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摘要: 阐述SOCKET套接字的通讯原理以及通讯中服务器的配置,并介绍它在莱钢大H型钢生产线轧线二级与轧线一级通讯中的应用。
关键词: SOCKET;服务器;轧线二级与轧线一级通讯
中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0310142-02
0 引言
山东莱芜钢铁集团大H型钢生产线是国内钢铁企业中一条先进的型钢生产线,它采用SMS公司的先进生产设备,自动化系统采用SIEMENS公司的轧线一级控制系统和SIEMENS公司的轧线二级管理系统。轧线一级控制系统是用PCS7开发的通过现场的信号的反馈来对现场设备控制的系统;轧线二级管理系统是用ORACLE数据库及其所带的开发软件开发,主要是根据轧线一级传输来的信号对现场生产跟踪和统筹规划的管理系统。本文主要介绍轧线一级和轧线二级之间数据传输的通讯机制。
1 概述
大H型钢轧线一级系统与轧线二级系统之间的数据传输量极大,而且需要稳定顺畅的数据流传输,因此我们采取TCP/IP协议,采取服务器客户端的模式,通过SOCKET套接字的通讯机制,对通讯的服务器和客户端进行配置,来完成轧线一级与轧线二级之间的通讯。
2 Socket套接字
“socket”是使用标准Unix文件描述符(file descriptor)和其它程序通讯的方式。Unix程序在执行任何形式的I/O的时候,程序是在读或者写一个文件描述符。一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。但是这个文件可能是一个网络连接,FIFO,管道,终端,磁盘上的文件或者什么其它的东西。Unix中所有的东西就是文件!所以,你想和Internet上别的程序通讯的时候,你将要使用到文件描述符。利用系统调用socket(),它返回套接字描述符(socket descriptor),然后再通过它来进行send()和recv()调用,以便更好的控制数据传输。
我们这里所用的套接字是数据包套接字,数据包套接字有时也叫“无连接套接字”。那么数据包套接字为什么无连接套接字呢?主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包,构造一个有目标信息的IP头,然后发出去,无需连接。它们通常使用于传输包-包信息。
socket()函数的调用流程如下:
#include
#include
int socket(int domain, int type, int protocol);
首先,domain应该设置成"AF_INET",然后,参数type告诉内核是SOCK_STREAM类型还是SOCK_DGRAM类型。最后,把protocol设置为"0"。socket()只是返回你以后在系统调用种可能用到的socket描述符,或者在错误的时候返回-1。全局变量errno中将储存返回的错误值。
send()和recv()函数用于流式套接字或者数据报套接字的通讯,其中send()是
int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
sockfd是你想发送数据的套接字描述符(或者是调用socket()或者是accept()返回的),msg是指向你想发送的数据的指针,len是数据的长度,把flags设置为0。
recv()是:
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);
sockfd是要读的套接字描述符,buf是要读的信息的缓冲,len是缓冲的最大长度,flags可以设置为0。recv()返回实际读入缓冲的数据的字节数,或者在错误的时候返回-1,同时设置errno。
3 服务器的配置
3.1 GACS模块
GACS模块可以被粗略的分成三部分:生成接口的环境、电文服务器和服务器控制器。
3.1.1 接口生成环境
GACS的思想主要依赖于,生成电文说明来为已经定义好信息内容的通讯方之间建立接口。当前微软word文档是支持的。这些文档必须遵循特定的格式,以便能被PERL(一种CGI(公共网关接口或计算机图形接口))脚本语言成功解析。一组PERL模块被用来生成工作文件。工作文件是在接口说明之外的。
3.1.2 接口生成过程
PERL输出转换为一些用来详细说明电文接口的正式的XML文档和一些包含创建或删除语句(用来创建和删除the transfer tables)以及相关的数据库对象的SQL文档。
如上所举的例子if_spec_xxx.doc,它是用来描述电文的源文件。
这些文件通过PERL模块生成:
tel_def_xxx.xml:在说明书文件中,所有电文的XML表示。
cr_tab_xxx.sql:在数据库中,用来创建所有the transfer tables的SQL脚本。
dr_tab_xxx.sql:在数据库中,用来移动所有the transfer tables的SQL脚本。
这些生成文件不需人工修改。
3.2 电文服务器
电文服务器(TelServer)是一个通过TCP、UDP或其他导向信道来与其他通信伙伴进行通信的单元。
电文服务器是由许多同时在一个操作系统进程中运行的多线程模块组成的。
Acceptor——接收器,能够生成TCP监听端口,接收来自TCP客户机的联接请求。每分钟能连接到单一端口上的客户机的数量不受限制。
