本應(yīng)用筆記介紹 RT-Thread NetUtils 的使用方法，幫助開發(fā)者更好地使用 RT-Thread NetUtils 組件來解決網(wǎng)絡(luò)開發(fā)過程中遇到的問題。

本文的目的和背景

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)和調(diào)試時(shí)，一些好用的小工具往往能取到事半功倍的效果。 RT-Thread NetUtils 組件基于此應(yīng)用場(chǎng)景，開發(fā)和封裝了一系列簡(jiǎn)潔好用的網(wǎng)絡(luò)工具集合，為開發(fā)者提供便利。

為了方便用戶開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，RT-Thread 將常用的網(wǎng)絡(luò)工具制作 NetUtils 組件包，通過 env 動(dòng)態(tài)配置，即開即用， 有效降低資源的占用。

本文的結(jié)構(gòu)

NetUtils 組件介紹

Ping 工具的配置和使用

NTP 時(shí)間同步工具的配置和使用

TFTP 文件傳輸工具的使用

Iperf 網(wǎng)絡(luò)帶寬測(cè)試工具的配置和使用

其他網(wǎng)絡(luò)調(diào)試工具的配置和使用

問題闡述

本應(yīng)用筆記將圍繞下面幾個(gè)問題來介紹 RT-Thread NetUtils 組件。

RT-Thread NetUtils 主要包括哪些？分別有什么功能？

如何使用 Ping 工具診斷網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性？

如何測(cè)試網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和帶寬？

如何通過網(wǎng)絡(luò)傳輸文件？

問題的解決

NetUtils 組件介紹

RT-Thread NetUtils 作為網(wǎng)絡(luò)工具合集，既有用于測(cè)試調(diào)試的 Ping 命令， 同步時(shí)間的 NTP 工具， 性能和帶寬測(cè)試的 Iperf 、 NetIO，還有在嵌入式系統(tǒng)中廣泛使用的輕量級(jí)文件傳輸工具 TFTP，方便地通過網(wǎng)絡(luò)完成兩個(gè)設(shè)備間的文件互傳。另外， RT-Thread 還針對(duì)開發(fā)中的實(shí)際問題，提供了一些高級(jí)的輔助工具，如可以遠(yuǎn)程登錄到 RT-Thread Finsh/MSH Shell 的 Telnet 工具，以及基于 lwIP 的網(wǎng)絡(luò)抓包工具 tcpdump。

下面是 RT-Thread NetUtils的分類和簡(jiǎn)介：

每個(gè)小工具可使用 menuconfig 獨(dú)立控制啟用/停用，并提供了 Finsh/MSH 的使用命令。首先打開 env 工具，進(jìn)入 BSP 目錄，在 env 命令行輸入 menuconfig 進(jìn)入配置界面配置工程，根據(jù)需求選擇合適的 NetUtils 功能，如圖所示（注意： Ping 和 TFTP 依賴于 lwIP，需要先開啟 lwIP 的依賴后才能顯示）

RT-Thread online packages -> IoT - internet of things -> netutils: Networking utilities for RT-Thread

Ping工具的配置與使用

介紹

Ping是一種網(wǎng)絡(luò)診斷工具，用來測(cè)試數(shù)據(jù)包能否通過 IP 協(xié)議到達(dá)特定主機(jī)。估算與主機(jī)間的丟失數(shù)據(jù)包率（丟包率）和數(shù)據(jù)包往返時(shí)間（網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，Round-trip delay time)

使用

Ping 工具依賴 lwIP，需要先在 env 工具 開啟 lwIP 的依賴才可見，步驟如下：

-> RT-Thread Components -> Network stack -> light weight TCP/IP stack -> Enable lwIP stack

在NetUtils菜單欄使能 Ping 選項(xiàng)：

RT-Thread online packages -> IoT - internet of things -> netutils: Networking utilities for RT-Thread [*] Enable Ping utility

Ping 支持訪問IP 地址或域名，使用 Finsh/MSH 命令進(jìn)行測(cè)試，大致使用效果如下：

Ping 域名

msh />ping rt-thread.org 60 bytes from 116.62.244.242 icmp_seq=0 ttl=49 time=11 ticks 60 bytes from 116.62.244.242 icmp_seq=1 ttl=49 time=10 ticks 60 bytes from 116.62.244.242 icmp_seq=2 ttl=49 time=12 ticks 60 bytes from 116.62.244.242 icmp_seq=3 ttl=49 time=10 ticks msh />

