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关键词:ACE网络库 IOCP模式 动环监控系统
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)006-081-02
在电力系统大运行体系实施中,建设变电站及通信机房监控系统,在传统“四遥”的基础上,安装包含交直流电源子系统、遥视图像子系统、安防周界子系统、环境子系统、照明子系统等综合辅助监控系统,全面提升对变电站机房的“感知”, 减轻运行维护人员负担,提高电网运行可靠性成为一种必须。
在机房环境系统建设的初期,接入对象主要是电力局大楼的机房、500kV220kV高电压等级变电站机房。接入的站点数量较少,一般在10个以下,通讯对象也只有几十个。近几年,随着电力系统自动化程度不断提高,大量110kV及以下的变电站,都实现了无人值班,在变电站机房的自动化设备大量增加的同时,操作维护人员大量减少。另外,大量的社区或乡镇供电所实现网络接入,联网收费。大量的110kV及以下的变电站、社区或乡镇供电所都需要接入集中的机房监控系统,接入的站点数量和通讯对象几何倍数增加,很多地区供电局的机房监控系统接入站点需求量达到200个以上,通讯对象超过1000个。
通讯对象的几何倍数增加对动环监控系统的通讯服务器提出了极高的要求。是对现有服务器系统进行软件升级,还是投入巨资升级硬件、增加服务器数量?成为各电力局安排建设资金面临的重要问题。
机房监控系统的通信服务器的主要工作就是进行网络通讯。目前常用的网络通讯编程模型有以下几种:
(1)blocking I/O阻塞模式:与通讯对象网络连接时,在连接过程中一直等待,效率极低。只要有多个通讯对象就不能有效的工作了。
(2)nonblocking I/O非阻塞模式:与通讯对象网络连接时,在启动连接后,就可以进行其它工作,效率较高。但每个网络连接工作中仍需一到两个线程,因此连接数达到几十上百后,大量线程经常切换,效率大幅下降。
(3)Select模式(I/O multiplexing):一个线程可以管理64个网络连接。此模式在达到1000个以上的网络连接后,也会由于线程太多,效率大幅下降。
(4)signal driven I/O (SIGIO):只有UNIX系统支持。我们暂不考虑。
(5)asynchronous I/O模式(IOCP模式是其中一种):一个线程可以管理成千上万个网络连接。在多连接,大数据量下,可获得理想的CPU响应。此模式适应于网络服务器这类需要处理大量连接的应用。
图1是以上五种模型的比较。
图1 五种模型的比较
从图1可以看出,越往后,阻塞越少,理论上效率也是最优。
从机房环境系统的长远发展看,我们选取asynchronous I/O(IOCP)模式进行网络通讯编程。为提高系统建设进度,少走弯路,我们采取借鉴前人成功经验的方式,下载国内外程序员的开源代码库加以修改。
ACE自适配通信环境(Adaptive Communication Environment)是一种面向对象(OO)的工具包,它实现了通信软件的大量基本的设计模式。ACE的目标用户是在UNIX和Win32平台上开发 高性能通信服务和应用的开发者。ACE简化了使用进程间通信、事件多路分离、显式动态链接和并发的OO网络应用和服务的开发。
ACE是目前最具代表的开源网络通讯类软件库,授权是免费的,可以自由使用,它正在被用于大量商业项目中(包括国际知名的大公司:诺基亚、摩托罗拉等),以及许多学院和工业研究项目。ACE已被移植到多种操作系统平台上,包括Win32和大多数的UNIX/POSIX实现。此外,同时有C++和Java版本的ACE可用。
ACE库版本很多,更新升级比较快。我们根据机房环境监控系统的需要,选用的是基于VC2005的Windows平台版本,版本号为5.8.2,这个版本的库支持VC2005(VC8)、WinCE(VC2005)、VC2008(VC9),适用范围比较宽。
ACE 中的Proactor框架可以实现IOCP功能。Proactor很多文档翻译为前摄器。
Proactor使用了异步的I/O工厂类收发消息,read/write方法都是异步进行的,调用完成后立即返回给Proactor主框架,然后进行其它事件的处理。后台的程序负责收发消息,真正收到消息或者发送消息完成时才通知Proactor的事件处理器去进行处理。这种异步I/O机制使得Proactor的主线程更专注于我们业务逻辑的处理,而不会将时间浪费在对网络数据I/O的处理上。
我们应用ACE库,通过ACE_Proactor实现IOCP模式的实现方式如下:
1 创建服务处理器
Proactor框架中服务处理器均派生自ACE_Service_Handler,它和Reactor框架的事件处理器非常类似。当发生IO操作完成事件时,会触发相应的事件完成会调函数。
2 实现服务处理器IO操作
Proactor框架中所有的IO操作都由相应的异步操作类来完成,这些异步操作类都继承自ACE_Asynch_Operation。常用的有以下几种:
ACE_Asynch_Read_Stream, 提供从TCP/IP socket连接中进行异步读操作.
