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【關鍵詞】TCP/IP協議;通信報文;路由尋址;通信流程
1 概述
隨著信息科學技術和通信技術的不斷快速發展,基于互聯網的網絡通信應用在社會各個領域中的應用越來越廣泛,使得互聯網通信應用成為現代人日常生產生生活不可或缺的一部分,通過互聯網絡通信,網絡用戶之間可以實現數據傳輸、信息共享,從而極大地提高了人們的生活質量。然而,互聯網絡中的數據傳輸過程,并不是雜亂無章的隨機傳送,而是在計算機網絡通信協議的基礎上,雙方都按照協議的內容和機制,來發送數據信息和讀取分析數據信息,進而實現互聯網絡的數據傳輸和信息共享的功能,TCP/IP協議就是互聯網絡中重要的通信協議,它的存在奠定了整個互聯網絡通信的基礎,所以對于TCP/IP通信協議的學習對于理解互聯網通信機制來輔助互聯網學習和工作具有很大的幫助。
2 計算機網絡的TCP/IP通信協議
TCP/IP協議是“Transmission Control Protocol / Internet Protocol”的簡寫,是Internet網絡基本的協議,它為計算機通訊的數據打包傳輸以及網絡尋址提供了標準的方法。由于TCP/IP協議的優越性,使得越來越多的通信設備支持TCP/IP協議,使互聯網絡逐步走向規范化,最終TCP/IP協議成為了當前網絡通信協議標準中最基本的網絡通信協議、Internet國際互聯網絡的基礎。
2.1 計算機網絡TCP/IP協議
針對計算機互聯網絡的通信協議,國際標準組織ISO創立了七層OSI網絡模型,自上而下,分別為應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。而TCP/IP協議則是應用在傳輸層和網絡層的數據傳輸控制協議,來規定網絡設備接入互聯網絡以及設備間數據通信的標準。在通信設備經過互聯網絡進行數據傳輸時,通信設備數據發送端,發送TCP/IP通信報文,此時TCP/IP協議攜帶著通信設備發送端的傳輸數據內容以及目標通信設備的地址標示在互聯網絡中進行尋址,從而正確地傳送到目標通信設備。當目標通信設備接收到TCP/IP通信報文后,按照協議內容,去除通信標示,來獲取傳輸數據內容,并加以校驗,如果經校驗后發生差錯,目標通信設備會發出TCP/IP信息重發報文,讓發送通信設備再次將TCP/IP通信報文發展目標通信設備,去掉通信標示來獲取傳輸數據信息。
2.2 TCP/IP通信協議報文格式
在互聯網絡中,基于TCP/IP通信協議傳輸的數據內容都是以通信報文的形式在互聯網絡內部進行傳輸,通信報文實質上就是一串二進制字符串,而字符串內不同位置的二進制字符標示不同的含義。從TCP/IP通信協議的主要報文格式可以看出,IP協議是基于TCP協議至上的,TCP協議報文時作為IP通信報文的數據部分來進行傳輸的。實際上,互聯網內傳輸的通信字符串還有其他的通信協議,TCP/IP通信報文也是作為其外層協議的通信數據部分嵌入到通信報文中在互聯網內進行傳輸。
在IP協議首部,包含了一些關于IP協議的標示、通信地址等信息,主要包括數據字符串總長度的信息、通信標示號、源IP地址和目標IP地址等信息,當IP通信報文經過路由尋址時,會根據首部內記錄的目標IP地址來選擇傳輸方向,最終根據目標IP地址傳輸至目標通信設備。此外,IP通信報文首部還包含其他信息,比如IP協議版本號、首部長度、校驗信息、該IP通信報文生存時間(即該報文經過多少個路由后自動取消傳輸)等與IP通信報文相關的信息,以確保IP報文傳輸的正確性和安全性。TCP協議通信報文是作為IP通信報文數據內容存在的,TCP協議也分為TCP報文首部和TCP通信數據。TCP通信報文首部主要包括了源端口號和目標端口號等信息,當TCP/IP通信報文經過互聯網絡到達目標通過新設備后,通信設備會根據TCP報文首部的目的端口號選擇設備端口號來接受該數據信息,進而實現互聯網絡的數據傳輸。
2.3 TCP/IP協議通信過程
互聯網絡的通信設備基于TCP/IP協議建立通信過程,也是根據TCP/IP協議來實現的。當源通信設備想向目標設備發送數據時,首先會發送一個TCP/IP通信報文來確認連接,該通信報文在互聯網絡中經過尋找傳輸后找到目標設備,目標設備也會向源通信設備發送一個TCP/IP報文以確認建立通信連接,此時,源通信設備就會將通信數據以TCP/IP通信報文的形式進行數據打包,然后向目標數據進行傳輸,在收到數據后,目標設備同樣會發送TCP/IP報文以確認收到信息。當然,TCP/IP通信數據長度是一定的,當通信數據超過報文長度時,源通信設備會將其分段發送,而目標設備則會根據IP報文首部的標識號進行數據重組來重現傳輸數據信息,進而完成互聯網絡通信設備數據傳輸。
3 總結
TCP/IP網絡協議是當前互聯網絡最基本的通信協議。根據TCP/IP網絡協議,連接在互聯網內的通信設備可以根據TCP/IP通信報文格式的內容將傳輸數據打包在TCP/IP通信報文內,并以其規定的通信流程進行數據傳輸,從而實現互聯網絡內的數據高效安全的傳輸。
參考文獻:
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引言
隨著計算機軟件技術的迅速發展,應用程序的規模也在不斷擴大。應用范圍也更加廣闊。這不僅存在著多種硬件平臺(例如臺式機、嵌入式系統),而且在這些硬件平臺上,通常又存在著多種的通信介質(例如串口、USB口等)、通信協議(例如TCP/IP等)及操作系統軟件平臺(例如Windows、Linux、Nucleus等)。我們的軟件開發往往要求能夠在這些異構的硬/軟件平臺上運行。
為此,我們引入了“中間件(Middleware)”的概念。本文在介紹中間件基本概念的基礎上,結合研究項目“嵌入式地址信息系統的開發”來說明如何以中間件的形式設計該系統。
1 中間件的基本概念
1.1 中間件定義及作用
中間件是位于平臺(硬件和操作系統)和應用之間的通用服務,這些服務具有標準的程序接口和協議。針對不同的操作系統和硬件平臺,它們可以有符合接口和協議規范的多種實現。也就是說,中間件是位于底層硬件/操作系統平臺之上,應用層之下的中間適配層。該層向下屏蔽掉硬件平臺或操作系統平臺的差異,向上為應用層操作一個統一的標準接口,應用層的開發基于該接口進行。在以下定義下,中間件具有如下特點:
*滿足大量應用的需要;
*運行于多種硬件和OS平臺;
*支持分布計算,提供跨網絡、硬件和OS平臺的透明性應用或服務的交互;
*支持標準的協議;
*支持標準的接口。
在中間件設計思想下,軟件的開發變得更加簡單。首先,當系統硬件/操作系統平臺改變時,只需改變中間適配層的幾個參數,只要保持中間件層對應用層的接口定義不變,就可以直接將應用程序移植過去運行。所有的代碼只需編寫一次就可在任何系統上運行,大大縮短了系統研制的周期,提高了開發效率,同時還保證了系統的高伸縮性、易升級性穩定性。
其次,由于中間件屏蔽了底層平臺差異,提供了標準的封裝接口,使應用層以組件的形式實現為可能。用戶可以根據自己的需要將各個組件有選擇地進行組合,像搭積木一樣,構成自己的應用系統。
