網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù).ppt

1、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),TCP/IP 局域網(wǎng)通信 LabVIEW具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，這種功能使得LabVIEW的用戶可以很容易編寫出具有強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)通訊能力的LabVIEW應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程虛擬 儀器。 LabVIEW支持TCP/IP協(xié)議、UDP協(xié)議等等。而且NI公司還開發(fā)了一種DATASOCKET技術(shù)，很大程度上的簡(jiǎn)化甚至免除了網(wǎng)絡(luò)通訊編 程，用戶很容易地在互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換。 TCP/IP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）是INTERNET最基本的協(xié)議，它允許分布在各地的裝著完全不同系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)互相通信。 由于INTERNET的廣泛使用，使得TCP/IP成了事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。,（一）TCP/IP協(xié)議的

2、體系結(jié)構(gòu) TCP/IP是一個(gè)四層協(xié)議： 鏈路層：包括操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡，他們一起處理與電纜等傳輸媒介的物理接口細(xì)節(jié)。 網(wǎng)絡(luò)層：該層負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，包括將數(shù)據(jù)分割打包和組合。它需要確定的IP地址，以尋找路由。 傳輸層：該層主要為兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序提供點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)通訊。 傳輸控制協(xié)議TCP提供質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)傳輸，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分組、質(zhì)量控制和超時(shí)重發(fā)。 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP只提供簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)抱傳輸，在及時(shí)性服務(wù)中由重要的用途。 應(yīng)用層：該層負(fù)責(zé)處理實(shí)際的應(yīng)用程序細(xì)節(jié)，包括Telnet、Http、Ftp、SMTP等著名協(xié)議，也包括我們自己編寫的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。,IP地址：互聯(lián)

3、網(wǎng)上的每個(gè)接口（一臺(tái)主機(jī)可以有幾個(gè)接口）必須有一個(gè)唯一的Internet地址（也稱作IP地址），IP地址長(zhǎng)32 bit，這些32位的地址通常寫成四個(gè)十進(jìn)制的數(shù)，其中每個(gè)整數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)，例如。另外，將被認(rèn)為是本機(jī)(LocalHost)的IP地址 端口號(hào)：大多數(shù)情況下，只是將數(shù)據(jù)包發(fā)送給給定地址的機(jī)器，例如，是不足以確定到底要把數(shù)據(jù)包發(fā)送給機(jī)器的哪一個(gè)進(jìn)程的。端口號(hào)允許你作更確定的指定。 應(yīng)用程序可以使用從1到65535之間的任何一個(gè)端口號(hào)，不過(guò)在選擇端口時(shí)，必須特別小心，因?yàn)橛行┛捎枚丝谔?hào)是為“已知的”（即固定的）服務(wù)保留的（比如說(shuō)

4、文件傳輸協(xié)議和超文本傳輸協(xié)議，即FTP和HTTP）。“已知的協(xié)議”，即固定協(xié)議，采用的端口由“互聯(lián)網(wǎng)編號(hào)分配認(rèn)證（IANA）”控制和分配。 端口號(hào)分為下面這三類：“已知”端口、已注冊(cè)端口、動(dòng)態(tài)和（或）私用端口。0 1023由IANA控制，是為固定服務(wù)（如FTP,HTTP,telnet,DNS等)保留的。1024 49151是IANA列出來(lái)的、已注冊(cè)的端口，供普通用戶的普通用戶進(jìn)程或程序使用。49152 65535是動(dòng)態(tài)和（或）私用端口。 普通用戶應(yīng)用應(yīng)該選擇1024 49151之間的已注冊(cè)端口，從而避免端口號(hào)已被另一個(gè)應(yīng)用或系統(tǒng)服務(wù)所用。,（二）Windows Sockets Windows

