??? 摘? 要: 討論了嵌入式系統(tǒng)" title="嵌入式系統(tǒng)">嵌入式系統(tǒng)中用Wind Web Server進(jìn)行設(shè)備管理" title="設(shè)備管理">設(shè)備管理接口的開發(fā),敘述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù),介紹在ADSL匯接設(shè)備中的應(yīng)用實(shí)例。?

??? 關(guān)鍵詞: 嵌入式系統(tǒng)? Wind Web Server? 設(shè)備管理

?

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件的迅猛發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域中,如何對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行管理成為嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)中的一個(gè)重要方面。用戶只有通過設(shè)備所提供的管理接口對(duì)其進(jìn)行配置、管理和監(jiān)控,因此管理接口的易用程度和效率成為衡量設(shè)備優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。在嵌入式設(shè)備中加入HTTP服務(wù)能將其轉(zhuǎn)化成Web Server,可以向Internet或內(nèi)部網(wǎng)提供基于Web的圖形化管理接口,用戶可以使用瀏覽器作為接口來訪問嵌入式設(shè)備。這樣不僅使設(shè)備的易用性大大提高,而且可以省去專用管理軟件,從而方便地進(jìn)行統(tǒng)一管理。?

1 Wind Web Server介紹?

　　VxWorks是WindRiver公司開發(fā)的具有工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位的高性能實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核,它是一個(gè)運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上的高性能、可裁減的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),具有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)功能,支持市面上逾90%的處理器。該公司的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧產(chǎn)品Wind Web Server提供了功能強(qiáng)大的基于Web方式的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),可以無縫地集成到任何基于VxWorks的嵌入式應(yīng)用中。?

　　Wind Web Server具有以下特性: ?

　　·完全支持HTTP 1.1標(biāo)準(zhǔn) ?

　　·不需要文件系統(tǒng) ?

　　·支持Java Applets、圖像文件、聲音文件等 ?

　　·可通過標(biāo)記支持SSI?

　　·URL處理可定制 ?

　　·靈活配置的模塊結(jié)構(gòu) ?

　　·腳本小(7～40KB) ?

　　·支持用戶/用戶組/密碼認(rèn)證 ?

　　·有IP過濾機(jī)制 ?

　　·支持CGI ?

　　·可記錄日志 ?

　　·支持別名 ?

　　·支持服務(wù)器推送(Server push)技術(shù)。?

　　Wind Web Server采用模塊設(shè)計(jì),可以方便地進(jìn)行裁剪以滿足應(yīng)用的特殊要求。根據(jù)配置,Wind Web Server需要7～40KB的內(nèi)存。在嵌入式系統(tǒng)中硬件資源寶貴,有時(shí)并不需要文件系統(tǒng)。Wind Web Server提供了一個(gè)工具Pagepack,可以在編譯和連接時(shí)將Web內(nèi)容放在程序代碼中,從而可以存儲(chǔ)在ROM中。?

2 Wind Web Server結(jié)構(gòu)?

　　嵌入式系統(tǒng)所能使用的資源是受限的,在許多情況下甚至沒有外部存儲(chǔ)系統(tǒng),這一點(diǎn)要求嵌入式系統(tǒng)的 Web服務(wù)器與UNIX和Windows平臺(tái)上的Web服務(wù)器有很大不同。Wind Web Server采用模塊化和可伸縮的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),允許用戶進(jìn)行裁剪以滿足資源的不同限制。Wind Web Server的結(jié)構(gòu)如圖1所示。?

?

?

　　Wind Web Server由以下關(guān)鍵部分組成:?

　　·Web服務(wù)器核心?

　　·HTTP請(qǐng)求處理模塊(RPM)?

　　·RPM調(diào)度程序?

　　·服務(wù)器端符號(hào)表?

　　·API函數(shù)?

