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TCP通信

Updated 2023-12-30About 4 min read

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1.Linux TCP 通信

TCP 通信是 Linux 网络编程中最常见的通信方式之一。

在机器人和嵌入式 Linux 项目中，TCP 常用于上位机之间、机器人和服务器之间、机器人和调试软件之间的可靠通信。

相比串口和 CAN，TCP 更偏向网络通信。它通常运行在以太网、Wi-Fi 或本机回环网络上，适合传输控制命令、配置参数、日志、状态信息、文件数据等。

在实际项目中，TCP 通信常见于：

TCP 的特点是可靠、按顺序传输、不容易丢数据，适合对数据完整性要求较高的场景。

TCP，全称 Transmission Control Protocol，是一种面向连接的可靠传输协议。

在使用 TCP 通信之前，客户端和服务端需要先建立连接。连接建立后，双方就可以像读写文件一样进行数据收发。

典型结构如下：

TCP Server
    ↑↓
TCP Client

常见概念包括：

需要注意的是，TCP 不是一条消息对应一次接收。TCP 本质上是字节流协议，所以实际工程中通常需要设计自己的数据协议，例如帧头、长度、命令字、数据区、校验等。

Linux 下进行 TCP 通信有多种方案，常见的包括：

这些方案本质上都是为了完成 TCP 连接、发送和接收，只是封装层次不同。

本教程建议优先选择：

boost::asio

原因是：

推荐的工程结构是：

上层项目：ROS 2 / OpenCV / Qt / 普通 C++ 程序
        ↓
自己封装的 TcpClient / TcpServer 类
        ↓
boost::asio
        ↓
TCP socket
        ↓
远程设备 / 服务器 / 调试软件

学习 TCP 通信，并不代表要用 TCP 替代 ROS 2 的 topic、service、action。

在 ROS 2 系统内部，节点之间通信通常优先使用 ROS 2 自己的通信机制。而 TCP 更适合用在 ROS 2 系统之外的设备、程序或服务之间。

例如：

ROS 2 节点
        ↓
自己封装的 TcpClient
        ↓
boost::asio
        ↓
远程服务器 / Qt 调试软件 / 网络设备

也就是说，ROS 2 负责机器人系统内部通信，TCP 负责和外部系统、网络设备、远程服务进行交互。

学习完本章后，应该能够掌握：