时间:2023-06-08 11:00:30
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇网络协议大全,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
原来,刘美华曾经到西南医院接受肝部肿瘤切除手术。手术后,医生要求刘美华必须每个月到医院复诊一次。
为此,刘美华必须每月坐上长途车,辗转7个小时“进城”。
而现在,刘美华忽然听说,自己到村卫生室,请村医连线奉节县人民医院或西南医院的专家,就可接受“网上复诊”。
“复诊没什么特殊情况的话,就可以在村里养病,由村医照看,如果病情出现异常,专家通过连线就可以确定是去县里还是去西南医院接受进一步治疗。”刘美华的家人说。
通过这个互联网平台,村民们不用出村就能享受到高质量的医疗服务,遇到重大疾病还能享受到快捷的转诊服务。
这样的改变,得益于奉节县在推进城乡统筹、实现城乡公共服务均等化过程中的一个创新探索――和阿里巴巴集团旗下的“阿里健康”平台共建互联网分级诊疗试点体系。
在经历前期试运行后,2016年11月17日上午,奉节县“互联网+医疗扶贫”启动仪式举行,奉节县扶贫办、西南医院、奉节县人民医院和“阿里健康”等参与各方现场签署了合作协议。
随着互联网分级诊疗试点在奉节县落地生根,奉节县多个村庄入驻了互联网分级诊疗平台,越来越多因病致贫的村民也因此享受到了就医成本更低、医疗资源更优的医疗服务。
也是从这天开始,奉节县竹坪村村医李大全成了乡亲们的“健康守门人”。
每当有村民上门,李大全就会通过登录“阿里健康网络医院”,与奉节县人民医院网络医院的全科医生匡晋军连线,用远程视频为患者诊疗。
而一旦发现有需要深入诊疗的病例,作为“二传手”的匡晋军就会通过系统转接,和h在主城区的西南医院网络医院主任医师周向东远程会诊……
在整个分级诊疗体系中,村医李大全作为村民的“健康守门人”,负责处理常见疾病。
当村医遇到一些应对不了的棘手病症时,就会向上一级县医院发起远程医疗咨询,让大医院的医生对患者提出治疗建议,或让患者前往奉节县人民医院接受医学检查。如县医院判断患者病情复杂,还可以在线邀请三甲医院西南医院专家会诊,必要时可把患者转诊到西南医院。
患者痊愈后,西南医院发起向下转诊,使得患者可以回到县和村里康复治疗。
通过“下沉到村医,上传到三甲医院专家”的互联网分级诊疗模式,村卫生室、区县级人民医院、主城区大医院被连接到互联网分级诊疗平台上,有效提高了基层医疗服务供给能力和水平,同时,也将大医院优质医疗资源共享到了基层,实现了村民“小病不出村,大病县里看,重症连省院”的目标。
关键词:实时系统,可靠数据报协议,通信模块
可靠数据报协议(Reliable UDP,RUDP)是一个基于传输协议的简单的包,它的理论基础是RFCs1151和RFC908可靠数据协议[1]。RUDP位于UDP/IP之上,为虚拟连接提供可靠的有序的数据发送。
1可靠数据报协议通信模块的基本功能概括起来本软件模块提供的主要功能有:基于消息的收发功能,;确认延迟功能;选择性确认功能;校验和功能;保证包的顺序到达;丢弃重复包功能;保存失序包功能;超时重发功能;失序的快速重发功能;滑动窗口(需要有窗口通告、发送窗口、接收窗口)、流量控制机制;保活机制;检错机制;安全传输机制(主要是每个包都有一个该链接的ID,该功能可选);尽最大努力重传(保证消息可靠运行)[2]。
2可靠数据报协议通信模块任务划分在整个RUDP软件结构中,协议处理任务和UDP套接字守护任务的分工如图1 。
图1协议处理任务和套接字守护任务的分工
图中椭圆内的部分表示软件实体,箭头所指的方框表示相应软件实体完成的功能。用户接口包括用户建立连接、关闭连接、发送用户数据、接收数据及查看连接状态等请求。RUDP协议处理任务是RUDP软件模块的核心部分,包括用户请求事件处理、定时器事件处理及字段到达事件处理。对来自用户及UDP的字段进行处理。UDP套接字的守护任务主要是接收来自套接口的各种消息包,并根据各种包的类型进行相应的处理,更多的时候将RUDP包转发给RUDP协议处理任务进行处理。
3 RUDP采用的主要控制机制(1)面向连接的机制连接的建立:在RUDP的实现中,采用和TCP种类似的三次握手方式。论文大全。
(2)序列号机制 RUDP通信模块将用户待发数据分成若干个字段进行传输(如果需要分组)。每个数据字段被分配一个在此连接中唯一的序列号(Sequence),并且序列号的编排顺序与用户待传输数据排放顺序一致,用以标识字段,并保证用户数据的顺序原始性。
(3)重传机制 每当发送一个带有用户数据字段、空字段或带有初始序列号的字段后,发送端便启动重传定时器(Retran Timer),当重传定时器计时到达重传超时值(RetransmissionTimeout Value)时,还没得到接收方的相应字段的确认,便重发此字段;当重发此字段的次数超过最大重传次数时(Max Retrans),则认为连接失败,复位连接。当接收到相应字段的确认后,复位重传定时器。
(4)丢弃重复字段机制 每当收到带有数据字段后,便对该字段进行确认记录,只对未确认的数据字段进行确认,丢弃已确认的重复字段。
(5)校验机制 RUDP通信模块式承载在UDP通信机制之上的,利用UDP通信机制的校验位,可使RUDP字段进行校验,确保字段的正确性。若收到带有用户数据的字段校验错误,则丢弃该字段。此项工作在UDP协议层完成。
(6)保活机制 每一连接中,客户端及服务器端各有一个空字段定时器(NULL Segment Timer),用来探测连接是否有效。
(7)滑动窗口机制 [3]RUDP通过滑动窗口进行消息的收发同步以及流量控制。滑窗模型如图2所示。
图2滑动窗口模型
图中的收发两个循环中各个箭头都沿逆时针运动,即只能沿着循环队列的增长方向运动。运动的规则是,当接收方的可接收的最大消息的序号和已接收的最大消息序号重合的时候接收窗口就停止转动,最终导致发送窗口也停止转动。在接收和发送窗口都不运动的情况下,双方可以进行消息的重传、窗口探测和链路保活这三种动作。
(8)流量控制机制 利用上面设计的滑动窗口还可以实现流量控制。流量控制的原则,就是指在大流量时接收窗口可能会长时间为零的情况下,接收方只有在接收窗口增大到一个合适的值时才向发送方发送窗口通告。通过这样有效的对发送方的发送速度进行控制,就可以防止在大流量时出现网络过度拥塞的现象。
4实验的设计及结果(1)CPU间进程异步消息通信测试 目的是测试CPU间2个进程互发异步消息的通信效率。论文大全。设置3个测试进程,测试控制进程发启动测试消息,测试进程1收到启动测试消息后,发送异步通信消息到测试进程2,测试进程2收到进程1发送的异步通信消息后,发送异步通信消息到进程1,如此实现进程1和进程2互发消息。测试进程1收到测试进程2回发的异步消息后记录消息发送次数和当前系统运行时间(tick数)。论文大全。根据运行时间和消息数计算出通信效率。进程1和进程2配置为CPU间的两个进程。每个消息长度为sizeof(T_MSG) + 50 =90,实验结果如表1。
表1 VxWorks下CPU间进程异步通信测试结果
通信消息数(条) 10000 100000 130000 200000 平均效率 使用 RUDP 时间(TICK) 1159 11695 15178 23410
效率(Mb/s) 0.745 0.741 0.740 0.738 0.741 使用 TCP 时间(TICK) 1340 13521 17509 26930
从技术角度来看,B/S架构的打印解决方案主要解决了两方面的关键问题,即打印机控制问题及打印内容格式控制问题,以下将对打印机控制问题作原理性的说明。
在打印机控制方面,考虑到不同用户、不同应用场合的网络条件、安全性要求及设备状况会存在差异,有三种解决方案,包括:IPP打印方案、浏览器插件打印方案及轮询打印方案。
2 IPP打印方案
系统拓扑结构如图1,整个系统基于B/S架构,用户终端、Web服务器及打印机分别独立接入网络,应用系统和本系统均安装于Web服务器,最终用户通过安装于客户终端的浏览器访问应用系统,并通过应用系统控制本系统进行打印,服务器与打印机之间通过IPP(Internet printing protocol,互联网打印协议)协议通讯。
图1 IPP打印方案拓扑图
本方案要求打印机具有网络接口并支持IPP协议,或通过其它支持IPP协议的设备或系统接入网络(如连接专门的打印服务器设备或通过运行Windows 2K/XP的计算机作为打印服务器)。打印机(或打印服务器)需要具备固定的IP地址或域名,或通过DDNS系统使打印服务可通过动态域名访问。
最终客户通过浏览器选定目标打印机,填入打印参数并发出打印指令,应用系统通过调用本系统生成最终标签文档并通过IPP协议传送到指定的IPP打印服务器。
3 轮询打印方案
系统拓扑结构如图2,整个系统基于B/S架构,打印机可以连接到企业网络上的某台PC或直接接入网络,应用系统和本系统均安装于Web服务器,在企业网络上的某台(或多台)PC上安装轮询客户端软件,每个轮询客户端负责控制一台或多台打印机(本地打印机或共享打印机),轮询客户端负责从服务器取得标签文档并打印到所辖打印机上。轮询客户端不必有静态的IP地址。
图2 轮询打印方案拓扑图
最终客户通过浏览器选定打印机,填入打印参数并发出打印指令,应用系统通过调用本系统生成包含打印机信息及最终文档的打印任务存放于Web服务器上,轮询客户端定期访问服务器下载其下属打印机的打印任务并直接送往打印机。
4 浏览器插件打印方案
系统拓扑结构如图3,整个系统基于B/S架构,打印机与客户端PC机的本地端口相连接,应用系统和本系统均安装于Web服务器,客户端PC机将通过网页安装ActiveX控件形式的客户端支持软件,服务器通过该控件将生成的标签打印到与客户端连接的本地打印机上。客户机不必有静态的IP地址。
最终客户通过浏览器选定打印机,填入打印参数并发出打印指令,应用系统通过调用本系统生成最终文档临时存放于Web服务器上,并将文档的临时URI返回给浏览器,客户端控件下载该文档并直接送往打印机。
5 结论
随着WEB应用和WEB服务的普及,基于B/S架构的信息打印成为重要研究内容,这三种解决方案,各自适用不同的环境。
IPP方式,客户端计算机无需安装任何额外的软件,支持IPP服务的打印机可以直接接入网络,使用和维护最为方便。尤其适合集中的打印工作站模式,需要占用一个静态的IP地址,管理上较为复杂。
浏览器插件方式,是比较常用的方式,打印机需要与客户端计算机直接相连,适合桌面打印。客户端浏览器需要支持并设置为允许下载和运行ActiveX控件,下载和安装过程可能需要人工干预。
客户端轮询方式,要求在用户的企业网络上某台(或多台)计算机上安装本系统的轮询打印客户端程序,具有一定的安装和维护量。轮询方式下打印机不需要静态IP,且对客户端浏览器的安全性设置没有要求。
参考文献
[1](美)Terry William Ogletree.网络升级与维护大全.李志,等译.机械工业出版社,2002.
