時間:2022-04-12 01:57:31
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇網絡通信論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.1建筑物的雷電侵害雷電是自然界的一個現象,主要是云層中積累的電荷被釋放出來,因為所儲存的電荷非常大,放電時會產生強大的電能,導致建筑物以及設施受到破壞。雷電的危害方式比較多:直擊、侵入、感電、球形雷等,直擊雷是云層內的電荷向地面建筑物進行放電而產生的。雷電的危害形式有幾種:直擊雷、雷電侵入、雷電感應、球形雷。直擊雷是云層電荷與地面建筑物進行放電而形成的。雷電侵入是雷擊產生的沖擊電壓沿線纜或管道傳播侵入室內的雷電波。雷電感應是由于雷電流的強大電場和磁場變化,在設備和線路產生的靜電感應和電磁感應而產生的過電壓過電流形成危害。球形雷是一種游動的發光帶電體,可從門窗、煙囪等通道侵入室內,擊毀接觸之物。
1.2計算機網絡通訊系統的感應雷侵害產生雷擊的時候,電荷所蘊含的電能被釋放出來,由于散流電阻產生出局部的高電壓,在放電的時候,脈沖電流因為附近的金屬和導線等發生了電磁感應,形成高電壓。高電壓是建筑物以及室內的設施主要的威脅,所以我們在采取防雷措施的時候,需要針對感應雷來進行處理。通信線路如果在空曠的地方比較突出,那么就有較大的幾率在發生雷電現象的時候,被雷電所擊毀。即便是電纜被埋在地下,當直擊雷沖擊時,強電壓也能夠穿透突然進入到線路內部。平行鋪設的電纜被雷擊中后,會在附近形成高電壓,導致與其相連的設備被損毀。
2.計算機網絡通信系統的雷擊防護
2.1防護雷電的主要方式有隔離、疏導、等位、消散。疏導是將強大的電流引入大地,我們比較熟悉的避雷針就是這樣的防雷方式。隔離則是通過隔離的方式來讓雷電不影響到被保護的物體。等位是將多物體地連接置于同一電位以保護物體。消散是用消雷裝置釋放異性電荷中和雷云電荷,阻止雷電的形成。
2.2電源系統的防雷建筑物如果有避雷針,那么其直擊雷的危害基本上能夠避免,但是直擊雷所形成的電磁場對于電子設備而言仍然是較大的危害,所以我們還需對電流過電壓對計算機網絡的損害進行防護,通過設置防雷裝置,將電流進行分散,限制壓力,避免計算機系統受到影響。
2.3網絡通信線路及接口的防雷通信線路的防雷要點與供電線路相同,需要對建筑物外所架設的通信網絡給予注意,對于已經處于架空狀態的線路安置保護套管,將進入室內前的端位金屬殼接地,光纖線路可不用進行防雷處理。雖然電源供電和網絡線路等外接線路上安裝了防雷保護裝置,但由于雷擊發生時巨大的電磁場,會在500米范圍內的網絡傳輸線路感應極強的過電壓,因此在網絡通信線纜接入設備前,特別是跨越房間、接近窗口和由室外引入的雙絞線到網絡設備之間,均需接入信號避雷器進行瞬態過電壓保護,保護與之相連的網絡設備。由于信號避雷器是串接在通信線路中,所以信號避雷器選擇時除要考慮防雷性能指標外,還必須滿足信號傳輸帶寬、傳輸損耗、接口類型等網絡性能指標的要求。
2.4設備安裝箱柜防雷設備安裝箱柜的防雷,主要是將箱柜金屬殼體鏈接接地,宜采用單獨、多點分別就近接地,在設備安裝箱柜的隱蔽位置打孔去漆,再使用銅質螺釘鏈接接地線即可,它可以有效的防止周邊雷擊電場、大電流感應造成二次損毀的擴大。
2.5地電位反擊的防范要消除地電位反擊危害,通常采取的措施:一是作等電位連接,用金屬導體將兩個金屬物體或接地體相互連接起來,使雷電接閃時電位相等;二是使可能電位反擊的兩個物體之間隔離或保持一定的安全距離。三是采用聯合接地網,消除各地網之間的電位差,保證設備不因雷電的反擊而損壞。機房接地能夠給機房提供較好的安全性,也是防雷設施的一項基礎工作,使用聯合接地網,讓所有的防雷接地設施都連接一個接地裝置,設備就可以單獨的連接附近的地網,聯合接地網能夠避免不同地方的電位上升帶來的影響,避免了電位差,讓機房接地系統的防雷效果進一步得到了強化。
3.結束語
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表進行掃描監測,得到當前IP與MAC的關系并對照,對比其前后出現的兩種關系,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聽、監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密碼技術(由序列密碼和分組密碼形態構成),它對于信息數據加密主要從鏈路層次、節點層次、端到端層次進行加密。
(1)鏈路層次加密。這是對兩個網絡節點的通信鏈路進行加密,對信息傳輸的各個環節嚴格進行加密,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節實施加密,不同點在于節點加密是對下個環節來加密,也要求前個環節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,如文件在某環節被破壞、更改,后續文件傳輸也不會受到影響,后續文件處于安全狀態,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,發生黑客攻擊時較易被破解。
(三)完善網絡通信法律制度
在利益的驅使下,部分不法分子企圖通過不合法的網絡系統攻擊方式對網絡通信進行人為的攻擊從而獲取大量的網絡資源。這些“黑客”的攻擊不僅出現在商業管理終端等能夠獲取大量經濟利益的領域,甚至還可能出現在個人的計算機中獲取個體用戶的信息,給用戶的信息安全造成重大隱患。應該客觀認識的是,我國網絡通信在人們生活水平不斷提升及通信方式變革的背景下發展速度一日千里,但是作為保障的信息安全維護工作卻與網絡通信的發展現狀存在較大差距。再加上網絡通信管理部門對于網絡通信信息安全認識不足、網絡通信管理制度不健全等問題也加劇了網絡通信信息安全隱患,甚至給整個互聯網通信系統帶來安全隱患,給不法分子以利用的機會。正是基于當前我國網絡通信中信息安全的嚴峻現狀及在這一過程中所出現問題的原因,筆者認為,不斷加強網絡通信技術革新與網絡通信制度建設,充分保障網絡通信信息安全是時展的必然要求。
