2. HSMS 连接模型：主动连接与被动连接模式，TCP/IP 通信基础
HSMS（High-Speed SECS Message Services）是建立在 TCP/IP 协议之上的通信层。理解其连接模型是掌握状态机与重连机制的前提。HSMS 定义了两种连接建立模式：主动连接（Active） 与 被动连接（Passive）。这两种模式决定了设备在建立 TCP 连接时的角色分工。
2.1 TCP/IP 通信基础回顾
HSMS 使用标准的 TCP 套接字（Socket）进行通信。TCP 提供面向连接、可靠、基于字节流的传输服务。在 HSMS 上下文中，通信双方通常分为 主机（Host） 和 设备（Equipment）。
- IP 地址与端口号：每个 HSMS 实体需要配置一个唯一的 IP 地址和一个协商好的端口号（通常为 5000 或 5555，但可配置）。
- TCP 三次握手：建立连接前，主动方发送 SYN，被动方回复 SYN-ACK，主动方再发送 ACK，完成连接建立。
- 连接终止：通过四次挥手（FIN 包）正常关闭，或通过 RST 包异常终止。
- 心跳与保活：HSMS 依赖 T3 定时器（事务超时）和 T6 定时器（连接响应超时）来检测连接健康状态，而非仅依赖 TCP Keep-Alive。
关键点：HSMS 的主动/被动模式仅决定谁先发起 TCP 连接请求，不决定通信后的主从关系。一旦连接建立，双方是对等的，都可以发起 SECS 消息事务。
2.2 主动连接模式（Active Mode）
在主动连接模式下，设备或主机作为 客户端，主动向对端发起 TCP 连接请求。该模式通常用于设备端主动向主机注册或上报事件。
- 角色：主动方（Active Entity）调用
connect()系统调用。 - 配置：需要知道对端的 IP 地址和端口号。
- 典型场景：设备上电后，主动连接主机。
- 重连行为：当连接断开后，主动方负责按照重连策略（如 T3 超时后）重新发起连接。
2.3 被动连接模式（Passive Mode）
在被动连接模式下，设备或主机作为 服务器，在指定端口上监听，等待对端发起连接。该模式通常用于主机等待设备连接。
- 角色：被动方（Passive Entity）调用
listen()和accept()系统调用。 - 配置：只需要本地 IP 和监听端口，不需要预先知道对端地址。
- 典型场景：主机作为服务器，等待多台设备连接。
- 重连行为：被动方不主动发起连接，只负责接受连接。如果连接断开，被动方只需重新进入监听状态，等待主动方重连。
2.4 主动与被动模式对比
| 对比维度 | 主动模式（Active） | 被动模式（Passive） |
|---|---|---|
| 网络角色 | 客户端（Client） | 服务器（Server） |
| 连接发起方 | 自身 | 对端 |
| 配置需求 | 需配置对端 IP 和端口 | 仅需本地 IP 和端口 |
| 重连责任 | 负责重连 | 仅等待连接 |
| 典型实现 | socket() → connect() |
socket() → bind() → listen() → accept() |
| 适用方 | 通常为设备端 | 通常为主机端 |
2.5 HSMS 连接建立流程（SVG 架构图）
下图展示了主动方与被动方在 TCP/IP 协议栈上的连接建立过程，以及 HSMS 层在连接建立后的角色。
2.6 连接模式选择策略
在实际的半导体设备集成中，连接模式的选择通常遵循以下原则：
- 主机作为被动方：这是最常见的部署模式。主机运行 HSMS 服务器，监听固定端口，等待多台设备连接。主机无需知道每台设备的 IP 地址。
- 设备作为主动方：设备上电后，根据配置的主机 IP 和端口，主动发起连接。设备负责维护连接状态，并在断开后重连。
- 双向主动/被动：某些场景下，主机和设备都可以配置为主动方，但必须避免同时发起连接导致冲突。通常通过配置协商或使用不同的端口号来避免。
常见陷阱：不要将 HSMS 的主动/被动模式与 SECS-II 的通信角色混淆。HSMS 只负责传输层连接，不改变应用层的消息交互规则。主动方在连接建立后，并不自动获得消息发起优先权。
2.7 连接建立后的 HSMS 层初始化
TCP 连接建立后，HSMS 层还需要进行协议握手，才能开始传输 SECS 消息。这个过程称为 HSMS 连接初始化，涉及以下步骤：
| 步骤 | 方向 | 消息类型 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | 主动方 → 被动方 | Select.req | 主动方请求建立 HSMS 会话 |
| 2 | 被动方 → 主动方 | Select.rsp | 被动方响应，携带状态码（0=成功） |
| 3 | 双方 | Linktest.req / Linktest.rsp | 可选，用于验证连接健康状态 |
| 4 | 双方 | Separate.req | 用于正常断开 HSMS 会话 |
实践要点：在编写 HSMS 通信代码时，主动方应在 TCP 连接建立成功后立即发送
Select.req。如果被动方在 T6 超时时间内未收到 Select.req，应主动关闭 TCP 连接。T6 定时器通常设置为 5 秒。
2.8 连接断开与重连触发
当 TCP 连接因网络故障、对端崩溃或 T3 超时而断开时，HSMS 状态机将进入 未连接（Not Connected） 状态。此时，主动方应根据配置的重连策略（如固定间隔、指数退避）重新执行连接流程。
- T3 超时：事务等待响应超时，通常触发消息重发或事务终止，进而可能导致连接断开。
- T6 超时：连接响应超时，直接触发连接断开。
- 重连间隔：建议初始间隔 1 秒，最大间隔 30 秒，避免频繁重连导致网络拥塞。