关键词:二维码 android应用软件 智能控制 物联网
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)11-0013-02
1 物联网智能控制系统分析
物联网(TheInternetofthings)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、二维码等信息感知设备,按约定的协议连接起来,通过有线或无线网络进行信息交换和通信,以实现智能化识别、数据采集、智能控制、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。目前存在的物联网智能控制系统(例如智能家居)多数采用的控制方式为声、光控和红外感应控制等,这类控制技术基本趋于成熟,但存在不能统一控制的缺陷。本控制系统即为了解决这一问题而设计。整体来说,是让安卓手机成为一个万能遥控器,控制相关受控设备,同时提供一种物联网软接口,把用户终端和受控设备独立开来,且把实现控制的应用软件放在云端,运用“二维码”将控制终端和控制应用软件联系起来。
2 智能控制系统设计
为了实现功能,应用一款zigbee开发板及其配套传感器模块和一块嵌入式开发板组合,模拟类似智能家居控制的一套系统。Zigbee开发板具有实现zigbee网络环境功能,嵌入式开发板具有安卓操作系统,可以实现对二维码的扫描来安装控制应用软件的功能。
(1)安卓应用控制软件实现
安卓应用控制软件就是可以安装在手机控制终端的控制软件。软件的功能是将受控设备的控制变成可视化界面操作。其中用到的技术是基于TCP/IP协议上的socket编程。通过在手机终端和上位机上编写socket通信程序,实现手机与上位机的数据交换,进而控制zigbee模块中的传感器。手机则通过扫描二维码的方式来安装控制软件。
(2)无线网络环境构建
手机不能直接利用Zigbee网络通信,所以应用无线网络作为手机和上位机通信的媒介,通过上位机构建无线局域网。在TCP/IP协议基础上,在上位机上通过Visual C++进行可视编程,形成传感器数据的可视化界面,并且结合socket服务器端的编程,这样就可以与手机端软件相匹配,实现数据收发。
以上两部分socket编程方法和流程,请见(图1)。
(3)zigbee网络环境构建
Zigbee网络模块的功能主要是实现上位机和传感器之间的通信。应用的zigbee开发板和相关传感器来实现。开发板可以构建zigbee无线网络环境,这就像平时所用的wifi无线网络环境。传感器包括:温湿度传感器、光敏传感器、烟雾传感器、光强传感器、灯控开关。传感器模拟现实家庭中设备情况,检测环境温度、监测光照强度、提示空气中有毒气体含量等功能。zigbee网络提供传输数据的网络环境,可以将来自上位机串口的数据接收下来,通过集成在zigbee开发板上的C51单片机处理数据,再通过zigbee网络发送给相应传感器,进而控制传感器的状态。传感器也可以通过zigbee网络将自己的状态返回给zigbee开发板,从而实现对传感器状态的监测。这些数据都可以传输到上位机的socket服务器上,在可视化界面中显示出来,并且也可以通过上位机的socket服务器进行数据处理,再传输到手机终端的软件界面显示。
3 实现整体系统的通信
本系统应用三种通信方式,将系统的各个模块组合起来,并且实现了各模块之间以及整体系统的通信。手机终端应用基于TCP/IP协议的socket客户机的编程,实现对传感器的控制操作和接收传感器的状态返回信息。上位机处于系统的核心和承上启下地位,上位机应用基于可视化的Visual C++语言的socket服务器编程,通过无线局域网接收手机发来的控制命令,服务器进行数据处理,再将命令通过串口发送到zigbee开发板。开发板对来自上位机的数据再次处理,并且在zigbee无线网络环境下发送给传感器,对传感器进行控制。同时,传感器也将自己的状态数据回传给上位机和手机终端。整体过程实现了智能控制。
4 智能控制系统应用
此次开发的智能控制系统可以应用于小型家庭智能控制方面。实现对灯具的控制,最重要的就是可以随时监测空气中的有毒气体成分,比如煤气泄漏等,从而减少煤气中毒事故的发生,为家庭生活不仅提供方便,也提供更好的安全保证。
5 结语
在物联网飞速发展的今天,本文介绍了一种新的实现物联网智能控制的解决办法,将控制方式与手机和二维码相结合,将无线局域网络与zigbee网络相结合,在最基本的基于zigbee网络控制传感器的基础上,实现了集中统一控制的创新,将手机变成一种“万能遥控器”,为物联网智能控制开辟了一条崭新的道路。
参考文献
[1]张钟俊,蔡自兴.《信息与控制》,1989第5期:第1页-第10页.
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关键词:计算机;网络安全;防水墙;加密;内涵
引言
网络具有跨国界、无主管、不设防、开放、自由、缺少法律约束力等特性,网络的这些特性显示了它的许多优点,但同时也使它容易受到来自各方面的入侵和攻击。据美国FBI统计:全球平均每20秒就发生一起Internet计算机系统被入侵事件,而且仅美国每年因此而造成的损失就高达100亿美。
1.网络安全
1.1网络安全定义
网络安全就是指网络系统中流动和保存的数据,不受到偶然的或者恶意的破坏、泄露、更改,系统连续正常的工作,网络服务不中断。
1.2影响网络安全的主要因素
计算机网络安全受到的安全威胁是来自于多方面的:一般来说,主要包括以下几方面:
1.2.1计算机网络使信息价值巨增,吸引了黑客的大量网络入侵。
1.2.2现有的计算机系统由于存在或多或少的漏洞,这使得网络攻击成为可能。
1.2.3系统通信协议和应用服务协议存在缺陷,可被恶意利用用来攻击网络。
1.2.4计算机网络配置较为复杂,如果配置不当.也会产生安全漏洞。
1.2.5目前的计算机病毒可以破坏计算机网络安全系统并通过网络破坏更多的计算机。
2.防火墙
防火墙是保护网络安全最主要的手段之一,近年来防火墙技术取得了很大的进展,各种防火墙技术立运而生。
2.1防火墙的定义
防火墙是一种将内部网和公开网分开的方法。 实质上是一种隔离技术。目前防火墙已经成为世界上用得最多的网络安全产品之一。在互联网上,防火墙是一种非常有效的网络安全模型.通过它可以隔离风险区域与安全区域的连接,同时不会妨碍用户对风险区域的访问。防火墙可以监控进出网络的通信量,能根据企业的安全策略控制出入网络的信息流.且本身具有较强的抗攻击能力,它是提供信息安全服务.实现网络和信息安全的基础设施。由于对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段,也有可能来自配置上的低级错误或不合适的密码选择。
2.2防火墙的功能
防火墙的建立是为了防止内部网络免受来自网络以外的干扰、破坏,其主要功能有:(1)访问控制功能。(2)内容控制功能。(3)全面的日志功能。(4)集中管理功能。(5)自身的安全和可用性。(6)其他安全控制,各组织机构可以根据本单位的特殊要求来配置防火墙系统,从而实现其他安全控制。
2.3防火墙技术分析
防火墙从原理上主要有三种技术:包过滤(Packet Filtering)技术、服务(Proxy-Service)技术和状态检测(State Inspection)技术。
2.4包过滤(Packet Filtering)技术
包过滤技术是一种简单、有效的安全控制技术,它通过在网络间相互连接的设备上加载允许、禁止来自某些特定的源地址、目的地址和TCP端口号等规则,对通过设备的数据包进行检查,限制数据包在内部网络的进出。由于包过滤技术要求内外通信的数据包必须通过使用这项技术的计算机,才能进行过滤,因而,包过滤技术必须用在路由器上。它通常由包过滤路由器对IP包进行选择,允许或拒绝特定的包通过。
包过滤技术具有数据包过滤对用户透明、一个过滤路由器能协助保护整个网络、过滤路由器速度快、效率高等优点。
包过滤技术的缺点:配置访问控制列表比较复杂,要求网络管理员对Internet服务有深入了解其性能随访问控制列表的长度的增加而呈指数下降没有跟踪记录能力,不能从日志记录中发现黑客的攻击记录不能在用户级别上进行过滤,即不能鉴别不同的用户和防止IP地址盗用;只检查地址和端口,对通过网络应用链路层协议实现的威胁无防范能力;无法抵御数据驱动型攻击;不能理解特定服务的上下文环境和数据{包过滤防火墙技术虽然能实现一定的安全保护,且有许多优点.但是包过滤毕竟是第一代防火墙技术,本身存在较多缺陷,不能提供较高的安全性。
3.数据加密技术
与防火墙配合使用的安全技术还有数据加密技术。数据加密是为提高信息系统及数据的安全性和保密性,防止秘密数据被外部破析所采用的主要技术手段之一:随着信息技术的发展,网络安全与信息保密日益引起人们的关注。目前各国除了从法律上、管理上加强数据的安全保护外,从技术上分别在软件和硬件两方面采取措施,推动着数据加密技术和物理防范技术的不断发展。按作用不同,数据加密技术主要分为数据传输、数据存储、数据完整性的鉴别以及密钥管理技术四种。
4.智能卡技术
与数据加密技术紧密相关的另一项技术则是智能卡技术。所谓智能卡就是密钥的一种媒体,一般就像信用卡一样,由授权用户所持有并由该用户赋予它一个口令或密码字,该宇航局码与内部网络服务器上注册的密码一致。当口令与身份特征共同使用时,智能卡的保密性能还是相当有效的。
网络安全和数据保护这些防范措施都有一定的限度,并不是越安全变越可靠。因而,在看一个网络是否安全时不仅要考察其手段,而更重要的是对该网络所采取的各种措施,其中不光是物理防范,还有人员的素质等其他"软"因素,进行综合评估,从而得出是否安全的结论。
5.结束语
防火墙技术目前已得到广泛的应用,随着黑客新技术和新手段不断出现,防火墙技术也需要不断革新和改进,以解决新的安全问题。虽然防火墙技术能够在很大程度上提高网络安全性能.但防火墙只是网络安全策略中的一个组成部分.并不能完全保证网络的绝对安全。因此,为了实现网络的安全,建立一个高效、通用、安全体系,需要将各种防火墙技术、网络安全技术相结合,并配合有效的管理和组织措施,制定相应的规章制度,提高网络管理人员的安全意识,才能形成立体的和纵深有序的安全防御体系。
参考文献
[1]陈明.网络安全教程[M].北京:清华大学出版社,2004.
