?# 一、TCP簡(jiǎn)介

TCP（TransmissionControlProtocol，傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。它主要用于在不可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保數(shù)據(jù)能夠按照順序、無(wú)錯(cuò)誤地到達(dá)接收端。TCP通過三次握手建立連接，使用滑動(dòng)窗口進(jìn)行流量控制，以及通過校驗(yàn)和、確認(rèn)應(yīng)答、超時(shí)重傳等機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性。它是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議套件（TCP/IP協(xié)議族）的核心組成部分，廣泛應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中。

工作原理：

1.1 連接建立

TCP協(xié)議使用三次握手協(xié)議來(lái)建立連接

• 客戶端發(fā)送一個(gè)SYN（同步序列編號(hào)）報(bào)文給服務(wù)端，并攜帶一個(gè)隨機(jī)生成的初始序列號(hào)。
• 服務(wù)端收到SYN報(bào)文后，發(fā)送一個(gè)SYN+ACK（同步序列編號(hào)+確認(rèn)應(yīng)答）報(bào)文給客戶端，表示確認(rèn)收到了客戶端的SYN報(bào)文，并攜帶自己的初始序列號(hào)。
• 客戶端收到服務(wù)端的SYN+ACK報(bào)文后，發(fā)送一個(gè)ACK（確認(rèn)應(yīng)答）報(bào)文給服務(wù)端，表示確認(rèn)收到了服務(wù)端的SYN+ACK報(bào)文。至此，TCP連接建立完成。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸

在連接建立后，雙方就可以開始傳輸數(shù)據(jù)了。TCP協(xié)議會(huì)將應(yīng)用層發(fā)送的數(shù)據(jù)分割成適當(dāng)長(zhǎng)度的報(bào)文段（通常受該計(jì)算機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層的最大傳輸單元MTU的限制），并為每個(gè)報(bào)文段分配一個(gè)序號(hào)。接收端在收到報(bào)文段后，會(huì)按照序號(hào)進(jìn)行排序，并發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答（ACK）給發(fā)送端。如果發(fā)送端在合理的往返時(shí)延（RTT）內(nèi)未收到確認(rèn)應(yīng)答，則會(huì)重傳對(duì)應(yīng)的報(bào)文段。

1.3 連接釋放

TCP協(xié)議使用四次揮手協(xié)議來(lái)終止連接

• 服務(wù)端在發(fā)送完所有剩余數(shù)據(jù)后，也發(fā)送一個(gè)FIN報(bào)文給客戶端，表示自己也想要關(guān)閉連接。
• 客戶端發(fā)送一個(gè)FIN（結(jié)束）報(bào)文給服務(wù)端，表示自己想要關(guān)閉連接。
• 服務(wù)端收到FIN報(bào)文后，發(fā)送一個(gè)ACK報(bào)文給客戶端，表示確認(rèn)收到了客戶端的FIN報(bào)文。此時(shí)，客戶端到服務(wù)端的連接關(guān)閉，但服務(wù)端到客戶端的連接仍然打開。
• 客戶端收到服務(wù)端的FIN報(bào)文后，發(fā)送一個(gè)ACK報(bào)文給服務(wù)端，表示確認(rèn)收到了服務(wù)端的FIN報(bào)文。至此，TCP連接完全關(guān)閉。

二、硬件環(huán)境

“古人云：‘工欲善其事，必先利其器。’在深入介紹本功能示例之前，我們首先需要確保以下硬件環(huán)境的準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成。”

2.1 Air780E開發(fā)板

本demo使用的是Air780E核心板，如下圖所示：

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此核心板的詳細(xì)使用說明參考：Air780E產(chǎn)品手冊(cè)中的<<開發(fā)板Core_Air780E使用說明VX.X.X.pdf>>，寫這篇文章時(shí)最新版本的使用說明為：開發(fā)板Core_Air780E使用說明V1.0.5.pdf；核心板使用過程中遇到任何問題，可以直接參考這份使用說明pdf文檔。

2.2 SIM卡

請(qǐng)準(zhǔn)備一張可正常上網(wǎng)的SIM卡，該卡可以是物聯(lián)網(wǎng)卡或您的個(gè)人手機(jī)卡。

特別提醒：請(qǐng)確保SIM卡未欠費(fèi)且網(wǎng)絡(luò)功能正常，以便順利進(jìn)行后續(xù)操作。

2.3 數(shù)據(jù)通信線

請(qǐng)準(zhǔn)備一根用于連接Air780E開發(fā)板和PC電腦的數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線將實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的控制與交互。您有兩種選擇：