ACE_Asynch_Write_Stream, 提供从TCP/IP socket连接中进行异步写操作.
使用这些操作类的一般方式如下:
初始化
将相关的操作注册到服务处理器中,一般可通过调用其open方法实现。
发出IO操作
发出异步IO操作请求,该操作不会阻塞,具体的IO操作过程由操作系统异步完成。
IO操作完成回调处理
异步IO操作完成后,OS会触发服务处理器中的相应回调函数,可通过该函数的ACE_Asynch_Result参数获取相应的返回值。
3 使用连接器或接受器和远端进行连接
ACE为Proactor框架提供了两个工厂类来建立TCP/IP连接。
ACE_Asynch_Acceptor, 用于被动地建立连接
ACE_Asynch_Connector 用于主动地建立连接
当远端连接建立时,连接器或接受器便会创建相应的服务处理器,从而可以实现服务处理。
4 启动Proactor事件分发处理
启动事件分发处理只需如下调用:
while(true)
ACE_Proactor::instance ()->handle_events ();
ACE库(见图2)应用中需要特别注意内存泄漏问题,特别是与VC的MFC联合使用时。我们采用的是以下方式检测内存泄漏:
(1)将下列内容输入到文件中:
//use MFC library
#define ACE_HAS_MFC 1
//use standard C++ library
#define ACE_HAS_STANDARD_CPP_LIBRARY 1
//define this, the application must create the ACE_Object_Manager.
//The recommended way is to call at the start of
//the program, and call at the end.
#define ACE_DOESNT_INSTANTIATE_NONSTATIC_OBJECT_MANAGER
#include "ace/config-win32.h"
(2)在CWinApp的派生类的构造函数或InitInstance()函数中加入ACE的初始化函数ACE::init(),在该派生类的析构函数中加入ACE的清理函数ACE::fini()。
(3)若运行时还检测到有内存泄漏,其输出信息如下:
Detected memory leaks!
Dumping objects ->
{148} normal block at 0x003EBD90, 6 bytes long.
Data: < > 00 00 00 00 00 00
{61} client block at 0x003E3298, subtype c0, 64 bytes long.
a CDynLinkLibrary object at $003E3298, 64 bytes long
a CDynLinkLibrary object at $003E3298, 64 bytes long
Object dump complete.
这种现象一般是由于ACE库和应用程序的字符集不一致所造成的,ACE在VS2005项目选项中的字符集设置是“未设置”,可将其设成“使用Unicode字符集”(注:VS2005默认的字符集设置是“使用Unicode字符集”)
(4)几点说明:
1)ACE_DOESNT_INSTANTIATE_NONSTATIC_OBJECT_MANAGER
应用程序手动创建ACE_Object_Manager,推荐的方式是在程序开始时调用ACE::init(),在结束时调用ACE::fini()。
2)若在文件中包括了config-win32.h之后加入以下语句
#undef ACE_HAS_NONSTATIC_OBJECT_MANAGER
说明应用程序要使用静态的对象管理器,ACE会为其创建,应用程序无需手动加入。
关键词:网络集成;综合布线;实验实训;网络工程
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)11-2555-02
Designing and Implementation of Network System Integration Training Center
ZHANG Han-bing,WU Jian-ping
(Zhejiang Dongfang Vocational and Technological College,Wenzhou 325011, China)
Abstract: The System Intergration Trainning Center is a network planning,network formation,network testing,network management system in one training center. The paper presents the construction of training center characteristics and specific programs,it provides a good platform for students learning networks.