2保障網絡通信信息安全的途徑
2.1充分保障用戶IP地址
由于黑客對用戶網絡通信的侵入與攻擊大都是以獲取用戶IP地址為目的的,因此,充分保障用戶的IP地址安全是保護用戶網絡通信安全的重要途徑。用戶在使用互聯網時也要特別注意對自身IP地址的保護,通過對網絡交換機的嚴格控制,切斷用戶IP地址通過交換機信息樹狀網絡結構傳遞被透露的路徑;通過對路由器進行有效的隔離控制,經常關注路由器中的訪問地址,對非法訪問進行有效切斷。
2.2完善信息傳遞與儲存的秘密性
信息傳遞與信息儲存的兩個過程是當前給網絡通信信息安全造成隱患的兩個主要途徑,在網絡信息的存儲與傳遞過程中,黑客可能會對信息進行監聽、盜用、惡意篡改、攔截等活動以達到其不可告人目的的需求。這就要求用戶在使用網絡通信技術時要對網絡信息的傳遞與儲存環節盡量進行加密處理,保證密碼的多元化與復雜性能夠有效甚至從根本上解決信息在傳遞與儲存環節被黑客攻擊利用的威脅。當前在網絡通信過程中用戶可以選擇自身合適的加密方式對自身的信息進行加密處理,而網絡維護工作者也要根據實際情況加強對信息的加密設置。
2.3完善用戶身份驗證
對用戶的身份進行有效的驗證是保障網絡通信信息安全的另一條重要途徑。在進行網絡通信之前對用戶身份進行嚴格驗證,確保是本人操作從而對用戶的私人信息進行充分有效的保護。當前,用戶的身份驗證主要是通過用戶名與密碼的“一對一”配對實現的,只有二者配對成功才能獲得通信權限,這種傳統的驗證方法能夠滿意一般的通信安全需求,但是在網絡通信技術發展速度不斷加快的背景下,傳統的身份驗證方法需要新的變化,諸如借助安全令牌、指紋檢測、視網膜檢測等具有較高安全性的方法進一步提升網絡通信信息安全水平。此外,在保障網絡通信信息安全的過程中還可以通過完善防火墻設置,增強對數據源及訪問地址惡意更改的監測與控制,從源頭上屏蔽來自外部網絡對用戶個人信息的竊取以及對計算機的攻擊。加強對殺毒軟件的學習與使用,定期對電腦進行安全監測,從而確保用戶自身的信息安全。
3結語
1網絡通信系統的風險性主要來源
在網絡通信系統中的硬件組建方面的質量安全隱患通常來源于網絡通信系統中的設計工作,其主要表現在硬件安全方面,因為是原有硬件的因素,運用軟件程序來進行處理的方式效果不是非常的明顯,實際應該在管理工作上來強化人工不久的措施。所以說,在繼續寧硬件選購和硬件制作的過程中,應當快速的解決或者是最大程度上去消除這方面的安全隱患問題的產生。在網絡通信系統中的軟件風險方面,風險性產生的主要來源是軟件工程中的設計問題,在對軟件進行設計的過程中,不經意的疏忽大意將會使得網絡通信系統產生安全性的漏洞,軟件的設計長度過大或者是存在一些不必要的功能,這些都將可能導致網絡通信系統中軟件的組建出現脆弱性,在進行軟件設計的過程中,不遵循信息系統的標準安全等級。
2通信與網絡協議
在當前網絡通信協議中,因為不能做到直接和異構網絡的連接實施通信,所以說,專用的網絡與局域性的網絡相互之間的通信協議一直存在一定的制約性和封閉性,封閉性的網絡相比開放式的因特網在安全強度方面較高,第一就是可以從外部的網絡或者是站點直接攻入到系統內部的可能性被有效的降低,但是我們從協議的分析中可以發現,截取的問題與信息的電磁信息出現泄漏的問題仍然比較頻繁;還有就是專用性的網絡其本身具有比較成熟和較為完善的身份識別、權限的劃分好以及在訪問過程中的安全控制等安全體系。
2.1信息系統中出現的威脅
威脅就是指在阻礙或者是對某一項命令完成的阻礙,或者是降低了真實存在的和潛在的力量以及在完成使命的能力方面的總稱。安全性的威脅通常就是指對系統形成危害的故意行為或者是營造出一種環境的威脅性。威脅性的產生可以具體分成故意性、偶然性、主動性以及被動性來實施分類。故意性威脅:就是針對檢測可以從運用易行的監視軟件來隨意的實施操控,對網絡通信系統的知識實施針對性和精心的策劃與攻擊,一種故意的威脅要是得到了切實的實現,那么我們就可以認為這是一種故意威脅的行為偶然性威脅:偶然性威脅就是指拋出所有的不利的威脅,其中就包含了操作上的事物、網絡通信系統軟件出現錯誤以及網絡通信系統出現故障等。主動性威脅“就是指對網絡通信系統以及設計到系統內部所含有的各方面有效信息的盜取和篡改,或者是對系統的操控狀態的變更。
2.2網絡通信系統風險在空間上的分布
網絡通信系統中風險性在不同的區域有著不同的分布狀況,當信息從信息源發送到信宿需要經過九個區域,因為信息系統的風險性是其中資源或者是信息系統的實現,其中的安全性的具體要求過程當中存在不確定性的因素,為了方便對系統風險實施分布,可以通過指標坐標系圖來體現。
3結束語
通過對網絡通信系統的風險分析和評估,從中我們可以看出因為信息系統風險的開放性和計算機網絡系統的重要性,使得當前網絡通信系統遭受到很多方面的風險,經常出現一些惡意性的破壞、外部的非法授權侵入到私人的信息系統當中,來盜取用戶的信息,還有的是因為用戶個人的操作不當,這些因素對計算機網絡通信系統都產生了較大的風險,消除或者是降低網絡通信系統中所存在的問題,對我國信息化的長遠發展起到了促進和保障性的作用。
作者:伍銳 單位:重慶海事局通信信息中心
1.1設備設計存在缺陷
當今網絡通信安全問題產生的主要原因就是服務器等裝置在設計之初就存在漏洞,極其容易被黑客利用?;ヂ摼W服務以TCP/IP協議為主,雖然這種協議較為實用,不過其可靠性不強,在使用過程中的安全無法得到有效的保證。網絡上的各項線上服務都是基于這兩種協議進行的,因此諸如電子郵件服務和WWW服務都處在非常不安全的環境中,非常容易受到侵害。
1.2網卡信息泄露