• USB數(shù)據(jù)線（其一端為Type-C接口，用于連接Air780E開發(fā)板）。通常，這種數(shù)據(jù)線的外觀如下示意圖所示：

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普通的手機(jī)USB數(shù)據(jù)線一般都可以直接使用；

• 數(shù)據(jù)線是USB轉(zhuǎn)TTL串口線。通常，這種數(shù)據(jù)線的外觀如下示意圖所示：

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在本教程中，我們將采用以下數(shù)據(jù)線配置進(jìn)行測(cè)試和數(shù)據(jù)查看：

• 第一種：USB數(shù)據(jù)線：此數(shù)據(jù)線不僅用于為測(cè)試板供電，還用于查看數(shù)據(jù)日志。其一端為Type-C接口，連接Air780E開發(fā)板；另一端為標(biāo)準(zhǔn)USB接口，連接PC電腦。
• 第二種：USB轉(zhuǎn)TTL串口線：此數(shù)據(jù)線主要用于TCP-UART數(shù)據(jù)的查看。其一端為USB接口，連接PC電腦；另一端為TTL串口接口，連接Air780E開發(fā)板，以便進(jìn)行串口通信和數(shù)據(jù)傳輸

• 2.4 PC電腦

• 請(qǐng)準(zhǔn)備一臺(tái)配備USB接口且能夠正常上網(wǎng)的電腦。

2.5 組裝硬件環(huán)境

請(qǐng)按照SIM卡槽上的指示方向正確插入SIM卡，務(wù)必確保插入方向正確，避免插反導(dǎo)致?lián)p壞！

通常，插入SIM卡的步驟如下：

• 將SIM卡的金屬接觸面朝下，對(duì)準(zhǔn)卡槽的開口。
• 用力平穩(wěn)地將SIM卡推入卡槽，直至聽到“咔嚓”一聲，表示SIM卡已正確安裝到位。

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USB數(shù)據(jù)線，連接電腦和Air780E開發(fā)板，如下圖所示：

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三、準(zhǔn)備軟件環(huán)境

“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢?！痹谠敿?xì)闡述本功能示例之前，我們需先精心籌備好以下軟件環(huán)境。

3.1 Luatools工具

要想燒錄AT固件到4G模組中，需要用到合宙的強(qiáng)大的調(diào)試工具：Luatools；

Luatools工具集具備以下幾大核心功能：

• 一鍵獲取最新固件：自動(dòng)連接合宙服務(wù)器，輕松下載最新的合宙模組固件。
• 固件與腳本燒錄：便捷地將固件及腳本文件燒錄至目標(biāo)模組中。
• 串口日志管理：實(shí)時(shí)查看模組通過串口輸出的日志信息，并支持保存功能。
• 串口調(diào)試助手：提供簡(jiǎn)潔的串口調(diào)試界面，滿足基本的串口通信測(cè)試需求。

Luatools下載之后，無(wú)需安裝，解壓到你的硬盤，點(diǎn)擊Luatools_v3.exe運(yùn)行，出現(xiàn)如下界面，就代表Luatools安裝成功了：

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3.2 燒錄代碼

首先要說明一點(diǎn)：腳本代碼，要和固件的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc文件一起燒錄。

整體壓縮文件：內(nèi)含有文件一：Core固件和文件一：TCP-UART腳本文件文件二：TCP單向認(rèn)證腳本文件

文件三：TCP斷鏈續(xù)連，如下圖所示。

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3.2.1 壓縮文件：完整文件包

右鍵點(diǎn)我,另存為,下載完整壓縮文件包

3.2.2 壓縮包內(nèi)部文件

文件一：Core固件

文件二：TCP-UART腳本文件

文件三：TCP單向認(rèn)證腳本文件

文件四：TCP斷鏈續(xù)連腳本文件

3.2.3 找到燒錄的固件文件

官網(wǎng)下載,底層core下載地址：LuatOS底層core注：本demo使用如圖所示固件

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3.2.4 正確連接電腦和4G模組電路板

使用帶有數(shù)據(jù)通信功能的數(shù)據(jù)線，不要使用僅有充電功能的數(shù)據(jù)線；

3.2.5 識(shí)別4G模組的boot引腳

在下載之前，要用模組的boot引腳觸發(fā)下載，也就是說，要把4G模組的boot引腳拉到1.8v，或者直接把boot引腳和VDD_EXT引腳相連。我們要在按下BOOT按鍵時(shí)讓模塊開機(jī)，就可以進(jìn)入下載模式了。

