本篇总结
使用 W6300 的 8 个硬件 Socket 同时作为 TCP 服务器,监听同一端口接受多个客户端连接,实现最多 8 路并发。
🔑 MH2457 + QSPI、UART 调试、硬件 TOE 引擎、TCP、多 Socket、DHCP
硬件平台 :本例程基于 W6300-EVB-M4 开发板运行。
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本示例演示使用 W6300 的 8 个硬件 Socket 同时作为 TCP 服务器,监听同一端口(5000)接受多个客户端连接进行数据回环测试。核心是在主循环中轮询调用 multi_tcps_socket() 处理所有 8 个 Socket,每个 Socket 独立维护 SOCK_CLOSED → SOCK_INIT → SOCK_LISTEN → SOCK_ESTABLISHED 状态机。
前置工具准备 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
硬件连接与拓扑
┌─────────────────────────────────┐
│ 路由器(DHCP Server) │
│ 192.168.1.1 │
└────┬──────────────────┬───────────┘
│ │
┌────┴──────┐ ┌────┴──────┐
│ W6300 │ │ PC │
│8x TCP Srv │ │SocketTester│
│Sock 0-7 │ │TCP Client │
│ IP: DHCP │ │ port:5000 │
│ port:5000 │ │ │
└────┬──────┘ └───────────┘
│ QSPI ↑
┌────┴──────┐ DEBUG USB
│ MH2457 │─────────→ WIZ UartTool
│ MCU │
└───────────┘
网络拓扑:W6300 的 8 个 Socket 同时作为 TCP 服务器监听端口 5000,接受 PC 客户端连接,MH2457 通过 QSPI 驱动 W6300
工程结构
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 ← 网络地址定义 + 多 Socket TCP 服务器主循环 + user_run() 主流程
├── tcp_server_multi_socket.c ← multi_tcps_socket() 状态机核心
├── tcp_server_multi_socket.h
├── 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
步骤1:主循环运行多 Socket TCP Server 回环测试
文件:USER/user_main.c
while (1)
{
multi_tcps_socket(ethernet_buf, local_port);
}
主循环中调用 multi_tcps_socket(),函数内部通过静态变量 socket_sn 每轮轮询一个 Socket,8 轮覆盖全部 8 个 Socket。所有 Socket 监听同一端口 local_port(5000)。这里 local_port 在 user_main.c 中定义为 5000。
同端口多 Socket 监听
W6300 的 8 个 Socket 可以绑定同一端口号(如 5000)同时监听。当客户端连接到达时,TOE 硬件自动将连接分配给一个处于 SOCK_LISTEN 状态的空闲 Socket。这种机制无需软件负载均衡,硬件自动分发连接。
步骤2:多 Socket TCP Server 状态机
multi_tcps_socket() 函数基于 getSn_SR(socket_sn) 返回的 Socket 状态执行对应操作,每调用一次处理一个 Socket,然后递增 socket_sn。
文件:USER/tcp_server_multi_socket.c | 函数:multi_tcps_socket()
switch (getSn_SR(socket_sn))
{
case SOCK_ESTABLISHED:
if (getSn_IR(socket_sn) & Sn_IR_CON)
{
getSn_DIPR(socket_sn, destip);
destport = getSn_DPORT(socket_sn);
printf("%d:Connected - %d.%d.%d.%d : %d\r\n", socket_sn, destip[0], destip[1], destip[2], destip[3], destport);
// We need to send a packet of data to activate keepalive
ret = send(socket_sn, (uint8_t *)"", 1);
if (ret < 0)
{
close(socket_sn);
return ret;
}
setSn_IR(socket_sn, Sn_IR_CON);
}
if ((size = getSn_RX_RSR(socket_sn)) > 0)
{
if (size > DATA_BUF_SIZE)
size = DATA_BUF_SIZE;
ret = recv(socket_sn, buf, size);
if (ret <= 0)
return ret;
getSn_DIPR(socket_sn, destip);
destport = getSn_DPORT(socket_sn);
print_recv_log_ipv4(destip, destport, buf, (uint16_t)ret);
size = (uint16_t)ret;
sentsize = 0;
while (size != sentsize)
{
ret = send(socket_sn, buf + sentsize, size - sentsize);
if (ret < 0)
{
close(socket_sn);
return ret;
}
sentsize += ret;
}
}
break;
case SOCK_CLOSE_WAIT:
printf("%d:CloseWait\r\n", socket_sn);
if ((ret = disconnect(socket_sn)) != SOCK_OK)
return ret;
printf("%d:Socket Closed\r\n", socket_sn);
break;
case SOCK_INIT:
printf("%d:Listen, TCP server loopback, port [%d]\r\n", socket_sn, localport);
if ((ret = listen(socket_sn)) != SOCK_OK)
return ret;
break;
case SOCK_CLOSED:
printf("%d:TCP server loopback start\r\n", socket_sn);
if ((ret = socket(socket_sn, Sn_MR_TCP4, localport, SOCK_IO_NONBLOCK)) != socket_sn)
return ret;
printf("%d:Socket opened\r\n", socket_sn);
break;
default:
break;
}
if (socket_sn < (SOCKET_NUMBER - 1U))
{
socket_sn++;
}
else
{
socket_sn = 0;
}
return 1;
状态机每轮处理一个 Socket:SOCK_CLOSED 时打开 Socket 并绑定端口,SOCK_INIT 时进入监听,SOCK_ESTABLISHED 时收发数据,SOCK_CLOSE_WAIT 时断开并回到关闭状态。客户端断开后 Socket 回到 SOCK_CLOSED,重新打开并 listen 等待新连接,实现 Socket 资源循环利用。
Socket 资源循环利用
多 Socket 服务器的关键优势是 Socket 资源循环利用。当客户端断开后,该 Socket 回到 SOCK_CLOSED 状态,下一轮循环重新打开并 listen,可接受新的客户端连接。配合 Keepalive 机制清理异常断开的连接,8 个 Socket 可持续服务大量客户端(同一时刻最多 8 个活跃连接)。
如果你想自定义
改监听端口 → 修改 user_main.c 中 local_port 的值
不同端口监听 → 为每个 Socket 准备不同的端口数组,实现多端口服务
减少 Socket 数量 → 修改轮询上限(如只用 4 个 Socket),剩余缓存分配给活跃 Socket 增大吞吐
运行验证
打开 WIZ UartTool V1.0 ,连接 DEBUG USB 对应 COM 口(115200 / 8N1),观察开发板串口输出。8 个 Socket 会依次打开并进入监听状态:
MH2457 W6300 QSPI example start
W6300 TCP Server Multi socket example
PHY link
The current Mbtis speed : 100Mbps
The current Duplex Mode : Full-Duplex
DHCP running
DHCP success!