[关键词]串口;并口;红外线接口;USB接口;蓝牙接口;网络接口
中图分类号:TP334.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0149-02
1.前言
所谓接口是指连接两个不同的部件并允许两个部件相互作用的系统。在计算机领域,接口是计算机微处理器(CPU)用来与其他组件之间进行数据交换的一组信号线。打印机接口一般由硬件和软件两部分组成,为了实现数据的有效传输,打印机接口必须满足以下要求:第一,由计算机产生的信号应该满足打印机需要的同步技术和电压电平(或电流电平);第二,提供合适的软件例行程序和驱动程序,从而将用户的命令转换成打印机能够识别的信号。目前市面上能见到的打印机接口主要有串行接口、并行接口、红外线接口、USB接口、蓝牙接口、网络接口等,其性能和应用领域有着很大的区别,下面分别介绍。
2.串行接口(Serial Port)
串行接口简称“串口”,是指数据一位一位地顺序传输,其特点是通信线路简单,只需要一对传输线就可以实现双向通信,并可以利用电话线,从而大大降低了成本,特别适用于远距离通信,传输距离可以从几米到几千米,但传输速度较慢(115kbps-230kbps),而且不支持热插拔,目前串口多用于工控和测量设备及部分通信设备中,串口打印机以针式打印机为多。
在早期的PC系统中,串口的物理连接方式有9针和25针两种方式,随着PC技术的发展,25针的串口逐渐被淘汰,目前最常用的串口是依据美国电子工业协会(EIA)标准RS-232C制定的,也称RS-232标准串口(如图1),它采用9针的连接方式直接集成在主板上,一般的PC主板都提供两个串口(COM1和COM2)。
选购和安装串口打印机必须注意:(1)串口在打印机上使用已越来越少,除了要连接到仪器及工控设备等必须用串口的设备以外,尽量不要选购只带串口的打印机。(2)安装打印机驱动程序时,端口必须选择串口(通常选择COM1或COM2)。(3)连接和断开串口线缆时,必须先关闭主机和打印机的电源,带电插拔线缆会烧坏主机和打印机的接口。
3.并行接口(Parallel Port)
并行接口简称“并口”,是一种增强了的双向并行传输接口。优点是不需要在PC中用其它的卡,无限制连接数目(只要你有足够的端口),设备的安装及使用容易,最高传输速度为2Mbps。接口形状在计算机端一般为25针的D形接头,在打印机端一般为36针内孔式接头(如图2所示)。所谓“并行”,是指8位数据同时通过并行线进行传输,这样数据传送速度大大提高,但并行传送的线路长度受到限制(一般在3米以下),因为长度增加,干扰就会增加,容易出错,造成数据丢失。
通常所说的并行接口一般为Centronics接口,也称IEEE1284接口,最早由Centronics Data Computre Corporation公司在20世纪60年代中期制定,是Centronics公司专为点阵行式打印机设计的并行接口,1981年被IBM公司采用,后来成为IBM PC计算机的标准配置。它采用了当时已成为主流的TTL电平,每次单向并行传输1字节(8-bit)数据,速度高于当时的串行接口(每次只能传输1bit),获得广泛应用,成为打印机的接口标准。1991年,Lexmark、IBM、Texas instruments等公司改进了Centronics接口,最终形成了IEEE1284-1994标准。
选购和安装并口打印机必须注意:(1)购买打印机前先检查一下计算机主板上是否带有并口,如果计算机上没有并口,最好不要选购只带并口的打印机,否则安装时会比较麻烦。(2)如果使用并口,安装打印机驱动程序时,端口必须选择并口(通常选择LPT1或LPT2)。(3)连接和断开并口线缆时,必须关闭主机和打印机的电源,带电插拔线缆会烧坏主机和打印机的接口。(4)数据线不能过长(尽量不超过3米),否则会造成数据丢失。
4.红外线接口(IrDA)
红外线通讯是一种廉价、近距离、无连线、低功耗和保密性较强的通讯方案,在PC机中主要用在无线传输方面。红外线端口通信最大的优势就是方便,使用自己特色的连接协议,数据传输速度能达到4Mbps,而且在有效区域内,可以实现多机动态加入、动态退出连接,让多用户动态建立或终止连接,实现“断点续传”,有较好的保密功能。
红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波,它的频率高于微波而低于可见光,是一种人的眼睛看不到的光线。由于红外线的波长较短,对障碍物的衍射能力差,所以更适合应用在需要短距离无线通讯的场合,进行点对点的直线数据传输。红外线数据协会将红外线数据通讯所采用的光波波长范围限定在850nm到900nm之间。配备有红外接口的打印机与计算机连接时不需要连接线和PC卡,只要设置好红外连接协议就可以直接打印。
选购和安装红外线接口打印机必须注意:( 1)红外线接口在打印机方面的应用主要在POS打印机等小型打印机上,适合移动打印及小数据量打印。(2)打印机与主机之间距离不能太远,要对准方向(30度锥角以内),且中间不能有障碍物,更不能穿墙而过,通讯过程中不能移动设备。(3)安装红外线接口打印机时,必须在计算机上打开“红外线监视器”,在“选项”中把“启动红外通讯”复选框选上,然后点击“应用”,红外线接收器就可以工作了。
目前,大多数笔记本电脑和掌上电脑都配有红外线接口,但在台式机上使用红外接口都需要扩展红外线接口,最简单的方法是使用USB接口红外适配器,由于Windows2000/XP操作系统已经全面支持红外协议,通过红外适配器可以很方便地与红外打印机实现连接。
5.USB接口(Universal Serial Bus,通用串行总线)
USB接口是由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司于1994年联合提出的标准,其目的是用于取代逐渐不适应外设需求的传统串、并口。1996年业界正式通过了USB1.0标准,但由于未获当时主流的Windows95支持,而未得到普及,直到1998年USB1.1标准确立和Windows98内核正式提供对USB接口的直接支持之后,USB才真正开始普及,到今天已发展到USB3.0标准。随着带USB接口的数码设备的大量普及,出于体积的考虑,发展出了不同类型的USB接口,如图3所示。
USB接口的性能特点:(1)支持热插拔,使用方便。USB接口真正实现了热插拔,在安装打印机时也不需要象串口或并口这样经过关机-连接-开机-安装驱动程序-重启这样的繁琐过程,真正实现了开机状态下的即插即用。而且USB接口都有自己的独立保留中断号(由USB驱动程序自动分配,并在USB设备拔出后自动收回),不会和其它设备竞争有限的资源,可免去许多配置的麻烦。(2)带宽大,速度快。USB1.1协议允许1.5Mbps和12Mbps两种数据传送速度规格,这大概是标准串口的100倍(115Kbps)以及标准并口的10倍,而新的USB3.0协议已经可以提供速率为625MB/s的高速传输。(3)可连接设备多。USB接口理论上可以通过USB Hub采用链的形式扩展连接127个设备,节点间的有效距离为5米,通过USB Hub可以将有效距离延长至30米。但注意采用USB Hub扩展接口时最多只允许5个Hub的级联而且有30米的有效距离限制。
选购和安装USB接口打印机必须注意:(1)由于USB接口应用越来越广泛,选购打印机时最好选购带USB接口的打印机。(2)安装时把USB打印机连接到主机上,由于USB总线具有设备检测功能,设备安装后,操作系统软件会自动地检测、安装和配置该设备。(3)打印机端口选择USB1或USB2……
6.蓝牙接口(Bluetooth)
蓝牙技术实际上是一种短距离无线电技术,是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia、Toshiba等公司于1998年联合推出的一项最新的无线通信技术。它的最大优势在于彻底摆脱了线缆的束缚,可以实现随时随地、随心所欲地通信。利用蓝牙技术有效地简化了计算机和打印机之间的连接,工作环境更加简洁,使用起来更方便、灵活。
蓝牙的工作频段在全球开放的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段,使用跳频频谱扩展技术,把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道“跳”到另一个信道。一台蓝牙设备可同时与其它7台蓝牙设备建立连接,数据传输速率可达1MB/s,功耗低,通讯安全性好,在有效范围内可越过障碍物进行连接,没有特别的通讯视角和方向要求。
选购和使用蓝牙接口打印机必须注意:(1)蓝牙接口在打印机方面的应用主要在便携式微型打印机上,适合移动打印及小数据量打印。(2)根据主机与打印机之间的最大距离选择蓝牙打印模块的功率。目前打印机蓝牙模块一般有三个功率等级,分别是10mW、2.5mW和1mW,相应的有效工作范围为:100米、10米和1米。
蓝牙和红外都是无线传输的通讯方式,红外传输应用已经很久了(1974年开始应用),技术稳定,成本低廉;蓝牙是近几年才快速发展起来的一种无线通讯方式,相对于红外传输,蓝牙有几个特点:1,传输速度大概是红外传输的10倍。2,有效距离长,一般是10米。3,数据传输更稳定。4,不用对准方向。
7.网络接口
网络接口是指网络设备的各种接口,我们现今正在使用的网络接口都为以太网接口。常见的以太网接口类型有RJ-45接口、RJ-11接口、SC光纤接口、FDDI接口、AUI接口、BNC接口、Consolo接口等。目前计算机和打印机上最常使用的网络接口类型是RJ-45接口(如图4、5所示,有8根针脚)。RJ-45接口属于双绞线以太网接口类型,RJ-45插头只能沿固定方向插入,设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防脱落。这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用,传输介质都是双绞线,不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求,特别是1000Base-TX千兆以太网连接时,至少使用超五类线,要保证稳定高速的话还要使用六类线。
由于网络技术的快速发展,网络打印也越来越多,与传统的并口打印相比,不仅传输速度更快,不受传输距离限制,同时可以多用户共享一台打印机。网络接口目前有两种接入方式,一种是打印机自带打印服务器,打印服务器上有网络接口,只需插入网线分配IP地址就可以了,由于打印机直接与网络连接,数据传输速度很高,打印速度相应也比较快;另一种是打印机使用外置的打印服务器,打印机通过并口或USB口与打印服务器连接,打印服务器再与网络连接,由于受到并口或USB接口传输速度的限制,打印速度相对比较慢。
选购和安装网络打印机必须注意:(1)网络打印机一般在单位办公场所使用较多,要求打印效果好、打印量大、打印噪音低,因此,带网络接口的打印机以激光打印机居多。(2)购买网络打印机时必须注意打印机的网络接口要与所连接的网络设备接口保持一致,否则所购买的打印机可能无法连接到自己的网络上使用(一般在一台打印服务器上都会有几种网络接口可供选择)。(3)网络打印机与其它普通打印机的一个主意区别就在于网络打印机不仅需要打印机的驱动程序,而且还需要一个网络打印管理软件来在服务器上安装、管理网络打印机。
8.总结
由于各种打印机接口的不同特性,决定着它的应用和不同的发展方向:目前,串口在打印机上已越来越少使用;并口几乎是针式打印机的专用接口,但有逐渐被USB接口取代的趋势;红外接口使用领域受到一定的限制,除了在便携式打印机上有较多使用外,在普通的针式打印机、喷墨打印机和激光打印机上很少使用;USB口由于它速度快、即插即用的特性,越来越多地使用于各种类型的打印机;蓝牙接口有取代红外接口的趋势,越来越多地在便携式打印机上使用;网络接口在激光打印机上被广泛使用,是部门级打印机和工作组级打印机的必备选择。
总之,打印机接口类型的演变始终遵循着传输速度更快、传输质量更可靠、安装使用更方便易用的发展方向,随着现代信息技术的高速发展,打印机接口类型将更加多样化,让我们拭目以待吧。
参考文献
[1] 刘向东等编著.《打印机结构原理与使用维修》,机械工业出版社,1998年.
[2] 马良渝编著.《打印机应用大全》,福建科学技术出版社,1995年.
