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基于TCP/IP的自动连接与通信

时间:2011-04-27  作者:秩名

论文导读:如果采用串口的方式进行计算机通信。改用网卡进行计算机的TCP/IP通信是一个简单易行可靠的解决方案。现以平显训练模拟系统为例来说明TCP/IP通信。
关键词:TCP/IP,自动连接,计算机通信,平显
 

引言

为满足新装备的教学需要,现已广泛采用计算机构建各种装备的模拟训练系统,实现以虚代实,解决无实装带来的教学困难。如果采用串口的方式进行计算机通信,由于通信传输速度慢,只能适用于数据传输量比较少的系统。当需要构建较大的网络,则需要较多的串口电缆来构建网络,需要的硬件较多,还只能实现点对点的通信,不能满足设计要求。因此,改用网卡进行计算机的TCP/IP通信是一个简单易行可靠的解决方案。为实现正确的TCP/IP通信,首先要实现计算机的硬件连接,并设置IP地址。然后依据实际系统的功能设置各计算机之间的通信拓扑结构,应用程序分别完成服务器端的注册和客户端的连接后即可实现计算机之间的通信。

1 硬件连接

1.1 网络适配器(网卡)

网卡的主要作用是将计算机数据转换为能够通过网络介质传输的信号,当网络适配器(网卡)传输数据时,它首先接收来自计算机的数据,数据添加包括校验码及网卡地址的数据报头,然后将数据转换为可通过传输介质发送的信号。

1.2 网络电缆

橙色对、绿色对通常用来发送和接收数据,因此绞合最密;蓝色对次之,而棕色对一般用于进行校验,因此绞合密度最低。

1.3 RJ-45水晶头

RJ-45水晶头是双绞线与网卡RJ-45接口之间的接头。常用的标准有两个,即T568A标准和T568B标准。其中T568A标准描述的线序如图1所示,从左到右依次为:1-白绿、2-绿、3-白橙、4-蓝、5-白蓝、6-橙、7-白棕、8-棕。T568B标准描述的线序从左到右依次为:1-白橙、2-橙、3-白绿、4-蓝、5-白蓝、6-绿、7-白棕、8-棕。

双绞线跳线主要有两种,一是直通线,二是交叉线。两端RJ-45头中的线序排列完全相同的网线,称为直通线(Straight Cable),只适用于计算机到集线设备(Hub)的连接。当使用双绞线直接连接两台计算机时,另一端的线序应作相应的调整,即第1、2线和第3、6线对调,即制作为交叉线(Crossover Cable),适用于两台计算机构成的网络。

2IP地址的设置

IP地址被划分为两部分,即网络标识(地址)和主机标识(地址),其中网络标识用于确定某一特定的网络,主机标识则用于确定该网络中某一特定的主机。

在Windows 98/Me/2000/XP系统下,可以很方便地手工设置一台计算机的IP地址。具体的配置方法如下:在完成网卡驱动程序的安装后,重新启动计算机进入系统,用鼠标右键单击桌面上的“网上邻居”图标,选择属性,选中项目列表中的“Internet协议(TCP/IP)”,单击“属性”按钮,弹出TCP/IP属性的对话框,在“IP地址”选项卡里,把“自动获取IP地址”改为“指定IP地址”,原本灰色的不能填写的IP地址和子网掩码就可以由自己指定。根据IP地址的设置原则,分别设置各计算机的IP地址。

3 TCP/IP自动连接

实现计算机TCP/IP通信的必要条件是构建一个通信对,其中一个应用程序作为服务器,另一个应用程序作为客户端。通信对的建立过程为首先完成服务器程序的注册,然后进行客户端程序的连接。根据这一条件实现的计算机TCP/IP连接也只能先启动服务器程序,然后才能启动客户端程序。TCP/IP通信拓扑结构如图2所示,其时序如图3所示。通信对构成一个通信通道。服务器端的IP地址确定服务器所在的计算机,通信端口确定通信通道。

实际情况有两种可能性,一种情况是先启动服务器程序,再启动客户端程序,最终能实现TCP/IP连接;另一种情况是先启动客户端程序,后启动服务器程序,显然不能满足TCP/IP连接的条件,因此也就不能实现TCP/IP连接。为解决后一种情况,实现TCP/IP自动连接,解决的办法是TCP服务器注册和事件处理过程不变,只要对客户端TCP连接和客户端事件处理进行适当的改造即可。

3.1 TCP服务器和客户端的事件

TCP服务器和客户端的事件如表1所列。根据TCP服务器和客户端事件可确定TCP/IP的连接状态。

表1TCP服务器和客户端的事件

 

事件名称 服务器 客户端 说 明
TCP_CONNECT 当一个新客户端需要连接时发生
TCP_DISCONNECT 当连接断开时发生
TCP_DATAREADY 当传输一方数据准备完毕,另一方收到消息应该接收数据

3.2 TCP服务器的注册

TCP服务器的注册就是把应用程序注册为一个指定端口号(客户在试图连接到该应用程序是必须用同一个端口)的TCP服务器,并指定客户请求所调用(即TCP服务器事件)的回调函数,其流程如图4所示。TCP服务器注册成功,则等待客户端的连接请求。如果注册不成功,则提示注册失败的信息。一旦连接成功则返回一个通信句柄。

 

       
 
   
 

 

注册流程TCP服务器事件处理流程

图4 TCP服务器注册和事件处理流程图

3.32 客户端的自动连接TCP服务器

客户端只能连接到已经注册的TCP服务器。客户端连接就是在服务器申请的通信端口上建立一个通信通道,并指定客户端通信事件的回调函数。论文发表。连接成功则返回一个通信句柄。如果连接不成功,则不能进行通信。客户端的一次连接流程如图5中左边虚线框部分,客户端事件如图5中右边部分。

 

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