世界著名的咨詢機構Standish Group在一份研究報告中歸納了中間件的十大優越性:
*縮短應用的開發周期;
*節約應用的開發成本;
*減少系統初期的建設成本;
*降低應用開發的失敗率;
*保護已有的投資;
*簡化應用集成;
*減少維護費用;
*提高應用的開發質量;
*保證技術進步的連續性;
*增強應用的生命力。
1.2 中間件應用現狀及未來發展趨勢
中間件的應用范圍十分廣泛,發展前景非常美好。據有關機的統計表明,近5年來,全球中間件的銷售額平均年增長率為34%,到2004年總銷售額將達到97億美元。中間件已經成為國際IT巨頭競逐的目標,各大軟硬件廠商都在積極參與有關標準的制定和產品的研發工作,像IBM、甲骨文、BEA、微軟等都制定了相應的戰略。據估計,未來基于Internet的電子商務業務將有79%建筑在中間件的基礎之上。
中間件種類繁多,從不同的應用方面及發展程序上有不同的分類方法。在同上,從中間件所起的作用上來說,中間件可以分為以下三類。
①數據類(data integration):用于數據的存取、利用和增值,此類中間用于構建以數據為中心的應用。
②處理類(process integration):把分布在網絡結點上的各個應用或處理連接在一起,形成一個統一的、協同工作的分布式應用。
③分布式構件類(distributed components):支持構件式應用,是未來應用的發展方向。
據統計,近五年增長率最高的中間件集中在消息中間件、交易中間件、對象中間件和應用服務器中間件、數據訪問中間件5種(統計數據如表1所列)。另外,隨著網上信息安全問題的出現,安全中間悠揚也應運而生。
表1 IDC的市場調查分析
中間件類型1997年銷售額/億美元2002年銷售額/億美元年平均增長率/%亞太市場銷售額/億美元消息中間件3.624.5463.6交易中間件3.516.5362.6對象中斷件1.47340.56數據訪問中斷件6.116.523-應用服務器-40--安全中間件1.2273--消息中間件是目前中間件的發燕尾服熱點。它適用于任何需要進行網絡通信的系統,負責建立網絡通信的通道,進行數據或文件發送。消息中間悠揚可以跨平臺操作,為不同操作系統上的應用軟件集成提供方便,從而滿足企業內部對系統伸縮性和可擴展性的要求。
數據訪問中間件能屏蔽不同廠家、不同類型數據庫之間的差異,實現異構數據的共享,從而使得企業不同時代、不同地域的寶貴數據能夠充分利用。
對象中間件技術目前發展迅速,各大硬軟件廠商都在積極參與有關標準的制定和產品的開發工作。面向對象的中間件提供一個標準的構件框架,能使不同廠家的軟件交互訪問,為軟件用戶及開發者提供一種即插即用的互操作性。
安全中間提供完備的信息安全基顧構架,屏蔽安全技術的復雜性,使設計開發人員無須具備專業的安全知識背景就能構構造高安全性的應用。
2 中間件思想在嵌入式GIS設計中的應用
我們研制的嵌入式GIS是一個地理信息的綜合系統。在功能上,該系統包括地圖瀏覽、地理位置報告、目標標繪、地形分析等功能模塊;在硬件平能臺上,系統要求能夠運行于PC臺式機和基于ARM處理器的嵌入式系統上;在操作系統平臺上,系統要求能夠運行在Winodws 98/2000、Linux等通用操作系統和VxWorks、Nucleus、WinCE等嵌入式操作系統上;在網絡通信上,要求系統除了能夠支持各種接口及各種通信協議,還能夠支持自己開發的通信協議。在這些設計要求下,我倦嵌入式地理信息系統開發中,采用中間件的設計思想,保證程序的可移植性,節省人力物力,使研究成果盡快轉化為產品。
系統整體結構如圖1所示。
其中,底層硬件平臺采用我們研制的基于ARM微處理器的嵌入式地理信息系統硬件平臺,包括GPS接口、各種存儲介質(例如CF卡、Flash等)、各種接口(例如USB、RS-232串行口、以太網接口)、人機交互接口等。
軟件平臺可以選用Windows、Linux、WinCE、Nucleus等操作系統,利用該平臺可以屏掉底層硬件平臺的差異。
操作系統適配層(即中間件)定義和設計適合各種操作系統的適配層。該層具備操作系統的主要特征(例如多任務多線程的封裝、調度),向下與相應的各種操作系統相適配,向上提供與操作系統無關的統一接口。該層包括任務管理、消息管理、通信等模塊。為了屏蔽掉底層操作系統的差異,該層的設計要求與操作系統接口的函數要盡可能少,與硬件系統有關的代碼也要盡可能的少。
終端軟件框架的設計思想是在操作系統適配層之上,根據地理信息系統這一特殊應用,開發自己GUI、文件系統、內存管理、軍標符號庫、基于消息驅動的多窗口控制。人機交互接口、專用的地理信息數據庫、統一接口的適合GIS的通信接口、任務管理等。
關鍵詞:無線通信;負荷分擔;Socket通信
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)28-6278-06
通信技術與計算機結合,已成為集無線、有線傳輸、數字程控交換和各類新型終端為一體的高效能綜合通信手段。
在通信網中,除了傳遞具體業務信息外,還在通信設備之間傳遞一些控制信號,而信令網就是傳輸這些控制信號的網絡。信令網的安全措施中,廣泛地使用了把信令業務分配給各信令鏈的負荷分擔技術。通常,在通信網中負荷分擔使用以下兩種方式:同一信令鏈路組內各信令鏈路間的負荷分擔,用于兩個信令點(包括綜合型信令轉接點)采用直聯工作方式的信令鏈路之間;不同信令鏈路組間的信令鏈路的負荷分擔,用于一個信令點連接兩個信令轉接點和信令轉接點間不同信令鏈路組之間采用準直聯工作方式。目前信令鏈路的費用較低,為了提高信令鏈路的可靠性,應盡可能不采用不同鏈路組間的信令鏈路負荷分擔方式。
本文設計了一套考慮負荷分擔的通信系統仿真,用來模擬無線通信時的負荷分擔情況。
1 Socket通信
1.1套接字(Socket)基本概念
套接字是進行程序間通信的一種方法,同時是通信的基石。套接字是支持TCP/IP協議的網絡通信的基本操作單元,可以將套接字看作不同主機之間的進程來進行雙向通信的端點,它構成了單個主機內及整個網絡間的編程界面。套接字存在于通信域中,通信域是為了處理一般線程通過套接字通信而引進的一種抽象的概念。套接字通常和同一個域中的套接字進行數據交換。各種進程使用這個相同的域互相之間用Internet協議簇來進行通信。
1.2 Socket通信原理
Socket在計算機中提供了一個通信端口,可以通過這個端口與任何一個具有Socket接口的計算機通信。應用程序在網絡上傳輸、接收的信息都通過這個Socket接口來實現。在應用開發中就像使用文件句柄一樣,可以對Socket句柄進行讀、寫操作。同時,Socket可以看作網絡通信的一個端點,網絡通信包括兩臺主機或兩個進程,通過網絡傳遞數據。網絡對話的每一端稱為一個端點。當使用Socket接口對網絡通信編程時,Socket是網絡通信過程中端點的抽象表示。為了通過Socket接口進行網絡通信,程序在網絡對話的每一端都需要一個Socket。
