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1.1诊断思路
网络系统故障一般有电源系统引起的故障、节点故障和线路故障[5];通信线路的故障形式主要有CAN线短路、CAN线断路、CAN高低线短路、CAN线以及线路物理性质引起的通讯信号衰减或失真,这些都会引起控制单元无法工作或电控系统错误动作[6]。控制单元的正常工作电压一般在10.5V~14.5V范围内,如果提供的电压低于该值就会造成一些对工作电压要求高的控制单元出现停止工作,从而使整个网络系统无法通信。所以诊断前应先保证电源供电正常,再使用专用诊断仪或解码器对整个电控系统进行故障诊断,若诊断结果为控制单元通讯故障、失去通讯、通讯总线故障时,一定要弄清控制单元之间的通信关系,选取合适的检测点测量信息传输线路波形,最后查明故障原因。
2供电企业试验测量
2.2试验结果与分析
2.2.1CAN线断路波形机理分析
1供电企业计算机网络系统安全保障的必要性
首先,供电企业的计算机网络具有分布十分分散、网络节点多的特点,管理起来较为困难。供电企业需要对整个城市的供电进行管理和控制,那么必然会使用大量的网络节点。由于这些网络节点较为分散,出现问题不易查找出源头进行处理,势必会影响正常的供电工作。其次,供电企业本身担负着用电安全的重要责任。供电企业跟普通企业不同,它担负的责任更重,普通企业的网络安全出现问题,仅对企业自身造成不良影响,很少会对社会或者是大范围的人群造成生活上的影响。而供电企业计算机网络系统一旦出现问题,很可能会对人民的正常生产生活造成损失。最后,当前影响计算机网络系统安全的因素太多,严重影响其稳定性。计算机网络系统安全问题不容小觑,各种主观和客观的因素共同制约着其安全稳定地运行,所以我们想要确保其安全和稳定,就必须站在宏观的角度去看问题,全盘考虑,找出对策。
2影响供电企业计算机网络系统安全的因素
影响供电企业计算机网络系统安全的因素较多,主、客观的因素都有,其中可以分为两类,一类是供电企业自身的问题造成的安全隐患,一类是外部的因素对其供电企业计算机网络系统的安全保障研究曹凡国网湖北省十堰供电公司湖北十堰442000安全性的影响。供电企业自身的问题完全是可以通过管理手段杜绝的。这些因素大致上分为下面几种:第一,计算机本身的硬件故障和软件问题。计算机网络系统是由很多硬件组成的,其输入输出、存储、电源、主板等原件较为复杂,任何一个原件出现问题,都会对整个计算机网络系统产生影响,一旦出现信息的错误接收或者发出,又或者存储的数据丢失,都会造成难以想象的损失。另外,只有计算机硬件无法实现其具体功能,整个计算机网络的运行是依托于各种软件,这些软件本身可能是有缺陷或者漏洞的,又或者软件开发者故意留有“后门”,都将直接影响系统安全。第二,员工个人操作时常会因为不按规范进行而出现安全隐患。计算机即便再便捷、迅速,它也需要人的操控。人总是会因为疏忽大意或者是不重视操作规范而造成问题,特别是当前供电企业某些工作人员具备供电常识,但计算机操作能力较差,当今电力企业的发展又要求必须要使用计算机,这些工作人员在操作时候很可能会造成网络设备的损坏或者留下安全隐患。特别地,员工操作计算机最易出现安全隐患的阶段就是数据的传输阶段,在数据传输时没有做好安全保障常会造成重要数据的泄漏或者被窃取,严重时候还可能被破坏。第三,管理不善导致的安全问题出现。管理方面主要体现在机房的门禁制度不健全,无法阻止不相干人员进出机房,这样任何人都会对计算机系统造成威胁。
而影响计算机网络系统安全的外部因素大致上分为两类,首先是不可抗力的作用。这里的不可抗力主要是指自然灾害。因为计算机需要线路去传输,而计算机线路最怕遇到暴雨、火灾、雷电或者其他自然灾害导致的线路中断。一旦线路被外力中断,其系统安全就无从保证。其次是病毒和木马的感染,这项因素严格来说是由工作人员操作不当和黑客刻意操作两方面的原因构成的。无论是哪种情况,都会使网络安全无从谈起,而会出现这种情况,无非是自身管理的漏洞等原因,都需要企业从自身入手进行解决。
3供电企业计算机网络系统安全保障措施探析
针对上述的影响因素,我们需要从多个层面共同保障。首先,从管理层面来说,要建立健全完善的管理手段,不仅是在计算机网络安全领域,还要从整体入手,做好整个企业的宏观管理,制定出相关的操作规范和管理规范,设立专门的计算机网络系统管理部门,由专业的技术人员对整个系统进行实时的监测和控制,使其安全有最基础的保障。
其次,应当注意相关工作人员的素质提升。供电企业工作人员往往是电力知识较为稳固,对计算机的使用并不能尽如人意。而仅靠专门的计算机专业人才是远远不够的,需要对工作人员进行必要的计算机培训,培养复合型人才。另外,还要提升工作人员的安全责任意识和对故障的敏感性,在操作计算机时一定注意各种风险和隐患。
再次是从技术层面来说,要进行多个领域技术的研究和应用。一是要做好抵御外部攻击的准备。要进行防火墙以及入侵检测系统的设置。必须在企业网络系统内安装防火墙,并且运用IP伪装等技术,保护内部网络的安全。同时,安装入侵检测系统,与高等级防火墙配合使用,共同抵御外部的网络攻击。另外,还要运用一些成熟的技术来抵御黑客的袭击。例如运用应用技术和PacketFiltering技术。前者是一项较为稳定的监测系统,对于这项技术来说,整个防火墙的线路近乎于透明,可以很清晰地对外界数据进行监控和排查,确保外来数据的安全。而PacketFiltering则是指包过滤技术,它是使用较为广泛的一种技术,主要是为各种基于TCP/IP协议数据报文出进的通道。现代多数情况下使用的是动态过滤,区别于以往的静态过滤,它现对信息进行分析,然后运用防火墙预设的规则进行效验,确保有问题的某个数据包能够及时被发现并阻止;二是做好企业内部计算机网络的日常管理。我们知道,来自计算机网络内部的问题要远大于外部的问题,要想内部不出问题,就需要从内部多个方面入手。技术人员应当定期地进行病毒和木马的查杀并且不定期地进行抽查,将可能出现的问题扼杀在萌芽阶段。要进行必要的身份设置,根据工作人员工作权限和工作内容的不同设置不同的身份口令,建立不同权限的身份账号,设定访问和修改的权限,并且对这些身份资料进行定期的核查。最后是做好各种补救措施。安全隐患的预防措施再完备也无法保证不会出现问题,企业应当做好各种准备,将重要数据进行备份,确保在出现问题时能够及时解决,将损失降低到最低范围内。
4结语
1.1概述文成台改建的高清非编网络采用多通道NAS集群技术的集中存储网络解决方案,采用“万兆主干+千兆桌面”的网络架构,并结合“缓存技术”实现高清素材高效率编辑。系统分为4个子网,通过独立的通道与中心存储体实现网络化的共享编辑。多通道NAS网络是对非编网络的存储和传输采用优化策略和均衡调度,提高网络带宽的利用率和增强素材存储阵列的吞吐率,这样既大大提高了现有的网络带宽又解决了素材的备份问题。多通道NAS集群很好地解决了10GbNAS网络带宽的瓶颈问题,这种架构方式越来越多地运用到中小型高清非编网络中。
