網絡通信技術-文檔資料

1、1網絡通信技術網絡通信技術2TCP/IP 局域網通信局域網通信 nLabVIEW具有強大的網絡通訊功能，這種功能具有強大的網絡通訊功能，這種功能使得使得LabVIEW的用戶可以很容易編寫出具有強的用戶可以很容易編寫出具有強大網絡通訊能力的大網絡通訊能力的LabVIEW應用軟件，實現遠應用軟件，實現遠程虛擬程虛擬 儀器。儀器。nLabVIEW支持支持TCP/IP協議、協議、UDP協議等等。而協議等等。而且且NI公司還開發(fā)了一種公司還開發(fā)了一種DATASOCKET技術，很技術，很大程度上的簡化甚至免除了網絡通訊編大程度上的簡化甚至免除了網絡通訊編 程，用戶程，用戶很容易地在互聯網實現高速數據交換。

2、很容易地在互聯網實現高速數據交換。nTCP/IP協議（傳輸控制協議協議（傳輸控制協議/互聯網絡協議）是互聯網絡協議）是INTERNET最基本的協議，它允許分布在各地的最基本的協議，它允許分布在各地的裝著完全不同系統的計算機互相通信。裝著完全不同系統的計算機互相通信。n由于由于INTERNET的廣泛使用，使得的廣泛使用，使得TCP/IP成了成了事實的標準。事實的標準。3（一）（一）TCP/IP協議的體系結構協議的體系結構 nTCP/IP是一個四層協議：是一個四層協議： n鏈路層：包括操作系統中的設備驅動程序和計算機中對應鏈路層：包括操作系統中的設備驅動程序和計算機中對應的網絡接口卡，他們一起處理

3、與電纜等傳輸媒介的物理接的網絡接口卡，他們一起處理與電纜等傳輸媒介的物理接口細節(jié)。口細節(jié)。n網絡層：該層負責傳輸數據，包括將數據分割打包和組合。網絡層：該層負責傳輸數據，包括將數據分割打包和組合。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：該層主要為兩臺主機上的應用程序提供點到點的傳輸層：該層主要為兩臺主機上的應用程序提供點到點的數據通訊。數據通訊。n傳輸控制協議傳輸控制協議TCP提供質量保證的數據傳輸，負責數據的分組、提供質量保證的數據傳輸，負責數據的分組、質量控制和超時重發(fā)。質量控制和超時重發(fā)。n用戶數據報協議用戶數據報協議UDP只提供簡單的數據抱傳輸，在及時

4、性服務中只提供簡單的數據抱傳輸，在及時性服務中由重要的用途。由重要的用途。n應用層：該層負責處理實際的應用程序細節(jié)，包括應用層：該層負責處理實際的應用程序細節(jié)，包括Telnet、Http、Ftp、SMTP等著名協議，也包括我們自等著名協議，也包括我們自己編寫的網絡應用程序。己編寫的網絡應用程序。 4nIP地址：互聯網上的每個接口（一臺主機可以有幾個接口）必須有地址：互聯網上的每個接口（一臺主機可以有幾個接口）必須有一個唯一的一個唯一的Internet地址（也稱作地址（也稱作IP地址），地址），IP地址長地址長32 bit，這，這些些32位的地址通常寫成四個十進制的數，其中每個整數對應一個字位的

5、地址通常寫成四個十進制的數，其中每個整數對應一個字節(jié)，例如節(jié)，例如。另外，。另外，將被認為是本機將被認為是本機(LocalHost)的的IP地址地址 n端口號：大多數情況下，只是將數據包發(fā)送給給定地址的機器，例如端口號：大多數情況下，只是將數據包發(fā)送給給定地址的機器，例如，是不足以確定到底要把數據包發(fā)送給機器的哪一個進，是不足以確定到底要把數據包發(fā)送給機器的哪一個進程的。端口號允許你作更確定的指定。程的。端口號允許你作更確定的指定。n應用程序可以使用從應用程序可以使用從1到到65535之間的任何一個端口號，不過在選擇之間的任何一個端

6、口號，不過在選擇端口時，必須特別小心，因為有些可用端口號是為端口時，必須特別小心，因為有些可用端口號是為“已知的已知的”（即固（即固定的）服務保留的（比如說文件傳輸協議和超文本傳輸協議，即定的）服務保留的（比如說文件傳輸協議和超文本傳輸協議，即FTP和和HTTP）。）?！耙阎膮f議已知的協議”，即固定協議，采用的端口由，即固定協議，采用的端口由“互聯網互聯網編號分配認證（編號分配認證（IANA）”控制和分配?？刂坪头峙洹?n端口號分為下面這三類：端口號分為下面這三類：“已知已知”端口、已注冊端口、動態(tài)和（或）端口、已注冊端口、動態(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 （ 如控 制 ， 是 為 固 定 服 務 （ 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列出來的、已注冊的端口，供普通用戶列出來的、已注冊的端口，供普通用戶的普通用戶進程或程序使用。的普通用戶進程或程序使用。49152 65535是動態(tài)和（或）私用端口。是動態(tài)和（或）私用端口。n普通用戶應用應該選擇普通用戶應用應該選擇1024 49151之間的已注冊端口，從而避之間的已注冊端口，從而避免端口號已被另一個應用或系統服務所用。免端口號已被另一個應用或系