互聯網的信息傳輸技術是點對點的,信息在不同的子網絡之間進行傳輸,這種結構在連接方式上表現為樹狀連接,不過主機仍舊在局域網中運行,若信號從位于局域網內的主機上發出,那么處于該局域網中的每一臺主機都能夠接受到這一信號,不過以太網卡并不相同,它有自身的特點,當主機接收到新信息,原始信息就會被接收端自動丟棄,同時停止上傳返回數據,正是這一特性留給了黑客機會,他們可以通過搭線的方式來接收信息,網絡通信過程中除了以太網卡存在這樣的竊聽漏洞,其他類型的網卡同樣存在各種容易被竊聽的漏洞。
1.3管理人員自身問題很多通信信息泄露事件中,都存在著一個共性,往往負責管理網絡通信的人員自身沒有一個良好的安全意識。防火墻對于安全來說非常重要,但是很多網站往往忽略這點,放寬了權限設置,使得訪問者擁有許多不必要的權限,弱化了防火墻的作用,黑客甚至會從內部人員處得到許多信息,原因就在于網站對于內部人員的訪問限制過寬。
1.4惡意攻擊頻發
由于網絡在中國起步較晚,相應的法制建設還不夠完善,基本的網絡道德觀念還沒有在眾多網民心中形成,因此就出現很多心懷不軌的人利用網絡系統來進行滲透或肆意攻擊他人,竊取各類信息數據資源,謀取不正當的經濟利益。
2網絡通信安全隱患產生的原因
2.1客觀原因
2.1.1網絡系統穩定性設計。現今人們的生活工作都需要借助計算機來完成,幾乎沒有人能夠不依靠計算機來進行工作和生活,所以保持系統的穩定運行顯得尤為關鍵。計算機網絡通信面臨著各類不同的挑戰,比較常見的就是不明緣由的停電、火災、自然災害等,這都需要計算機網絡系統在設計之初就對這類情況進行考慮,若在設計階段忽視了不合理方案或技術,會導致投入使用后出現無法想象的安全問題。
2.1.2硬件設計不合理。設備硬件直接決定了機器的性能,若對于硬件的設計沒有過關,那么在實際使用時就會出現各種各樣的問題。若驅動的設計不符合規范,信息數據就會有泄露的風險,被他人截取利用后承受巨大的經濟損失。若顯卡設計不當,最常見的問題就是計算機在使用過程中不時出現屏幕宕機現象,強制停止運行,這回對用戶造成不便,可能造成信息丟失和泄漏。
2.1.3系統自防能力欠缺。由于網絡系統在設計上的局限性,導致了安全功能模塊的缺失,增設的安防系統過于簡單,使得使用過程中極其容易遭受攻擊,攻擊者可以輕松地繞過防護系統,從而導致計算機運行很容易被惡意攻擊,那么用戶的個人信息(賬號和密碼)就被暴露在他人面前,無法保證個人的隱私,甚至會出現財產損失。
2.2主觀原因
2.2.1電力問題及其火災。突然的停電或者火災會嚴重干擾計算機的正常運行,人們往往來不及采取措施,系統運行的數據與信息很容易在這個時候丟失,可這類突發況恰恰是無法避免的。因此,最好的措施就是養成隨時保存的習慣,做好備份,以防止出現突發狀況來不及反應,最大程度保護自己的信息不受損失。
2.2.2惡意入侵。網絡的不斷發展讓人們享受到了更加快捷方便的生活,拓寬了人們的視野和知識面,不過同時也產生了諸多安全問題。網絡給了黑客一個肆意攻擊的平臺,一旦受到惡意入侵,就會使人們的生活和工作無法正常進行。網絡上的仍和一個位置都可能是黑客的陷阱,這些陷阱存在于郵件、軟件或者網站上,一旦掉進陷阱,計算機就會面臨著入侵的危險,嚴重的就會導致整個電腦的癱瘓,內部信息和數據泄漏,出現無法估計的損失。
2.2.3病毒感染。病毒有廣泛的攻擊對象,一旦在一處成功,就會呈指數級擴散,蔓延的速度非常驚人,好比傳染病一樣侵害一大批用戶。計算機病毒在傳播時具有廣泛、快速的特征,一個網絡一旦出現病毒,極短時間內就會出現網速變慢的現象,部分嚴重的計算機網絡甚至會出現大面積終端癱瘓的現象,信息和資料都會丟失,對于個人來說,隱私權會受到侵害,對于公司企業來說,可能造成巨大的經濟損失。
3網絡通信安全防護措施
互聯網技術在不斷更新,而同時面臨的威脅也愈發嚴重,對通信安全的要求也越來越高,因此人們趨向于營造出一片自由安全的網絡通信環境。所以,為了解決網絡通信過程中的信息安全問題,最大程度降低對由于信息泄露造成的損失。一般情況下常用的解決措施有以下幾點。
3.1提高系統穩定性
網絡系統的設計階段時至關重要的,需要根據實際需要來進行充分分析,權衡網絡通信的各個細節和薄弱點,保證網絡系統在各種情況下能夠穩定運行,同時還應當在有可能受到病毒攻擊的位置設防,做好防御工作。對于運行在計算機上的軟件進行定期查毒,對于新安裝的軟件必須先通過病毒攔截系統的檢查,爭取將病毒在系統外殺滅。有必要的情況下還可以設置系統分區,將隔離出來的高危文件或未知文件預先放在分區進行處理,防止這些文件侵害網絡系統。
3.2改善運行環境
計算機內部有許多非常精密的組件,要保證計算機的正常高效運行就必須要求計算機擁有良好的運行環境,對隨時可能發生的突況進行預防,因此應該對電腦線路進行定期的檢查,仔細排查電路的問題,做到對隱患的及時發現和消除。重視計算機防雷工作,避免電腦的運行環境中存在磁場干擾,使計算機不受外界自然條件的影響或侵害。
3.3設置訪問權限
通常,有關網絡通信的安全性主要有信息傳輸的安全控制與信息存儲的安全控制。常見的安全問題主要可分為以下幾類:(1)信息傳輸過程被竊聽;(2)數據盜用;(3)冒充用戶身份;(4)惡意修改消息;(5)惡意信息攔截。一般都可以通過信息加密的方式來進行保護。主流的信息加密技術可以分為對稱密鑰加密和非對稱密鑰加密兩種。前者指的就是傳統類型的加密技術,應用較為普遍,常用于一般信息的加密,后者也叫做公鑰密碼技術。傳統類型的加密技術通常由序列密碼和分組密碼組成。實現信息數據加密的途徑主要是鏈路層加密、節點級加密和端到端的加密。
3.4完善相關的網絡法律制度
一套完整的法律體系能夠極大地保證網絡行為的規范化。由于我國網絡技術尚處于發展初期,一些相關的法律制度還不夠健全,當前應當完善網絡法律法規來及時規范人們的網絡行為,阻止各種網絡犯罪,保證整個網絡通信的安全。
4結束語
1.1計算機網絡通信技術簡析計算機網絡通信技術是將計算技術和通信技術有機的整合的結果,按照一定的協議固定進行計算機之間的網絡信息數據傳輸。計算機網絡通信技術是通過通信衛星或光纖等介質的有效連接,促進網絡資源共享,并對數據資源進行管理和維護[1]。計算機網絡通信技術包括三個方面的內容:數據通信,主要是通過傳輸媒體對信號進行傳輸,是一種科學的、高效的信號傳輸方式;網絡連接,是一種科學技術,將各種通信設備進行連接,并形成一個有規律的結構體系;通信協議,主要是指對網絡通信協議結構體系的闡述以及體系結構中具體細節的分析規定。科技的進步使計算機技術和通信技術的有機統一,促進了網絡資源的共享,促進工作效率提高,促進計算機技術的進一步發展。
