前面我們已經實現了基於RAW API的TCP服務器和客戶端，也在此基礎上實現了HTTP應用。接下來我們實現一個基於TCP的Telnet服務器應用。
1、Telnet協議簡介
Telnet協議是TCP/IP協議族中的一員，是Internet遠程登陸服務的標准協議和主要方式。它為用戶提供了在本地計算機上完成遠程主機工作的能力。在終端使用者的電腦上使用telnet程序，用它連接到服務器。終端使用者可以在telnet程序中輸入命令，這些命令會在服務器上運行，就像直接在服務器的控制台上輸入一樣。可以在本地就能控制服務器。要開始一個telnet會話，必須輸入用戶名和密碼來登錄服務器。Telnet是常用的遠程控制Web服務器的方法。
Telnet是位於OSI模型的第7層---應用層上的一種協議，是一個通過創建虛擬終端提供連接到遠程主機終端仿真的TCP/IP協議。這一協議需要通過用戶名和口令進行認證，是Internet遠程登陸服務的標准協議。應用Telnet協議能夠把本地用戶所使用的計算機變成遠程主機系統的一個終端。它提供了三種基本服務：
- Telnet定義一個網絡虛擬終端為遠程系統提供一個標准接口。客戶機程序不必詳細了解遠程系統，他們只需構造使用標准接口的程序；
- Telnet包括一個允許客戶機和服務器協商選項的機制，而且它還提供一組標准選項； .
- Telnet對稱處理連接的兩端，即Telnet不強迫客戶機從鍵盤輸入，也不強迫客戶機在屏幕上顯示輸出。
2、TELNET服務器的設計
Telnet是一種基於TCP實現的遠程登錄方式，Telnet協議也分配有固定端口23，在這里我們就是用這一端口來實現一個Telnet服務器。這個服務器可以提供給多個客戶端訪問。
我們要實現的這個Telnet服務器是比較簡單的一個設計。當客戶端成功鏈接到服務器后，服務器就會提示用戶登錄，成功登陸后就可以向服務器發送命令，當發送不同的命令時，服務器給出不同的響應。具體的操作流程設計如下：
從上面的流程圖看其實我們設計的Telnet服務器功能已經非常明確了。但有兩點需要描述一下。首先是關於連接狀態的設定，在這里我們只是簡單的將狀態定義為兩種：已登錄和未登錄。如果已登錄則按命令交互來解析。如果未登錄則按登錄密碼來解析。
另一方面，為了實現命令交互，我們需要為Telnet服務器設定命令。我們簡單的設定6種命令："hello"、"date"、"time"、"version"、"quit"與"help"等命令。事實上我們實現Telnet服務器主要就是處理：如何接收和響應這些命令。
3、TELNET服務器的實現
我們已經設計了Telnet服務器的基本功能。接下來就是如何實現它了。我們已經有前面實現TCP服務器的基礎。所以實現他的重點就是我們設計的Telnet服務器了。
我們依然采用實現普通TCP服務器結構來實現Telnet服務器，只是在信息處理回調函數上更復雜一點。還有就是端口方面我們采用Telnet的慣用端口。首先必然是Telnet服務器的初始化。
1 /* TELNET服務器初始化配置*/ 2 void Telnet_Server_Initialization(void) 3 { 4 struct tcp_pcb *pcb; 5 6 /* 生成一個新的TCP控制塊 */ 7 pcb = tcp_new(); 8 9 /* 控制塊邦定到本地IP和對應端口 */ 10 tcp_bind(pcb, IP_ADDR_ANY, TCP_TELNET_SERVER_PORT); 11 12 /* 服務器進入偵聽狀態 */ 13 pcb = tcp_listen(pcb); 14 15 /* 注冊服務器accept回調函數 */ 16 tcp_accept(pcb, TelnetServerAccept); 17 }
其實初始化部分就是我們已經熟悉的TCP服務器的初始化，只是使用了Telnet的慣用端口。接下來就是實現在初始化中注冊的Telnet服務器接收回調函數。該函數為tcp_accept_fn類型，注冊到了監聽控制塊的accept字段。在服務器上有新連接建立時就會被內核調用。
1 /* TELNET接收回調函數，客戶端建立連接后，本函數被調用 */ 2 static err_t TelnetServerAccept(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, err_t err) 3 { 4 u32_t remote_ip; 5 char linkInfo [100]; 6 u8_t iptab[4]; 7 telnet_conn_arg *conn_arg = NULL; 8 remote_ip = pcb->remote_ip.addr; 9 10 iptab[0] = (u8_t)(remote_ip >> 24); 11 iptab[1] = (u8_t)(remote_ip >> 16); 12 iptab[2] = (u8_t)(remote_ip >> 8); 13 iptab[3] = (u8_t)(remote_ip); 14 15 //生成登錄提示信息 16 sprintf(linkInfo, "Welcome to Telnet! your IP:Port --> [%d.%d.%d.%d:%d]\r\n", \ 17 iptab[3], iptab[2], iptab[1], iptab[0], pcb->remote_port); 18 19 conn_arg = mem_calloc(sizeof(telnet_conn_arg), 1); 20 if(!conn_arg) 21 { 22 return ERR_MEM; 23 } 24 25 conn_arg->state = TELNET_SETUP; 26 conn_arg->client_port = pcb->remote_port; 27 conn_arg->bytes_len = 0; 28 memset(conn_arg->bytes, 0, MAX_MSG_SIZE); 29 30 tcp_arg(pcb, conn_arg); 31 32 /* 注冊Telnet服務器連接錯誤回調函數 */ 33 tcp_err(pcb, TelnetServeConnectError); 34 /* 注冊Telnet服務器消息處理回調函數*/ 35 tcp_recv(pcb, TelnetServerCallback); 36 37 /* 連接成功，發送登錄提示信息 */ 38 tcp_write(pcb, linkInfo, strlen(linkInfo), 1); 39 tcp_write(pcb, LOGIN_INFO, strlen(LOGIN_INFO), 1); 40 41 return ERR_OK; 42 }