Key words: network intergration;integrated wiring;experimental training;network engineering
随着互联网技术的广泛普及和应用,社会对网络技术人才需求量不断增加,因此建设一个具有企业环境的实训中心是职业技术人才培养的一个重要方面。目前绝大多数院校网络模拟环境均是独立进行,无法让学生形成一个完整的网络工程概念。本网络系统集成实训中心是集网络规划、网络组建、网络测试、网络管理于一体的系统实训中心。实训中心的建立旨在提高职业技术院校学生职业技能,提升学习效率和教学质量,培养学生实践动手能力,为社会培养大批专业理论扎实,专业实践可靠,熟练掌握系统工程技术的专业人才。
1 网络集成实训中心建设特色
本实训中心以网络系统集成的基本架构知识为出发点,构建以“以职业能力为本位,以岗位需求为中心,以工作过程为主导,以校企合作为途径,以国家职业标准为依据,融“教、学、做”为一体的工学结合课程模式,为学生搭建一个满足各种局城网交换、广域网路由测试及企业信息化建设的平台。
1.1 以“三位一体”建立综合实训中心
在建立网络系统集成实训中心时,我们充分考虑到以教学、培训及考证三位一体的实训中心。校内的实训中心其最主要功能是教学,它可以让学生能够在一
个综合、系统的实训环境下进行实训操作,在实践中获得锻炼,增强学生的职业
技能和竞争力,同时实训中心又可以提供网络设备调试员、网络操作工、网络综合布线工等职业培训和考证,可以全真模拟一个企业环境,使得在实训中心就可以体验企业网络环境。
1.2 以企业岗位设定实训岗位,以企业运作方式组织校内实训
网络系统集成实训中心是集网络规划、网络综合布线、网络配置及网络测试一体的实训中心。在设计过程中,既注重以小组方式进行实训操作,同时又引入“工位”思想,强调以岗位为单元建设实训中心。具体设置如图1所示。
1.3 形成“三方认证”的实践教学管理体系
在专业人才培养质量评价和监控上推行由职业资格标准、岗位要求、学校标准所组成的三方认证质量管理体系。与行业企业合作,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,制定职业资格要求、岗位要求、学校标准相互协调的质量标准体系,并由此建立起质量管理制度、作业文件和考核办法,实施岗位实践证书、职业资格证书、毕业证书三证书制度。
2 实训中心建设方案
根据网络系统集成实训中的建设目标要求,主要培养学生在建网、管网和用网三方面的能力。具体涉及的能力如图2所示。
网络系统集成实训中心是由综合布线、网络硬件、服务器及主机配置三个部分组成。综合布线部分目的是为了保持正常通讯而使用光缆、铜缆将网络设备进行连接。该部分包括线缆路由的选择、桥架设计、线缆及接插件的选型,网络综合布线设计、连接、施工、测试等。网络硬件部分包括计算机网络所使用的设备(交换机、路由器、防火墙等),该部分包括网络的需求分析、网络设备的选择及配置、网络拓扑结构的设计、网络组建、配置以及管理等。服务器及主机配置主要是指提供给教学、实训过程中的服务器、主机以及提供实训过程中的软硬件配置等,能提供模拟操作、并提供各种网络软件的运行与配置。
本实训中心综合布线系统由模拟墙、网络机柜、开放式机架、综合布线材料等组成,可满足同时实训人数≥4。具体结构设计如图3所示。
实验室物理环境布局采用的是岛式布局方式,每个物理组成一个小岛,每个组一般6个学生使用,具体布局方式如图4所示。
计算机网络系统集成及测试部分由接入交换机、核心交换机、服务器、
语音网关、话机等组成。网络监控部分由摄像头、硬盘录像机等组成。实训中心的网络系统硬件主要由PC机、核心交换机DCRS-6804L、接入交换机DCS-3600-26C、塔式服务器、媒体网关DCVG-208-4组成。网络组网系统结构图如图5所示。
3 结束语
网络系统集成实训中心利用其高技能人员、先进设备、企业规范管理等实训条件,为专业教师和学生提供职业化、企业化的实训环境,有利于理论和实践的紧密结合,有利于学生在企业真实环境中锻炼和提高其专业技能和创新能力,使学生将来实现“零距离”上岗就业。
参考文献:
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[3] 陈华. 浅谈计算机网络实训中心建设方案的设计与实施[J].科技情报开发与经济,2007,17(30):259-260.