Connectors——连接器,可以创建与其他TCP服务器的链接,并可在连接瘫痪时再次重建连接。
在一个TCP链接成功建立后,Acceptor连接器和Connectors接收器生成SOCKETS套接字。然后所有的通信信息(发送/接收的电文)都会妥当的通过这些套接字。
DBAlerHandler——数据库警报处理器,它与数据库相连接,时刻监听来的数据库警报。
电文服务器由如下几个配置文件组成:
至少一个接口定义文件、一个连接配置文件、一个登录日志配置文件(Logging configuration file)
3.3 服务器控制器
3.3.1 GAGSService
一个或多个电文服务器建立一个应用的通讯模块。我们使用Windows service GACSService控制这些电文服务器。
它通常使用下面的配置文件:
GACSService.xml包含所有使用过的电文服务器以及它的配置参数。
log_xxx.conf 形成服务器的登录日志工具。
GACS服务器可以启动或停止每一个电文服务器。如果一个电文服务器由于出错而停止,那么GACS服务器会自动重新启动它。
3.3.2 Webserver
GACSService伴随着一个内嵌的HTTP server ,并且允许它作为一个webserver,所有的管理任务:如开始或中止电文服务器,列出正在运行的通讯进程以及装载新的配置文件,这些都可以通过这个web接口完成。此外,它可以使用户收集一些电文服务器的统计信息。只要你把你的浏览器指向运行GACSService的主机,这个GACSService使用端口数为20003。
3.3.3 Telnet server
若当前环境缺少网络浏览器工具的话,你可以通过在telnet server里创建来进行通讯。
为了与GACSService的telnet server连接,使用端口20002,命令如下:
telnet localhost 20002
4 轧线一级与轧线二级的通讯
轧线一级与轧线二级的通讯是采取TCP/IP协议,通过SOCKET套接字的通讯机制,采取服务器客户端的模式,通过报文数据包的发送接收来完成的数据传输,其模式如下:
5 结束语
基于SOCKET套接字的通讯机制在轧线一级与轧线二级通讯中的应用,大大的加快了两个系统之间的数据传输速度,使两个系统都稳定的运行,为莱钢创造了巨大的利润。本主要介绍了此通讯机制的原理及在轧线一级与轧线二级通讯之间的应用,为以后莱钢三级的投入打下了通讯方面的基础。
参考文献:
[1]孙钦龙、邵惠鹤,Socket套接字在工业数据通信中的应用[J].控制工程,2006,12(2):35-275.
[2]赵仕俊、李素侠,基于MC9S12NE64的嵌入式Web服务器的研究与实现[J].计算机系统应用,2006年12期.
作者简介:
宋开亮(1981-),男,大学本科,助理工程师,就职于山东莱芜钢铁集团自动化部。
关键词: SOCKET;服务器;轧线二级与轧线一级通讯
中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0310142-02
0 引言
山东莱芜钢铁集团大H型钢生产线是国内钢铁企业中一条先进的型钢生产线,它采用SMS公司的先进生产设备,自动化系统采用SIEMENS公司的轧线一级控制系统和SIEMENS公司的轧线二级管理系统。轧线一级控制系统是用PCS7开发的通过现场的信号的反馈来对现场设备控制的系统;轧线二级管理系统是用ORACLE数据库及其所带的开发软件开发,主要是根据轧线一级传输来的信号对现场生产跟踪和统筹规划的管理系统。本文主要介绍轧线一级和轧线二级之间数据传输的通讯机制。
1 概述
大H型钢轧线一级系统与轧线二级系统之间的数据传输量极大,而且需要稳定顺畅的数据流传输,因此我们采取TCP/IP协议,采取服务器客户端的模式,通过SOCKET套接字的通讯机制,对通讯的服务器和客户端进行配置,来完成轧线一级与轧线二级之间的通讯。
2 Socket套接字
“socket”是使用标准Unix文件描述符(file descriptor)和其它程序通讯的方式。Unix程序在执行任何形式的I/O的时候,程序是在读或者写一个文件描述符。一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。但是这个文件可能是一个网络连接,FIFO,管道,终端,磁盘上的文件或者什么其它的东西。Unix中所有的东西就是文件!所以,你想和Internet上别的程序通讯的时候,你将要使用到文件描述符。利用系统调用socket(),它返回套接字描述符(socket descriptor),然后再通过它来进行send()和recv()调用,以便更好的控制数据传输。
我们这里所用的套接字是数据包套接字,数据包套接字有时也叫“无连接套接字”。那么数据包套接字为什么无连接套接字呢?主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包,构造一个有目标信息的IP头,然后发出去,无需连接。它们通常使用于传输包-包信息。
socket()函数的调用流程如下:
#include
#include
int socket(int domain, int type, int protocol);
首先,domain应该设置成"AF_INET",然后,参数type告诉内核是SOCK_STREAM类型还是SOCK_DGRAM类型。最后,把protocol设置为"0"。socket()只是返回你以后在系统调用种可能用到的socket描述符,或者在错误的时候返回-1。全局变量errno中将储存返回的错误值。