5、Sockets規(guī)范以U.C. Berkeley大學(xué)BSD UNIX中流行的Socket接口為范例定義了一套Micosoft Windows下網(wǎng)絡(luò)編程接口。 Windows Sockets規(guī)范本意在于提供給應(yīng)用程序開發(fā)者一套簡(jiǎn)單的API，并讓各家網(wǎng)絡(luò)軟件供應(yīng)商共同遵守。 應(yīng)用程序調(diào)用Windows Sockets的API實(shí)現(xiàn)相互之間的通訊。 Windows Sockets又利用下層的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議功能和操作系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)實(shí)際的通訊工作。,（三）套接字 套接字(Sockets)是通訊端點(diǎn)的一種抽象，它提供了一種發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的機(jī)制。 在Windows套接字中，它有兩種形式，數(shù)據(jù)報(bào)套接字(Datagra

6、m Sockets)和流式套接字(Stream Sockets)。 數(shù)據(jù)報(bào)套接字提供了一種不可靠的、無(wú)連接的數(shù)據(jù)包(packet)通信方式。在這里“不可靠”的意思是指發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包不能獲得擔(dān)保，也不能保證數(shù)據(jù)包按照放送的順序到達(dá)。實(shí)際上，同一分組數(shù)據(jù)報(bào)可能不止一次的被發(fā)送。數(shù)據(jù)報(bào)套接字使用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP協(xié)議). 流式套接字提供了一種可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了無(wú)差錯(cuò)無(wú)重復(fù)的順序數(shù)據(jù)傳輸。流式套接字使用傳輸控制協(xié)議(TCP協(xié)議)。 無(wú)連接服務(wù)器一般都是面向事務(wù)處理的，一個(gè)請(qǐng)求一個(gè)應(yīng)答就完成了客戶程序與服務(wù)程序之間的相互作用。 面向連接服務(wù)器處理的請(qǐng)求往往比較復(fù)雜，不是一來(lái)一去的請(qǐng)

7、求應(yīng)答所能解決的，而且往往是并發(fā)服務(wù)器。,TCP通信,1. TCP協(xié)議簡(jiǎn)介 TCP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議中的一個(gè)子協(xié)議。TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡(jiǎn)寫，名為傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。是20世紀(jì)70年代由美國(guó)國(guó)防部開發(fā)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 TCP提供了一種面向連接的、可靠的傳輸層服務(wù)。,2. TCP節(jié)點(diǎn),在LabVIEW8.2中，TCP 節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)通信】【協(xié)議】【TCP】子選板中 。,3. TCP通信編程舉例,例 利用TCP協(xié)議進(jìn)行雙機(jī)通信,雙機(jī)通信流程如圖,服務(wù)器VI的前面板和程序框圖,客戶機(jī)VI的前面

8、板和程序框圖,UDP通信,1. UDP協(xié)議簡(jiǎn)介 UDP(User Datagram Protocol)，用戶數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，是一個(gè)無(wú)連接模式協(xié)議，提供向另一用戶程序發(fā)送信息的最簡(jiǎn)協(xié)議機(jī)制，使用IP 路由功能把數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地。UDP有下述幾個(gè)特性： UDP是一個(gè)無(wú)連接協(xié)議。 由于不建立連接，因此一臺(tái)服務(wù)器可同時(shí)向多個(gè)客戶機(jī)傳輸相同的信息。 UDP信息包的標(biāo)題很短，只有8個(gè)字節(jié)，相對(duì)于TCP的20個(gè)字節(jié)信息包的額外開銷很小。 吞吐量不受擁擠控制算法的調(diào)節(jié)，只受應(yīng)用軟件生成數(shù)據(jù)的速率、傳輸帶寬、源端和終端主機(jī)性能的限制。,2. UDP節(jié)點(diǎn),在LabVIEW8.2中，UDP 節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)

