嵌入式Linux下基于socket網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)現(xiàn)

李敏+黃巧巧+劉紹麗

摘要：隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展及其在高端產(chǎn)品中的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)通信已成為嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的必然需求?；谇度胧絃inux操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)高性能的網(wǎng)絡(luò)通信程序是充分發(fā)揮Linux網(wǎng)絡(luò)特性的一個(gè)關(guān)鍵因素。通過(guò)對(duì)socket原理的研究與分析，設(shè)計(jì)了嵌入式系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程，并給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)對(duì)其他類似系統(tǒng)具有一定的參考和借鑒作用及較好的推廣作用。

關(guān)鍵詞：套接字；嵌入式Linux；網(wǎng)絡(luò)通信；TCP/IP協(xié)議

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）30-0274-02

一、引言

隨著數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域、各類產(chǎn)業(yè)以及人們的日常生活等各方面，成為引人矚目的熱點(diǎn)。為適應(yīng)嵌入式和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求，標(biāo)準(zhǔn)的一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口成為嵌入式系統(tǒng)的必備需求，需要TCP/IP協(xié)議支持。而socket是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)最為通用的API，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)這個(gè)端口與任何具有socket接口的設(shè)備通信。

二、socket簡(jiǎn)介

TCP/IP是一組支持網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議系統(tǒng)，其協(xié)議參考模型分為4層：網(wǎng)絡(luò)接口層、互聯(lián)網(wǎng)層、傳輸層和應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)通信中一個(gè)非常重要的概念就是套接字（socket），它是介于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層和傳輸層之間的編程接口，在Linux網(wǎng)絡(luò)層次模型中的位置如圖1所示。套結(jié)字利用IP地址與端口號(hào)與Internet中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程一一對(duì)應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。最常使用的socket有兩種：（1）數(shù)據(jù)流式socket（SOCK-STREAM），使用TCP協(xié)議，提供面向連接的可靠通信流；（2）數(shù)據(jù)報(bào)式socket（SOCK-DGRAM），使用UDP協(xié)議，提供無(wú)連接的服務(wù)，并且不保證可靠、無(wú)差錯(cuò)。本文所使用的是流式套接字。

三、socket通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.socket通信過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)程序具備Client/Server結(jié)構(gòu)。下面分TCP Client端及TCP Server端為說(shuō)明TCP網(wǎng)絡(luò)程序的流程，如圖2所示。

Server端啟動(dòng)后，先調(diào)用socket（）函數(shù)建立socket，其次通過(guò)bind（）函數(shù)綁定socket和本地IP地址，然后調(diào)用listen（）函數(shù)做好偵聽(tīng)準(zhǔn)備，再調(diào)用accept（）函數(shù)進(jìn)行接收。Client端建立socket后，通過(guò)connect（）函數(shù)和Server端建立連接。之后即可調(diào)用send（）和recv（）來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收。關(guān)閉socket通過(guò)調(diào)用close（）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.socket通信的實(shí)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)PC機(jī)上安裝的是Redhat 9.0版本的Linux操作系統(tǒng)，嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用三星S3C2410微處理器，嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核版本為2.4.18。分別編寫服務(wù)器端應(yīng)用程序server.c和客戶端應(yīng)用程序client.c，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，程序流程圖如圖3、圖4所示。

四、結(jié)果分析

設(shè)置PC機(jī)和目標(biāo)平臺(tái)的IP地址分別為：192.168.1.20和192.168.1.22。PC機(jī)Linux終端和目標(biāo)平臺(tái)分別運(yùn)行Server和client程序，通過(guò)超級(jí)終端觀察到運(yùn)行結(jié)果如圖5所示，可見(jiàn)PC機(jī)與目標(biāo)平臺(tái)成功建立連接，實(shí)現(xiàn)通信，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

五、結(jié)語(yǔ)

研究socket通信對(duì)開(kāi)發(fā)具有網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式產(chǎn)品有著非常重要的作用。本文的實(shí)現(xiàn)對(duì)于嵌入式產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是一個(gè)很好的探索，對(duì)于同類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有實(shí)際的參考和推廣價(jià)值。嵌入式系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，必然使其具有更加廣闊的應(yīng)用空間。

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