本文采用流式Socket(SOCK_STREAM)通信方式:在這種方式下,兩個通訊的應用程序之間先要建立一種虛擬的連接,提供可靠的、面向連接的通信流,從而保證數據傳輸的正確性和有序性。
2 負荷分擔通信系統仿真平臺的設計
2.1 系統總體設計
系統整體包括總控端、負荷端和測試端三大部分。如圖1所示,該系統用來模擬實現總控端的負荷分配和負荷端的數據處理。為了分擔總控節點的處理負擔,系統中適當增加一些負荷節點來分擔總控節點的處理任務,總控節點除了記錄當前接入用戶總數、負荷節點的處理用戶數等一些基本操作外,其完全可以將所有權利下放,起到一個合理分配任務的作用。負荷節點由總控節點進行支配,與總控節點充分協作,完成所需功能。而用戶通過測試端進行用戶接入、釋放等自定義測試,也可以通過測試端進行測試用例的整體測試。重點就是要測試總控節點是否合理分配了任務,以及總控節點和負荷節點的協調性是否合理,一致(包括總控節點和負荷節點數據是否同步)。
系統中傳送的消息結構體有兩類,具體如下所示:
1) typedef struct users
{
char bussy ;//用于標示監聽端發送到客戶端的數據開始
int userID;//保存用戶ID
int PINodeID;//保存負荷節點號
int PINodeP;//用于保存節點端口號
char cmd;//傳送的命令
int PINodeUsers;//節點上的用戶數目
} USER, *pUSER;
users結構體是主要消息載體,用于用戶與總控節點,總控節點與負荷節點的消息傳送等操作。
2) typedef struct PINode_inf
{
char flag;//消息開始標標識
int user_num;//節點上當前用戶總數
int userID[MAX_ID];//節點上用戶信息,節點上每一個用戶的ID號
}PINode, *pPINode;
PINode_inf結構體用于負荷節點將自己的信息發送給總控節點。
2.2 層次結構
該軟件平臺采用分層模塊化結構設計,如圖2所示系統層次圖,該仿真平臺系統共分為42個節點,四個層次。其中層次1為三個獨立的進程,分別建立三個獨立工程。其他節點可以作為獨立函數,進行模塊化程序設計。通過相應的標號可以看出各個節點的從屬關系,模擬無線通信時的負荷分擔情況,其中subp節點為公共調用節點,API節點為接口函數節點,層次圖中都做了特殊注明。
2.2.1 總控端
總控端主要用于建立網絡通信連接,判斷測試端請求命令,處理測試端請求命令,合理將任務分配給負荷節點,保證和負荷端以及測試端的通信。具體如下:
1)建立網絡通信連接:發起socket連接,相當于服務器,測試端和負荷節點相當于用戶端。
2)判斷測試端請求命令:用戶接入,用戶釋放,取用戶數,取負荷ID。
3)處理測試端請求命令:用戶接入,用戶釋放,取用戶數,取負荷ID。
4)用戶接入,合理分配給某一個負荷節點,給負荷節點發送請求接入命令。
5)用戶釋放,查找用戶分配的負荷節點,給負荷節點發送請求釋放命令。
6)取用戶數,查找負荷節點當前處理用戶數,直接返回給測試端。
7)取負荷ID,直接發送用戶ID給負荷端,等待負荷端返回負荷節點ID值。
如圖3所示總控節點流程圖,總控端先定義變量用于套接字初始化和通訊使用,建立套接字,同時綁定端口;之后處于監聽狀態并等待用戶連接,準備接收數據,當收到數據后,判斷命令根據不同命令字進行節點信息的獲取并做相應處理;最后將處理結果發回用戶,當總控段端不再處于監聽狀態時,關閉套接字,結束進程。
2.2.2 負荷端
負荷端主要用于實現判斷總控端請求命令,處理總控端請求命令,記錄負荷節點狀態。具體如下:
1)判斷總控端請求命令:用戶接入,用戶釋放,取用戶數,取負荷ID。
2)用戶接入,記錄用戶ID,顯示當前狀態。
3)用戶釋放,刪除用戶ID,顯示當前狀態。
4)取用戶數,返回用戶數,顯示當前狀態。
5)取負荷ID,所有負荷節點都參與查找自己的用戶,看是否匹配,有匹配則返回給總控端。
如圖4所示負荷節點流程圖,負荷端先定義變量用于套接字初始化和通訊使用,初始化顯示信息、建立套接字,同時綁定端口;之后處于監聽狀態并等待總控節點連接,等待接收數據,收到數據后,判斷接收數據中命令字符做相應處理(如:介入用戶、釋放用戶、發送節點信息回總控節點等);最后刷新顯示,并且繼續等待總控節點的連接,如果失去連接則關閉套接字,結束進程。
2.2.3 測試端
測試端主要功能是提供如下表1四個API函數,用于實現用戶接入、用戶釋放、取用戶當前接入負荷節點ID號、取某負荷節點當前處理用戶數。并通過單步調試和測試用例聯調等方式進行系統測試,同時提供用戶的使用說明。
3 通信協議
本設計采用了自行規定的協議,如圖5通信協議,測試端的用戶請求接入總控端,總控端檢驗是否第一次接入,并發送指令給負荷端詢問狀態,如果負荷端準備完畢,用戶接入,如果準備未完成,則返回狀態字。用戶請求接入后,測試端繼續發送用戶名,總控端記錄重要信息,合理分配命令給負荷端,負荷端接到命令立即處理,處理完畢后返回狀態字,這時總控端可以繼續通信和處理命令,生成相應的子線程,處理失敗則返回狀態字。測試端用戶請求通信,總控端詢問負荷端是否可以通信,可以通信則等待用戶通信內容,通信失敗則返回狀態字。確定可以通信后,這時測試端開始發送通信內容,總控端接收到內容后進行處理,并分配內容給負荷端進行處理。內容傳送完畢,測試端開始請求用戶釋放,總控端校驗記錄中是否存在當前用戶,并詢問負荷端狀態,負荷端準備完畢,用戶可以釋放,關閉子線程,沒準備好則返回狀態字。
4 測試結果
本設計在windows操作系統下,應用VC6.0進行開發,根據被測系統的特點采用鍵盤輸入進行相應測試,輸入不同命令調用不同函數進行系統測試,如圖6所示測試結果,輸入小寫字母c、 回車,根據提示輸入用戶ID號、回車,可以接入用戶,如果用戶ID已經存在將接入失敗并提示,同時也可以直接輸入c 空格、用戶ID 按回車鍵。系統將會根據分配原則隨機將用戶接入相應負荷節點。與接入用戶命令同樣的方法輸入小寫r可以釋放用戶。如果用戶不存在將提示。同理輸入小寫g可以獲取用戶所在的負荷節點號,如果輸入的用戶不存在將終止測試程序。輸入大寫G并輸入負荷節點號可以獲取到該節點上的用戶數目,節點號不存在則將終止測試程序。如果輸入小寫q或大寫Q將結束測試程序。
5 結論
本文以socket技術為載體,設計了一套考慮負荷分擔的通信系統,實現無線通信時的負荷分擔情況。仿真實驗結果能夠達到預期的目標,運行時基本無錯誤,對于連續用戶接入和信息處理等響應及時,同時該系統的可靠性、可維護性和可測試性比較良好。對于無線通信網中負荷分擔的使用具有借鑒意義。
