网络通信技术.ppt

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1、网络通信技术网络通信技术1TCP/IP 局域网通信局域网通信 nLabVIEW具具有有强强大大的的网网络络通通讯讯功功能能，这这种种功功能能使使得得LabVIEW的的用用户户可可以以很很容容易易编编写写出出具具有有强强大大网网络络通通讯讯能能力力的的LabVIEW应应用用软软件件，实实现现远远程虚拟程虚拟 仪器。仪器。nLabVIEW支支持持TCP/IP协协议议、UDP协协议议等等等等。而而且且NI公公司司还还开开发发了了一一种种DATASOCKET技技术术，很很大大程程度度上上的的简简化化甚甚至至免免除除了了网网络络通通讯讯编编 程程，用用户户很容易地在互联网实现高速数据交换。很容易地在互联

2、网实现高速数据交换。nTCP/IP协协议议（传传输输控控制制协协议议/互互联联网网络络协协议议）是是INTERNET最最基基本本的的协协议议，它它允允许许分分布布在在各各地地的的装着完全不同系统的计算机互相通信。装着完全不同系统的计算机互相通信。n由由于于INTERNET的的广广泛泛使使用用，使使得得TCP/IP成成了了事实的标准。事实的标准。2（一）（一）TCP/IP协议的体系结构协议的体系结构 nTCP/IP是一个四层协议：是一个四层协议：n链链路路层层：包包括括操操作作系系统统中中的的设设备备驱驱动动程程序序和和计计算算机机中中对对应应的的网网络络接接口口卡卡，他他们们一一起起处处理理与

3、与电电缆缆等等传传输输媒媒介介的的物物理理接接口细节。口细节。n网网络络层层：该该层层负负责责传传输输数数据据，包包括括将将数数据据分分割割打打包包和和组组合合。它需要确定的它需要确定的IP地址，以寻找路由。地址，以寻找路由。n传传输输层层：该该层层主主要要为为两两台台主主机机上上的的应应用用程程序序提提供供点点到到点点的的数据通讯。数据通讯。n传传输输控控制制协协议议TCP提提供供质质量量保保证证的的数数据据传传输输，负负责责数数据据的的分分组组、质量控制和超时重发。质量控制和超时重发。n用用户户数数据据报报协协议议UDP只只提提供供简简单单的的数数据据抱抱传传输输，在在及及时时性性服服务务

4、中中由重要的用途。由重要的用途。n应应用用层层：该该层层负负责责处处理理实实际际的的应应用用程程序序细细节节，包包括括Telnet、Http、Ftp、SMTP等等著著名名协协议议，也也包包括括我我们们自自己己编编写写的的网络应用程序。网络应用程序。3nIP地地址址：互互联联网网上上的的每每个个接接口口（一一台台主主机机可可以以有有几几个个接接口口）必必须须有有一一个个唯唯一一的的Internet地地址址（也也称称作作IP地地址址），IP地地址址长长32 bit，这这些些32位位的的地地址址通通常常写写成成四四个个十十进进制制的的数数，其其中中每每个个整整数数对对应应一一个个字字节节，例例如如2

5、02.38.64.1。另另外外，127.0.0.1将将被被认认为为是是本本机机(LocalHost)的的IP地址地址 n端端口口号号：大大多多数数情情况况下下，只只是是将将数数据据包包发发送送给给给给定定地地址址的的机机器器，例例如如202.38.64.1，是是不不足足以以确确定定到到底底要要把把数数据据包包发发送送给给机机器器的的哪哪一一个个进进程的。端口号允许你作更确定的指定。程的。端口号允许你作更确定的指定。n应应用用程程序序可可以以使使用用从从1到到65535之之间间的的任任何何一一个个端端口口号号，不不过过在在选选择择端端口口时时，必必须须特特别别小小心心，因因为为有有些些可可用用端

6、端口口号号是是为为“已已知知的的”（即即固固定定的的）服服务务保保留留的的（比比如如说说文文件件传传输输协协议议和和超超文文本本传传输输协协议议，即即FTP和和HTTP）。“已已知知的的协协议议”，即即固固定定协协议议，采采用用的的端端口口由由“互互联联网网编编号号分分配认证（配认证（IANA）”控制和分配。控制和分配。n端端口口号号分分为为下下面面这这三三类类：“已已知知”端端口口、已已注注册册端端口口、动动态态和和（或或）私私用用端端口口。0 1023由由 IANA控控 制制，是是 为为 固固 定定 服服 务务（如如FTP,HTTP,telnet,DNS等等)保保留留的的。1024 491

7、51是是IANA列列出出来来的的、已已注注册册的的端端口口，供供普普通通用用户户的的普普通通用用户户进进程程或或程程序序使使用用。49152 65535是动态和（或）私用端口。是动态和（或）私用端口。n普普通通用用户户应应用用应应该该选选择择1024 49151之之间间的的已已注注册册端端口口，从从而而避避免免端口号已被另一个应用或系统服务所用。端口号已被另一个应用或系统服务所用。4（二）Windows Sockets nWindows Sockets规范以U.C.Berkeley大学BSD UNIX中流行的Socket接口为范例定义了一套Micosoft Windows下网络编程接口。nWi