1.2計算機網絡通信技術的應用優勢計算機網絡通信技術具有運行速度快、應用功能多樣化以及數據傳輸網絡化與數字化等優勢。網絡通信技術的應用,能夠將不同區域內的網絡數據信息進行溝通連接,促進網絡資源的共享,并促進現代辦公自動化的實現。計算機網絡通信技術能夠將計算機與各種移動設備有效連接,并應用通信技術實現實時的動態監測,實現動態資源的高速共享。
2網絡服務體系搭建
2.1網絡服務體系的網絡結構分析
(1)物理層。物理層是網絡服務體系中的基礎結構。網絡結構中的物理層實質上是真實介質與虛擬系統連接的一個中樞介質,通過物理通訊介質進行網絡數據信息的傳輸反饋,屬于整個結構體系的搭建基礎。
(2)應用層。應用層是網絡服務體系中加強與用戶溝通的結構層次。應用層主要負責網絡結構體系中的服務功能,是網絡服務的基本結構[2]。用戶通過應用層進行網絡數據的瀏覽使用,例如,通過網站瀏覽圖片或文字,都是應用層范圍。
(3)鏈路層。鏈路層是網絡服務體系中保證數據傳輸的結構層次。鏈路層通過結構關系上的連接,進行各層次結構之間數據信息的溝通和傳輸,鏈路層沒有連接時,則不會產生應答服務。
(4)網絡層。網絡層是網絡服務體系中的主導結構。網絡層能夠對整體的網絡通信進行監測和管理,能夠對某個網絡連接進行拆除,當然根據需要也可以重新建立網絡連接。同時網絡層也具有對網路通信進行檢查的功能,對網絡出現的異常情況進行準確分析和解決,達到網絡維護的作用。
(5)傳輸層。傳輸層是網絡服務體系中的處理結構。傳輸層從某個角度來看與網絡層有著部分相似的功能。傳輸層主要負責處理部分基礎性的問題,與物理網絡是分開使用的關系。傳輸層對整個網絡系統進行準確的檢測,對出現的系統錯誤進行查找,并有效解決該問題。傳輸層能夠促進網絡運行的更加安全,保證網絡通信的平穩性。
(6)會話層。會話層是網絡服務體系中的傳送結構。會話層通過鏈接應用,進行數據間的高速傳送。傳送工作的數據形式有能力數據、加速數據、特權數據以及其他的常規數據。
(7)表示層。表示層是網絡服務體系中的數據信息處理結構。表示層的主要功能是對會話層對數據傳送過程中出現的問題進行查找,并及時處理出現的數據信息問題。
2.2搭建網絡服務體系網絡服務體系的搭建主要包括對硬件設備的連接和網絡結構體系的連接。硬件的連接過程是指對計算機相關的網卡、集成器以及路由器等設備的連接,形成外部硬件服務體系的搭建。網絡結構體系的連接屬于軟件設備的連接,根據各層次結構的功能和特點進行有效的服務體系搭建。
3結語
大多數高校采用統一的考核方式和一致的考核標準,即期末閉卷考試方法。這種考核方法只重視課堂理論教學而忽視實驗教學,造成學生理論與實踐脫節的現象。學生通過期末考試,只能說明學生掌握了計算機網絡的基本原理,但在實際應用中不能學以致用。以學生實際能力為出發點,轉變傳統的課程考核方式,完善計算機網絡課程考試方法。計算機網絡是實踐性較強的課程,為了能夠真實地反映學生的理論水平、動手能力及創新精神,必須采用一種積極有效的考核評價體系[4]。學生最終成績的評定分為三個部分:期末考試成績、平時表現和實驗成績。為了鼓勵學生的個性發展以及培養其創新意識和創造能力,需要加大實驗環節在課程考核總成績中的比例。實驗成績占總成績的30左右,實驗成績評定來源于出勤、學生實驗時的表現、實驗成果、實驗報告等。經實踐證明,這些改革舉措確實對教學起到了積極的促進作用。
2網絡通信平臺實驗教學設置
網絡通信實驗平臺包含IPV4/V6基礎實驗臺、無線實驗臺、防火墻實驗臺、VPN實驗臺、入侵檢測實驗臺、融合通信實驗臺和協議原理分析實驗臺等設備。下面以VPN實驗臺為例,采用“教師指導下的以學生為中心”的教學模式,讓學生對實驗設備實際操作,培養學生理論與實際相結合的能力,以及分析問題、解決問題的能力?!癐PSecVPN路由模式配置”是近年來設計的一個教學案例,經過了教學實踐的檢驗,并取得了較好效果。實驗采用分組進行的方式,1~3名學生為一小組,并確定一名學生為組長,學生分工協作,在教師的指導下完成。首先,教師給學生講授相關的VPN工作原理、IPSec協議;然后,學生以團隊形式合作,人人動手實驗;最后,針對學生實驗過程中遇到的問題,教師單獨講解輔導。銳捷VPN實驗臺是集成了VPN、防火墻、入侵防御和流量控制技術的軟硬件一體化專用安全設備,有效地實現了“主/被動安全防御”的完美結合。經過簡單配置即可方便地在企業總部和分支機構、移動用戶以及合作伙伴之間建立安全的信息傳輸通道,對傳輸的數據進行有效的安全保護。VPN(virtualprivatenetwork)即“虛擬專用網絡”,是指利用加密技術在公用網絡平臺上安全地傳輸私有數據,從而形成不受地域限制,僅受統一網絡管理和控制的專用網絡。IPSec是指IETF以RFC形式公布的一組安全IP協議集,其基本目的就是把安全機制引入IP協議,通過使用加密的安全服務確保在Internet協議網絡上進行保密而安全的通信。
2.1IPSecVPN路由模式配置實驗
本實驗以IPSecVPN系統為研究對象,配置路由模式,分析基于IPSec的VPN系統中的隧道、加密、解密等關鍵技術。實驗需求:局域網A和局域網B,兩端都使用固定外網IP上網,兩端要建立IPSec來實現互訪。實驗采用如圖1所示的拓撲結構進行環境配置。實驗步驟為:1)VPN1的配置(1)配置內網用戶能正常訪問Internet。配置VPN1接口IP、定義本地用戶網段、配置內網訪問外網的地址轉換規則。(2)配置IPSec。配置隧道:添加設備(預共享密鑰:123456)、添加隧道(通信策略:“3DES+HMAC_MD5”)。VPN1添加IPSec隧道如圖2所示。2)VPN2的配置同配置VPN1一樣,配置內網用戶能正常訪問Internet、配置IPSec。VPN1、VPN2配置完成后,驗證實驗結果。如圖3所示,隧道協商狀態顯示為第二階段協商成功,說明IPSecVPN隧道建立起來了,局域網A和局域網B兩端內網可以互相通信。