1.2网络带宽计算NAS的瓶颈目前主要在外部以太口,所以在系统架构时就要充分考虑系统网络的带宽问题。设计存储系统时首先要做的就是计算整个网络所需要的总带宽,总带宽是存储设备选型的重要参考因素。这次改建我们共架设14台非编工作站和2台配音工作站(都按非编工作站计算),按照全网非编工作站都采用100Mb的高清码流进行3层网络实时视频编辑,则每台编辑工作站占用300Mb/s带宽。整个系统所需要的总带宽为:16×300=4800Mb/s,4800/8=600Mb/s,考虑到网络系统要有80%的带宽冗余,那么存储系统应该至少能够提供750Mb/s的带宽。因此我们选择万兆存储中心(单台存储体的实测带宽能达到600Mb/s以上),为满足750Mb/s的带宽需求,特配置两台DS-S01T024万兆存储中心互为主备,系统总带宽将达到1200Mb/s,不但能支撑目前的编辑需求,而且还能满足未来的扩容需求。
1.3系统构架原理为了提高高清非编网络的实时编辑性能,防止网络堵塞,我们特采用“万兆主干+千兆桌面”的网络架构,中心交换机配置4个万兆以太网端口,分别接入2台中心存储的万兆网口,其他客户端站点通过千兆网口与中心交换机的千兆以太网口相连。文成台高清非编网络主要由以下设备组成:11台高清有卡工作站、3台无卡工作站、2台配音工作站、2台中心存储、2台数据库服务器、1台Web服务器、1台后台合成服务器。下面结合图1,简述文成台高清非编网NAS集群的工作原理。我们采用多网卡结构,主备阵列各插4块网卡,多IP地址组成多通道NAS/NAS集群,将数据分流。也就是把系统分为4个子网,通过独立的通道与中心存储体实现网络化的共享编辑。我们将每4台非编的IP地址设成1个网段,共4个IP段(即新闻制作组为A网段、专题制作组为B和C网段、广告/配音制作组为D网段),磁盘阵列的4个网卡分别对应非编工作站的这4个IP网段。根据参数的配置,“新闻制作组”和“专题制作组1”分别通过主存储阵列的A、B段网卡读取/写入;“专题制作组2”和“广告/配音制作组”分别通过备存储阵列的C、D段网卡读取/写入。主存储阵列出现故障时,“新闻制作组”和“专题制作组1”自动选择路径,从备存储阵列的A、B段网卡读取/写入。同理,当备存储阵列出现故障时,“专题制作组2”和“广告/配音制作组”自动选择路径,从主存储阵列的C、D段网卡读取/写入。由于主备存储阵列多网段分流,正常工作时,系统的总带宽拓展了1倍,通过后台数据库比对,实现主备数据完全镜像。
1.4“缓存映像”技术所谓“缓存映像”技术就是将中心存储阵列的存储结构实时映射到网络的每台非编上。系统素材采用分布式采集上载方式,编辑工作站实现素材的采集上载,素材上载到中心存储阵列的同时在工作站本地“缓存映像”文件夹中产生相同的镜像数据。据系统预设的优先路径策略,编辑工作站进行素材编辑时,先采用本地存储中的素材进行编辑,本地若无此素材,再根据策略选择网络存储中的素材实现网络编辑,本地编辑在编辑过程中不占用网络带宽,这样既可以减轻网络带宽的压力也能做到数据冗余。我们在日常编辑中,素材在工作站上载完成后随即进行粗编,此时系统直接读取本地素材进行实时编辑,这样大大提高了现有的网络带宽的利用率,在系统所有工作站繁忙的时段这个效果是显而易见的。
210GbNAS构架方式的优势
我们选用10GbNAS技术组建高清非编网,是结合实际经过对上述几种构架方式分析比对后确定的方案,我们发现10Gb以太网架构在中小网络建设中有诸多优势,主要表现在以下几个方面。
2.1成本低,网速快FC-SAN的建造成本最高,FC-SAN不仅需要价格高昂的光纤存储和光纤连接设备,还需要以太设备来做源数据交换,为了实现数据共享还需要另外购买价格不菲的SAN管理软件。IP-SAN比FC-SAN的硬件成本低了不少,不需要光纤连接设备,但它有SAN的特性,也需要另外购买价格不菲的SAN管理软件来实现数据的共享访问管理。以太网的结构最简单,只有NAS存储和以太交换机组成。随着10Gb以太网络的不断普及,10Gb的存储和连接设备的成本大大降低。10Gb以太网架构早已在大型的数据中心和高性能计算领域运用,打破了长期被4GbFC和8GbFC独占的局面。
2.2故障环节少从网络架构可以看出SAN实现数据的读写共享访问需要3个环节,终端发起读/写请求到SAN共享管理软件进行源数据交换,得到源数据信息后再对存储进行读/写访问,这种情况不管是共享管理软件出问题,还是存储出问题都会影响数据安全,另外FC-SAN双网还要多一个环节,以太网出问题也要影响数据安全。NAS只有两个环节,不需要中间环节,直接对存储进行读/写操作,它不会因为第三方的问题而造成数据的损失。显而易见环节越多出问题的几率就会越高,采用简单的万兆以太网结构的非编制作网,是减少故障的基础。
2.3管理和维护简单网络建成后,方便的管理和简单的维护才能使网络的正常运行得到保障。SAN网络的架构复杂,环节多的特点就决定了它的管理和维护比较复杂,技术维护人员不仅要懂以太网和光纤网络的维护,还要会SAN共享软件的维护。SAN网络的启动关闭需遵守严格的顺序,给一些应急处理带来了操作复杂和等待时间过长的安全隐患。以太网络是大家熟悉的一种网络架构,NAS各个服务的启动不需要既定的顺序,如果服务器重新启动,只要网络正常连通就可以开始工作,在应急操作中不容易出错,这给网络整体维护带来方便。
2.4兼容能力强,平滑过渡目前各电视台的以太网路设备以千兆居多,因此在新建网络的时候必须考虑新老网络的兼容性,以保证新的网络和原有的网络的平滑过渡。10Gb以太网络可以和各个阶段的以太网络互联而且不需要额外增加设备,也可以根据资金情况灵活搭配组合,可以先主干建成10Gb的以太网架构,分支用1000Mb以太网络架构,然后分支根据业务需求逐步过渡到10Gb。
2.5互联互通方便,数据交互电视台内部各个业务板块间资源共享,板块间节目交换需要互联互通。以太网只要网络连接上就可以进行连通,这使电视台在构架整体网络时变得比较简单。相比之下,光纤网就显得比较复杂,因为这是个专用的网络,所采用的网络协议和设备都是专有的,不能和通用的设备互联,必须经过转换,这就大大增加了互联的难度和成本,数据交换效率也大幅度降低。采用10Gb以太网络架构的高清制作网,为电视台各业务板块的互联互通带来了便利,降低了难度,节约了成本,它的优势是显而易见的。
3结束语
从系统的应用角度和使用范围等因素来考虑,对该网站内容管理系统提出一些基本的性能目标。(1)高可用性。操作应该方便、灵活。后台管理员应能快速地进行栏目设置、文章管理等操作。前台浏览者应能方便地浏览文章、搜索文章。(2)稳定性。系统应有较高的稳定性。系统响应时间不应过长,更不应在操作无误情况下出现页面显示时间过慢,甚至出现页面不显示的状况。(3)安全性。系统应有较高的安全性。系统的安全指数应较高,可通过日志记录的方式查看系统操作记录,以提高安全性。(4)集成与可扩展性。系统通过灵活丰富的接口实现可扩展性的优异表现,内容经过管理之后,必然提出数据、服务共享的要求,设计中考虑多样化的服务组件和服务总线方式。
2系统设计
2.1系统架构设计
该内容管理系统使用了标准的3层体系架构,他将应用功能分成表现层、逻辑层和数据层三部分。表示层是应用的用户接口部分,担负着应用于用户之间的交互功能。逻辑层相当于应用的本体,它是将具体的应用处理逻辑编入程序当中。数据层就是实现对各种数据库和数据源的访问,更使得逻辑层的设计和实现更集中于系统本身的功能。
2.2系统功能设计
在以上设计思想的基础上,设计了系统实际应该具有的功能。包括首页、文章栏目、文章内容、模板管理、辅助功能、核心功能、网站配置管理六个模块。各个模块,又有各自的分支功能。
