dicom網絡通訊入門（2）

第二篇，前面都是閑扯 其實正文現在才開始，這次是把壓箱底的東西都拿出來了。 首先我們今天要干的事是實現一個echo響應測試工具 也就是echo 的scu，不是實現打印作業管理么。同學我告訴你還早着呢。本來標題取的就是《dicomviewer 第二彈 之 實現打印管理》名字多霸氣，最后我又改回來了。
 
首先你得把數據組織方式搞懂 那就是pdu  和dimse  元素  數據元素。然后基於這之上你得把協商連接這塊搞懂 ，協商連接都沒通過不用說后面的了。然后你得把實現一個功能 比如打印 ，scu跟scp之間你來我往的 過程和概念搞懂 也就是dimse 然后才是服務類。最夠你全都理解了 並且寫出東西來了能跟醫院的設備正常 連接和操作了，那么恭喜你 差不多了。

最后要說的是： 解析dicom文件那篇你們都已經看過了，dicom網絡通訊跟解析文件是一樣的 只不過解析的是socket數據流里的 元素 數據結構本身是一樣的，然后他有一些規范和標准 ，這就是dimse 和服務類 這些好像都在dicom標准的第四章  第八章 第七章 。

 
實現這一大坨的東西 有點望而卻步了吧，其實總結起來就一句話 概括 按照dicom標准 封裝數據 處理數據 ，然后根據特殊的參數和應用場景 依規范響應數據，。
 
好廢話少說，開工 看過 標准簡介那篇博客 的都知道：
PDU是一種數據結構 dataElement是一種數據結構
pdu結構總共7種 其中用於連接控制的就占了6種
A-Associate—RQ PDU
連接請求協議數據單元，用於關聯請求。
A-Associate．AC PDU
基於DICOM標准的醫學圖像通信過程的實現
連接接受協議數據單元，
A．Associate—RJ PDU
連接拒絕協議數據單元，
A-Release-RQ PDU
用於對關聯請求的應答。
用於拒絕關聯請求。
連接釋放請求協議數據單元，
A-Release．RSP PDU
連接釋放響應協議數據單元，
A．Abort PDU
傳輸內容的pdu只有一種P．DATA．TF PDU，
當通訊雙方建立了關聯之后，就可以使用P．DATA-TF所提供的傳輸服務來實現不同的通信功能了。
 總之你在進行后面的dimse發送之前先得建立連接，否則你什么也搞不了。
好下面就協商連接的pdu進行分析：

你問這圖是怎么來的 dicom 第八章 31頁。是不是跟上面說的是一樣的 開始兩字節 然后4字節表示長度，只不過這個更詳細了。協商連接pdu說起有6種 其實有好多是大同小異 比如Associate pdu， 他分rq 和ac  rq是請求 ac是響應。
我把協商連接概述一下

概述之前，什么是通訊：
還是炒剩飯 我又得把以前說過的話像背書一樣的背一遍了 其實他確實是那么回事。什么是通訊 ：
命令tag +數據tag  一起組成sop ，就好象說一句這樣的話：“把這根蘿卜拿去給我切了”    “喏  ，蘿卜” 。其實這就是通訊  跟人與人之間傳達意思一樣。說話的時候太熟練了  沒察覺到  你要仔細去想  你自己是一台電腦   ，會是一個什么樣的步驟。
網絡傳輸 跟文件組織 是一樣的格式 。不過有命令tag 。很多命令tag組合到一堆這稱之為dimse。 echo n-create c-find c-store 這些都稱之為dimse ，記住沒有c-print  大哥
打印管理是由很多組dimse 包括n-create 那些 你來我往的一套組成 比如 先n-create 什么東西 再 n-set什么東西，他有一種邏輯規范 什么參數錯誤則不進行n-set。這很多組dimse稱之為服務類 ，比如打印管理 就是一個服務類。這些規范在dicom標准的第八章有說明。總之在dimse傳遞之前 你必須得協商連接。
dicom標准的地址是這個http://medical.nema.org/standard.html，英文的 。看也比較困難 裝裝面子，主要是理解就行了 我看的也是別人翻譯的中文的。不過官方的就是官方的 沒辦法 某些地方你找不到原因 想參照最標准的指示 你還是得硬着頭皮去看英文文檔。
  
Associate pdu 協商連接的過程：
又說多了 不論如何在進行dimse之前必須得進行連接協商 因為你與別人進行通訊首先你得確定幾個東西。 ，談話的主題是什么，你是用哪國語言。這兩個東西一個稱之為虛擬語法 abssyntax  一個稱之為傳輸語法 transfersyntax 傳輸語法其實主要確定兩個東西 字節序 和 vr表示方式 ，如果你不知道字節序是什么 請自己百度 vr表示方式 跟文件解析一樣的，他們兩個一起被稱之為表達上下文。注意表達上下文有多個 每個都有id。如果你是scp端 那么連接協商響應 也就是association-ac的時候你要告知 以你scp程序的服務能力可以完成哪些表達上下文的服務 傳輸語法語法是什么，如果服務不了也要給出對應的上下文id 並進行告知。這樣的話scu端知道你服務不了就知難而退 主動斷開連接。 其次還有些其他東西比如pdu最大數據長度 一般是0x4000。好了講完了 這就是協商連接的過程 對照上面的圖理解了否。
這是官方的解釋：

