W6300作为 IPv6 TCP客户端与服务器

本示例演示使用 W6300 的硬件 TOE 引擎在 IPv6 环境下同时运行 TCP 服务器和 TCP 客户端。W6300 原生支持 IPv4/IPv6 双协议栈，本例程先通过 DAD 检测生成 Link-local 地址，再通过路由器公告（RA）进行无状态地址自动配置（SLAAC）获取 Global 地址，最后在主循环中并行运行 TCP 服务器（监听 5000）和 TCP 客户端（连接指定 IPv6 地址）。

开始本例程前，请确认以下工具已安装：

• WIZ UartTool V1.0：串口调试工具：点击下载
• SocketTester：网络调试工具：点击下载

IPv6 是下一代互联网协议，相比 IPv4 具有更大的地址空间、更简化的报文头和更好的安全性。W6300 片内集成完整的硬件双协议栈 TCP/IP，支持 IPv4、IPv6 以及双栈模式，Socket 可通过 Sn_MR_TCP4、Sn_MR_TCP6、Sn_MR_TCPD 选择协议栈模式。

IPv6 地址获取通常分两步：

• Link-local 地址：设备根据 MAC 地址自动生成 Link-local 地址（FE80::/10 前缀），并通过 DAD（重复地址检测）确认该地址在链路上唯一。
• Global 地址：通过路由器公告（RA）进行无状态地址自动配置（SLAAC），或通过 DHCPv6 向服务器申请。

1. Micro USB 线连接 DEBUG USB 口到 PC（供电 + 调试串口）
2. 网线连接开发板 RJ45 网口 到路由器 LAN 口

工程核心文件如下：

Project/
├── main.c                    ← 系统入口：串口、GPIO、QSPI 初始化 + user_run()
└── USER/
    ├── user_main.c           ← IPv6 自动配置 + TCP 服务器/客户端主循环
    ├── ipv6_aac.c/h          ← IPv6 无状态地址自动配置（SLAAC）
    ├── ipv6_common.c/h       ← IPv6 地址准备与打印
    ├── loopback_compat.c/h   ← IPv6 TCP 服务器/客户端封装（重连退避）
    ├── loopback.c/h          ← loopback_tcps() / loopback_tcpc() 状态机核心
    ├── wiz_platform.c/h      ← 平台适配：debug_usart_init、wizchip_gpio_init、hspi_init
    └── wiz_interface.c/h     ← W6300 驱动接口：wizchip_initialize、network_init、PHY 检测、软件定时器

文件：USER/ipv6_aac.c — 先通过 ipv6_prepare_network() 初始化网络参数，再调用 AddressAutoConfig_Init() 执行 DAD 检测和 RA 解析，获取 Link-local 和 Global 地址。

if (ipv6_prepare_network(&net_info, mac, NETINFO_SLAAC_V6, NETINFO_STATIC) < 0)
{
    return -1;
}

/* AddressAutoConfig may enter DHCPv6 paths depending on RA M/O flags. */
wiz_add_timer(DHCP6_time_handler, 1000U);
result = AddressAutoConfig_Init(IPV6_AAC_SOCKET, &net_info);
wiz_delete_timer(DHCP6_time_handler);

if (result != 1U)
{
    return -1;
}

wizchip_getnetinfo(&net_info);
if (ipv6_address_is_zero(net_info.lla) || ipv6_address_is_zero(net_info.gua))
{
    return -1;
}

ipv6_print_address("Link-local address: ", net_info.lla);
ipv6_print_address("Global address: ", net_info.gua);
if (!ipv6_address_is_zero(net_info.gw6))
{
    ipv6_print_address("IPv6 gateway: ", net_info.gw6);
}
if (!ipv6_address_is_zero(net_info.dns6))
{
    ipv6_print_address("IPv6 DNS: ", net_info.dns6);
}

文件：USER/user_main.c — 先设置两个 Socket 的 Keepalive，然后在主循环中并行调用 ipv6_tcp_server_run() 和 ipv6_tcp_client_run()。

/* Match the W5500 TCP Client/Server keepalive placement. */
setSn_KPALVTR(TCP_SERVER_SOCKET_ID, 6U);
setSn_KPALVTR(TCP_CLIENT_SOCKET_ID, 6U);

while (1)
{
    (void)ipv6_tcp_server_run(TCP_SERVER_SOCKET_ID, ethernet_buf, tcp_server_port);
    (void)ipv6_tcp_client_run(TCP_CLIENT_SOCKET_ID, ethernet_buf, tcp_client_dest_ip6, tcp_client_dest_port);
}