2.3系统数据库设计
数据库的设计关系到整个系统性能、升级和移植的问题,在数据库设计时要保证数据库的一致性和完整性,尽可能降低数据的冗余。结合本系统的功能,主要涉及到以下几个方面的表:(1)栏目表。栏目表主要用于存放栏目的相关属性,如栏目标识,栏目名称,父栏目标识,外部链接,统计日期,系统类型,文档数量,栏目路径等。(2)文章表。文章表存储系统的文章内容,作者,评论数量,文章描述,发表日期,统计时间等。(3)用户表。用户表存储系统相关用户的基本信息,包括:联系地址、出生年月、创建时间、当前登录IP和时间、电子邮箱、登录名、真实姓名、性别等。
2.4系统维护设计
网络综合接入是整个网络的基础,该部分包括互联网出口、网络架构及接入节点。后续业务及办公将更依赖于互联网资源,为了保证互联网出口的畅通无阻,依据厦门轨道交通集团网络规模约为1000个用户数的用户规模,本研究建议引入两条20M互联网专线,并采用两大运营商的网络资源,为解决跨南北运营商的网络,本研究建议引入电信和联通用两大运营商的网络资源。网络架构依分层设计的思路,本研究建议采用网络扁平化设计,采用二层结构,压缩掉汇聚层,形成核心层和接入层,提高转发效率,核心层是承担整体网络的核心交换,因此应充分考虑其高可用性。
1.1互联网出口研究为了保证互联网出口网络链路的畅通性、稳定性和可靠性,保证网络服务的质量,消除单点故障,减少停机时间,本研究建议引入两大运营商(电信、联通)的互联网专线,从而实现不间断、高效率的政务服务。基于上述考虑,本研究建议在厦门轨道交通集团互联网出口部署网络链路负载均衡设备,以实现以下两种场景下多条链路的负载均衡:(1)内部办公人员和网络工作站在访问互联网服务和网站时,能够在不同互联网出口链路中动态地分配和负载均衡,这也被称为出站流量的负载均衡。(2)互联网络的外部用户在外部访问内部网站和应用系统时,也能够动态地在多条链路上平衡分配,并在一条链路中断的时候能够智能地自动切换到另外一条链路到达服务器和应用系统,这也被称作为入站流量的负载均衡。
1.2核心层研究本研究建议核心层采用两台核心交换机,通过VRRP实现全容错的核心层接入。VRRP全称VirtualRouterRedundancyProtocol(虚拟路由冗余协议)。简单来说,VRRP是一种容错协议,它保证当主机的下一跳路由器坏掉时,可以及时的由另一台路由器来代替,从而保持通讯的连续性和可靠性。为了使VRRP工作,首先要创建一个虚拟IP地址和MAC地址,这样在这个网络中就加入了一个虚拟路由器。而这个网络上的主机与虚拟路由器通信,无需了解这个网络上物理路由器的任何信息。一个虚拟路由器由一个主路由器(MASTER)和若干个备份路由器(BACKUP)组成,主路由器实现真正的转发功能。当主路由器出现故障时,备份路由器成为新的主路由器,接替它的工作。在厦门轨道交通集团中心机房部署两台核心交换机,通过VRRP及MSTP技术实现链路及设备冗余及负载,避免单台核心交换机故障而造成整个业务系统的中断。考虑网络的安全、稳定可靠性,本研究建议网络设备采用知名品牌。
1.3接入层研究为了保证各楼层高可用性、高密度的客户端接入,本研究建议每台接入层交换机通过双链路与两台核心交换机对接,并开启生成树避免环路,保证骨干线路千/万兆的链路,另一方面通过trunk将各楼层所需的VLAN传递下来,并通过接口划分指定的VLAN。为了保证安全,各VLAN之间互访控制通过核心交换机ACL(访问控制列表)统一控制。也可以通过VLAN实现各应用系统虚拟专网专用,保证安全性及投资回报。3.4网络接入点研究根据统计1号及2号楼网络信息点列表,本研究建议各楼层的交换机(交换机端口20%预留)配套如下表据上述列表统计,24端口楼层交换机为3台,48端口楼层交换机为17台。
2网络安全保障研究
网络是整个信息化的基础平台,网络给企业带来极大的方便,但同时也带来一些安全隐患,网络上蠕虫病毒,来自互联网黑客的攻击等。网络安全保障研究考虑的安全设备包括防火墙、上网行为管理、SSLVPN、入侵防护及WEB应用防火墙,上述安全设备功能简单描述如下:(1)防火墙:是隔离互联网与内网的第一道屏障,用于实现内外网隔离。(2)上网行为管理:可以保障企业互联网资源的有效利用,避免单个用户下载行为而造成互联网带宽瓶颈。(3)SSLVPN:通过简单网页方式建立的VPN通道,可以保障移动办公人员安全高效地访问公司的内部资源。(4)入侵防护:可以及时准确地拦截黑客的各种攻击行为。(5)WEB应用防火墙:可避免网站被篡改而造成各种经济及声誉上的损失。以上这些网络安全防护设备对于保证企业网络环境的健康、稳定运行缺一不可。
2.1互联网边界安全研究成功的DDoS攻击(DistributedDenialofservice分布式拒绝服务,即很多DOS攻击源一起攻击某台服务器)所带来的损失是巨大的。DDoS攻击之下的厦门轨道交通集团所有网站性能急剧下降,无法正常处理用户的正常访问请求,造成客户访问失败;服务质量协议(SLA)也会受到破坏,带来高额的服务赔偿。同时,提供商的信誉也会蒙受损失,而这种危害又常常是长期性的。利润下降、生产效率降低、IT开支增高以及相应问题诉诸法律而带来的费用增加等等,这些损失都是由于DDoS攻击造成的。厦门轨道交通集团未来基于互联网业务应用(例如交通信息、网上购票等)将越来越多,面临DDoS攻击机会将越来越大。厦门轨道交通集团在互联网边界区必须部署强有力抗DDOS攻击能力的防火墙,并实现三大安全区域的划分:外网、内网和DMZ(demilitarizedzone隔离区,是为了解决安装防火墙后外部网络不能访问内部网络服务器的问题,而设立的一个非安全系统与安全系统之间的缓冲区,这个缓冲区位于企业内部网络和外部网络之间的小网络区域内,在这个小网络区域内可以放置一些必须公开的服务器设施,如企业Web服务器、FTP服务器和论坛等。另一方面,通过这样一个DMZ区域,更加有效地保护了内部网络,因为这种网络部署,比起一般的防火墙方案,对攻击者来说又多了一道关卡)区。
2.2移动办公远程安全接入研究针对部分互联网移动办公用户需要通互联网安全高效地访问内部的业务应用系统,本研究建议配置相应的SSLVPN解决方案,它可以实现免VPN客户维护,又可以保证用户可以通过互联网安全高效地访问厦门轨道交通集团的业务系统。
