基于STM32和W5500的UPnP自動端口映射功能實(shí)現(xiàn)
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二、UPnP路由器端口映射控制點(diǎn)在W5500實(shí)現(xiàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)硬件平臺和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />通過以上講解，相信大家對UPnP也有一定認(rèn)識了，下面就讓我們開始我們實(shí)驗(yàn)之旅。我們選用的實(shí)驗(yàn)平臺為WIZnet W5500EVB，它使用USB口進(jìn)行供電和調(diào)試，單片機(jī)為STM32F103RCT6，網(wǎng)絡(luò)芯片為WIZnet硬件TCP/IP的以太網(wǎng)芯片W5500。
我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪亲學(xué)5500（Control Point）控制路由器（Device）執(zhí)行端口映射服務(wù)（Service），讓外網(wǎng)中的PC2可以與內(nèi)網(wǎng)中的W5500EVB板建立連接。如圖3所示 PC2往路由器36.36.141.53:12222 發(fā)送的信息，將被轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)網(wǎng)192.168.1.110:5000。
圖3端口映射網(wǎng)絡(luò)圖
2.2 UPnP自動端口映射軟件實(shí)現(xiàn)流程
本文中W5500將作為控制點(diǎn)的角色出現(xiàn)，并不需要實(shí)現(xiàn)展示的功能，在UPnP協(xié)議上僅實(shí)現(xiàn)了Search的過程，對網(wǎng)絡(luò)中的Advertise消息不做處理。下面讓我看看程序是如何實(shí)現(xiàn)的，首先看一下整個(gè)程序流程圖如圖4，對整個(gè)程序有個(gè)大致的了解：
圖4 主程序流程圖
如圖所示：
程序首先進(jìn)行初始化，初始化CPU資源和W5500然后使用DHCP協(xié)議自動獲取IP，如果獲取失敗就設(shè)定為固定IP，DHCP的過程在此不再詳細(xì)介紹。
獲取IP地址后，先使用SSDP發(fā)現(xiàn)設(shè)備。W5500打開本地一個(gè)socket，再使用UDP組播地址（255.255.255.255）發(fā)送SSDP M-SEARCH信息搜索在相同子網(wǎng)中的IGD（Internet Gateway Device），設(shè)備收到SSDP M-SEARCH信息后會回復(fù)數(shù)據(jù)包。如圖5 所示：
圖5發(fā)送SSDP廣播包和收到回復(fù)信息
通過解析收到數(shù)據(jù)包我們可以得到：LOCATION：設(shè)備描述文件的URL。通過Location信息，我們能夠獲得IGD的IP地址和端口號。利用這個(gè)IP地址和端口號生成HTTP GET Header，W5500重新打開一個(gè)Socket，然后再將其發(fā)送給IGD來獲取IGD的服務(wù)描述。當(dāng)IGD接收到HTTP GET Header后，IGD將會讓W(xué)5500_Control_Piont獲知它的設(shè)備描述和服務(wù)描述。發(fā)送的數(shù)據(jù)包如圖6。
圖6還顯示了設(shè)備回復(fù)的部分信息，從中我們可以看到設(shè)備描述和服務(wù)描述，WANIPConnection對應(yīng)端口映射服務(wù)，可以看到該路由設(shè)備有該項(xiàng)服務(wù)。在WANIPConnection服務(wù)描述中可以得到Control URL和eventSubURL，一個(gè)用來控制，一個(gè)用來訂閱。
圖6發(fā)送獲取描述單播包和收到的回復(fù)信息
執(zhí)行完上面的發(fā)現(xiàn)設(shè)備后在串口上為用戶提供了一個(gè)菜單頁面，通過在菜單中輸入命令，我們可以交互添加端口和刪除端口。
首先是添加端口，利用IGD的IP地址、端口號以及控制URL來完成XML，然后通過HTTP POST method-basedSOAP執(zhí)行AddPortMapping操作。其執(zhí)行過程如圖7流程圖所示：
圖7 AddPortProcess()函數(shù)流程圖
在SOAP描述中可以看到ExternalPort、Protocol、InternalPort以及控制點(diǎn)IP地址等信息，如圖8 AddPort的報(bào)文所示。
IGD在收到這樣的控制請求后，會給出一系列應(yīng)答，如果應(yīng)答中包含收到“
圖8 AddPort的報(bào)文
刪除端口與添加端口格式一樣，都是通過HTTP POST method-basedSOAP執(zhí)行DeletePortMapping操作，只需要ExternalPort和Protocol兩個(gè)參數(shù)即可。在此不再詳細(xì)敘述，請參考我們的程序代碼下載鏈接：http://pan.baidu.com/s/1roc70
三 自動端口映射功能測試
程序講解完畢后將講解如何測試我們寫的W5500EVB程序，看是不是能夠達(dá)到我們的實(shí)現(xiàn)目的，實(shí)現(xiàn)控制路由器端口映射功能。
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