Ping IP

msh />ping 192.168.10.12 60 bytes from 192.168.10.12 icmp_seq=0 ttl=64 time=5 ticks 60 bytes from 192.168.10.12 icmp_seq=1 ttl=64 time=1 ticks 60 bytes from 192.168.10.12 icmp_seq=2 ttl=64 time=2 ticks 60 bytes from 192.168.10.12 icmp_seq=3 ttl=64 time=3 ticks msh />

NTP工具的配置與使用

介紹

NTP是網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(Network Time Protocol)，它是用來同步網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)間的協(xié)議。在 RT-Thread 上實(shí)現(xiàn)了 NTP 客戶端，連接上網(wǎng)絡(luò)后，可以獲取當(dāng)前 UTC 時(shí)間，并更新至 RTC 中。

使用

在 NetUtils 菜單欄使能 NTP 選項(xiàng)：

RT-Thread online packages -> IoT - internet of things -> netutils: Networking utilities for RT-Thread [*] Enable NTP(Network Time Protocol) client

獲取 UTC 時(shí)間UTC 時(shí)間又稱世界統(tǒng)一時(shí)間、世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、國(guó)際協(xié)調(diào)時(shí)間。北京時(shí)間為 UTC+8 時(shí)間，比 UTC 時(shí)間多 8 小時(shí)，或者理解為早 8 小時(shí)。

API:time_t time_t ntp_get_time(void)

示例代碼：

#include void main(void) { time_t cur_time; cur_time = ntp_get_time(); if (cur_time) { rt_kprintf("NTP Server Time: %s", ctime((const time_t*) &cur_time)); } }

獲取本地時(shí)間

本地時(shí)間比 UTC 時(shí)間多了時(shí)區(qū)的概念，例如：北京時(shí)間為東八區(qū)，比 UTC 時(shí)間多 8 個(gè)小時(shí)。

在menuconfig中可以設(shè)置當(dāng)前時(shí)區(qū)，默認(rèn)為8

API:time_t ntp_get_local_time(void)

該 API 使用方法與ntp_get_time()類似

同步本地時(shí)間至 RTC

如果開啟 RTC 設(shè)備，還可以使用下面的命令及 API 同步 NTP 的本地時(shí)間至 RTC 設(shè)備。

Finsh/MSH 命令效果如下：

msh />ntp_sync Get local time from NTP server: Sat Feb 10 15:22:33 2018 The system time is updated. Timezone is 8. msh />

API:time_t ntp_sync_to_rtc(void)

注意事項(xiàng)1、NTP API 方法執(zhí)行時(shí)會(huì)占用較多的線程堆棧，使用時(shí)保證堆?？臻g充足（≥1.5K）；2、NTP API 方法不支持可重入，并發(fā)使用時(shí)，請(qǐng)注意加鎖。

TFTP工具的配置與使用

介紹

TFTP（Trivial File Transfer Protocol, 簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議）是 TCP/IP 協(xié)議族中的一個(gè)用來在客戶機(jī)與服務(wù)器之間進(jìn)行簡(jiǎn)單文件傳輸?shù)膮f(xié)議，提供不復(fù)雜、開銷不大的文件傳輸服務(wù)，端口號(hào)為69，比傳統(tǒng)的 FTP 協(xié)議要輕量級(jí)很多，適用于小型的嵌入式產(chǎn)品上。

RT-Thread 目前支持的是 TFTP 服務(wù)器。

使用

TFTP 工具依賴 lwIP，需要先在 env 工具 開啟 lwIP 的依賴才可見，步驟如下：

-> RT-Thread Components -> Network stack -> light weight TCP/IP stack -> Enable lwIP stack

在NetUtils菜單欄使能 TFTP 選項(xiàng)：

RT-Thread online packages -> IoT - internet of things -> netutils: Networking utilities for RT-Thread [*] Enable TFTP(Trivial File Transfer Protocol) server