2.3上网行为管理研究厦门轨道交通集团为了方便员工工作而开通的互联网专线,员工可自由访问互联网资源。但互联网也暴露出双刃剑的特性:一方面员工的上网条件得到改善,公司总部组织运营效率得到了较大的提升,随着业务可持续性要求的不断提高,也发现网络给企业带来很多的安全隐患,互联网资源被滥用的问题也日益严峻。过去,员工通过与同事闲聊来打发上班时间。随着计算机和互联网的普及,员工有了更多的选择,网上购物、与好友聊天、下载手机铃声、在线欣赏音乐、下载电影、收发个人邮件、在论坛上舞文弄墨……。只要员工有兴趣,他们就能在上班时间尽情享受互联网带来的乐趣。很多员工一打开电脑就会开始各种下载工作,包括BT、电骡、迅雷这些网络资源的“吞噬者”,这些员工在大量下载电影和软件的同时却在不停地抱怨网速太慢。这些行为严重影响其他员工的正常业务办公(比如通过互联网专线上传一些数据等)。同时,不管员工有意还是无意,他们都能够而且有办法去访问一些对组织网络基础设施有害的内容,带来的病毒、蠕虫和木马,均可随着简单的鼠标点击轻而易举地侵入轨道办公系统内网。如何在最大利用互联网优势的同时,避免以上互联网资源被滥用所引发的安全隐患及其他各类问题,本研究建议:通过技术设备和规章制度的相结合,根据业务需求规范不同网络应用优先级,实现网络流量、带宽的总体规划,通过合理规划并实施流量带宽分配,保障核心关键业务平稳运行,指导员工正确使用单位的网络资源,从而对局域网的上网行为进行有效管理。本研究建议在厦门轨道交通集团互联网出口部署上网行为控制设备。通过基于网络应用类型以及用户多样化的带宽管理需求,将单条物理带宽划分为多条虚拟线路实现差异化管理,同时又将每条虚拟线路划分为多个虚拟子通道来对应管理不同类型的网络应用(能够为关键业务及应用静态预留带宽策略,保证指定带宽绝不会被其他应用抢占;为指定应用行为提供带宽限制策略,保障带宽不会被其滥用;能够为指定应用的带宽需求提供动态带宽保证,即将指定应用未占用的带宽动态共享给其他应用,最大限度的提高了网络带宽的利用率);通过基于P2P行为特征的智能识别技术,实现对加密的、版本泛滥的、同一版本多次变种的、不常见的P2P应用进行识别,为有效的管控P2P应用;基于内容的网页智能识别技术,对网站内容进行智能识别,自动学结出某类网站的特征与共性进而对用户访问网页所产生的流量进行差异化管理;基于文件类型的精确识别,有效管控HTTP、FTP文件上传、下载流量,保证网络带宽的合理利用。以此来帮助互联网用户控制和管理对互联网的使用,包括对网页访问过滤、网络应用控制、带宽流量管理、信息收发审计、用户行为分析等。通过部署上网行为管理能达到以下效果:(1)入网管理,有效管理上网用户数量;(2)无线准入机制;(3)设置专门上网的电脑;(4)防止机密信息泄漏和法律违规事件;(5)审计内网用户发送邮件;(6)审计内网用户访问网站;(7)审计内网用户使用聊天工具的内容;(8)因人而设上网权限;(9)带宽及流量管理;(10)通过控制P2P流量,限制下载;(11)合理利用带宽细致划分与分配带宽资源。
2.4入侵保护研究依据厦门轨道交通集团未来网络和相关业务情况分析结果,本研究建议在厦门轨道交通集团内部网络部署入侵保护系统IPS,以最大化地保护网络信息安全,减少及有效避免以下安全风险:(1)网络互连带来的安全风险由于业务需要,厦门轨道交通集团网络需连接互联网,业务或办公数据在网络上传输,而网络设备、主机系统都不同程度存在一些安全漏洞,攻击者可以利用存在的漏洞进行破坏,可能引起数据破坏、业务中断甚至系统宕机,将严重影响厦门轨道交通集团网络的正常运行。(2)攻击快速传播引发的安全风险目前利用漏洞传播的蠕虫、病毒、间谍软件、DDoS攻击、垃圾邮件等混合威胁越来越多,传播速度加快,留给人们响应的时间越来越短,使用户来不及对入侵做出响应,比如蠕虫爆发将造成厦门轨道交通集团网络瘫痪。入侵检测系统IDS虽然能检测出攻击行为,但无法有效阻断攻击。另外,网络防病毒系统属于被动防护,对于新的未知蠕虫病毒,防病毒软件无法检测出。因此如何保证厦门轨道交通集团网络在安装最新安全补丁之前,网络不会被蠕虫、病毒、黑客等攻击造成网络瘫痪。入侵保护系统IPS(IntrusionPreventionSystem)提供一种主动的、实时的防护,其设计旨在对常规网络流量中的恶意数据包进行检测,阻止入侵活动,预先对攻击性的流量进行自动拦截,使它们无法造成损失,而不是简单地在传送恶意流量的同时或之后发出警报。IPS是通过直接串联到网络链路中而实现这一功能的,即IPS接收到外部数据流量时,如果检测到攻击企图,就会自动地将攻击包丢掉或采取措施将攻击源阻断,而不把攻击流量放进内部网络。
2.5WEB应用防护研究随着厦门轨道交通集团将来互联网业务的应用越来越广泛,其社会影响力将越来越大,一旦平台网站被攻击将无法对外提供服务或被篡改,该情况将对厦门轨道交通集团造成极大的负面影响,因此本研究建议在DMZ区部署针对网页防篡改的WEB应用防火墙。传统的边界安全设备,如防火墙,作为整体安全策略中不可缺少的重要部分,局限于自身的产品定位和防护深度,不能有效地针对Web应用攻击提供完善的防御能力。因此,厦门轨道交通集团对外服务的网站有必要采用专业的安全防护系统,有效地防止各类攻击、降低网站安全风险。合理的WEB应用防火墙可以包含事前、事中、事后的事件有效管理。事前,ICEYEWAF提供Web应用漏洞扫描功能,检测Web应用程序是否存在SQL注入、跨站脚本漏洞。事中,对黑客入侵行为、SQL注入/跨站脚本等各类Web应用攻击、DDoS攻击进行有效检测、阻断及防护。事后,针对当前的安全热点问题,网页篡改及网页挂马,提供诊断功能,降低安全风险,维护网站的公信度。
3网管中心研究
健康、稳定的网络环境,除了需要良好硬件网络基础环境,还需要配套后台的网络运维管理软件,此次网管中心网络运维管理软件包括补丁及防毒中心、数据备份中心、文档加密系统及桌面管理系统。
3.1补丁及防毒研究目前绝大多数病毒传播的途径是网络。对于一个网络系统而言,针对病毒的入侵渠道和病毒集散地进行防护是最有效的防治策略。因此,对每一个病毒可能的入口,部署相应的反病毒软件,实时检测其中是否有病毒,是构建一个完整有效反病毒体系的关键。来自系统外部(Internet或外网)的病毒入侵:这是目前病毒进入最多的途径。因此在与外部连接的网关处进行病毒拦截是效率最高,耗费资源最少的措施。可以使进入内部系统的病毒数量大为减少。网络邮件/群件系统:如果网络内采用了自己的邮件/群件系统实施办公和信息自动化,那么一旦有某个用户感染了病毒,通过邮件方式该病毒将以几何级数在网络内迅速传播,并且很容易导致邮件系统负荷过大而瘫痪。因此在邮件系统上部署反病毒也显得尤为重要。文件服务器:文件资源共享是网络提供的基本功能。文件服务器大大提高了资源的重复利用率,并且能对信息进行长期有效的存储和保护。但是一旦服务器本身感染了病毒,就会对所有的访问者构成威胁。因此文件服务器也需要设置反病毒保护。终端机:病毒最后的入侵途径就是最终的桌面用户。随着智能手机、随着各种网络应用的增多,智能手机和笔记本计算机的普及,网络边界逐渐消失,网络结构趋于开放;由于网络共享的便利性,某个感染病毒的桌面机可能随时会感染其它的机器,或是被种上了黑客程序而向外传送机密文件。因此在网络内对所有的客户机进行防毒控制也是非常重要的。本研究建议厦门轨道集团本部部署补丁及防毒中心,通过补丁及防毒中心统一管理及控制集团内所有终端机及服务器的补丁审批及病毒库更新。
3.2数据备份研究鉴于IT网络环境的不稳定性,及可能发生的硬件损坏、人为误操作、存储故障等造成的数据损坏和业务停顿,或火灾、地震等自然灾害带来的毁灭性破坏,信息系统的安全保障也提出新的要求:系统的数据、文件等需要得到妥善的保护,丢失后要能快速恢复;电子档案资料要实现归档并能在异地保存。因此本研究建议厦门轨道集团本部部署数据备份中心,数据备份中心除了提供备份软件外,还需配套专用的磁盘备份设备,为集团提供集备份、容灾和存储为一体的创新型备份存储方案。通过部署数据中心以期能达到以下效果:从PC到Windows到Linux和Unix服务器环境的集中备份,并采用NAS、IPSAN和FCSAN多种存储架构相结合的方式满足用户数据共享和集中存储的需求。