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4G移動通信技術在上世紀末就已被提出,國際電信聯盟還將“IMT-2000”及其以后的系統作為計劃工作中的一項,同時在規劃中提出要在2010年完成4G的初步商用。進入新世紀以來,隨著網絡通信技術飛速發展和計算機技術的進步,IMT-2000系統成為了研究的重點,在國際電信聯盟的支持下,于2000年在加拿大成立了專門研究小組,為的是將全球范圍內的研究工作組統一化。我國對4G技術越來越關注,相應的研究工作也已經正式列入國家863項目。可從以下幾點來理解第四代移動通信系統:(1)是一種新的無線通信系統,其系統是建立在新的頻段上的;(2)以分組數據信息為基礎,實現其高速率的傳輸;(3)真正的“全球一統”;(4)基于全新網絡體質的系統,或者說其無線部分將是對新網絡的無線接入;(5)將不是單純的通信系統,而是融合了數字通信、數字音/視頻接受和網絡計入的嶄新系統。第四代移動通信有其創新之處,和前幾代的系統有很大不同,其系統網絡架構以路由技術為主,在以往的系統中,核心網絡只有一個,即移動網絡的作用。而在第四代通信系統中,它更像是一個統一的固定網絡,具有移動管理的功能,而且可以和有線、無線相連接使用。當與無線相接時,接入點具有多種選擇,如無線局域網、蜂窩系統基站等,這些接入方式雖然略有差異,但信令結構是相同的,關于信息格式,通常有IP分組和ATM信元兩種。此外,無線接入點也有很多變化,用戶可隨時接入,而且在通信過程中還能完成接入點之間的轉換。須注意的是,核心網絡意義重大,需要實時掌握用戶的具置,對用戶的身份進行鑒別。
24G移動通信技術要點
目前,第三代移動通信已經開始規模化商用,但是其自身所具有的技術局限性已經引起人們的注意,因此世界通信業界的專家們已經將目光投向了后3G技術即4G技術。在3G向4G技術演進過程中產生并發展了一系列的移動通信新技術,主要包括OFDM技術、智能天線、MUD技術等。2.1OFDM技術作為一種特殊技術,OFDM是利用多載波來實現信號的傳輸和接收工作的,該技術的原理在于,在一定的頻域內,系統會將已設置好的信道進行劃分,形成多個正交子通道,傳輸工作或窄帶調制就在子通道上完成,通常信道寬度會比信號的快帶要略寬一些。通過窄帶調制,可降低高速串行的數據速度,使其成為低速的子數據流,借助子載波對這些轉換后的子數據流進行調制,使它們相互正交,最終實現并行傳輸。OFMD技術由于能夠抗干擾,頻譜利用率而受到廣泛關注,成為未來移動通信系統的關鍵技術之一。2.2智能天線技術智能天線通過天線陣元信號的加權幅度和相位來改變陣列的方向圖形狀,具有側向和調零功能,能夠把天線陣列方向圖主瓣對準用戶信號到達方向,并自適應實時跟蹤信號,同時將旁瓣或零陷對準干擾信號的到達方向,從而抑制干擾信號,提高信號的信噪比,改善整個通信系統的性能,并能識別不同入射方向的直射波和反射波。2.3MUD技術該技術是多用戶檢測技術,當使用用戶較多時,必然會占據某個信道,而各自的信號幅度等因素不盡相同,MUD技術結合某些用戶的時間、相位及信號強弱等信息因素進行考慮,在此基礎上,對單個用戶的信號狀況進行檢測,以實現用戶之間的最佳聯合檢測。2.4無線ATM技術WATM的基本概念是采用標準ATM信元用于網絡級功能,同時在無線鏈路中增加無線首標/尾標用于無線信道專用協議子層(媒體接入控制、數據鏈路控制及無線網絡控制)。2.5IPv6技術IPv6將地址長度增加了4倍,從IPv4的32位增加到了128位。IPv6不僅解決了IP地址不夠用的問題,而且提高了網絡的安全性和服務質量。其主要有這些特性:擴展了IP的地址空間;增強了認證與私密性;簡化報頭格式,加強了對擴展報頭和選項部分的支持;對數據流進行標識;改進移動網絡和實時通信方面的性能。
3對4G移動通信技術發展趨勢的展望
文件在系統環境中發揮著重要的作用,它為操作系統和設備提供了高效簡單的訪問接口。除了一般文件,程序可以調用硬盤文件、串口文件、打印機文件和其他設備文件。文件目錄也是一種極特殊的文件,目錄文件具有節點號和其包含文件的文件名,每一個目錄入口點就是文件節點。每個文件夾下還包 括一個Makefile文件,文件包含了程序的編譯規則。庫文件為設備和硬盤文件提供了一種高級接口,使系統更智能。設備能夠被使用,也必須借助驅動被內核使用。1.3BOOTLOADER啟動過程步驟(1)硬件初始化CFG_HW_INIT(2)從nandflash加載鏡像到動態內存ram,load_nandflash(IMG_ADDRESS,IMG_SIZE,JUMP_ADDR)(3)處理鏡像文件,decompress_image((void*)IMG_ADDRESS,(void*)JUMP_ADDR,IMG_SIZE)(4)開始應用程序,設置偏移量Crt0_gnu.S文件由匯編語言構成的初始文件。它是首先被執行的指令集,啟動程序乃至整個軟件操作系統運行的第一個文件。應用程序開始的入口點,設置了中斷向量并初始化堆棧等,最后進入main主函數中和跳到應用程序入口。
2設備驅動程序
2.1設備驅動程序基本概念設備驅動在操作系統Linux內核發揮重要作用,使得硬件成為對某些特定程序作出相應反應的內部可編程程序接口,在執行過程中完全隱藏了設備工作的具體細節。通過一系列依賴特定驅動程序的標準指令來實現用戶要完成的行為功能,將這些標準指令組織起來,讓實際硬件根據指令發揮相應的作用,這就是設備驅動要完成的。這個所謂的可編程的接口驅動能夠獨立于內核存在,也可以在內核運行需要時進行加載。事實上許多設備驅動和用戶程序一起發行用來幫助構造和使用目標設備。這些程序包含很多種,從簡單公用程序到完全的圖形化應用程序。
2.2設備驅動程序分類和模塊化Linux將設備驅動分為3種,每個模塊至少完成其中的一種設備驅動類型。這三種設備驅動的類型分別是:字符型設備模塊、塊設備模塊、網絡設備模塊。設備驅動的模塊化使得設備驅動劃分成不同的類型,不同類型之間并不是孤立的,可以用一系列的代碼將不同的設備驅動整合成一個大的模塊具備更強大的功能。通過insmod和rmmod可以對模塊進行加載和卸載,而且只有超級用戶才有權限加載和卸載模塊。通過insmod命令調用模塊中的init_module函數通知內核有模塊進行注冊,然后直接引用內核函數register_capability(),一旦內核有空閑就發送響應請求執行模塊程序。此時,模塊程序中可以直接調用內核函數進行內核操作。模塊注銷時,不用申請響應而是直接通過unregister_capability()注銷。鏈接模塊到內核過程如圖2。
2.3MAKEFILE文件編譯規則Makefile文件是一種腳本文件,把各級目錄下的文件有規則的組織在一起;它是一種程序編譯規則。它的獨特優勢在于“自動化編譯”,就是腳本代碼寫好后,執行命令就會按照腳本進行編譯。在腳本語言中,我們首先要把源文件編譯成中間代碼文件也就是.o文件,然后把.o文件鏈接成可執行文件。書寫規則如下:(1)如果工程沒有編譯過,所有源文件都要編譯并鏈接。(2)如果工程中有文件被修改,只編譯和鏈接被修改的文件。(3)如果工程中頭文件被修改,只編譯引用頭文件的源文件。
3網絡通信硬件結構以及驅動軟