具體到Air780E開發(fā)板，

1、當(dāng)我們模塊沒開機(jī)時(shí)，按著BOOT鍵然后長(zhǎng)按PWR開機(jī)。

2、當(dāng)我們模塊開機(jī)時(shí)，按著BOOT鍵然后點(diǎn)按重啟鍵即可。

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3.2.6 識(shí)別電腦的正確端口

判斷是否進(jìn)入BOOT模式：模塊上電，此時(shí)在電腦的設(shè)備管理器中，查看串口設(shè)備，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)端口表示進(jìn)入了boot下載模式，如下圖所示：

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當(dāng)設(shè)備管理器出現(xiàn)了3個(gè)連續(xù)數(shù)字的com端口，并且每個(gè)數(shù)字都大于4，這時(shí)候，硬件連接上就緒狀態(tài)，恭喜你，可以進(jìn)行燒錄了！

3.2.7 新建項(xiàng)目

首先，確保你的Luatools的版本大于或者等于3.0.6版本.

在Luatools的左上角上有版本顯示的，如圖所示：

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Luatools版本沒問題的話，就點(diǎn)擊Luatools右上角的“項(xiàng)目管理測(cè)試”按鈕，如下圖所示：

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這時(shí)會(huì)彈出項(xiàng)目管理和燒錄管理的對(duì)話框，如下圖：

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3.2.8 開始燒錄

選擇780E板子對(duì)應(yīng)的底層core和剛改的main.lua腳本文件。下載到板子中。

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點(diǎn)擊下載后，我們需要進(jìn)入boot模式才能正常下載。

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3.3 合宙TCP/UDPweb測(cè)試工具

為了方便測(cè)試，合宙提供了免費(fèi)的不可商用的TCP/UDPweb測(cè)試工具：合宙TCP/UDPweb工具(luatos.com)

詳細(xì)使用說明參考：合宙TCP/UDPweb測(cè)試工具使用說明。

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3.4 PC端串口工具

LLCOM的下載鏈接：LLCOM，詳細(xì)使用說明可以直接參考下載網(wǎng)站。

• 串口接線方式：Air780提供三個(gè)Uart.

MAIN_UART：通用串口，可用于AT命令和數(shù)據(jù)傳輸最大波特率921600bps，默認(rèn)波特率自適應(yīng)9600-115200bps支持硬件流控（RTS/CTS）

AUX_UART：通用串口

DBG_UART：用于輸出調(diào)試信息

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注意：

• 以上PinOut圖示,對(duì)應(yīng)的V1.8的開發(fā)板，版本號(hào)在板子絲印上可查閱。
• V1.4的開發(fā)板,由于LCD腳有差異,圖示的LCD_RS/LCD_CLK實(shí)際位于開發(fā)板管腳編號(hào)06/05的UART2/AUX_UART腳,不在編號(hào)11/14腳。
• V1.8的開發(fā)板17腳改為VBAT.

3.4.1 LLCOM工具設(shè)置：初始配置

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3.4.2 數(shù)據(jù)發(fā)送前的配置

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四、TCP-UART透?jìng)鲗?shí)現(xiàn)的概述

本小節(jié)教你怎么使用luatos腳本語(yǔ)言，就可以讓合宙4G模組連接上一個(gè)TCP服務(wù)器，并且模組和服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸！

4.1 本教程實(shí)現(xiàn)的功能定義

• 通過網(wǎng)頁(yè)端啟動(dòng)一個(gè)TCP服務(wù)器；
• 4G模組插卡開機(jī)后，連接上TCP服務(wù)器；
• 4G模組向TCP服務(wù)器發(fā)送"TCPCONNECT"，服務(wù)器可以收到數(shù)據(jù)并且在網(wǎng)頁(yè)端顯示；
• TCP服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)端向4G模組發(fā)送datafromTCPserver，4G模組可以收到數(shù)據(jù)并且通過串口輸出顯示；

