引言

疫情期間，都被隔離在家，但是開發(fā)不能停，這次調(diào)試的是一個(gè)船舶綜測(cè)系統(tǒng)，硬件和嵌入式組都基本調(diào)好了，我負(fù)責(zé)寫上位機(jī)，上位機(jī)功能比較多，花的時(shí)間比較長，主要是通過USB串口接入到硬件設(shè)備上按通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。由于不能和硬件組的在一塊調(diào)，就想辦法讓串口穿透網(wǎng)絡(luò)讓我這邊的開發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備無障礙、短延遲的聯(lián)通。因此就有了《串口和TCP互相轉(zhuǎn)發(fā)工具》的解決方案。使用這個(gè)方案中基本上解決了串口穿透網(wǎng)絡(luò)的問題，不過中間還是經(jīng)過了FRP做了內(nèi)網(wǎng)穿透，閑暇之余，就考慮自己做個(gè)輕量級(jí)的TCP橋接小工具，此工具應(yīng)該運(yùn)行在Windows平臺(tái)下，是服務(wù)端程序，可以接受多個(gè)TCP客戶端的連接，并將從每個(gè)TCP連接接收的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給其他連接，實(shí)現(xiàn)多個(gè)TCP連接間的透明橋接，并盡量做到高效率、高并發(fā)。

這可能應(yīng)用到一些需要遠(yuǎn)程聯(lián)通的低速設(shè)備間，最典型的是部署在2個(gè)邊緣計(jì)算機(jī)上，2個(gè)計(jì)算機(jī)串口連接需要通信的設(shè)備，通過此工具將2個(gè)串口透明橋接起來，達(dá)到串口遠(yuǎn)程互聯(lián)。也可以達(dá)到使部署在內(nèi)網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)直接通過TCP遠(yuǎn)程訪問遠(yuǎn)端邊緣計(jì)算機(jī)上的串口的目的，這在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送等場(chǎng)景有比較多的應(yīng)用。

軟件設(shè)計(jì)

為了讓橋接更加靈活，軟件設(shè)計(jì)了2個(gè)監(jiān)聽端口，一個(gè)用于完全的透明橋接，一個(gè)用于基于標(biāo)簽的橋接。

在非標(biāo)簽橋接中，基本的處理流程就是將從任意一個(gè)TCP連接發(fā)來的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給所有其他的TCP連接，沒有應(yīng)用層的連接過程，適合于簡單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)透?jìng)鳌?/p>

在基于標(biāo)簽的橋接中，加入了應(yīng)用層的連接建立過程。在TCP連接建立成功后，客戶端需要首先發(fā)送標(biāo)簽信息，具體格式如下：

字段長度（字節(jié)）含義

標(biāo)簽	4	4個(gè)字節(jié)的整數(shù)標(biāo)簽，標(biāo)簽0保留不可用，用于標(biāo)識(shí)非標(biāo)簽橋接連接。-1標(biāo)識(shí)此連接雖然建立，但沒有綁定到有效標(biāo)簽。
保留	4	4個(gè)字節(jié)的保留字段，用于以后協(xié)議擴(kuò)展
校驗(yàn)	1	1個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)和，將前面8個(gè)字節(jié)相加得到的結(jié)果
用戶數(shù)據(jù)流	任意	承載的用戶數(shù)據(jù)流

TCP橋接工具接收夠9個(gè)字節(jié)后，對(duì)前8個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)和計(jì)算，如果計(jì)算的結(jié)果和第9個(gè)字節(jié)相符，則認(rèn)為是正確的標(biāo)簽，則將此連接和此標(biāo)簽關(guān)聯(lián)。如果校驗(yàn)和不正確，說明客戶端發(fā)送的協(xié)議不是橋接協(xié)議，則直接斷開連接。這樣所有的客戶端連接都會(huì)在TCP橋接工具上關(guān)聯(lián)到一個(gè)標(biāo)簽上。關(guān)聯(lián)好標(biāo)簽后，當(dāng)一個(gè)TCP連接數(shù)據(jù)給TCP橋接工具時(shí)，TCP橋接工具會(huì)查找此連接關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所有關(guān)聯(lián)到此標(biāo)簽的連接。

軟件界面如下：

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軟件測(cè)試

軟件設(shè)計(jì)每個(gè)端口最大并發(fā)1000連接，經(jīng)過壓力測(cè)試，軟件能在每個(gè)端口并發(fā)1000的壓力下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，而占用資源并不是太高。

軟件下載

軟件下載鏈接如下，有什么意見和好的建議歡迎討論。

TCP橋接工具V2.2.2.1 - 多線程版，嵌入式網(wǎng)絡(luò)穿透調(diào)試?yán)?/p>

https://download.csdn.net/download/kernelspirit/85310399

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TCP桥接工具设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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