2.2設計綜合實驗,培養學生創新能力
計算機網絡課程是一門應用性很強的學科,要注重培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。在實驗教學改革中,從告訴學生“是什么、怎么做”,改變為由學生主動思考“為什么這樣做、怎么做、做的結果如何”,讓學生發揮創新精神,自主設計實驗[5]。計算機網絡實驗分為三個層次:基礎性實驗、擴展性實驗和綜合設計性實驗[6]。基礎性實驗多為驗證性實驗,驗證網絡技術的相關原理;擴展性實驗可供學生選做,以拓展學生的實驗技能;綜合設計性實驗多由教師通過提出問題、設立情景,鼓勵學生思考并形成合作團隊、自主設計實驗。例如,“小型Internet網絡方案的規劃與設計”實驗,要求學生針對實驗需求,自行組織團隊,設計一個小型網絡,培養學生綜合運用網絡基礎知識,查找網絡技術資料,設計和組建小型網絡系統的能力[7]。在學生進行網絡設計的過程中,教師輔助指導,學生分工合作,設計網絡拓撲結構,制定網絡布線方案,選擇網絡設備類型,并給出路由器和交換機的配置文件。通過這類實驗,鼓勵學生獨立自主學習,合作討論,發現問題,解決問題,從而引起學生探究科學的興趣,更好地激發學生的創新能力。
3師資隊伍的建設
計算機網絡課程要求授課教師除具備較扎實的計算機軟硬件技術、通信技術基礎外,還要求教師有較為豐富的網絡工程和網絡技術實踐經驗。因此,加強師資隊伍的建設,提高教師的業務水平非常重要。師資隊伍的建設,可以從以下三個方面展開:(1)通過選派優秀人才前往國內外知名大型軟件企業學習、培訓,達到師資培養的目的;(2)鼓勵和支持教師從事計算機網絡相關的科研項目研究;(3)通過實驗平臺開發與研制,將教師的教學思想和教學經驗融入實驗平臺的開發過程中,可以進一步提高實驗教學的質量與效果。這些方法有助于讓教師在良好的教學實驗環境中得到鍛煉和培養,使教師的教學水平踏上新的臺階。
4結束語
1.無線傳感器網絡概況
傳感器網絡實現了數據的采集、處理以及傳播這三種功能,并且和通信技術、計算機技術共同構成信息技術的三大支柱,無線傳感器具有網絡規模大、自組織、網絡動態性以及可靠性等特點[2]。無線傳感器網絡是一種基于特定應用的系統,對于不同的應用有不同的系統設計,目前實用的無線傳感器網絡系統比較少,并沒有一種統一的標準來定義無線傳感器網絡的架構,無線傳感器網絡作為目前信息領域新的研究熱點,涉及多學科交叉的研究領域,網絡傳感器網絡的關鍵技術有網絡拓撲控制、網絡協議以及無線通信技術等,一般主要應用于軍事、環境監測以及民用等方面,并且引起了各界的廣泛關注。
2.無線傳感器網絡通信協議研究
無線傳感器網絡自身比較脆弱,容易受到強大攻擊點的破壞,由于體積比較小,所帶的電磁量也有限,傳感器各層通信協議涉及應把節能和性能放在同等的位置,可以給傳感器硬件限制加密機制,以保護無線傳感器的安全性能。無線傳感器網絡的安全和一般網絡是一樣的,都需要解決機密性、完整性以及安全管理等問題,這些安全問題在網絡協議的各個層次中都應該充分的考慮,可以進行加密管理或者是身份認證,要加強研究防攻擊術,全面保證無線傳感器的安全。我們將從物理層協議、數據鏈路層協議以及傳輸層協議和應用層協議對無線傳感器網絡通信協議進行研究。物理層協議研究涉及無線傳感器網絡采用的傳輸媒體[3]、頻段選擇和調制方式,目前主要采用的傳輸媒體有無線電和紅外線等,無線電傳輸是目前的主流方式,但是需要解決頻段選擇、節能的編碼以及調制算法設計這三個方面的問題,和無線電傳輸相比,紅外線傳輸不需要復雜的調制和解調機制,接收器電路也比較簡單,并且單位傳輸功耗較小,但是這種傳輸方式不能夠穿透非透明物體,所以智能在一些特殊的DSN系統中使用。數據鏈路層協議可以分為拓撲生成和信道接入方式這兩種,拓撲生成分為平面結構和層次結構,在平面結構中所有的網絡節點都是處于相同的平等地位,是不存在任何等級和層次差異的,所以也可以稱為對等式結構,這種結構比較簡單,不用進行任何結構的維護工作,也不容易產生瓶頸效應,具有較好的健壯性[4]。層次結構和平面結構是相互對應的,層次結構的拓展性比較好,并且便于管理。信道接入方式有三類,固定分配類和隨機競爭類以及混合類。由于DSN自身在通信可靠性方面存在著一定的弱點,導致在實現傳輸層協議的傳輸控制時面臨著較大的困難,目前對于傳輸控制主要集中在錯誤恢復機制,并且對于這方面的研究也比較少,如何在拓撲結構和信道質量動態變化下進行數據傳輸服務,將成為這一行業研究的重點。應用層協議和具體的應用場合環境密切相關,在具體的設計中使不可以通用的,也就是說必須要針對具體的應用需求進行設計,但是應用層的主要任務就是獲取數據并且進行初步的處理,這是所有場合中應用層的共同點。網絡節點實現數據采集計算或著是傳輸功能,都是需要消耗能量的,如果在短時間內不對產生的數據量進行處理而直接傳輸,將會造成網絡堵塞,建設網絡的壽命,也就是說在考慮采用高能效網絡通信協議和數據局部處理方法,是難以實現的。
3.結語
無線傳感器網絡很好的將傳感器技術、嵌入式計算機技術和分布式信息處理技術以及無線通信技術綜合在一起,并且能夠協調實時地進行檢測,感知和采集各種所需信息。由于無線傳感器網絡具有靈活、可擴展和快速部署等特點,在軍事、醫療以及環境等領域有較高的應用價值,應該要加強對這一技術的研究,并廣泛的應用到實際生活中。
論文摘要:網絡通信系統已經具備了一定的加密系統,而我們說到的是在原有的加密體系上,設計一種更加安全、有效的加密系統。該系統在原有的安全系統上將數據以三重IDEA加密,而密鑰則采用RSA加密,并用單向數字函數SHA—1實現數字簽名,從而確保了用戶在使用時更加的安全。本文主要介紹該系統的設計以及其應用。
一、網絡通信系統分析
