• 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:

      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     }
    View Code

    构建一个associate-rq的pdu 并发送:

     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         }
    View Code

    在这之前你还是得连接到SCP端:

     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         }
    View Code

    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。

    人生,总是有一些空城旧事,年华未央;总是有些季节,一季花凉,满地忧伤。许多事,看开了,便会峰回路转;许多梦,看淡了,便会云开日出。学会思索,学会珍藏,微笑领悟,默默坚强。
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