3.3文档加密研究行政办公文档、经营文档、技术文档三类文档在企业运作活动中密不可分又相对独立。如:研发类的技术文档希望在技术体系内部使用,不能轻易流转到行政管理部门,而企业经营文档,特别是一些敏感的经营信息,只能在受控的少数经营部门,如:财务、总办等部门使用。文档如何在本体系内充分共享,支撑业务活动,同时又受控地流转到其它部门,是文档安全保护需要重点解决的问题。另外,任何企业和外部有千丝万缕的联系,如:行政监管部门、客户、供应商等,如何能将相关地文档和外部合作伙伴交换,同时保证其安全性,也是文档安全管理要解决的问题。在行政办公文档、经营文档、技术文档相关的体系内部,文档的安全保护也必须考虑文档的日常使用和流转、文档管理规范的遵守和落实、文档保护相关的技术手段等方面的统一协调,达到安全和效率的平衡,即对文档进行适当的保护又不影响企业正常的业务运作。达到这一定,必须充分考虑文档操作流程、文档管控措施、文档保护技术手段的要求,使三者有机地融合在一起。因此本研究建议在厦门轨道交通集团部署文档加密系统,以期能达成以下效果:客户端动态加解密区域文件复制或保存时自动强制加密。文件打开时自动解密。对用户来说,该过程是完全透明的,不改变用户的使用习惯。无论是另存为其他文件格式,还是使用进程名欺骗的方式都能对文档有效加密。无论通过存储(USB、光盘、软驱、ZIP盘等)或网络(Email、FTP、Windows共享等)或是其它传输介质与方法(红外、蓝牙等),均在保护范畴内。(1)拷贝粘贴及拖拽控制:允许从外部复制进受控文档,但不允许从受控文档向外复制粘贴(包括邮件或者即时通讯工具),用户在受控文档间的拷贝粘贴、拖拽均可正常使用。(2)文档权限管理:文档具有阅读、编辑、打印的权限控制。对外发文档除了上述功能外还需加上时间限制以及次数限制功能,该文档超过一定时间或打开次数就无法再使用,而且对于作者可实行再授权功能。用户端对文档的任何操作都有详细的操作日志,其检索功能对文档的非法操作能快速定位。用户终端的自我防护、客户端程序及加解密模块不能轻易的在非认证或授权的情况下被终止或激活。系统能控制客户端的打印、截屏、录屏等功能,但此功能仅限于对受保护的文档进行控制,而非受保护的文件使用还是灵活的。员工因工需要挟带笔记本出差或在出差过程中需要对一些密文解密外发时系统应提供一套完整的离线管理和解决方法。
3.4桌面管理研究在现代企业环境下,一个IT的管理部门需要花费大量的人力物力来维护企业的计算机运行环境。同时,由于计算机设备的更新和变化,财务部门对企业的计算机设备的管理和统计经常处于一种无序及手工统计的状态,当设备更新频繁时,原本的设备管理记录往往由于管理的滞后和对实际情况的掌握程度不够无法及时更新,从而造成设备管理的混乱还会造成时间的迟滞,影响企业的运行效率,给企业带来损失。如何解决这些痛苦的管理问题?您需要一套高效和易于使用的桌面管理解决方案。本研究建议在厦门轨道交通集团内部署桌面管理系统,通过部署该系统以期能达到以下效果。(1)资产管理软硬件资产信息收集,动态掌握全网IT资产现状可定义的资产变更警报,可以全面监控客户端的IT资产与配置的变化,例如,客户端的内存、硬盘的变化,以及IP地址的变化等等,避免企业IT资产的流失。全面的资产报告,集成超过120种报表,并使用最新的自定义报告引擎,使创建自定义报表更加方便。便于资产统计、盘点。(2)远程支持帮助管理员对被管理设备进行远程支持,减少大量的现场支持及电话支持工作,提高服务支持的响应速度。集成多种桌面支持工具,包括:远程控制、远程对话、远程文件传输、远程执行、远程重启、远程关机、远程桌面画图等等。可根据网络带宽忧化的远程桌面支持,节省企业远程支持费用。(3)软件分发向跨网络的大批客户端进行软件(办公及应用软件)的远程安装或卸载;帮助企业进行软件的统一部署、升级、维护。支持应用软件修复,使用户的业务可持续运行。支持“推”和“拉”的两种软件分发方式。支持软件分发的断点续传。支持任务完成,保证任务执行的完整性。支持软件分发向导,使软件分发更加简单。自带软件差异打包工具和脚本编辑工具。(4)操作系统分发和配置迁移对远程客户端进行硬盘映像的捕获或部署,实现硬盘备份/恢复,支持多种操作系统映像分发格式:Ghost、Image、PowerQuest等等。支持操作系统的配置迁移:从Windows98/2000向WindowsXP/2003迁移。用户帐户信息;应用程序设置,模板及关联文件;桌面设置(MyDocs;映射的驱动器;打印机;壁纸;屏幕设置等)。支持裸机的操作系统分发,可帮助客户为批量裸机快速部署操作系统及应用程序。
4结束语
1.1标准帧与扩展帧的选择
CAN2.0包括A部分和B部分,即CAN2.0A与CAN2.0B。其中,CAN2.0A是按CAN1.2规范定义的CAN报文格式的说明,规定CAN控制器必须有一个11位的标识符。CAN2.0B是对CAN报文的标准格式和扩展格式的说明,CAN控制器的标识长度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B协议的CAN控制器,可以发送和接收11位标识符的标准帧或29位标识符的扩展帧。如果禁止CAN2.0B,则CAN控制器只能发送和接收11位标识符的标准帧,而忽略扩展格式的报文结构,但不会出现错误。标准帧与扩展帧如图2所示。标准帧理论上最多可以标识211(2048)个数据类型。由于协议规定标识符最高7位不能同时全是隐性位,所以最多可以标识211-24(2032)个数据类型。扩展帧使用29位标识符,最多可标识5亿多个数据类型。当采用CAN2.0B传输报文时,需对标准帧和扩展帧进行选择。从延迟的角度分析,它用于表示网络响应速度,延迟越少,响应越快,性能越好。CAN最高位速率可达1Mbps,此时每位的传输时间是1μs。总线竞争获胜的标准格式报文在传输不被中断的情况下,长度为最大值的报文总线访问时间只有111μs,加填充位为134μs;扩展帧格式最大长度报文的总线访问时间为131μs,加填充位为159μs。从总线吞吐量分析,它在数值上等于网络或信道在单位时间内成功传输的总信息量。标准格式信息帧的长度为47+8×DLC,数据域在一帧报文中所占比率为(8×DLC)(/47+8×DLC),在1Mbps位速率时的总线吞吐量为(8×DLC)(/47+8×DLC)×1Mbps。扩展格式信息帧的长度为67+8×DLC,数据域在一帧报文中所占比率为(8×DLC)(/67+8×DLC),在1Mbps位速率时的总线吞吐量为(8×DLC)/(67+8×DLC)×1Mbps。当数据域长度为8字节时,若不考虑填充位,则标准帧的总线吞吐量为577kbps,而扩展帧的总线吞吐量为488kbps。从以上分析可见,虽然扩展帧格式可以表示的数据类型比标准帧格式多得多,但在总线访问时间和总线吞吐量方面,标准帧格式明显优于扩展帧格式,所以在满足节点数量要求的条件下,应优先考虑采用标准帧格式。
1.2标识符分配和网络实时性分析
