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:
(1)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。
(2)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
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)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);
}
(1)等待连接请求
(2)执行数据发送的主要函数,工程的主要部分
(3)接收客户端(浏览器)发送的数据
(4)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
(5)发送应答头信息
(6)发送网页信息(html)
(7)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。
实验程序请登录我们的官网(https://www.mindmotion.com.cn/products/mm32mcu/mm32f/mm32f\\\_mainstream/mm32f3270/)下载MM32F3270 SDK,工程路径如下:~\MM32F3270\\\_Lib\\\_Samples\\\_V0.90\Demo\\\_app\Ethernet\\\_Demo\ETH\\\_RTOS\Freertos\\\_http。
到这里已经完成了以太网专题的介绍,在样例包中,还提供了其他的样例工程如:mqtt\\\_onenet、mqtt\\\_baidu、Freertos\\\_dns、Freertos\\\_dhcp、TFTP等。以太网协议本身非常庞大,需要用户花费时间去研究。专题通过对六个简单实验的介绍,起到抛砖引玉的作用,更大的意义在于使刚接触以太网的用户有个着手点,实现更复杂的功能。