====================================================================================================
W6300 network configuration : DHCP
MAC : 00:08:DC:12:34:56
IP : 192.168.1.8
Subnet Mask : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
DNS : 192.168.1.1
====================================================================================================
0:TCP server loopback start
0:Socket opened
1:TCP server loopback start
1:Socket opened
2:TCP server loopback start
2:Socket opened
3:TCP server loopback start
3:Socket opened
4:TCP server loopback start
4:Socket opened
5:TCP server loopback start
5:Socket opened
6:TCP server loopback start
6:Socket opened
7:TCP server loopback start
7:Socket opened
0:Listen, TCP server loopback, port [5000]
1:Listen, TCP server loopback, port [5000]
2:Listen, TCP server loopback, port [5000]
3:Listen, TCP server loopback, port [5000]
4:Listen, TCP server loopback, port [5000]
5:Listen, TCP server loopback, port [5000]
6:Listen, TCP server loopback, port [5000]
7:Listen, TCP server loopback, port [5000]
然后打开 SocketTester ,设置为 TCP Client 模式,输入 W6300 的 IP 地址(192.168.1.8)和端口号(5000),点击"Connect"连接服务器。可同时建立多个连接(最多 8 个),向每个连接发送数据进行回环测试。
WIZ UartTool 串口输出 — 8 个 Socket 依次打开并监听端口 8000 SocketTester TCP 客户端 — 多个连接同时通信与数据回环测试 常见问题
Q: 8 个 Socket 能监听同一端口吗
可以。W6300 的 8 个 Socket 可以绑定同一端口号同时监听。当客户端连接到达时,TOE 硬件自动将连接分配给一个处于 SOCK_LISTEN 状态的空闲 Socket,无需软件干预。
Q: 超过 8 个客户端同时连接怎么办
W6300 最多支持 8 个同时活跃的 TCP 连接。第 9 个客户端的连接请求会被排队或拒绝,直到有现有客户端断开释放 Socket 资源。Keepalive 机制可加速清理异常断开的连接,提高 Socket 利用率。
Q: 客户端断开后 Socket 如何复用
客户端断开后 Socket 进入 SOCK_CLOSE_WAIT,调用 disconnect() 后回到 SOCK_CLOSED。下一轮主循环中,SOCK_CLOSED 分支重新打开 Socket 并 listen,回到 SOCK_LISTEN 等待新连接,实现 Socket 循环利用。
Q: 如何为不同 Socket 设置不同端口
准备一个端口数组(如 uint16_t ports[8] = {5000, 5001, ...}),在调用 multi_tcps_socket() 时传入 ports[i] 而非固定的 local_port。这样每个 Socket 监听不同端口,可实现多端口服务。
Q: DATA_BUF_SIZE 最大能设多少
8 个 Socket 均分 64KB 片上 SRAM 时,每 Socket 4KB TX + 4KB RX,DATA_BUF_SIZE 不能超过 4096。若减少 Socket 数量(如只用 2 个),可通过 Sn_TXBUF_SIZE/Sn_RXBUF_SIZE 重新分配,DATA_BUF_SIZE 可增大到 16KB 或更多。
总结
本文基于 W6300 硬件 TCP/IP 协议栈实现了多 Socket TCP 服务器模式通信:
8 路并发: 8 个 Socket 同时监听同一端口,最多接受 8 个客户端连接
同端口监听: TOE 硬件自动将连接分配给空闲 Socket,无需软件负载均衡
Socket 循环利用: 客户端断开后 Socket 重新打开并 listen,持续服务新客户端
Keepalive 清理: 检测异常断开的连接,释放 Socket 资源提高利用率
灵活扩展: 可监听不同端口、减少 Socket 数量换取更大缓存,满足不同场景