dicom网络通讯入门(2)
转自:http://www.cnblogs.com/assassinx/p/3649498.html
第二篇,前面都是闲扯 其实正文现在才开始,这次是把压箱底的东西都拿出来了。 首先我们今天要干的事是实现一个echo响应测试工具 也就是echo 的scu,不是实现打印作业管理么。同学我告诉你还早着呢。本来标题取的就是《dicomviewer 第二弹 之 实现打印管理》名字多霸气,最后我又改回来了。
首先你得把数据组织方式搞懂 那就是pdu 和dimse 元素 数据元素。然后基于这之上你得把协商连接这块搞懂 ,协商连接都没通过不用说后面的了。然后你得把实现一个功能 比如打印 ,scu跟scp之间你来我往的 过程和概念搞懂 也就是dimse 然后才是服务类。最够你全都理解了 并且写出东西来了能跟医院的设备正常 连接和操作了,那么恭喜你 差不多了。
最后要说的是: 解析dicom文件那篇你们都已经看过了,dicom网络通讯跟解析文件是一样的 只不过解析的是socket数据流里的 元素 数据结构本身是一样的,然后他有一些规范和标准 ,这就是dimse 和服务类 这些好像都在dicom标准的第四章 第八章 第七章 。
实现这一大坨的东西 有点望而却步了吧,其实总结起来就一句话 概括 按照dicom标准 封装数据 处理数据 ,然后根据特殊的参数和应用场景 依规范响应数据,。
好废话少说,开工 看过 标准简介那篇博客 的都知道:
PDU是一种数据结构 dataElement是一种数据结构
pdu结构总共7种 其中用于连接控制的就占了6种
A-Associate—RQ PDU
连接请求协议数据单元,用于关联请求。
A-Associate.AC PDU
基于DICOM标准的医学图像通信过程的实现
连接接受协议数据单元,
A.Associate—RJ PDU
连接拒绝协议数据单元,
A-Release-RQ PDU
用于对关联请求的应答。
用于拒绝关联请求。
连接释放请求协议数据单元,
A-Release.RSP PDU
连接释放响应协议数据单元,
A.Abort PDU
传输内容的pdu只有一种P.DATA.TF PDU,
当通讯双方建立了关联之后,就可以使用P.DATA-TF所提供的传输服务来实现不同的通信功能了。
总之你在进行后面的dimse发送之前先得建立连接,否则你什么也搞不了。
好下面就协商连接的pdu进行分析:
你问这图是怎么来的 dicom 第八章 31页。是不是跟上面说的是一样的 开始两字节 然后4字节表示长度,只不过这个更详细了。协商连接pdu说起有6种 其实有好多是大同小异 比如Associate pdu, 他分rq 和ac rq是请求 ac是响应。
我把协商连接概述一下
概述之前,什么是通讯:
还是炒剩饭 我又得把以前说过的话像背书一样的背一遍了 其实他确实是那么回事。什么是通讯 :
命令tag +数据tag 一起组成sop ,就好象说一句这样的话:“把这根萝卜拿去给我切了” “喏 ,萝卜” 。其实这就是通讯 跟人与人之间传达意思一样。说话的时候太熟练了 没察觉到 你要仔细去想 你自己是一台电脑 ,会是一个什么样的步骤。
网络传输 跟文件组织 是一样的格式 。不过有命令tag 。很多命令tag组合到一堆这称之为dimse。 echo n-create c-find c-store 这些都称之为dimse ,记住没有c-print 大哥
打印管理是由很多组dimse 包括n-create 那些 你来我往的一套组成 比如 先n-create 什么东西 再 n-set什么东西,他有一种逻辑规范 什么参数错误则不进行n-set。这很多组dimse称之为服务类 ,比如打印管理 就是一个服务类。这些规范在dicom标准的第八章有说明。总之在dimse传递之前 你必须得协商连接。
dicom标准的地址是这个http://medical.nema.org/standard.html,英文的 。看也比较困难 装装面子,主要是理解就行了 我看的也是别人翻译的中文的。不过官方的就是官方的 没办法 某些地方你找不到原因 想参照最标准的指示 你还是得硬着头皮去看英文文档。
Associate pdu 协商连接的过程:
又说多了 不论如何在进行dimse之前必须得进行连接协商 因为你与别人进行通讯首先你得确定几个东西。 ,谈话的主题是什么,你是用哪国语言。这两个东西一个称之为虚拟语法 abssyntax 一个称之为传输语法 transfersyntax 传输语法其实主要确定两个东西 字节序 和 vr表示方式 ,如果你不知道字节序是什么 请自己百度 vr表示方式 跟文件解析一样的,他们两个一起被称之为表达上下文。注意表达上下文有多个 每个都有id。如果你是scp端 那么连接协商响应 也就是association-ac的时候你要告知 以你scp程序的服务能力可以完成哪些表达上下文的服务 传输语法语法是什么,如果服务不了也要给出对应的上下文id 并进行告知。这样的话scu端知道你服务不了就知难而退 主动断开连接。 其次还有些其他东西比如pdu最大数据长度 一般是0x4000。好了讲完了 这就是协商连接的过程 对照上面的图理解了否。
这是官方的解释:
官方的解释 网络协议是分层的,Dicom ul p ,称之为dicom上层协议。 也就是上图的dicom ul service provider。 反正要按照osi的标准来, 也就是说要定义一个associate-rq 或者 ac的数据结构来,一切的数据序列化或者反序列化都由 dicom ul service provider 来进行,反正只怕忽悠不死你。反正他说是那样说 我们自己按照自己的方式来。
