嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用綜述

（3）基于HCPA接口形式的信息流分析
此接口形式與SSI類(lèi)似，首先生成帶有C源碼的Web頁(yè)面，其中的C源碼帶有標(biāo)記而且可以和嵌入式軟件系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單高效的接口。其處理過(guò)程如圖5所示，預(yù)處理器將Web源頁(yè)面壓縮，提取參量標(biāo)記，解析HTML頁(yè)面，最終生成C代碼。C編譯器將生成的C代碼，Web端的C代碼和應(yīng)用系統(tǒng)的C代碼連接編譯為可執(zhí)行文件?？蓤?zhí)行文件存放在EWS的存儲(chǔ)器中，其信息流圖和CGI接口下的信息流圖類(lèi)似。

通過(guò)預(yù)處理器的處理和解析過(guò)程，大大減輕了EWS系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，而嵌入C代碼和HTML頁(yè)面解析方法為開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)提供了很大的靈活性。它結(jié)合了CGI方式的高效運(yùn)行和SSI方式的快捷開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，適合于小型、高效的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
2.5 實(shí)現(xiàn)EWS的關(guān)鍵問(wèn)題
（1）資源分配問(wèn)題
一個(gè)好的EWS設(shè)計(jì)方案一定是一個(gè)合理分配系統(tǒng)資源的系統(tǒng)方案。這里主要考慮的是系統(tǒng)硬件資源的分配問(wèn)題。硬件資源主要包括CPU的計(jì)算資源和系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間資源。
由于EWS的CPU同時(shí)承擔(dān)著應(yīng)用系統(tǒng)本身的計(jì)算、控制等任務(wù)負(fù)荷，所以EWS進(jìn)程必須盡可能少的使用CPU的計(jì)算資源，尤其是實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，操作系統(tǒng)一般分配等級(jí)低的線(xiàn)程給EWS使用而不影響系統(tǒng)自身的性能。同時(shí)EWS采用HTTP 1.1通信協(xié)議，明確引入了緩沖控制機(jī)制，可以有效減輕CPU的負(fù)荷。對(duì)多個(gè)HTTP事務(wù)建立單一持續(xù)的連接，而不是對(duì)每一個(gè)HTTP請(qǐng)求建立各自的 TCP連結(jié)，同樣可以改善網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的性能。
存儲(chǔ)空間的分配主要解決減小軟件代碼量的問(wèn)題，上一節(jié)分析的HCPA接口方案可以利用生成的可執(zhí)行文件減少代碼冗余，盡可能少地占用存儲(chǔ)空間，而簡(jiǎn)化的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核和TCP/IP協(xié)議棧也可以減少存儲(chǔ)空間的需要量，高效的TCP/IP協(xié)議棧和Web服務(wù)器軟件只占用大約48k的ROM和16 k的RAM的存儲(chǔ)空間。
同時(shí)針對(duì)不同的應(yīng)用系統(tǒng)，還必須考慮EWS系統(tǒng)的總體資源配置問(wèn)題。EWS實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制，但并不意味著系統(tǒng)的每一臺(tái)嵌入式設(shè)備都必須成為 Web服務(wù)器。在設(shè)備相對(duì)集中的區(qū)域可以考慮建立獨(dú)立的EWS系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與一定數(shù)目的嵌入式設(shè)備通信，成為這些設(shè)備共同的Web服務(wù)器，在系統(tǒng)造價(jià)和性能間可以獲得更優(yōu)的組合設(shè)計(jì)。
（2）安全性問(wèn)題
由于Web技術(shù)的開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)性，其優(yōu)點(diǎn)有時(shí)也是缺點(diǎn)，即必須對(duì)訪(fǎng)問(wèn)者有所區(qū)分，否則系統(tǒng)的安全將不可預(yù)料。沒(méi)有詳細(xì)的安全和保密措施的EWS系統(tǒng)是不完整的系統(tǒng)。目前可能的安全策略有[4]：
1）閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)策略：把網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)范圍局限在Intranet范圍內(nèi)，通過(guò)網(wǎng)內(nèi)的任意PC機(jī)上的瀏覽器就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、診斷，甚至實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和參數(shù)設(shè)置。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)是封閉的，所有可能的攻擊點(diǎn)全部局限在本網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)；
2）回呼策略：當(dāng)用戶(hù)在Intranet范圍外通過(guò)電話(huà)撥號(hào)的方式訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備資源時(shí)，通過(guò)授權(quán)的回呼連接，將提供高的安全性能。“回呼”保證了只有授權(quán)的電話(huà)連接才可以訪(fǎng)問(wèn)Intranet范圍內(nèi)的資源，同時(shí)電話(huà)號(hào)碼也要保密，以防止該電話(huà)號(hào)碼被惡意撥打阻塞訪(fǎng)問(wèn)通道，造成“拒絕服務(wù)”此類(lèi)的錯(cuò)誤。
3）只讀訪(fǎng)問(wèn)策略：對(duì)關(guān)鍵信息和敏感信息，一個(gè)重要的安全措施就是將其標(biāo)記為只讀特性，尤其是從Intranet范圍外的IP地址來(lái)的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求。這樣用戶(hù)可以在任意地方查看嵌入式系統(tǒng)的狀況，出現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)采取措施。
4）密碼和防火墻策略：如果希望實(shí)現(xiàn)任意地點(diǎn)的用戶(hù)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的控制和參數(shù)設(shè)定，則必須將防火墻技術(shù)引入到Intranet的網(wǎng)關(guān)中，必要時(shí)還須將其集成到EWS中，根據(jù)規(guī)則過(guò)濾掉外部的數(shù)據(jù)流。同時(shí)所有的數(shù)據(jù)傳送必須加密，訪(fǎng)問(wèn)所有可能受到攻擊的點(diǎn)都必須提供正確的用戶(hù)名和密碼才可以訪(fǎng)問(wèn)。