基于CGI的嵌入式W eb服務器的設計與實現

朱 錦，雷娟娟，陳福才

（國家數字交換系統工程技術研究中心 河南 鄭州450000）

基于CGI的嵌入式W eb服務器的設計與實現

朱 錦，雷娟娟，陳福才

（國家數字交換系統工程技術研究中心 河南 鄭州450000）

為了在資源有限的嵌入式設備上能夠有效地實現動態Web，本文比較了幾種Web服務器的優缺點，選擇了性能優異的Boa作為嵌入式Web服務器，闡述了CGI技術的相關原理以及SQLite數據庫的定義。本文所設計的查詢數據系統以嵌入式Linux操作系統為軟件平臺，以PowerPC8548為硬件平臺，利用HTML表單和CGI技術完成了對后端數據庫SQLite的數據信息查詢，實現Web客戶端與Web服務器的動態交互。

嵌入式Web服務器；Boa；CGI；SQLite

隨著計算機網絡技術的發展和嵌入式Web應用越來越廣泛，需要接入Internet網的信息化產品越來越多。在嵌入式系統中可以通過Web頁面進行遠程訪問和控制，查看或修改遠程設備的數據信息。為了滿足嵌入式設備接入互聯網的需求以及實現嵌入式Web服務器與Web頁面的動態交互［1］，很多系統引入了CGI技術［2］。

CGI是實現動態Web的基礎。文中對嵌入式Web服務器Boa以及CGI技術的相關原理進行了研究，利用CGI技術實現Boa服務器和Web頁面的動態交互，實驗結果成功證明了其可行性。

1　嵌入式W eb服務器

嵌入式Web服務器（Embedded Web Server，EWS）指的是在現場測試和控制設備中嵌入的Web服務器。EWS是以TCP/IP協議棧為基礎進行設計的，在此基礎上要構建HTTP、TCP以及UDP等協議。由于嵌入式設備的處理器能力有限，存儲容量也小得多，傳統的Web服務器很難運行在嵌入式設備上，必須考慮使用體積更小、功能相對簡單、消耗資源更少的簡單Web服務器來解決這一問題，嵌入式Web服務器便應運而生。

衡量嵌入式Web服務器的性能取決于以下幾個方面［3］：1）可移植性，即能方便地在多種目標平臺上進行移植；2）可裁減性，使用戶可以根據實際需求，裁減掉那些冗余的功能，降低嵌入式Web服務器對資源的需求；3）可交互性，即服務器與目標系統間的交互性越好，說明它的使用越方便，對目標系統的控制越靈活。

常見的嵌入式Web服務器有httpd、apache、goAhead和Boa等。httpd是最簡單的一種Web服務器，它的功能最弱，不支持認證，不支持CGI，僅能提供一些靜態頁面；apache是重量級服務器，成熟穩定，但體積較大，適合復雜的嵌入式應用，在高負載的情況下，沒有單進程的服務器性能高；goAhead和Boa都支持CGI，但是goAhead是個比較專用的Web服務器，大部分功能都在服務它自己提供的goform功能和ASP功能，而Boa是一個非常小巧且高效的嵌入式服務器，開放源代碼，可執行代碼大約只有60 kB，它運行在Linux或Unix下，支持CGI和HTTP，響應請求的速度快，最多可以同時響應50個請求。Boa的設計目標是速度和安全，非常適合于嵌入式系統。為了實現動態Web技術，本文也正是采用了Boa。

2　CGI原理

2.1CGI工作原理

用戶通過Web瀏覽器進行URL訪問，形成的HTTP請求通過瀏覽器發送到Web服務器，Web服務器守護進程接收到該請求后會創建一個CGI的子進程，該子進程將CGI請求的有關數據設置成環境變量，然后根據鏈接啟動指定的CGI處理程序從環境變量中讀取數據，經過處理后，最后使用STDOUT輸出HTML形式的結果文件，經Web服務器送回瀏覽器顯示給用戶。

2.2CGI的傳送數據方式

CGI傳送方式［4］是使用HTML表單向Web服務器發送信息。基本語法如下:

其中method屬性定義了程序如何將數據傳送到Web服務器，傳送方式有兩種:

1）GET方法

使用GET方法時，表單數據會附加在所指向CGI腳本的URL后一起發送給Web服務器，Web服務器將收到的表單數據賦予環境變量QUERY-STRING，CGI程序將以字符串的形式從環境變量QUERY_STRING中獲取數據。

2）POST方法

POST方法通過使用標準輸入（STDIN）將表單數據傳送給Web服務器。將數據的長度存放在環境變量CONTENT_ LENGTH中，CGI程序先從CONTENT_LENGTH中讀出數據的長度，然后再從標準輸入STDIN中獲取數據。

2.3CGI環境變量

CGI環境變量［5］是CGI的重要內容，所有的信息都是通過環境變量和CGI聯系，服務器與CGI程序交換信息的工作方式也是通過環境變量來實現的。當通過瀏覽器訪問Web服務器時，利用環境變量來保存所發出的請求，CGI程序再訪問這些環境變量，換句話說，環境變量是Web服務器和CGI腳本進行數據傳遞的橋梁。

2.4CGI的調用方法

在Web網頁中調用CGI程序有兩種方法［5］：表單（FORM）和超鏈接（URL）。

1）表單（FORM）調用方法

當Web頁面以表單的方式向Web服務器提交數據時，把CGI程序存放的相對路徑放在