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Communications and Network 網絡通信
ISSN Print: 1949-2421
ISSN Online: 1947-3826
Aims & Scope
CN, a quarterly journal, dedicates to the latest advancements in communications and network technologies. The goal of this journal is to keep a record of the state-of-the-art research and promote the research work in these fast moving areas.
1、通信技術問題
這主要是由于網絡故障引起的瀏覽器無法正常運行上網、網絡通信中斷等問題。對這樣問題的解決辦法則是通過運行網絡故障修復的診斷命令或者根據提示的故障原因報修等。除此之外,計算機網絡通信常常提示計算機設置錯誤等,則應該根據實際狀況進行設置即可。
2、網絡通信安全
網絡通信安全問題越來越成為人們頭疼的問題,尤其是計算機網絡在電子商務、電子銀行、電子購物等B2C、B2B領域的發(fā)展,使得計算機網絡安全問題越來越受到關注。網絡信息安全問題的出現(xiàn),很大程度上是由當前技術發(fā)展過快、人們保護信息意識較差等原因造成的。這樣的問題,雖然給計算機網絡通信帶來了一定的障礙,但是卻可以在短時間內解決。
二、新時期計算機網絡通信技術的發(fā)展趨勢
1、多網融合技術
由于當前社會手機終端的發(fā)展、平板電腦的出現(xiàn),在很大程度對傳統(tǒng)筆記本或家用電腦產生了沖擊。在這樣的背景下,移動網絡技術、光通信技術以及多媒體通信技術的融合發(fā)展,成為了人們在新時期新時代下的新要求。利用光通信技術的快速、移動通信技術的便利性以及多媒體技術的多樣性等優(yōu)勢,融合成為一種快速、便利、多樣的新技術,這樣不僅可以滿足人們對移動通信技術的要求,也可以促進人們在工作、生活中辦公的效率,大大提升人們由于計算機網絡通訊不便、不暢所帶來的工作效率低下等問題的解決效率。而且,還可以滿足不同人群、不同地點對計算機網絡通信的不同要求,一舉多得。
2、無線通信技術的跨越
在新時期網絡通信的改革中,人們對于網絡通信技術發(fā)展的便利性提出了越來越高的要求,因此,計算機網絡技術向無線通信技術的發(fā)展越成為了必然的趨勢。目前,無線通信技術主要是指WiFi技術,包括中國電信的chinanet、中國移動的CMCCauto等。這些率先使用無線通信技術的移動通信公司,在很大程度上是借鑒外國無線通信技術,缺少獨立自主的開發(fā)。所以,完成無線通信技術的消化吸收,完成無線技術的跨越,成為了擺在當前網絡通信技術公司的嚴峻問題。把無線網絡技術的發(fā)展作為基礎設施來建設,把便利性提高,惠澤民眾,使得社會的發(fā)展更加得益于此,也是當前無線網絡通信公司所要解決的重大問題之一。
3、移動通信技術的革新
現(xiàn)如今,移動通信技術的發(fā)展正在由2G向4G跨越。然而,就目前的狀況來說,對4G移動網絡通信技術的追求,是為了保護三家移動通訊巨頭的市場占有率,并沒有真正的做到方便民眾,而是作為營銷的策略才進行的通信技術革新。因此,在未來的移動網絡通信中,如何做到通信技術革命真正的有益于使用者,這才是移動網絡通信所需要解決的首要問題。
三、結語
1.引言
將多個Wave文件或多路Wave數據同時在Wave設備上輸出,就可同時聽到多個不同的聲音,達到混音的效果。如果是將多個不同端點的話音數據經局域網絡傳輸到達某一個端點再經該端點的Wave設備輸出,就能同時聽到多個人的話音,從而實現(xiàn)局域網絡中多方的話音交談。
在網絡上實現(xiàn)話音交談,特別強調實時性,要盡量保證話音的平滑、連續(xù),因此為了保證話音數據連續(xù),減少話音數據存儲帶來的延時,在具體實現(xiàn)中,話音的錄制和播放都不采用文件的形式,錄制和播放的話音數據都存在緩沖區(qū)中。在Windows系統(tǒng)中,一般情況下,高層Wave接口函數無法直接播放緩沖區(qū)中的話音數據,而必須用底層函數來實現(xiàn),常用的是WindowsAPI中的Wave函數。將Wave數據在Wave設備上輸出使用的是WaveOutWrite函數,但是該函數不支持多路Wave數據的同時播放,為了能達到多路Wave數據同時播放的效果,對緩沖區(qū)中多路Wave數據進行必要的預處理后,再提交給Wave輸出設備播放。實現(xiàn)原理如圖1所示。
圖1多路Wave混音的實現(xiàn)原理
2.實現(xiàn)原理
實時地混音,就是將多路Wave數據進行相互疊加處理到另一個目的緩沖區(qū),最終將該目的的緩沖區(qū)提交給Wave輸出設備。
將每一路Wave數據作為一個單獨通道,分別從每個通道取一數據片段,把取得的幾個數據片段相互疊加,然后存進另外一個目的緩沖區(qū)中。為了便于處理,緩沖區(qū)通常采用數組的形式存放Wave數據。