4.2 文章內(nèi)容引用

• 780E開發(fā)板軟硬件資料：Air780E產(chǎn)品手冊(cè)
• 以上接口函數(shù)不做詳細(xì)介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：socket-網(wǎng)絡(luò)接口-LuatOS文檔

4.3 核心腳本代碼詳解

4.3.1 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

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4.3.2 數(shù)據(jù)接收回調(diào)：搭建響應(yīng)橋梁

這里使用uart.rx接口，和以zbuff的方式存儲(chǔ)從uart1外部串口收到的數(shù)據(jù)--收取數(shù)據(jù)會(huì)觸發(fā)回調(diào),這里的"receive"是固定值不要修改。

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4.3.3 TCP網(wǎng)絡(luò)配置：鋪就數(shù)據(jù)通道

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4.3.4 TCP至串口透?jìng)鳎簲?shù)據(jù)無(wú)縫流轉(zhuǎn)

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4.3.5 串口至TCP反透?jìng)鳎盒畔㈦p向傳遞

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4.4 成果演示與深度解析：視頻+圖文全面展示

4.4.1 成果運(yùn)行精彩呈現(xiàn)

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4.4.2 完整實(shí)例深度剖析

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五、TCP單向認(rèn)證

TCP（TransmissionControlProtocol，傳輸控制協(xié)議）本身是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，它并不直接涉及認(rèn)證過程。然而，在TCP連接的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)各種安全機(jī)制，其中包括認(rèn)證。在網(wǎng)絡(luò)通信中，“單向認(rèn)證”指的是只對(duì)通信某一方的身份合法性進(jìn)行認(rèn)證。

本小節(jié)教你怎么使用luatos腳本語(yǔ)言，就可以讓合宙4G模組和TCP服務(wù)器進(jìn)行單向認(rèn)證

5.1 本教程實(shí)現(xiàn)的功能定義

• 通過網(wǎng)頁(yè)端啟動(dòng)一個(gè)TCP服務(wù)器；
• 4G模組插卡開機(jī)后，連接上TCP服務(wù)器；
• 4G模組向TCP服務(wù)器發(fā)送"TCPCONNECT"，服務(wù)器可以收到數(shù)據(jù)并且在網(wǎng)頁(yè)端顯示；
• TCP服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)端向4G模組發(fā)送datafromTCPserver，4G模組可以收到數(shù)據(jù)并且通過串口輸出顯示；

5.2 文章內(nèi)容引用

• 780E開發(fā)板軟硬件資料：Air780E產(chǎn)品手冊(cè)
• 以上接口函數(shù)不做詳細(xì)介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：socket-網(wǎng)絡(luò)接口-LuatOS文檔

5.3 核心腳本代碼詳解

5.3.1 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

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5.3.2 數(shù)據(jù)接收回調(diào)：搭建響應(yīng)橋梁

這里使用uart.rx接口,和以zbuff的方式存儲(chǔ)從uart1外部串口收到的數(shù)據(jù)--收取數(shù)據(jù)會(huì)觸發(fā)回調(diào),這里的"receive"是固定值不要修改。

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5.3.3 TCP網(wǎng)絡(luò)配置：鋪就數(shù)據(jù)通道--------注：SSL填寫true

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5.3.4 TCP至串口透?jìng)鳎簲?shù)據(jù)無(wú)縫流轉(zhuǎn)

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5.3.5 串口至TCP反透?jìng)鳎盒畔㈦p向傳遞

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5.4 成果演示與深度解析：視頻+圖文全面展示

5.4.1 成果運(yùn)行精彩呈現(xiàn)

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5.4.2 串口數(shù)據(jù)展示

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5.4.3 演示視頻生動(dòng)展示

5.4.4 完整實(shí)例深度剖析

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六、TCP斷鏈續(xù)連

TCP（傳輸控制協(xié)議）確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中可靠傳輸。當(dāng)TCP連接因網(wǎng)絡(luò)問題、設(shè)備故障等原因斷開時(shí)，需要重新建立連接以繼續(xù)數(shù)據(jù)傳輸。

6.1 本教程實(shí)現(xiàn)的功能定義

斷鏈：TCP連接斷開，可能由于網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、設(shè)備故障等。

