网口通讯（3）

网口通讯包含较多层次的协议，而LabVIEW已经对TCP/UDP协议通信底层的具体实现方法进行了高度的封装，因此对于LabVIEW使用者而言，只需简单了解TCP/UDP协议的规则，以便同其他平台交互或同人沟通，而在编程角度无需过多关心复杂的通信原理，即可快速建立LabVIEW平台下的通讯连接。

报文概念

报文（message）是网络中交换与传输的数据单元，也是网络传输的单元。报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短不一，并在传输过程中会不断地封装成分组、包、帧来传输，封装的方式就是添加一些控制信息组成的首部，即报文头。

传输原理及过程

利用TCP/IP进行网络通信时，数据包会按照分层顺序与对方进行通信。 发送端从应用层往下走，接收端从链路层往上走。 从客户端到服务器的数据，每一帧数据的传输的顺序都为： 应用层->运输层->网络层->链路层->链路层->网络层->运输层->应用层。

以一个HTTP请求的传输为例，请求从HTTP客户端（如浏览器）和HTTP服务端应用的传输过程，如下图所示：

数据封装和分用

数据通过互联网传输的时候，需要加上特定标识，该过程即为数据的封装。 在数据使用的时候需去掉特定标识，去掉特定标识的过程就叫做分用。

TCP/IP协议的数据封装和分用过程，大致如下图所示：

在数据封装时，数据经过每个层都会打上该层特定标识，添加上头部。

数据封装和分用的过程大致为： 发送端每通过一层会增加该层的首部，接收端每通过一层则删除该层的首部。

原文链接：https://blog.csdn.net/stone_tmp/article/details/118386484

TCP (Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制、全双工操作和多路复用等功能，保证数据能从一端传到另一端。同时，具有效率低，占用系统资源高的问题。

UDP(User Datagram Protocol)协议是用户数据包协议，是一个简单的面向数据报的传输层协议，不提供可靠性，只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，不能保证它们能到达目的地，因而传输速度快。 如果需要传输可靠性，则必须在用户应用程序中实现。

可见，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。

TCP支持的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等。

UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系 统）、TFTP（通用文件传输协议）等。

（1）TCP协议

数据帧格式如下图：

​

TCP连接是需要客户端和服务端达成三个信息的共识：

通信建立过程

TCP连接的建立时，双方需要经过三次握手。

TCP断开连接时，双方需要经过四次分手。

详细过程及相关疑问可参考：https://blog.csdn.net/stone_tmp/article/details/118386484 / 【网络通信】TCP的通信过程 - 知乎 (zhihu.com)/ TCP/IP协议详解 - 知乎 (zhihu.com)/【TCP通信】原理详解与编程实现（一）_如何使用tcp-CSDN博客

（2）UDP协议

UDP使用具有最小协议机制的简单无连接通信模型，是基于IP的简单协议，提供数据完整性的校验和，以及用于在数据报的源和目标寻址不同函数的端口号，因而应用程序可以通过增加确认和重传机制，自己实现可靠的数据传输。

数据格式如下：

UDP只要知道对端的IP和端口号就可以发送，不需要实现建立连接。

应用层交给UDP多长的报文， UDP将原样发送既不会拆分，也不会合并，不能够灵活的控制读写数据的次数和数量。

UDP存在接收缓冲区，但不存在发送缓冲区 但是这个缓冲区不能保证UDP报文的顺序和发送UDP报的顺序一致，如果缓冲区满了后边的UDP数据报就会被丢弃。

UDP接收缓冲区和丢包问题：https://blog.csdn.net/ljh0302/article/details/49738191

UDP也是全双工通信。 UDP协议首部中有一个16位的大长度. 也就是说一个UDP能传输的报文长度是64K(包含UDP首部)。如果我们需要传输的数据超过64K, 就需要在应用层手动的分包发送, 并在接收端手动拼装。

LabVIEW平台提供了多种方法实现网络通信，如可以通过TCP协议、UDP协议、DataSocket技术、甚至远程面板通信技术等方式进行通信。而在工控领域，一般常基于TCP/UDP协议进行网口通讯控制，为此，对LabVIEW平台下先基于TCP/UDP协议的通讯方法进行说明记录。

函数选板

在LabVIEW中，已封装好TCP相关的操作函数，基于这些函数实现通讯。

对范例进行解析学习是快速理解和掌握LabVIEW使用方法的有效途径。

服务端程序框图如下：

客户端程序框图如下：

服务器端面板界面如下：

客户端面板界面如下（对比可见数据一致，收发可靠）：

可就上述解析过程自行对比研究

解析收获

程序作用

实现基于LabVIEW的TCP协议下数据可靠收发

学到知识点

LabVIEW下的TCP数据收发用法规则，总结流程如下

各个子VI简单用法

侦听VI：用于本地主机，省略了地址，只需要端口号和超时设置（-1为永不超时）

写入VI：必须采用**字符串**格式数据

读取VI：需要设置读取字节数，输出相应大小的数据

打开连接：设置远程请求地址和端口（端口号必须对应服务器端保持一致且不为0）

关闭连接：完成数据收发需要关闭，并记得清除尾端错误信息

若服务器和客户机在同一台机子上运行时，客户端框图程序中输入的服务器地址可以设置为下面任意一个值：“localhost”、“127.0.0.1”、空字符串或者当前计算机的名称。

范例中通过先发送数据总字节数，再发送数据正文（读取也是）的方式保证数据准确可靠传输

提供了一种错误处理方法，保障连接中断后程序自行停止无报错

未曾深入研究代码底层逻辑的个人拙见，仅供参考

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