如果話音數據,采用采樣頻率1025Hz,8位單聲道的數據格式,那么一秒的話音數據量為11025個字節(jié)。
為了達到實時的效果,目的緩沖區(qū)通常都設置比較小,大約可存放1/8秒的話音數據量,對于前述的話音格式,目的緩沖區(qū)的大小為11025/8=1375個字節(jié)。
下面具體看一下Wave數據以數組形式存放時的混音過程。如圖2所示。
圖2多路Wave數據的疊加過程
假設有4路Wave數據,目的緩沖區(qū)的大小為1378,混音子函數調用為Mixer(lpDest,rgpCDdata,4,1378)。
下面給出混音子函數的實現(xiàn)。其中l(wèi)pDest為目的緩沖區(qū),rgWaveSrc為多路Wave數據源,iNumWaves為Wave數據源的通道數,wLen為目的緩沖區(qū)長度。
Voidmixit(LPSAMPLElpDest,LPSAMPLErgWaveSrc[],intiNumWaves,WORDwLen)
{int,,iSum;
WORDctr;
ctr=0
While(wLen)
{
iSum=128;/*靜音時數值為128*/
for(I=0;I<iNumWaves;I++)
iSum=iSum+*(rgWaveSrc[]+ctr)-128;
PEG(int)0,iSum,(int)225);/*對轉換結果處理*/
*lpDest++=iSum;
ctr++;
wLen--;
}
}
注意一點的是對于單聲道數據一個字節(jié)表示一個采樣值,采樣值在0-255之間,各個通道的對應Wave數據相加后,就會溢出,還需要將相加結果轉換成0-255之間的數值。
將該目的緩沖區(qū)中的Wave數據經WaveOutWrite函數輸出,就能同時聽到四個不同的聲音,當Wave輸出設備播放完目的緩沖區(qū)中的數據便返回,請求用戶提供更多的Wave輸出數據,因為Wave輸出設備只能輸出提交給它的Wave數據;另外,對Wave數據進行混音還需要一定的時間,因此當提交一個目的緩沖區(qū)中的數據給Wave輸出設備后,就必須馬上混疊另一段Wave數據來提交給Wave輸出設備,作為下一個輸出的數據緩沖區(qū),避免聲音輸出的中斷,后一個目的緩沖區(qū)提交后被輸出設備放入輸出隊列中,當第一個目的緩沖區(qū)中輸出完畢后再輸出它的數據,當輸出設備在輸出第二個目的緩沖區(qū)的數據時,又能將第三段數據混合進第一個目的緩沖區(qū)中,然后重新提交,直到提交完所有的Wave數據,那時就將停止輸出。在實際應用中目的緩沖區(qū)的數要多個,一般為3至4個,圖3給出了混音、提交的完整過程。
3混音、提交過程
3.特殊情況的處理
上面討論了混音及播放的一般過程,但在實際應用中,還需要到對一些特殊情況進行處理。
各通道中待混音的Wave數據長度不同。
...
圖4各通道中的Wave數據長度不同
這種情況是指當前要混音的某一通道中的聲音片段數據比Wave混音器所定義的緩沖區(qū)長度要小,這時該路被采樣的聲音沒有足夠的數據與Wave混音器中的數據相混疊。
對于這種情況,采用以下的方法可以有效地解決,主要包括三步:
a)Wave混音器在混音前首先判斷是否有這種情況出現(xiàn),如果出現(xiàn),Wave混音器必須確定該Wave通道中所能被采樣的數據長度;
b)按照該通道所能被采樣的數據長度,將該路的數據與其它多個通道中的數據相混疊存入Wave混音器的目的緩沖區(qū)中;
c)停止對該通道Wave數據的采樣混疊處理,只采樣混疊其它通道中的Wave數據,存入Wave混音器目的緩沖區(qū)的余下部分。
因為在接下來的采樣混音過程還會出現(xiàn)相同的情況,所以必須重復上述a-c的步驟,直到Wave混音器的緩沖區(qū)填充完畢或再沒有可填充的數據為止。這時將該Wave混音器的目的緩沖區(qū)提交給Wave輸出設備。
當播放混音數據時又有新的一路Wave數據要求混疊并且被播放。
當前正在播放Wave混音器中一個已經混疊的目的緩沖區(qū)中Wave數據,這時又有一路聲音要求馬上混疊并且被播放。
這種情況處理起來比較復雜。多路Wave數據經過混疊,存儲到目的緩沖區(qū),該目的緩沖區(qū)中的Wave數據在提交給輸出設備前,是確定時長的。當有新的一路Wave數據要求加入時,Wave混音器必須要能確定目的緩沖區(qū)中的Wave數據已經播放到什么位置了,同時通知Wave播放設備當前所播放的Wave數據以及Wave設備播放隊列中的所有Wave數據不再有效,然后從該時間點起,重新采樣混疊各通道中余下未播放的Wave數據,采樣混疊過程中加入新的一路要求混疊的Wave數據,將重新混疊的Wave數據提交給Wave輸出設備,所有這一切必須在很短的時間完成,要不然用戶可能聽到聲音有中斷現(xiàn)象出現(xiàn)。而且這種方法中該重新采樣的時間點比較難定。
因此,對于這種情況還可以采用圖2所示的方法來處理,也能達到同樣的效果。這樣Wave混音器不用中斷Wave輸出當前所在播放的數據,只要重新處理一下Wave設備播放隊列中的Wave數據便可以了。