8、統服務所用。5（二）Windows Sockets nWindows Sockets規(guī)范以U.C. Berkeley大學BSD UNIX中流行的Socket接口為范例定義了一套Micosoft Windows下網絡編程接口。nWindows Sockets規(guī)范本意在于提供給應用程序開發(fā)者一套簡單的API，并讓各家網絡軟件供應商共同遵守。n應用程序調用Windows Sockets的API實現相互之間的通訊。nWindows Sockets又利用下層的網絡通訊協議功能和操作系統調用實現實際的通訊工作。6（三）套接字（三）套接字 n套接字套接字(Sockets)是通訊端點的一種抽象，它提供了一種是

9、通訊端點的一種抽象，它提供了一種發(fā)送和接收數據的機制。發(fā)送和接收數據的機制。n在在Windows套接字中，它有兩種形式，套接字中，它有兩種形式，數據報套接字(Datagram Sockets)和流式套接字和流式套接字(Stream Sockets)。n數據報套接字提供了一種不可靠的、無連接的數據包數據報套接字提供了一種不可靠的、無連接的數據包(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)送一個數據包不能獲得擔保，也不能保證數據包按照放送一個數據包不能獲得擔保，也不能保證數據包按照放送的順序到達。實際上，同一分組數據報可能不止一次的的順序到達。實際上，

10、同一分組數據報可能不止一次的被發(fā)送。數據報套接字使用用戶數據報協議被發(fā)送。數據報套接字使用用戶數據報協議(UDP協議協議).n流式套接字提供了一種可靠的面向連接的數據傳輸方式，提供了一種可靠的面向連接的數據傳輸方式，實現了無差錯無重復的順序數據傳輸。流式套接字使用實現了無差錯無重復的順序數據傳輸。流式套接字使用傳輸控制協議傳輸控制協議(TCP協議協議)。n無連接服務器一般都是面向事務處理的，一個請求一個無連接服務器一般都是面向事務處理的，一個請求一個應答就完成了客戶程序與服務程序之間的相互作用。應答就完成了客戶程序與服務程序之間的相互作用。n面向連接服務器處理的請求往往比較復雜，不是一來一面向

11、連接服務器處理的請求往往比較復雜，不是一來一去的請求應答所能解決的，而且往往是并發(fā)服務器。去的請求應答所能解決的，而且往往是并發(fā)服務器。78TCP通信1. TCP協議簡介協議簡介 TCP協議是協議是TCP/IP協議中的一個子協議。協議中的一個子協議。TCP/IP是是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫，名為的簡寫，名為傳輸控制協議傳輸控制協議/互聯網絡協議。是互聯網絡協議。是20世紀世紀70年代由美國國防部開發(fā)的協議標準。年代由美國國防部開發(fā)的協議標準。 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

12、。層服務。92. TCP節(jié)點n在在LabVIEW8.2中，中，TCP 節(jié)點位于函數選板節(jié)點位于函數選板的【數據通信】的【數據通信】【協議】【協議】【TCP】子選】子選板中板中 。103. TCP通信編程舉例例例 利用利用TCPTCP協議進行協議進行雙機通信雙機通信 雙機通信流程如圖雙機通信流程如圖11服務器VI的前面板和程序框圖12客戶機VI的前面板和程序框圖13UDP通信1. UDP協議簡介協議簡介 UDP(User Datagram Protocol)，用戶數據傳，用戶數據傳輸協議，是一個無連接模式協議，提供向另一用戶輸協議，是一個無連接模式協議，提供向另一用戶程序發(fā)送信息的最簡協議機制，

13、使用程序發(fā)送信息的最簡協議機制，使用IP 路由功能把路由功能把數據包發(fā)送到目的地。數據包發(fā)送到目的地。UDP有下述幾個特性：有下述幾個特性：UDP是一個無連接協議。是一個無連接協議。由于不建立連接，因此一臺服務器可同時向多個客戶機傳輸由于不建立連接，因此一臺服務器可同時向多個客戶機傳輸相同的信息。相同的信息。UDP信息包的標題很短，只有信息包的標題很短，只有8個字節(jié)，相對于個字節(jié)，相對于TCP的的20個個字節(jié)信息包的額外開銷很小。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節(jié)，只受應用軟件生成數據的吞吐量不受擁擠控制算法的調節(jié)，只受應用軟件生成數據的速率、傳輸帶寬、源端和終端主機性能的