1)标识符分配。CAN只提供与物理层和数据链路层相关的协议,并没有制定与特定应用相关的应用层的内容。因此,根据具体应用的特点,在总线协议的基础上,定义详细的标识符分配及网络配置管理的具体方式是开发基于CAN的客车网络控制系统的前提。标识符分配可以通过两种方式来实现:一是用户自定义;二是采用CAN的高层协议标准,如SAEJ1939、CANOpen等。无论采用哪种方式,都必须保证与安全性相关的高实时性的信息能够获得高优先级。如SAEJ1939中,信息优先级顺序为控制参数、驱动状态参数、驱动系控制、驱动系配置参数、信息参数、信息状态参数等。2)网络实时性分析。客车网络控制系统是分布式实时系统,许多任务具有严格实时性和硬实时性,信息传输与控制必须满足任务截止期要求。客车网络控制系统的实时性可以通过信息的响应时间来衡量,典型的理论方法有Worst-case、Actual-case、Average和Maximum等。Actual-case同时考虑到周期性信息和非周期性信息,Worst-case考虑到信息传输过程中的最坏情况,一般将两者结合进行实时性分析。位速率是网络实时性分析的一个重要参数,它的确定必须考虑到通信距离,尤其在高速通信的情况下,距离的增加带来的传输延迟是不可忽略的。表3为通讯位速率与总线两个节点间最大距离的关系。
2典型的电动客车整车网络结构设计及控制策略优化
随着客车电子控制单元的增多和信息通讯性能要求的不同,单总线网络结构引发网络通讯负载大、通信效率低、实时性能差和通信距离与网络性能矛盾突出等问题。因此,一般采用多网段结构来构建基于CAN的客车整车网络控制系统。一个典型纯电动客车的整车网络的拓扑图见图3。多网段结构适合于连接功能相对独立的网段,信息交换通过网关来实现。其特点是:同一网段的节点通过总线方式连接;不同网段之间通过网关连接,并实现相互通信;网络管理和集中控制的功能由网关实现。如采用低速总线连接低实时性要求的车身控制单元,增加通信传输距离,提高抗干扰能力;采用高速总线连接动力传动系统,以满足与行驶安全相关信息的高实时性要求;采用带双通道CAN控制器的微处理器,实现两条CAN总线信息的通信和控制功能。对于网络层可以采用静态地址分配机制,可以参照SAEJ1939通讯协议为公路设备定义地址分配表。
2.1整车控制器的拓扑结构
根据电动汽车整车网络的特性,整车运行、安全性、经济性等整车控制策略主要是由整车控制器(VMU)完成。整车控制器VMU的结构图见图4。整车控制器一般采用两路CAN总线(参照商用车SAEJ1939协议):CAN1为VehicleCAN与电池管理系统、ABS防抱死系统、仪表等设备相连,接收车身系统相关信息;CAN2为MCUCAN,只与驱动电机控制器相连,专用的MCU内部CAN2的设置会使整车驱动系统响应速度更快、实时性更高、性能更稳定可靠。
2.2整车控制器控制策略与优化方向
2.2.1整车控制器VMU整车控制器VMU是纯电动车辆的主要管理单元,与车辆的牵引系统及车上的其他主要部件的相互通讯。整车控制器读取并识别驾驶员的输入信号(踏板、换档器、按钮等),并确保驾驶的舒适性。扭矩控制(TorqueManagement)是整车控制器驱动控制的最关键的策略,成熟的转矩管理算法编程时,应设计为可进行系统参数配置软体,以满足整车集成时不同参数的需求,如踏板传感器参数、扭矩转化斜率、最大速度(正向和反向)等。扭矩控制需要满足以下几个方面功能:1)扭矩过渡处理平滑,以确保乘客的舒适性。2)科学有效地管理挂档器(DriveSelector),以防止因挂档器误操作带来的安全隐患。3)超速保护(OverSpeed)功能。4)驻坡功能(HillHolder)、跟车功能(Creep)等增值功能。5)能量回馈与电制动策略管理,基于不同回馈能量需求及电制动限值条件,如防抱死(ABS)及客户指令需求时,可以自动切断电制动。
2.2.2优化管理整车控制器除了常规的行车控制及保护功能外,在以下这些方面也可以做针对性的优化管理:上下高压电安全控制;行车动态数据监测及安全行车管理;节电模式及动力电池管理等。整车控制器控制策略的智能控制方法有递阶控制、专家控制、模糊控制、神经控制和学习控制等[10]。
3结束语
有线电视网络系统干线传输方式技术有:同轴电缆传输、光缆传输、微波传输和混合传输(光纤-同轴混合网、微波-同轴网、光纤-微波-同轴网)。
(1)同轴电缆传输系统主要包含同轴电缆网、干线系统放大器间隔配置、放大器级连等;附属设备包括用于干线分路的过电型分支器、分配器等。同轴电缆由内是用介质使内外导体绝缘并且保持轴心重合的电缆,由内导体、绝缘体、外导体和护套四部分组成。通过结构可以分为封闭竹节型、藕芯型以及物理发泡聚乙烯绝缘型三种类型。同轴电缆开始为实芯聚乙烯绝缘同轴电缆,后来发展为化学发泡聚乙烯绝缘同轴电缆,纵孔聚乙烯同轴电缆,现在多采用物理发泡聚乙烯型绝缘电缆。同轴电缆特性阻抗一般为75Ω,电缆衰减特性与信号的频率、电缆粗细、长度有关,低频信号、细芯的电缆衰减量大,因为衰减量与电缆的长度成正比,用干线放大器来补偿电缆对信号电平进行补偿,使干线能够远距离传输。温度升高,衰减量升高,温度系数约为0.2%/℃。同轴电缆信号传输距离越远,级连越大,系统指标下降越多,系统维护就比较困难,服务水平就会下降。
(2)光缆传输系统是由光缆、光源发射机、光线放大器、和光线接收器组成。从切面看,光缆包括导电线芯、光纤、加强的构件、还有保护层四部分。光纤按电磁场分布可分为单模光纤和多模光纤,单模光纤的工作带宽较宽,有线电视多采用单模光纤。1970年,在美国首先发明出来20dB/km光纤;1989年在美国开始出现有线电视光纤传输;1992年我国开始出现电视信号光纤传输。光缆传输技术具有损耗小(1310nm:0.4dB/km,1550nm:0.25dB/km),可以实现电视信号的长距离传送,保证电视信号质量完好。光纤频带比较宽,在最低损耗区的频带宽度数值为30000GHz,由于单个光源占用的带宽比较小,采用相干光通信技术,可以在30000GHz范围内容纳上百万个频道,使有线电视信号能够均匀地传输到各个节点。光纤传输只传输光,不导电,不受电磁场影响,所以抗干扰能力强。
(3)微波传输系统是由微波发射系统和微波接收系统组成,微波发射系统有微波发射机、电缆、合成器、还有发射天线等,接收系统有微波接收天线、供电器、变频器等。微波传输场合有国家微波干线的大微波、卫星、单路与多路FM(调频)微波、AM(调幅)微波、多路微波分配系统MMDS。微波传输优点有:频带宽,空间传输2500-2700MHz,接收分配111-750MHz;传输质量高,稳定性强,适应性和灵活性强。微波传输缺点是发射与接收应在视距范围内进行,信号怕遮挡,易受干扰,反射出重影等。
(4)混合传输比如光纤同轴混合网-HFC,它是由光纤作为干线、同轴电缆作为分配网,构成光纤同轴混合网(HFC)。HFC具有光纤和电缆共同的优良特性,它们通过有效的结合,使有信号能够高效高质的传输、分配。在双向有线电视中,由前端向用户终端传送的信号叫下行信号或正向通路信号;信号从用户端向前端传送的通路成为反向通路或上行通路。HFC采用频分复用的技术,将5-1000MHz的频段分为上行通道和下行通道:5-65MHz为上行通道,可作为非广播业务,为了提高抗干扰能力,采用QPSK(或16QAM)调制。87-1000MHz为下行通道87-550MHz,全部用于模拟电视广播;550-750MHz为下行数字通信信道。
2用户分配系统