在這個函數中，我們實現的功能主要是三方面：注冊Telnet服務器消息處理回調函數；注冊Telnet服務器連接錯誤回調函數；初始化Telnet服務器的狀態。這個初始化是在連接建立后，Telnet服務器與客戶端的交互初始化，比如登錄狀態，用戶提示等。
在上面的函數中，我們注冊了兩個回調函數，接下來必然就是實現這兩個函數。我們先來實現Telnet服務器信息處理回調函數。這個函數其實就是我們前面注冊過的TCP服務器數據接收處理函數。這個函數是tcp_recv_fn類型。這是使用RAW API實現TCP服務器最重要的函數，因為我們實現的TCP服務器究竟有什么功能，完全依賴於這個函數及其所調用的函數。
1 /* TELNET服務器信息處理回調函數，在有消息需要處理時，調用此函數 */ 2 static err_t TelnetServerCallback(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *p, err_t err) 3 { 4 telnet_conn_arg *conn_args = (telnet_conn_arg *)arg; 5 char sndbuf[50]; 6 int strlen = 0; 7 int ret = 0; 8 9 if(NULL == conn_args || pcb->remote_port != conn_args->client_port) 10 { 11 if(p!= NULL) 12 { 13 pbuf_free(p); 14 } 15 return ERR_ARG; 16 } 17 18 if (p != NULL) 19 { 20 /* 更新接收窗口 */ 21 tcp_recved(pcb, p->tot_len); 22 23 ret = TelnetCommandInput(pcb, conn_args, p); 24 25 if(ret == 1)//是完整命令 26 { 27 switch(conn_args->state) 28 { 29 case TELNET_SETUP: 30 { 31 if(strcmp(conn_args->bytes,PASSWORD) == 0)//密碼正確 32 { 33 strlen = sprintf(sndbuf,"##Hello! This is an LwIP-based Telnet Server##\r\n"); 34 tcp_write(pcb, sndbuf, strlen,TCP_WRITE_FLAG_COPY); 35 strlen = sprintf(sndbuf,"##Created by Moonan... ##\r\n"); 36 tcp_write(pcb, sndbuf, strlen,TCP_WRITE_FLAG_COPY); 37 strlen = sprintf(sndbuf,"##Enter help for help. Enter quit for quit.##\r\n"); 38 tcp_write(pcb, sndbuf, strlen,TCP_WRITE_FLAG_COPY); 39 strlen = sprintf(sndbuf,"LwIP Telnet>"); 40 tcp_write(pcb,sndbuf,strlen, 1); 41 42 conn_args->state = TELNET_CONNECTED;//轉換狀態 43 } 44 else//密碼錯誤，提示重新登錄 45 { 46 strlen = sprintf(sndbuf,"##PASSWORD ERROR! Try again:##\r\n"); 47 tcp_write(pcb, sndbuf, strlen,TCP_WRITE_FLAG_COPY); 48 } 49 memset(conn_args->bytes, 0, MAX_MSG_SIZE); 50 conn_args->bytes_len = 0; 51 break; 52 } 53 case TELNET_CONNECTED: 54 { 55 if(TelnetCommandParse(pcb, conn_args->bytes) == 0) 56 { 57 memset(conn_args->bytes, 0, MAX_MSG_SIZE); 58 conn_args->bytes_len = 0; 59 } 60 else 61 { 62 /* 服務器關閉連接 */ 63 ServerCloseTelnetConnection(pcb); 64 } 65 break; 66 } 67 default: 68 { 69 break; 70 } 71 } 72 } 73 pbuf_free(p); 74 } 75 else if (err == ERR_OK) 76 { 77 /* 服務器關閉連接 */ 78 ServerCloseTelnetConnection(pcb); 79 } 80 81 return ERR_OK; 82 83 }
在這個函數中，我們實現了Telnet服務器的各種功能，如登錄驗證，命令檢查，命令響應等。已經具備一個Telnet服務器的基本框架。接下來還要實現Telnet連接錯誤回調函數。這個函數是tcp_err_fn類型，在這個程序中主要完成連接異常結束時的一些處理，可以釋放一些必要的資源。在這個函數被內核調用時，連接實際上已經斷開，相關控制塊也已經被刪除。所以在這個函數中我們可以重新初始化連接及其資源。
1 /* TELNET連接錯誤回調函數，連接故障時調用本函數 */ 2 static void TelnetServeConnectError(void *arg, err_t err) 3 { 4 Telnet_Server_Initialization(); 5 }
至此，我們就實現了一個簡單的Telnet服務器，當然它只是一個雛形，需要開發更復雜的功能則需要修改這幾個回調函數。
4、TELNET服務器總結
我們已經實現了一個簡單的Telnet服務器。當然，我們的目的主要是以此來學習基於LwIP的復雜的TCP應用。事實上理解了TCP服務器的實現機制，諸如此類基於TCP的高級應用協議並不是特別復雜的事情。
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