【关键词】网络;流媒体;数字压缩;协议;主流格式;应用
1.前言
流媒体技术是当前十分流行的多媒体技术,其基础就是多媒体通信技术。流媒体一般是指通过IP网络传送媒体的技术总称。广义的涵义是使音频和视频形成稳定而连续的传输流和回放流的一系列技术的总称。狭义上讲,流媒体是相对于传统的“下载—回放”方式而言的一种新的从Internet上获得音频和视频等流媒体数据的方式,这种方式支持多媒体数据流的实时传输和实时播放。
2.流媒体技术
2.1 传输系统结构
现存流媒体解决方案采用的技术是多样的,但其本质是相近的。流媒体传输系统主要是传统客户机/服务器(C/S)模式,其系统结构如图1所示。主要由预处理器、服务器、网络和播放器组成。
2.2 流式传输的过程
流式传输的基本原理如图2所示,具体传输流程如下:
(1)用户选择某一流媒体服务后,Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来。
(2)客户机上的Web浏览器启动A/V Helper程序,用HTTP从Web服务器检索相关数据,A/V播放器进行初始化。
(3)从Web服务器检索出来的相关服务器的地址定位A/V服务器。
(4)A/V播放器与A/V服务器之间交换A/V传输所需的实时控制协议
(5)一旦A/V数据抵达客户端,A/V播放器就可以播放了。
2.3 流式传输的数字压缩
由于普通的多媒体文件不支持流式传输,也由于网络带宽的限制,为使流媒体传输流畅,需要采用专用压缩编码对音视频进行压缩编码。目前常用的已经标准化的压缩技术有MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.263等,正在发展的有MPEG-4等。MPEG-1、MPEG-2适用于高带宽的能够提供高质量低延迟的视频和音频应用,而H.261、H.263以及正在发展MPEG-4则使用于低宽带的对图象质量的延迟要求不高的应用。
2.4 流式传输的缓存技术
这是流式传输必须的。对服务器端来说,把内存的部分存储空间当作缓存,用来存储一个服务循环中的每路服务流从硬盘取来的数据,按需要以一定的速率和服务顺序向客户端进行传输。有了缓存,即可把回取数据和和输出服务相分离,保证输出带宽的平滑和客户端流播放的连续性。
2.5 流式传输存储技术
流媒体服务器必须同时为多个用户或多个流检索数据,更复杂的是可能多个流同时存储同一文件拷贝的不同部分,为满足多流的实时播放,存储系统必须仔细考虑支持最大流的数目、缓冲区的大小、磁盘存取策略及文件的组织等。
2.6 流媒体传输协议
流媒体在Internet/Intranet上传输必然涉及到网络传输协议,除了Internet本身的多媒体传输协议外,还特别需要实现流式传输的实时流式传输协议,这些网络协议主要有以下几种:
(1)实时传输协议RTP
RTP主要处理一对一或者一对多的多媒体数据流传输任务,可以按照UDP,TCP及ATM等协议传输数据,负责提供时间信息和控制流同步。
(2)实时传输控制协议RTCP
RTCP和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。RTP和RTCP配合使用,它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化,因而特别适合传送网上的实时数据。
(3)实时流协议RTSP
RTSP协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上,它使用TCP或RTP完成数据传输。
(4)资源预定协议RSVP
由于多媒体数据的流式传输对网络的延时非常敏感,要在网络中传输高质量的音频、视频信息,除了带宽要求之外,还需要其他更多的条件。RSVP是Internet上的资源预定协议,使用RSVP预留一部分网络带宽,能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS。
2.7 流媒体播放方式
(1)单播
所谓单播就是客户端与服务器之间点对点的连接。在流媒体放过程中客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道,从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种数据的传送方式称为单播。
(2)组播
组播也称多播,其发送源和接收端是一对多的关系,采用组播方式,单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包,而不是多个;所有发出请求的客户端共享同一信息包。减少网络上传输的信息包的总量,网络利用效率大大提高,成本大为下降。
(3)点播
点播是指客户端主动连接到服务器端的单播连接,也就是用户通过主动选择播放内容来初始化客户端的连接。点播中客户占有主动权,对媒体流可以做开始、停止、后退、快进或暂停等操作。实际上点播就是一种形式的单播,点播提供了对流的最大控制,但这种方式由于每个客户端各自连接服务器,会迅速用完网络带宽。
(4)广播
广播指的是用户被动地接收媒体流,对媒体流不具有任何的控制操作。广播的发送端与接收端是一对多的关系,这种一对多的关系与组播中的一对多的关系不太一样,因为它将数据包的拷贝发送给网络中的所有用户,而不管用户是否需要,在一定程度上同样造成了带宽资源的浪费。
3.流媒体技术的主流格式
3.1 Real System
Real System由媒体内容制作工具Real Producer、服务器端RealServer、客户端软件三部分组成。其流媒体文件包括RealAudio、RealVideo、Real Presentation和RealFlash四类文件,分别用于传送不同的文件。Real System采用SureStream技术,自动地并持续地调整数据流的流量以适应实际应用中的各种不同网络带宽需求,轻松在网上实现视音频和三维动画的回放。
3.2 Windows Media Technology
Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player工具构成。Media Tools是整个方案的重要组成部分,它提供了一系列的工具帮助用户生成ASF格式的多媒体流(包括实时生成的多媒体流),分创建工具和编辑工具两种,创建工具主要用于生成ASF格式的多媒体流,包括Media Encoder、Author、VidToASF、WavToASF、Presenter五个工具;编辑工具主要对ASF格式的多媒体流信息进行编辑与管理,包括后期制作编辑工具ASF Indexer与ASFChop,以及对ASF流进行检查并改正错误的ASFCheck。Media Server可以保证文件的保密性,不被下载,并使每个使用者都能以最佳的影片品质浏览网页,具有多种文件形式和监控管理功能。Media Player则提供强大的流信息的播放功能。
3.3 QuickTime
Apple公司于1991年开始Quick-Time,它几乎支持所有主流的个人计算平台和各种格式的静态图像文件、视频和动画格式,具有内置Web浏览器插件技术,支持IETF流标准以及RTP、RTSP、SDP、FTP和HTTP等网络协议。
4.流媒体技术的主要应用
(1)远程教育
将信息从教师端传递到远程的学生端,需要传递的信息包括各种类型的数据:如视频、音频、文本、图片等。由于当前网络带宽的限制,流媒体无疑是最佳的选择。除去实时教学以外,使用流媒体中的VOD(视频点播)技术,更可以达到因材施教、交互式的教学目的。
(2)宽带视频点播
随着计算机的发展,VOD技术逐渐应用于局域网及有线电视网中,虽然VOD技术趋于完善,但音、视频信息的庞大容量阻碍了VOD技术的发展。由于流媒体经过了特殊的压缩编码,使得它很适合在互联网上传输,在视频点播方面我们完全可以遗弃局域网而使用互联网。随着宽带网和信息家电的发展,流媒体技术会越来越广泛地应用于视频点播系统。
(3)互联网直播
从互联网上直接收看体育赛事、重大庆典、商贸展览等。网络带宽问题一直困扰着互联网直播的发展,随着宽带网的不断普及和流媒体技术的不断改进,互联网直播已经从试验阶段走向了实用阶段,并能够提供较满意的音、视频效果。
流媒体技术在互联网直播中充当着重要的角色。无论从技术还是市场上考虑,现在互联网直播是流媒体众多应用中最成熟的一个。
(4)视频会议
市场上的视频会议系统有很多,这些产品基本都支持TCP/IP网络协议,但采用流媒体技术作为核心技术的系统并不占多数。流媒体并不是视频会议必须的选择,但是流媒体技术的出现为视频会议的发展起了很重要的作用。
5.结束语
由于因特网带宽带限制,网上视频的质量还不尽如人意,但是,随着视频压缩技术、宽带网技术和流媒体传输技术的发展,基于流媒体的网上视频广播将向高画质、实时和连续的方向前进,可以预见,流媒体业务将成为宽带网络上的主流信息业务。
参考文献
[1]李向阳.流媒体及其应用技术.广播与电视技术,2001,28(9):76-85.
1 安全隐患
近几年来,随着高校规模的不断扩大,新校区或者合并校区的扩建,高校校园网普遍存在网络规模较大,上网地点较分散,网络监管困难,上网行为不够规范等现象,因而加大了校园网络在使用过程中的安全隐患。
1.1网络自身的安全缺陷
网络是一个开放的环境,TCP/IP是一个通用的协议,即通过IP地址作为网络节点的唯一标识,基于IP地址进行多用户的认证和授权,并根据IP包中源IP地址判断数据的真实和安全性,但该协议的最大缺点就是缺乏对IP地址的保护,缺乏对源IP地址真实性的认证机制,这就是TCP/IP协议不安全的根本所在。通过TCP/IP协议缺陷进行的常见攻击有:源地址欺骗、IP欺骗、源路由选择欺骗、路由选择信息协议攻击、SYN攻击等等。
1.2网络结构、配置、物理设备不安全
最初的互联网只是用于少数可信的用户群体,因此设计时没有充分考虑安全威胁,互联网和所连接的计算机系统在实现阶段也留下了大量的安全漏洞。并且网络使用中由于所连接的计算机硬件多,一些厂商可能将未经严格测试的产品推向市场,留下大量安全隐患。同时,由于操作人员技术水平有限,所以在网络系统维护阶段会产生某些安全漏洞,尽管某些系统提供了一些安全机制,但由于种种原因使这些安全机制没有发挥其作用。
1.3内部用户的安全威胁
系统内部人员存心攻击、恶作剧或无心之失等原因对网络进行破坏或攻击的行为,将会给网络信息系统带来更加难以预料的重大损失。U盘、移动硬盘等移动介质交叉使用和在联接互联网的电脑上使用,造成病毒交叉感染等等,都会给校园网络带来较大的安全威胁。特别是近年来利用ARP协议漏洞进行窃听、流量分析、DNS劫持、资源非授权使用、植入木马病毒不断增加,严重影响了网络安全。
1.4软件的漏洞
一般认为,软件中的漏洞和软件的规模成正比,软件越复杂其漏洞也就越多。在网络系统运行过程中,由于操作系统自身不够完善,针对系统漏洞本身的攻击较多,且影响也较严重。再加之,目前如办公、下载、视频播放、聊天等软件的流行,让使用率较高的程序也成为被攻击的目标。
1.5病毒的传播
网络的发展使资源的共享更加方便,移动设备使资源利用显着提高,但却带来病毒泛滥、网络性能急剧下降,许多重要的数据因此受到破坏或丢失,也就是说,网络在提供方便的同时,也成为了病毒传播最为便捷的途径。例如,“红色代码”、“尼姆达”、“冲击波”、“震荡波”、“欢乐时光”、“熊猫烧香”的爆发无不使成千上万的用户受到影响,再加之,近几年病毒的黑客化,使得病毒的感染和传播更加快速化、多样化,因而网络病毒的防范任务越来越严峻。
1.6各种非法入侵和攻击
由于校园网接入点较多,拥有众多的公共资源,并且使用者安全意识淡薄,安全防护比较薄弱,使得校园网成为易受攻击的目标。非法入侵者有目的的破坏信息的有效性和完整性,窃取数据,非法抢占系统控制权、占用系统资源。比如:漏洞、薄弱点扫描,口令破解;非授权访问或在非授权和不能监测的方式下对数据进行修改;通过网络传播病毒或恶意脚本,干扰用户正常使用或者占用过多的系统资源导致授权的用户不能获得应有的访问或操作被延迟产生了拒绝服务等。
2 校园网安全管理和维护的措施与建议
通过以上安全缺陷分析,校园网络安全的形式依然非常严峻。制定整体的安全部署解决安全隐患和漏洞,是校园网安全、健康运行的保障。
2.1配备高性能的防火墙产品
防火墙是指设置在不同网络或网络安全域之间的一系列部件的组合。一般来说,防火墙设置在可信赖的内部网络和不可信赖的外部网络之间。防火墙相当于分析器,可用来监视或拒绝应用层的通信业务,防火墙也可以在网络层和传输层运行,根据预先设计的报文分组过滤规则来拒绝或允许报文分组通过。所以对防火墙作好安全设置,设定恰当的访问控制策略,保障网络资源不被非法使用和访问。
2.2网络设计、使用更合理化
在网络设计之初,需要理解终端设备安全事件对网络的影响,确定需要采取的安全措施,通过已知身份验证的设备访问网络,防范未经授权的接触,让入侵者难以进入。这样网络才能提供可预测、可衡量、有保证的安全服务。
2.3软件漏洞修复
在校园网络系统运行过程中,一方面对用户进行分类,划分不同的用户等级,规定不同的用户权限;另一方面对资源进行区分,划分不同的共享级别,例如:只读、安全控制、备份等等。同时,给不同的用户分配不同的帐户、密码,规定密码的有效期,对其进行动态的分配和修改,保证密码的有效性;配合防火墙使用的情况下,对一些IP地址进行过滤,以防止恶意破坏者入侵;建立补丁更新服务器,部署全局更新机制,实时、高效更新软件漏洞。
2.4防杀毒软件系统
在互联网技术飞速发展的今天,病毒以每年两千种新病毒的速度递增。在校园网中使用带防火墙的企业版杀毒软件,就能对整个校园网络的起到安全防护的作用,使计算机免受病毒入侵。
2.5配备入侵检测系统(IDS)并建立蜜罐陷阱系统
入侵检测就是对入侵行为的检测,通过收集和分析计算机网络或计算机系统中若干关键点的信息,检查网络或系统中是否存在违反安全策略的行为和被攻击的迹象,而蜜罐的目的在于吸引攻击者、然后记录下一举一动的计算机系统,攻击者入侵后,可以随时了解其针对服务器发出的最新的攻击和漏洞,这样系统就可以及时、有针对性的防范攻击和修复漏洞。
2.6系统安全风险评估
互联网的不安全因素无时无刻的威胁着网络安全,只有在网络系统所面临的风险进行了有效评估的基础上,才能掌握网络安全中存在的漏洞和威胁,从而采取有效措施控制网络风险。风险评估过程是一个动态循环的,因此必须进行周期性、长期的评估。
2.7灾难恢复计划
1996年报道的网络攻击方式只有400种,1998年达到4000种。 CERT/CC公布的漏洞数据为,2000年1090个,2002年已经增加至4129个。可以想象,对管理员来说要跟上补丁的步伐是很困难的。而且,入侵者往往能够在软件厂商修补这些漏洞之前首先发现这些漏洞。尤其是缓冲区溢出类型的漏洞,其危害性非常大而又无处不在,是计算机安全的最大的威胁。我们无论怎么想办法都不可能防止灾难的发生,但为了使灾难发生造成的损失减到最小,就应该在灾难发生之前建立意外事件计划,记录各种灾难发生所产生的影响,并为此作出相应的应对措施。