3.1網絡設備工作原理網絡通信的發展方便了我們的生活,因為地形復雜的山地不方便儀器的架設。而通過網絡通信大大豐富了系統的功能。設備發送隊列dev_queue_xmit()申請傳輸數據,在設備結構描述中找到相應的設備發送網絡數據包函數和設備名,發送網絡數據包函數hard_start_xmit()通過物理設備發送網絡數據包。和前兩種驅動類型不同,網絡驅動能夠異步接收和發送數據包文件。它還要完成發地址,修改傳輸參數,阻塞處理和錯誤統計等任務。內核網絡子系統完全依賴網絡協議和硬件協議。網絡協議是實現網絡傳輸的各種協議;硬件協議是網絡設備硬件驅動程序,負責與硬件設備通信與數據傳輸驅動接口都被結構體structnet_device表示:初始化的主要作用是為網絡設備提供一個設備結構文件;網絡設備和結構文件緊密連接,相互依賴。結構包含:打開設備,關閉設備,設備配置,硬件傳輸,I/O控制,設備狀態,重建文件頭,網絡硬件結構件頭,傳輸超時,看門狗超時,地址解析協議禁用標志,設置模塊所有者等參數。網絡硬件結構件頭包含:設備名,設備內存信息,網絡接口的I/O地址,中斷號,接口選擇,DMA通道,設備狀態,指向下一個設備的指針,初始化。網絡硬件結構文件的很多參數都可以在ifconfig中看到。除了以上網絡設備結構文件可見的參數外,網絡設備結構文件中還有很多不可見的參數,這些參數在結構中也都發揮著重要作用。內核網絡子系統即網絡接口是系統初始化時實時自動生成的,內核支持而實際不存在的網絡物理設備。而對于字符設備和塊設備,無論有沒有實際的物理設備,內核都生成其接。當驅動鏈接到內核時,網絡驅動不在內核里聲明此網絡設備結構;而是在drivers/net/space.c里聲明設備結構文件,這個文件的下有很多網絡設備結構的聲明。系統啟動時,網絡初始化代碼把所有的網絡設備結構都初始化,初始化時僅僅是給設備本身一個指針。另外,網絡設備驅動的注冊也不需要創建設備文件,而是直接通過設備名從設備描述結構鏈表中找到對應的structnet_device結構,可以直接用此結構對應的操作函數進行注冊。
3.2網絡通信硬件電路以太網MAC模塊兼容IEEE802.3標準,包含地址檢測,統計和控制寄存器,收發塊,DMA接口。地址檢測辨認4個標準的48位地址,它還包含一個64位應急寄存器來匹配廣播和單發地址。統計寄存器塊對收發操作相關的各種類型事件計數,能讓軟件產生網絡管理統計兼容IEEE802.3,它和狀態字被存在接收緩存表中。DM9161A是具有網絡功能,工作在物理層,低功率收發芯片。從而決定物理層設備的職能,但這些功能依然由協議完成。串口管理接口包括管理數據時鐘和管理數據輸入輸出信號。自動識別媒體功能能夠讓它自動識別是直連還是交叉雙絞線,通過置位某特定寄存器的設置位即可。圖3網絡芯片硬件電路9161原理圖。
關鍵詞:程控交換技術 發展 前景
中圖分類號:TN876.3 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)11-0017-01
前言:信息產業的基礎是通信,在人們的日常生活和生產活動當中,通信扮演著一個非常重要的角色,通信主要指的是通過有線或者無線的方式,對語音、數字和文字等信息進行發射和接受,而為了實現通信的可靠性和有效性,需要根據實際情況,采取有效的交換技術,以此來保證用戶能夠技術的進行信息交流,程控數字交換技術就是其中的一種主要方式。
一、程控交換技術的基本概念和原理
1.程控交換技術的基本概念
與其它的交換技術比較類似,程控交換技術主要指的是通過交換設備在通信網路終端用戶之間建立相應的連接,并且通過網絡通道實現信息的傳遞和交流,主要的組成部分包括信號發射源、信號發生終端、信號收取終端、網絡傳輸通道和相應的交換節點。
2.程控數字交換機的主要組成部分
在整個通信系統當中,不僅需要完成對信息的安全傳輸,同時也需要完成對信息的交換,信息交換是主要依靠節點交換機來完成的,一般情況下,根據通信方式的不同,節點交換機也具有不同的類型,比如說電話通信系統中常用的節點交換機為程控數字交換機,而數據通信系統中則采用分組交換機作為節點交換機。程控交換技術實現了網絡業務節點的數字化,在此基礎上,能夠為用戶提供更多的智能網絡服務,作為數字信息交流的一種方式,程控數字交換機的主要組成部分包括軟件系統和硬件系統,其主要硬件設備包括終端接口、連接和控制模塊,而其中的軟件系統主要由程序和數據等兩方面組成,程序主要包括聯機程序和脫機程序,數據主要包括系統數據、局數據和用戶數據,這樣單重數據具有不同的功能,系統數據是交換機進行節點交換所公用的數據,而局數據代表了節點交換機在整個交換網中的級別,用戶數據是用戶或者市話局交換機所控制的數據。
3.程控數字交換機的基本原理
控制模塊作為程控數字交換機中的重要組成部分,發揮了極其重要的作用,控制設備主要包括處理器和儲存器,處理器主要是根據相關的命令,來對其中的軟件程序進行操作,對軟件和硬件之間的交換進行控制,而儲存器主要是對軟件程序進行存放,根據信息類型的不同,存放的時間也有所不同。控制設備可以分為單機和多機,相應的控制方式也可以分為集中和分散兩種方式,集中控制是利用一個處理器來對所有控制系統的功能進行處理,通過對各個功能之間接口軟件的更改,就能完成相應的操作,但是這樣的處理控制方式有一個明顯的缺點,就是容錯率較低,雖然處理的過程比較方便,但是只要這樣一個處理器出現問題,那么整個系統都不能順利的進行,在這樣的情況下,一般控制設備是依靠多個處理器來進行操作的,這樣雖然在一定程度上影響了工作效率,但是也能夠有效的控制運行風險,同時也能夠比較容易的實現業務拓展,在未來的交換系統中,分散控制則是重要的發展方向。另外,在處理信息的交換中,主要是依靠交換網絡來進行的,交換網絡能夠根據用戶的實際呼叫需求,通過控制模塊的接續命令,來建立主叫和被叫用戶之間的信息傳輸通道。根據用戶呼叫類型的不同,也需要對呼叫進行處理,一般情況下包括呼叫建立、雙方通話和釋放等三個環節。
二、程控交換技術的發展前景
我國真正引進程控交換技術是在80年代初期,在90年代初的時候又以市場換取了美國的程控交換技術,以此來滿足市場的需求,但是由于國外企業的干預,核心技術并沒有真正的轉讓,可以說,我國程控交換技術的發展是比較艱辛的。隨著我國經濟技術的發展,程控交換機的設計和制造水平正在不斷提高,就目前來看,雖然與發達國家還有一定的差距,但是能夠真正滿足目前我國市場的需求。目前通訊技術的發展是全方位的,發展的范圍也在不斷的擴大,隨著新型業務的拓展,程控交換技術也在不斷的更新和成熟,目前程控交換技術的發展前景主要包括這樣幾個方面:
1.首先是分散控制方式
程控數字交換機的控制方式是從集中控制逐漸發展為分散控制方式的,目前市場上的程控數字交換機雖然還保留著一定的集中控制,但是由于集中控制具有一定的風險性,在出現故障的情況下,很有可能就會造成極大的損失,在這樣的情況下,分散控制方式將成為程控交換機未來的主要控制手段,而在IC技術的不斷發展過程中,分散控制方式將與微處理機的發展緊密結合。分散控制的程度主要體現在中央處理機功能的弱化程度,一般情況下主要包括分級控制和分布式控制等兩種控制方式,其中,分級控制是將整個處理機系統分為兩級或者三級,其中的一級屬于中央處理機控制,所執行的操作是對較為集中的高層呼叫進行處理,而其它的處理機需要受到中央處理機的控制在不同程度的呼叫管理當中,主要依靠中央處理機來完成。而分布式控制模式則是在一定程度上增加了控制模塊中各個處理機的獨立性,削減了中央處理機的功能,而目前各個控制模塊當中微機的功能逐漸在增強,在這樣的情況下,中央處理機的功能越是被削弱,這就說明全微機化的控制模式即將要實現,同時由于微機的體型逐漸縮小,其靈活性得到增加,這樣就可以在各種電路中加入微機,以此來增加其整體功能。