好终于要动代码了 ,我喜欢的事情来了 噢啦啦啦。其实这是一个抽象化的过程,把你的想法付诸行动 代码化.就像某人说过的 主要的不是技术 而是思路。分成两步 根据文档定义 associate Pdu的数据结构,遵循上面说的原则 一个associate pdu有多高 pst Item,我们把pst Item定义为子项,然后serial()是associate pdu的网络序列化函数:
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 public enum PDUTypes
2 {
3 AssociateRQ = 0x01,
4 AssociateAC = 0x02,
5 AssociateRJ = 0x03,
6 DataTransfer = 0x04,
7 AssociateReleaseRQ = 0x05,
8 AssociateReleaseRP = 0x06,
9 AssociateAbort = 0x07,
10
11 ApplicationContext = 0x10,
12 PresentationContext = 0x20,
13 UserInformation = 0x50,
14 }
15
16 struct PDUAssociate {
17 //header
18 public byte pduType;
19 public uint length;
20 public ushort ProteocalVersion;
21 public string CallEdAE ;//length=16
22 public string CallingAE ;
23
24 //10
25 public byte appType;
26 public ushort appLength;
27 public string appName;
28
29 //20
30 public IList<PstItem> pstItems;
31 //50 userinfo
32 public byte userinfoType;
33 public ushort userinfoLength;
34 public byte maxnumType;
35 public ushort maxnumLength;
36 public uint maxnum;//DATA-TF PDU的可变字段的最大长度 一般为0x400 即1024
37 public byte impType;//关于实现类的
38 public ushort impLength;
39 public string impUID;
40 public byte impVersionType;
41 public ushort impVersionLength;
42 public string impVersion;
43
44 public byte[] serial()
45 {
46 if (length == 0)
47 return null;
48 MemoryStream _stream = new MemoryStream((int)length + 6);
49 WarpedStream stream = new WarpedStream(_stream);
50 #region 序列化aassociateAC PDU
51 //header
52 stream.writeByte(pduType);
53 stream.skip_write(1);
54 stream.writeUint(length);//最低要94 我去 这是为什么呢
55 stream.writeUshort(ProteocalVersion);
56 stream.skip_write(2);
57 stream.writeString(CallEdAE, 16);
58 stream.writeString(CallingAE, 16);
59 stream.skip_write(32);
60
61 //10
62 stream.writeByte(appType);
63 stream.skip_write(1);
64 stream.writeUshort(appLength);
65 stream.writeString(appName, 0);
66 //21
67
68 for (int i = 0; i < pstItems.Count; i++)
69 {
70 if (pstItems[i].used)
71 {
72 stream.writeByte(pstItems[i].pstType);
73 stream.skip_write(1);
74 stream.writeUshort(pstItems[i].pstLength);
75 stream.writeByte(pstItems[i].pstID);
76 stream.skip_write(3);
77 //if (pstItems[i].used)
78 //stream.writeBytes(new byte[] { 0x00, 0x00, 0x00 });
79 //else
80 //30
81 if (pstItems[i].pstType == 0x20)//如果是20则为printSCU
82 {
83 stream.writeByte(pstItems[i].absType);
84 stream.skip_write(1);
85 stream.writeUshort(pstItems[i].absLength);
86 stream.writeString(pstItems[i].absStr, 0);
87 }
88