目前網絡通信系統采用的協議都是TCP/IP協議,因此,在對網絡通信系統中傳輸的數據進行加密時主要研究的就是會話應用層。在數據形成的最初就將其加密不僅可以使數據在通過網絡傳輸的過程中更加的安全,還能夠避免在傳輸過程中需要進行加密的繁瑣。由此可見,在進行加密設計時首先必須將整個網絡通信系統的結構弄清楚,然后才可以根據網絡系統的結構設計出最適合該網絡的加密系統。
二、基于數據加密網絡通信系統的設計
為了確保網絡通信系統的安全,數據加密已經普遍的投入使用,也確保了網絡通信系統的安全。但是原有的數據加密網絡通信系統難免存在一些漏洞,因此,我們就在原有的數據加密網絡通信系統上進行了一些設計,從而確保數據的傳輸更加的安全、可靠。
(一)加解密模塊的設計。本系統是將對稱密碼算法和公鑰密碼算法相結合,使兩者的優缺點相互結合,以彌補各自的不足。對稱密碼算法具有加密速度快、加密強度高的特點,可以滿足大量數據的高效加解密;而公鑰密碼算法具有加密速度慢、加密強度高、密鑰便于管理的特點,因此,它可以對明文的密鑰進行加密。這樣就彌補了對稱密碼算法中密鑰不便于傳遞的缺陷。兩者結合,各取其優點,使之互補,能夠更便于網絡通信系統的加密。
(二)用外部CBC模型三重IDEA算法加解密。三重IDEA算法是分組密碼算法中比較優秀的算法,該算法的密鑰長為128bit,而且它還具有較好的抗差值分析和相位分析性,并且便于硬件和軟件的實現。
三重IDEA算法即是采用IDEA算法在三個密鑰的作用下對一個明文進行多次加密,在該算法加密的系統中所使用的三個密鑰必須保證相互獨立。假設所使用的三個密鑰為K1、K2、K3,明文為P,密文為C,用密鑰加密過后用EK表示,解密過后則用DK表示。因此,整個算法的過程的描述如下:
加密:C=EK3(DK2(EK1(P)));解密:P=DK1(EK2(DK3(C)))
CBC不是一種加密算法,而是一種算法的實現方式,是一種密碼模式。密碼模式不會損壞密碼算法的安全性,而CBC模式的應用主要就是在明文被加密之前將其與前面的密文進行異或運算。在一組明文分組被加密過后,其結果會被存在反饋寄存器里面,然后再進行下一組明文分組加密的時候,CBC模式就會先將這一組明文分組與前面加密過后的密文進行異或運算,然后將結果又存到反饋寄存器中,又將其與下一組明文分組進行異或運算,一直循環到明文分組加密結束。CBC模式采用這樣的方法主要就是為了將完全相同的消息加密成不同的密文消息,這樣就可以避免竊聽者采用分組重放的方式再進行攻擊。整個加密過程實現起來并不難,但是必須保證用于加密的密鑰相互獨立,而該系統所使用的密鑰是由系統的隨機函數產生的。
三、用RSA算法對密鑰加密
RSA算法的安全性與大數的分解難度是息息相關的。使用RSA算法求取密鑰的方法大致如下:首先,我們隨機的選擇兩個大素數P和Q;然后將兩個數相乘計算出模數,將兩個數分別減去1相乘,計算出歐拉函數Φ(n);計算出歐拉函數后選擇與其互素的正整數d,其必須滿足gcd(d,Φ(n))=1的條件;最后計算密鑰e,而其必須滿足的條件是d*e=1mod(Φ(n))。這些密鑰中e、n是公開的,而p、q、d則是保密的,e是公開的加密密鑰,d是秘密解密密鑰。
四、基于數據加密網絡通信系統的應用
該加密系統是基于Internet的C/S通信模型建立的,也主要是在該模型中使用。它主要是在應用層對數據進行加密、數字簽名或身份認證等運算,然后發送方再將數據用三重IDEA算法進行加密,用單向散列函數SHA-1實現數字簽名,并將三重IDEA的密鑰K1,K2,K3等信息用RSA算法進行加密,最后將加密完成的密文發送給接收方。而接受方在接受到信息后將會按照發送方加密的方式對數據進行解密,得到發送方發送的原文,然后進一步進行驗證。這樣,客戶端與服務器之間的通信就可以正常的進行了,從而保障了兩者之間通信的安全性。
基于數據加密的網絡通信系統在很多的領域都可以用到,它主要就是避免信息在傳輸的過程中被截取或是篡改,在需要用到通信系統的領域都需要使用加密系統,從而才能保障網絡中信息的安全性。加密系統是網絡通信系統必不可少的一個部分,也在網絡通信系統中將它的作用發揮的淋漓盡致。
五、結語
在信息急速發展的時代,網絡通信系統的安全是非常重要的,也受到了極大的重視。而為了保證網絡通信系統的安全,研究以及使用加密系統就顯得非常必要了。我們在文中談到的加密系統在進行測試的過程中確實實現了對數據加密以及數字簽名等功能。而網絡通信系統在不斷的發展,加密系統也將會不斷的發展。加密系統在網絡通信系統中也將其作用發揮了出來,并且隨著發展將會為網絡通信系統提供更加完善的安全保障。
參考文獻
[1]孟艷紅,秦維佳,辛義忠.基于數據加密的網絡通信系統的設計與實現[J].沈陽工業大學學報,2004,26(1):93-95
論文摘要:目前來看,信息脆性風險已經成為網絡通信系統亟待解決的問題。而要想更好解決網絡通信系統信息脆性風險,就需要采取有效的管理方法對信息脆性風險進行分析,以保證網絡通信系統正常運行,從而保證不同領域信息安全。本文主要從網絡通信系統信息脆性風險概況、網絡通信系統與脆性環境之間的聯系、網絡通信系統信息脆性風險評估等方面出發,對網絡通信系統的信息脆性風險評估進行分析。
隨著網通通信系統不斷的發展,不僅其規模越來越大,其復雜程度也越來越高,系統之間的聯系也逐漸密切起來。隨之而來系統的不確定性也越來越大,而系統的復雜性使得網絡通信系統易受環境的不確定性影響,從而使系統出現脆性風險,甚至給環境帶來一定影響。在這種情況下,有必要基于網絡系統脆性風險建立脆性風險評估體系,以減少不必要的網絡脆性風險。如何更好的對網絡通信系統信息脆性風險評估進行分析,已經成為相關部門值得思索的事情。
一、網絡通信系統信息脆性風險概況
(一)脆性定義
脆性是系統受到外界打擊時而產生的崩潰,這種崩潰在脆性產生之前并沒有相應征兆。從某種意義上來講,脆性是其系統自身特有屬性,其是一種狀態轉化成另一種狀態時才能顯現出來的,一旦顯現出來,就會給系統造成巨大的損失。
(二)脆性特點