官方的解釋 網絡協議是分層的，Dicom ul p ，稱之為dicom上層協議。  也就是上圖的dicom ul service provider。 反正要按照osi的標准來， 也就是說要定義一個associate-rq 或者 ac的數據結構來，一切的數據序列化或者反序列化都由 dicom ul service provider 來進行，反正只怕忽悠不死你。反正他說是那樣說 我們自己按照自己的方式來。
 
好終於要動代碼了 ，我喜歡的事情來了 噢啦啦啦。其實這是一個抽象化的過程，把你的想法付諸行動 代碼化.就像某人說過的 主要的不是技術 而是思路。分成兩步 根據文檔定義 associate Pdu的數據結構，遵循上面說的原則 一個associate pdu有多高 pst Item，我們把pst Item定義為子項，然后serial()是associate pdu的網絡序列化函數：

public enum PDUTypes
    {
        AssociateRQ = 0x01,
        AssociateAC = 0x02,
        AssociateRJ = 0x03,
        DataTransfer = 0x04,
        AssociateReleaseRQ = 0x05,
        AssociateReleaseRP = 0x06,
        AssociateAbort = 0x07,

        ApplicationContext = 0x10,
        PresentationContext = 0x20,
        UserInformation = 0x50,
    }

    struct PDUAssociate {
        //header
        public byte pduType;
        public uint length;
        public ushort ProteocalVersion;
        public string CallEdAE ;//length=16
        public string CallingAE ;

        //10
        public byte appType;
        public ushort appLength;
        public string appName;

        //20
        public IList<PstItem> pstItems;
        //50 userinfo
        public byte userinfoType;
        public ushort userinfoLength;
        public byte maxnumType;
        public ushort maxnumLength;
        public uint maxnum;//DATA-TF PDU的可變字段的最大長度 一般為0x400 即1024
        public byte impType;//關於實現類的
        public ushort impLength;
        public string impUID;
        public byte impVersionType;
        public ushort impVersionLength;
        public string impVersion;

        public byte[] serial()
        {
            if (length == 0)
                return null;
            MemoryStream _stream = new MemoryStream((int)length + 6);
            WarpedStream stream = new WarpedStream(_stream);
            #region 序列化aassociateAC PDU
            //header
            stream.writeByte(pduType);
            stream.skip_write(1);
            stream.writeUint(length);//最低要94 我去 這是為什么呢
            stream.writeUshort(ProteocalVersion);
            stream.skip_write(2);
            stream.writeString(CallEdAE, 16);
            stream.writeString(CallingAE, 16);
            stream.skip_write(32);

            //10
            stream.writeByte(appType);
            stream.skip_write(1);
            stream.writeUshort(appLength);
            stream.writeString(appName, 0);
            //21

            for (int i = 0; i < pstItems.Count; i++)
            {
                if (pstItems[i].used)
                {
                    stream.writeByte(pstItems[i].pstType);
                    stream.skip_write(1);
                    stream.writeUshort(pstItems[i].pstLength);
                    stream.writeByte(pstItems[i].pstID);
                    stream.skip_write(3);
                    //if (pstItems[i].used)
                        //stream.writeBytes(new byte[] { 0x00, 0x00, 0x00 });
                    //else
                    //30
                    if (pstItems[i].pstType == 0x20)//如果是20則為printSCU
                    {
                        stream.writeByte(pstItems[i].absType);
                        stream.skip_write(1);
                        stream.writeUshort(pstItems[i].absLength);
                        stream.writeString(pstItems[i].absStr, 0);
                    }

                    stream.writeByte(pstItems[i].tsfType);
                    stream.skip_write(1);
                    if (pstItems[i].used)
                        stream.writeUshort(pstItems[i].tsfLeghth);
                    else
                        stream.writeUshort(0);
                    if (pstItems[i].used)
                        stream.writeString(pstItems[i].tsfStr, 0);
                }
                else
                {
                    stream.writeByte(pstItems[i].pstType);
                    stream.skip_write(1);
                    stream.writeUshort(0x08);
                    stream.writeByte(pstItems[i].pstID);
                    stream.writeBytes(new byte[] { 0x00, 0x04, 0x00 });
                    stream.writeBytes(new byte[] { 0x40, 0x00, 0x00, 0x00 });
                }
            }
            

            //50
            stream.writeByte(userinfoType);
            stream.skip_write(1);
            stream.writeUshort(userinfoLength);

            stream.writeByte(maxnumType);
            stream.skip_write(1);
            stream.writeUshort(maxnumLength);
            stream.writeUint(maxnum);

            stream.writeByte(impType);
            stream.skip_write(1);
            stream.writeUshort(impLength);
            stream.writeString(impUID, 0);

            stream.writeByte(impVersionType);
            stream.skip_write(1);
            stream.writeUshort(impVersionLength);
            stream.writeString(impVersion, 0);
            #endregion