89 stream.writeByte(pstItems[i].tsfType);
90 stream.skip_write(1);
91 if (pstItems[i].used)
92 stream.writeUshort(pstItems[i].tsfLeghth);
93 else
94 stream.writeUshort(0);
95 if (pstItems[i].used)
96 stream.writeString(pstItems[i].tsfStr, 0);
97 }
98 else
99 {
100 stream.writeByte(pstItems[i].pstType);
101 stream.skip_write(1);
102 stream.writeUshort(0x08);
103 stream.writeByte(pstItems[i].pstID);
104 stream.writeBytes(new byte[] { 0x00, 0x04, 0x00 });
105 stream.writeBytes(new byte[] { 0x40, 0x00, 0x00, 0x00 });
106 }
107 }
108
109
110 //50
111 stream.writeByte(userinfoType);
112 stream.skip_write(1);
113 stream.writeUshort(userinfoLength);
114
115 stream.writeByte(maxnumType);
116 stream.skip_write(1);
117 stream.writeUshort(maxnumLength);
118 stream.writeUint(maxnum);
119
120 stream.writeByte(impType);
121 stream.skip_write(1);
122 stream.writeUshort(impLength);
123 stream.writeString(impUID, 0);
124
125 stream.writeByte(impVersionType);
126 stream.skip_write(1);
127 stream.writeUshort(impVersionLength);
128 stream.writeString(impVersion, 0);
129 #endregion
130
131 _stream.Flush();
132 byte[] data = _stream.GetBuffer();
133 stream.close();
134 _stream.Close();
135 return data;
136 }
137 }
138
139 struct PstItem
140 {
141 //20 abstractsyntax transfersyntax传输语法
142 public byte pstType;
143 public ushort pstLength;
144 public byte pstID;
145 public bool used;
146 //public byte pstRec; //保留字节 有效项是00 00 00 无效项是00 04 00
147 public byte absType;//20的子项 30 40 读取的时候应该跟20一并读出来
148 public ushort absLength;
149 public string absStr;
150 public byte tsfType; //传输语法项 本来也有多个 为了方便只写一个
151 public ushort tsfLeghth;
152 public string tsfStr;
153 }
构建一个associate-rq的pdu 并发送:
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1 public bool associateRQ()//请求建立连接
2 {
3 PDUAssociate pdu_ac = new PDUAssociate();
4 #region 构造associateAC PDU
5 //10
6 pdu_ac.appType = 0x10;
7 pdu_ac.appLength = (ushort)UIDs.DICOMApplicationContextName.Length;//pdu_associate_rq.appLength
8 pdu_ac.appName = UIDs.DICOMApplicationContextName;//pdu_associate_rq.appName
9
10 //20
11 //30 abs
12 //40 transfer syntax
13 pdu_ac.pstItems = new List<PstItem>();
14
15 PstItem pst_ac = new PstItem();
16
17 pst_ac.absType = 0x30;
18 pst_ac.absLength = (ushort)UIDs.Verification.Length;
19 pst_ac.absStr = UIDs.Verification;
20
21 pst_ac.tsfType = 0x40;
22 pst_ac.tsfLeghth = (ushort)UIDs.ImplicitVRLittleEndian.Length;//pdu_associate_rq.pstItems[i].tsfLeghth;
