嵌入式Ｌｉｎｕｘ环境下Ｗｅｂ页面技术的实现

　　摘 要：介绍了通用网关接口（CGI）技术的工作原理，并选用Boa Server作为Web服务器，给出嵌入式Linux环境下的Web服务器参数配置方法，并利用该方法在S3C2410硬件开发板中实现了具体的Boa服务器环境，给出了一个具体的CGI应用实例。
　　关键词：嵌入式WEB；通用网关接口 ；Boa ；Web服务器
　　
　　1 通用网关接口技术
　　
　　CGI(Common Gateway Interface)是实现Web页面技术的关键所在，其定义是Web服务器与外部应用程序之间通信的标准接口。与专用编程接口相比具有以下优点：
　　①独立于服务器体系结构和编程语言。编程者可以自由选择适合于特定编程任务的语言。
　　②提供完整的进程隔离机制。CGI程序独立于Web服务器，运行在自己的进程地址空间，只与服务器交换接口信息，从而保证了服务器免受出错CGI进程的影响和用户的有意试探，提高了安全性和稳定性。
　　CGI主要功能是在Web环境下，将WWW与Web数据库集成在一起，顺利地实现了动态Web页面查询。从用户端浏览器传递一些指令或参数给Web服务器，CGI 脚本通过标准输入STDIN获得输入信息，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。由于用户能传递不同的参数给CGI 脚本，所以CGI技术使得浏览器和服务器之间具有很强交互性。
　　其具体工作过程如图1所示。
　　
　　其中，CGI与表单之间的信息交互方法有两种模式：“GET”和“POST” 。选择哪一种模式取决于表单(FORM)的“METHOD”字段的设置，如果METHOD 设定为POST，数据会以STDIN 方式送入CGI接口；如果METHOD 设定为GET，数据会保存在QUERY_STRING的环境参数中，以供接口读取。 使用GET方式编写CGI 程序会更加简单，但是POST 方式则更先进。
　　
　　2 运行环境
　　
　　 根据CGI 的工作机理，在嵌入式系统中构建CGI运行环境需要解决下面几个主要工作：
　　(1) 软硬件平台： ARM处理器，以高性能、低功耗、低成本等优点获得大量。操作系统方面，Linux因其开源性、可裁剪，广泛支持ARM体系结构，备受亲睐。无疑本文采用ARM-Linux作为CGI的系统平台是很好的选择。
　　(2) 合适的Web服务器：目前的主流Web服务器，包括Apache ，httpd ，thttpd 和Boa等几种。其中Boa开放源代码，性能高，运行所需空间仅为140KB左右，对CGI的支持效果最佳。因此，本文选择Boa作为ARM-Linux系统的Web服务器。
　　(3) 运行环境配置：不同的Web服务器的配置方法大同小异，具体过程中需要考虑的因素有：CGI的默认启动路径配置，CGI服务器根路径(SERVER-ROOT) 配置，CGI 脚本路径动态参数配置，CGI 源码路径配置。
　　(4) 交叉编译生成目标机模块：在宿主机中完成了全部的配置工作后，需要利用特定平台的交叉编译工具来生成特定平台的交叉编译模块，然后再下载到目标机。
　　
　　3 Web服务器Boa在ARM-Linux平台上的构建
　　
　　选用ARM-Linux平台作为嵌入式系统CGI，在S3C2410开发板上构建Boa服务器的具体过程为：
　　3.1 对Boa源码进行交叉编译
　　此过程中需要在/boa/src/configure文件中添加CC与CPP交叉编译选项，同时还要对Makefile文件中CC与CPP选项做同样的改动。在Redhat虚拟操作系统下：CC=/opt/host/ armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc；CPP =/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux.cpp，然后make即可生成所需平台的Boa可执行文件。
　　[8]电大学习网.免费论文网[EB/OL]. /d/file/p/2024/0424/fontbr />　　3.2 Boa的配置
　　Boa的配置是在boa.conf文件里进行设定，该文件是一个文本文件，由一些规则组成，用于配置Boa 服务器时指定相应接口、服务器名称、一些相关文件路径等。对其具体修改如下：
　　①将User nobody改为User 0
　　②将Group nogroup 改为Group 0 
　　③将DocumentRoot/var/www改为DocumentRoot/home/httpd/html
　　④定义CGI 程序所在的目录：ScriptAlias/cgi2bin/home/httpd/cgi2bin/ ⑤定义默认页面文件，配置后的Boa服务器将/home/ httpd 作为服务器的根目录，CGI 程序放在/home/httpd/cgi2bin目录下，静态网页文件放在/home/ httpd/html 目录下
　　接着将生成的Boa 可执行文件加入到ramdisk中的/bin/下，并把修改后的boa. conf拷贝到Web服务器根目录/home/httpd/下。
　　
　　3.3 重新编译内核
　　将编译好的内核下载到开发板，启动Boa Web Server，然后就可以通过IE浏览器在用户端访问目标板中的网页。
　　4 应用实例
　　本文整个测试环境由一个S3C2410嵌入式开发板 ，一台Windows PC机组成，一个人用来获取数据的读写器组成，搭建了ARM9平台上的CGI运行环境，并举出了利用IE浏览器访问开发板上的RFID标签数据库，实现对RFID标签数据的嵌入式动态Web查询的应用实例。测试环境如图2所示。
　　在测试时，配置IP 分别为192.168.10.1，192.168.10.2。开发板和宿主机之间通过网线连接.通过浏览器点击192.168.10.1，并设置相关参数，就可以查询到原始的标签数据列表。测试结果如图3所示。
　　
　　5 结语
　　
　　本文对嵌入式Linux环境下的Web服务及CGI的工作机理进行了分析，提出了在嵌入式ARM-Linux环境下Boa Server 的实现方法，使用户在浏览器端对指定的嵌入式设备进行远程操作。虽然不同的嵌入式系统往往会选用不同硬件平台以及操作系统，但是对于嵌入式系统环境下CGI脚本的开发方法和Web服务器的构建，本文都给出了一个较好的思路。
　　
　　参考文献
　　〔1〕黄光奇.CGI编程指南〔M〕.电子工业出版社，1999.
　　〔2〕马晓光.组建Linux服务器〔M〕.人民邮电出版社，2001，（4）.
　　〔3〕张斌，高波. Linux平台下的Web 编程〔M〕.清华大学出版社，2000，（10）.
　　〔4〕王刚，陈西宏.基于Linux的动态Web技术研究〔J〕.计算机应用研究， 2001，（9）.
　　〔5〕薛军超. MySQL网络数据库开发〔M〕.人民邮电出版社，2001，（4）.
　　〔6〕张曦煌，柴志雷.嵌入式Web服务器中CGI的特点及实现.小型微型计算机系统，2003，（2）.
　　[8]电大学习网.免费论文网[EB/OL]. /d/file/p/2024/0424/fontbr />