关键词:网络配置;仿真;路由器;交换机;网络课程教学
中图分类号:TP391文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)25-0088-03
0引言
随着网络技术的发展,各中职学校相继开设了组网技术的相关课程,在该课程中需要进行许多的组网实验。然而,绝大部分中职学校还没有配置相应的网络实验环境,这严重影响了学生动手能力的培养。学生频繁地做组网实验很容易损坏设备,而且维护更新的成本也较为昂贵,一般中等职业学校无法承受。如何给学生提供一个不受时间、空间限制的网络实验环境?网络互连配置仿真培训系统是一个很好的解决方案,有了实验仿真培训系统,能为教师在网路互连配置培训中,提供一个有效的辅助手段。同时,通过模拟实验,也能极大地培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
目前,国内外也有一些网络实验模拟器,如Network Visualizer、Virtual Lab、Networking Academy E-Lab、Boson Netsim等。这些模拟器能模拟实际网络的组建,能对网络设备进行模拟配置,还能模拟运行、测试以及对仿真结果的分析。
现有的网络实验模拟软件在中职网络互连配置培训中也暴露出一些缺点和不足,这些软件一般都能够模拟出真实的网络搭建环境,但不能分辨和提示哪里出错,对于中职学生,往往无法找出配置错误的所在,而影响整个网络实验的进行。为此,笔者专门设计开发了网络互连配置仿真培训系统,该系统能根据组网配置实验教学的需要设置了相应的有针对性的实验。能根据中职学生的实际组网配置操作,一步一步给予正确的操作引导和出错提示,使学生能顺利地成功完成相关组网配置实验,极大地方便了教师的组网实验培训和广大学生的自学,本文将对该网络互连配置仿真培训系统的设计和实现中采用的技术进行详细讨论。
1网络互连配置仿真培训系统的总体设计
网络互连配置仿真培训系统针对交换机、路由器中需要配置的主要功能和使用的主要网络协议,对交换机、路由器的各项具体配置进行模拟仿真。根据实验教学的需要,系统总体设计时,将全系统划分为七个主要模块,各模块的设计目标与功能分配如下所示:
模块1:配置跨交换机VLAN,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块2:配置SVI实现VLAN间路由,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块3:配置端口聚合,模拟网络设备对该功能的操作,提供冗余备份链路,并记录到数据库;
模块4:配置端口安全,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块5:配置静态路由,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块6:配置RIP路由协议,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库;
模块7:配置标准IPACL,模拟网络设备对该功能的操作并记录到数据库。
2网络互连配置仿真培训系统的模块设计与实现
在系统的具体设计和实现时,将以上每种配置实验都作为一个单独的模块处理,各个模块的设计思想和实现中采用的主要技术分述如下:
2.1实验一模块(配置跨交换机的VLAN)
本实验通过配置仿真,使得同一VLAN里的计算机之间能跨交换机进行相互通信,而在不同VLAN里的计算机之间不能进行相互通信。
实现原理:VLAN是一种用于隔离广播域的技术,配置了VLAN的交换机内,相同VLAN的主机之间可以直接访问,同时对于不同的VLAN的主机进行隔离,VLAN配置时,要遵循IEEE802.1q协议标准,在利用配置了VLAN的交换机接口进行数据传输时,需要在交换机主干接口发送的数据帧内添加4个字节的802.1q标签信息,用于标识该数据帧属于那个VLAN,以便于对端交换机接收到数据帧后进行准确的过滤和对送达的目的VLAN端口判断。
实验一拓扑结构设计如图1所示。
对该模块进行VC++实现时,系统预先设置一个网络设备配置数据库,里面存储为使实验成功需要配置的所有可能的正确配置数据。系统开始时显示实验一拓扑图,然后显示各个需要进行配置的网络设备标签,等待学生输入。当学生输入本实验中的配置语句后,系统首先对该语句进行语法检查,若有语法错误,则进行提示修改重输入;系统而后对该语句进行语法分析,分离出相关的各关键字和配置参数,将其和网络设备配置数据库中的各种可能出现的正确配置数据进行匹配,若匹配成功,则进行下一条语句的处理,若匹配失败,则报警提示修改。当全部语句完成后,还要检查各语句是否符合正确的顺序关系,条件满足关系,以及是否是允许的语句交换关系,如果一切检查都符合要求,则提示该设备配置成功。然后进行另一设备的配置,过程仿此。当各个需要配置的网络设备皆配置完成后,还要检查各网络设备配置参数的相容性,若都能检查通过,则本次配置实验成功。