2.1 Web服務(wù)器核心和RPM調(diào)度程序?

　　Web服務(wù)器核心作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行在目標(biāo)系統(tǒng)中,提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)綁定、Socket函數(shù)調(diào)用和初始化參數(shù)的設(shè)置等。RPM調(diào)度程序決定怎樣響應(yīng)HTTP請(qǐng)求,即決定了HTTP請(qǐng)求的地址和RPM的對(duì)應(yīng)關(guān)系。?

2.2 HTTP請(qǐng)求處理模塊(RPM)?

　　HTTP請(qǐng)求處理模塊分為兩大類:系統(tǒng)RPM和用戶RPM。其中系統(tǒng)RPM執(zhí)行HTTP請(qǐng)求的基本處理,包括:記錄日志、處理別名與MIME頭、IP地址檢查、密碼驗(yàn)證和訪問控制。而用戶RPM處理具體的頁(yè)面請(qǐng)求,包括:文件系統(tǒng)RPM、SSI(Server Side Include)RPM、CGI RPM、用戶函數(shù)調(diào)用RPM、服務(wù)器推送RPM等。另外用戶可以使用自定義RPM完成一些特殊的處理過程。?

2.3 服務(wù)器端符號(hào)表?

　　Wind Web Server主要通過符號(hào)表來支持Web存取目標(biāo)機(jī)中的變量,每個(gè)符號(hào)表包含如下屬性:?

　　·Address???????內(nèi)存地址?

　　·Name????????? 名稱?

　　·Descrip???????描述?

　　·Type????????? 數(shù)據(jù)類型?

　　·Num Elems???? 變量個(gè)數(shù)?

　　·GET Routine?? 讀回調(diào)" title="回調(diào)">回調(diào)函數(shù)?

　　·GET Param???? 讀回調(diào)函數(shù)的參數(shù)?

　　·SET Routine?? 寫回調(diào)函數(shù)?

　　·SET Param???? 寫回調(diào)函數(shù)的參數(shù)?

　　·Access ID???? 變量的訪問控制?

　　將網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求和符號(hào)表聯(lián)系起來的方法有兩種:擴(kuò)展SSI和服務(wù)器推送。?

　　(1)擴(kuò)展SSI的實(shí)現(xiàn)?

　　可以在HTML網(wǎng)頁(yè)中使用標(biāo)記,每個(gè)標(biāo)記都與存在于Wind Web Server符號(hào)表中的一個(gè)讀或?qū)懟卣{(diào)函數(shù)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)網(wǎng)頁(yè)為Wind Web Server請(qǐng)求時(shí),包含變量值等動(dòng)態(tài)信息的讀或?qū)懟卣{(diào)函數(shù)輸出替代了網(wǎng)頁(yè)上的標(biāo)記,從而動(dòng)態(tài)顯示或提交數(shù)據(jù)內(nèi)容。這項(xiàng)技術(shù)同時(shí)提高了在HTML頁(yè)中處理表單" title="表單">表單的能力。傳統(tǒng)的Web Server只能處理事先確定的缺省的表單元素,在Wind Web Server,實(shí)際值可以從符號(hào)表中得到,然后在HTML頁(yè)被提交到客戶端" title="客戶端">客戶端前插入到表單中。Wind Web Server還提供了一個(gè)工具formpack,用于在包含表單的普通網(wǎng)頁(yè)中加入標(biāo)記。?

　　Wind Web Server中已經(jīng)包含標(biāo)準(zhǔn)的SSI實(shí)現(xiàn),如輸入框、下拉列表、復(fù)選框等。另外,用戶可以加入自定義的SSI函數(shù)以處理特定的HTTP請(qǐng)求。?

　　(2)服務(wù)器推送的實(shí)現(xiàn)?

　　HTTP是一種請(qǐng)求響應(yīng)協(xié)議,如果要對(duì)服務(wù)器端進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)控,必須不斷地發(fā)送請(qǐng)求刷新頁(yè)面,這將大大加重服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。Wind Web Server能夠使用內(nèi)嵌的Live Control模塊在頁(yè)面中的Java applet與服務(wù)器端的符號(hào)表之間建立一條持續(xù)的交互鏈路,使服務(wù)器端符號(hào)表變量的改變無需客戶端請(qǐng)求而直接對(duì)客戶端發(fā)布,從而實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器推送的目的。?