2.8加强管理
随着网络技术的迅速发展、应用领域的广泛性以及用户对网络的了解程度加深,恶意破坏者或者非法入侵者对网络安全的影响会越来越大,这就使得网络安全管理工作任务更加艰巨而重要。因而,在网络安全管理工作中必须做到及时进行漏洞的修补和日志的查看,保证网络的稳定性。另外,高校也应该颁布网络行为的相关规范和处罚条例,这样才能更有效的控制和减少来自内部网络的安全隐患。
3 结束语
关键词WLAN;家庭网络;管理系统;Java
1引言
所谓无线局域网,是指以无线电波、激光、红外线等无线媒介来代替有线局域网中的部分或全部传输媒介而构成的局域网。近两年来,无线局域网的速率有了本质的提高,最新的WLAN技术IEEE802.11b标准支持11Mbps高速数据传输。这为宽带无线应用提供了良好的平台。随着应用于家庭环境下的数码产品、家用设备和软件的飞速发展,家庭网络技术已经完善。但互连网游戏和消费电器在网络方面的运用对家庭网络提出了更高的要求,即需要网络提供更舒适和更灵活的支持。宽带无线技术正是满足这些新需求的主导技术。宽带无线技术必将取代有线网络成为家庭局域网的基础技术。
在国际上,简单的网络管理协议(SNMP)标准也已经被网络设备制造商广泛的接受[1]。因此柔性的管理系统可以基于SNMP来实现。它使用同一个通信管理基础来定义网络设备的属性管理。QoS的分配方式可以被分成两个主要的实现方式:宽带预处理和区分传送。宽带预处理系统使用控制消息为数据流在真实的数据移动之前分配带宽。区分传送是针对不同的网络设备需求提供不同的传输服务。
按网络管理系统组成结构的不同,可以将网络管理系统分成集中式、层次式和分布式。由于家庭网络应用的特点,层次式成为必然的选择。在家庭网络设备中需要一个能够运用模拟编码。但在不同种类的网络环境中,并不是所有的设备都支持模拟代码的驱动环境,所以这个体系结构是必须是柔性的。本文提出了一种基于SNMP的无线局域网分层管理模型,并提供了具体实现。这个系统所要达到的目标是管理不同种类的网络和提供家庭任务管理的自动操作。在文章的下面分三个部分研究了系统的体系结构、功能划分和整体系统实现。在结尾总结了研究结果和将来需要进行的工作。
2体系结构设计
图1无线家庭区域管理系统的结构
分层体系结构使用了多个系统,其中一个系统作为中央服务器系统,其他系统作为客户系统。网络管理平台的某些功能驻留在服务器系统上,其他功能由客户系统完成。由于层次化网络管理采用域管理模式,引入中间层管理者LM(Middle-LevelManager),减轻了顶层管理者MOM(ManagerOfManagers)的负担,中层管理者负责管理其下属的设备,同时处理顶层管理者对其下属设备的网管请求。管理系统的层次结构如图1。
这个体系结构和设计方案具有五层的功能结构和向中心服务器集中的拓扑结构。并且在无线访问点和客户终端上也设计了新功能支持专用的管理。无线家庭区域管理系统在家庭环境中被开发出来管理不同种类的无线的和有线的网络。设计的目标是各种无线网络的共存,支持QoS和智能管理。这个结构有一个集中管理的服务器和配套的功能性客户终端,这种按照分级的结构更具有适应性。
首先,物理设备就是实际的网络设备,例如无线访问点(AP),局域网桥和终端机.这些设备本身就具有一整套便于管理的属性,他们拥有可控变量和相应的管理程序。在这个模型中这些可管理的属性被组织到一个管理系统库(MIB)中进行统一管理[2]。
3管理功能的划分
为了隐藏管理访问协议的细节和来自于较高层的物理设备的参数,在无线家庭区域管理系统中设计了属性适配器。因此,对于所需要的各种设备属性来说,适配器成为一个统一的端口层。功能管理程序使用属性转换器执行自动化管理工作。功能管理程序能够调整到观测或者自动的状态。在一个自动控制的情形下,一个为功能管理程序服务的观测器产生通知,并根据这个功能管理程序的操作和配置自动反应变化[3]。其目的是改善与功能管理相联系的网络操作和执行。功能在系统中被划分为以下几种:传输功能,发射频率功能,媒体功能,安全功能和自动配置功能。这个设计的属性适配器与其相应的功能的配合如表1所示。
表1无线家庭区域管理系统的Adaptor属性列表[4]适配器属性实例功能性描述接收装置StatusConnectionstatus,datatransmissionrate普通的适配器可以被应用于任何类型的设备种。无线电发射装置RadioRadiotype,usedfrequency,signalstrength,radiousage抽象出无线传输介质的管理,并应用到功能程序中安全技术SecurityEncryption,authentication,failedauthentications从设备所提供的安全技术中应用安全管理,并添加到功能程序中。传输介质连接MediaconnectionStartaddress,endaddress,bandwidthcontrol,delay,jitter从应用程序流所提供的QoS管理中提取出来。访问点AccesspointNumberofconnecteddevices,loading实现到对路由访问点的控制管理。因特网网关InternetgatewayLoading,configuration,accesstype把对因特网网关的控制管理抽象出来,并实现程序控制。网络的传输控制TrafficcontrolNumberofretries,numberoferrors,duplicatecount把网络的传输控制管理抽象出来,并实现程序控制。
如图1所示:框架结构定义了这个网络管理的结构,也定义了操作环境和他的特性。因此,框架包含了所有为了自动网络管理而被功能器所必需的参数。因为不同功能的操作可能是有抵触的,所以需要一个公共的方式。框架可以强调某个应用程序和设备的重要性。在目前的设计中,这个框架规则被规定作为在适配器,终端和应用软件中的优先权设置。
这个系统结构由集聚的管理服务器,APs和随意的客户终端机组成。这个服务器将包含一个管理性的功能。为了能够更有效的管理,客户终端也能够添加无线家庭区域管理系统特别的功能。通过一个管理访问协议,每个设备都被连接到无线家庭区域管理系统。正如所论述的那样,这儿有几个可用的不同标准的协议,同时,私有协议也可以被支持。
由无线家庭区域管理系统需要提供的高效的无缝的衔接执行,这就意味着系统需要测量和分析应用程序在网络节点上的传输。添加一个管理能够满足这一功能需求。更进一步,为了保证应用程序的服务质量,系统要能支持终端节点的数据流,在终端节点上特别需求的功能添加起来比较容易。无线家庭区域管理系统并不存在一个特别的平台,但运用当前的技术来提供这些功能是可行的。
4系统结构与实现
4.1系统的结构
无线家庭区域管理系统的原型被赋予了非常广泛的功能需求。服务器软件包含了在体系结构层上的执行操作:管理协议,属性转换器,功能器和管理控制中心。无线家庭区域管理系统的服务器由JAVA平台来实现。这个服务器也要含有WWW服务器,以便装载用户的执行界面如用JavaApplet。这个服务器是运行在WINDOWS2000操作系统的平台之上。
详细的拓扑结构和相应的配置请参阅图2。从图中可以看出,这个模型可以很方便的利用现有的技术实现对无线家庭区域中的各种设备和网络工作进行管理。如,服务器统一发出指令控制设备,设备反馈信息(通过网络监听或者传输测试方式获得的信息)由服务器端收集,客户端也可以通过客户端软件或者利用浏览器结合JavaApplet对服务器的程序实现控制。
图2无线家庭区域管理系统的原形结构
要实现对AP的管理,首先要得到各Adaptor的结构信息,然后通过轮询Adaptor属性列表,得到其所的AP的地址列表。网络管理员要获得AP上某一OID对象的信息,需要先得到AP的IP地址。然后对SNMP报文进行特别封装[5]。如要获取IP地址为192.168.0.113的AP的sysUptime(对应的OID为1.3.6.1.2.1.1.3),Community为public,则需要构造特定格式的Community,其中public是要转发到被Adaptor上的SNMP请求的Community,v1表示被Adaptor上的SNMP请求的版本号是SNMPv1,192.168.0.113是要进行SNMP操作的AP设备的IP地址信息,161是被设备上SNMPAgent工作的端口号,当Adaptor收到SNMPGet-request后,对SNMP报文中的Community进行处理。Adaptor根据从Community中获得的AP的IP地址作为索引在Proxybr中查找匹配条目,找到匹配条目后,把SNMP报文进行转发。AP在得到SNMPGet-request报文后,把sysUpTime的值通过SNMPGet-response报文返回给Adaptor。
4.2体系结构描述
本模型结构简单易于实现,并且也可以集成第三方软件。所以在软件实现方面比较适用MVC(Model-View-Controller)结构型设计模式。MVC结构型设计模式其功能是将一个交互式应用系统的组成,分解成模型、视图和控制三个部件,以解决[本文由网站公文大全收集整理]软件界面设计的可变性和适应性问题。MVC结构模式主要包括四大部件:模型(Model)、视图(View)、控制器(Controller)、观察器(Observer)。并体现了一种基于注册管理的机制。图3给出了这个软件模型的类图描述,并用ACME语言描述了软件体系结构。图3无线家庭区域管理系统的软件模型的类图描述
ACME语言描述此软件设计的类图结构:
SystemMVC={
ComponentModel={
Portsend-message
Portreceive-commond
Portreceive-request
}
ComponentView={
Portsend-message
Portsend-request
Portreceive-request
Portreceive-message
}
ComponentController={
Portsend-commond
Portsend-request
Portsend-message
Portreceive-message
}
ComponentObserver={
Portsend-request
Portreceive-message
}
ConnectorConstituteModel-Controller={Rolescreater,createe}
ConnectorAssociateObserver-Model={Rolesapplicant,accepter}
ConnectorAssociateObserver-View={Rolesapplicant,accepter}
ConnectorAssociateObserver-Controller={Rolesapplicant,accepter}
ConnectorAssociateModel-View={Rolesapplicant,accepter}
ConnectorAssociateModel-Controller={Rolesapplicant,accepter}
ConnectorAssociateController-View={Rolesapplicant,accepter}
Attachments{
Controllersend-commondtoConstituteModel-Controllercreater
Modelreceive-commondtoConstituteModel-Controllercreate
Modelsend-messagetoAssociateModel-
Controllerapplicant
Controllerreceive-messagetoAssociateModel-Controlleraccepter
Controllersend-requesttoAssociateController-Viewapplicant
Viewreceive-requesttoAssociateController-Viewaccepter
Viewsend-requesttoAssociateModel-Viewapplicant
Modelreceive-requesttoAssociateModel-Viewaccepter
Modelsend-messagetoAssociateModel-Viewapplicant
Viewreceive-messagetoAssociateModel-Viewaccepter
Observersend-requesttoAssociateObserver-Modelapplicant
Modelreceive-requesttoAssociateObserver-Modelaccepter
Modelsend-messagetoAssociateObserver-Modelapplicant
Observerreceive-messagetoAssociateObserver-Modelaccepter
Observersend-requesttoAssociateObserver-Viewapplicant
Viewreceive-requesttoAssociateObserver-Viewaccepter
Viewsend-messagetoAssociateObserver-Viewapplicant
Observerreceive-messagetoAssociateObserver-Viewaccepter
Observersend-requesttoAssociateObserver-Controllerapplicant
Controllerreceive-requesttoAssociateObserver-Controlleraccepter
Controllersend-messagetoAssociateObserver-Controllerapplicant
Observerreceive-messagetoAssociateObserver-Controlleraccepter
}
}
5总结
无线家庭区域管理系统在家庭环境中被开发出来管理不同种类的无线的和有线的网络。设计的目标是各种无线网络的共存,支持QoS和智能管理。这个结构有一个集中管理的服务器和配套的功能性客户终端。这种按照更能分级的结构更具有适应性。这个原型是基于现有技术和JAVA的适应不同平台的特性来实现的,希望在不久的将来,拥有完备的独立的系统软件出现以便于各种无线的和有线的网络达到一体化,这也为智能家庭创造了一个更具兼容性的平台。
参考文献
[1]EURESCOM:LUPA:Localprovisionof3Gand3G+services,availableathttp://eurescom.de/(May2003)
[2]PresuhR(Ed.).ManagementInformationBase(MIB)fortheSimpleNetworkManagementProtocol(SNMP).RFC3418,2002-12