安裝 TFTP 客戶端

安裝文件位于netutils/tools/Tftpd64-4.60-setup.exe，使用 TFTP 前，請(qǐng)先安裝該軟件。

啟動(dòng) TFTP 服務(wù)器

在傳輸文件前，需要在 RT-Thread 上使用 Finsh/MSH 命令來啟動(dòng) TFTP 服務(wù)器，大致效果如下：

msh />tftp_server TFTP server start successfully. msh />

傳輸文件

打開剛安裝的Tftpd64軟件，按如下操作進(jìn)行配置：

1、選擇Tftp Client；2、在Server interfaces下拉框中，務(wù)必選擇好與 RT-Thread 處于同一網(wǎng)段的網(wǎng)卡；3、填寫 TFTP 服務(wù)器的 IP 地址?？梢栽?RT-Thread 的 MSH 下使用ifconfig命令查看；4、填寫 TFTP 服務(wù)器端口號(hào)，默認(rèn)：69

發(fā)送文件到 RT-Thread

1、在Tftpd64軟件中，選擇好要發(fā)送文件；2、Remote File是服務(wù)器端保存文件的路徑（包括文件名），選項(xiàng)支持相對(duì)路徑和絕對(duì)路徑。由于 RT-Thread 默認(rèn)開啟DFS_USING_WORKDIR選項(xiàng)，此時(shí)相對(duì)路徑是基于 Finsh/MSH 當(dāng)前進(jìn)入的目錄。所以，使用相對(duì)路徑時(shí)，務(wù)必提前切換好目錄；3、點(diǎn)擊Put按鈕即可。

如下圖所示，將文件發(fā)送至 Finsh/MSH 當(dāng)前進(jìn)入的目錄下，這里使用的是相對(duì)路徑：

注意：如果DFS_USING_WORKDIR未開啟，同時(shí)Remote File為空，文件會(huì)將保存至根路徑下。

從 RT-Thread 接收文件

1、在Tftpd64軟件中，填寫好要接收保存的文件路徑（包含文件名）；2、Remote File是服務(wù)器端待接收回來的文件路徑（包括文件名），選項(xiàng)支持相對(duì)路徑和絕對(duì)路徑。由于 RT-Thread 默認(rèn)開啟DFS_USING_WORKDIR選項(xiàng)，此時(shí)相對(duì)路徑是基于 Finsh/MSH 當(dāng)前進(jìn)入的目錄。所以，使用相對(duì)路徑時(shí)，務(wù)必提前切換好目錄；3、點(diǎn)擊Get按鈕即可。

如下所示，將/web_root/image.jpg保存到本地，這里使用的是絕對(duì)路徑：

msh /web_root>ls ##查看文件是否存在 Directory /web_root: image.jpg 10559 msh /web_root>

Iperf工具的配置與使用

介紹

Iperf是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試工具。Iperf 可以測(cè)試最大 TCP 和 UDP 帶寬性能，具有多種參數(shù)和 UDP 特性，可以根據(jù)需要調(diào)整，可以報(bào)告帶寬、延遲抖動(dòng)和數(shù)據(jù)包丟失。

使用

在NetUtils菜單欄使能 Iperf 選項(xiàng)：

RT-Thread online packages -> IoT - internet of things -> netutils: Networking utilities for RT-Thread [*] Enable iperf-liked network performance tool

Iperf 使用的是主從式架構(gòu)，即一端是服務(wù)器，另一端是客戶端，我們提供的 Iperf 軟件包實(shí)現(xiàn)了 TCP 服務(wù)器模式和客戶端模式，暫不支持 UDP 測(cè)試。下面將具體講解 2 種模式的使用方法。

Iperf 服務(wù)器模式

獲取 IP 地址

需要在 RT-Thread 上使用 Finsh/MSH 命令來獲取 IP 地址，大致效果如下：

msh />ifconfig network interface: e0 (Default) MTU: 1500 MAC: 00 04 9f 05 44 e5 FLAGS: UP LINK_UP ETHARP ip address: 192.168.12.71 gw address: 192.168.10.1 net mask : 255.255.0.0 dns server #0: 192.168.10.1 dns server #1: 223.5.5.5