2.4 HTTP請(qǐng)求處理過程?

　　一個(gè)典型的HTTP請(qǐng)求處理包含以下步驟:?

　　(1)接收到HTTP請(qǐng)求后,服務(wù)器取出包含目的URL的請(qǐng)求行字符串,將其存入描述HTTP請(qǐng)求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中;?

　　(2)如果該請(qǐng)求是頁(yè)面提交,即如下形式:http://target/xxx/xxx.htm?para1=xxx?2=xxx,則將提交參數(shù)存入環(huán)境變量QUERY_STRING中;?

　　(3)調(diào)用所有已配置的系統(tǒng)RPM,如果返回正確,則繼續(xù);?

　　(4)調(diào)用頁(yè)面對(duì)應(yīng)的用戶RPM,如果該頁(yè)面中包含SSI標(biāo)記,則調(diào)用SSI RPM;?

　　(5)查找標(biāo)記,例如: 則調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)SSI函數(shù)ShowValue( )對(duì)符號(hào)表中的變量usersymbol進(jìn)行處理,然后將得到的變量值插入要返回的HTML頁(yè)面中,傳送至客戶端。?

3 開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)?

3.1 自定義用戶RPM?

　　通過調(diào)用函數(shù)httpRpmConfAdd(HTTP_M_GET，″/user_rpm/″，User_rpm),把形如http://x.x.x.x/user_rpm/*.htm?para1=xxx?2=xxx的請(qǐng)求用函數(shù)User_rpm進(jìn)行處理和輸出。函數(shù)User_rpm的實(shí)現(xiàn)框架如下:?

short User_rpm ( HTTP_REQ_ID reqId ){?

　　char* para;?

　　httpStatusSet (reqId， HTTP_OK);?

　　httpHeaderGenerate (reqId); ??? /*產(chǎn)生HTTP頭*/?

　　para=httpGetEnv(reqId，″QUERY_STRING″); /*得到輸入?yún)?shù)*/?

　　……??????? /*處理輸入?yún)?shù)及準(zhǔn)備輸出結(jié)果*/?

　　httpStringPut (reqId，″...n″); /*開始輸出*/?

　　……??????? /*輸出全部HTML語(yǔ)句*/ ?

　　httpStringPut(reqId，″...n″); /*結(jié)束輸出*/?

　　return(RPM_DONE);?

　　}?

3.2. 自定義SSI處理函數(shù)?

　　通過調(diào)用函數(shù)httpSsiFnConfAdd (″user_ssi″， User_ssi)建立自定義SSI處理函數(shù)User_ssi。當(dāng)頁(yè)面中包含如下?

　　標(biāo)記時(shí):,服務(wù)器將調(diào)用函數(shù)User_ssi(參數(shù)為para),并將輸出插入到準(zhǔn)備返回的HTTP頁(yè)面中。函數(shù)User_rpm的實(shí)現(xiàn)框架如下:?

short User_ssi ( HTTP_REQ_ID reqId ，char * szArg){?

　　char * para;?

　　para=szArg;? /*得到輸入?yún)?shù)*/?

　　……??????? ?? /*處理輸入?yún)?shù)及準(zhǔn)備輸出結(jié)果*/?

????httpStringPut (reqId，″...n″); /*輸出全部HTML語(yǔ)句*/?

　? return(HTTP_OK);?

??? }?

3.3 用Java applet實(shí)現(xiàn)服務(wù)器推送?

　　Live Control模塊的API提供如下Java類的實(shí)現(xiàn):?

　　·DirectRegistry??????? Applet與符號(hào)表進(jìn)行通訊的基本部件?

