一种基于TCP/IP协议的通信数据传输方式

2021-12-14师永林

网络安全技术与应用 2021年11期

关键词：浮点网络服务服务端

◆师永林

◆师永林

（青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司青海 810000）

为了实现客户端与服务端之间通信数据的无障碍传输、识别，本文介绍了一种基于TCP/IP协议的网络搭建方法，并提出了一种简单的通信数据封装、解封装方式。在工业上可有效解决较为简单的网络通信数据交互问题。

TCP/IP；Socket；封装；解封装

1 引言

现阶段工业自动化领域越来越依赖于互联网，“互联网+”概念已经在工业领域普遍具象化[1]，如智慧新能源电站、全自动无人车间、车载智能导航系统等。一个完整的智能生产系统往往由多个分系统组成，而网络通信协议及数据封装、解封装方式是各个分系统之间无障碍交互的桥梁与关键。本文基于TCP/IP协议提出了一种客户端与服务器间简单的数据传输、封装及解封装策略。

2 Socket套接字建立网络通信

在TCP/IP协议网络中，通常采用客户端（client）、服务器（server）方式实现两台主机进程之间的通信[2]。套接字作为一个指向传输提供者的句柄，是TCP/IP通信协议的重要组成[3]。根据性质和作用的不同，套接字分为原始套接字、流式套接字和数据包套接字。本文采用双向、有序、可靠的流式套接字用于数据传输服务。客户端、服务器握手过程如图1所示。

首先，服务器端采用Socket套接字句柄创建一个网络服务，然后使用bind（）函数为该服务绑定主机的IP地址和分配端口号，并通过listen（）函数建立对客户端的实时监听。另外，客户端同样采用socket套接字句柄开启一个网络服务，并使用connect（）函数向主机服务器发送连接请求。服务器端正常监听到该连接申请后使用accept（）函数接受客户端的连接请求并建立网络连接。此时，客户端与服务器之间可以通过read（）和write（）函数实现双方数据的交互。待网络服务结束使用后可采用close（）函数关闭二者创建的网络服务项。

3 通信数据的处理方式

在工业领域，使用网络通信可实现图像、字母及数字（整型、浮点型）等数据类型的传递[4]，在Socket套接字建立的网络通信中采用read（）和write（）函数可实现各类数据的读、写操作，此时需要对数据制定一种封装、解封装规则，如图2所示。

图中通信数据由字母及浮点型数据组成，当通信数据类型较多时，可在数据位开头添加char型的标识位，便于区分数据。在服务端，对char型数据a0可直接进行Int型强制类型转换，对浮点型数据a1可乘以1000.00后进行Int型强制类型转换，后对该数据的地址0、1、2、3分别进行0、8、16、24位的“>>”位移操作，将32位Int型高位数据移至低位数据，并进行byte型强制类型转换后按顺序写入Byte[] array1数组内，其他数据依次按上述方法进行封装。在客户端，接收到数据并写入Byte[] array2数组，同理，按上述步骤反向推理即为数据解封装过程，最终可获得与服务端正确对应的各类数据。上述数据在打包过程中对浮点型数据乘以1000.00后取整，主要目的是在解包时可保留小数点后三位。