网络研发之我见

一、摘要

　　最近一段时间完成了对网络的研发，涉及到下位机的网络通信及上位机端的网络通信，有一点感触写出来分享一下。

 

二、研发前的准备工作及常用工具

2.1 研发前的准备工作

　　(1) 在做网络研发之前，先要准备一根交叉网线，网线不宜过长，2~3米为宜；检查网线正常与否，可以用网线连接2台电脑，查看网口灯，如果网卡灯亮，则说明网线正常。

　　(2) IP的分配，即为客户端和服务器端分配IP，根据不同的传输协议分两种情况，UDP协议时，可以不用分配在一个IP段，TCP传输协议时，要分配在同一个IP段。

　　(3) 端口号，除了设定IP外，还需要为网络设定端口号，除了一些特定的不能设置外，其余的端口号可以任意设置。

2.2 抓包工具及常用命令

　　(1) 抓包工具：为了能够在PC端方便的观察网络传输的数据是否正常，使用抓包工具是必要的，这里推荐一款抓包工具wireshark。可以方便的看到网络数据包，用来计算传输速度和查看数据包内容。

　　(2) 常用命令：这里是指PC端DOS下的一些命令，如ping，telnet命令等等，以检测网络是否通畅及远程登录等等。

 

三、基于下位机的网络研发

3.1 网络芯片部分的硬件设计

　　这里需要有3点注意的：

(1) 网络芯片的电源线要尽量的粗，这里保证网络芯片供电正常，有时候在PC端ping板子的时候，时好时坏，多半与电源不稳定有关。

(2) TD+、RD+和TD-、RD-应采用差分对走线，并且要尽量的缩短和RJ45之间的路径。

(3) 网络芯片周围应有独立铺铜，属性为网络芯片相关的地，以提升抗干扰能力。

　　具体实现可参看网络芯片的datasheet。

3.2 网络芯片的驱动

　　不管采用什么协议实现，网络芯片的驱动是必不可少的。有能力的可以参看网络芯片的应有手册，并结合相关协议，自行编写驱动程序；为了缩短开发周期，推荐使用现成的驱动程序。如果不是特别的网络芯片，网络上应该都有现成的驱动程序。

3.3 网络芯片的调试

　　网络芯片的调试工作，可由简至难的流程。如先测试网络芯片的初始化是否成功，RJ45的网卡灯是否点亮，之后再做复杂协议的调试。这里也可以根据相关参考程序进行调试，但步骤应该遵循由简至难的原则。

　　需要说明的是，在做TCP传输协议的时候，PC端的ping命令是一个检查网络是否通畅的很方便的办法。

　　另外，在网络调试通畅之后，采用wireshark抓包工具来观察网络数据包，可以方便的看到数据包的正确与否。

　　总之，熟练的使用这些辅助工具可以大大的降低下位机的网络研发难度，增快研发速度。

 

四、基于上位机的网络研发

　　上位机端实现网络研发可有多种工具和多种语言，且调试工具也很丰富。这里也不再赘述。

　　推荐的开发流程是：为了研发方便，一般在同一台电脑上先后编写服务器端程序和客户端程序，通过"127.0.0.1"这个IP地址来同时调试服务器端和客户端程序。这样可以提高开发效率。

 

五、下位机和上位机的联合调试

　　在保证下位机和上位机网络程序同时正常的情况下，进行二者的联合调试。

　　用交叉网线连接PC和开发板，设定好IP和端口号，进行逐步调试。

　　此时，抓包工具及相应的命令依然可以作为调试助手，来查看收发的数据是否正确。