在混疊下一個目的緩沖區(qū)中數據時,包含進新的Wave數據。這種方法有一定的延時,延時的時間長度為,從重新混疊的數據提交到Wave設備的播放隊列中算起,直到該緩沖區(qū)的Wave數據被播放開始為止。如果定義輸出隊列的長度3個緩沖區(qū),那么延時的長度最長也就2個緩沖區(qū)中的Wave數據播放長度,要是緩沖區(qū)的長度設置的非常短的話,這種延時一般是不容易聽出來的。
播放過程中中止其中某一路Wave數據的播放。
當正在播放多路Wave數據時,在某一通道中的Wave數據還未播放完成前,要求中止該通道中Wave數據的播放。對于這種情況的處理,與前面提到的情況(2)相似。Wave混音器首先確定當前緩沖區(qū)中Wave數據已經播放到什么位置,同時通知Wave播放設備當前所播放的Wave數據以及Wave設備播放隊列中的所有Wave數據不再有效,然后從該時間點起,重新混疊余下的未播放的Wave數據,但在采樣混疊過程不包括要求去除的Wave數據。
同樣當前播放位置的確定比較困難,所以實際中解決的方法基本同第二種情況中方法2相同,不過在進行后續(xù)的采樣混疊過程不是加入新的Wave數據,而是去除某一指定通道中的Wave數據。
4.結束語
該方法已經在實際中使用,因考慮到網絡中數據流量和系統(tǒng)的性能要求,話音數據的錄制與播放都采用了8位單聲道的格式,對于立體聲16位Wave數據的混音處理較復雜,有待作進一步的研究。
參考文獻
《MicrosoftCorporation.MicrosoftWindowsMultimediaProgrammer''''sReferce》MicrosoftPress1995
【關鍵詞】網絡通信;安全;技術
1.網絡通信安全內涵
網絡通信安全內涵可由不同角度作出解釋,國際組織定義網絡通信安全為信息的可用性、完整性、可靠性及保密性。而從一般意義層面來講,計算機網絡通信的可靠安全性主要指依據網絡特性借助安全措施與技術有效預防計算機網絡通信中的操作系統(tǒng)、硬件、軟件應用與數據信息等遭到不良破壞威脅,杜絕非法用戶對相應服務的竊取。即借助各類安全措施技術預防計算機網絡通信遭到人為因素或自然因素的破壞,進而確保網絡通信系統(tǒng)的持續(xù)正常服務運行。由網絡運行具體環(huán)節(jié)來講,網絡通信安全包含傳輸數據信息安全、設備安全、用戶安全識別等。
2.影響網絡通信安全的主體因素
2.1軟件、硬件設施問題
網絡通信中一些軟硬件系統(tǒng)為了管理方便會預留某些遠程終端便于控制登錄的通道,這樣便給病毒攻擊者、黑客入侵者帶來了可乘之機,其可利用該類漏洞展開入侵攻擊。同時較多軟件在初期設計階段中雖然盡可能多的考慮了各類安全因素,然而在長時間的服務運行后還會出現(xiàn)較多缺陷與漏洞問題,一旦發(fā)現(xiàn)該類問題軟件商會采用補丁方式進行漏洞彌補,或新一輪軟件版本對舊版本中包含的風險或問題進行糾正。同時一些商用軟件源程序會為了令形態(tài)完全公開化或部分公開而令別用用心的不法分子找到容易進攻竊取的漏洞并展開威脅攻擊。上述因素均會令網絡通信系統(tǒng)面臨嚴重的影響及安全威脅,并破壞了其運行的秩序性與可靠性。
2.2人為破壞影響及TCP/IP協(xié)議問題
網絡通信運行中相關計算及管理人員、安全技術人員由于欠缺必要的安全意識令人為破壞對系統(tǒng)安全的影響日益加劇。一些不法分子、黑客會利用竊取賬號、密碼手段采用合法身份入侵網絡,展開有目的的竊取、惡意篡改攻擊,對數據信息進行破壞,進而對網絡通信造成了較大的安全威脅。互聯(lián)網絡的基礎協(xié)議為TCP/IP協(xié)議,其在設計上注重實效因而難免忽略了對安全因素的綜合考量,這是由于安全因素的引入會提升代碼量,進而令TCP/IP協(xié)議的運行效率有所下降。因此可以說該協(xié)議本身設計層面就包含較多安全隱患問題。而較多基于該協(xié)議的應用服務,例如FTP服務、電子郵件系統(tǒng)服務等也會由于該因素的影響而不同程度包含安全問題,并被對協(xié)議較為了解的別有用心之人所利用。
3.網絡通信安全技術發(fā)展應用
3.1數據加密技術
作為數據核心安全技術的數據加密技術在當前數字貨幣、電子商務、網絡通信、電子銀行等業(yè)務中得到了廣泛的應用,其具體加密過程即是由明文向密文轉變的過程。相對于加密的環(huán)節(jié)為解密,即將密文恢復為明文的具體過程,兩類環(huán)節(jié)均需要通過密碼算法得以實現(xiàn)。數據加密技術在網絡通信中的應用可促進各項數據通信、網絡平臺應用的安全高效,通信雙方可在其安全保護下令信息不被泄密或破壞。同時該技術還可對軟件實施加密,當加密程序自身受到病毒感染便無法檢查出數據或程序是否包含數字簽名或被加過密,因此應確保該類檢查機制的保密性,并將該加密技術應用在殺毒軟件或部分反病毒軟件之中。對網絡數據庫實施加密具有現(xiàn)實必要性,這是由于數據通信傳輸中存儲系統(tǒng)與公共信道較為脆弱,因此可應用數據加密技術實施保護。傳統(tǒng)保護數據庫方式為設定訪問權限及口令,該類問題解決關鍵在于對數據的自身加密,這樣一來即便數據丟失或泄漏也較難被破譯。因此數據加密技術對于系統(tǒng)內部與外部的安全管理尤為重要。隨著數據加密技術的飛速發(fā)展,還應促進其與VPN技術的有效結合,令數據以密文形式在互聯(lián)網上實現(xiàn)通信傳送,待其達到局域網目的路由器時,便會解密數據,進而令局域網用戶進行明文查閱,這樣一來便實現(xiàn)了局域網與廣域網的有效連接并確保了網絡通信數據傳輸的保密性與安全性。
