梁 巖

（云南大學(xué)信息學(xué)院 云南 650091）

1 Socket網(wǎng)絡(luò)通信

Socket是網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用程序相互發(fā)送請求和回答的接口，它是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)。socket也叫做“套接字”，通信鏈中的每個(gè)連接都由兩個(gè)套接字組成，套接字可以描述TCP/IP連接的IP地址和端口。由于每種連接的啟動方式存在差異，并且套接字連接的目標(biāo)不同，所以套接字實(shí)現(xiàn)全部網(wǎng)絡(luò)連接的流程可分為：服務(wù)器監(jiān)聽、客戶端請求、連接確認(rèn)。服務(wù)器監(jiān)聽是指服務(wù)器端的套接字不與客戶端套接字綁定，而是實(shí)時(shí)地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，等待與發(fā)送請求的客戶端進(jìn)行連接。客戶端請求是指客戶端套接字提供將要連接的服務(wù)器端套接字的地址和端口，通過這種方式達(dá)到與服務(wù)器建立連接的目的。

2 Socket網(wǎng)絡(luò)通信的原理

Socket通信是計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的基本方法之一。在計(jì)算機(jī)中各種應(yīng)用程序可以通過調(diào)用socket函數(shù)來建立網(wǎng)絡(luò)通信連接。目前，客戶/服務(wù)器（C/S）模式在各種應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)通信中被廣泛采用，使用socket實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)通信的步驟可分為：

2.1 客戶端建立網(wǎng)絡(luò)通信連接的步驟

客戶端欲與服務(wù)器端建立網(wǎng)絡(luò)通信，首先客戶端需要建立一個(gè) socket，利用 socket（）函數(shù)對本身以及需要建立連接的服務(wù)器做出描述，在協(xié)議族中明確將要進(jìn)行連接的服務(wù)器端的地址和端口號。然后客戶端通過connect（）函數(shù)向服務(wù)器端發(fā)送連接請求，等待服務(wù)器端確認(rèn)描述信息并作出相應(yīng)的反饋應(yīng)答。當(dāng)服務(wù)器端給予有效的應(yīng)答之后，客戶端和服務(wù)器就成功建立了網(wǎng)絡(luò)連接，這時(shí)兩者之間可以根據(jù)預(yù)先確定的目的進(jìn)行數(shù)據(jù)交互通信。當(dāng)數(shù)據(jù)的傳輸或使用完成之后，客戶端還需要通過close操作關(guān)閉本地 socket連接。至此，客戶端的網(wǎng)絡(luò)通信步驟才算完全完成。

2.2 服務(wù)器端建立網(wǎng)絡(luò)通信連接的步驟

建立網(wǎng)路通信連接時(shí)，服務(wù)器端需要配合客戶端做出對應(yīng)準(zhǔn)備和應(yīng)答。服務(wù)器端也需要建立 socket，在調(diào)用 socket（）函數(shù)之后還應(yīng)調(diào)用listen（）函數(shù)實(shí)現(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)路中連接請求的監(jiān)聽。當(dāng)服務(wù)器端監(jiān)聽到來自某客戶端的連接請求之后，它會調(diào)用 accept（）函數(shù)用以接收檢測到的連接請求，同時(shí)也給客戶端發(fā)送接收請求的信息。成功建立網(wǎng)絡(luò)通信連接時(shí)，客戶與服務(wù)器之間就能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)讀寫操作，共享和交流雙方的數(shù)據(jù)資源和信息。同樣的，在完成網(wǎng)絡(luò)通信之后服務(wù)器端也要關(guān)閉同客戶端之間的Socket連接。服務(wù)器端回到初始的監(jiān)聽狀態(tài)，繼續(xù)等待來自客戶端的連接請求。

2.3 Socket類型

Socket包括兩種類型：流式socket和數(shù)據(jù)報(bào)式socket。流式socket應(yīng)用于面向連接的網(wǎng)絡(luò)通訊而數(shù)據(jù)報(bào)式socket用于無連接的通訊方式。兩種socket在編寫socket程序時(shí)都需要調(diào)用socket函數(shù)，socket函數(shù)原型中包含地址和協(xié)議。在socket數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，需要包含通訊連接協(xié)議、本地主機(jī)協(xié)議地址、本地主機(jī)進(jìn)程協(xié)議端口、遠(yuǎn)端主機(jī)協(xié)議地址和遠(yuǎn)端進(jìn)程協(xié)議端口這五種基本信息。

