組態軟體開發

組態軟體開發

最近研究行車綜合自動化系統，總結並分享下組態軟體開發的一些心得：

1、一般組態軟體分開發模式與執行模式：1）開發模式與執行模式可以在同一程式中實現，通過配置的不同來進行區分；2）開發模式與執行模式由不同的程式實現——開發模式在控制項組裝的過程中將執行時的**寫入檔案，執行模式時，將開發模式寫入的**編譯生成可執行檔案執行。

2、組態軟體各元件的生成：1）元件由多個不同的形態構成，每個形態代表裝置不同的狀態，如軌道區段的占用、出清分別用不同的形態表示，每個形態對應乙個狀態屬性值，在執行過程中根據傳入狀態屬性值的不同，顯示該控制項不同的形態；2）元件由多個元素疊加而成，各元素在不同狀態可設定不同顏色，根據傳入的裝置狀態及邏輯條件判斷當前應顯示的形態。

3、通訊方式：1）乙太網；2）通用串列埠；3）opc等。主要總結socket通訊：

socket通訊：採用open-write/read-close模式，用於網路中程序間通訊

為了在應用程式當中呼叫任何乙個winsock api函式，首先第一件事情就是必須通過wsastartup函式完成對winsock服務的初始化，因此需要呼叫wsastartup函式。wsastartup，即wsa(windows sockets asynchronous，windows非同步套接字)的啟動命令，應用程式或dll呼叫的第乙個windows sockets函式。

int wsastartup
(word wversionrequested,
lpwsadata lpwsadata )；

網路程序間通訊需要唯一標示乙個程序，本地可通過程序pid來唯一標示乙個程序，網路中使用tcp/ip協議族，網路層「ip位址」可唯一標示網路中的主機，傳輸層的「協議+埠」可唯一標示主機中的應用程式即程序，利用ip位址、協議、埠號即可作為網路中程序的唯一標示，與其他程序進行互動。

首先建立乙個socket描述符，唯一標示乙個socket，作為引數進行讀寫操作。

int socket (int domain, int type, int protocol) ;//domain：協議域af_inet、af_inet6、af_local（或稱af_unix，unix域socket）、af_route等， //決定了socket的位址型別，在通訊中必須採用對應的位址，如af_inet決定了要用ipv4位址（32位的）與埠號（16位的）的組合 //type：socket型別sock_stream、sock_dgram、sock_raw、sock_packet、sock_seqpacket等

//protocol：協議ipproto_tcp、ipptoto_udp、ipproto_sctp、ipproto_tipc等

然後，將乙個位址族中的特定位址付給socket。例如對應af_inet、af_inet6就是把乙個ipv4或ipv6位址和埠號組合賦給socket。

int bind
(int sockfd,
const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)
;//sockfd：即socket描述字，它是通過socket()函式建立了，唯一標識乙個socket。bind()函式就是將給這個描述字繫結乙個名字。
//這個位址結構根據位址建立socket時的位址協議族的不同而不同，
//如ipv4對應的是：
struct sockaddr_in 
;/* internet address. */
struct in_addr 
;

通常伺服器在啟動時會繫結乙個位址（ip+埠號），用於提供服務，客戶端可通過該位址來連線伺服器，客戶端則由系統自動分配埠號並與自身ip位址組合，故通常伺服器在listen前需呼叫bind()，而客戶端則不需要，在connect()時由系統隨機生成。

作為伺服器，在呼叫socket()、bind()之後，呼叫listen()來監聽socket，若客戶端呼叫connect()發出連線請求，伺服器端即可接收到該請求。

int listen
(int sockfd, int backlog)
;//listen函式的第乙個引數即為要監聽的socket描述字，第二個引數為相應socket可以排隊的最大連線個數。
int connect
(int sockfd,
const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)
;//connect函式的第乙個引數即為客戶端的socket描述字，第二引數為伺服器的socket位址，第三個引數為socket位址的長度。
//客戶端通過呼叫connect函式來建立與tcp伺服器的連線。

tcp伺服器監聽到客戶端的連線請求之後，呼叫accept()函式接收請求，這樣連線就建立好了。之後就可以開始網路i/o操作了。

int accept
(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
;//accept函式的第乙個引數為伺服器的socket描述字（監聽socket描述字），
//第二個引數為指向struct sockaddr *的指標，用於返回客戶端的協議位址，
//第三個引數為協議位址的長度。
//如果accpet成功，那麼其返回值是由核心自動生成的乙個全新的描述字（已連線的socket描述字），代表與返回客戶的tcp連線。

乙個伺服器通常通常僅僅只建立乙個監聽socket描述字，它在該伺服器的生命週期內一直存在。核心為每個由伺服器程序接受的客戶連線建立了乙個已連線socket描述字，當伺服器完成了對某個客戶的服務，相應的已連線socket描述字就被關閉。

伺服器與客戶建立好連線後，可以呼叫網路i/o進行讀寫操作了，即實現了網路中不同程序之間的通訊，網路i/o操作如下：

#include 
ssize_t read
(int fd,
void
*buf, size_t count)
;      ssize_t write
(int fd,
const
void
*buf, size_t count)
;      #include 
#include 
ssize_t send
(int sockfd,
const
void
*buf, size_t len, int flags)
;      ssize_t recv
(int sockfd,
void
*buf, size_t len, int flags)
;      ssize_t sendto
(int sockfd,
const
void
*buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen)
;      ssize_t recvfrom
(int sockfd,
void
*buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen)
;      ssize_t sendmsg
(int sockfd,
const struct msghdr *msg, int flags)
;      ssize_t recvmsg
(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags)
;//read函式是負責從fd中讀取內容.當讀成功時，read返回實際所讀的位元組數，
//如果返回的值是0表示已經讀到檔案的結束了，小於0表示出現了錯誤。
//write函式將buf中的nbytes位元組內容寫入檔案描述符fd.成功時返回寫的位元組數。失敗時返回-1，並設定errno變數。

讀寫操作完成後就要關閉相應的socket描述字，close操作只是使相應socket描述字的引用計數-1，只有當引用計數為0的時候，才會觸發tcp客戶端向伺服器傳送終止連線請求。

int close
(int fd)
;

tcp三次握手建立連線：

當客戶端呼叫connect時，觸發了連線請求，向伺服器傳送了syn j包，這時connect進入阻塞狀態；伺服器監聽到連線請求，即收到syn j包，呼叫accept函式接收請求向客戶端傳送syn k ，ack j+1，這時accept進入阻塞狀態；客戶端收到伺服器的syn k ，ack j+1之後，這時connect返回，並對syn k進行確認；伺服器收到ack k+1時，accept返回，至此三次握手完畢，連線建立。客戶端的connect在三次握手的第二個次返回，而伺服器端的accept在三次握手的第三次返回。

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組態軟體開發（僅限後台部分）

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