14、限制。速率、傳輸帶寬、源端和終端主機性能的限制。142. UDP節(jié)點n在在LabVIEW8.2中，中，UDP 節(jié)點位于函數選板節(jié)點位于函數選板的【數據通信】的【數據通信】【協議】【協議】【UDP】子選】子選板中板中 153. UDP通信編程舉例例例7.4 將服務器端將服務器端產生的正弦信號產生的正弦信號由由UDP Write節(jié)節(jié)點發(fā)送到客戶機。點發(fā)送到客戶機。服務器服務器VIVI的前面的前面板和程序框圖板和程序框圖16客戶機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公司推出的一項基于公司推出的一項基于TCPIP協

15、議的新技術，協議的新技術，DataSocket面向測量和網上實時面向測量和網上實時高速數據交換，可用于一臺計算機內或者網絡中多高速數據交換，可用于一臺計算機內或者網絡中多個應用程序之間的數據交換。個應用程序之間的數據交換。 DataSocket的體系結構如圖的體系結構如圖 18DataSocket的組成nDataSocket由由 DataSocket API DataSocket Server組成組成 DataSocket API是一個和協議、編程是一個和協議、編程語言、操作系統無關的應用程序接口，能夠語言、操作系統無關的應用程序接口，能夠把測量數據轉化為適合在網絡上傳輸的數據把測量數據轉化為

16、適合在網絡上傳輸的數據流。流。DataSocket Server是一個獨立部分，是一個獨立部分，可以把現場數據高速傳給遠端客戶?？梢园熏F場數據高速傳給遠端客戶。19發(fā)布者、服務器和接收者之間的關系n用用DataSocket Server發(fā)布數據需要發(fā)布數據需要3個部分：個部分： 發(fā)布者（發(fā)布者（publisher） 服務器（服務器（DataSocket Server） 接收者（接收者（subscriber） 三者關系如圖三者關系如圖 DataSocket 服務器 發(fā)布者 接收者 應用程序 接收者 Web Page 20（1）DataSocket Server ManagernDataSocke

17、t Server Manager是一個獨立是一個獨立運 行 的 程 序 ， 它 的 主 要 功 能 是 設 置運 行 的 程 序 ， 它 的 主 要 功 能 是 設 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目和可創(chuàng)建的數據項的最大數目，創(chuàng)建大數目和可創(chuàng)建的數據項的最大數目，創(chuàng)建用戶組和用戶，設置用戶創(chuàng)建數據項和讀寫用戶組和用戶，設置用戶創(chuàng)建數據項和讀寫數據項的權限。數據項的權限。21DataSocket Server Manager窗口22（2）DataSocket ServenDataSocket Server 也是一個獨立運行的程序，也是一個獨立運

18、行的程序，它負責監(jiān)管它負責監(jiān)管DataSocket Server Manager中所設中所設定 的 各 種 權 限 和 客 戶 程 序 之 間 的 數 據 交 換 。定 的 各 種 權 限 和 客 戶 程 序 之 間 的 數 據 交 換 。 DataSocket Server 運行后的窗口如圖。運行后的窗口如圖。232. DataSocket節(jié)點n在在LabVIEW8.2中，中，DataSocket節(jié)點位于節(jié)點位于函數選板的【數據通信】函數選板的【數據通信】【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、戶就可以通過瀏覽器來訪問戶就可以通過瀏覽器來訪問VI程序的前面板，程序的前面板，甚至還可以控制遠程計算機上甚至還可以控制遠程計算機上VI程序的運行。程序的運行。 n網站服務器、網站服務器、VI及遠程用戶客戶端的關系及遠程用戶客戶端的關系 VI 遠程用戶 客戶端 網站服務器 遠程用戶 客戶端 遠程用戶 客戶端 25Web服務器配置 Web Web服務器配置界面服務器配置界面 26Web服務器可見VI配置界面27 Web服務器瀏覽器訪問配置界面 28Web發(fā)布網頁配置 選擇選擇VIVI和查看選項界面和查看選項界面29選擇HTML輸出界面 30保存新網頁界面31客戶端的遠程連接連接遠程前面板界面連接

20、遠程前面板界面 32客戶端運行結果33 在在WebWeb上瀏覽程序前面板時上瀏覽程序前面板時URLURL填寫格式為：填寫格式為： Http:/3/.snap?WebHttp:/3/.snap?Web發(fā)布程發(fā)布程序序.vi.vi 這里這里33為計算機為計算機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，注意必須填寫須填寫.vi.vi。 .snap?.snap?表示返回一個靜態(tài)前面板。表示返回一個靜態(tài)前面板。 如將如將 .snap?.snap?改寫為改寫為.monitor?.monitor?則返回動態(tài)則返回動態(tài)的圖像。的圖像。 34 可以監(jiān)測遠程計算機上一個程序的前面板，甚可以監(jiān)測遠程計算機