十五、W5100S/W5500+RP2040树莓派Pico＜TFTP Client＞

1 前言

  一般来说，使用互联网的首要目的就是实现信息共享，文件传输是信息共享非常重要的内容。相较于FTP等复杂的文件传输协议，TFTP协议简单、轻量级，适用于资源有限的嵌入式系统等场景。

  W5100S/W5500是一款集成全硬件 TCP/IP 协议栈的嵌入式以太网控制器，同时也是一颗工业级以太网控制芯片。本教程将介绍W5100S/W5500以太网TFTP应用的基本原理、使用步骤、应用实例以及注意事项，帮助读者更好地掌握这一技术。

2 简介

2 .1 什么是TFTP？

  TFTP是一个简单的锁定式文件传输协议，能够在本地网络的计算机系统之间传输文件。它是一个简单的协议，利用用户数据报协议（UDP）在互联网的计算机系统之间传输文件。

2.2 TFTP的优点

1. 简单：TFTP协议实现简单，易于理解和实现，适用于在资源有限的嵌入式系统等场景下进行文件传输。
2. 轻量级：TFTP协议相对于FTP来说更加轻量级，适合于在资源有限的系统下进行文件传输。
3. 纯文本传输：TFTP使用ASCII编码进行文件传输，适用于文本文件的传输，易于解析和处理。
4. 支持错误处理：TFTP支持错误处理机制，当出现错误时，可以向对方发送错误信息进行错误处理。
5. 适用于小文件传输：TFTP协议的设计目的是进行小文件传输，因此它不具备通常的FTP的许多功能，例如，它只能从文件服务器上获得或写入文件，不能列出目录，不进行认证。这使得TFTP在传输小文件时具有较高的效率。
6. 支持只读和读写操作：TFTP支持对文件的只读和读写操作，可以用于从服务器下载文件或上传文件到服务器。

2.3 TFTP和FTP对比

TFTP和FTP是两种不同的文件传输协议，它们之间存在一些明显的差异。

1. 功能：FTP是一种完整、面向会话、常规用途的文件传输协议，提供了比TFTP更多的功能，例如目录浏览、文件重命名和权限管理等。而TFTP是一种简单、基于请求的文件传输协议，只提供最基本的文件传输功能。
2. 端口：FTP使用TCP端口21和20，而TFTP使用UDP端口69。
3. 可靠性：FTP是可靠传输协议，支持断点续传和错误恢复，而TFTP是不可靠传输协议，没有错误恢复和重传机制。
4. 安全性：FTP支持加密的SSL / TLS协议来保护传输的数据，而TFTP没有提供任何加密功能。
5. 数据包大小：FTP可以传输大文件，因为它支持数据分割和重新组装。TFTP只能传输较小的文件，因为它限制了数据包的大小。
6. 应用场景：TFTP通常用于局域网中进行固件升级或配置文件的传输，而FTP更适合用于从远程服务器下载或上传文件。

2.4 TFTP应用场景

尽管TFTP协议相对比较简单，但它仍然可以再特定的场景下发挥重要的作用。

1. 固件升级：许多硬件设备都可以通过TFTP服务器进行固件升级，TFTP服务器可以将固件文件传输到设备中进行更新，以改进设备的性能或修复软件漏洞。
2. 网络安装：TFTP服务器可以用于网络安装，例如在无盘机上预置系统，以供其他机器进行 PXE 启动时自动下载。
3. 备份文件：在Linux系统中，TFTP服务器可以用于备份系统配置文件或运行时数据。这些备份文件可以在服务器和客户端之间传输，以进行故障排除或系统恢复。
4. 小型文件传输：由于TFTP协议简单且易于实现，它适用于传输小型的文本文件，尤其适用于嵌入式系统和网络设备等资源有限的场景。

3 WIZnet以太网芯片

WIZnet 主流硬件协议栈以太网芯片参数对比

Model	Embedded Core	Host I/F	TX/RX Buffer	HW Socket	Network Performance
W5100S	TCP/IPv4， MAC & PHY	8bit BUS, SPI	16KB	4	Max.25Mbps
W6100	TCP/IPv4/IPv6, MAC & PHY	8bit BUS, Fast SPI	32KB	8	Max.25Mbps
W5500	TCP/IPv4, MAC & PHY	Fast SPI	32KB	8	Max 15Mbps

1. W5100S/W6100 支持 8bit数据总线接口，网络传输速度会优于W5500。
2. W6100 支持IPV6，与W5100S 硬件兼容，若已使用W5100S的用户需要支持IPv6，可以Pin