續(xù)連：重新建立TCP連接。通常通過“三次握手”過程：

• 客戶端請(qǐng)求連接。
• 服務(wù)器響應(yīng)并同意連接。
• 客戶端確認(rèn)連接建立。

6.2 文章內(nèi)容引用

• 780E開發(fā)板軟硬件資料：Air780E產(chǎn)品手冊(cè)
• 以上接口函數(shù)不做詳細(xì)介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：socket-網(wǎng)絡(luò)接口-LuatOS文檔

6.3 核心腳本代碼詳解

6.3.1 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

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6.3.2 數(shù)據(jù)接收回調(diào)：搭建響應(yīng)橋梁

這里使用uart.rx接口，和以zbuff的方式存儲(chǔ)從uart1外部串口收到的數(shù)據(jù)--收取數(shù)據(jù)會(huì)觸發(fā)回調(diào),這里的"receive"是固定值不要修改。

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6.3.3 TCP網(wǎng)絡(luò)配置：鋪就數(shù)據(jù)通道

注：需要認(rèn)證SSL填寫：true，不需要填寫：false。

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6.3.4 TCP至串口透?jìng)鳎簲?shù)據(jù)無(wú)縫流轉(zhuǎn)

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6.3.5 串口至TCP反透?jìng)鳎盒畔㈦p向傳遞

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6.3.6 斷鏈續(xù)連

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6.4 成果演示與深度解析：視頻+圖文全

6.4.1 成果運(yùn)行精彩呈現(xiàn)

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7.4.2 完整實(shí)例深度剖析

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七、總結(jié)

TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是OSI模型中運(yùn)輸層的兩種協(xié)議。TCP是面向連接的可靠傳輸協(xié)議，通過復(fù)雜的擁塞控制和重傳機(jī)制確保數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)且有序地到達(dá)；而UDP則是無(wú)連接的不可靠傳輸協(xié)議，它盡最大努力交付數(shù)據(jù)，不保證數(shù)據(jù)的可靠性，但具有較好的實(shí)時(shí)性和較高的工作效率，適用于對(duì)高速傳輸和實(shí)時(shí)性要求較高的通信場(chǎng)景。

八、常見問題

sys.waitUntil("IP_READY")--等待聯(lián)網(wǎng)成功

好多新入手的可能看到此函數(shù)不理解在整個(gè)腳本里面沒有發(fā)布此事件sys.publish（"IP_READY"）為什么后面還聯(lián)網(wǎng)成功了？

此處解釋一下模組上電以后固件內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)成功以后會(huì)自動(dòng)發(fā)布sys.publish（"IP_READY")。

九、擴(kuò)展

9.1 獲取或設(shè)置APN

注：專屬可需要添加白名單才能使用

9.1.1 在LuatOS腳本中，使用mobile.setApn("")函數(shù)來(lái)設(shè)置APN。

9.1.2 調(diào)用mobile.connect()函數(shù)來(lái)激活網(wǎng)絡(luò)連接。

9.1.2 使用mobile.getIp()函數(shù)來(lái)查詢?cè)O(shè)備的IP地址，確認(rèn)連接狀態(tài)。

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9.2 TCP單向認(rèn)證

• 定義：?jiǎn)蜗蛘J(rèn)證是指在通信過程中，只有一方（通常是服務(wù)器）對(duì)另一方（通常是客戶端）進(jìn)行身份驗(yàn)證。
• 應(yīng)用：在TCP連接中，單向認(rèn)證常用于客戶端向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器驗(yàn)證客戶端的身份。
• 特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但安全性相對(duì)較低，因?yàn)橹或?yàn)證了一方的身份。

9.3 TCP雙向認(rèn)證

• 定義：雙向認(rèn)證是指通信雙方都需要對(duì)對(duì)方進(jìn)行身份驗(yàn)證，只有雙方都通過對(duì)方的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，通信才會(huì)被允許。
• 應(yīng)用：在需要高安全性的場(chǎng)景中，如金融服務(wù)、醫(yī)療信息傳輸?shù)?，TCP雙向認(rèn)證被廣泛應(yīng)用。
• 特點(diǎn)：安全性高，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且可能帶來(lái)一定的性能開銷。

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審核編輯 黃宇