基于VxWorks的網絡多地址通信實現方法研究

李文濤

摘 要：簡要介紹了VxWorks系統下實現網絡多IP地址通信的方法，分析了網絡通信技術的優勢，探討了網絡UDP使用多IP地址和不同Socket端口傳輸技術在VxWorks系統下的具體應用，并針對相關實際應用給出了解決方法，在工程應用中具有一定的實用價值。

關鍵詞：VxWorks；Tornado；Socket；IP地址

中圖分類號：TP393.03 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.110

在工程實踐中，經常會用到設備之間的數據通訊，主要包括串口通信、并口通信、網絡通信和1553B總線通信等。隨著通訊技術的進步，網絡通訊技術以價格低廉、連接方便等優勢逐漸成為了各種設備接口互聯的主要手段，并被廣泛應用于計算機網絡領域。網絡通信以其開發簡單、可靠性高、抗干擾性強和傳輸距離長等特點，被廣泛應用到了互聯通信、軍事、航空和航天等技術領域。

1 VxWorks網絡傳輸的特點

VxWorks是美國風河公司（WindRiver）設計開發的一種嵌入式實時操作系統，它是嵌入式開發環境的關鍵組成部分，而Tornado是其主機的集成開發環境。VxWorks的內核具有實時微內核的性能特點，比如快速的任務調度、中斷延遲時間短、同時支持搶占式調度和時間片輪轉調度。VxWorks操作系統會根據任務緩急程度設置通訊任務的優先級別，通過搶占的方式執行優先級高的任務。在工程實踐過程中，經常會用到多個設備之間的通訊，這就要求工作人員設置網絡收發任務，根據任務之間緩急程度的不同設置任務的優先級。VxWorks網絡傳輸除了具有與其他操作系統相同的優勢外，還具備實時性高、可靠、安全等特點。

2 VxWorks系統中網絡多地址通信的實現

在Tornado中創建VxWorks工程時，先打開BSP所在目錄，在CONFIG.H和CONFIGNET.H文件中聲明用到的網卡名，編譯生成BOOTROM文件。當VxWorks系統啟動完畢后，可以在當前開發工程下的用戶程序接口函數usrAppInit中或者自己開發的應用程序初始化函數中添加代碼完成基本的網絡配置。文中以PCPentium自帶的BSP包中的Intel 8255X系列網絡芯片為例，介紹同一網卡下不同IP地址、網關和子網掩碼的配置方法。

ipAttach（0，"fei"）；

ifAddrSet（"fei0"，"192.10.1.15"）；

ifMaskSet（"fei0"，0xffffff00）；

if（InitSocket（"192.10.1.15"，0x2000，Handleone）== TRUE）；

ifAddrAdd（"fei0"，"165.10.1.16"，"165.10.1.255"，0xffff0000）；

if（InitSocket（"165.10.1.16"，0x3000，Handletwo）== TRUE）；

完成網卡IP地址、網關和子網掩碼配置后，要選擇和建立通信端口，并確認通訊協議。選用的端口號要根據設備間的接口協議確定，在沒有規定的情況下，可以選擇1025～32767之間的任何一個沒有被占用的端口號。

TCP與UDP協議在套接字編程中的區別是：Socket是程序間通信的方法。在建立套接字時，TCP使用Stream Sockets（流格式）的套接字，UDP使用Datagram Sock-ets（數據包格式），在程序中分別用SOCK-STREAM和SOCK-DGRAM標識。由于TCP是面向連接的，所以，在服務器程序中，要偵聽（Listen（））端口，客戶端設置連接（Connect（）），而后在服務器端接收（Accept（））。這在UDP中是不需要的，在服務器中的UDP程序中，只需要一個接收程序Recvfrom（ ），而在客戶端需要一個發送函數Sendto（ ）。那么，為什么有的UDP程序中也會出現連接函數Connect（ ）呢？因為Connect（）函數中包含了目標地址。接下來就可以用Send（）和Receive（ ）來代替Sendto（ ）和Recvfrom（ ）函數，而系統套接字接口會自動加上目標和源的相關信息。

總之，TCP和UDP是2種不同的網絡傳輸層協議，是實用且可行的。用戶可以根據自己不同的需要選擇協議類型。

以UDP通信為例，簡單介紹通信端口建立的過程：①創建套接字。利用socket（）創建套接字。②給創建的套接字命名。用bind（）函數將所需地址捆綁到創建的套接字上，用Setsockopt（）函數設置包括Broadcast的數據，完成套接字的創建后就可以用Sendto（）和Recvfrom（）實現指定端口的UDP數據收發。③關閉套接字。當所有的數據操作結束后，應調用close（）函數釋放不用的套接字，從而停止該端口上的數據操作。

3 套接字創建程序和說明

Int InitSocket（char * localAddr，UINT localPort，int *intSocketHandle）

{/****套嵌字創建***/

struct sockaddr_in soc；

int Socket， sockAddrSize；/*變量定義*/

BOOL bl=TRUE；

Socket = socket （AF_INET，SOCK_DGRAM， 0）；/*創建套嵌字*/

if （Socket == ERROR）/*創建套嵌字失敗*/

{

return FALSE；/*返回錯誤值*/

}

sockAddrSize = sizeof （struct sockaddr_in）；

bzero （（char *）& soc， sockAddrSize）；

soc.sin_len = （u_char） sockAddrSize；

soc.sin_family = AF_INET；

soc.sin_port = htons （（short）localPort）；/*端口*/

soc.sin_addr.s_addr =inet_addr（localAddr）；

if （bind（Socket， （SOCKADDR *）&soc，sizeof（soc）） == ERROR）

{

return FALSE；/*返回錯誤值*/

} if（setsockopt（Socket，SOL_SOCKET ，SO_BROADCAST，（char*）&（bl），sizeof（bl））==ERROR）

{

return FALSE；/*返回錯誤值*/

}

return TRUE；/*返回正確值*/

}

4 結束語

本文設計了一種基于Vxworks系統的多IP地址多端口的UDP網絡通信方法，該方法已在實際設計的軟件模擬器中仿真實現，并完成了大量不同數據包的收發。通過網絡監視工具監測整個通信過程，無丟包和數據錯誤的情況發生，保證了同一網卡下多地址數據傳輸的穩定性。

〔編輯：白潔〕