1.【零基础】5分钟开发一个简单的ModBus TCP主站上位机(附源码)
2.Netty源码-一分钟掌握4种tcp粘包解决方案
3.TCP之深入浅出send&recv
4.从 Linux源码 看 Socket(TCP)的accept
5.通过源码理解http层和tcp层的keep-alive
【零基础】5分钟开发一个简单的ModBus TCP主站上位机(附源码)
在工业控制和现场数据采集领域,Modbus协议因其广泛的应用而备受青睐。本文将指导你在Visual Studio 环境下,使用C#和Winform框架,从零开始,仅用5分钟,vc游戏 源码下载开发一个简单的Modbus TCP主站上位机。首先,你需要下载并安装Visual Studio社区版,确保选择".NET桌面开发"等必要组件。
安装完成后,新建一个Windows窗体应用项目,命名为"ModbusMaster"。接下来,安装Easy ModbusTcp库,它是基于.NET Framework的Modbus通信库,支持多种协议和编程语言,便于设备通信和数据采集。
在代码编写部分,你需要设计界面,然后引入EasyModbus库,编写关键功能如连接设备、晨风引流源码读写Modbus报文的函数。例如,`btn_connect_Click`方法用于连接设备,`SlaveCoilWrite`方法则负责单个或多个输出寄存器的写入操作。通过点击按钮,你可以控制设备的布尔状态。
Netty源码-一分钟掌握4种tcp粘包解决方案
TCP报文的传输过程涉及内核中recv缓冲区和send缓冲区。发送端,数据先至send缓冲区,经Nagle算法判断是否立即发送。接收端,数据先入recv缓冲区,再由内核拷贝至用户空间。
粘包现象源于无明确边界。解决此问题的关键在于界定报文的分界。Netty提供了四种方案来应对TCP粘包问题。
Netty粘包解决方案基于容器存储报文,待所有报文收集后进行拆包处理。容器与拆包处理分别在ByteToMessageDecoder类的cumulation与decode抽象方法中实现。
FixedLengthFrameDecoder是通过设置固定长度参数来识别报文,非报文长度,在线代码源码避免误判。
LineBasedFrameDecoder以换行符作为分界符,确保准确分割报文,避免将多个报文合并。
LengthFieldPrepender通过设置长度字段长度,实现简单编码,为后续解码提供依据。
LengthFieldBasedFrameDecoder则是一种万能解码器,能够解密任意格式的编码,灵活性高。
实现过程中涉及的参数包括:长度字段的起始位置offset、长度字段占的字节数lengthFieldLength、长度的调整lengthAdjustment以及解码后需跳过的字节数initialBytesToStrip。
在实际应用中,为自定义协议,需在服务器与客户端分别实现编码与解码逻辑。服务器端负责发送经过编码的协议数据,客户端则接收并解码,以还原协议信息。
TCP之深入浅出send&recv
接触过网络开发的人,了解上层应用如何使用send函数发送数据以及recv接收数据。爆笑网站源码但是,send和recv的实现原理是什么?本文将简单介绍TCP中发送缓冲区和接收缓冲区的作用,并讲解Linux系统下TCP发送和接收数据的具体实现。
缓冲区在数据传输中起着临时缓存的作用。发送端将数据拷贝到发送缓冲区后,立即返回应用层执行其他操作,而接收端则将网络中的数据拷贝到缓冲区等待应用层读取。
发送缓冲区在应用层调用send()发送数据时,数据会被拷贝到socket的内核发送缓冲区。send()函数在应用层返回时,并不一定意味着数据已经发送到对端,而是数据已放入socket的内核发送缓冲区。
Linux内核提供两种方式查看tcp缓冲区大小:通过/etc/sysctl.ronf下的net.ipv4.tcp_wmem值或命令'cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem'。以笔者服务器为例,发送缓冲区大小为、、。
通过程序可以修改当前tcp socket的发送缓冲区大小,只影响特定的socket。
接收缓冲区用于缓存网络上来的数据,直至应用进程读取为止。仿回车源码当应用进程未读取数据且接收缓冲区已满时,收端会通知发端接收窗口关闭(win=0),实现TCP的流量控制。
接收缓冲区大小可以通过查看/etc/sysctl.ronf下的net.ipv4.tcp_rmem值或命令'cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem'获取。同样,可以通过修改程序大小修改接收缓冲区,仅影响当前特定socket。