8、ndows Sockets规范本意在于提供给应用程序开发者一套简单的API，并让各家网络软件供应商共同遵守。n应用程序调用Windows Sockets的API实现相互之间的通讯。nWindows Sockets又利用下层的网络通讯协议功能和操作系统调用实现实际的通讯工作。5（三）套接字（三）套接字 n套套接接字字(Sockets)是是通通讯讯端端点点的的一一种种抽抽象象，它它提提供供了了一一种种发送和接收数据的机制。发送和接收数据的机制。n在在Windows套套接接字字中中，它它有有两两种种形形式式，数据报套接字(Datagram Sockets)和流式套接字和流式套接字(Stream So

9、ckets)。n数数据据报报套套接接字字提提供供了了一一种种不不可可靠靠的的、无无连连接接的的数数据据包包(packet)通通信信方方式式。在在这这里里“不不可可靠靠”的的意意思思是是指指发发送送一一个个数数据据包包不不能能获获得得担担保保，也也不不能能保保证证数数据据包包按按照照放放送送的的顺顺序序到到达达。实实际际上上，同同一一分分组组数数据据报报可可能能不不止止一一次次的的被被发送。数据报套接字使用用户数据报协议发送。数据报套接字使用用户数据报协议(UDP协议协议).n流式套接字提提供供了了一一种种可可靠靠的的面面向向连连接接的的数数据据传传输输方方式式，实实现现了了无无差差错错无无重重

10、复复的的顺顺序序数数据据传传输输。流流式式套套接接字字使使用用传输控制协议传输控制协议(TCP协议协议)。n无无连连接接服服务务器器一一般般都都是是面面向向事事务务处处理理的的，一一个个请请求求一一个个应应答就完成了客户程序与服务程序之间的相互作用。答就完成了客户程序与服务程序之间的相互作用。n面面向向连连接接服服务务器器处处理理的的请请求求往往往往比比较较复复杂杂，不不是是一一来来一一去去的请求应答所能解决的，而且往往是并发服务器。的请求应答所能解决的，而且往往是并发服务器。67TCP通信1.TCP协议简介协议简介 TCP协协议议是是TCP/IP协协议议中中的的一一个个子子协协议议。TCP/

11、IP是是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的的简简写写，名名为为传传输输控控制制协协议议/互互联联网网络络协协议议。是是20世世纪纪70年代由美国国防部开发的协议标准。年代由美国国防部开发的协议标准。TCP提提供供了了一一种种面面向向连连接接的的、可可靠靠的的传传输输层服务。层服务。82.TCP节点n在在LabVIEW8.2中中，TCP 节节点点位位于于函函数数选选板板的的【数数据据通通信信】【协协议议】【TCP】子子选选板中板中。93.TCP通信编程举例例例 利利用用TCPTCP协协议议进进行行双双机通信机通信 双机通信流程如图双机

12、通信流程如图10服务器VI的前面板和程序框图11客户机VI的前面板和程序框图12UDP通信1.UDP协议简介协议简介 UDP(User Datagram Protocol)，用用户户数数据据传传输输协协议议，是是一一个个无无连连接接模模式式协协议议，提提供供向向另另一一用用户户程程序序发发送送信信息息的的最最简简协协议议机机制制，使使用用IP 路路由由功功能能把把数据包发送到目的地。数据包发送到目的地。UDP有下述几个特性：有下述几个特性：UDP是一个无连接协议。是一个无连接协议。由由于于不不建建立立连连接接，因因此此一一台台服服务务器器可可同同时时向向多多个个客客户户机机传传输输相同的信息。

13、相同的信息。UDP信信息息包包的的标标题题很很短短，只只有有8个个字字节节，相相对对于于TCP的的20个个字节信息包的额外开销很小。字节信息包的额外开销很小。吞吞吐吐量量不不受受拥拥挤挤控控制制算算法法的的调调节节，只只受受应应用用软软件件生生成成数数据据的的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。132.UDP节点n在在LabVIEW8.2中中，UDP 节节点点位位于于函函数数选选板板的的【数数据据通通信信】【协协议议】【UDP】子子选选板中板中 143.UDP通信编程举例例例7.4 将将服服务务器器端端产产生生的的正正弦弦信信号号由由UDP Wr

14、ite节节点发送到客户机。点发送到客户机。服务器服务器VIVI的前面的前面板和程序框图板和程序框图15客户机VI的前面板和程序框图 16DataSocket通信1.DataSocket基本概念基本概念 DataSocket是是NI公公司司推推出出的的一一项项基基于于TCPIP协协议议的的新新技技术术，DataSocket面面向向测测量量和和网网上上实实时时高高速速数数据据交交换换，可可用用于于一一台台计计算算机机内内或或者者网网络络中中多多个应用程序之间的数据交换。个应用程序之间的数据交换。DataSocket的体系结构如图的体系结构如图 17DataSocket的组成nDataSocket由

