第 13.3 節

TCP通信

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Linux TCP 通信

TCP 通信是 Linux 網絡編程中最常見的通信方式之一。

在機器人和嵌入式 Linux 項目中，TCP 常用於上位機之間、機器人和服務器之間、機器人和調試軟件之間的可靠通信。

相比串口和 CAN，TCP 更偏向網絡通信。它通常運行在以太網、Wi-Fi 或本機迴環網絡上，適合傳輸控制命令、配置參數、日誌、狀態信息、文件數據等。

在實際項目中，TCP 通信常見於：

TCP 的特點是可靠、按順序傳輸、不容易丟數據，適合對數據完整性要求較高的場景。

TCP，全稱 Transmission Control Protocol，是一種面向連接的可靠傳輸協議。

在使用 TCP 通信之前，客戶端和服務端需要先建立連接。連接建立後，雙方就可以像讀寫文件一樣進行數據收發。

典型結構如下：

TCP Server
    ↑↓
TCP Client

常見概念包括：

需要注意的是，TCP 不是一條消息對應一次接收。TCP 本質上是字節流協議，所以實際工程中通常需要設計自己的數據協議，例如幀頭、長度、命令字、數據區、校驗等。

Linux 下進行 TCP 通信有多種方案，常見的包括：

這些方案本質上都是為了完成 TCP 連接、發送和接收，只是封裝層次不同。

本教程建議優先選擇：

boost::asio

原因是：

推薦的工程結構是：

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

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

在 ROS 2 系統內部，節點之間通信通常優先使用 ROS 2 自己的通信機制。而 TCP 更適合用在 ROS 2 系統之外的設備、程序或服務之間。

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

也就是說，ROS 2 負責機器人系統內部通信，TCP 負責和外部系統、網絡設備、遠程服務進行交互。

學習完本章後，應該能夠掌握：