3.2數字簽名技術與訪問控制機制
數字簽名技術是一種對網絡通信信息論證的科學方式手段,通過單向函數處理傳送報文,進而獲取報文認證來源并核實其是否產生變化。數字網絡通信中數字簽名技術成為一項認證技術的關鍵環(huán)節(jié),可良好解決偽造、冒充、否認、篡改等安全問題,確保傳輸信息進程中的可靠完整性,并為發(fā)送信息者提供身份認證,具有良好的不可抵賴性。當前數字簽名技術在網絡通信電子政務與商務中得到了廣泛的應用,發(fā)展技術相對較為成熟,且具有高度的可操作性,實踐應用中我們應采用科學化、規(guī)范化的程序方式鑒定簽名方身份,核準通訊信息內容,確保其真實性、安全性及不可否認性,進而實現(xiàn)良好的控制管理。另外網絡通信實踐運行中還應科學引入訪問控制機制,應用實體的能力、類別與標識確定相應權限,確保計算機網絡的可靠安全運行,建立絕對安全的操作策略與保障機制并有效預防非法入侵者的不良攻擊行為。
4.結語
網絡通信安全問題近年來普遍受到了人們的廣泛關注,安全的通信環(huán)境是信息化社會持續(xù)發(fā)展的必要保證,因此我們只有科學明晰影響網絡通信安全的主體因素,針對相關安全技術探討科學實踐發(fā)展策略,才能真正促進網絡通信系統(tǒng)的可靠安全運行并令其實現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。
【參考文獻】
(一)多樣性計算機網絡通信是計算機技術發(fā)展的必然產物,是通信技術的必然趨勢。計算機網絡技術通信依托于計算機技術、網絡技術、通信技術、信息技術的支持,依托于現(xiàn)代科技支撐,具有多樣性和多元化的特點。
(二)綜合性計算網絡機通信將計算機透過網絡連接起來,然后再實現(xiàn)通信和信息化處理,實現(xiàn)資源、信息、數據的共享,為信息需求者提供幫助和便利。綜合性是指計算網絡機通信必須要集合多種技術,形成技術集群。因此,綜合性是計算機網絡通信的顯著特征,也是不可或缺的要素。
(三)創(chuàng)新性計算機網絡通信是現(xiàn)代信息技術發(fā)展的極致。盡管如此,計算機網絡通信技術也時時刻刻發(fā)生著技術的創(chuàng)新與變革。在初期,網絡通信僅能實現(xiàn)區(qū)域間信息傳遞與流通;逐步成熟的廣域網技術為計算機網絡通信的創(chuàng)新和拓展提供了契機;3G無線網絡技術使計算機網絡通信技術迎來了一次大變革。由此可見,信息技術的發(fā)展推動了計算機網絡通信的技術創(chuàng)新。
二、計算機網絡通信技術的常見問題
計算機網絡通信問題主要表現(xiàn)在技術故障及通訊安全問題。通訊安全主要表現(xiàn)在信息的泄露、篡改、非法滲透、非法使用等方面,而技術故障往往是硬件連接和軟件設置問題。
(一)技術故障網絡技術故障診斷常用的命令有ping命令和ipconfig兩條。ping命令主要用來檢查本機到目標站點路由是否能夠通暢,ipconfig命令顯示IP協(xié)議的具體配置,查看主機名、節(jié)點類型、DNS服務器等信息。綜合運用這兩條命令可以診斷出網絡的常見故障。
(二)網絡通信安全問題網絡信息系統(tǒng)具有開放性、脆弱性和易受攻擊性的特點。網絡通信安全問題主要表現(xiàn)在信息容易被泄露、信息篡改、非法使用網絡資源、非法信息滲透、假冒等。互聯(lián)網的不安全因素主要來自硬件(電磁泄露、搭線竊聽等)和軟件(病毒感染、非法入侵、系統(tǒng)漏洞等)兩個方面。
三、計算機網絡通信的發(fā)展趨勢
(一)網絡融合技術的發(fā)展趨勢三網融合已經成為發(fā)展的必然趨勢,可以讓電信網、廣播電視網以及計算機網絡通信進行相互合作、兼容以及滲透,更完美的發(fā)揮各自的優(yōu)勢和功能,為用戶提供更高效率、更高質量的服務,合成一個全球的網絡通信,從而更好地實現(xiàn)全網絡范圍內的資源共享,大幅提高網絡效率、減低運行成本。
(二)無線通信技術發(fā)展趨勢無線通信技術是網絡通信改革的重要方。WiFi是無線通信市場的一個新開拓,使得網線網絡通信變?yōu)殚_放性、靈活性的無線網絡通信,得到了廣大用戶的認可,加大WiFi的研究和拓展力度將使無線通信得到有更好地發(fā)展。
(三)移動通信的發(fā)展趨勢在今后的發(fā)展中,對3G技術進行突破和改進依然是移動通信研究的主要方向。應不斷研究三種主流3G技術,使其向商業(yè)化方向進行發(fā)展。
四、結論
不法分子要想竊聽信息,盜用IP地址是第一步,所以,降低IP地址被盜的風險,做出及時有效的防范措施,是阻止信息泄露的有效措施。當前,要想使IP避免被盜取,普遍采取的方法是按照TCP/IP的結構及原理,對于不同層次運用不同的防范方法,主要有下列方式:
(1)嚴格控制交換機。對交換機進行嚴格的控制是預防IP被盜的最為有效也是最徹底的方法。由于TCP/IP結構當中的第二層是信息傳輸必經的位置,所以控制交換機的部位主要是TCP/IP結構的第二層,這也是最為有效的途徑。
(2)隔離控制路由器。這是按照只有AMC地址時,通過以太網卡的地址當中唯一不能被改變的,此種方法主要是定期對網絡當中的各個路由器ARP表進行掃描監(jiān)測,得到當前IP與MAC的關系并對照,對比其前后出現(xiàn)的兩種關系,若前后處于不一致的關系,相關訪問則為非法訪問,而非法訪問也會被及時制止,并阻止黑客竊取IP地址。
(二)保護通信信息應用加密技術
通常網絡通信安全由傳輸信息的過程當中安全控制盒信息存儲安排加以控制,對通信安全造成威脅的方式主要有信息在傳輸過程中被監(jiān)聽、監(jiān)聽過程當中盜用信息數據、信息傳輸過程當中遭到惡意修改、冒充用戶身份、信息發(fā)出時遭到阻擋。對于上述通信安全威脅,主要的應對措施便是對信息加密進行保護,信息加密技術主要包括對稱密鑰密碼技術(傳統(tǒng)密碼技術)與非對稱密鑰密碼技術(公鑰密碼技術)這兩種。我們常用的加密技術主要是傳統(tǒng)密碼技術(由序列密碼和分組密碼形態(tài)構成),它對于信息數據加密主要從鏈路層次、節(jié)點層次、端到端層次進行加密。
(1)鏈路層次加密。這是對兩個網絡節(jié)點的通信鏈路進行加密,對信息傳輸的各個環(huán)節(jié)嚴格進行加密,確保信息傳輸前與傳輸中,傳輸到達前及到達時的通信安全,使信息傳輸的每一步都成為秘密文件,覆蓋信息形式、長度,使得黑客無法分析數據并竊取。
(2)節(jié)點層次加密。這是安全性較高的加密,實際操作與鏈路加密較為相似性,共同點在于均是對所傳遞信息各個環(huán)節(jié)實施加密,不同點在于節(jié)點加密是對下個環(huán)節(jié)來加密,也要求前個環(huán)節(jié)傳輸信息時必須是加密的,但此方式較易使黑客攻擊成功,其安全性與防范性均不高。
(3)端到端層次加密。這是可以使傳輸的信息從源點至終點全程,均以秘密文件方式來傳輸。其傳輸過程當中不存在解密步驟,如文件在某環(huán)節(jié)被破壞、更改,后續(xù)文件傳輸也不會受到影響,后續(xù)文件處于安全狀態(tài),與其他加密層次對比,其加密的安全性更高。但端到端層次加密也存在著無法覆蓋源點至終點的傳輸缺點,發(fā)生黑客攻擊時較易被破解。
(三)完善網絡通信法律制度
局域網通信把分散系統(tǒng)通過一條公用的通信介質聯(lián)接在一起,適用于本身具有網絡通信接口或經過擴展后具有網絡接口的數控機床。數控機床通過網絡接口與車間局域網進行連接,能夠很好的實現(xiàn)數據傳輸和數據共享。此外,這種通信方式還具有高可靠性、高速率以及容易進行擴展[7]等優(yōu)點。數控設備列表,如表1所示。在需要進行網絡DNC通信管理的數控設備中,精雕機床和沈陽機床配備的數控系統(tǒng)都具有開放的網絡接口,FANUC數控機床也可以通過追加快速以太網板(FastEthernetBoard)擴展網絡通信接口。所以,為了避免異構組網[8]形式,同時鑒于現(xiàn)場總線和串行通信方式的局限性,本系統(tǒng)中采用基于局域網和TCP/IP協(xié)議的通信方式。
2、網絡連接總體方案
開發(fā)DNC網絡通信系統(tǒng)的長遠目標是實現(xiàn)數字化車間管理系統(tǒng)。面向多平臺網絡DNC通信系統(tǒng)的總體聯(lián)網方案,如圖1所示。該方案采用工業(yè)以太網進行局域網間的通信,實現(xiàn)了多平臺數控系統(tǒng)的集成。向上,DNC主機通過基于以太網技術的TCP/IP協(xié)議轉換與校園主干網相連,實現(xiàn)與CAD/CAM中心的無縫連接。在車間設備層,DNC主機通過交換機與各數控設備相連,實現(xiàn)對精雕機床、沈陽機床以及FANUC機床的通信管理。在下層通信中,DNC主機與數控設備之間采用一對多的關系,即通過交換機或者集線器等設備,一臺DNC主機可與多臺數控設備進行通信,這樣的聯(lián)網結構控制簡單、便于整個系統(tǒng)的管理和擴展。
3、DNC網絡通信軟件的開發(fā)
DNC網絡通信系統(tǒng)由通信軟件和通信網絡兩部分構成。通信網絡主要包括DNC主機、通信接口、數控設備以及數據傳輸介質等,通信網絡的建立是實現(xiàn)DNC網絡通信的基礎。通信軟件安裝在DNC主機上,完成加工程序的上傳、下載管理以及數控機床信息的實時采集等功能,通信軟件的開發(fā)是整個DNC網絡通信系統(tǒng)的關鍵。
3.1軟件架構和工作流程
