網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)-文檔資料

1、1網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)2TCP/IP 局域網(wǎng)通信局域網(wǎng)通信 nLabVIEW具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，這種功能具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，這種功能使得使得LabVIEW的用戶可以很容易編寫(xiě)出具有強(qiáng)的用戶可以很容易編寫(xiě)出具有強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)通訊能力的大網(wǎng)絡(luò)通訊能力的LabVIEW應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程虛擬程虛擬 儀器。儀器。nLabVIEW支持支持TCP/IP協(xié)議、協(xié)議、UDP協(xié)議等等。而協(xié)議等等。而且且NI公司還開(kāi)發(fā)了一種公司還開(kāi)發(fā)了一種DATASOCKET技術(shù)，很技術(shù)，很大程度上的簡(jiǎn)化甚至免除了網(wǎng)絡(luò)通訊編大程度上的簡(jiǎn)化甚至免除了網(wǎng)絡(luò)通訊編 程，用戶程，用戶很容易地在互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換。

2、很容易地在互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換。nTCP/IP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）是互聯(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。裝著完全不同系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)互相通信。n由于由于INTERNET的廣泛使用，使得的廣泛使用，使得TCP/IP成了成了事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。3（一）（一）TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) nTCP/IP是一個(gè)四層協(xié)議：是一個(gè)四層協(xié)議： n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)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

3、與電纜等傳輸媒介的物理接的網(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)。口細(xì)節(jié)。n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。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。它需要確定的它需要確定的IP地址，以尋找路由。地址，以尋找路由。n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。數(shù)據(jù)通訊。n傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(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、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)。質(zhì)量控制和超時(shí)重發(fā)。n用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議用戶數(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)

4、性服務(wù)中只提供簡(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。由重要的用途。n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，也包括我們自等著名協(xié)議，也包括我們自己編寫(xiě)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。己編寫(xiě)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。 4nIP地址：互聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)接口（一臺(tái)主機(jī)可以有幾個(gè)接口）必須有地址：互聯(lián)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)唯一的一個(gè)唯一的Internet地址（也稱作地址（也稱作IP地址），地址），IP地址長(zhǎng)地址長(zhǎng)32 bit，這，這些些32位的地址通常寫(xiě)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)字位的

5、地址通常寫(xiě)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)，例如節(jié)，例如。另外，。另外，將被認(rèn)為是本機(jī)將被認(rèn)為是本機(jī)(LocalHost)的的IP地址地址 n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)，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。程的。端口號(hào)允許你作更確定的指定。n應(yīng)用程序可以使用從應(yīng)用程序可以使用從1到到65535之間的任何一個(gè)端口號(hào)，不過(guò)在選擇之間的任何一個(gè)端

6、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)是為端口時(shí)，必須特別小心，因?yàn)橛行┛捎枚丝谔?hào)是為“已知的已知的”（即固（即固定的）服務(wù)保留的（比如說(shuō)文件傳輸協(xié)議和超文本傳輸協(xié)議，即定的）服務(wù)保留的（比如說(shuō)文件傳輸協(xié)議和超文本傳輸協(xié)議，即FTP和和HTTP）。）。“已知的協(xié)議已知的協(xié)議”，即固定協(xié)議，采用的端口由，即固定協(xié)議，采用的端口由“互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)編號(hào)分配認(rèn)證（編號(hào)分配認(rèn)證（IANA）”控制和分配?？刂坪头峙?。 n端口號(hào)分為下面這三類：端口號(hào)分為下面這三類：“已知已知”端口、已注冊(cè)端口、動(dòng)態(tài)和（或）端口、已注冊(cè)端口、動(dòng)態(tài)和（或）私用端口。私用端口。0 1 0 2 3 由由 I A N

7、 A 控 制 ， 是 為 固 定 服 務(wù) （ 如控 制 ， 是 為 固 定 服 務(wù) （ 如F T P , H T T P , t e l n e t , D N S 等等 ) 保 留 的 。保 留 的 。1024 49151是是IANA列出來(lái)的、已注冊(cè)的端口，供普通用戶列出來(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。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。是動(dòng)態(tài)和（或）私用端口。n普通用戶應(yīng)用應(yīng)該選擇普通用戶應(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。免端口號(hào)已被另一個(gè)應(yīng)用或系