脆性是伴隨著復雜系統而存在的,基于脆性定義,系統脆性特點進行分析?,F在網絡通信系統中脆性不能明顯的顯現出來,只有當其受到強烈干擾之后,才能顯現出來,并將脆性隨時激發出來。隨著網通通信系統不斷的發展,其脆性可能隨時被激發。因此,網絡通信系統信息脆性問題是具有隱藏性的;因網絡通信系統容易受復雜系統干擾,當其受一定條件限制時,其系統有脆性聯系的系統就會受脆性的影響而產生崩潰;因網絡通信系統進化方式較多,再加上受外界環境的影響,使其表現結果具有多樣性,這也使得狀態脆性變化形式更加多樣化,系統脆性損失也變得多樣化。在系統脆性的影響下,系統工作狀態會呈現出混亂的狀態,其脆性持續一段時間后會產生不同程度的危害性,甚至影響社會秩序的有序進行;網絡通信系統子系統之間常會因為熵相互爭奪,而使其熵值降低,從而使網絡通信系統信息出現非合作博弈。此外,網絡通信系統脆性也具有連鎖性、延時性和整合性。網絡通信系統在實際運行過程中一旦受外界干擾,其系統脆性就會隨之產生逐漸崩潰,但是系統崩潰是可以延時一段時間的,畢竟系統有一定的開放性和組織性。再加上脆性是具有一定屬性的,在對系統脆性進行研究時,需要全局分析。
二、網絡通信系統與脆性環境之間的聯系
在對網絡通信系統信息脆性風險進行分析時,有必要對系統和脆性環境之間的聯系進行分析。系統脆性風向與系統漏洞相似的,是風險客觀存在的條件,而威脅和攻擊則是風險的主觀條件。不管是主管條件還是客觀條件,主客觀條件在時間相同條件下,其風險對整個通信系統安全是有一定破壞性的,甚至使整個通信系統處于不穩定且不安全狀態中。一般系統與外部環境是有一定聯系的,不僅相互影響,同時也存在一定外部規定性。也就是系統必須在特定的環境下進行,即便在環境因子不用情況下,其也會以一種特殊的方式將其組合在一起,從而進行不同的系統結構性質。但是系統實際運行過程中,會呈現一種特性甚至產生與環境相適應趨勢。一旦環境發生變化,其系統涌和環境也有一定依存關系。而正是因為系統和脆性環境存在上述關系,可以將系統分為封閉式和開放式脆性系統兩種。封閉式脆性系統在系統運行過程中,其與外部環境在信息和能量等方面沒有相應溝通和交流的,而開放式脆性系統則與外部環境存有信息、能量及相關方面的溝通。從整體上來看,開放式脆性系統是易受脆性環境影響的,其脆性風險也相對較高。理論上封閉系統的風險性雖然低于開放性脆性系統,但是要想真正的降低系統風險并保證其安全,還需要最大限度的降低系統開放性,畢竟系統是變化的,而系統變化過程中是需要相應信息、能量及相關因素支持的。隨著網絡變化不斷的發展,人們生產、生活對網絡的依賴性越來越大,這就使得網絡系統脆性安全變得越來越重要。這就需要對網絡通信系統信息脆性風險進行相應分析并評估。
三、網絡通信系統信息脆性風險評估
對網絡通信系統脆性風險進行評估,除了了解系統信息脆性風險概況、與外部環境關系外,還應在上述內容基礎上建立網絡通信系統信息脆性風險結構模型,以便進一步對系統脆性風險進行評估。脆性系統受內外因的影響而易引發脆性事件。一般脆性事件是由不同因素構成的,一旦這些因素某一刻在系統上發揮作用,就可能引發一系列崩潰事件。而這一時刻內所有脆性事件構成的系統脆性事件而他將其制成脆性空間,也就是我們常說的系統脆性環境。當這些脆性事件在系統上產生作用,就會使脆性發生變化,甚至使其概率處于崩潰地步。而通信系統脆性風險結構就是在此基礎上通過對脆性事件的可變性和不確定性的分析構建的。
脆性結構一般可分為脆性事件和脆性因子。脆性事件作為脆性環境的直接構成要素,其不僅具有重復性多邊形,同時也具有難以預測性。而脆性因子則存在于脆性事件中,其具有隱藏性、穩定性和可預測性。因此,對脆性環境分析,可以基于脆性因子進行分析。脆性事件在某一時間內受外部環境干擾后會出現系統崩潰事件集。在實際分析中,可以通過假設空間系統n個脆性事件(I1,I2,……In),求出發生概率。正常情況下,當系統概率超過零0時,系統崩潰概率將會在0-1之間,在I1作用下,系統的脆性風險期望則為E[RI2]=Pipi,(i=1,2……,n),脆性風險則為E[RIi]=E[RIi]+…+E[RIn]。而構建這種線性疊加需要所有脆性事件來保證,但是在實際應用過程中,不同脆性事件是有多種聯系的,這就加大了對具體脆性事件分析和預測難度,更無法對耦合關系進行分析和處理。在這種情況下,就應該對新對系統脆性事件進行分析,并辨別出脆性事件中存在的因子,再以不同脆性事件因子危害性為依據,對影響網絡通信系統崩潰程度進行分析,以更好的得到脆性風險結果。為了使網絡通信系統信息脆性風險評估更加準確,還需要對系統信息脆性熵進行進一步分析。熵作為度量脆性事件集,可以以脆性事件集空間概率形式來對平均函數進行分析。因脆性事件空間中的概率都有一定的風險,使得多有空間脆性事件都存有一定概率風險,再加上熵度量值是由脆性事件集空間概率決定的,使得熵成為整體結構的唯一決定。這樣在實際應用過程中,就可以通過熵來減少脆性事件的不確定性,以降低脆性風險。
四、結束語
計算機網絡通信技術不斷的發展,網絡通信技術向自動化、智能化水平方向發展,并被人們廣泛應用在生活和社會不同領域中。而在網絡通信系統運行過程中,其卻常受內外環境的影響而出現網絡系統信息脆性問題。因此,人們對計算機通信網絡同風險越來越重視,相應網絡通信系統研究人員為了更好解決上述問題,開始對網絡系統信息脆性問題進行了上述研究。但隨著時代的發展,網絡通信系統信息脆性問題將會有新的體現,仍需要相應研究人員對網絡通信系統脆性問題進行深入研究。
參考文獻:
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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。
參考文獻:
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【關鍵詞】通信技術網絡發展與趨勢