KeepAlive 的时间单元为 5 秒，设置 6 个单元即每 30 秒发送一次 KeepAlive 报文，用于检测长时间空闲的连接是否仍然有效。TCP 服务器和客户端分别使用不同的 Socket，在主循环中交替运行，互不干扰。

static const uint8_t app_mac[6] = {0x00, 0x08, 0xDC, 0x12, 0x34, 0x56};
static uint8_t ethernet_buf[ETHERNET_BUF_MAX_SIZE] = {0};
static uint8_t tcp_client_dest_ip6[16] = {
    0x24, 0x0e, 0x03, 0x3d, 0x94, 0x5a, 0xa3, 0x01,
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x03, 0x6b
};
static const uint16_t tcp_server_port = 5000U;
static const uint16_t tcp_client_dest_port = 5001U;

文件：USER/loopback_compat.c — ipv6_tcp_server_run() 和 ipv6_tcp_client_run() 设置 IPv6 模式后调用底层 loopback_tcps() / loopback_tcpc() 状态机。

int32_t ipv6_tcp_server_run(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint16_t port)
{
    if (set_loopback_mode_W6x00(AS_IPV6) != 0)
    {
        return -1;
    }
    return loopback_tcps(sn, buf, port);
}

int32_t ipv6_tcp_client_run(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint8_t *dest_ip6, uint16_t dest_port)
{
    int32_t ret;

    if (sn >= _WIZCHIP_SOCK_NUM_)
    {
        return SOCKERR_SOCKNUM;
    }

    if (!tcp_client_retry_ready(sn))
    {
        return SOCK_BUSY;
    }

    if (set_loopback_mode_W6x00(AS_IPV6) != 0)
    {
        tcp_client_schedule_retry(sn);
        return -1;
    }

    ret = loopback_tcpc(sn, buf, dest_ip6, dest_port);

    if ((ret < 0) && (ret != SOCK_BUSY))
    {
        tcp_client_schedule_retry(sn);
    }

    return ret;
}

打开 WIZ UartTool V1.0，连接 DEBUG USB 对应 COM 口（115200 / 8N1）。烧录例程运行后，首先进行 PHY 链路检测，然后执行 DAD 检测和 RA 解析，完成 IPv6 地址自动配置后启动 TCP 服务器和客户端。预期串口输出如下：

MH2457 W6300 QSPI example start
W6300 IPv6 TCP Client / Server example
PHY no link
PHY no link
PHY link
The current Mbtis speed : 100Mbps
The current Duplex Mode : Full-Duplex
Duplicate_Address_Detection
Wait RQIR.....

Timeout !!! DAD SUCCESSED

flags = 0x80
Address_Auto_Configuration Start
RA capture mode : W6300 MACRAW
Sn_SR : 42
RA
type : 86
code : 0
RA_flag : c0
Router_lifetime : 1800 s
Reachable_time : 0 ms
Retrans_time : 0 ms
Option Type : 1, length : 8
Option Type : 5, length : 8

Option Type : 3, length : 32
Prefix Length : 64
Prefix Information Flag : c0
valid lifetime : 238095
preferred lifetime : 151695
Accepted first autonomous /64 PIO
Option Type : 25, length : 24
DNS lifetime : 1800
Option Type : 7, length : 8
MO normalized result : 3
RA requests Stateful DHCPv6
Mac address : 00:08:dc:12:34:56
your Link Local IP is fe80:0000:0000:0000:0208:dcff:fe12:3456
your Global IP is 240e:033d:945a:a301:0208:dcff:fe12:3456

your Gateway IP is fe80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0002
your DNSv6 is 240e:033d:945a:a301:0000:0000:0000:0001
Stateful DHCPv6 succeeded
Link-local address: FE80:0000:0000:0000:0208:DCFF:FE12:3456
Global address: 240E:033D:945A:A301:0000:0000:0000:05EC
IPv6 gateway: FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0002
IPv6 DNS: 240E:033D:945A:A301:0000:0000:0000:0001
IPv6 auto configuration complete; starting application loop
1:TCP server loopback start
1:Socket opened[19]
1:Listen, TCP server loopback, port [5000] as IPv6 mode

串口输出依次显示 DAD 检测成功、RA 报文解析（包含前缀、DNS、网关等选项）、IPv6 地址自动配置完成，最后 TCP 服务器在 IPv6 模式下监听 5000 端口。主循环中 TCP 客户端也会同时运行，主动连接代码中指定的 IPv6 服务器地址。

本文基于 W6300 硬件 TCP/IP 协议栈实现了 IPv6 环境下的 TCP 服务器与客户端并行通信：

• 地址获取：先通过 DAD 生成 Link-local 地址，再通过 RA 解析完成 SLAAC 无状态地址自动配置，必要时进入 DHCPv6
• 双栈支持：W6300 支持 IPv4/IPv6/双栈模式，通过 socket() 的 Sn_MR_TCP4/TCP6/TCPD 选择
• 并行运行：TCP 服务器和客户端使用不同 Socket，主循环中交替调用，互不干扰
• 重连退避：客户端连接失败后按时间间隔退避重试，避免阻塞主循环和频繁打印
• Keepalive：通过 setSn_KPALVTR 设置保活时间（5 秒/单元），检测空闲连接有效性