淺談PLC通信中的TCPIP的連接和斷開

在PLC通信中，TCP/IP是大家普遍選擇的協議，因為它是開放的以太網協議，不僅僅在西門子內部的設備之間可以使用，也可以在與第三方的設備之間進行廣泛的通信。其中原因還包含TCP/IP是面向連接的，可靠的通信服務協議。

對于面向連接，表示通信是需要建立連接的，那么必然會對應斷開連接，早期的300/400PLC我們會在NetPro中進行組態TCP的連接，這屬于靜態鏈接，不能通過程序斷開TCP/IP的連接。而對于新的PN CPU，例如S7-1500CPU，則可以使用T_CON和T_DISCON分別來動態的建立和斷開連接，實現靈活的TCP通信。

使用T_CON建立連接就是TCP通信的3次握手，通過Wireshark抓包是可以看見三次握手的過程，但這是大家看到的外在表象，實際上通過T_CON是先建立了TCP的通信資源，然后通過該通信資源與對方建立三次握手的連接。下圖的wireshark中的1507，1509，以及1510是TCP的3次握手過程，在這三次握手中，通信雙方協商了Widow Size和MSS的大小，即滑動窗口和TCP的Zui大分節長度。PLC中的TCP/IP的三次握手與標準的TCP/IP協議的三次握手形式相同。

使用T_DISCON程序功能塊是用于斷開連接的，然而與標準的TCP/IP通信的4次揮手是不同的，本質上是報文中的標志字段標志位不同，標準的TCP/IP的4次揮手字段標志位使用FIN，即Finish用來結束此連接，但是資源沒有釋放。而PLC中TCP的斷開連接，并不是真的用于斷開連接，而是釋放通信資源，真正的邏輯是因為釋放資源，所以連接斷開。所以這和標準的TCP的4次揮手完全不同，而是使用字段標志位RST，即Reset來釋放連接資源。通過Wireshark抓包來觀察斷開連接的過程。上圖中的1797，是客戶端使用T_DISCON的斷開連接的過程，客戶端通知服務器已釋放該TCP的通信資源，連接斷開。

下圖中的2012，是服務器端使用T_DISCON的斷開連接的過程，通知客戶端已釋放該TCP的通信資源，連接斷開。2089，2197表示客戶端嘗試繼續與服務器建立連接，然而服務器通知客戶端，2198通信資源釋放，連接斷開。

那么為什么斷開連接，PLC不能參考標準TCP的4次揮手呢？我想原因有兩點，第一點是資源釋放，有利于靈活的編程，例如，PLC A與其中一臺PLC B斷開連接，資源釋放，利用釋放的資源，與PLC C建立連接進行通信；第二點就是標準的4次揮手期間，數據仍然是可以交互的，對于工業環境來說，數據安全是有要求的，所以使用釋放資源的方式，防止連接斷開繼續有數據交互，避免不必要的編程錯誤。