記下獲得的 IP 地址 192.168.12.71（按實(shí)際情況記錄）

啟動(dòng) Iperf 服務(wù)器

需要在 RT-Thread 上使用 Finsh/MSH 命令來啟動(dòng) Iperf 服務(wù)器，大致效果如下：

msh />iperf -s -p 5001

-s 表示作為服務(wù)器啟動(dòng)-p 表示監(jiān)聽 5001 端口

安裝 JPerf 測(cè)試軟件

安裝文件位于netutils/tools/jperf.rar，這個(gè)是綠色軟件，安裝實(shí)際上是解壓的過程，解壓到新文件夾即可。

進(jìn)行 jperf 測(cè)試

打開jperf.bat軟件，按如下操作進(jìn)行配置：

1、 選擇Client模式；2、 輸入剛剛獲得的 IP 地址 192.168.12.71（按實(shí)際地址填寫）；3、 修改端口號(hào)為 5001；4、 點(diǎn)擊run Lperf!開始測(cè)試；5、 等待測(cè)試結(jié)束。測(cè)試時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)在 shell 界面和 JPerf 軟件上顯示。

Iperf 客戶端模式

獲取 PC 的 IP 地址

在 PC 的命令提示符窗口上使用 ipconfig 命令獲取 PC 的 IP 地址，記下獲得的 PC IP 地址為 192.168.12.45（按實(shí)際情況記錄）。

安裝 JPerf 測(cè)試軟件

安裝文件位于netutils/tools/jperf.rar，這個(gè)是綠色軟件，安裝實(shí)際上是解壓的過程，解壓到新文件夾即可。

開啟 jperf 服務(wù)器

打開jperf.bat軟件，按如下操作進(jìn)行配置：

1、 選擇Server模式2、 修改端口號(hào)為 50013、 點(diǎn)擊run Lperf!開啟服務(wù)器

啟動(dòng) Iperf 客戶端

需要在 RT-Thread 上使用 Finsh/MSH 命令來啟動(dòng) Iperf 客戶端，大致效果如下：

msh />iperf -c 192.168.12.45 -p 5001

-c 表示作為客戶端啟動(dòng)，后面需要加運(yùn)行服務(wù)器端的pc的 IP 地址-p 表示連接 5001 端口等待測(cè)試結(jié)束。測(cè)試時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)在 shell 界面和 JPerf 軟件上顯示。

其他網(wǎng)絡(luò)調(diào)試工具的介紹和使用

除了上述常用的網(wǎng)絡(luò)工具，RT-Thread 也提供一些開發(fā)調(diào)試中比較實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)工具，如 NetIO 工具、 Telnet 工具和 tcpdump 工具。

NetIO 工具

NetIO用于在 OS/2 2.x 、 Windows 、 Linux 和 Unix 上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的工具。它會(huì)通過 TCP/UDP 方式，使用不同大小的數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)凈吞吐量測(cè)試。

RT-Thread 目前支持的是 NetIO TCP 服務(wù)器。

NetIO 的使用請(qǐng)參考組件目錄下的 README ，此處不再贅述。

Telnet 工具

Telnet協(xié)議是一種應(yīng)用層協(xié)議，使用于互聯(lián)網(wǎng)及局域網(wǎng)中，使用虛擬終端機(jī)的形式，提供雙向、以文字字符串為主的交互功能。屬于 TCP/IP 協(xié)議族的其中之一，是 Internet 遠(yuǎn)程登錄服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和主要方式，常用于網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制，可供用戶在本地主機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程主機(jī)上的工作。

RT-Thread 目前支持的是 Telnet 服務(wù)器， Telnet 客戶端連接成功后，將會(huì)遠(yuǎn)程連接到設(shè)備的 Finsh/MSH ，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

Telnet 的使用請(qǐng)參考組件目錄下的 README ，此處不再贅述。

tcpdump 工具

tcpdump 是一款基于 RT-Thread 的捕獲IP報(bào)文的小工具， 抓包的數(shù)據(jù)可以通過文件系統(tǒng)保存，或者通過 rdb 工具導(dǎo)入PC，利用 wireshark 軟件解析。

tcpdump 的使用請(qǐng)參考組件目錄下的 README ，此處不再贅述。