[3]IEEEStd802.11b-1999.Higher-speedPhysicalLayerExtensioninthe2.4GHzBand.InstituteofElectricalandElectronicsEngineering,Inc.,1999-09
【关键词】 全媒体 网络 电台
引言
广播电台是以声音传播为主的,从最早的短波到中波,都是调幅的模式,后来立体声采用的是调频模式。在目前中国广播电台还是以模拟音频传输为主,采用调频和调幅的模式,但是技术发展已经进入数字音频时代,DAB―DIGITAL AUDIO BROADCAST采用数字的调制模式,可以兼容问题和图片,视频的传输,这一技术发展给广播带来新的机遇。同时网络技术的发展也使视频,音频可以借助网络的传输起到广播的作用。这样电台的发展模式开始趋向于全媒体的发展方向。以下就是探讨中国广播电台全媒体建设的系统构架问题。
一.全媒体的含义
全媒体到底意味着什么呢?从内容上看,全媒体包括的是电台,电视台,报纸的所有内容,新闻,娱乐,教育,体育,财经,生活,法律等各个方面,几乎无所不包。形式上,过去报纸主要是问题和图片,电台是声音,电视台是图像以及伴音,全媒体则是汇集了文字,图片,声音,图像这些在一起了。从传输来看,报纸已经是印刷发行,广播电台是调频,调幅发射,电视是甚高频,超高频的调制发射和有线传输。全媒体在不仅支持原有的模式,还可以支持网络和互通,就是报纸的版面可以给电视,手机和计算机网络,电台的节目可以给电视,手机和计算机网络,电视也是同样可以提供给手机和网络。当然也包括互相引用,如报纸在网络可能会采用电视的图像,电台的声音;电台在转播体育比赛时也会参考电视的图像来解说;电视中目前的报评就是结合了报纸,有些热点评论,就是电台的节目的照搬。所以全媒体是意味着包容了目前的所有的媒体信息,模式和传输,可以支持到这些媒体模式。
另一方面,过去不同媒体模式需要各自的记者去采访,回来加工编排再审核,。比如报纸主要是文字和摄影。电台时录音,电视是录音和录像,手机和网络广播可以使文字,图片,声音和视频,这样采访同样的内容就需要不同的媒介来完成,其中内容在很大程度上是重复的。而另一方面,报纸是文字和图片,没有声音和图像生动;电台和电视台等偏向声音和视频,不能向文字一样全面的报道,受到时间段的限制,在最短时间内把最有用的信息报道出来,很多背景信息等就不能过多报道,而报纸和杂志可以用一个版面来报道所有的资料。所以各种媒体都有自身的特点和不足,很难全面的反映信息。全媒体则可以解决这个问题,将所有信息提供给读者和观众,由读者,观众自己选择需要的内容。
因此全媒体是信息资料的全面结合和有效利用,是资源效率的最大发挥。
二.全媒体的不同媒体特点
目前全媒体已经成为发展的趋势,很多报纸都有自己的网站,推广电子报纸,估计很快就会淘汰纸质印刷的模式。在内容上除了文字以外,图片也包括了视频模式,可以点击观看所报道的事件的相关的视频,有图像和声音了。美国时代周刊杂志的网站,其中信息就有问题,图片和视频,支持的模式有手机,平板电脑,网络和信息电视模式等等.当然报纸主要还是以文字为主,包括的信息容量由背景,历史,评论等等,还是以报纸的特点来报道的,但是已经可以从网络,手机上来看这些报纸,通过登录用户管理来收取费用,通过技术的提高节省了印刷纸张的原始材料的消耗,不仅是技术提高而且也是有利于生态保护。
对于电视台来说,其网络电视已经成为目前的主要趋势。电视中的节目也是有脚本和文案工作的,包括节目宣传的文字资料,如节目介绍,观众反映等等,所以其网络化也是结合了文字和图片一起,当然电视的主体是视频节目,所以最终使连接播放和播放过的节目,希望观众来点播和观看的。通过文字,图片的介绍,点评也是为了吸引更多的人来观看的。而且电视在接收时只能选择一个频道,而在网页可以将当日最新的各个频道的节目汇集起来,中国网络电视、美国CNN电视台的网页就是新闻在上面,下面还有体育,财经等相关内容,这就比电视接收提供了更直观,更灵活,更方便的浏览和选择模式。
电台目前也在趋向于网络和手机的方式,如凤凰网有电台的链接,可以网页收听;上海电台有频率可以提供给手机收听。电台主要以声音为主,配以图片,文字说明节目的类型,节目主持人的资料以及相关的资料,有时有一些视频来配合,如访谈的视频等。电台的节目除了广播以外,就是结合网页形式提供给手机网络和因特网络。如图1,2,3,4。电台的节目中也可以通过这种模式结合更多的听众参与,听众不仅是电话热线可以进入而且可以网络文字评论,因为电话热线受到线路限制,而论坛的评论就可以提供更大的容量。
此外,各种媒体之间虽然各有偏重,但信息重复程度很高,电台,电视台播报的很多就是报纸,杂志的文字稿,而文字版中的图片也有来自视频的。有些专业媒体就是包含了报纸,电台和电视台的,如BBC英国广播公司就是有电台和电视台的,这样整合这些媒体融合为一体也是全媒体发展的一个趋势,上海广播电视台的看看新闻网就是组合各种媒体在一起的一个实例。
三. 网络成为全媒体的核心
全媒体中心的内容来源有文字,图片,音频和视频,其载体形式也不一样。过去文字图片是纸张的,需要采集到电脑中,现在基本都是文件模式了,有文本文件和图片文件。有专门的排版软件,都是在电脑操作,也很方便链接到网站上,提供给手机访问和因特网访问。但是传统电台,电视台的音频,视频信号是使用音频,视频线缆传输的,从信号源头到制作,传输和发射,这就造成在各种媒体中使用的技术手段不同。
但是,随着技术的发展,电台,电视台播出都开始使用文件服务器和工作站,将事先制作好的节目存放在硬盘中,然后自动控制播出,这样也是基于文件模式,依靠网络来传输文件了。同时,网络作为一种传输的工具,网络电缆的带宽也不断提升,已经可以支持到千兆网络,因此也有使用网线进行音频和视频的信号传输了,当然这个不是网络的协议模式。如音频的调音台,很多都已经采用网线模式,将音频信号调制后通过网线传输,如图5。在通话矩阵中,CLEARCOM,TELEX以及ARTIST都使用水晶接头来传输通话音频和控制,TELEX,CLEARCON 是RJ11的6芯,ARTIST是采用CAT5的接口,是RJ45的接口。许多音频设备都可以通过网线来连接,并且在一个线缆中传输几路到几十路,甚至上百路的音频信号。在视频信号中,有些VGA信号也可以通过变换成为网线来传输的模式,目前经常使用的就是将VGA信号转成网线模式,进行长距离传输(VGA电缆无法长距离传输),在显示端再解调回VGA接口。模拟视频的带宽和屏蔽要求也是网线所可以满足的,在监控摄像机使用时已经广泛使用网线来代替传统的模拟同轴视频电缆来传输视频信号了。
从网线的发展来看,从10M到100M,1000M的网络发展将网线从使用其中4根线到8根线。就是百兆,千兆还有连接法的不同,因为8根线是4根高速,4根低速的,有568A,568B的不同,千兆可以支持到155MB/S,标清数字视频是270MB/S,可以看到技术上网线技术发展支持到视频是有可能的,而且目前电视是720*576的分辨率,而有些时候如网络的视频窗口分辨率要远远小于电视的分辨率。因此,网线传输各种信号是完全可能的。
以上可以看出,全媒体模式中网线和网络模式是可以在目前和今后支持到各种媒体模式的,并且可以整体的兼容,从文件到信号模式,这也是全媒体的一个特点,就是以网络为核心。
四. 电台全媒体的优势
全媒体的模式在报纸,杂志,电台,电视台,网站都可以发展,电台的全媒体模式的优势是有电台的特点,技术的发展,以及使用的广泛性决定的。首先,文字和声音都是用别人的眼在观看,然后用文字和语言描述给读者和观众。电视画面主要用镜头来说话,画面加上语音。所以电台的声音是可以结合好文字和画面的描述的最佳手段。其次,文字类的报纸和杂志只需要很少的带宽,而且对音频,视频使用的很少;而电视画面中视频需要太多的带宽,因为电视画面必须是电视标准的分辨率,那么同时观看就有问题。电台的视频可以是小分辨率的,是辅助的手段,为主的声音所需要的带宽不是很小,更适合网络传输,手机传输和电话模式。这个技术的限制,使目前阶段电台在全媒体的模式下更有优势。再有在驾驶汽车时不能看报纸和电视,但是可以收听广播,偶尔看瞄一下屏幕,这是电台的模式。电台可以支持的不仅是报纸,杂志能使用的因特网,手机网,如CMMB,也可以提供给电视使用的有线电视,数字电视中目前就有电台信号,可以收听广播,更可以支持基于无线WIFI的电话模式,以及DAB广播,在数字广播标准中可以加入一些图片和视频,利用数字特性来传输和接收,并且可以基于DAB发展为DMB。这些都是电视台目前所欠缺的方面,而电台在这些方面具有的特的优势。最后,电台的视频画面基本上是几个主持人,观众是电波传输另一端的听众,不是电视有大型的群众参与节目,因此画面一般是中景和近景。这对于手机,平板电脑,平板电视,数字收音机,WIFI电话来说,这些接收的屏幕都很小,对于很大的场景来说,在这样小的屏幕,即使平板设备也只有7寸的屏幕,是很难看清画面的。电视的大场景往往需要重新制作来适应这些需求。比如,电视转播足球比赛会有大全景,包含整个场地,看到球从球门区开出飞向半场,播音解说也是根据画面来的,而电台报道时播报是随着足球和球员在运动,是近景的描写,这样的画面更适合小画面的显示,因此电台的播音,配合画面更适合小画面的显示。以上这些原因使电台的全媒体比电视台更有优势,这就是目前全媒体以电台为主的原因。图6是基于WIFI的可视电话;图7,8是无线汽车收听收看装置。
五. 河北人民广播电台全媒体中心简介
笔者曾经作为项目负责设计参与河北人民广播电台的全媒体系统项目,该项目目前是完成了初步的构架,就是播音演播厅,文字及媒体工作区,正在结合广播网,将视频结合到广播网中。该项目设计的原则就是要整合为全媒体的模式,鉴于目前传统电台的调频,调幅收听已经日益萎缩,而DAB还没有完全兴起,先基于网络的通路将文字--播音的文字稿,新闻稿,音频素材,视频素材各种素材结合一起,覆盖各种媒体的模式,再在广播和网络的基础上,支持到手机,DAB,WIFI电话,有线电视等模式,使用编码设备,同时编码多种格式的硬件设备,支持到这些方式。这样完成的覆盖全媒体模式。在设计上,播音间是考虑电台的特点,既要符合需求又要考虑经济因素,没有照搬电视台演播系统模式,而是以电台的拍摄模式,以一体化的切换台和摄像机主成简易系统,就设置在播音的外间控制室内,这是以实用为主兼顾经济的选择,见图11,12,13。同样以经济实用的原则,在网络上是以百兆的文字,浏览网络,千兆的工作网络。电台的全媒体不是投入很昂贵的设备和网络投资,如果不能实际使用发挥效用,那么5年后这些设备和网络投入硬件就会损耗掉,折旧为零了,所以设计是要根据实用来考虑的。而且网络技术是不断发展的,其投入资金是要考虑实用的,是按照5年内的需求选择,因为5年后的千兆的网络硬件将会大幅降低,而目前百兆,千兆结合是符合使用需求的。全系统的网络分为内网和外网,每个工作位都有两个网络连接口,分别连接内网,外网,内网中文字办公组成一个网络,音频视频的制作组成一个网络,在需要制作的工作位置有另外的千兆网络,总体形成了三层网络的构架。通过文稿节目管理软件系统可以将三层网络有效的进行管理,整合节目的文字,音频,视频素材在一起,在DAB上节目信息和节目是必须具备的,图片视频是可以根据需要选择的,图9是DAB收音机。在播音间已经有播出控制的软件来排单播出,将采集,制作的工作站安装文稿系统,结合音频,视频素材管理和排版,审核以及播出管理,成为整个节目的从源头到播出的全系统的全方位的整体化的全媒体的管理,当然这需要选择与播出系统能搞衔接的,更方便的结合采访,录制和制作的软件系统,图10是河北电台全媒体设计的媒体工作区。在系统设计上,除了原始信号的播音间以外,基本采用网线来构成网络和视频,音频传输,比如,播音间视频信号送到采集工作站,编码后通过内部网络传输给制作和多媒体显示设备,不是基带的音频,视频信号的传输。传统的做法可以采用音频,视频的矩阵和多画面分割,或者调制为内部有线电视的多个频率来传输多路信号,而考虑到全媒体的特点和技术的发展,使用计算机多媒体显示装置,通过多路VGA输出卡莱支持多个屏幕。多媒体显示设备可以支持多屏显示,显示的可以是因特网的内容,直播的编码传输过来的视频信号,也可以从素材库中播放文件,在工作区的媒体墙上的屏幕上就可以切换观看这些信号。但是目前河北电台全媒体中心的信号还没有能够到除网站以外的媒体,希望不久的将来可以看到全媒体的成效显现出来。
六. 结论
全媒体的发展已经成为报纸,杂志,电台,电视台,网站的共识,但是由于技术发展的限制,媒体的特点,以及应用的需求,目前而言以电台为主的全媒体模式更加适合现在的发展,电台多媒体发展,具有媒体的整体性,技术的优越性,应用的综合性的特点,发挥电台的优势,可以将全媒体发展推向一个新的台阶,将传播的发展提升到一个新的层次。B&P
参考文献
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[2] 汪建强,开展全媒体业务的思考,现代电视技术,2013,1月,第139期
[3] 曹遐;打造“全方位整合” 迎接“全媒体时代”;新闻大学,2012年第4期
关键词:套接字;会话层;数据报;TCP套接字;UDP套接字
中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)02-334-03
On the Socket Communication is Implemented in PowerBuilder
LU Lu, WANG Yan-ping
(Zhengzhou Railway Vocational and Technical College, Zhengzhou 450052, China)
Abstract: With the computer technology and network communication technology, Socket technology has become the basis of network programming, SocketAPI provide a process of communication between. PowerBuilder as a program development language in the development of information management systems and a variety of cross-platform database has a wide range of applications. Article a brief introduction of the Socket communication theory and the use of methods, and to chat program as an example to explain how to use Winsock control in PowerBuilder to enhance network capabilities to achieve Socket Communications.
