- 400-601-5103
- sales@zlmcu.com
- 在線商城
關注官方微信
本文介紹在串口轉TCP/IP中如何使用各種TCP工作模式，根據不同的應用如何進行靈活選擇TCP客戶端、TCP服務器、UDP、UDP組播。然后介紹如何用zlvircom配置串口轉TCP/IP并和SocketDlgTest程序通信。
TCP/IP是網際互聯的基本協議，TCP/IP實際涉及網絡協議的兩層：網絡層和傳輸層。IP屬于網絡層，而TCP屬于傳輸層，實際上TCP/IP協議還有另外部分協議即UDP協議，UDP協議和TCP協議共同組成了TCP/IP協議的傳輸層。而TCP協議有具有客戶端和服務端兩種工作模式。在RS232/RS485聯網模塊應用中，主要在UDP、TCP客戶端、TCP服務器3種模式之間進行選擇。如圖所示
TCP（Transmission Control Protocol）是可靠連接協議。我們可以用打電話來類比TCP協議。使用TCP協議進行數據傳輸，首先需要建立連接；就如在通電話前需要先撥通電話一樣。TCP是可靠傳輸的，即你傳輸的數據有誤或者丟失，則會自動重新傳輸以保證數據正確；這正如打電話的時候，如果信號不好，收方會說：“聽不清，請再說一遍。”
UDP（User Datagram Protocol）是報文傳輸協議。我們可以用手機短信來類比UDP協議。使用UDP協議，你無需先征得對方的同意（無需先建立連接），可以隨時發送。但是UDP協議是不可靠傳輸的，你發送出去的數據不能夠保證正確地被對方收到；
所謂“正確接收”，它包括3方面的內容：1.丟失問題：數據丟失后可以重傳。2.誤碼問題：數據內容錯誤能被檢測并重新發送。3.順序問題：UDP無法保證數據的順序，例如在發送長文字的短信的時候，有可能后半部分短信內容先收到，然后再收到前半部分短信內容。這給接收者較大的迷惑，TCP協議沒有這個問題。
UDP協議的也有自身優點。1.簡單性、方便性，UDP協議非常類似串口通信，因為串口發送數據本身基于非連接（報文）的。此時在串口轉以太網的時候，使用UDP協議符合原來的思維。2.UDP協議具有廣播、組播功能，可以實現一對多通信。
| TCP | UDP | |
|---|---|---|
| 需要連接 | 是 |
否 |
占用線路 |
是 |
否 |
| 可靠傳輸 | 是 |
否 |
| 簡單易用 | 否 |
是 |
| 支持廣播 | 否 |
是 |
在選擇TCP進行通信的時候，通信的雙方，必須一方為TCP客戶端（TCP Client），一方為TCP服務器（TCP Server）。以打電話來類比，打電話的人是TCP客戶端，接電話的一方為TCP服務器。TCP/IP協議中的IP地址類似電話號碼，而TCP/IP中的端口號類似電話分機號。客戶端（撥電話者），首先需要知道對方的IP地址和端口（電話號碼和分機號），先連接上TCP服務器端（接聽者的電話摘機），才能進行數據傳輸（通話）。和一般電話不同，在這里TCP服務器可以同時接入多個TCP客戶端，就如有多路線路的電話，不會因為一路電話在接通中而不能接入其它電話。
在ZLSN聯網模塊的RS232轉網絡中，TCP連接有長連接和短連接之分。TCP長連接就是連接建立后不斷開，直到斷電。TCP短連接是指需要通信的時候建立連接，通信完畢后立即關閉連接。
UDP相對于TCP來說UDP的一個優勢是可以實現一對多的通信。以下就介紹UDP廣播和UDP組播。
UDP廣播：UDP廣播包不同于普通的UDP數據包，UDP廣播說明如下：
1.UDP廣播包一般只能夠在局域網內部存在，也就是說它是不能夠實現跨路由通信的。
2.同一個局域網內的所有的計算機都能夠接收到廣播包。這樣增加了網絡的負擔，同時安全性也會降低。
3.卓嵐ZLSN系列模塊支持發送和接受UDP廣播包。另外SocketDlgTest也支持發送和接受UDP廣播數據包，可以用于UDP廣播調試。
UDP組播：UDP單播（即普通的UDP通信）可以實現點與點之間的通信。UDP的廣播可以實現一點向多點發送數據。但是UDP廣播存在以下缺點：不僅需要接收數據的聯網模塊可以收到數據，任何一臺局域網中的計算機都可以收到數據，這樣數據包保密性不強，同時也給不愿接收該數據的計算機增加了負擔。
UDP組播可以解決以上問題，UDP組播可以實現一點向多點發送數據，而且只有加入某個組播組的聯網模塊才可以收到數據，不會對組播組外的模塊或計算機增加接收負擔，減輕了網絡負荷。
為了確定您購買的卓嵐產品是否支持UDP組播請打開ZLVircom程序的設備設置對話框，點擊“更多高級選項”，如果該設備支持的高級功能中“UDP組播”是打勾的則表明該設備支持UDP組播。
在TCP和UDP選擇上，TCP協議有很多優點，這里只介紹何時使用UDP協議。
1.節省上位機的線路資源。在ZLSN模塊的串口轉以太網應用中，如果選擇TCP協議，且為TCP客戶端的話，那么TCP連接是在模塊上電之后就開始連接的，屬于“長連接”。這就使得TCP協議一直占用一條通信線路（一個socket接口），如果聯網模塊個數很多（例如上萬個），那么用TCP協議占用較多資源。而UDP則無此問題。
2.簡化上位機編程的復雜性。基于UDP的socket編程相對于TCP要簡單些。
