Canoe CAPL语言实现TCP连接与通信流程

  • 一、前期准备
  • 二、TCP连接流程实现
    • 1、打开工程
    • 2、运行演示
    • 3、代码对应
    • 4、客户端向服务端发送消息
  • 三、总结

一、前期准备

本文主要讲解CAPL语言里是如何实现TCP连接通信的，所以在本文开始前需要一些前期准备。

1、首先是需要了解TCP的报文格式，连接三次握手，断开连接四次挥手的相关知识，推荐以下两位博主文章。

深入浅出TCP三次握手 （多图详解）

两张动图-彻底明白TCP的三次握手与四次挥手

2、Canoe自带实现TCP连接的CAPL例程，以及在帮助文档里有对TCP接口进行相关的说明，本文以例程为例，对逻辑进行梳理，进行相关更改。

例程路径：C:\Users\Public\Documents\Vector\CANoe\Sample Configurations 16.0.145\Ethernet\Simulation\TCPBasicCAPL

说明文档路径：Ethernet>TCP/IP API

3、在说明文档里可以看到创建客户端和服务端套接字流程以及TCP API函数的使用说明。

先了解下简要流程，具体函数使用往后继续讲解。

在客户端，需先使用TcpOpen创建一个Socket(套接字)绑定地址和端口，TcpOpen函数创建完端口后，会返回一个句柄，这个句柄可供后续相关TCP的API函数使用。然后使用TcpConnect函数便可将创建的客户端Socket向目的地址和目的端口(服务端Socket)发起连接。

在服务端，也是使用TcpOpen创建一个Socket。而服务端还需使用TcpListen监听函数，来等待连接，如果收到连接请求，会回调OnTcpListen函数，在OnTcpListen函数里需要使用TcpAccept函数对连接请求进行接受，TcpAccept函数在接受请求后会重建一个新的Socket用于连接通讯。也就是服务端会有两个端口，一个是服务器端口，用于接收连接请求，一个是连接端口，用于连接建立好后进行与客户端的通讯。

而端口的关闭均使用TcpClose函数。

二、TCP连接流程实现

1、打开工程

我们打开示例工程看看是如何进行TCP连接模拟的。

首先看到Setup桌面面板，有两个节点分别是Server和Client。Start Value里是对一些变量的值初始化。

接着看到Simulation桌面面板，里面有Server和Client两个操作面板。

2、运行演示

先看下Start Value面板里的赋值顺序，Listen赋值为0，Connect赋值为0，TxText初始化会“Hello World”，RxText初始化清空。点击闪电Start图标运行，可以看到Listen键置灰，Connect键置灰，TxText文本框里有“Hello World”字符串，点击Send发送，原本清空的RxText框收到了“Hello World”字符串。并且在trace窗口，可以看到tcp三次握手连接的报文以及传输“Hello World”字符串发送和应答报文。

3、代码对应

根据运行演示的步骤，来具体看看CAPL代码里的实现。

首先看看按下服务端按下Listen按键触发的操作。

TCP栈的位置，以及客户端和服务端ip地址的设置。



服务端开启监听后，客户端Connect按键按下发起主动连接。

客户端用了Connect函数后便会发送连接请求，收到服务端的第一帧应答后，也就是第二次握手后，接着会触发OnTcpConnect函数。

第三次握手后，会触发OnTcpListen监听函数，创建一个新的连接socket进行通信。

连接完成后，服务端点击send按钮进行发送，触发相关事件，并用连接socket进行消息的发送。


在服务端发送信息后，则会触发客户端接收回调函数的使用，进行消息的接收。

最后再看看关闭函数，就是直接调用close函数，服务端close会触发客户端回调OnTcpClose,客户端close会触发服务端回调OnTcpClose。

4、客户端向服务端发送消息

源码里已经有服务端向客户端发送消息的代码了，那客户端怎么向服务端发送消息，直接用客户端socket调用send函数就可以了，因为连接已经建立好，所以不用指定服务端的连接socket。


服务端在OnTcpReceive函数里对接收数据进行处理。

补充：

CAPL提供两种API的使用方式，如下图，一种是函数形式，一种是方法形式。上面例子均使用的是方法形式，即定义了一个TcpSocket的数据类型gSocket，直接用gSocket这个数据对象去调用send函数或其他函数。

如要使用函数形式，则需要先用TcpOpen函数先创建一个socket，TcpOpen会返回一个dword数据类型的句柄，在使用其他函数时侯，如下方TcpSend时，将句柄传入dword socket这个参数即可，其他函数类似。在程序编写时，使用其中一种形式进行编写较为便利。

三、总结

以上，capl里实现tcp连接通讯流程是，client和server用open()打开创建socket，服务端用listen()监听，客户端用connect()去主动连接，服务端在listen()回调里用accept()接收连接请求，并创建一个新socket，完成连接，最后用send()即可互相通讯。而close()用于关闭连接。用好open()、listen()、connect()、accept()、close()、send()函数则tcp的三次握手、四次挥手程序自动会去实现。