            _stream.Flush();
            byte[] data = _stream.GetBuffer();
            stream.close();
            _stream.Close();
            return data;
        }
    }

    struct PstItem
    {
        //20 abstractsyntax transfersyntax傳輸語法 
        public byte pstType;
        public ushort pstLength;
        public byte pstID;
        public bool used;
        //public byte pstRec; //保留字節 有效項是00 00 00 無效項是00 04 00
        public byte absType;//20的子項 30 40 讀取的時候應該跟20一並讀出來
        public ushort absLength;
        public string absStr;
        public byte tsfType; //傳輸語法項 本來也有多個 為了方便只寫一個
        public ushort tsfLeghth;
        public string tsfStr;
    }

構建一個associate-rq的pdu 並發送：

public bool associateRQ()//請求建立連接
        {
            PDUAssociate pdu_ac = new PDUAssociate();
            #region 構造associateAC PDU
            //10
            pdu_ac.appType = 0x10;
            pdu_ac.appLength = (ushort)UIDs.DICOMApplicationContextName.Length;//pdu_associate_rq.appLength
            pdu_ac.appName = UIDs.DICOMApplicationContextName;//pdu_associate_rq.appName

            //20
            //30 abs
            //40 transfer syntax
            pdu_ac.pstItems = new List<PstItem>();

            PstItem pst_ac = new PstItem();

            pst_ac.absType = 0x30;
            pst_ac.absLength = (ushort)UIDs.Verification.Length;
            pst_ac.absStr = UIDs.Verification;

            pst_ac.tsfType = 0x40;
            pst_ac.tsfLeghth = (ushort)UIDs.ImplicitVRLittleEndian.Length;//pdu_associate_rq.pstItems[i].tsfLeghth; 
            pst_ac.tsfStr = UIDs.ImplicitVRLittleEndian;//pdu_associate_rq.pstItems[i].tsfStr; 

            pst_ac.pstType = 0x20;
            pst_ac.pstLength = (ushort)(4 + (4 + pst_ac.tsfLeghth) + (4 + pst_ac.absLength));
            pst_ac.pstID = 0x01;//表達上下文ID，多個表達上下文的時候以作區分。這里我們為發送方 主動控制為01
            pst_ac.used = true;
            pdu_ac.pstItems.Add(pst_ac);

            //50
            pdu_ac.userinfoType = 0x50;
            pdu_ac.maxnumType = 0x51;
            pdu_ac.maxnumLength = 0x04;
            pdu_ac.maxnum = 0X4000;//16384

            pdu_ac.impType = 0x52;
            pdu_ac.impLength = (ushort)UIDs.ImplementionUid.Length;
            pdu_ac.impUID = UIDs.ImplementionUid;

            pdu_ac.impVersionType = 0x55;
            pdu_ac.impVersionLength = 11;
            pdu_ac.impVersion = "ASSASSMedic";

            pdu_ac.userinfoLength = (ushort)(4 * 3 + pdu_ac.maxnumLength + pdu_ac.impVersionLength + pdu_ac.impLength);

            //header
            pdu_ac.pduType = 0x01;
            pdu_ac.ProteocalVersion = 0x01;
            pdu_ac.CallEdAE = calledAET;
            pdu_ac.CallingAE = callingAET;
            pdu_ac.length = (uint)((74 - 6) + (pdu_ac.appLength + 4) +
                (pdu_ac.userinfoLength + 4));

            for (int i = 0; i < pdu_ac.pstItems.Count; i++)
            {
                if (pdu_ac.pstItems[i].used)
                    pdu_ac.length += (ushort)(pdu_ac.pstItems[i].pstLength + 4);
                else
                    pdu_ac.length += 12;
            }

            #endregion
            //序列化
            stream.writeBytes(pdu_ac.serial());

            Console.WriteLine(string.Format("associate create success,CalledAET:{0}", calledAET));

            return false;
        }

在這之前你還是得連接到SCP端：

public void run(string ipStr, int port)
        {
            TcpClient _client = new TcpClient();
            IPAddress ipdrs = IPAddress.Parse(ipStr);
            _client.Connect(ipdrs, port);

            if (_client.Connected == false)
            {
                Console.WriteLine("與所指定主機連接失敗");
                Console.WriteLine("連接斷開");
                return;
            }
            WarpedStream stream = new WarpedStream(_client.GetStream());

            echo(stream);
            stream.close();
            _client.Close();
        }

        public void echo(WarpedStream _stream)
        {
            stream = _stream;
            //第一步協商連接
            associateRQ();
            PDUTypes PduType = (PDUTypes)stream.readByte();
            stream.skip(1);
            uint pduLen = stream.readUint();
            stream.skip((int)pduLen);
            Console.WriteLine("協商連接成功");
            //第二步 進行echo 請求
            Verification_CECHORQ();
            PduType = (PDUTypes)stream.readByte();
            stream.skip(1);
            pduLen = stream.readUint();
            stream.skip((int)pduLen);
            release();
            Console.WriteLine("echo測試成功");
        }

注意我們並沒有對收到的associate-ac數據進行解碼驗證，直接偷懶略過了 。我們默認對方都是好人 都是按照套路來的 並且能夠承擔我們所請求的echo服務。