　　·DirectReadProxy?????? 從DirectRegistry中獲取符號(hào)表變量的改變?

　　·DirectWriteProxy????? 更新DirectRegistry中符號(hào)表變量的值?

　　·DataObjectChangeListener、DataObjectStatusListener?用于監(jiān)聽的容器?

　　用Java applet實(shí)現(xiàn)服務(wù)器推送的框架如下:?

　　(1)創(chuàng)建用于連接服務(wù)器端的DirectRegistry類的實(shí)例:?

　　myServerURL=new URL(″http://″+getDocumentBase().getHost()+″/lc/″); ?

　　myRegistry=new DirectRegistry(myServerURL);?

　　(2)創(chuàng)建用于監(jiān)聽符號(hào)表變量的Java部件:?

　　myWidget=new TextWidget(″0″，10);?

　　(3)創(chuàng)建DirectReadProxy和DirectWriteProxy的實(shí)例用于讀寫符號(hào)表變量mySymbol:?

　　myReadProxy=new DirectReadProxy(″mySymbol″);?

　　myWriteProxy=new DirectWriteProxy(″mySymbol″);?

　　(4)將Java部件myWidget加入myReadProxy和myWrite?

　　Proxy,成為監(jiān)聽容器:?

　　myReadProxy.addDataObjectChangeListener(myWidget);?

　　myWriteProxy.addDataObjectChangeListener(myWidget);?

　　(5)將已創(chuàng)建的監(jiān)聽容器myReadProxy、myWriteProxy加入myRegistry中,完成Applet與服務(wù)器端Live Control模塊的連接:?

　　myRegistry.addPropertyChangeListener(myReadProxy);?

　　myRegistry.addPropertyChangeListener(myWriteProxy);?

　　另外,用戶可以創(chuàng)建自己的Java部件和DataObject ChangeListener方法,以完成更高級(jí)的應(yīng)用。?

3.4 配置HTTP服務(wù)?

　　Wind Web Server可進(jìn)行裁剪用于不同的應(yīng)用環(huán)境,可配置的參數(shù)較多,同時(shí)參數(shù)之間相互影響。因此參數(shù)的配置是否妥當(dāng)將直接影響HTTP服務(wù)的性能,甚至導(dǎo)致HTTP服務(wù)不能正常工作。其中對(duì)Web Server內(nèi)存池的配置和使用尤為關(guān)鍵,需要進(jìn)行仔細(xì)調(diào)整和多次測(cè)試。另外整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存池的容量也直接影響HTTP服務(wù)的性能,需要結(jié)合系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)行配置。?

4 實(shí)例應(yīng)用?

　　在ADSL匯接器系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程中,使用Wind Web Server開發(fā)了基于Web的圖形化設(shè)備管理接口,用戶在任何地點(diǎn)只需使用瀏覽器就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的管理,包括:?

　　·可以對(duì)系統(tǒng)用戶認(rèn)證和管理,不同的用戶具有不同的操作權(quán)限;?

　　·可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,頁(yè)面依照機(jī)柜布局設(shè)計(jì)。設(shè)備面板和頁(yè)面上的各種信號(hào)燈同步變化,一目了然。同時(shí)可以在頁(yè)面上直接使用設(shè)備面板上的各種按鍵,操作方便。采用了服務(wù)器推送技術(shù),降低了網(wǎng)絡(luò)通信量和系統(tǒng)負(fù)擔(dān);?

　　·可以對(duì)初始化數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和保存;?

　　·可以遠(yuǎn)程更新整個(gè)軟件系統(tǒng);?

　　·可以隨時(shí)獲取和清除計(jì)費(fèi)信息。?

　　整個(gè)程序(含頁(yè)面代碼)共200K字節(jié)左右,任務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低,不影響原系統(tǒng)的正常運(yùn)行,達(dá)到了很好的效果。?

參考文獻(xiàn)?

1 Wind River Systems， Inc. Wind Web Server Programmer＇s Guide 2.0. 2000?