8、統(tǒng)服務(wù)所用。5（二）Windows Sockets nWindows 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。nWindows Sockets規(guī)范本意在于提供給應(yīng)用程序開(kāi)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。n應(yīng)用程序調(diào)用Windows Sockets的API實(shí)現(xiàn)相互之間的通訊。nWindows 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。6（三）套接字（三）套接字 n套接字套接字(Sockets)是通訊端點(diǎn)的一種抽象，它提供了一種是

9、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。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的機(jī)制。n在在Windows套接字中，它有兩種形式，套接字中，它有兩種形式，數(shù)據(jù)報(bào)套接字(Datagram Sockets)和流式套接字和流式套接字(Stream Sockets)。n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。在這里通信方式。在這里“不可靠不可靠”的意思是指發(fā)送的意思是指發(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)可能不止一次的的順序到達(dá)。實(shí)際上，

10、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)議協(xié)議).n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，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)議傳輸控制協(xié)議(TCP協(xié)議協(xié)議)。n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)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。應(yīng)答就完成了客戶程序與服務(wù)程序之間的相互作用。n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)一面向

11、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)求應(yīng)答所能解決的，而且往往是并發(fā)服務(wù)器。去的請(qǐng)求應(yīng)答所能解決的，而且往往是并發(fā)服務(wù)器。78TCP通信1. TCP協(xié)議簡(jiǎn)介協(xié)議簡(jiǎn)介 TCP協(xié)議是協(xié)議是TCP/IP協(xié)議中的一個(gè)子協(xié)議。協(xié)議中的一個(gè)子協(xié)議。TCP/IP是是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡(jiǎn)寫(xiě)，名為的簡(jiǎn)寫(xiě)，名為傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。是20世紀(jì)世紀(jì)70年代由美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。年代由美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 TCP提供了一種面向連接的、可靠的傳輸提供了一種面向連接的、可靠的傳輸層服務(wù)

12、。層服務(wù)。92. TCP節(jié)點(diǎn)n在在LabVIEW8.2中，中，TCP 節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)通信】的【數(shù)據(jù)通信】【協(xié)議】【協(xié)議】【TCP】子選】子選板中板中 。103. TCP通信編程舉例例例 利用利用TCPTCP協(xié)議進(jìn)行協(xié)議進(jìn)行雙機(jī)通信雙機(jī)通信 雙機(jī)通信流程如圖雙機(jī)通信流程如圖11服務(wù)器VI的前面板和程序框圖12客戶機(jī)VI的前面板和程序框圖13UDP通信1. UDP協(xié)議簡(jiǎn)介協(xié)議簡(jiǎn)介 UDP(User Datagram Protocol)，用戶數(shù)據(jù)傳，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，

13、使用程序發(fā)送信息的最簡(jiǎn)協(xié)議機(jī)制，使用IP 路由功能把路由功能把數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地。數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地。UDP有下述幾個(gè)特性：有下述幾個(gè)特性：UDP是一個(gè)無(wú)連接協(xié)議。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。相同的信息。UDP信息包的標(biāo)題很短，只有信息包的標(biāo)題很短，只有8個(gè)字節(jié)，相對(duì)于個(gè)字節(jié)，相對(duì)于TCP的的20個(gè)個(gè)字節(jié)信息包的額外開(kāi)銷很小。字節(jié)信息包的額外開(kāi)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

14、限制。速率、傳輸帶寬、源端和終端主機(jī)性能的限制。142. UDP節(jié)點(diǎn)n在在LabVIEW8.2中，中，UDP 節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)通信】的【數(shù)據(jù)通信】【協(xié)議】【協(xié)議】【UDP】子選】子選板中板中 153. UDP通信編程舉例例例7.4 將服務(wù)器端將服務(wù)器端產(chǎn)生的正弦信號(hào)產(chǎn)生的正弦信號(hào)由由UDP Write節(jié)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到客戶機(jī)。點(diǎn)發(fā)送到客戶機(jī)。服務(wù)器服務(wù)器VIVI的前面的前面板和程序框圖板和程序框圖16客戶機(jī)VI的前面板和程序框圖 17DataSocket通信1. DataSocket基本概念基本概念 DataSocket是是NI公司推出的一項(xiàng)基于公司推出的一項(xiàng)基于TCPIP協(xié)

15、議的新技術(shù)，協(xié)議的新技術(shù)，DataSocket面向測(cè)量和網(wǎng)上實(shí)時(shí)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。個(gè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換。 DataSocket的體系結(jié)構(gòu)如圖的體系結(jié)構(gòu)如圖 18DataSocket的組成nDataSocket由由 DataSocket API DataSocket Server組成組成 DataSocket API是一個(gè)和協(xié)議、編程是一個(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)把測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為

