[转载] 嵌入式HTTP服务器设计方法

嵌入式HTTP服务器设计方法

为了实现设计目标，嵌入式 HTTP 服务器一般应采用功能较强的能用PC、工业PC、或高档MPU作为硬件平台，嵌入式实时操作系统作为软件平台进行平发。硬件平台应具备以太网口和一个或多 个通信模块，比如RS232、RS485、CAN通信卡等。嵌入式实时操作系统实现了TCP/IP等网络协议，并提供实时任务、进程管理、内存管理、文件 系统、API等功能。深圳龙人嵌入式提供全套的嵌入式HTTP服务器设计方案。

 

一、工作流程

    嵌入式HTTP服务器程序开始运行时，主进程首先创建一个接口，并和主机地址绑定到一起，随后置为被动监听状态，等待客户端连接请求的到来。分别用函数 SOCKET()创建一个接口，bind()绑定地址，listen()监听，accept()接收来完成。当建立一个TCP连接后，函数 accept()返回一个新的套接口描述符，主进程就创建一个新的子线程（轻质进程）处理这个新的连接。

    子线程用于处理每具体的HTTP请求。子线程首先解析用户的HTTP请求。当用户请求一个网页时，子线程查找文件系统。如果该网页文件存在，且通过权限认 证，就把它从CF卡读入内存并扫描，发现有自定义标记则调用相应函数进行处理，最后把结果返回给浏览器；否则给一个简单的出错消息。当用户是上传数据时， 子线程调用相应函数读取数据进行处理，并返回处理结果给浏览器。

二、代码设计

    在嵌入式HTTP服务器的代码设计中，考虑到代码的移植性和扩展性，利用C语言实现了面向对象风格的代码结构。代码主要由两上数据结构 request_inf和response_inf以及其上一组操作函数组成。结构request_inf和response_inf分别用来保存 HTTP请求报文和响应报文的所有信息。在结构定义时，应根据具体应用特点设计结构包含的成分。嵌入式HTTP服务器的函数包括通用函数、CGI函数和自 定义标记处理函数等，其中通用函数是一些与HTTP1.1协议有关的函数。

三、通用函数

    void prase_request_line(CHAR *,struct *request_inf)该函数用来解析HTTP请求报文的请求行（Request_Line），并把相应信息存放在结构request_inf中。其 中，对请求行中URI部分的解析包括两种情况。如果用户请求一个网页，则获取文件路径、文件类型；如果用户要求上传数据，则把数据放在一个字符数组中。然 后将文件路径和类型，或者指向该数组的指针、方法、版本号信息都放入结构request_inf中。

    void prease_general_header(CHAR*,struct*request_inf)该函数用来解析HTTP请求报文的调用首部 （General_Header）。之所以把此函数与函数prase_request_line()分开，是考虑到程序的修植性和扩展性。请求行和通用首 部是请求报文中的不同部分，不不同的场合下，要求解析的信息可能存在差导师。同时，这样也能使程序结构更清楚。比如，本项目要从通用首部解析字段 Keep_Alive。该字段指明一个最长的时间或最大请求数目，在此范围内可以保持TCP连接不被释放。

    void prase_request_header(CHAR*,struct*request_inf)
    void prase_entity_header(CHAR*,struct*request_inf)HTTP请求报文的请求头部用来说明浏览器的一些信息，实 体头部则用来说明请求报文中可能存在的实体主体信息。本项目实际上并不需要使用这两个函数来获取相关信息，但考虑到程序的扩展性和移植性，此处仍然把它列 出来，它们是两个空函数。

    send_status_line(int fd,struct *response_inf)此函数用来产生一个HTTP响应报文的状态行（Status_line）。状态行包括三部分内容，即HTTP版本、状态码以 及解释状态码的简单短语。这些信息预先放在结构response_inf中。
    send_general_header(int fd,struct*response_inf)
    send_response_header(int fd,struct*response_inf)
    send_entity_header(int fd,struct*response_inf)

    这三个函数分别用来产生HTTP响应报文的通用首部、响应首部和实体首部。嵌入式HTTP服务器是一个瘦服务器，功能非常简单。因此HTTP响应报文的通 用首部、响应首部和实体首部中的可选字段许多是不需要的，还有许多是固定不变的，例如Last_modified和Content_type字段。 Last_modified字段指出资源上次被修改的时间并由接收方解释。如果接收方已有此资源的拷贝，但此拷贝比Last-Modified域所指定的 要旧，那该拷贝就是过期的。由于网页文件中含有自定义标记，具有实时性，所以此字段根本没有含有Content_type字段指出实体的媒体类型，本项目 中的嵌入式HTTP服务器被设计成只支持HTML类型，因此该字段的内容总是Content_type=text/html。有关服务器和资源的所有标题 域信息都被放入结构response_inf中。

    send_white_line(int fd)此函数用于实体首部和实体之间传送一个空白行。
    void send_entity_body(int fd,CHAR *buff_file)此函数用来传递实体主体，实体主体实际上是一个处理后的网页文件，它被放在指针buff_file指向的缓冲区内。

    void zero_request_inf(struct*request_inf)
    void zero_response_inf(struct*response_inf)这两个函数用于结构request_inf和response_inf清零。
    void get_file(struct*request_inf,struct * response_inf,CHAR*buff_file,void*,void*)该函数用来处理用户HTTL请求。首先，函数会检查 request_inf结构，判断用户是请求一个网页文件还是上传数据。当用户请求网页文件时，函数将根据request_inf结构中的文件路径信息， 在文件系统录找此文件。如果文件不存在或不具备权限，则函数将状态码和解释短语写入结构response_inf，然后直接返回；否则读取文件并调用自定 义标记处理函数，对标记进行处理，处理过的网页文件被放入buff_file指向的缓冲区内，并把状态码、解释短路和与实体有关的一些信息写入结构 response_inf。当用户上传数据时，该函数调用CGI处理函数向CAN总线网络发送帧，然后将状态码和解释短路写入结构 response_inf。利用状态码和解释短语只能用“200,OK”或“500，INTERNAL Server ERROR”等，简单反映执行情况。用户要获取详细信息，可待一段合适的时间后请求网页文件。函数中两个void指针分别指向自定义标记处理函数和CGI 处理函数，或者对应的函数指针数组。

四、自定义标记处理函数和CGI处理函数

    自定义标记处理函数用于对自定义的处理，每一类自定义标记对对应一种自定义标记处理函数，同一类自定义标记的不同数据点利用参数来区分，比如转子秤1的重 量标记可以用weight1来表示。所有的自定义标记处理函数被放在一起，构成一个函数指针数组。自定义标记处理函数向CAN总线网络发送远程帧和接收数 据帧，获取相应的状态信息。CGI总线网络发送远程帧和接收数据帧，获取相应的状态信息。CGI处理函数用变量名来区分，同一类变量对应一种CGI处理函 数。与自定义标记处理函数类似，所有的CGI处理函数也被放在一起，构成一个函数指针数组。