一種基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統的微機保護裝置網(wǎng)絡(luò )通信方案

　　網(wǎng)絡(luò )通信的基石是套接字，一個(gè)套接字是通信的一端，在這一端上可以找到與其對應的一個(gè)名字。一個(gè)正在被使用的套接字都有它的類(lèi)型和其相關(guān)的任務(wù)，VxWorks可以實(shí)現與BSD4.4TCP／IP兼容的Socket編程接口。由于面向連接的服務(wù)器使用的傳輸層協(xié)議可保證數據傳送的可靠性和順序性，因此，本文的系統端采用基于流Socket的客戶(hù)機／服務(wù)器（Client／Server）編程模式，其程序可以分為客戶(hù)端程序和服務(wù)端程序。其通信模型如圖2所示。

　　2.1 客戶(hù)端程序設計

　　所謂客戶(hù)端服務(wù)程序，就是主要用來(lái)發(fā)出服務(wù)請求的程序?？蛻?hù)端程序設計要知道服務(wù)端的地址、服務(wù)所提供的端*及服務(wù)使用的傳輸層協(xié)議（TCP協(xié)議）。在客戶(hù)／服務(wù)器模式中，客戶(hù)端程序可以通過(guò)兩種形式找到服務(wù)器：一是通過(guò)指定服務(wù)器的IP地址和端*來(lái)找到服務(wù)端；二是通過(guò)廣播的形式來(lái)來(lái)尋找服務(wù)器。本系統的客戶(hù)端程序應用第一種形式來(lái)尋找服務(wù)器。知道了服務(wù)端的位置后，客戶(hù)端任務(wù)就可以打開(kāi)一個(gè)套接字，然后通過(guò)連接服務(wù)器來(lái)發(fā)送和接收數據。

　　面向連接的TCP客戶(hù)端編程結構分為部分：一是以TCP連接服務(wù)器，TCP協(xié)議是一種可保證傳輸可靠，且能保護順序的傳輸層協(xié)議。在連接服務(wù)器之前，先要申請一個(gè)SOCK_STREAM類(lèi)型的套接字，該套接字的通信域應制定為PF_INET類(lèi)型；二是使用TCP與服務(wù)器通信，因為T(mén)CP是面向連接的協(xié)議，在連接建立以后，它可以通過(guò)send、recv等調用來(lái)進(jìn)行通信，就像管道一樣；三是關(guān)閉TCP連接，即在客戶(hù)端程序結束，或使用完一個(gè)套接字后，可以使用close來(lái)關(guān)閉一個(gè)套接字。

　　2.2 服務(wù)端程序設計

　　在服務(wù)端程序設計中，可以根據對要實(shí)現的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)功能來(lái)設計自己的應用層協(xié)議。本系統服務(wù)端使用的TCP是面向連接的服務(wù)端。在這種模式下，服務(wù)端程序的設計就可以不考慮數據的可靠傳送，而只要接受連接請求，并通過(guò)該連接進(jìn)行通信即可，這樣，底層的傳輸協(xié)議就自然會(huì )保證數據傳送的可靠性。

　　服務(wù)端程序設計的兩種基本模式是循環(huán)模式和并發(fā)模式。循環(huán)模式就是服務(wù)端進(jìn)程在總體機構上是一個(gè)循環(huán)，一次處理一個(gè)請求。并發(fā)模式的服務(wù)端進(jìn)程一般可以同時(shí)處理多個(gè)請求，結構上一般采用父進(jìn)程接受請求，然后產(chǎn)生子進(jìn)程，這樣一般為多進(jìn)程結構。

　　本文選用面向連接服務(wù)端的循環(huán)模式，此模式的建立步驟如下：

　?。?）創(chuàng )建一個(gè)SOCK_STREAM類(lèi)型的套接字；

　?。?）調用bind指定地址和端口；

　?。?）調用listen未處理連接請求的隊列長(cháng)度；

　?。?）調用accept等待連接請求，一旦有連接請求，accept返回一個(gè)新的套接字描述符；

　?。?）通過(guò)新的描述符與客戶(hù)端交互信息，交互完畢，即關(guān)閉新產(chǎn)生的套接字并返回第四步。

　　3 微機保護系統網(wǎng)絡(luò )通信模型設計

　　系統中基于Socket模式下的通信過(guò)程分為控制端發(fā)起的通信過(guò)程和受控端發(fā)起的通信過(guò)程，這兩種過(guò)程都是基于客戶(hù)／服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )編程模式。在客戶(hù)／服務(wù)器模式中，請求的一方稱(chēng)為客戶(hù)，提供服務(wù)的一方稱(chēng)為服務(wù)器。