16、適合在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。流。DataSocket Server是一個(gè)獨(dú)立部分，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?？梢园熏F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)高速傳給遠(yuǎn)端客戶。19發(fā)布者、服務(wù)器和接收者之間的關(guān)系n用用DataSocket Server發(fā)布數(shù)據(jù)需要發(fā)布數(shù)據(jù)需要3個(gè)部分：個(gè)部分： 發(fā)布者（發(fā)布者（publisher） 服務(wù)器（服務(wù)器（DataSocket Server） 接收者（接收者（subscriber） 三者關(guān)系如圖三者關(guān)系如圖 DataSocket 服務(wù)器 發(fā)布者 接收者 應(yīng)用程序 接收者 Web Page 20（1）DataSocket Server ManagernDataSocke

17、t Server Manager是一個(gè)獨(dú)立是一個(gè)獨(dú)立運(yùn) 行 的 程 序 ， 它 的 主 要 功 能 是 設(shè) 置運(yùn) 行 的 程 序 ， 它 的 主 要 功 能 是 設(shè) 置DataSocket Server 可連接的客戶程序的最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(xiě)用戶組和用戶，設(shè)置用戶創(chuàng)建數(shù)據(jù)項(xiàng)和讀寫(xiě)數(shù)據(jù)項(xiàng)的權(quán)限。數(shù)據(jù)項(xiàng)的權(quán)限。21DataSocket Server Manager窗口22（2）DataSocket ServenDataSocket Server 也是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的程序，也是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)

18、行的程序，它負(fù)責(zé)監(jiān)管它負(fù)責(zé)監(jiān)管DataSocket Server Manager中所設(shè)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 。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。運(yùn)行后的窗口如圖。232. DataSocket節(jié)點(diǎn)n在在LabVIEW8.2中，中，DataSocket節(jié)點(diǎn)位于節(jié)點(diǎn)位于函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)通信】函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)通信】【DataSocket】子選板中子選板中 24在Web上發(fā)布VI n LabVIEW可以將可以將VI發(fā)布到發(fā)布到Web上，這樣用上，這樣用

19、戶就可以通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)戶就可以通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)VI程序的前面板，程序的前面板，甚至還可以控制遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上甚至還可以控制遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上VI程序的運(yùn)行。程序的運(yùn)行。 n網(wǎng)站服務(wù)器、網(wǎng)站服務(wù)器、VI及遠(yuǎn)程用戶客戶端的關(guān)系及遠(yuǎn)程用戶客戶端的關(guān)系 VI 遠(yuǎn)程用戶 客戶端 網(wǎng)站服務(wù)器 遠(yuǎn)程用戶 客戶端 遠(yuǎn)程用戶 客戶端 25Web服務(wù)器配置 Web Web服務(wù)器配置界面服務(wù)器配置界面 26Web服務(wù)器可見(jiàn)VI配置界面27 Web服務(wù)器瀏覽器訪問(wèn)配置界面 28Web發(fā)布網(wǎng)頁(yè)配置 選擇選擇VIVI和查看選項(xiàng)界面和查看選項(xiàng)界面29選擇HTML輸出界面 30保存新網(wǎng)頁(yè)界面31客戶端的遠(yuǎn)程連接連接遠(yuǎn)程前面板界面連接

20、遠(yuǎn)程前面板界面 32客戶端運(yùn)行結(jié)果33 在在WebWeb上瀏覽程序前面板時(shí)上瀏覽程序前面板時(shí)URLURL填寫(xiě)格式為：填寫(xiě)格式為： Http:/3/.snap?WebHttp:/3/.snap?Web發(fā)布程發(fā)布程序序.vi.vi 這里這里33為計(jì)算機(jī)為計(jì)算機(jī)IPIP地址，地址，WebWeb發(fā)布程序發(fā)布程序.vi.vi為希望查看的程序名，注意必為希望查看的程序名，注意必須填寫(xiě)須填寫(xiě).vi.vi。 .snap?.snap?表示返回一個(gè)靜態(tài)前面板。表示返回一個(gè)靜態(tài)前面板。 如將如將 .snap?.snap?改寫(xiě)為改寫(xiě)為.monitor?.monitor?則返回動(dòng)態(tài)則返回動(dòng)態(tài)的圖像。的圖像。 34 可以監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上一個(gè)程序的前面板，甚可以監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)