2.2实验二模块(配置SVI实现VLAN间路由)
为减小广播对网络的影响,网络管理员在公司内部网络中进行VLAN的划分后,会发现不同VLAN之间无法相互访问。此时需要进行SVI配置,以实现VLAN间路由。
实现原理:VLAN间的主机通信为不同网段的通信,需要通过三层交换设备对数据进行路由转发才可以实现,通过在三层交换机上为各VLAN配置SVI接口,利用三层交换机的路由功能可以实现VLAN间的路由。
实验二拓扑结构设计如图2所示:
对该模块进行VC++设计实现时,模块的设计思想与实现中采用的主要技术路线类似实验一模块中叙述的方法,在此就不一一赘述,以下同此。
2.3实验三模块(配置端口聚合、提供冗余备份)
本实验增加交换机之间的传输带宽,并实现链路冗余备份。
实现原理:端口聚合又称链路聚合,是指两台交换机之间在物理上将多个端口链接起来,将多条链路聚合成一条逻辑链路,从而增大链路带宽,解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题,多条物理链路之间能够相互冗余备份,其中任意一条链路断开,不会影响其他链路的正常转发数据,端口聚合需要遵循IEEE802.3ad协议标准。
实验三拓扑结构设计如图3所示:
2.4实验四模块(配置端口安全)
对于网络中出现的这种问题,需要防止用户接入非法或未授权的设备,并且限制用户将多个网络设备接入到交换机的端口,本实验完成交换机的端口安全配置,可以满足这个要求,提高接入层网络的安全性。
实现原理:交换机的端口安全特性可以只允许特定的MAC地址的设备接入到网络中,从而防止用户将非法或未授权的设备接入网络,并且可以限制端口接入的设备数量,防止用户过多的设备接入到网络。
实验四拓扑结构设计如图4所示:
2.5实验五模块(配置静态路由)
本实验配置路由器中的静态路由,以实现网络的互连互通,从而实现信息的共享和传递。
实现原理:路由器属于网络层设备,能够根据IP包头的信息,选择一条最佳路径,将数据包转发出去,实现不同网段的主机之间的互相访问,路由器是根据路由表进行选择和转发的,而路由表就由一条条的路由信息组成,路由表的产生方式一般有三种:直连路由;静态路由;动态路由协议学习产生的路由。本实验练习第一、第二种路由产生方式。
实验五拓扑结构设计如图5所示。
2.6实验六模块(配置RIP路由协议)
本实验配置动态路由协议RIP,即练习上一节所说的第三种路由产生方式,以实现网络的互联互通,从而实现信息的共享和传递。
实现原理:RIP是应用较早,使用较普遍的IGP,适用于小型网络,是典型的距离矢量协议。RIP协议中将跳数作为衡量路径开销,RIP协议里规定最大的跳数是15,RIP协议有两个版本RIPv1和RIPv2,RIPv1属于有类路由协议,不支持VLSM(变成子网掩码),以广播的形式更新,更新周期为30秒,RIPv2属于无类路由协议,支持VLSM(变长子网掩码),RIPv2是以组播的形式更新。
实验六拓扑结构设计如图6所示:
2.7实验七模块(配置标准IPACL)
本实验可以根据配置的规则对网络中的数据进行过滤。
实现原理:标准IPACL可以对数据包的源IP地址进行检查,当应用了ACL的接口接收或发送数据包时,将根据接口配置的ACL规则对数据进行检查,并采取相应的措施,允许通过或拒绝通过,从而达到访问控制的目的,提高网络安全性。
实验七拓扑结构设计如图7所示:
3结语
网络设备互联配置仿真培训系统除可完成上述七实验以外,还可以进行网络设备互联实验的测试。学生可以通过该模拟软件实验过渡到实物设备的实验,从而大大提高实验效率。通过这些练习,让学生在网络仿真软件提供的模拟环境下能够熟练地掌握计算机网络中最为实用的组网配置技术,同时通过网络设备互连配置仿真培训系统的熟练使用,也可以实现对网络原理和网络协议的更深层次的理解和掌握。
参考文献
[1] 张卫东,周敏.网络互连设备远程实验平台设计[M].科技信息(学术版),2008,(30).
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[3] 刘民岷,杨平,吴浩文.基于虚拟仪器的实验室建设[J].实验技术与管理,2002,(1).