用户分配系统主要由双向分配放大器、同轴电缆、分支分配器、用户终端组成。分配方式有串接分支链方式、分配-分配方式、分支-分支方式、分配-分支方式、分配-分支-分配方式。双向用户分配放大器采用双模块功率倍增型或双模块推挽型,将信号放大到所需要的电平,通常用户电平取70dB,这是有线电视网络系统中唯一需要高电平工作的地方。双向分配放大器主要功能是对下行信号进行均匀的功率分配,分成几路,对上行信号进行汇集。同轴电缆采用的是物理发泡的同轴电缆。分支器与分配器的连接采用-5电缆。放大器与分配器连接电缆比较长,采用-7或-9电缆。还有为了降低回传通道的噪声影响,需要选用四屏蔽的电缆。终端分支器是连接用户终端与分支线的装置,它是串联在分支线中,把信号能量的一部分分给用户。分支器是由一个主路输入端(IN),一个主路输出端(OUT)和若干个分支输出端(BR)组成。分支器还要汇集主路输出端和分支输出端的回传信号。常用的分支器有一分支器、二分支器、四分支器、六分支器等。
1.1网络系统设计的教学内容在想尽的网络系统需求分析的基础上,用户就可以进行网络系统设计了。网络系统的设计要考虑很多因素,如网络通信协议、网络规模、网络拓扑结构、网络功能、网络操作系统、网络应用系统等。在进行网络设计过程中一定要遵循网络系统设计的有关步骤和原则。拓扑结构是将各种物体的位置表示成抽象位置。在网络中,拓扑结构形象的描述了网络的安排和配置,包括各种节点和节点的相互关系。拓扑结构不关心事物的细节,也不在乎相互的比例关系,只将讨论范围内事物之间的相互关系,通过图形表示出来。网络通信需要每个参与通信的实体都具有相应的IP地址。不同的网络可以有不同的地址编码方案。VLAN的设计与地址规划方法是密切相关的。这是这部分的重点和难点。网络操作系统对网络的性能有着至关重要的影响。网络操作系统的选择原则是随着市场、技术及生产厂商的变化而变化。
1.2网络系统集成设备的教学内容计算机网络设备是计算机网络系统中重要的组成部分,其主要功能是传输数据和存储数据。经常使用的网络设备包括网卡、交换机、路由器、防火墙、不间断电源、存储设备和服务器等。本部分对网络系统集成中经常使用的设备的工作原理和分类方式进行详细介绍。明确设备选型过程中需要重点考虑考察的性能指标,理解设备选型过程中需要注意的事项。服务器技术主要是让学生了解选择服务器的指标有哪些以及在服务器中采用的典型技术。为了保证可靠性,服务器中采用的典型技术包括磁盘阵列技术、双机热备份技术、容灾数据备份技术。
1.3网络管理与网络安全的教学内容随着计算机网络技术的快速的发展,很多企事业单位都建立了自己的网络。为了让网络更好地为企事业单位服务,需要对建设的网络进行管理。要管理好网络,需要随时掌握整个网络的状态,并对网络及时进行网络升级和防毒等,保护网络安全。这部分主要讲解与网络管理、网络安全相关的内容。将叫教学知识重心放在学生对于网络管理相关定义及具体手段的把握上,同时能够知道一定的解决网络故障问题的策略;正确理解网络安全相关定义及其相关的加密技术。
1.4网络综合布线系统的教学内容综合布线系统是网络集成系统中十分重要的子系统,主要是指建筑物的综合布线系统。这里我们所说的传输介质具体而言就是在网络中负责传输信息的载体,常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
2多种教学方法的选择
2.1教学内容特点分析表1所示的教学内容在学习上具有各自的难点,具体如表2所示。
2.2教学手段的选定要想实现教学质量的进一步增强,要结合具体教学内容的实际特征,选择相对应的教学手段。主要表现如下表3。
3所得教学效果分析
根据上述我们所规划的教学措施,开展了教学工作。在32学时中,各部分课程内容所占据的时间比重参见下图1。在教学过程中我们设置了四堂实验课程。全部的学生都在规定的时间范围内做完了实验,另外还有一些学生在课下自己做完了提高部分的内容。在招投标模拟实习的整个实践环节中,每个学生根据自己扮演的角色提交了相应的文档并做了报告。模拟实习的成绩分布为:优秀的占4%,良好的占30%,中等的占64%,及格的仅占2%。根据模拟实习成绩和学生的反映可以看出,模拟实习对于他们理解整个招投标过程、集成方案的设计以及各种集成技术的应用有较好的效果。所有学生所取得的笔试成绩参见图2。从图中我们可以了解到成绩良好的学生占到了所有学生的百分之十六,成绩中等的学生占到了所有学生的百分之四十六,成绩及格的学生占到了所有学生的百分之十六,符合我们最初的效果所想。
4结束语
随着气象业务的不断发展,气象应用系统越来越多,各项技术对计算机网络的依赖性也越来越大。计算机网络通过综合分析、处理接收到的气象卫星资料,提供准确的气象预测数据。气象资料是气象信息资源的重要组成部分,它包括过去和现在所有的信息数据,庞大的信息量是人工作业所不能完成的,而应用计算机网络大大提高了对气象卫星资料的计算、处理能力,为社会经济的发展提供了更全面的数据服务。气象预报分析系统是在引进国外先进技术的基础上,以计算机系统为核心的一种网络系统。该系统具有强大的互交功能、较强的使用性和自动化水平,它的使用推动了气象预报朝着更加准确的方向发展,并利用“计算机自动接收信息—自动分析信息—自动处理信息”的模式提高了气象通信的处理效率。
2气象局计算机网络面临的不安全因素
2.1操作系统存在安全漏洞任何软件的使用都是由操作系统控制运行的,软件自身存在的缺陷和漏洞就成为了病毒攻击的目标,而大量病毒的传播也是通过这种方式运行的。错误的操作也会使网络受到威胁,一些工作人员技术不够或错误地设置软件服务器端等就会引发安全漏洞,比如常见的有用户权限设置失误、网络设备设置不完整、服务器端口错误等,这些都是引发漏洞的不安全因素。
2.2气象网络管理工作者水平较低由于各级气象局在网络管理制度上都存在一些问题,基于气象局的工作性质,很难长期聘请高能力的网络技术人员,甚至有些基层的气象站没有专职的网络管理人员,即便有,也是专业水平较低,不具备监督、维修、管理能力的人,再加上机房的设备落后,这对网络的安全运行极为不利。
2.3管理制度不够完善基层气象局部分管理员工作态度散漫,对气象网络安全不够重视。在某些时刻,为了自己便利,管理员就把密码告诉别人,并交由非工作人员操作,这样由外人随意操作就可能会丢失数据,在网络连接的情况下,还会暴露数据,为黑客入侵提供通道。
2.4网络病毒攻击随着网络技术的发展,网络病毒屡见不鲜,曾有气象局遭遇“熊猫烧香”病毒的入侵。电脑中毒后,出现蓝屏、频繁启动和硬盘数据丢失或被破坏等现象,大多数病毒具有感染性、变种、传播速度快等特性,最终会导致网络瘫痪。计算机是病毒的直接受害者,因此,气象工作人员要养成良好的上网习惯,不要随意打开来历不明的文件,要定期升级杀毒软件,进行有效的防控。
3维护网络系统安全运行的措施
3.1建立必要的安全管理制度有效的管理制度可以在一定程度上约束管理员的工作,提高气象相关工作人员的技术水平和职业道德。对重要的工作项目要提出明确的要求,实行员工工作责任制。在气象计算机网络安全系统这方面,要制订有关网络操作使用规程和人员出入机房重地的签到管理制度,严格做好开机杀毒工作,绿色上网,并养成及时备份的好习惯。
3.2计算机网络系统的冗余备份计算机网络终端操控是人为的,尽管已经采取了各种防护手段,但是,难免会出现意外。在这种情况下,网络的冗余性就显得十分重要。冗余备份技术在网络维护、数据存储和通讯中被广泛应用,它在提高系统工作效率的同时,还对通讯线路、通讯设备、电力设备的冗余等进行管理,大大缩短了故障存在的时间,有效维护了系统的正常工作。