15、由 DataSocket API DataSocket Server组成组成 DataSocket API是是一一个个和和协协议议、编编程程语语言言、操操作作系系统统无无关关的的应应用用程程序序接接口口，能能够够把把测测量量数数据据转转化化为为适适合合在在网网络络上上传传输输的的数数据据流流。DataSocket Server是是一一个个独独立立部部分分，可以把现场数据高速传给远端客户。可以把现场数据高速传给远端客户。18发布者、服务器和接收者之间的关系n用用DataSocket Server发布数据需要发布数据需要3个部分：个部分：发布者（发布者（publisher）服务器（服务器（Data

16、Socket Server）接收者（接收者（subscriber）三者关系如图三者关系如图 19（1）DataSocket Server ManagernDataSocket Server Manager是是一一个个独独立立运运 行行 的的 程程 序序，它它 的的 主主 要要 功功 能能 是是 设设 置置DataSocket Server 可可连连接接的的客客户户程程序序的的最最大大数数目目和和可可创创建建的的数数据据项项的的最最大大数数目目，创创建建用用户户组组和和用用户户，设设置置用用户户创创建建数数据据项项和和读读写写数据项的权限。数据项的权限。20DataSocket Server M

17、anager窗口21（2）DataSocket ServenDataSocket Server 也也是是一一个个独独立立运运行行的的程程序序，它它负负责责监监管管DataSocket Server Manager中中所所设设定定的的 各各 种种 权权 限限 和和 客客 户户 程程 序序 之之 间间 的的 数数 据据 交交 换换。DataSocket Server 运行后的窗口如图。运行后的窗口如图。222.DataSocket节点n在在LabVIEW8.2中中，DataSocket节节点点位位于于函函数数选选板板的的【数数据据通通信信】【DataSocket】子选板中子选板中 23在Web上发

18、布VI n LabVIEW可可以以将将VI发发布布到到Web上上，这这样样用用户户就就可可以以通通过过浏浏览览器器来来访访问问VI程程序序的的前前面面板板，甚至还可以控制远程计算机上甚至还可以控制远程计算机上VI程序的运行。程序的运行。n网站服务器、网站服务器、VI及远程用户客户端的关系及远程用户客户端的关系 24Web服务器配置 Web Web服务器配置界面服务器配置界面 25Web服务器可见VI配置界面26 Web服务器浏览器访问配置界面 27Web发布网页配置 选择选择VIVI和查看选项界面和查看选项界面28选择HTML输出界面 29保存新网页界面30客户端的远程连接连接远程前面板界面连

19、接远程前面板界面 31客户端运行结果32 在在WebWeb上浏览程序前面板时上浏览程序前面板时URLURL填写格式为：填写格式为：Http:/202.197.33.63/.snap?WebHttp:/202.197.33.63/.snap?Web发布程发布程序序.vi.vi 这里这里202.197.33.63202.197.33.63为计算机为计算机IPIP地址，地址，WebWeb发布程序发布程序.vi.vi为希望查看的程序名，注意必为希望查看的程序名，注意必须填写须填写.vi.vi。.snap?.snap?表示返回一个静态前面板。表示返回一个静态前面板。如将如将 .snap?.snap?改写

20、为改写为.monitor?.monitor?则返回动态则返回动态的图像。的图像。33 可以监测远程计算机上一个程序的前面板，甚可以监测远程计算机上一个程序的前面板，甚至完全控制一个程序的运行。至完全控制一个程序的运行。前面板的远程链接的方法如下：点击前面板的远程链接的方法如下：点击OperateConnect to Remote PanelOperateConnect to Remote Panel，弹出以下对，弹出以下对话框：话框：前面板的远程链接前面板的远程链接34WebWeb浏览的前面板浏览的前面板35IrDA无线数字通信nIrDA是是红红外外数数据据协协会会的的英英文文缩缩写写（Inf

21、rared Data Association）。IrDA标标准准包包括括三三个个基基本的规范和协议：本的规范和协议：n红红外外物物理理层层连连接接规规范范(Infrared Physical Layer Link Specification，IrPHY)n红红 外外 连连 接接 访访 问问 协协 议议(Infrared Link Access Protocol，IrLAP)n红红 外外 连连 接接 管管 理理 协协 议议 (Infrared Link Management Protocol，IrLMP)。36IrDA节点n在在LabVIEW8.2中中，IrDA 节节点点位位于于函函数数选选板板的的【数数据据通通信信】【协协议议】【IrDA】子子选板，如图所示选板，如图所示。37IrDA通信编程举例例例 利用利用IrDA技术进行双机通信技术进行双机通信服务发起方服务发起方的程序框图的程序框图 服务接收方服务接收方的程序框图的程序框图 38