从传统语音、短信、上网到面向IP化追求端到端高质量的VoLTE,未来几年4G、4.5G、5G将并肩前行,AR/VR、工业互联网、车联网、云机器人等都是展现在产业面前的机遇。对此,郝男男表示:“这些都需要网络层面强大能力的支持,整体网络架构必须保持绝对的灵活性以适应未来多种业务诉求。SDN/NFV正是匹配这样一种需求,即为提高网络能力提供全方位支持。”
M-ICT2.0战略核心
应对业务对网络能力的多样化需求与更多行业的分散性需求,运营商如今更多考虑的是面向未来更多可能的持续演进。云化网络成为全球运营商发展的大势所趋,目前国内三大运营商以及国际各大厂商纷纷在最新战略中提出转型需求,在三大运营商的全新战略与发展规划之中,都将网络重构作为网络架构发展的重点方向。
当电信网正加速向虚拟化、云化、软件化转型,实现一张网上满足大带宽、海量连接和低时延等需求,着手构建一张全面云化的网络。中兴通讯在原M-ICT战略的基础上,提出M-ICT 2.0战略,坚持继续将云化重构作为万物移动互联的M-ICT时代的战略核心。中兴通讯认为,传统运营商向网络云化转型,将全面实现网络开放和切片,为各类用户提供按需定制的专有网络。
与此同时,中兴通讯在《ElasticNet弹性网络技术白皮书V3.0》结合最新的全球SDN/NFV网络部署实践和相关领域研究成果,以网络、业务、运营三大重构为主线全面阐述面向2020年的未来网络ElasticNet架构、场景及方案。“CO重构、随选网络、网络切片是《ElasticNet弹性网络技术白皮书V3.0》中重点阐述和解构的三大场景,通过深入阐释弹性网络在电信云构建中的作用及实施路线,希望能够助力网络转型逐步迈入实践阶段。”郝男男表示。
CO重构加速推进
记者了解到,中兴通讯年初的CO重构解决方案正是基于SDN/NFV技术,以边缘DC为中心,对现有城域网架构进行重构,将传统CO机房改造为属地化ICT融合的云化DC,实现网络对未来不同行业、不同业务的灵活、高效支撑。
“如果说在运营商的主要战略中,网络重构转型作为网络架构级的发展方向,那么CO重构实际上是这样一个大的架构演进之下的具体场景体现,集中在网络边缘部分将传统机房重构为数据中心。”郝男男表示。
目前国内三大运营商都将CO重构作为自网络转型重点的落地场景来进行研究和推进。据介绍,在2016北京国际通信展期间,中兴通讯与中国电信共同进行了本地综合服务节点的现场展示,进行CO重构落地方式与效果的呈现。此外,中兴通讯与中国移动配合NovoNet2020战略规划正开展端到端CO重构进行试点。CO重构解决方案推出时间虽短,但已经成为中兴通讯与全球运营商在SDN/NFV实践的重要突破点。
携手5G同步发展
谈到SDN/NFV另一重要应用场景,网络切片无疑是衔接5G时代的技术武器。
面对未来5年可能出现的全球数百亿联网设备和可能出现的各种物联网应用,5G系统必须具备更加灵活的按需组网能力,利用逻辑而非物理资源,根据不断变化的用户需求进行调整,并快速满足新型应用需求。针对这些问题,产业链选择利用虚拟化技术,将网络物理基础设施资源根据场景需求虚拟化为多个相互独立的平行“网络切片”,并作为未来网络演进的重要方向。
全球运营商与知名厂商已经启动了不同程度的5G网络系统设计、原型验证等项目。其中,如何将SDN/NFV和5G结合共建未来网络,成为重要议题。在国内,IMT-2020(5G)推进组在《5G无线技术架构》白皮书中指出:5G网络将以全新型网络结构及SDN/NFV构建的平台为主要特征。其中,NFV成为实现5G新型设施平台的基础:基于虚拟化技术按需编排网络资源,实现网络切片和灵活部署,赋予网络灵活适配的功能,来满足端到端的业务体验和高效的网络运营需求。
然而,SDN/NFV技术的标准化、商用和协同等问题依然长久困扰整个产业链,技术的标准化进程是否能够有效支撑5G时间规划?对此,在距离5G网络商用规划2020年仅有4年的今天,中兴通讯认为SDN/NFV技术的发展将匹配5G的发展规划,为5G未来网络的重要接入口实现真正的架构创新,使之成为未来数字化、智能化时代的网络基础。 “甚至NFV本身在一定程度上在局部网络以及一些新建网络场景之下已经提前实现商业化部署。”郝男男表示。
做生态的推动者
结合更多运营商的发展路径,中兴通讯在SDN/NFV真正发挥能力的未来,希望成为技术的综合集成者与产业生态的推动者。
关键词 计算机技术;远程网络;通讯技术;技术条件
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)04-0029-01
伴随着科学技术的发展,现代社会更像是一个“地球村”,各种信息可以在最快的时间传递到世界各地。近几年来,各国在计算机技术方面投入了大量的人力、物力以及财力,计算机的发展也已经从原先的单个计算机发展到以远程网络通信技术为基础的联网计算机系统,这大大提高了现代计算机资源的利用率,拓展了全球信息资源共享的途径。原先国家、企业、个人的计算机信息处理基本处于分散状态,但是通过网络通信技术,可以形成一个面,不仅提高了信息处理和传播的速度,也方便人们第一时间了解来自世界各地的信息,计算机远程网络通信技术将会是未来信息管理系统的主要运营方式。
