嵌入式Web服务器的实现

第三章 嵌入式Web服务器的实现3．1 嵌入式Web服务器的概况随着计算机的日益普及，互联网络(Internet)已经成为人们日常生活的一部分。

互联网络是覆盖率极广、联网设备众多、协议完善、功能强大的一种通信方式，已经成为社会重要的基础信息设施，是重要的信息流通渠道。

具备互联网络的接入功能，已经成为众多使用微处理器的嵌入式应用的发展方向。

网络控制设备逐渐成为一种趋势。

使用互联网络的接入功能将给嵌入式的微处理器应用带来很多好处：利用无所不在的互联网络，可以从全球的任何一个角落实现对设备的监控；利用开放的TCP/IP 网络通信协议，任何的计算机都可以使用通用的网络浏览软件访问设备，不需要专门的计算机和专门的软件；设备的信息通过网页的形式体现。

因此从概念性上来讲，嵌入式Web服务器(Embedded Web Server)是指将Web服务器引入到现场测试和控制设备中，在相应的硬件平台和软件系统的支持下，使传统的测试和控制设备转变为具备了以TCP/IP为底层通信协议，Web技术为核心的基于互联网的网络测试和控制设备。

嵌入式Web服务器系统与传统的Web应用相比，简化了系统结构，将信息采集和信息发布都集成到现场的测控设备中。

一般来说，Web服务器通常由以下几个部分组成：● 服务器初始化部分。

这部分主要完成Web服务器的初始化工作，如建立守护进程、创建TCP套接字、绑定端口、将TCP套接字转换成侦听套接字，进入循环结构，等待接收用户浏览器连接。

● 接收客户端请求。

由于客户端请求以文本行的方式实现，所以服务器也以文本行为单位接收。

● 解析客户端请求。

这部分工作比较复杂，需要解析出请求的方法、URL(统一资源定位符)目标、可选的查询信息及表单信息。

如果请求方法为HEAD，则简单地返回响应首部即可；如果方法是GET，则首先返回响应首部，然后将客户端请求的URL 目标文件从服务器磁盘上读出，再发送给客户端：如果是POST，则比较麻烦，首先要调用相应的CGI程序，然后将用户表单信息传给CGI程序，CGI程序根据表单内容完成相应的工作，并将结果数据返回。

● 发送响应信息之后，关闭与客户机的连接。

Linux环境下，主要有三个Web服务器:Httpd、thttpd和Boa。

Httpd是最简单的一个Web服务器，它的功能最弱，不支持认证，不支持CGI。

thttpd和Boa都支持认证和CGI等，功能都比较全。

如果Web服务器仅需提供一些静态页面，例如系统介绍、简单的在线帮助等，完全可以用静态服务器Httpd 来实现。

但若需要与用户进行交互，例如数据查询、实时状态查询等，则必须使用动态Web技术，可以选用thttpd或者Boa来实现。

目前实现动态Web页面有多种技术可供选择，CGI, ASP, PHP等技术。

针对具体的嵌入式人机界面要实现动态数据和状态查询，而且要实现逻辑算法的实现，因此选择支持ASP、CGI、embedded JavaScript等脚本语言的Goahead。

3．2Goahead服务器3．2．1 GoAhead Web服务器的概况Web服务器采用GoAhead Web服务器，一款主要面向嵌入式系统的Web服务器。

它的体积非常小巧，但提供了不少的服务特性，它支持ASP,嵌入的JavaScript与内存CGI处理。

3．2．2 GoAhead Web服务器的结构图3-1为GoAhead Web服务器的处理流程，下面简单介绍其结构：main.c：GoAhead Web服务器的主程序文件，完成初始化、设置环境和启动Web 服务器等功能。

● 网页的根目录：*rootWeb = T("web")；修改*rootWeb到新的网页目录下。

● 设置网站主页：websRedirect( wp, T("home.asp"))；● 设置访问密码：*password = T("")；● 设置访问端口：port = 80；Asp.c：asp解释器模块，主要有以下几个功能函数：websAspFunctions = symOpen( WEBS_SYM_INIT * 2 )；创建asp函数列表，其中WEBS_SYM_INIT在头文件“wsIntrn.h”中定义。

websAspDefine( char_t *name, int (*fn)( int ejid, webs_t wp, int argc, char_t **argv))；创建asp函数命令。

websAspFunctions是加载asp函数的标志；aspOpenCount是使用asp功能块的程序的个数；int websAspOpen()打开websasp正确返回0；void websAspClose()关闭asp模块；int websAspRequest( webs_t wp, char_t *lpath)；处理asp请求和script命令。