2.軟交換技術
在目前的信息化時代,人們的生活質量正在不斷的提升,對網絡通信的質量和速度提出了更高的要求,為了滿足人們的實際生活需要,就需要對網絡通信技術進行改進和升級,以此來使業務服務方式更加靈活和個性,在這樣的基礎下,程控交換技術的下一代網絡概念將要逐漸的發展起來,這種新型的交換方式就是軟交換技術。軟交換技術既能夠執行傳統程控交換機相同的功能,同時也能夠對IP通信進行處理,就目前來看,軟交換技術能夠對電路交換和分組交換進行整合,同時還能夠有效的降低網絡成本,提高運營商的經濟效益。作為下一代網絡的核心設備之一,在對其網絡結構進行組建的過程中,需要考慮與其它網絡之間的溝通作用,一般情況下,軟交換技術主要是對實時業務進行處理,針對業務種類的不同,可以將呼叫控制、承載建立和業務邏輯進行相互區分,并且在之間建立相應的通信通道,這種方式能夠幫助運營商更好的開展新業務,以此來提高核心競爭力。
3.電路交換技術和分組交換技術的結合
這樣的技術也可以被稱為綜合交換機技術,從以上敘述可以看出,軟交換技術能夠對電路交換和分組交換進行整合,而綜合交換機技術可以同時支持寬帶交換、電路交換和IP交換,在未來信息網絡的發展當中,IP電話技術也是在綜合交換技術的基礎上,在IP網上進行實時傳送語音信息的應用。目前此項技術正在不斷的發展當中,未來將成為信息網路的主要支柱之一。
結束語
在信息技術發展迅速的今天,任何業務的發展,都是建立在技術革新的基礎上來進行的,作為通信技術中的主要組成部分,程控交換技術呈現出了良好的發展前景,并且在未來的發展中將會更加廣泛的應用在人們的生產生活當中,而分散控制、軟交換技術和綜合交換技術將會是程控交換技術未來發展中的主要方向。
參考文獻
[1]郭林.程控數字交換技術及其發展趨勢[J]. 科技創新與應用, 2012(21):48-48.
關鍵詞:計算機網絡;故障;解決辦法
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 04-0000-01
The Common Problem and Solution of School Computer Network
Shen Bing
(School of Design,Jiangnan University,Wuxi214122,China)
Abstract:With the development of society,computer networks already work into every aspect of our lives,once the computer network fails,our work and life will bring about different effects.Therefore,the failure to detect computer network and make the work of repair process to ensure the safe operation of the network,it is particularly important.In this paper,the basic concepts of computer networks and the common faults and solutions for a detailed analysis.
Keywords:Computer network;Fault;Solution
Internet的發展速度和范圍已經遠遠超過了當初發明的人能夠預想的程度。如今,計算機網絡就像一張巨大的網,覆蓋住了整個地球,地球上的人類生活的各個方面都已經離不開網絡的協助。但是在使用的過程中,難免也會碰到一些故障和問題,輕則影響到正常的生活工作,重則甚至可能造成整個系統的癱瘓,從而帶來嚴重的后果。所以,如何及時發現并解決網絡中存在的故障,對于保證網絡的安全運行是具有非常重要的作用的。
一、計算機網絡簡述
計算機網絡發展到今天已經走過了幾十個年頭,從遠程終端聯機的階段到如今的國際互聯網和信息的高速公路,計算機網絡帶給人們的生活和工作翻天覆地的變化。在這個過程中,關于計算機網絡的概念也是在不斷變化中的。
計算機網絡在組成部分上來說,主要就是分為服務器和工作站以及的網絡設備、網絡通信協議這四個部分。其中,服務器就是指的一臺高性能的計算機,它的主要作用就是進行資源的管理,同時為用戶提供所需的服務。而工作站也被稱為客戶機,就是說它在連入了網絡的,并且由服務器來管理,同時提供服務的一個計算機。網絡設備其實就是一些設備或者介質,主要用于在物理上連接服務器和工作站,例如光纖和交換機、網卡等。網絡通信協議,顧名思義,就是訂立的一些需要遵守的規則和標準等,主要是指計算機在網絡中進行的數據交換時對其進行規范的一些準則或者規定等。
二、計算機網絡的常見故障分類
對于計算機網絡中出現的故障,主要就是指在計算機網絡的運行過程中用戶經常可能遇到的一些問題,使其無法正常工作。一般來說,我們根據其出現的故障的類型,將其分為物理類的故障和邏輯類的故障。
首先說物理類故障,這種故障通常也被稱為硬件故障,也就是說網絡的一些設備或者線路遭到了損壞或者接口出現松動,也可能是線路受到了干擾甚至遭到人為破壞等原因導致網絡出現連接錯誤的情況。對于這種類型的故障,一般容易出現的問題就是網絡斷開或者時斷時續。主要的表現有線路故障、接口故障、交換機或者路由器故障,以及網卡故障等。
計算機網絡的邏輯故障也就是所謂的軟件故障,也就是在軟件的安裝或者網絡設備在配置時發生錯誤從而引起的網絡異常現象。與硬件中出現的故障比較,邏輯故障要更為復雜。比較常見的邏輯故障為主機邏輯故障和進程或端口故障以及路由器故障等等。先講主機邏輯故障,這種故障又包括了網卡驅動程序出現失誤或者網絡通信協議不匹配,還有服務器安裝不夠正確,以及網絡地址參數配置出現失誤等等。對于用戶來說,也是經常會碰到的故障類型。而進程或端口故障則是指在受到病毒或者系統的影響下,在網絡連接的進程或者端口出現了意外的情況,從而導致了關閉。對于路由器故障來說,一般是指路由器配置出現失誤,或者CPU的利用率過高、內存的余量偏小,以及端口的參數出現錯誤等等。比較典型的還有因為路由器的配置錯誤致使路由循環以及CPU的利用率過高,從而導致了網絡服務質量的下降。
三、計算機網絡常見故障的解決方法
(一)病毒及木馬的入侵。在防病毒和木馬入侵的技術方面主要是病毒的預防。其中重要的防病毒手段主要的有防火墻技術和訪問權限控制等。防火墻技術又分為軟件防火墻和硬件防火墻,軟件防火墻就是直接在電腦上安裝一些軟件用于控制網絡間的信息交換,目前的瑞星防火墻和卡巴斯基防火墻都是應用較多的軟件。在硬件上主要就是企事業單位應用較多,安裝在內外部網絡的交接處,功能比軟件防火墻更強,但是成本也比較高。訪問權限控制主要對合法用戶對信息的儲存和數據操作權限進行的控制,主要用于對信息的讀寫和執行等。若是已經被感染了病毒,在病毒檢測和查殺上目前應用較多的是一些查殺軟件,如金山毒霸、卡巴斯基和瑞星殺毒軟件等,并且針對一些特定的病毒也有專門的查殺工具,在網絡上都比較容易找到,也可以去專門的商店購買。
