在哪里使用 boost::asio 实现协议？

Question

我正在尝试实现一个简单的串行端口协议。它是这样的：

1. 丢弃所有数据，直到收到 0xff
2. 读取标头（节点地址和数据长度，4 字节）
3. 读取数据（最多 64 字节）
4. 读取 crc
5. 处理接收到的数据包
6. 发送响应
7. 当 时 >0xff 被看到，即使不像在数据中间那样，这意味着收到了一个新数据包

我可以使用 boost::asio::serial_port 来实现这一点boost::asio::read() 读取单个字节并在接收到该字节时对其进行处理。虽然这有效，但我想知道是否有一种更像“提升”的方法来做到这一点？

我查看了 boost::asio::read_until() 来读取直到 0xff，但随后我不知道如何丢弃数据。将数据存储在缓冲区中然后不使用缓冲区似乎有点浪费。

我可以使用 boost::asio::read_until() 读取直到数据包末尾，但随后 MatchCondition 需要访问（数据包的标头） ）缓冲区。看起来 MatchCondition 只获取最近收到的第一个和最后一个字节的迭代器。

另外，使用 boost::asio::read() 接收到的数据最终会出现在 stream_buf 中，我必须将接收到的数据解析为 Packet代码>对象。我可以在 Packet 内部、在一个单独的 ParsePacket 对象中进行此解析，或者以某种方式将其与 boost::asio 集成（类似于 boost ::asio::read(serial, myPacket); 其中 myPacket 是 Packet 对象）

当 0xff 出现在接收到的数据，这意味着一个新的数据包正在开始。因此，当接收到0xff时，它必须忘记之前接收到的任何数据并开始接收新的数据包。

我计划使用异步操作并添加超时。

所以，我的问题是：在哪里实施这样的协议？或者更一般地说，在哪里使用 boost::asio 实现协议。我不是在寻找工作代码，而是在寻找关于在哪里实现协议以及使用哪些 boost::asio 功能的建议。

更新：

这种情况下没有使用流量控制（硬件或软件）。

Answer 1

首先，正如 @Autopulated 在评论中指出的那样，我想警告您在二进制协议中使用分隔符（您的 0xFF）。这是一种危险的技术（带来很多歧义）并且需要复杂的实现。即使您可以保证数据不包含 0xFF 字节，您也无法对 CRC 字段执行此操作。

我建议不要理会任何分隔符，而专注于简单且可预测的二进制协议： [packet][packet]... 其中 [packet] = [node address:X][data length:4][data:data length][CRC:1]

发送此类数据包可能如下所示：

size_t const data_length_bytes = 4;

std::vector<char> data = ...;
size_t data_length = data.size();
Node_address node_address = ...;

std::vector<boost::asio::const_buffer> bufs;
bufs.push_back(boost::asio::buffer(&node_address, sizeof(node_address)));
bufs.push_back(boost::asio::buffer(&data_length, data_length_bytes));
bufs.push_back(boost::asio::buffer(data));

boost::system::error_code error;
boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer(bufs), error);
if (error)
    throw boost::system::system_error(error);

接收：

size_t data_length;
std::vector<char> data;
Node_address node_address;
char crc;

std::vector<boost::asio::mutable_buffer> bufs;
boost::system::error_code error;

bufs.push_back(boost::asio::buffer(&node_address, sizeof(node_address)));
bufs.push_back(boost::asio::buffer(&data_length, data_length_bytes));
boost::asio::read(serial_port, bufs, error);
if (error)
    throw boost::system::system_error(error);

data.resize(data_length);
bufs.clear();
bufs.push_back(boost::asio::buffer(&data.front(), data_length));
bufs.push_back(boost::asio::buffer(&crc, sizeof(crc));
boost::asio::read(serial_port, bufs, error);
if (error)
    throw boost::system::system_error(error);

// check CRC
// send response

请注意，此示例假设两个对等方具有相同的字节序。

我在这里编写了这段代码，所以不要指望它是正确的，仅将其用作一个想法。

Answer 2

在实现协议时，我之前发现状态机非常有用。

虽然我没有使用过 asio，但这种技术可能适用于此。

这些可以在 C++ 中作为 enum、循环和 switch 实现，如下所示：

enum States { StateInitial, StateHeader, StateData ... };

States state = StateInitial;
while (1)
{
    char ch = get_byte_function();
    switch (state)
    {
        case StateInitial:
            if (ch == '\xFF')
                state = StateHeader;
            break;

        case StateHeader:
            ...
    }
}

您需要添加更多标志来跟踪协议中的进度。

您可能还想查看 boost:: statechart 用于实现状态机。