全硬件TCP/IP协议栈学习笔记（第五天：全硬件TCP/IP协议应用层学习）

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设置端口TX/RX存储信息，每个端口的基地址和屏蔽地址在这里确定并保存。W5500有一个通用寄存器，8个Socket寄存器去，以及对应每个Socket的收/发缓存区。每一个Socket的发送（接收）缓存区都在一个16KB的物理发送（接收）内存中，初始化分配为2KB。无论给每个Socket分配多大的收/发缓存，都必须在16位的偏移地址范围内（从0x0000到0xFFFF）W5500有一个16KB发送内存用于Socket_n的发送缓存区，以及一个16KB的接收内存用于Socket_n接收缓存区。发送初始缓存被分配给了每个Socket发送缓存（2KB x 8 = 16KB），初始化分配的2KBSocket发送缓存，可以通过使用Socket发送缓存大小寄存器重新分配。一旦所有的Socket发送缓存大小寄存器配置完成，16KB的发送内存就会按照配置分配给每个Socket的发送缓存，并按照从Socket0到7顺序分配。16KB的发送内存中分配了对应的发送缓冲区，用于为来自主机传输的数据做缓存。读取内存同理。

四.应用层协议开发

以太网的应用层包括支撑协议和应用协议两部分

支撑协议：域名服务系统（DNS），简单网络管理协议（SNMP）等，典型应用包括Web浏览，电子邮件，文件传输访问，远程登陆等。

应用协议：超文本传输协议（HTTP），简单邮件传输协议（SMTP），文本传输协议（FTP），简单文件传输协议（TFTP）和远程登陆（Telnet）。

五.实例开发

1.TCP是TCP/IP体系中面向连接的传输层协议，他使用IP作为网络层，提供全双工的可靠交付的服务。（W5500在内部利用软件实现了TCP/IP协议栈，即内部结构包含了物理层，数据链路层，网络层和传输层）TCP建立通信的两端，一段称为服务器端，指网络中能为用户提供服务的计算机系统，另一端为客户端，是与服务器相对应的，接受服务的一端，为客户提供本地服务的程序。

这是一个通过互联网进行交互的C/S模型，他是一个最典型最常用的通讯结构。此时服务器处于守候状态，并侦听客户端的请求。客户端发出请求，并请求经互联网发送给服务器，一旦服务器接收到这个请求，就可以执行请求所制定的任务，并将执行的结果经互联网互联网回送给客户。

TCP协议通过三个报文段完成连接的建立，这个过程叫做三次握手

第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包（TCP/IP建立连接时使用的握手信号客户机首先发出一个SYN消息，服务器使用SYN+ACK应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以ACK消息响应。）（seq = j）到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。

第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（ack = j + 1），同时自己也发送一个SYN包，此时服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack = k + 1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

建立一个链接需要三次握手，但是终止一个链接要四次挥手，这是由于TCP的半关闭造成的。

1.第一次挥手：主动方发出了FIN位的报文，表示主动终止从本地到远端的单向连接；此时，主动方进入FIN_WAIT1状态，意思就是说他在等着远端的FIN报文。

2.第二次挥手：远端收到FIN后，会立即发送ACK；主动方接收到ACK之后，进入FIN_WAIT2状态，所以FIN_WAIT1状态持续时间非常短；此时远端进入CLOSE_WAIT状态，一条单向连接终止了，但另一条还没有，处于HALF_CLOSE连接状态。

3.第三次挥手：当远端进行了必要的数据发送之后，他会发送FIN，表示从他出发的单向连接也要关闭；同时他进入LAST_ACK状态。

4.第四次挥手：主动方收到FIN之后，回应一个ACK；远端进入CLOSED状态，连接关闭；主动方进入TIME_WAIT状态；确保最后一个ACK没有丢失，防止新连接占用刚刚关闭的主动方的地址端口，使网络中流浪的老连接的分组被误认为新连接的分组。

由于我们的工程中使用他作为客户端使用，所以我们先看其作为TCP客户端的数据收发