隨著因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，Web應用越來越廣泛。由于Web技術的開放性和獨立平臺特性，大大降低了軟件系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的設計、維護工作量，節(jié)省了人員培訓費用，提高了現(xiàn)場測試和控制設備的管理水平。而嵌入式Web服務器將Web服務器引入到現(xiàn)場測試和控制設備中，在相應的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下，使傳統(tǒng)的測試和控制設備轉變?yōu)榫邆淞艘訲CP/IP為底層通信協(xié)議，Web技術為核心的基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡測試和控制設備，有著一般Web服務器所不具有優(yōu)勢。本文就嵌入式Web服務器在通信協(xié)議的選擇方面做了具體的研究。

1 嵌入式Web服務器的結構分析

嵌入式Web服務器運行的目標系統(tǒng)大多是各類專用設備，內存資源和存儲器資源非常有限，它通常作為一種監(jiān)控、管理手段去控制和配置各種電子設備，實現(xiàn)設備的智能化和信息化。嵌入式Web服務器的應用系統(tǒng)框架如下圖所示：

圖1 嵌入式Web服務器的應用系統(tǒng)框架

圖1虛線框中的是嵌入式Web服務器的框架結構，用戶接口庫是嵌入式Web服務器和其他設備的控制接口。內嵌于設備的Web服務器可以向任何接入它所在網(wǎng)絡的合法用戶提供統(tǒng)一的基于瀏覽器方式的操作和控制界面，瀏覽器成了設備的前端控制板。而HTTP引擎是Web服務器的核心，Web服務器同Web 瀏覽器之間的通信是通過HTTP協(xié)議進行的，這一通用的、無狀態(tài)的、面向對象的協(xié)議是Web瀏覽器和Web服務器之間的應用層協(xié)議，是建構在TCP/IP 協(xié)議基礎之上的。因此在嵌入式Web服務器中，TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)是整個系統(tǒng)的基石。

2 嵌入式Web服務器的TCP/IP協(xié)議棧設計

嵌入式系統(tǒng)最先利用輕型工業(yè)網(wǎng)絡進行互連，比如CAN,PROFIBUS,MODBUS等組織的工業(yè)網(wǎng)絡能夠進行各工業(yè)設備間的互訪和信息交流，但是這些工業(yè)網(wǎng)絡協(xié)議之間標準不統(tǒng)一，通信半徑也比較短，推廣的前景不樂觀。TCP/IP協(xié)議作為一種成熟的網(wǎng)際互聯(lián)手段和事實標準，毫無疑問成為了嵌入式系統(tǒng)連入互聯(lián)網(wǎng)的首選協(xié)議。但是在嵌入式系統(tǒng)中，硬件資源較少，通常缺乏足夠的處理器和存儲器資源以支持整個TCP/IP協(xié)議族，因此嵌入式的TCP /IP技術與常規(guī)的TCP/IP實現(xiàn)有很大的不同。

2.1 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧概述

嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)的協(xié)議要根據(jù)系統(tǒng)自身的特點及功能來設計自己的協(xié)議族，因此，在嵌入式Web服務器中并非TCP/IP協(xié)議族中所有的協(xié)議都要實現(xiàn)，必須針對不同的網(wǎng)絡應用對協(xié)議棧進行刪減，保留其基本功能，以滿足網(wǎng)絡應用的需要。

考慮到嵌入式Web服務器的硬件處理速度慢并且存儲容量相對較小的條件限制，在TCP/IP協(xié)議棧中主要能夠實現(xiàn)ARP,IP,ICMP,TCP協(xié)議即可。具體分析如下：以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸是采用MAC地址來識別的，而ARP協(xié)議提供IP地址和數(shù)據(jù)鏈路層使用的MAC地址之間的轉換功能，為了保證系統(tǒng)在以太網(wǎng)的通信，首先要實現(xiàn)ARP協(xié)議；由于嵌入式Web服務器要能在Internet上通信，在網(wǎng)絡層一定要實現(xiàn)IP協(xié)議，還要實現(xiàn)能報告數(shù)據(jù)傳送差錯等情況的ICMP協(xié)議；同時，Web服務器同Web瀏覽器之間的通信是通過HTTP協(xié)議進行的，在傳輸層采用TCP協(xié)議，能保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸，進而實現(xiàn)其基礎之上的HTTP協(xié)議。