1 远程网络通讯的原理
在分析计算机远程网络通信技术之前,让我们来先探究一下其运行和工作的原理。从底层层面分析,网络通讯就是指实现从一台计算机到另一台计算机的传输协议和网络IO,其中计算机网络通讯传输协议比较出名的有基于Socket概念上为某类应用场景而扩展出的http、tcp、udp等。计算机网络通信协议以及网络IO是所有应用通讯的基础,无论是那种语言,在设计之初,未来方便其运用,基本都采用这一的应用层协议。按照上述网络通信原理,现代计算机远程网络通讯的目标是,计算机系统一端发出请求,另一端接受请求,包括异步请求、同步请求、one-way request等请求方式,进行相应的信息流处理同时将结果返回给请求端,需要实现这个需要做的就是通过传输协议传输至远端,将请求转换成信息流,后远端计算机处理接收到请求的信息流,然后再将其转化成信息流,然后通过网络传输协议传输给计算机调用端。
2 计算机远程网络通讯方式
2.1 按消息传送的方向与时间分
对于计算机点对点之间的通信传输而言,按信息传输的时间和方向,通信方式可以分为单工通信(消息流的单向传输)、半双工通信(消息流的双向传输,但不能同时进行)及全双工通信(双向信道)三种形式。由于全双工通信的双方都能同时传输消息流,因此,只有全双工通信才是双向信道。
2.2 按数字信号排序方式分
在数字通信中,如果根据数字信号代码不同的排列顺序分,通信方式可以划分为串序传输和并序传输。其中串序传输是一般的数字通信方式,只需占用一条通路,是主要的作用是在信道中按时间顺序将代表信息的数字信号序列有序的进行传输,由此可见串序传输所需的时间一般较长;而并序传输虽然需要占用多种通路,但是相对于串序传输,并序传输的所需的时间较短。
2.3 按通信网络形式分
按通信网络形式分,通信的网络形式有以下几种方式。
在通信网络中,直通方式是最为简单的一种形式;在分支方式中,经过同一信道直通方式的每一个终端(A、B、C、…N)才能与转接站进行连接,终端之间不能进行直接的连接,必须经过转接站。
通过交换设备的终端,通信的网络可以实现一种灵活线路交换方式,即把要求通过程序控制实现消息交换,或者通信的两终端之间的线路接通,也就是说,由计算机一端发来的信息先行储存在交换设备中,然后再传输给计算机的另一端。通过交换设备的终端,这一通信的网络的交换方式可是实现时间长短的自由控制。与点与点直通方式不同,分支方式及交换方式都是网络通信方式。
3 远程网络实现通讯技术的条件
3.1 通讯通道
整个通讯网络效果可以直接影响到整个计算机通讯通道乃至计算机通信系统的效果。远程网络实现通讯技术的条件首先就是具备完善的通信通道。在目前,被广泛运用的通讯的通道主要有以下几种方式。
1)对称电缆。对称电缆受到外界的影响很小,因此由于对称电缆带有多层绝缘层,基本上在技术的护套里面电磁场就被有效的限制了,但是由于对称电缆之间可能存在回波的影响,这一通信通道并不能保证计算机通讯的传输效率。
2)架空明线。由于架空明线一般由两层导线构成,因此,这一通信通道会受到电磁场的影响,而由于存在这一不利因素,架空明线之间的传输的速率仅为600bps左右。
3)同轴电缆。在一种理想的状态下,由于其电磁场是环形的封闭式,电磁场一般其中在封闭环中央,因此,受到回波的影响也微乎其微,同轴电缆由外导体相互组成,传输速率一般在1200bps左右,远远大于架空明线的传输速率。
伴随着技术的进一步发展,在传输的容量以及通讯的质量等方面,现代化光纤电缆具有较好的发展趋势,但是由于光纤电缆的成本很高,现阶段并没有大量的使用,只在一小部分环境中有所运用。
3.2 终端设备及接口
远程网络通讯的终端设置包括各种类型的计算机设备。值得注意的是,计算机设备只要配备的一些通讯接口设备,也可以实现远程网络通信(点对点)。
3.3 远程通讯转换设备
远程通讯转换设备还需要一个转换设备,即调制解调器,它可以计算机传输信息编码、加码、翻译成我们需要的信息。
3.4 网络通讯控制软件
网络通讯控制软件可以选择通信对话、传输方式,这是能够实现计算机远程网络通信技术的一个重要条件。
4 结束语
随着计算机远程网络通讯技术的日益发展,人们的生活逐渐变得信息化,多种计算机远程网络通讯技术广泛应用在人们的生活中,多媒体技术、宽带网络技术、移动通信技术、网络与信息安全技术让人们的生活变得更有丰富多彩,但同时,健康安全的使用计算机远程网络通讯技术也相当重要,社会需要在文明中进步,未来计算机远程网络通讯技术的发展将不可估量。
参考文献
[1]符长睿.计算机远程网络通讯技术[J].科技传播,2013(10).