Key words: socket; session layer; datagrams; TCP socket; UDP socket
Socket编程接口由4BSD UNIX首先提出,目的是解决不同网络间通信问题。Socket接口为进程间通信提供了一种新的手段,它不但能用于同一机器中的进程之间的通信,而且支持网络通信功能。要想弄清楚Socket的工作原理,必须对网络通讯技术有所了解。在计算机界,为了保证各种网络、各种机器、各种操作系统之间能进行互联,进行数据交换,采取了开放式互联模型,即OSI模型,它将网络通讯划分为7个层次。
1 OSI七层模型概述
OSI模型成为计算机之间,以及网络间进行通信的主要的结构模型。从上到下,各层名称及其描述依次为:
1) 第七层:应用层(Application Layer):定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 ―用户程式;提供标准服务,比如虚拟终端、文件以及任务的传输和处理。
2) 第六层:表示层(Presentation Layer):掩盖不同系统间的数据格式的不同性;指定独立结构的数据传输格式;进行数据的编码和解码、加密和解密、压缩和解压缩。
3) 第五层:会话层(Session Layer):管理用户会话和对话;控制用户间逻辑连接的建立和挂断;报告上一层发生的错误。
4) 第四层:传输层(Transport Layer):管理网络中端到端的信息传送;通过错误纠正和流控制机制提供可靠且有序的数据包传送;提供面向无连接的数据包的传送。
5) 第三层:网络层(Network Layer):定义网络设备间如何传输数据;根据唯一的网络设备地址路由数据包;提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗。
6) 第二层:数据链路层(Data Link Layer):定义操作通信连接的程序;封装数据包为数据帧;监测和纠正数据包传输错误。
7) 第一层:物理层(Physical Layer):定义通过网络设备发送数据的物理方式;作为网络媒介和设备间的接口;定义光学、电气以及机械特性。
通过OSI模型,信息可以从一台计算机的软件应用程序传输到另一台的应用程序上。比如,要实现计算机A与计算机B之间通信,实际上,通信过程是计算机A上的应用程序要将信息发送到计算机B的应用程序。中间过程如下:
计算机A中的应用程序需要将信息先发送到其应用层(第七层),然后此层将信息发送到表示层(第六层),表示层将数据转送到会话层(第五层),如此继续,直至物理层(第一层)。在物理层,数据被放置在物理网络媒介中并被发送至计算机B。计算机B的物理层接收来自物理媒介的数据,然后将信息向上发送至数据链路层(第二层),数据链路层再转送给网络层,依次继续直到信息到达计算机B的应用层。最后,计算机B的应用层再将信息传送给应用程序接收端,从而完成通信过程。
2 Socket概述
2.1 套接字(Socket)所处位置
套接字大致位于OSI模型的会话层。会话层为两台计算机之间的数据流提供管理和控制服务。作为该层的一部分,套接字提供一个隐藏从导线上获取比特和字节的复杂性的抽象。换句话说,套接字允许我们让应用程序表明它想发送一些字节即可传输数据。套接字隐藏了完成该项工作的具体细节。
2.2 套接字的类型
套接字一般有两种类型:TCP套接字和UDP套接字。两者都接收传输协议数据包并将其内容向前传送到表示层。
TCP 把消息分解成数据包(数据报,Datagrams),并在接收端以正确的顺序把它们重新装配起来。TCP 还处理对遗失数据包的重传请求。有了 TCP,位于上层的层要担心的事情就少多了。
UDP 不提供装配和重传请求这些功能。它只是向前传送信息包。位于上层的层必须确保消息是完整的并且是以正确的顺序装配的。一般而言,UDP 强加给您的应用程序的性能开销更小,但只在应用程序不会突然交换大量数据并且不必装配大量数据报以完成一条消息的时候。否则,TCP 才是最简单或许也是最高效的选择。
2.3 Socket的使用方法
下面,我们一一给出重要的Socket系统调用的使用方法。
1) 创建 Socket。调用格式为:sockid = socket (af, type, protocol)其参数意义如下:
af:地址族,指本socket所用地址类型。
type:类型,指创建socket的应用程序所希望的通信服务器类型。
protocol:协议,指该socket请求的协议。
2) 指定本地地址―bind()调用。
bind()将本地socket地址与所创建的socket联系起来,即将本socket地址赋予socket,以指定本地半相关。bind()的作用相当于给socket命名,调用格式为bind(sockid,localaddr,addrlen)
其参数意义如下:
sockid:socket号。
localaddr:本地socket地址。
addrlen:地址长度。
3) 建立socket连接―connect()与 accept()调用。
这两个系统调用用于完成整个相关的建立。其中connect用于建立连接。调用格为
connect(sockid,destaddr,addrlen),其中destaddr为指向对方socket地址(信宿地址)结构的指针。
accept()用于面向连接的服务器,其调用格式为:
newsock =accept(sockid,clientaddr,paddrlen),其中clientaddr为指向客户socket地址指针,paddrlen为客户socket地址长度。
4) listen()调用
此调用用于面向连接服务器,表明它愿意接收连接,listen()在accept()之前调用,格式为
listen (sockid,quelen),其中quelen 为请求队列长度。
5) 发送数据―write(),writev(),send()与sendto(),sendmsg()
用于socket数据发送的系统调用一共有五个,其中三个,write(),writev()和send()用于面向连接传输,其余两个用于无连接传输。面向连接的调用可以不指定信宿地址,而无连接的调用必须指定。假如无连接socket的双方均调用过connect(),可以认为是建立有连接的socket,也可以面向连接调用发送数据。
6) 接收数据―read(),readv(),recv()与recvfrom(),recvmsg()
接收数据与发送数据系统调用是一一对应的,两者参数的最大区别是,前者buffer是一个指针,其所指单元初值为欲读数据长度,调用后的值是实际读出的值。
2.4 Socket控件
针对Socket API存在的使用复杂、同步阻塞等问题,Microsoft公司对其进行了封装,开发了WinSock控件。该控件具体使用简单、可靠性强、支持事件等特性,对于开发人员而言,就是一个典型的对象,有属性、方法和事件,因此可以极高地提高软件的开发效率。
Winsock控件对用户是不可视的,可以很容易地访问TCP和UDP网络服务。其可以被Microsoft Access, Visual Basic,Visual C++或Visual FoxPro开发人员使用。要编写客户和服务器应用程序,不需要了解TCP或调用底层Winsock API的具体细节。通过设置Winsock控件的属性和调用该控件的方法,可以很容易地连接到远程计算机并进行双向的数据交换。
数据传输协议允许创建和维护与远程计算机的连接。连接两台计算机就可彼此进行数据传输。
如果创建客户应用程序,就必须知道服务器计算机名或者IP地址(RemoteHost属性),还要知道进行“侦听”的端口(RemotePort属性),然后调用Connect方法。
如果创建服务器应用程序,就应设置一个收听端口(LocalPort属性)并调用Listen方法。当客户计算机需要连接时就会发生ConnectionRequest事件。为了完成连接,可调用ConnectionRequest事件内的Accept方法。
建立连接后,任何一方计算机都可以收发数据。为了发送数据,可调用SendData方法。当接收数据时会发生DataArrival事件。调用DataArrival 事件内的GetData方法就可获取数据。
3 在PB中使用Socket控件的方法
3.1 注册控件
Winsock控件是微软件公司提供的处理网络通信的控件,用它可以进行局域网或则INTERNET的编程开发。该控件并不是默认随Windows 操作系统自带的。有两种方法可以获得它,一是通过安装Visual Studio开发环境; 另外一个方法是下载MsWinsck.ocx文件,然后使用“regsvr32 mswinsck.ocx”命令行进行注册。下面以聊天程序为例演示具体用法。
3.1.1 创建服务器端程序
打开PowerBuilder,然后创建WorkSpace和application对象;创建主窗口w_server对象,并放置控件,如图1所示。
接下来为控件的事件写入以下代码:
Cb_listen控件的clicked事件:
ole_socket.object.localport = 1500;
ole_socket.object.listen();
lb_msg.additem ("开始监听");
ole_socket控件的ConnectionRequest事件
if this.object.state 0 then
this.object.close();
end if
this.object.accept( requestid);
lb_msg.additem ("己经和客户端建立连接!");
ole_socket控件的DataArrival事件
string buf;
this.object.getdata ( ref buf);
lb_msg.additem ( string(now(),"yyyy-mm-dd hh:mm:ss")+" 客户机端说:"+buf );
cb_send控件的Clicked事件
string buf ;
buf = sle_text.text;
ole_socket.object.senddata ( buf);
lb_msg.additem ( string(now(),"yyyy-mm-dd hh:mm:ss")+" 服务器端说:"+ buf);
3.1.2 创建客户端程序。
创建过程与创建服务器端相似,这里就不再重复。客户端程序的窗口界面如图2所示。
接下来为控件的事件写入以下代码:
Cb_connect事件的clicked事件
ole_socket.object.remotehost = em_host.text;
ole_socket.object.remoteport = integer ( em_port.text);
ole_socket.object.connect();
lb_msg.additem ( "己经和服务器端建立连接!" ) ;
Ole_socket控件的DataArriavl事件
string buf;
ole_socket.object.getdata ( ref buf ) ;
lb_msg.additem ( string(now(),"yyyy-mm-dd hh:mm:ss")+" 服务器端说:"+ buf);
cb_send控件的clicked事件
string buf;
buf = sle_text.text;
ole_socket.object.sendData ( buf) ;
lb_msg.additem ( string(now(),"yyyy-mm-dd hh:mm:ss")+" 客户机端说:"+buf ) ;
4 结论
PB是开发大型MIS及各类数据库跨平台应用的首选。从数据库前端工具来讲甚至远远超过了Oracle的Develop系列等专门的工具,从通用语言角度来讲功能也与VB等不相上下。但是多媒体和网络功能与其他工具相比较弱,该文针对这种情况,结合实际工作中的经验,讨论了如何在PB中通过使用Winsock控件增强网络功能,不足之处,敬请指正。
参考文献:
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[3] 蒋东兴.Windows Sockets 网络程序设计大全[M].北京:清华大学出版社,1999.