采用C++語言,在Qt4.8.6環(huán)境下創(chuàng)建操作管理界面。操作管理人員通過系統(tǒng)操作管理界面層,調用動態(tài)鏈接庫(DLL)文件與底層數控設備進行數據傳輸和信息共享,實現(xiàn)人機交互通信。工作流程圖,如圖2所示。DNC網絡通信軟件采用雙線程的工作方式使文件傳輸與信息采集相互獨立,通信過程互不干涉。系統(tǒng)的主線程為機床信息采集線程,該線程主要完成機床運行狀態(tài)、報警信息、程序信息、主軸和刀具信息、以及機床文件信息的讀取任務。當收到程序傳輸命令后,程序傳輸線程啟動,機床信息采集線程和程序傳輸線程同時進行,程序傳輸結束,程序傳輸線程自動斷開。
3.2通信軟件開發(fā)
3.2.1DNC主機與精雕數控機床的通信
精雕數控機床的通信接口為標準C接口,在使用時需要將庫函數NcMonIO.dll、NcMonIO.lib及頭文件NcMonInterface.h復制到工作目錄下并在項目文件中添加對頭文件和庫函數的引用。通信的建立需要通過調用函數CreateJDMachMon()和函數ConnectJDMach()創(chuàng)建機床監(jiān)控對象,并與精雕數控機床之間建立連接。建立通信后,調用庫函數讀取機床報警信息、加工時間、主軸進給、主軸轉速、坐標、程序狀態(tài)、程序號、和當前刀具號等各種機床狀態(tài)信息,還可獲得最多1024個的加工程序列表。精雕系統(tǒng)文件傳輸流程圖,如圖3所示。精雕數控系統(tǒng)文件的傳輸是以一個完整的文件形式進行的,不需要對文件進行分割等操作。如從機床上下載文件到DNC主機,需要調用函ReceiveFile(),只要輸入機床端文件和本地文件的完整名稱,就可以把機床文件下載到DNC計算機上。通信結束調用函數DisConnectJDMach()和DeleteJDMachMon()斷開通信系統(tǒng)與數控機床的連接,同時調撤銷已經建立的機床監(jiān)控對象。
3.2.2DNC主機與FANUC數控機床的通信
FANUC(0i-MC系列)數控機床提供的FOCAS2[9]應用程序接口為C++接口。同精雕機床和沈陽機床相比,FANUC數控機床在通信時不僅要引用主要負責應用程序與數控機床數據讀取的Fwlib32.dll庫文件,還要引用負責實現(xiàn)DNC主機與數控設備之間的TCP/IP通信庫文件Fwlibe1.dll。實現(xiàn)與FANUC數控機床通信首先要調用cnc_allclibhndl3()函數,分派數據庫句柄,并使用指定的IP地址連接CNC。與FANUC數控機床連接成功后就可以調用FOCAS提供的大量函數,實時讀取機床的狀態(tài)信息,并管理加工文件。在程序傳輸實現(xiàn)方面,FANUC系統(tǒng)不像精雕系統(tǒng)那樣按完整文件的形式傳輸,而是以文本的形式傳輸,文件傳輸流程,如圖4所示。與其它數控系統(tǒng)不同,FANUC0i-MC系統(tǒng)在調用某些函數時,需要對相應的機床參數進行設定,才可以讀取到正確的數據,如調用函數cnc_rdngrp()和cnc_rdlife()讀取刀組號、刀具號和刀具壽命信息時,需設置機床參數8132#0為1。通信結束要調用函數cnc_freelibhnd(l)釋放函數庫句柄指針。
3.2.3DNC主機與沈陽數控機床的通信
沈陽機床是基于.net技術的通信接口庫函數,C++調用.net庫有COM、CLR等多種技術,這里采用COM的方式。在編程之前使用Regasm.exe注冊C#代碼實現(xiàn)的DncClient_Com.DLL文件,然后將庫文件DncClient.dll、DncClient.lib和頭文件DncClient.h復制到工作目錄下,并在項目文件中添加對文件的引用。通信的建立首先要通過DncClient::II5MachinePtrpi5來創(chuàng)建機床監(jiān)控對象。在初始化I5通信類后,使用connec(t)函數連接到遠程i5數控系統(tǒng),連接成功后,可直接訪問i5通信類的屬性即可獲得機床運行狀態(tài)、理論坐標、實際坐標、刀具號以及工件加工時間數量等相關參數當前值。通信結束,要調用disconnec(t)函數斷開到遠程i5數控系統(tǒng)的連接。目前沈陽機床通信接口暫未開放文件傳輸函數接口,所以不能實現(xiàn)加工文件的傳輸以及對機床文件的管理功能。
4、實際應用
應用面向多平臺的DNC網絡通信軟件可以與精雕、沈陽和FANUC三種不同系統(tǒng)的數控設備進行通信,傳輸、管理數控文件,采集、監(jiān)控數控設備基本信息,具體表現(xiàn)如下。上傳、下載數控加工文件將在CAD/CAM中心生成的數控加工程序快捷、準確的傳輸到相應的數控設備中,也可將數控機床上的加工程序下載到DNC主機中,對加工程序進行統(tǒng)一的備份管理。管理加工文件可在DNC主機端瀏覽數控機床端的文件,也可對其進行查找、刪除、重命名等管理,如圖5所示。采集、監(jiān)控數控設備基本信息在DNC主機端能夠采集、監(jiān)控數控設備的狀態(tài)信息、坐標和程序信息、刀具和主軸信息等數控設備運行基本信息。以FANUC數控機床為例,通過圖5和圖6比較,表明面向多平臺的DNC網絡通信系統(tǒng)可以實時、準確的采集、監(jiān)控數控設備的基本信息。
關鍵詞:互聯(lián)網通信;技術;安全;分析