Form.c：实现/goform的处理，主要有以下几个功能函数：formSymtab 是/goform处理列表的标志；int websFormHandler( webs_t wp, char_t *urlPrefix, char_t *webDir, int arg, char_t *url, char_t *path, char_t *query)处理form请求；int websFormDefine( char_t *name, void (*fn)( webs_t wp, char_t *path, char_t *query))定义一个form 的函数功能块；void websFormOpen()打开form表；void websFormClose()关闭form表。

cgi.c：cgi功能块int websCgiHandler( webs_t wp, char_t *urlPrefix, char_t *webDir, int arg, char_t *url, char_t *path, char_t* query)处理form请求。

security.c：安全功能块int websSecurityHandler( webs_t wp, char_t *urlPrefix, char_t *webDir, int arg, char_t *url, char_t *path, char_t *query)处理安全请求。

基于以上GoAhead Web服务器的结构和特点，针对动态网页的实现方面，采用ASP 和embedded JavaScrip技术来实现，才能实现组态动态网页。

3．3 Goahead服务器的移植Goahead的移植工作可以分为以下三个步骤来完成：第一步：下载Goahead源码由于Goahead的源代码是开放的，因此可以从Goahead的官方网站上下载到Goahead最新版本的源码。

最新开放源代码的Goahead版本为2.18。

第二步：配置Goahead Web服务器解压缩最新版本的Goahead服务器，进入目录，在修改/LINUX下的Makefile文件，将CC = arm-linux-gccAR = arm-linux-ar加到文件开始处，将cc -c -o $@ $(DEBUG) $(CFLAGS) $(IFLAGS) $<换成$(CC) -c -o $@ $(DEBUG) $(CFLAGS) $(IFLAGS) $<第三步：编译并下载执行$ Make clean$ Make将在LINUX目录下生成webs 和libwebs两个文件，只需将两个文件拷贝到ARM 目标板。

由于嵌入式系统没有足够的内存或存储资源来编译可执行代码，只有通过交叉编译代码来创建针对嵌入式系统的可执行文件，并把此文件送到目标机上执行。

因此，通常的嵌入式系统的开发都是装有Linux的PC机作为宿主机来编译内核和应用程序。

编译时可用arm-linux-来指定交叉编译器，不过使用之前先检查PATH路径是否正确。

在ARM目标板上运行Goahead Web服务器，还必须对目标板进行设置，设置如下：首先，在/etc/modules.conf 中加入alias binfmt-464c off ；其次，由于ARM中的Linux没有hostname，因此设置：hostname localhost； 设置IP地址：ifconfig eth0 192.168.1.34。

这样本地的浏览器或者其他主机的浏览器就可以浏览Goahead Web服务器网页。

注意：编译后用 strip 裁减生成的静态库与 webs 的文件大小，两个都在 120kb 左右,否则两个大小有 1.5MB。

3．4 Goahead服务器功能修改与增加3．4．1 Goahead服务器配置Goahead服务器得在程序中编译其配置信息，必须在编译之前将系统参数设置好，编译后，便不可以再改变。

针对这个功能，可以采取将配置信息存储在文件中，Goahead 运行时去获取相应配置信息即可。

那么就不需要重新编译其应用程序，只需要修改一下配置信息。

修改一些参数将其设置成配置信息，使其在修改时，不用重新编译和下载程序，现在做如下规定，配置参数存放在webs文件的同目录下，文件名为：“ServerCfg”。

需要配置的参数主要有以下几个，并定义其顺序，方便程序读取其参数。

0----------*rootWeb = T( "web" )1----------*password = T( "123456" )2----------port = 8080 （int）3----------retries = 5 (int)4----------umRestore( T("websconfig.txt") )5----------T( "/goform" )///goform handler6----------T( "/cgi-bin" )///cgi handler7----------T( "default.asp" )////default page8----------T( "asp.asp" )////home page9----------hostname///10---------ip地址定义了初始化程序，在Goahead服务器启动时，首先调用初始化程序；其次才正常启动Goahead服务器。

static int initconfig()；//初始化配置信息为了方便初始化配置数据信息，定义了如下数据结构供初始化函数时使用： #define nmemb 11struct para_test{char name[30]；int size；}serverCfg[nmemb]；由于Goahead服务器启动过程中需要有hostname和ip地址，因此，在初始化程序中，将设置hostname和ip地址。