TCP的四层模型包括应用层、传输层、网络层和数据链路层。应用层创建socket并建立连接后,可以调用send函数发送数据。传输层处理数据,以TCP为例,其主要功能包括流量控制、拥塞控制等。
当发送数据时,数据会从应用层、传输层、网络层、数据链路层依次传递。上图为send函数源码调用逻辑图,若对源码感兴趣,可查阅net/tcp.c获取详细实现。
recv函数实现类似,从数据链路层接收数据帧,通过网卡驱动处理后,进入内核进行协议层处理,最终将数据放入socket的接收缓冲区。
在实际应用中,非阻塞send时,发送端可能发送了大量数据,但实际只发送了部分,缓冲区中仍有大量数据未发送。接收端recv获取数据时,可能只收到部分数据。这种情况下,应用层需要正确处理超时、断开连接等情况。
总结来说,TCP的send和recv函数分别在应用层和传输层实现数据的发送和接收,通过内核的缓冲区控制数据的流动。正确理解这些原理对于网络编程至关重要。
从 Linux源码 看 Socket(TCP)的accept
从 Linux 源码角度探究 Server 端 Socket 的 Accept 过程(基于 Linux 3. 内核),以下是一系列关键步骤的解析。
创建 Server 端 Socket 需依次执行 socket、bind、listen 和 accept 四个步骤。其中,socket 系统调用创建了一个 SOCK_STREAM 类型的 TCP Socket,其操作函数为 TCP Socket 所对应的 ops。在进行 Accept 时,关键在于理解 Accept 的功能,即创建一个新的 Socket 与对端的 connect Socket 进行连接。
在具体实现中,核心函数 sock->ops->accept 被调用。关注 TCP 实现即 inet_stream_ops->accept,其进一步调用 inet_accept。核心逻辑在于 inet_csk_wait_for_connect,用于管理 Accept 的超时逻辑,避免在超时时惊群现象的发生。
EPOLL 的实现中,"惊群"现象是由水平触发模式下 epoll_wait 重新塞回 ready_list 并唤醒多个等待进程导致的。虽然 epoll_wait 自身在有中断事件触发时不惊群,但水平触发机制仍会造成类似惊群的效应。解决此问题,通常采用单线程专门处理 accept,如 Reactor 模式。
针对"惊群"问题,Linux 提供了 so_reuseport 参数,允许多个 fd 监听同一端口号,内核中进行负载均衡(Sharding),将 accept 任务分散到不同 Socket 上。这样,可以有效利用多核能力,提升 Socket 分发能力,且线程模型可改为多线程 accept。
在 accept 过程中,accept_queue 是关键成员,用于填充添加待处理的连接。用户线程通过 accept 系统调用从队列中获取对应的 fd。值得注意的是,当用户线程未能及时处理时,内核可能会丢弃三次握手成功的连接,导致某些意外现象。
综上所述,理解 Linux Socket 的 Accept 过程需要深入源码,关注核心函数与机制,以便优化 Server 端性能,并有效解决"惊群"等问题,提升系统处理能力。
通过源码理解http层和tcp层的keep-alive
理解HTTP层与TCP层的keep-alive机制是提升网络通信效率的关键。本文将通过源码解析,深入探讨如何在HTTP与TCP层实现keep-alive功能。
1.
HTTP层的keep-alive
以nginx为例,解析HTTP报文时,若客户端发送了connection:keep-alive头,则nginx将维持此连接。配置中设定的过期时间与请求数限制,通过解析头信息与设置全局变量实现。
在解析HTTP头后,通过查找配置中的对应处理函数,进一步处理长连接。当处理完一个HTTP请求时,NGINX将连接状态标记为长连接,并设置相应标志。当连接达到配置的时间或请求数限制时,NGINX将关闭连接,释放资源。
2.
TCP层的keep-alive
TCP层提供的keep-alive功能更为全面,通过Linux内核配置进行调整。默认配置与阈值设定共同作用于keep-alive功能。
通过setsockopt函数可动态设置TCP层的keep-alive参数,实现不同场景下的keep-alive策略。超时处理通过系统内核函数完成,确保在长时间无数据传输时,能够及时释放资源,避免占用系统连接。
总结:HTTP层与TCP层的keep-alive机制通过不同方式实现长连接的维护与管理,有效提高了网络通信的效率与资源利用率。深入理解其源码实现,有助于在实际应用中更灵活地配置与优化网络连接策略。