23 pst_ac.tsfStr = UIDs.ImplicitVRLittleEndian;//pdu_associate_rq.pstItems[i].tsfStr;
24
25 pst_ac.pstType = 0x20;
26 pst_ac.pstLength = (ushort)(4 + (4 + pst_ac.tsfLeghth) + (4 + pst_ac.absLength));
27 pst_ac.pstID = 0x01;//表达上下文ID,多个表达上下文的时候以作区分。这里我们为发送方 主动控制为01
28 pst_ac.used = true;
29 pdu_ac.pstItems.Add(pst_ac);
30
31 //50
32 pdu_ac.userinfoType = 0x50;
33 pdu_ac.maxnumType = 0x51;
34 pdu_ac.maxnumLength = 0x04;
35 pdu_ac.maxnum = 0X4000;//16384
36
37 pdu_ac.impType = 0x52;
38 pdu_ac.impLength = (ushort)UIDs.ImplementionUid.Length;
39 pdu_ac.impUID = UIDs.ImplementionUid;
40
41 pdu_ac.impVersionType = 0x55;
42 pdu_ac.impVersionLength = 11;
43 pdu_ac.impVersion = "ASSASSMedic";
44
45 pdu_ac.userinfoLength = (ushort)(4 * 3 + pdu_ac.maxnumLength + pdu_ac.impVersionLength + pdu_ac.impLength);
46
47 //header
48 pdu_ac.pduType = 0x01;
49 pdu_ac.ProteocalVersion = 0x01;
50 pdu_ac.CallEdAE = calledAET;
51 pdu_ac.CallingAE = callingAET;
52 pdu_ac.length = (uint)((74 - 6) + (pdu_ac.appLength + 4) +
53 (pdu_ac.userinfoLength + 4));
54
55 for (int i = 0; i < pdu_ac.pstItems.Count; i++)
56 {
57 if (pdu_ac.pstItems[i].used)
58 pdu_ac.length += (ushort)(pdu_ac.pstItems[i].pstLength + 4);
59 else
60 pdu_ac.length += 12;
61 }
62
63 #endregion
64 //序列化
65 stream.writeBytes(pdu_ac.serial());
66
67 Console.WriteLine(string.Format("associate create success,CalledAET:{0}", calledAET));
68
69 return false;
70 }
在这之前你还是得连接到SCP端:
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 public void run(string ipStr, int port)
2 {
3 TcpClient _client = new TcpClient();
4 IPAddress ipdrs = IPAddress.Parse(ipStr);
5 _client.Connect(ipdrs, port);
6
7 if (_client.Connected == false)
8 {
9 Console.WriteLine("与所指定主机连接失败");
10 Console.WriteLine("连接断开");
11 return;
12 }
13 WarpedStream stream = new WarpedStream(_client.GetStream());
14
15 echo(stream);
16 stream.close();
17 _client.Close();
18 }
19
20 public void echo(WarpedStream _stream)
21 {
22 stream = _stream;
23 //第一步协商连接
24 associateRQ();
25 PDUTypes PduType = (PDUTypes)stream.readByte();
26 stream.skip(1);
27 uint pduLen = stream.readUint();
28 stream.skip((int)pduLen);
29 Console.WriteLine("协商连接成功");
30 //第二步 进行echo 请求
31 Verification_CECHORQ();
32 PduType = (PDUTypes)stream.readByte();
33 stream.skip(1);
34 pduLen = stream.readUint();
35 stream.skip((int)pduLen);
36 release();
37 Console.WriteLine("echo测试成功");
38 }
注意我们并没有对收到的associate-ac数据进行解码验证,直接偷懒略过了 。我们默认对方都是好人 都是按照套路来的 并且能够承担我们所请求的echo服务。