(二)本地連接斷開。出現這種故障,一般都是運用經驗進行分析,通常這種故障都是物理故障,也就是硬件故障,然后再根據七層網絡結構模型進行自下而上的分析,確定該故障是發生哪一個物理層的,最后再使用測線儀等對網線和接口以及網卡、交換機端口等進行測試,判斷其是否正常。
(三)本地連接受限制或無連接。首先運用經驗分析出該故障為軟件故障,再進行IP地址等的參數配置檢查,判斷其是否正確。
(四)本地連接正常,可是瀏覽器無法訪問網頁。通過經驗分析該故障多為軟件故障,且較為復雜,主要分為幾種情況:一是使用IP地址和域名都不能正常進行網頁訪問,那么則可能是瀏覽器出現了故障或者是被惡意軟件進行篡改或者破壞,使其無法訪問網頁。這種情況下可以運用360安全衛士等軟件進行瀏覽器的修復,或者使用一些其他的瀏覽器。二是IP地址可以訪問網頁,但是域名不行,那么很可能是DNS配置出現了錯誤,這時就要進行DNS配置檢查,判斷其是否正確。三是可以使用一些QQ類的網絡軟件,只是無法訪問網頁,這種情況與第一種情況類似,基本都可以運用第一種的方法進行處理。
四、結語
計算機網絡技術的發展非常迅速,出現的故障類型也在不斷增多,除了及時發現問題,解決網絡故障,我們也要做好日常的網絡維護,保證網絡的穩定運行,這對于我們的日常生活和工作來說也是非常重要的。
參考文獻:
[1]凌子楓.網絡故障診斷與探究[J].硅谷,2009,10
ASON(Automatically Switched OpticalNet-work)即自動交換光網絡,是能夠在選路和信令控制下自動完成光網絡交換連接功能的新一代光傳送網,它是近年來光傳送網技術的一個最重要的發展,也可以看作是一種標準化的智能光傳送網。
ASON允許將網絡資源動態地分配給路由,縮短了業務層升級擴容時間,具有快速的業務提供和拓展功能。ASON還可以引入新的業務類型,而且在ASON網絡中,業務可實現動態連接,時隙資源也可進行動態分配。其原理是在現有的光網絡上增加一層控制平面,并利用這層控制平面來為用戶建立連接,提供服務和對底層網絡進行控制,同時支持不同的技術方案和不同的業務需求,具備高可靠性、可擴展性和高有效性等特點[1]。
2.控制平面的功能
ASON是在傳輸中融合了交換技術的新型傳輸網絡,它在傳統的傳輸網絡的基礎上引入了控制平面,形成傳送平面、控制平面和管理平面相互間的交互。控制平面是ASON的核心部分,由網絡中各節點的控制網元組成。控制平面通過使用接口協議及信令系統,可以動態的交換光網絡的拓撲信息、路由信息和其他控制信令,使其形成統一的整體,實現了連接的自動化和網絡資源的動態分配,還能在連接時對故障進行自行恢復。信令提供建立、拆除和維護端到端連接的能力,通過選路選擇合適的路由;當網絡發生故障時,控制平面執行保護和恢復功能;控制平面還能自動發現連接關系和鏈路信息,鏈路狀態信息以支持連接建立、拆除和恢復。控制平面可以獨立于管理平面,指揮傳送平面完成連接的建立、釋放等功能,也可以在管理平面的作用下實現連接的控制。ASON使傳輸、交換和數據網絡結合在一起,實現了真正意義的路由設置、端到端業務調度和網絡自動恢復。
3.ASON的特點
由于在ASON網絡結構中引入了控制平面,使ASON具有以下特點:
3.1 網絡的生存性與抗災難性強
傳統的SDH網絡為環形拓撲,保護方式一般為專用保護,對單點故障具有良好的保護能力,但是無法應對兩點以上的故障。ASON采用網狀網方式組網,不管有多少處故障,只要網絡中還有空閑路由就可以對業務實施保護,提高網絡保護生存能力,簡化網絡結構,節省保護通路預留帶寬,從根本上解決傳輸時延和可靠性問題。
3.2 動態按需分配帶寬
動態按需分配帶寬是利用ASON技術所提供的業務連接帶寬動態的調配能力,從而完成業務連接帶寬的動態無損調整。目前,對于電路可靠性要求較高的用戶,一般采用1+1方式進行保護。這種方式存在成本高,備用電路利用率低等缺點。而采用動態按需分配帶寬,工作電路正常時不需要建立恢復備用電路,只有當工作電路發生故障時才動態建立恢復電路。因此,ASON可以降低業務提供的成本,提高電路利用率。而且動態按需分配帶寬適用于對電路帶寬需求經常變化的客戶,如大型門戶網站等。
3.3 擴展能力強
傳統的SDH環形網絡結構難以調整,傳輸通道難以規劃,無法適應網絡規模的擴展。在SDH網絡中,如果有一個區段需要擴容,哪就需要對整個環形網絡進行擴容。而網狀ASON網絡的升級擴容非常簡便,只需對那些需要擴容的鏈路進行擴容就可以了,僅需要增加板卡或者插槽就可以完成擴容,理想情況下能夠達到類似于計算機設備“即插即用”的功能。
作為一種新興的通信技術,ASON具有許多優點。當然,ASON技術目前也存在不足之處。主要體現為:技術、系統的成熟度和維護管理的可控度不高;控制功能的實現都是基于軟件實現,軟件故障將會影響整個網絡的通信和管理;對設備要求高;ASON標準協議不確定性導致存在互聯互通問題。
4.ASON在移動通信中的應用前景
當前移動傳輸網以話音業務為主,除傳統話音業務持續增長外,數據業務將會得到比較大的增長,光網絡需要承載的業務范圍更寬,種類更多。業務的增長對傳輸網絡提出了更高的要求。面對這種變化,原有傳輸網絡在容量、覆蓋能力及多業務處理能力等方面都有不足,亟需改建。此外,從長遠發展來看,傳輸網絡還需要具備更好的彈性及靈活性,即提供更高的網絡安全性、更靈活的業務調度及更完善的差異化服務提供能力。
我國通信網一開始采用環網結構SDH網絡,但是隨著業務量的增加和各種新業務的出現,原有的傳統的SDH網絡越來越不適應業務網的發展,特別是由于環型網絡所具有的靈活性和可擴展性較差、抗多點故障性能不佳、環網距離過長等缺點,已經無法適用移動通信業務的高速發展,而ASON卻能彌補SDH的不足。特別是3G移動網絡作為下一代移動業務網,它對基站接入傳輸的安全性要求更高,而且網絡傳送層的帶寬分布越來越不均勻,以及對維護要求的不斷提升。且在承載效率方面,3G業務的動態性和突發性更強,要求承載網能夠實現動態業務分配,并且要有很高的承載效率,更合理的利用帶寬資源。而ASON所具有的大容量、高可靠性、高靈活性、高擴展性、高維護性和多業務提供等優點正好滿足3G網絡的要求。ASON作為下一代光網絡中最重要的技術之一,在電路連接、無阻塞交叉處理的基礎之上,有機地融入動態路由控制,使傳輸網絡從靜態到動態,為3G移動網的發展提供有力的保障。
結語
傳輸網絡智能化肯定是無線通信網絡未來發展的方向,并且隨著移動通信業務的不斷發展和ASON技術的不斷成熟,ASON將會逐步取代現有的環形網絡。而且ASON所具有的優異的性能必將成為建設未來光網絡的首選技術。
參考文獻
[1]程世盛,翟天喜.ASON技術特點及其在下一代光網絡中的角色探討.信息技術,2007, 31(11):70~72,75.
