RTOS），广泛应用于嵌入式系统中，特别是那些对实时性、稳定性要求较高的系统。VxWorks 7 支持 TCP/IP 协议栈，因此可以进行网络通信，适用于各种网络应用。本文将详细讲解如何在 VxWorks 7 上进行 TCP 网络编程，帮助开发者理解和实现基于 TCP 的网络通信。

开发环境搭建
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在进行 VxWorks 7 上的网络编程之前，我们首先需要确保开发环境的搭建和配置：

必要的软件工具：

VxWorks 7：必须安装 VxWorks 7 和 Wind River Workbench，这是进行应用开发和调试的集成开发环境。
VxWorks 网络协议栈：VxWorks 7 自带了网络协议栈（TCP/IP），你只需要在 BSP 中配置启用即可。
目标硬件：需要具有网络接口的开发板或虚拟机，可以是以太网适配器等。

环境搭建步骤：

安装 VxWorks 7 和 Workbench：确保你的开发环境中已经安装了 Wind River Workbench 和 VxWorks 7。
启用网络协议栈：VxWorks 默认支持 TCP/IP 协议栈，但在创建 BSP 时需要启用相关选项。可以在 BSP 配置中确保选择了 TCP/IP 选项。
连接网络：将目标设备（如开发板）通过网络连接到你的开发主机，可以使用以太网、Wi-Fi 或模拟器来进行测试。

TCP 网络编程基础
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VxWorks 7 基于 BSD 套接字接口（Socket API）进行网络编程，遵循标准的 TCP/IP 协议，支持创建客户端和服务器应用。

主要的 Socket API：

socket()：创建一个套接字。
bind()：将套接字绑定到本地地址和端口。
listen()：服务器套接字等待连接请求。
accept()：接受客户端连接请求。
connect()：客户端连接到服务器。
send() 和 recv()：进行数据发送和接收。
close()：关闭套接字。

这些 API 在 VxWorks 7 中都可以正常使用，允许开发者进行 TCP 套接字通信。

简单的 TCP 服务器编程示例
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下面是一个基本的 TCP 服务器程序，演示如何在 VxWorks 7 上使用套接字编程来实现一个简单的 TCP 服务器。该服务器监听指定端口，接收客户端的连接请求，并接收来自客户端的消息。

#include <vxWorks.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define SERVER_PORT 12345
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int server_sock, client_sock;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    int n;

    // 创建服务器套接字
    server_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_sock < 0) {
        perror("socket() failed");
        return -1;
    }

    // 配置服务器地址
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 接受所有网卡的连接
    server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

    // 绑定套接字
    if (bind(server_sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind() failed");
        close(server_sock);
        return -1;
    }

    // 监听客户端连接
    if (listen(server_sock, 5) < 0) {
        perror("listen() failed");
        close(server_sock);
        return -1;
    }

    printf("Server is listening on port %d...\n", SERVER_PORT);

    // 接受客户端连接
    client_sock = accept(server_sock, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len);
    if (client_sock < 0) {
        perror("accept() failed");
        close(server_sock);
        return -1;
    }

    printf("Client connected: %s\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr));

    // 接收客户端发送的数据
    while (1) {
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
        n = recv(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if (n <= 0) {
            printf("Connection closed or error occurred\n");
            break;
        }

        printf("Received from client: %s\n", buffer);

        // 向客户端发送回音消息
        send(client_sock, buffer, n, 0);
    }

    // 关闭套接字
    close(client_sock);
    close(server_sock);

    return 0;
}

代码解析：

创建套接字：使用 socket() 创建一个 TCP 套接字。
绑定地址：使用 bind() 将套接字与本地 IP 地址和端口绑定，确保服务器可以监听指定端口。
监听连接：调用 listen() 将套接字设置为监听模式，等待客户端连接。
接受连接：使用 accept() 接受来自客户端的连接，并获取客户端套接字。
接收和发送数据：使用 recv() 接收客户端发来的数据，使用 send() 将收到的数据原封不动地返回给客户端（回显功能）。
关闭套接字：通信结束后，调用 close() 关闭客户端和服务器端的套接字。

TCP 客户端编程示例
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接下来是一个简单的 TCP 客户端程序，客户端连接到上述服务器，并发送数据。

#include <vxWorks.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define SERVER_IP "192.168.1.100"  // 服务器的 IP 地址
#define SERVER_PORT 12345
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int client_sock;
    struct sockaddr_in server_addr;
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    int n;

    // 创建客户端套接字
    client_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (client_sock < 0) {
        perror("socket() failed");
        return -1;
    }

    // 配置服务器地址
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    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
    if (connect(client_sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("connect() failed");
        close(client_sock);
        return -1;
    }

    printf("Connected to server %s:%d\n", SERVER_IP, SERVER_PORT);

    // 发送数据到服务器
    while (1) {
        printf("Enter message to send: ");
        fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
        if (strcmp(buffer, "exit\n") == 0) break;  // 退出条件

        send(client_sock, buffer, strlen(buffer), 0);

        // 接收服务器回显的数据
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
        n = recv(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if (n <= 0) {
            printf("Server closed connection\n");
            break;
        }
        printf("Received from server: %s\n", buffer);
    }

    // 关闭套接字
    close(client_sock);

    return 0;
}