隨著科學技術的不斷發展,通信技術與網絡的研究及其標準化建設早已成為眾所關注和大力研究的焦點。目前一些新興技術和新興網絡的紛紛涌現,使通信技術與網絡成為大家研究與開發的熱點內容;與此同時,這些新技術、新網絡滿足了通信技術的極大需求,并為通信技術與網絡的發展注入了新動力。
當我們分析面對之前樣式繁多的通信技術與網絡進展時,不得不讓我們留心關注的重點內容是通信技術與網絡的發展演變過程以及在此基礎上的未來發展方向、基本技術特征等內容。早期的通信技術是使用模擬技術的通信系統,因為有蜂窩小區結構、終端移動管理、漫游及切換等技術的提出,所以使通信技術實現了在移動中通信以及在通信中移動;隨后發展的通信系統成為使用數字技術的系統,它是利用數字信號處理技術和專用芯片,使信息處理盡量軟件化,從而實現設備的小型化以及允許大量用戶接入的形式;之后通信技術與網絡是充分發揮自適應技術的作用實現寬帶高速的通信系統,不僅實現了調制自適應、編碼自適應、信道自適應、接入自適應、業務自適應等,還實現了傳輸鏈路和通信系統的高效率。在上述通信技術和系統基礎上,通信技術與網絡將會飛速發展,其內容也將會不斷擴充,一些未被充分利用的資源:頻率、時間、編碼、功率、空間等將會被更有效的利用,使之發展成為更高寬帶和更高速率的通信系統。對空間資源的有效利用是4G通信網絡開發利用的新天地,對空間地理分布下的分布技術和系統的充分利用,或將可能成為未來無線移動通信的首要技術特征。
一、通信技術與網絡的發展現狀
1.1移動網絡通信技術發展迅速,3G技術日益成熟
作為通信技術與網絡發展主要產物之一的移動網絡通信技術,目前已成為發展最為迅速的通信技術之一。我們所說的移動網絡通信技術主要是指使用者通信不會受到時間、地域等其他方面的影響,能夠應用不同的方式進行通信。全球移動通信技術發展過程分為三個階段,首先是第一代為模擬技術,到第二代成為CDMA技術和GSM技術,直到現在大力推廣的的3G通信網絡技術,目前3G用戶已經超過3.6億。這一發展過程不僅只是代表了電信領域中的技術進步,也同時體現了通信技術與網絡的卓越發展。
1.2光通信穩步發展
隨著數據傳輸量不斷加大以及對處理數據的層次要求不斷提高,原先的線路傳輸在一定范圍內已經不能滿足用戶需求,因此光通信技術得到了受到了關注并得到廣泛的應用,從而滿足了用戶對數據處理的高要求。光通信主要包括了光纖、光纜、光節點、光傳輸系統及光接入技術等五大領域。
1.3不斷豐富與完善的多媒體技術
多媒體通信技術應用主要歸功于計算機網絡傳輸速度在不斷的提高,能夠同時滿足用戶對語音、數據及視頻三方面的綜合需求。音頻技術的發展比較早,很多技術都已經成熟并且已經產業化,其主要包括以下四個方面:音頻數字化、語音處理、語音合成及語音識別。其中音頻數字化技術目前已經比較成熟,數字音響就是因為采用了此技術而達到了理想的音響效果,多媒體聲卡也是采用此技術而設計的。音頻處理技術主要集中在音頻壓縮上,目前最新的MPEG語音壓縮算法可將聲音壓縮六倍。語音合成是指將正文合成為語言播放,漢語合成這幾年來也有突飛猛進的發展。在音頻技術中難度最大最吸引人的技術當屬語音識別,雖然目前只是處于實驗研究階段,但是廣闊的應用前景使之一直成為研究關注的熱點之一。視頻技術包括視頻數字化和視頻編碼技術兩個方面。視頻數字化后的色彩、清晰度及穩定性有了明顯的改善,是下一代產品的發展方向。視頻編碼技術是將數字化的視頻信號經過編碼成為電視信號,目前從低檔的游戲機到電視臺廣播級的編碼技術都已成熟。圖像壓縮技術是計算機處理圖像和視頻以及網絡傳輸的重要基礎,目前ISO制訂了兩個壓縮標準即JPEG和MPEG;MJPEG按照25幀/秒速度使用JPEG算法壓縮視頻信號,完成動態視頻的壓縮。MPEG算法是適用于動態視頻的壓縮算法,通常保持較高的圖像質量而壓縮比高達100倍。
1.4網絡與信息安全不斷受到挑戰
通信技術與網絡迅猛發展的同時也給網絡安全性帶來了新問題,互聯網的開放性和互聯性使網絡安全性和信息安全性受到威脅。目前,信息網絡常用的基礎性安全技術主要包括以下幾個方面:身份認證技術、加解密技術、邊界防護技術、訪問控制技術、主機加固技術、安全審計技術、檢測監控技術等。信息網絡安全經歷了三個階段,首先是以邊界保護、主機防毒為特點的縱深防御階段,主要是采用堵漏洞、作高墻、防外攻等防范方法;第二階段是以設備聯動、功能融合為特點的安全免疫階段,采用積極防御,綜合防范的理念;第三階段是以資產保護、業務增值為特點的可信增值階段,通過建立統一的平臺,完善的網絡接入認證機制,保證設備、用戶、應用等各個層面的可信,從而提供一個可信的網絡環境。
二、通信技術與網絡的發展趨勢
2.1移動通信技術持續快速發展
移動通信技術在今后的發展趨勢還是以增強型3G技術為主,以增強型WCDMA技術HSDPA、TD-SCDMA及CDMA20001xEV-DO三種形式作為主流。將繼續提升數據傳輸的速度,提高聲音傳輸的質量,更加完善對音樂、圖像、視頻等各方面數據的處理,使得通信更加人性化。
2.2網絡技術融合力度加大
就目前而言,通過網絡技術進行通信的應用方式得到了廣泛的使用,因此提高通信技術完善網絡應用效率,加強網絡融合是今后的發展趨勢。隨著IMS標準的日益完善與成熟,網絡融合將會在固定與移動領域中首先展開,并在業務層面、控制層面、接入層面和傳送層面等全面實行,使廣播電視網、電信網以及計算機通信網之間相互兼容與滲透,發揮其各自的優勢。
2.3光通信仍將穩步前行
對于ASON網絡的發展,以其標準化程度的發展之快,最終將會實現不同廠商設備的互聯、互通和互操作,同時網絡結構也會從環狀網向網狀網發展,所以網狀網物理平臺的建設及系統資源的完善和優化將成為重點,隨著ASON技術的逐步成熟,未來幾年將進入實用化階段。
三、結論
綜上所述,我國通信技術與網絡應用將會不斷發展與完善,應用領域也將會進一步拓展,使得通信技術越來越普遍、越來越來廣泛,更好的服務于人們的工作和生活。
參考文獻
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