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.116
目前,隨著科學技術在人類世界的迅猛發(fā)展,互聯(lián)網已經成為人們學習和工作不可或缺的技術手段,但是,互聯(lián)網在給人類帶來便利的同時,也為人類帶來了很大的安全隱患。人們利用互聯(lián)網進行傳輸信息,但是,在這個傳輸的過程中,信息也有可能遭到破環(huán)或者盜竊,因此,保障互聯(lián)網安全至關重要。
1 網絡通信技術概述
網絡通信技術就是利用互聯(lián)網進行通信的一門技術,主要包括有線數據通信技術和無線通信技術。
1.1 有線數據通信技術
有線數據通信技術大體上包括三類,這三類主要是數字數據網、分組交換網、幀中繼網,接下來就對這三類有線數據通信技術進行簡要分析與概述。
數字數據網屬于有線數據通信技術的一類,數字數據網主要是由光纖、數字微波、衛(wèi)星等這些工具發(fā)出來的數字信號和數字交叉復用設備組成的一種網絡,所以,這種網絡被人們統(tǒng)一稱為數字數據網,這種數字數據網具有非常高的傳輸速度,如果再將多個電路集合在一起,其速度可以達到原來速度的n倍。
分組交換網也是屬于有線數據通信的一類,分組交換網主要是采用存儲―轉發(fā)的方式進行工作,其主要組成部分為分組交換機、遠程集中器和傳輸設備等,各個部分協(xié)作分工,共同完成任務。分組交換網的工作原理大致為:首先由用戶通過互聯(lián)網發(fā)送報文,然后這些報文就會被互聯(lián)網內部程序截成含有一段段數據的數據段,之后這些數據段又會被互聯(lián)網內部程序強制加上一些控制信息,然后再形成一個群體,最終在互聯(lián)網上進行數據傳輸。而且,分組交換網的最突出的優(yōu)點就是其可以供多個用戶共同使用,因為分組交換網的程序就已經開通了多個虛擬通道,所以,分組交換網就已經利用他的這種可以同時多人使用的優(yōu)勢擴散開來,但是其網絡性較差造成了他的局限性。
幀中繼網也是屬于有線通信技術的一類,而且他是在分組交換網技術的基礎上逐漸發(fā)展起來的,具有很強的實用性,主要就是用來處理更大更長的數據組,然后進行集中保存并進行傳輸。另外,值得注意的是,幀中繼網不僅傳輸速度比較快,而且還具有穩(wěn)定、可靠、操作方便的功能,十分值得人們利用和進一步發(fā)展。
1.2 無線網絡通信
無線網絡通信又被大家成為移動數據通信技術,他是在有線通信技術的發(fā)展基礎上發(fā)展起來的,具有很廣大的發(fā)展前景。無線網絡通信與有線通信技術相比,具有很大的優(yōu)勢,首先,有線通信技術需要依靠一些實物,比如電纜之類的東西,而無線網絡通信只需要依靠無線電波進行數據傳輸,具有很強的實用性,不會受到各種傳輸介質的限制,給人類帶來了很大的便利性,很好地幫助人類實現(xiàn)了移動狀態(tài)下的實時通信,具有很強的靈活性與便利性,也符合人們的喜好,相信未來無線網絡通信技術會有很好的發(fā)展前途。
無線網絡通信技術主要包括WIMAX通信技術和IEEE802.15.4/ZigBee通信技術,這兩類通信技術不僅有較強的安全保證,而且具有很強的便利性,可以很有效地防止非法用戶的入侵和秘密信息的盜竊。
2 網絡通信技術安全性分析
隨著計算機網絡的迅速發(fā)展,計算機網絡已經成為人們主要用于辦公、生活的工具,人們的生活、學習和工作已經離不開計算機,但是,在計算機網絡安全方面還是仍然存在著很大的安全隱患,這些安全隱患不僅影響著人們的學習、生活和工作,也影響著人們的身心健康。目前,人們所受到很大困惑的計算機問題主要包括技術故障問題和通訊安全問題,這些問題涉及到人們的信息安全、信息隱蔽和信息假冒等問題,要解決人們所擔心的這些問題,首先就需要提高網絡通信安全問題,網絡防火墻就是一種很有用的設備,而且也是目前人們使用的最為廣泛的設備。
2.1 網絡通信安全問題
網絡通信安全問題是人們在使用互聯(lián)網的過程中最關注的問題之一,這些通信安全問題主要有:被竊聽或者詐騙、被盜取信息或者損壞、TCPIP服務很脆弱等。在互聯(lián)網上被竊聽的主要原因就是將以太網的接受模式設置成混合型,從而導致大量信息被竊聽。現(xiàn)在,解決這些問題的非法就是設置一些查殺病毒軟件,采用防火墻設備,或者是用一些硬件來建造防火墻等。
2.2 防火墻
防火墻,顧名思義,就是將網絡中的信息進行篩選然后再允許用戶進行訪問的一種安全設備,這種安全設備主要用于一些不可信任的網絡之間進行傳輸信息的過程中。
防火墻主要分為三大類型,有個人防火墻、網絡層防火墻和應用防火墻,在可信任的網絡和不可信任的網絡之間只要放置了防火墻,就可以起到很好的監(jiān)管控制的效果,不僅可以防止外部不良信息的入侵,而且可以降低網絡的風險問題。所以,我們就可以在現(xiàn)實生活中利用防火墻來解決安全問題。
3 小結
總而言之,網絡通信技術的發(fā)展與我們人類的生活密切相關,他不僅可以推動人們生產水平和生活質量的提高,而且可以很便利地解決我們現(xiàn)實生活中遇到的很多問題,所以,我們需要不斷地在發(fā)展網絡通信技術的過程中,不斷地提高其安全程度,解決人們遇到的安全問題,降低網絡通信的安全風險問題。