[4] 蒋东兴,林鄂华.Windows Sockets网络程序设计指南[M].北京:清华大学出版社,1995.
[5] 彭建.基于Sockets的桌面视频会议系统研究[D].长沙:中南大学,2002.
[6] Hatfield B.PowerBuilder 5 应用程序开发指南[M].史森,译.4版.北京:清华大学出版社,1997.
关键词:多校区,校园一卡通Agent,连接池
1 引言
校园数字化是高校提升综合竞争实力的有效手段,数字化校园是校园信息化建设的有效解决方案。面对目前高校合并、新校区扩建、大学城的建设出现的多校区办学的情况,如何建设数字化校园、提升高校的信息化水平,提升学校的核心竞争力,是目前一项艰巨的任务。
校园一卡通系统为数字化校园提供了信息采集的基础,它采集的信息涉及到校园生活的各个方面,并可根据管理和应用的需要,按照管理层次,在全校范围内构建统一的、优良的信息化共享环境, 解决各部门存在的“信息孤岛”[1]问题,从而促进教学、科研、财务和后勤等各职能部门管理的信息化水平的提高。
2 多校区的“校园一卡通”系统
2.1 多校区的形成及其特点
多校区大学是指校园有两个或两个地理位置分散的校区组成的大学,在我国近十年新出现的一种办学模式。目前主要有合并式和扩建式两种形式。合并通常跨主管部门、跨学校类型、跨办学层次,但一般不跨城市区域。扩建式主要是由于地理空间限制其生存发展空间,因此需要在本地区增设多个校区以求更大的发展。由于原来老校区地处城市较繁华的地带,难以在附近找到合适的新地址,因而这类校区一般建立在郊区,比较偏远的地方。
由于合并的校区,原有的隶属关系不同,培养目标、办学方式、管理模式也都有区别。而扩建的新校区作为老校区的延伸,既要与老校区保持一致,又要有其新校区的特色。所以多校区必须统一协调配置,充分考虑各校区的原有特点,才有利于整体发展,提高整体效益。
2.2 校园一卡通系统的现状
在上述多校区的特点之上,目前多校区大学的校园卡中存在着各式各样的卡,往往师生员工需要拥有几张卡才能进行学校的正常的生活,如图1所示。
图1 G大学早期校园卡
由于采购时间、部门等各种因素,造成校园内的多个系统数据的格式和类型都各不相同。为了对广大师生员工的教学、科研和生活提供方便、快捷的电子化服务,建立校园一卡通系统。它是数字化校园的基础工程和重要的有机组成部分,从根本上实现“一卡在手,走遍校园”的设想。“一卡通”系统以软件集成为主、硬件集成为辅的综合信息集成系统,构建在数字化校园的统一身份认证、共享数据平台、统一信息门户等基础平台之上,与学校其它业务管理信息系统紧密结合,实现数据共享,建立数字化校园的重要信息采集网络,为学校提供实时可靠的信息来源和决策依据。论文大全,连接池。
为了实现对各子系统数据库结点的透明访问,在应用系统与数据库之间构建服务平台。应用服务平台的建设,可为构建C/S和B/S结构的应用系统提供基础,便于应用的业务逻辑和用户界面的表示分开,实现分布计算。应用服务平台建设主要包括服务器构建和具体功能处理构件开发。基于应用服务器集成的系统拓扑结构如图2所示:
图2 基于应用服务器集成的系统拓扑结构
各系统之间的交换数据是大量的实时数据,因此需要考虑系统进行数据交互时的实时性和效率。
3 异构数据库集成
3.1数据库访问中间件的优缺点
目前异构数据库的集成方法有:用户交互接口法、联邦数据库系统、数据仓库法、中间件法。其中以中间件法是目前比较流行的数据集成方法,中间件位于异构数据库系统(数据层)和应用程序(应用层)之间,向下协调各数据库系统,向上为访问集成数据的应用提供统一数据模式。该方法不需要改变原始数据的存储和管理方式,使用方便[2]。论文大全,连接池。按照IDC的分类方法,中间件可分为数据访问中间件、远程过程调用中间件、消息中间件、交易中间件、对象中间件[3]。
数据访问中间件是为了建立数据应用资源互操作的模式,对异构环境下的数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件。数据库访问中间件是所有中间件中应用最广、技术最成熟、发展前景最好的一种。其在异构数据库应用中具有很大的优势[4-6]:
1.移植性好:中间件封装了各种与平台有关的细节,使更换操作系统和通信协议等底层的配置无须应用程序代码。
2.集成方便:中间件可以非常容易地集成到应用开发环境中,无须大的代码改动。
3.易于扩充:中间件的局部改进和整体升级只要保持对外接口不变就不会影响到系统的其它部分,在功能上对应用程序实现了透明性。
4.使用简单:中间件对各种数据源使用统一的访问方法,使用户不必关心数据库选择等烦琐的操作,降低了用户参与程度,实现了对数据源的透明访问。
但是,当前的数据库中间件系统还是存在着一些主要问题[7] :
1.数据交互的效率问题
在数据库中间件中,对重复利用的数据库操作仍没有优化。但对于在大型数据库应用中一些执行频率较高的数据库操作(特别是查询),相同的操作可能重复多次,并且都要由数据库服务器来完成。这种重复操作加重了服务器的负担,同时使得数据交互的效率不高。
2.数据交互的安全性
对于数据交互的安全性,这里有两个方面的问题,一是由于统一由数据库中间件负责数据库间的同步及点到点通信,所以数据库操作比较集中,对数据库中间件的可靠性要求就非常高,一旦中间件出现问题,所有数据连接都将断开,从而导致系统瘫痪。论文大全,连接池。二是指数据的传输没有考虑安全问题,对数据库访问的控制机制也还停留在依靠操作系统和数据库管理系统本身上,占用了服务器资源。
3.系统负载的均衡性问题
在数据库中间件处理模型中,数据库是信息存储的核心单元,中间件完成通信的功能,对于数据库服务器的负载问题考虑较少。论文大全,连接池。这有可能导致不同服务器的负载不均,同一服务器的负载在不同时段不均衡,在网络访问用户多的时候负载过重,当访问的用户需要交互的数据量超过一定限度时可能导致系统瘫痪。
3.2Agent数据库中间件应用
由于Agent具有自主性、分布性、自适应等优点,其能有效地将分布于不同结点间的异构数据库集成在一起,并提供有效的数据集成和管理技术来动态支持数据的共享。在校园一卡通异构数据库中间件系统使用Agent来进行数据的收集和处理可以解决传统异构数据库中间件尚未解决的问题。论文大全,连接池。其模型图如图3所示:
图3 基于Agent的校园一卡通异构数据库集成
用户Agent:是用户和系统交流的接口,接收用户的操作和请求并返回执行的结果。
管理Agent、OA Agent等业务Agent、数据访问Agent是整个一卡通集成中间件的核心,该层主要是用来屏蔽局部数据库的异构性、自治性和透明性工作。它接受用户的查询请求,并对查询请求数据库做相应处理,最后将查询结果返回给用户。它向上协调各局部数据库,向下为访问集成数据的应用者提供统一的全局数据模式和数据访问的通用接口。中间件负责异构数据库的数据访问、查询和协调数据库之间的信息,为用户提供一个高层次的数据查询、检索服务。目的是集成各个异构数据库,为数据共享,数据传输和数据的访问提供支持。
元数据字典: 包括系统中所具有的全局数据库表名以及所包含的局部数据库的相关信息; 含有全局数据库到局部数据库的映射信息; 含有局部数据库的基本情况等。元数据字典位于管理 Agent 所在的同一机器上, 这样对于全局数据的访问只需访问本机的数据库。对于局部数据的访问, 通过 JDBC 从全局数据字典提取相应的信息, 再由管理 Agent 执行。
底层数据库层是各种子系统的异构数据库,由Foxpro、 SQL Server、Access、等。它提供实际的数据存储和管理功能,能够接受上层的调用。
4 关键模块实现
在校园一卡通系统中的数据访问操作是由数据访问Agent完成的。通过数据库连接管理、缓冲区管理、数据处理来完成。
当用户需要访问数据库服务器时,本模型能够实现数据库以及其它服务资源在客户之间的共享。而这些数据连接将占据服务器的大量资源,即是负载均衡的问题,在本模型中,采用连接池来解决负载均衡问题。
采用连接池技术,当程序中需要建立数据库连接时,只需从内存中取一个来用而不用新建。同样,使用完毕后,只需放回内存即可。而连接的建立、断开都由连接池自身来管理。同时,还可以设置连接池的参数来控制连接池中的连接数、每个连接的最大使用次数等等。论文大全,连接池。通过使用连接池,将大大提高程序效率,同时,可以通过自身的管理机制来监视数据库连接的数量、使用情况等。借助于连接池技术可以使数据访问Agent高效、稳定地获取数据库连接,尽可能减少数据资源的浪费。图4为数据库连接池请求流程图:
图4数据库连接池请求流程
数据库连接方案采用定义逻辑连接的方式,每个连接指定了(DBMS,DBName,USER,PASSWORD)。要使多个用户可以共享对一个数据库的物理连接,就要求这些用户与数据库连接时采用的参数(RDBMS,DBNAME,USER,PASSWORD)一致,只有连接参数完全一致的两个数据库连接(逻辑连接)才能够共享一个物理的数据库连接。在数据库中间件中,各个逻辑数据库的名字是唯一的,并且对应于某个物理数据库。数据库中间件的物理数据库连接通过若干个连接队列管理,当需要分配连接时根据数据库服务器负载轻重,以选择负载服务器为原则,从连接队列中分配一个连接,当释放连接时则将选择释放到相应队列中去。
以一个名为ConnetionPool的连接池为例来看看连接池的实现[7]。
属性:
m_ConnectionDefaultSize 连接池中连接初始数目
m_ConnectionPoolMinSize 连接池中连接数量下限
m_ConnectionPoolMaxSize 连接池中连接数量上限
m_ConnectionCurrSize连接池中当前的连接数
m_ConnectionUserCount 一个连接的最大使用次数
m_ConnectionTimeout 一个连接的最长空闲时间
m_nCountMax一个连接的引用计数的上限
m_MaxConnections=-1 同一时间的最大连接数
m_timer定时器
这些属性定义了连接池与其中的每个连接的有效状态值。连接池的自我管理,实际上就是通过定时器对每个连接的状态、连接的数量进行判断而进行相应操作。
5 结束语
本文根据多校区的特点,校园网络的复杂性,将Agent技术引入到多校区校园一卡通系统中,较好地解决了校园一卡通异构数据的共享、透明访问等问题。相对于传统数据库访问中间件,借助Agent技术,解决数据交互效率、数据安全性、负载均衡问题。
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