怎样解决W5200/W5500在TCP通信过程中意外断开？（Keepalive）

在使用W5200和W5500的TCP通信过程中，有一个非常容易被问到的问题：

（这里以W5200为例）

W5200作为服务器，假如客户端的网线断开 或 瞬间停电，服务器该怎样判断？

那么当客户端由于这些原因忽然断开，该怎样解决？

今天给大家介绍解决以上问题的办法，即如何使用Keepalive。

什么是Keepalive？

Keepalive即心跳检测，以下简称KA，之所以称之为心跳检测是因为它像心跳一样每隔一段时间发一次，以此来告诉对方自己是否存活。心跳检测用于TCP通讯过程中服务器检测客户端是处于长时间空闲（在线）还是已经断开，一般采用客户端定时发送简单的通讯包，一般是很小的包或者空包给服务器（W5200的心跳包为1字节），如果在指定时间内没有收到该心跳包，则服务器会判断客户端已经断开，此时程序中的Socket状态机会转到SOCKET_CLOSED并重新打开Socket去连接服务器/监听客户端。

KeepAlive怎么分类？

KA根据发出方不同可以分为两种，一种是由客户端发给服务器的心跳包，一种是服务器发给客户端的心跳包，选择哪一种方式需要看哪一方实现起来方便合理。需要注意的是，W5200根据合理的设计，其心跳包需要在Socket
TCP连接建立之后，服务器和客户端至少进行一次数据交互，且在设定的时间内没有数据交互时发出。

W5200 KA程序说明

下面我以W5200的TCP
Server官方例程为例，用PC建立TCP客户端来连接W5200，说明KA的实现方法。

定义和初始化部分：
程序中用到了定时器和中断函数，在w5200_config.c中做了定义：

void Timer_Configuration(void)

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_PrescalerConfig(TIM2, 71, TIM_PSCReloadMode_Immediate);

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
void Timer2_ISR(void)

{

ms++; //
等待时间自增，单位为ms

if((ms % 1000)==0) //
当等待时间增加到某一秒

{

if(ka_tick_flag==1)ka_no_data_tick++;
// 若KA定时器标志位为1，无数据传输时间计时器自增
if(ka_no_data_tick>=NO_DATA_PERIOD)

{

ka_send_tick++; //
当无数据传输时间计时器值大于NO_DATA_PERIOD，KA发送定时器开始自增
if(ka_send_tick>=KA_SEND_PERIOD)

{

ka_sen d_flag=1; //
当KA发送定时器的大于KA_SEND_PERIOD，KA发送标志位置1，发送一个KA包
}

}

printf("."); //
当时间没到整秒，发一个“.”

}

}

在主程序中进行初始化：
Timer_Configuration(); //
定时器初始化

NVIC_Configuration(); //
中断函数初始化

程序中定义了ka_tick_flag（KA定时器开始计时标志位）、ka_send_flag（KA发送标志位）、ka_no_data_tick（KA无数据传输时间计时器）以及ka_send_tick（KA发送定时器）。在w5200_config.c中对以上定义进行了初始化：

uint32 ka_no_data_tick=0;
// 定义无数据传输时间计时器

uint8 ka_tick_flag=0; //
定义KA定时器开始计时标志位

uint32 ka_send_tick=0; //
定义KA发送定时器

uint8 ka_send_flag=0; //
定义KA发送标志位

主循环部分：

当程序烧录后，按Reset键重启W5200后服务器打开一个Socket，此时Socket由SOCK_CLOSED变为SOCK_INIT并处于监听状态。PC建立客户端成功连接W5200后，Socket处于SOCK_ESTABLISHED，下面是程序具体的操作过程：

case SOCK_ESTABLISHED: // Socket处于连接建立状态

if(getSn_IR(0)& Sn_IR_CON)
{

setSn_IR(0, Sn_IR_CON);
// Sn_IR的第0位置1

ka_tick_flag=0; // KA定时器开始计时标志位清零

ka_no_data_tick=0;
// 无数据传输时间计时器

ka_send_flag=0; // KA发送标志位清零

ka_send_tick=0; // KA发送定时器清零

}

if ((len = getSn_RX_RSR(0)) > 0)

{

len = recv(0, RX_BUF, len);
// W5200收到数据并保存到len

send(0,RX_BUF,len,(bool)0);
// W5200将收到的数据发回客户端

if(ka_tick_flag==0)

{

ka_tick_flag=1; // W5200同客户端进行了一次通信后，将KA定时器开始计时标志位置1，进入定时器中断函数，只要接下来在NO_DATA_PERIOD内没有数据通信，就开始发KA包

}

ka_no_data_tick=0;
// 无数据传输时间计时器清零

ka_send_tick=0;
// KA发送定时器清零

}

// KA发送过程

if(ka_send_flag)

{

ka_send_flag=0;
// KA发送标志位清零

ka_send_tick=0; // KA发送定时器清零

send_keepalive(0); // W5200发KA包给客户端

printf("*"); // KA以”*”为标志在串口打印出来

}

break;

例程下载：

W5200: http://pan.baidu.com/s/1eQ3vkZo
W5500: http://pan.baidu.com/s/1sj7ILBn
感谢阅读！

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