參考文獻
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正在快速進步,這種形勢下的網絡通信也獲得了推廣。最近幾年,通信技術呈現(xiàn)出快速發(fā)展的整體趨勢,各地陸續(xù)構建了覆蓋面更廣并且更實用的通信網絡。在新型技術的推進下,網絡通信正在走入生活,成為平日生活不可缺乏的部分。網絡通信包含了根本的技術原理,在具體運用中也包含多層次的技術要點。完善網絡通信,就應當明確網絡化的整體設計方案,因地制宜選擇最合適的通信手段和技術。只有這樣,才能構建信息互通和信息分享的渠道,便于資源的共享。
1網絡通信技術
信息化背景下,網絡通信技術是指在網絡輔助下的信息搜集、信息處理以及共享。借助網絡設備,可以處理各類的信息,這些信息通常包含了文字性以及圖形性的兩類信息。經過先期的搜集,再進入信息處理的流程和步驟。通過這種方式,就可以共享實時性的網絡信息。從性能角度來看,網絡通信具體包含了物理網、支撐網以及業(yè)務網的三個層次。在這其中,物理網構成了根本的基礎,屬于實體網絡,例如用戶端等;支撐網可以維持各類業(yè)務的順利展開,能夠控制信號并且檢查實時的信息,在整體上確保了各階段的網內服務質量;業(yè)務網容納了多層次的業(yè)務,因而構成通信網的重點。現(xiàn)今的時期內,各行業(yè)以及各領域都接受了網絡通信,這種通信方式在根本上改進了原先的業(yè)務方式,從而也突顯了推進作用。在通訊領域中,4G的新型手機網絡已經被創(chuàng)造出來,提高了日常通信的整體質量。由此可見,現(xiàn)實生活不可缺乏網絡通信的輔助,網絡通信也讓業(yè)務的開展變得更加便捷。
2具體技術內涵
近些年,信息技術正在加快發(fā)展。在這種趨勢下,網絡通信也逐步受到了各行業(yè)的認可,人們逐漸感覺到網絡通信給平日生活帶來的便捷。具體而言,網絡通信技術可以劃分為數據通信、通信模塊以及通信介質這樣的三部分。在這三部分中,傳輸的媒介即為通信介質,介質可以作為載體用來傳輸信息。通信介質包含了有線和無線的兩類,有線介質例如光纜、電纜或雙絞線;無線介質通常為電磁波、紅外線或是衛(wèi)星通信。從網絡傳播來看,通信介質能夠影響到整體的傳輸實效以及傳輸質量,因此相關人員有必要格外重視介質的安全性。對于通信模塊來講,它能夠融合語言信息以及相關的數據信息,同時也整合了各區(qū)域的用戶。在這種基礎上,提高了實時性的通信成效。例如:在PLC技術支撐下,可以選擇電力線這種載體作為通信的支撐。相比來看,電力線具備快捷的優(yōu)勢。在傳輸信息時,可以選擇特定范圍內的傳輸頻帶。進行調制之后,就可以進入后期的傳輸過程中。PLC方式下的通信和傳輸都需要調制信號,在這之后再去還原信號。通過局端的調節(jié),外部設備就可以接收特定的信號。
3現(xiàn)實的技術應用
進入新時期后,各行業(yè)的整體技術水準都在快速提升。與之相應,網絡通信也覆蓋了更廣的范圍,便于人們的日常溝通。網絡帶來了便捷,同時也有序調配了信息,服務于各行業(yè)的生產。詳細而言,現(xiàn)實中的網絡通信包含了如下的應用要點:
3.1工業(yè)用的無線傳感器
在工業(yè)市場中,無線傳感器可以用來輔助通信,因而起到了必要的輔助作用。從結構來看,無線傳感網絡包含了內部的微型節(jié)點,這些節(jié)點共同構成了傳感網絡。在無線通信的支持下,自組織網絡表現(xiàn)出多跳的性質,可以感知信息、搜集信息并且處理數據。經過網絡處理后,接收端就可以明確特定的信息內容。利用傳感網絡,相關部門及其人員就能夠測定實時性的溫濕度,推測空氣成分等。在工業(yè)領域中,無線傳感器正在迅速普及和推廣。
3.2日常的家居應用
從目前來看,更多家庭選擇了網絡通信的相關技術。在居家生活中,網絡通信也帶來了便利。家庭所用的網絡通信需要借助線路來傳輸信號。信號被輸入后,解調器能夠給予處理。家庭只要安裝了特定的解調器以及傳輸線路,那么就可以享用網絡通信。為確保通暢的傳輸,小區(qū)內的各樓層通常都設有適配器。依照特定的賬號就能夠登錄網絡,可以節(jié)約資源并且減少了初期安裝的成本。因此,這種便捷的網絡安裝方式正在受到更多家庭的認可和歡迎。
3.3網絡輔助導航
在航海領域中,網絡通信也可用來輔助導航,為航行創(chuàng)造了方便。通常情況下,航程中缺少可以參照的目標物體,因而船只很容易走失。在救援過程中,也需要迅速定位精確的事故點。網絡通信可以用來解決航海中的定位難題。通過精確定位,就可以反饋實時性的定位信息。
4結論
面對信息化的新時期,整體社會范圍內的通信技術都獲得了提高,同時也趨向于普遍化。網絡通信具備了獨特的精準性以及實時性,因此也表現(xiàn)出自身的獨特優(yōu)勢。借助網絡通信的途徑和手段,各行業(yè)也能夠共享實時的信息資源,便于彼此的溝通。然而截至目前,網絡通信的配套技術仍沒能達到完善,有待長期的改進。在現(xiàn)實應用中,有必要不斷摸索經驗,服務于網絡通信整體質量的提高。
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