基于VxWorks的網(wǎng)絡(luò)多地址通信實現(xiàn)方法研究

李文濤

摘 要：簡要介紹了VxWorks系統(tǒng)下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多IP地址通信的方法，分析了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的優(yōu)勢，探討了網(wǎng)絡(luò)UDP使用多IP地址和不同Socket端口傳輸技術(shù)在VxWorks系統(tǒng)下的具體應(yīng)用，并針對相關(guān)實際應(yīng)用給出了解決方法，在工程應(yīng)用中具有一定的實用價值。

關(guān)鍵詞：VxWorks；Tornado；Socket；IP地址

中圖分類號：TP393.03 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.110

在工程實踐中，經(jīng)常會用到設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊，主要包括串口通信、并口通信、網(wǎng)絡(luò)通信和1553B總線通信等。隨著通訊技術(shù)的進步，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以價格低廉、連接方便等優(yōu)勢逐漸成為了各種設(shè)備接口互聯(lián)的主要手段，并被廣泛應(yīng)用于計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)通信以其開發(fā)簡單、可靠性高、抗干擾性強和傳輸距離長等特點，被廣泛應(yīng)用到了互聯(lián)通信、軍事、航空和航天等技術(shù)領(lǐng)域。

1 VxWorks網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶攸c

VxWorks是美國風(fēng)河公司（WindRiver）設(shè)計開發(fā)的一種嵌入式實時操作系統(tǒng)，它是嵌入式開發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分，而Tornado是其主機的集成開發(fā)環(huán)境。VxWorks的內(nèi)核具有實時微內(nèi)核的性能特點，比如快速的任務(wù)調(diào)度、中斷延遲時間短、同時支持搶占式調(diào)度和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。VxWorks操作系統(tǒng)會根據(jù)任務(wù)緩急程度設(shè)置通訊任務(wù)的優(yōu)先級別，通過搶占的方式執(zhí)行優(yōu)先級高的任務(wù)。在工程實踐過程中，經(jīng)常會用到多個設(shè)備之間的通訊，這就要求工作人員設(shè)置網(wǎng)絡(luò)收發(fā)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)之間緩急程度的不同設(shè)置任務(wù)的優(yōu)先級。VxWorks網(wǎng)絡(luò)傳輸除了具有與其他操作系統(tǒng)相同的優(yōu)勢外，還具備實時性高、可靠、安全等特點。

2 VxWorks系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)多地址通信的實現(xiàn)

在Tornado中創(chuàng)建VxWorks工程時，先打開BSP所在目錄，在CONFIG.H和CONFIGNET.H文件中聲明用到的網(wǎng)卡名，編譯生成BOOTROM文件。當(dāng)VxWorks系統(tǒng)啟動完畢后，可以在當(dāng)前開發(fā)工程下的用戶程序接口函數(shù)usrAppInit中或者自己開發(fā)的應(yīng)用程序初始化函數(shù)中添加代碼完成基本的網(wǎng)絡(luò)配置。文中以PCPentium自帶的BSP包中的Intel 8255X系列網(wǎng)絡(luò)芯片為例，介紹同一網(wǎng)卡下不同IP地址、網(wǎng)關(guān)和子網(wǎng)掩碼的配置方法。

ipAttach（0，"fei"）；

ifAddrSet（"fei0"，"192.10.1.15"）；

ifMaskSet（"fei0"，0xffffff00）；

if（InitSocket（"192.10.1.15"，0x2000，Handleone）== TRUE）；

ifAddrAdd（"fei0"，"165.10.1.16"，"165.10.1.255"，0xffff0000）；

if（InitSocket（"165.10.1.16"，0x3000，Handletwo）== TRUE）；

完成網(wǎng)卡IP地址、網(wǎng)關(guān)和子網(wǎng)掩碼配置后，要選擇和建立通信端口，并確認通訊協(xié)議。選用的端口號要根據(jù)設(shè)備間的接口協(xié)議確定，在沒有規(guī)定的情況下，可以選擇1025～32767之間的任何一個沒有被占用的端口號。