send()和recv()函数用于流式套接字或者数据报套接字的通讯,其中send()是
int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
sockfd是你想发送数据的套接字描述符(或者是调用socket()或者是accept()返回的),msg是指向你想发送的数据的指针,len是数据的长度,把flags设置为0。
recv()是:
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);
sockfd是要读的套接字描述符,buf是要读的信息的缓冲,len是缓冲的最大长度,flags可以设置为0。recv()返回实际读入缓冲的数据的字节数,或者在错误的时候返回-1,同时设置errno。
3 服务器的配置
3.1 GACS模块
GACS模块可以被粗略的分成三部分:生成接口的环境、电文服务器和服务器控制器。
3.1.1 接口生成环境
GACS的思想主要依赖于,生成电文说明来为已经定义好信息内容的通讯方之间建立接口。当前微软word文档是支持的。这些文档必须遵循特定的格式,以便能被PERL(一种CGI(公共网关接口或计算机图形接口))脚本语言成功解析。一组PERL模块被用来生成工作文件。工作文件是在接口说明之外的。
3.1.2 接口生成过程
PERL输出转换为一些用来详细说明电文接口的正式的XML文档和一些包含创建或删除语句(用来创建和删除the transfer tables)以及相关的数据库对象的SQL文档。
如上所举的例子if_spec_xxx.doc,它是用来描述电文的源文件。
这些文件通过PERL模块生成:
tel_def_xxx.xml:在说明书文件中,所有电文的XML表示。
cr_tab_xxx.sql:在数据库中,用来创建所有the transfer tables的SQL脚本。
dr_tab_xxx.sql:在数据库中,用来移动所有the transfer tables的SQL脚本。
这些生成文件不需人工修改。
3.2 电文服务器
电文服务器(TelServer)是一个通过TCP、UDP或其他导向信道来与其他通信伙伴进行通信的单元。
电文服务器是由许多同时在一个操作系统进程中运行的多线程模块组成的。
Acceptor——接收器,能够生成TCP监听端口,接收来自TCP客户机的联接请求。每分钟能连接到单一端口上的客户机的数量不受限制。
Connectors——连接器,可以创建与其他TCP服务器的链接,并可在连接瘫痪时再次重建连接。
在一个TCP链接成功建立后,Acceptor连接器和Connectors接收器生成SOCKETS套接字。然后所有的通信信息(发送/接收的电文)都会妥当的通过这些套接字。
DBAlerHandler——数据库警报处理器,它与数据库相连接,时刻监听来的数据库警报。
电文服务器由如下几个配置文件组成:
至少一个接口定义文件、一个连接配置文件、一个登录日志配置文件(Logging configuration file)
3.3 服务器控制器
3.3.1 GAGSService
一个或多个电文服务器建立一个应用的通讯模块。我们使用Windows service GACSService控制这些电文服务器。
它通常使用下面的配置文件:
GACSService.xml包含所有使用过的电文服务器以及它的配置参数。
log_xxx.conf 形成服务器的登录日志工具。
GACS服务器可以启动或停止每一个电文服务器。如果一个电文服务器由于出错而停止,那么GACS服务器会自动重新启动它。
3.3.2 Webserver
GACSService伴随着一个内嵌的HTTP server ,并且允许它作为一个webserver,所有的管理任务:如开始或中止电文服务器,列出正在运行的通讯进程以及装载新的配置文件,这些都可以通过这个web接口完成。此外,它可以使用户收集一些电文服务器的统计信息。只要你把你的浏览器指向运行GACSService的主机,这个GACSService使用端口数为20003。
3.3.3 Telnet server
若当前环境缺少网络浏览器工具的话,你可以通过在telnet server里创建来进行通讯。
为了与GACSService的telnet server连接,使用端口20002,命令如下:
telnet localhost 20002
4 轧线一级与轧线二级的通讯
轧线一级与轧线二级的通讯是采取TCP/IP协议,通过SOCKET套接字的通讯机制,采取服务器客户端的模式,通过报文数据包的发送接收来完成的数据传输,其模式如下:
5 结束语
基于SOCKET套接字的通讯机制在轧线一级与轧线二级通讯中的应用,大大的加快了两个系统之间的数据传输速度,使两个系统都稳定的运行,为莱钢创造了巨大的利润。本主要介绍了此通讯机制的原理及在轧线一级与轧线二级通讯之间的应用,为以后莱钢三级的投入打下了通讯方面的基础。
参考文献:
[1]孙钦龙、邵惠鹤,Socket套接字在工业数据通信中的应用[J].控制工程,2006,12(2):35-275.
[2]赵仕俊、李素侠,基于MC9S12NE64的嵌入式Web服务器的研究与实现[J].计算机系统应用,2006年12期.
作者简介:
宋开亮(1981-),男,大学本科,助理工程师,就职于山东莱芜钢铁集团自动化部。