網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)-深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程展示

1、項目11：基于Windows CE 5.0的嵌入式Web服務(wù)器 （1） 本節(jié)課程主要知識點套接字Socket基于TCP/IP的應(yīng)用程序1重點和難點重點套接字Socket基于TCP/IP的應(yīng)用程序難點Socket編程2套接字Socket3套接字Socket套接字（Socket）最初是由加利福尼亞大學(xué)Berkeley分校為UNIX操作系統(tǒng)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)通信接口，隨著UNIX操作系統(tǒng)廣泛使用，套接字成為當前最流行的網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用程序接口之一。Windows Sockets API是微軟 Windows的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計接口，它在繼承了Berkeley Sockets主要特征的基礎(chǔ)上，又對它進行了重要擴充。4S

2、ocket與電話電話系統(tǒng)與面向連接的Socket非常相似。通電話的兩個人相當于相互通信的兩個進程。通話雙方所在的地區(qū)相當于一個網(wǎng)絡(luò)，區(qū)號是它的網(wǎng)絡(luò)地址。區(qū)內(nèi)一個單位的交換機相當于一臺主機，主機分配給每個用戶的局內(nèi)號碼相當于Socket號。5Socket與電話連接的過程對方都在現(xiàn)場并空閑（相當于通信的另一主機開機接受連接請求），拿起電話話筒，雙方就可以正式通話，相當于連接成功。雙方通話的過程，是向電話機發(fā)出信號和從電話機接收信號的過程，相當于向Socket發(fā)送數(shù)據(jù)和從Socket接收數(shù)據(jù)。通話結(jié)束后，一方掛起電話機，相當于關(guān)閉Socket，撤消連接。6Socket面臨的問題網(wǎng)間進程通信要解決的是

3、不同主機進程間的相互通信問題。為此，首先要解決的是網(wǎng)間進程標識問題。同一主機上，不同進程可用進程號唯一標識。但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各主機獨立分配的進程號不能唯一標識該進程。操作系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議眾多，不同協(xié)議的工作方式不同，地址格式也不同。因此，網(wǎng)間進程通信還要解決多重協(xié)議的識別問題。7端口網(wǎng)絡(luò)中可以被命名和尋址的通信端口，是操作系統(tǒng)可分配的一種資源。網(wǎng)絡(luò)通信的最終地址不僅是主機地址，還包括可以描述進程的某種標識符。TCP/IP協(xié)議提出了協(xié)議端口（protocol port，簡稱端口）的概念，用于標識通信的進程。8端口的使用端口是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu)。即進程通過系統(tǒng)調(diào)用與某端口建立連接（binding

4、）后，傳輸層傳給該端口的數(shù)據(jù)都被相應(yīng)進程所接收，相應(yīng)進程發(fā)給傳輸層的數(shù)據(jù)都通過該端口輸出。在TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)中，端口操作類似于一般的I/O操作，進程獲取一個端口，相當于獲取本地唯一的I/O文件。 9端口號每個端口都擁有一個叫端口號（port number）的整數(shù)型標識符，用于區(qū)別不同端口。由于TCP/IP傳輸層的兩個協(xié)議TCP和UDP是完全獨立的兩個軟件模塊，因此各自的端口號也相互獨立，如TCP有一個255號端口，UDP也可以有一個255號端口，二者并不沖突。10地址網(wǎng)絡(luò)通信中通信的兩個進程分別在不同的機器上。在互連網(wǎng)絡(luò)中，兩臺機器可能位于不同的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備（網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)橋

5、，路由器等）連接。因此需要三級尋址主機所在的網(wǎng)絡(luò)地址主機的地址主機上進程的標識符通常主機地址由網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址組成，在TCP/IP協(xié)議中用32位整數(shù)值表示，TCP和UDP均使用16位端口號標識用戶進程。11全相關(guān)一個完整的網(wǎng)間進程通信需要由兩個進程組成，并且只能使用同一種高層協(xié)議。也就是說，不可能通信的一端用TCP協(xié)議，而另一端用UDP協(xié)議。因此一個完整的網(wǎng)間通信需要一個五元組來標識(協(xié)議,本地地址,本地端口號,遠地地址,遠地端口號)這樣一個五元組，叫做相關(guān)（association），即兩個協(xié)議相同的半相關(guān)才能組合成一個合適的相關(guān)，或完全指定組成一連接。 12Winsock在國際標準化組織開

6、放系統(tǒng)互連ISO/OSI模型中，Winsock運行于會話層和傳輸層的接口處。Winsock是應(yīng)用程序與傳輸協(xié)議之間的接口，是用于數(shù)據(jù)輸入輸出的管道。大多數(shù)Windows CE網(wǎng)絡(luò)通信都通過Winsock接口來實現(xiàn)。13Socket應(yīng)用程序應(yīng)用程序不直接與TCP/IP程序進行交互，而是通過Socket編程接口使用TCP/IP協(xié)議棧的功能。Socket接口函數(shù)以庫的形式存在。通過Socket編程接口，可以實現(xiàn)TCP客戶、TCP服務(wù)器、UDP客戶和UDP服務(wù)器等基本應(yīng)用。14基于TCP/IP的應(yīng)用程序15嵌入式Web Server一個嵌入式Web服務(wù)器包括TCP/IP棧、HTTP引擎、HTML生成器

7、、格式解析器及Web頁等。在數(shù)據(jù)采集過程中，被采集的數(shù)據(jù)首先通過數(shù)據(jù)采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器等相關(guān)單元進入Web服務(wù)器，經(jīng)過服務(wù)器的HTML生成器，轉(zhuǎn)換成同瀏覽器匹配的格式，HTTP引擎把這些數(shù)據(jù)集成到Web網(wǎng)頁中，通過TCP/IP棧把它輸出到以太網(wǎng)，遠程用戶就可以通過瀏覽器來提取相關(guān)數(shù)據(jù)。16嵌入式Web Server的構(gòu)成Windows CE內(nèi)核及相關(guān)驅(qū)動程序包括整個操作系統(tǒng)及目標機外設(shè)系統(tǒng)資源的初始化，其中包括網(wǎng)卡、串口等。完整的Web Server包使用標準的Socket 接口建立面向連接的TCP服務(wù)器程序，會根據(jù)客戶端的請求，輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)到客戶端。WEB頁面 當客戶端使用IE來訪問

8、該Web服務(wù)器時，能夠?qū)⒋鎯υ谠O(shè)備上的頁面發(fā)送到客戶端IE上來瀏覽。17Windows CE中的Web ServerWindows CE自帶有一個Web Server，在需要時添加到內(nèi)核中即可。在PB右側(cè)的Catalog頁面下，打開Core OS Windows CE device Communication Services and Networking Server下，找到組件Web Server(HTTPD)，點右鍵，選擇Add to OS Design。18Ping運行Windows CE的目標設(shè)備可以響應(yīng)外部主機發(fā)送的ICMP回顯請求報文。因此，外部主機可以通過ping目標設(shè)備，來判斷設(shè)備是否可達。通過這種方法，也可以驗證設(shè)備的以太網(wǎng)驅(qū)動程序或其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的驅(qū)動程序是否運行正確，設(shè)備的IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)IP地址等是否配置正確，以及連接目標設(shè)備的物理線路是否工作正常。19編寫Ping編寫一個ping的應(yīng)用程序，應(yīng)用在基于Wind