网络的配置
服务器至主交换机采用百兆以太网,采用具有先进LoadBalance技术的双百兆网卡(Intel8480)来承担,一旦该网卡出现问题,系统会自动切换到另一块百兆网卡上,使其达到冗余的目的。两台CiscoCatalyst3524-EN交换机作为网络主干交换机(适用于工作站数量≤550的网络),交换机之间通过千兆光纤链路通道技术(GigabitEtherChannel)相互连接,保证负载均衡及线路备份。2条千兆线路用作GEC连接,实现了全双工4G带宽。采用Spanning-Tree技术避免回路,实现交换机间的线路备份,在正常情况下,当主干交换机的光纤端口或光纤链路出现故障时,整个网络可通过Spanning-Tree重新计算并构造网络结构,配合UplinkFast技术,在2秒内自动启用备份线路,无须人工干预。
在行情服务器上装有两块百兆网卡(Intel8480)用于扩展服务器到主干交换机的带宽,并起冗余备份的作用,备份行情服务器则配置一块双端口网卡(Intel8472),通过Cisco的FEC技术连接到主干交换机上,达到全双工400M带宽;主交易服务器也选用两块单口100M网卡(Intel8480),组成冗余网卡组,分别连接两台主干交换机,达到冗余的目的。备份交易服务器则配置一块双端口网卡(Intel8472)和一块单端口网卡(Intel8460B),双口网卡通过FEC技术连接到主交换机上,单端口网卡则用作心跳连接。这样交换机与交换机、服务器与交换机之间均采用了备份线路,能保证整个网络在部份设备出现故障时还可正常工作。原有的网络设备,如Bay、Intel交换机则可移至二级网络,它们与主干网的Cisco交换机之间也采用交叉连接的方式进行备份,保证了整个网络的服务器、主干和二级网之间互为冗余备份,该系统具有很高的可靠性及稳定性。
证监会对证券网络提出了三个分离(技术与业务分离、前台与后台分离、网络与数据分离)的要求,因此该系统采用了虚拟网(VLAN)技术。Cisco交换机提供CiscoISL及802.1Q技术,可提高整个网络的安全和效率,例如把交易服务器和行情服务器分在不同的VLAN,股民只允许访问行情服务器所在的VLAN,而禁止对交易服务器的非法访问;把不同作用的客户机分配在不同的VLAN,限制它们的相互访问;或者利用端口管理技术,限制它对交换机某一个端口的访问权。另外,为了提高交易系统的安全性,我们采用了中间件,委托软件不能直接访问数据服务器,而是通过中间件系统来访问数据服务器。中间件接收委托软件发来的请求指令,根据收到的指令向数据服务器发出请求数据指令,比如验证密码、验证股票余额、验证资金余额、查询资金、股票等,把数据服务器返回的结果送给委托软件。显然,系统与数据服务器的通信是通过中间件连接的,中间件、软件、数据服务器之间的通信是通过发送、接收加密网络包的形式实现的,不再需要DBF交换库,彻底消除了DBF数据库被修改、删除等不安全因素。支持CiscoISL技术的网卡有Intel8480。
应用Cisco内置的网络管理系统(CVSM),网络管理人员可以方便地通过Web技术对整个网络的交换机进行管理,包括Cisco交换机的每一端口工作状态、网络数据流量、软件配置及升级等。采用CAARCserve及磁带机对网络系统进行数据备份,同时可对系统进行快速灾难恢复,降低故障率。
与上海、深圳的单、双向卫星接收机为4台DBR401,其中四台通信工作站分别与CiscoCatalyst3524-EN中心交换机连接。
网络的实现
1.主干交换机
网络主干选用2台能满足高速应用的CiscoCatalyst3524-EN交换机,每台提供2个1000M端口插槽,24个10/100M自适应端口。用于服务器、重要工作站及二级交换机的连接。在两台CiscoCatalyst3524-EN之间,采用千兆连接,网络主要设备实现线路冗余和负载平衡。
2.二级交换机
二级交换机为18台CiscoCatalyst1924-EN,每一台CiscoCatalyst1924-EN可提供24个10M端口,2个100M端口。连接主干交换机的端口,实现二级网络交换机冗余。主干交换机和二级交换机共能提供约480台电脑接入。
3.服务器及网卡
(1)服务器
网络服务器采用CompaqPROLIANT6000、3000、2500服务器。
·行情服务器
PL6000作为行情主服务器,采用PIII450、RAM128M、2块RIAD12×4.3G硬盘、PL2500作为行情备份服务器,主CPU为PRO200、RAM128M、2块RIAD12×4.3G硬盘,操作系统为Netware4.11,利用NovellHighAvailabilityServer双机热备份软件组成群集系统,互为备份。磁盘阵列柜采用Compaq公司的RA3000,容量为5×9.1G,阵列柜接口为50MB/SSCSI,应用软件及行情数据均存储在此阵列柜中。行情分析选择钱龙V2.23,工作方式目前为ACTIVE-STANDBY。
·交易服务器
PL3000作为交易主服务器,PL2500作为交易备份服务器,用STANDBYFORNETWARE双机热备份软件相连。
(2)网卡
服务器网卡采用IntelPRO/100IntelligentServerAdapter的PILA8480网卡,它支持以下高级服务器网卡技术:AFT、ALB、FEC及CiscoISLVLAN,可实现服务器与交换机之间的智能连接。采用IntelPRO/100+ServerAdapter网卡(Intel8460)作服务器双机热备份数据检测链路(心跳)。
应用NovellV4.11NLSP协议的LOADBALANCE技术,使整个网络负载均衡,同时增大了服务器与交换器之间的连接带宽。
网络主要特点
(1)用NovellHighAvailabilityServer双机热备份软件组成群集系统,网络核心没有单点故障。
(2)采用Cisco基于Web界面的网管系统,可以通过图形界面对Cisco设备进行管理、配置、监控整个网络运行情况。
(3)采用Cisco的ISL技术或802.1QVLANTrunk技术。通过VLAN,可以控制广播域,只有在同一个VLAN的设备才可以接收到广播,因此可以提高网络性能。通过Cisco独有的交换机间链路协议技术,可在单一的物理链路上划分多个子通道以对应多个VLAN,实现服务器用一个端口与多个VLAN交换数据,Intel8480网卡可支持ISL技术,可在一个端口分出多个逻辑端口对应不同的VLAN。这样通过ISL或802.1Q,可以实现服务器在同一个通道同时完成VLANTrunk的备份及负载均衡。
(4)采用端口安全技术,将客户机的网卡MAC地址在交换机上登记,只有在某个端口进行登记的MAC地址才可以在这个端口进行网络连接,否则,交换机不允许客户机使用网络。
(5)Catalyst1900-EN可采用统一的CiscoRPS电源,每个RPS最多可支持4个Cisco设备。
(6)Catalyst交换机具有很强的背板交换能力,Catalyst1900-EN及3500-EN的背板能力分别为1Gbps及10Gbps。
(7)广域网采用Cisco2621通过DDN专线与省证券中心相连。