基于CGI的嵌入式W eb服务器的设计与实现

2016-11-09雷娟娟陈福才

电子设计工程 2016年19期

关键词：环境变量表单调用

朱锦，雷娟娟，陈福才

（国家数字交换系统工程技术研究中心河南郑州450000）

基于CGI的嵌入式W eb服务器的设计与实现

朱锦，雷娟娟，陈福才

（国家数字交换系统工程技术研究中心河南郑州450000）

为了在资源有限的嵌入式设备上能够有效地实现动态Web，本文比较了几种Web服务器的优缺点，选择了性能优异的Boa作为嵌入式Web服务器，阐述了CGI技术的相关原理以及SQLite数据库的定义。本文所设计的查询数据系统以嵌入式Linux操作系统为软件平台，以PowerPC8548为硬件平台，利用HTML表单和CGI技术完成了对后端数据库SQLite的数据信息查询，实现Web客户端与Web服务器的动态交互。

嵌入式Web服务器；Boa；CGI；SQLite

随着计算机网络技术的发展和嵌入式Web应用越来越广泛，需要接入Internet网的信息化产品越来越多。在嵌入式系统中可以通过Web页面进行远程访问和控制，查看或修改远程设备的数据信息。为了满足嵌入式设备接入互联网的需求以及实现嵌入式Web服务器与Web页面的动态交互［1］，很多系统引入了CGI技术［2］。

CGI是实现动态Web的基础。文中对嵌入式Web服务器Boa以及CGI技术的相关原理进行了研究，利用CGI技术实现Boa服务器和Web页面的动态交互，实验结果成功证明了其可行性。

1　嵌入式W eb服务器

嵌入式Web服务器（Embedded Web Server，EWS）指的是在现场测试和控制设备中嵌入的Web服务器。EWS是以TCP/IP协议栈为基础进行设计的，在此基础上要构建HTTP、TCP以及UDP等协议。由于嵌入式设备的处理器能力有限，存储容量也小得多，传统的Web服务器很难运行在嵌入式设备上，必须考虑使用体积更小、功能相对简单、消耗资源更少的简单Web服务器来解决这一问题，嵌入式Web服务器便应运而生。

衡量嵌入式Web服务器的性能取决于以下几个方面［3］：1）可移植性，即能方便地在多种目标平台上进行移植；2）可裁减性，使用户可以根据实际需求，裁减掉那些冗余的功能，降低嵌入式Web服务器对资源的需求；3）可交互性，即服务器与目标系统间的交互性越好，说明它的使用越方便，对目标系统的控制越灵活。

常见的嵌入式Web服务器有httpd、apache、goAhead和Boa等。httpd是最简单的一种Web服务器，它的功能最弱，不支持认证，不支持CGI，仅能提供一些静态页面；apache是重量级服务器，成熟稳定，但体积较大，适合复杂的嵌入式应用，在高负载的情况下，没有单进程的服务器性能高；goAhead和Boa都支持CGI，但是goAhead是个比较专用的Web服务器，大部分功能都在服务它自己提供的goform功能和ASP功能，而Boa是一个非常小巧且高效的嵌入式服务器，开放源代码，可执行代码大约只有60 kB，它运行在Linux或Unix下，支持CGI和HTTP，响应请求的速度快，最多可以同时响应50个请求。Boa的设计目标是速度和安全，非常适合于嵌入式系统。为了实现动态Web技术，本文也正是采用了Boa。

2　CGI原理

2.1CGI工作原理

用户通过Web浏览器进行URL访问，形成的HTTP请求通过浏览器发送到Web服务器，Web服务器守护进程接收到该请求后会创建一个CGI的子进程，该子进程将CGI请求的有关数据设置成环境变量，然后根据链接启动指定的CGI处理程序从环境变量中读取数据，经过处理后，最后使用STDOUT输出HTML形式的结果文件，经Web服务器送回浏览器显示给用户。

2.2CGI的传送数据方式

CGI传送方式［4］是使用HTML表单向Web服务器发送信息。基本语法如下:

其中method属性定义了程序如何将数据传送到Web服务器，传送方式有两种:

1）GET方法

使用GET方法时，表单数据会附加在所指向CGI脚本的URL后一起发送给Web服务器，Web服务器将收到的表单数据赋予环境变量QUERY-STRING，CGI程序将以字符串的形式从环境变量QUERY_STRING中获取数据。

2）POST方法

POST方法通过使用标准输入（STDIN）将表单数据传送给Web服务器。将数据的长度存放在环境变量CONTENT_ LENGTH中，CGI程序先从CONTENT_LENGTH中读出数据的长度，然后再从标准输入STDIN中获取数据。

2.3CGI环境变量

CGI环境变量［5］是CGI的重要内容，所有的信息都是通过环境变量和CGI联系，服务器与CGI程序交换信息的工作方式也是通过环境变量来实现的。当通过浏览器访问Web服务器时，利用环境变量来保存所发出的请求，CGI程序再访问这些环境变量，换句话说，环境变量是Web服务器和CGI脚本进行数据传递的桥梁。

2.4CGI的调用方法

在Web网页中调用CGI程序有两种方法［5］：表单（FORM）和超链接（URL）。

1）表单（FORM）调用方法

当Web页面以表单的方式向Web服务器提交数据时，把CGI程序存放的相对路径放在

标签的action属性中，并把method属性设置为GET或POST提交方式，其调用形式如下：

2）超链接（URL）调用方法

当Web页面以超链接的形式调用CGI程序时，将CGI处理程序存放的相对路径放在标签的href属性中，作为链接对象。默认GET提交方式，其调用形式如下：

由于这种调用方法具有一定的局限性，只能静态传递数据，所以大多数情况下更多采用表单（FORM）调用的方式。