TCP與UDP協(xié)議在套接字編程中的區(qū)別是：Socket是程序間通信的方法。在建立套接字時，TCP使用Stream Sockets（流格式）的套接字，UDP使用Datagram Sock-ets（數(shù)據(jù)包格式），在程序中分別用SOCK-STREAM和SOCK-DGRAM標(biāo)識。由于TCP是面向連接的，所以，在服務(wù)器程序中，要偵聽（Listen（））端口，客戶端設(shè)置連接（Connect（）），而后在服務(wù)器端接收（Accept（））。這在UDP中是不需要的，在服務(wù)器中的UDP程序中，只需要一個接收程序Recvfrom（ ），而在客戶端需要一個發(fā)送函數(shù)Sendto（ ）。那么，為什么有的UDP程序中也會出現(xiàn)連接函數(shù)Connect（ ）呢？因為Connect（）函數(shù)中包含了目標(biāo)地址。接下來就可以用Send（）和Receive（ ）來代替Sendto（ ）和Recvfrom（ ）函數(shù)，而系統(tǒng)套接字接口會自動加上目標(biāo)和源的相關(guān)信息。

總之，TCP和UDP是2種不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議，是實用且可行的。用戶可以根據(jù)自己不同的需要選擇協(xié)議類型。

以UDP通信為例，簡單介紹通信端口建立的過程：①創(chuàng)建套接字。利用socket（）創(chuàng)建套接字。②給創(chuàng)建的套接字命名。用bind（）函數(shù)將所需地址捆綁到創(chuàng)建的套接字上，用Setsockopt（）函數(shù)設(shè)置包括Broadcast的數(shù)據(jù)，完成套接字的創(chuàng)建后就可以用Sendto（）和Recvfrom（）實現(xiàn)指定端口的UDP數(shù)據(jù)收發(fā)。③關(guān)閉套接字。當(dāng)所有的數(shù)據(jù)操作結(jié)束后，應(yīng)調(diào)用close（）函數(shù)釋放不用的套接字，從而停止該端口上的數(shù)據(jù)操作。

3 套接字創(chuàng)建程序和說明

Int InitSocket（char * localAddr，UINT localPort，int *intSocketHandle）

{/****套嵌字創(chuàng)建***/

struct sockaddr_in soc；

int Socket， sockAddrSize；/*變量定義*/

BOOL bl=TRUE；

Socket = socket （AF_INET，SOCK_DGRAM， 0）；/*創(chuàng)建套嵌字*/

if （Socket == ERROR）/*創(chuàng)建套嵌字失敗*/

{

return FALSE；/*返回錯誤值*/

}

sockAddrSize = sizeof （struct sockaddr_in）；

bzero （（char *）& soc， sockAddrSize）；

soc.sin_len = （u_char） sockAddrSize；

soc.sin_family = AF_INET；

soc.sin_port = htons （（short）localPort）；/*端口*/

soc.sin_addr.s_addr =inet_addr（localAddr）；

if （bind（Socket， （SOCKADDR *）&soc，sizeof（soc）） == ERROR）

{

return FALSE；/*返回錯誤值*/

} if（setsockopt（Socket，SOL_SOCKET ，SO_BROADCAST，（char*）&（bl），sizeof（bl））==ERROR）

{

return FALSE；/*返回錯誤值*/

}

return TRUE；/*返回正確值*/

}

4 結(jié)束語

本文設(shè)計了一種基于Vxworks系統(tǒng)的多IP地址多端口的UDP網(wǎng)絡(luò)通信方法，該方法已在實際設(shè)計的軟件模擬器中仿真實現(xiàn)，并完成了大量不同數(shù)據(jù)包的收發(fā)。通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視工具監(jiān)測整個通信過程，無丟包和數(shù)據(jù)錯誤的情況發(fā)生，保證了同一網(wǎng)卡下多地址數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

〔編輯：白潔〕