9、通信】【協(xié)議】【UDP】子選板中,3. UDP通信編程舉例,例7.4 將服務(wù)器端產(chǎn)生的正弦信號(hào)由UDP Write節(jié)點(diǎn)發(fā)送到客戶機(jī)。,服務(wù)器VI的前面板和程序框圖,客戶機(jī)VI的前面板和程序框圖,DataSocket通信,1. DataSocket基本概念 DataSocket是NI公司推出的一項(xiàng)基于TCPIP協(xié)議的新技術(shù)，DataSocket面向測(cè)量和網(wǎng)上實(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)交換，可用于一臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)或者網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換。 DataSocket的體系結(jié)構(gòu)如圖,DataSocket的組成,DataSocket由 DataSocket API DataSocket Server組成 Data

10、Socket API是一個(gè)和協(xié)議、編程語(yǔ)言、操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)的應(yīng)用程序接口，能夠把測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適合在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。DataSocket Server是一個(gè)獨(dú)立部分，可以把現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)高速傳給遠(yuǎn)端客戶。,發(fā)布者、服務(wù)器和接收者之間的關(guān)系,用DataSocket Server發(fā)布數(shù)據(jù)需要3個(gè)部分： 發(fā)布者（publisher） 服務(wù)器（DataSocket Server） 接收者（subscriber） 三者關(guān)系如圖,（1）DataSocket Server Manager,DataSocket Server Manager是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的程序，它的主要功能是設(shè)置DataSocket Server

11、 可連接的客戶程序的最大數(shù)目和可創(chuàng)建的數(shù)據(jù)項(xiàng)的最大數(shù)目，創(chuàng)建用戶組和用戶，設(shè)置用戶創(chuàng)建數(shù)據(jù)項(xiàng)和讀寫數(shù)據(jù)項(xiàng)的權(quán)限。,DataSocket Server Manager窗口,（2）DataSocket Serve,DataSocket Server 也是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的程序，它負(fù)責(zé)監(jiān)管DataSocket Server Manager中所設(shè)定的各種權(quán)限和客戶程序之間的數(shù)據(jù)交換。 DataSocket Server 運(yùn)行后的窗口如圖。,2. DataSocket節(jié)點(diǎn),在LabVIEW8.2中，DataSocket節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)通信】【DataSocket】子選板中,在Web上發(fā)布VI,Lab

12、VIEW可以將VI發(fā)布到Web上，這樣用戶就可以通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)VI程序的前面板，甚至還可以控制遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上VI程序的運(yùn)行。 網(wǎng)站服務(wù)器、VI及遠(yuǎn)程用戶客戶端的關(guān)系,Web服務(wù)器配置,Web服務(wù)器配置界面,Web服務(wù)器可見VI配置界面,Web服務(wù)器瀏覽器訪問(wèn)配置界面,Web發(fā)布網(wǎng)頁(yè)配置,選擇VI和查看選項(xiàng)界面,選擇HTML輸出界面,保存新網(wǎng)頁(yè)界面,客戶端的遠(yuǎn)程連接,連接遠(yuǎn)程前面板界面,客戶端運(yùn)行結(jié)果,在Web上瀏覽程序前面板時(shí)URL填寫格式為： Http:/3/.snap?Web發(fā)布程序.vi 這里3為計(jì)算機(jī)IP地址，Web發(fā)布程序.vi為希望查

13、看的程序名，注意必須填寫.vi。 .snap?表示返回一個(gè)靜態(tài)前面板。 如將 .snap?改寫為.monitor?則返回動(dòng)態(tài)的圖像。,可以監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上一個(gè)程序的前面板，甚至完全控制一個(gè)程序的運(yùn)行。 前面板的遠(yuǎn)程鏈接的方法如下：點(diǎn)擊OperateConnect to Remote Panel，彈出以下對(duì)話框：,前面板的遠(yuǎn)程鏈接,Web瀏覽的前面板,IrDA無(wú)線數(shù)字通信,IrDA是紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)的英文縮寫（Infrared Data Association）。IrDA標(biāo)準(zhǔn)包括三個(gè)基本的規(guī)范和協(xié)議： 紅外物理層連接規(guī)范 (Infrared Physical Layer Link Specification，IrPHY) 紅外連