3.需要廣播或者組播的應用。
1. 一個監控中心還是多個監控中心。
一個監控中心：在單個監控中心的集中監控系統中，分散在各個采集點的ZLSN模塊將采集數據傳送到中心計算機，此時最好采用ZLSN模塊為TCP客戶端的方式，因為此時每個模塊只要設置一個目的IP（中心計算機的IP地址）即可。當然也可以采用中心為客戶端、模塊為服務端方式，但是此時中心必須記住每個模塊的IP地址，不利于系統的延展性和配置的靈活性。
多個監控中心：現在有多個中心計算機需要監控聯網模塊，由于TCP客戶端模塊只能連接一個中心（一個目的IP），所以多個中心無法監控一個TCP客戶端模式的模塊（除非采用卓嵐的“類AT命令”功能，讓模塊可以根據需要連接到不同的中心）。此時應該采用模塊為服務端的方式。如果需要多個計算機同時（不是分時）監控一個ZLSN模塊，請選擇ZLSN2090為核心的多TCP連接模塊，ZLSN2090支持同時存在10個TCP連接。
2.哪方知道對方IP地址。如果通信的AB雙方中如果有一方（例如A）不知道對方（例如B）的IP地址，那么A必須作為TCP服務器。這是因為A不知道B的IP地址，也無法進行連接操作。在ZLSN聯網模塊大量應用的網絡中，ZLSN聯網模塊的IP地址通過動態獲取，所以中心并不知道所有模塊的IP地址，所以此時模塊應該作為客戶端。
3.主從關系。在主從關系的通信模式中，主機總是先發送數據，從機給出應答。在TCP短連接應用中，主機應該采用客戶端。這是因為短連接采用有數據發送的時候建立TCP連接的方式，只有主機才知道何時需要發送那個數據何時需要建立連接，所以主機為客戶端。
TCP短連接由于占用的TCP線路資源少，一般效率優于長連接。但是以下情況下采用長連接：通信的雙方沒有主從關系。任何一方都有首先發送數據的可能，所以要保持TCP連接一直保持。選擇長連接的時候需要注意，在連接建立到當前，中間網線是否有斷開，需要時時檢測連接的可用性，短連接無該問題，使用較為方便。
這里介紹，如何用zlvircom配置串口轉TCP/IP并和SocketDlgTest程序通信。卓嵐串口轉TCP/IP遵守的是標準的TCP/IP協議，所以任何遵守該協議的網絡終端都可以和聯網產品通信，卓嵐科技提供了網絡調試工具（SocketDlgTest程序，用戶可以在開始菜單/程序/ZLVircom/調試工具，找到該軟件）來模擬網絡終端來和串口轉TCP/IP產品通信。要想兩個網絡終端（這里是網絡調試工具和串口轉TCP/IP產品）能夠通信，其參數配置必須需要配對。
在UDP模式下，參數配置如圖 2所示，左邊為zlvircom中串口轉TCP/IP產品的配置，右邊為網絡調試工具SocketDlgTest的設置。首先必須兩者都是UDP工作模式。另外用紅色箭頭表示的，網絡工具的目的IP和目的端口必須指向聯網產品的本地IP和本地端口。用藍色箭頭表示的，聯網產品的目的IP必須是網絡工具所在計算機的IP地址，而聯網產品的目的端口必須是網絡調試工具的本地端口。這些網絡參數配置好后才能保證雙向的UDP數據通信。
在TCP模式下工作模式有兩種TCP服務端和TCP客戶端，不論采用哪一種模式，必須一方是服務端，另一方是客戶端，之后客戶端才能訪問服務端，都為客戶端或者服務端則無法實現通信。 當串口轉TCP/IP作為客戶端時，必須有3個對應關系，如圖 3所示。串口轉TCP/IP的工作模式為客戶端對應SocketDlgTest的服務器模式，串口轉TCP/IP的目的IP必須是SocketDlgTest所在計算機的IP地址，串口轉TCP/IP產品的目的端口必須是SocketDlgTest的本地端口。這樣設置后串口轉TCP/IP即可自動連接網絡工具，連接建立后即可收發數據。
當串口轉TCP/IP產品作為服務端時，也有3個對應關系，如圖 3 所示，這里不一一解說。這樣設置后點擊網絡工具的打開按鈕即可和串口轉TCP/IP產品建立TCP連接，連接建立后即可收發數據。
如果上位機不是Socket程序（SocketDlgTest）也不是ZLVircom，而是兩臺設備通過網口連接的，配置方法也是類似的。首先用戶需要將2臺設備、計算機連接到同一個局域網中。這臺計算機上運行ZLVircom（或者ZLDevManage），連接計算機的目的只是為了配置，配置完成后計算機可以不必連接。
點擊ZLVircom的設備管理，找到這2臺設備，如圖6所示。然后點擊“設備編輯”，對設備進行配置。設備對聯可以分為TCP對聯和UDP對聯。如果是TCP對聯方式，兩臺設備的參數如圖5所示。箭頭所示的參數必須對應起來，如同“3.2 TCP客戶端”和“3.3 TCP服務器”的對應方式一樣。TCP連接成功后，可以通過回到“設備管理”對話框看連接狀態，如圖6所示，如果兩臺設備的狀態都是“已連接”則表示兩臺設備的TCP鏈路已經建立。
如果是UDP方式對聯的，配置參數如圖7所示，箭頭對應的參數必須是一一對應的。UDP對聯只要參數配置正確不必檢查連接狀態，發送的數據會自動發送到指定的設備。
最后需要提醒一下，如果是設備對聯的，除了網口參數按照以上設置外，還必須設置正確的串口參數。主要是聯網產品的波特率等需要和用戶的設備的波特率等一致。這樣設置以后，用戶設備可以通過兩臺聯網產品的串口互相發送數據。