[2].自動交換光網絡的結構與進展.光通信技術,2006,30 (5):22~23.
關鍵詞 發展;趨勢;通信;計算機網絡;計算機;信息
中圖分類號 TP393 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)121-0198-01
1 計算機網絡的定義
計算機網絡的最簡單定義是:一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。
從廣義上看,計算機網絡是以傳輸信息為基礎目的,用通信線路將多個計算機連接起來的計算機系統的集合。一個計算機網絡組成包括傳輸介質和通信設備。
從用戶角度看,計算機網絡是這樣定義的:存在著一個能為用戶自動管理的網絡操作系統。有它調用完成用戶所調用的資源,而整個網絡像一個大的計算機系統一樣,對用戶是透明的。
一個比較通用的定義是:利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統和通信設備按不同的形式連接起來,以功能完善的網絡軟件及協議實現資源共享和信息傳遞的系統。
2 通信系統定義
通信系統是用以完成信息傳輸過程的技術系統的總稱。現代通信系統主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導引媒體中的傳輸機理來實現,前者稱為無線通信系統,后者稱為有線通信系統。當電磁波的波長達到光波范圍時,這樣的電信系統特稱為光通信系統,其他電磁波范圍的通信系統則稱為電磁通信系統,簡稱為電信系統。由于光的導引媒體采用特制的玻璃纖維,因此有線光通信系統又稱光纖通信系統。一般電磁波的導引媒體是導線,按其具體結構可分為電纜通信系統和明線通信系統;無線電信系統按其電磁波的波長則有微波通信系統與短波通信系統之分。另一方面,按照通信業務的不同,通信系統又可分為電話通信系統、數據通信系統、傳真通信系統和圖像通信系統等。
3 計算機網絡與通信系統結合的發展前景
計算機通信網絡是計算機技術和通信技術相結合而形成的一種新通信方式,主要是滿足數據通信的需要。它將不同地理位置、具有獨立功能的多臺計算機、終端及附屬設備用通信鏈路連接起來,并配備相應的網絡軟件,以實現通信過程中資源共享而形成的通信系統。它不僅可以滿足局部地區的一個企業、公司、學校和辦公機構的數據、文件傳輸需要,而且可以在一個國家甚至全世界范圍進行信息交換、儲存和處理,同時可以提供話音、數據和圖像的綜合,具有人的發展前景。計算機通信革命帶來以下這些重要事實:數據處理設備(計算機)和數據通信設備(交換傳輸設備)之間不再有本質上的區別。數據通信、話音通信和視頻通信之間也不存在本質上的區別。單處理器計算機、多處理器計算機、局域網、城域網和遠距離網絡之間的區別也日趨模糊。這些趨勢導致了計算機產業與通信產業的日趨融合,從元器件制造到系統集成皆是如此。另一影響是發展了能夠傳輸和處理各種類型數據和信息的集成系統。不論是技術本身還是制定技術標準的組織,都被迫向能夠完成各種通信的單一的公用網絡系統發展,通過這種網絡能夠簡單且統一地訪問到全世界的信息源和各種信息。
4 從系統觀點分析計算機網絡系統與通信系統的界定
計算機網絡通常是由計算機與通信相結合而形成的系統。計算機與通信也都是系統,他們既可能是一個相對獨立的系統,又可能是計算機網絡這個更大系統中的一個要素,所以計算機網絡系統與通信系統之間存在既有聯系又有區別的復雜關系。
根據系統觀點,系統是由具有一定功能、相互間有一定聯系的多個要素組成。所以研究不同系統之間的區別,首先要研究系統功能的差別。對于人造系統而言,其主要環境因素就是使用該系統的或該系統為之服務的“用戶”。所以系統基本功能通常又可歸結為系統想使用它的用戶所提供的基本服務功能。基于系統的這些基本概念,我們首先來看通信系統與計算機系統的區別是明顯的,因為通信系統的基本功能主要是提供信息傳輸服務,而計算機系統的基本功能則主要是提供信息處理服務。當然,我們也要注意到,在現代通信系統內部,實際上也常包含一些進行信息處理的功能部件,如數字程控交換機、通信控制器等;而在計算機內部也存在一些進行信息傳輸的部件,如內部總線、I/O通道等。這些都屬于系統的內部結構或子結構功能。我們在界定不同類型系統時不妨把系統的內部結構看成為“黑匣子”,而主要看他們對“用戶”環境所提供的基本服務功能的差別。“黑匣子”方法是系統分析的一個重要方法。
從系統觀點來看,計算機網絡系統雖然是由計算機與通信結合而形成,但已不是計算機與通信的簡單相加,也不是計算機或通信系統的簡單擴張和延伸。事實上,由計算機和通信相結合而產生的計算機網絡系統無論它的系統功能或系統結構,從一開始就已產生許多新的質的變化。例如,在通信支持下的資源共享和分布處理功能已遠不是不聯網的計算機群所能做到的。而在資源共享和分布處理功能基礎上構造的各種計算機網絡應用系統則又進一步把遙控、雷達等信息采集技術,自控機床、機器人等信息控制技術,以及分布數據庫等信息存儲技術等各種信息技術都不斷綜合到計算機網絡這個大系統中。這使計算機網絡具有綜合信息采集、處理、傳輸、存貯和利用控制功能的綜合特征,計算機網絡的“用戶”,也越來越從專業計算機用戶擴展到社會各行各業的非計算機專業人員。顯然,計算機網絡系統的這種更廣泛的綜合信息功能,既不是計算機系統,也不是通信系統所能比擬和代替的。
5 計算機網絡與通信系統融合趨勢分析
信息技術通常是指對人自然信息功能進行擴張或增強的技術,人的自然信息功能包括眼、耳、鼻等的信息采集功能;大腦的信息存貯和處理功能;神經、肌肉等信息傳輸功能等,這些人的自然信息功能載人這個信息系統中本來就是緊密有機的聯系在一起的。因此,作為增強和擴張人自然信息功能的各種信息技術,雖然在初期發展過程往往從簡單的單項信息功能開始,但逐步向著綜合的方向發展,以適應人與人類社會對信息綜合需求的自然特征。到了計算機與通信結合形成計算機網絡,則使信息采集、處理、存貯、傳輸和利用等五大自然信息功能通過現代可能基礎上形成的各種信息技術在全球人類社會這個更寬廣的空間綜合起來,這將是一場更深刻的信息技術革命。