3 基于Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，Socket通信技術(shù)的較為成熟，傳輸穩(wěn)定、快速。結(jié)合客戶/服務(wù)器的通信模式，通過以太網(wǎng)口使用 TCP/IP協(xié)議能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程終端的監(jiān)控作用。在Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)廣泛用于控制系統(tǒng)的背景下，以電梯控制裝置為服務(wù)器端的C/S模式網(wǎng)絡(luò)通信控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用越來越多。

3.1 電梯控制系統(tǒng)的組成硬件

該電梯控制系統(tǒng)中，由網(wǎng)絡(luò)通信接口和電梯控制器組成服務(wù)器端。網(wǎng)絡(luò)通信接口是實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)物理傳輸?shù)穆窂?，而電梯控制器主要?fù)責(zé)收集電梯的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、建立網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及控制電梯的運(yùn)行。通過DSP初始化本地的網(wǎng)卡，在網(wǎng)卡的各種寄存器中獲得網(wǎng)卡的地址和執(zhí)行收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包操作。系統(tǒng)中的客戶端可由固定電腦或者移動設(shè)備組成，使用計(jì)算機(jī)中的網(wǎng)卡進(jìn)行物理傳輸，通過專用的程序軟件管理和控制與服務(wù)器端建立的網(wǎng)絡(luò)通信。

3.2 電梯控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信過程

電梯控制系統(tǒng)的客戶端和服務(wù)器建立網(wǎng)絡(luò)通信是雙方按照步驟相互交流和配合的過程。服務(wù)器端預(yù)先啟動，建立socket并初始化本地端口，監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的連接請求。當(dāng)網(wǎng)卡得到來自客戶端的連接請求，將會向電梯控制器傳遞連接請求信息。在接受連接請求的同時(shí)建立一條新的連接通道，并發(fā)送給客戶端連接的信息?？蛻舳舜_認(rèn)連接信息之后，服務(wù)器將等待客戶端接下來發(fā)出的服務(wù)請求。服務(wù)器完成服務(wù)請求的處理，形成相對應(yīng)的回答并發(fā)送給服務(wù)端，再次等待客戶端接收、確認(rèn)和發(fā)送請求。然后服務(wù)器會根據(jù)已確定的服務(wù)請求，協(xié)同電梯控制器開展一個(gè)新的工作進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)對電梯的監(jiān)控。完成這項(xiàng)服務(wù)請求之后，服務(wù)器端將會關(guān)閉連接、回到監(jiān)聽狀態(tài)，等待新的連接請求和客戶指令。相應(yīng)地，客戶端啟動后根據(jù)需要向服務(wù)器端發(fā)送連接請求，和遠(yuǎn)程電梯控制器建立連接。連接到指定的服務(wù)器端口之后，客戶端繼續(xù)向服務(wù)器傳達(dá)服務(wù)請求、控制命令。服務(wù)器接收和處理請求或命令后，客戶端可以再次向服務(wù)器發(fā)送新的連接請求。所有請求完成之后，客戶端關(guān)閉連接停止網(wǎng)絡(luò)通信。該網(wǎng)絡(luò)通信過程如圖1所示：

4 結(jié)束語

Socket通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的基本方法，其優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快、穩(wěn)定。運(yùn)用Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)時(shí)地監(jiān)視電梯的使用狀態(tài)，控制電梯的運(yùn)行，從而有效地進(jìn)行電梯的管理，也方便于電梯的維修工作。

[1]王平立，王玲. 電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2002（07）.

[2]李偉光，羅瑋韜，王勇，劉銓權(quán). 基于DSP的嵌入式系統(tǒng)以太網(wǎng)接入技術(shù)研究[J]. 機(jī)電工程技術(shù). 2009（04）.

[3]徐愛華，全書海. Socket網(wǎng)絡(luò)通信及其在電梯監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 2006（11）.