关键词:计算机;远程网络;通讯技术
一、引言
新技术的发展,无论是对于经济建设还是社会发展都具有十分重要的意义。近年来,计算机远程网络通讯技术得到了较多的应用,在社会发展的过程领域当中体现出了价值。在实际工作开展中,即需要能够做好技术的应用把握,使其更好的为我们实际工作开展提供服务。
二、技术应用分析
(一)技术应用需求在网络通讯技术应用的过程当中,能够对时间、空间与地域方面的限制进行打破,对信息实时共享目标进行实现,为具体工作、生活实现宝贵时间的节约。就目前来说,计算机网络通讯技术在各行业当中都获得了广泛的应用,包括有工矿企业、地质勘测、农业生产等方面,通过计算机通知软件行动命令的下达,能够对大量的资源进行节约。在社会行业发展,也可以通过网络通讯技术实现信息共享、技术支持与实时定位目标,在对资源、时间有效节约的基础上获得更高的工作效率。近年来,不仅企业在发展当中对于网络通讯技术具有了较高的依赖性,其也在发展当中成为了人们生活当中的必需品。
(二)系统设计需求在网络通讯技术发展的过程中,其在不断成熟当中,也将在社会各行业当中应用。对于不同行业的通讯需求,即需要能够充分结合实际做好对应操作系统的制定,以此实现在具体生产生活当中的合理应用。在实际系统设计当中,需要能够从以下两方面入手:第一,为系统软件做好专属应用软件接口的设计,以此更好的完成服务工作;第二,要做好行业专属数据处理中心的设计,以此对日常数据传输需求进行满足。在设计完成后,即可以通过软件对用户操作界面、接口进行设计,应用传输信息传输数据,对信息的传输共享进行实现。在系统设计当中,也需要设计好系统控制命令,对于不同指令,做好对应命令与快捷键的设计。对于这部分内容来说,都是具体系统设计当中的关键部分,对计算机网络通讯技术未来发展应用具有影响。
(三)实际生活应用在现今人们的日常生产生活当中,网络通讯技术也具有了更多的应用。在生活当中,人们可以通过通讯软件的应用实现远程通讯目标,包括有邮箱、QQ与微信等,这部分软件都是实际生活中网络通讯技术的具体应用。其中,QQ、微信已经成为了人们生活当中最为主要的通讯软件,可以在计算机、手机客户端同时登陆与互动,不会受到地域、时间与空间因素的影响,随时随地的根据需求进行沟通交流、视频聊天与文件传输。同时,在网络通讯技术快速发展的过程中,其也为创业人群提供了便利条件,使人们可以通过微信信息、资金转账与货品交易。可以说,这部分条件的存在,对人们的生活方式产生了较大的变化,也成为了现今生活当中关键的交流沟通方式。
(四)保障信息安全在不断的发展过程当中,网络通讯技术已经在传统生产行业当中得到了渗透与应用,如工业、农业与工矿企业等。如在采矿企业远程处理系统当中,该技术则能够根据管理系统设定的命令进行样本采集、实时监控、空气检测与信息同步回传等工作,并使用计算机系统以详细的方式进行分析,对地下作业过程当中的氧气浓度、安全系数、矿石情况与湿度等进行掌握,为后续工作的开展打下良好的基础。在做好上述工作交接后,计算机数据库即可以结合实施数据精确开展测算,同时优化项目设计,保证在以后工作中能够以安全、高效的方式进行,为企业稳定发展做出保障。
三、技术应用条件
(一)通讯基础支持要想对网络通讯技术的良好应用进行实现,对于通讯通道支持具有较高的要求,该基础条件情况也将直接对通讯技术应用情况产生影响。就目前来说,我国城市当中的网络通讯环境具有了较大的发展,近年来无线网络获得了快速的发展与应用,对于相关技术的普及应用起到了积极的加快效果。同时,在新技术应用中,也使得移动互联网成为了人们生活当中的必需品,能够通过平板电脑、智能手机等进行聊天、分享信息、浏览新闻。在对人们生活产生变化的同时,对于新技术的进一步研发应用也具有积极的推动作用。在整个过程中,网络是重要的关键与基础,在高速网络接入的情况下,才能够实现相关功能需求。
(二)终端接口设备在计算机网络通讯技术应用当中,接口、终端设备是其中的关键组成部分,是计算机数据传输当中的纽带与桥梁,通过两者的完善配备,才能够对通讯传输、数据传输目标进行实现,通过简单接口设备的应用,即能够具有简单的通讯效果,通过终端与接口设备的配合性应用,则能够对计算机网络通讯技术发展起到积极的促进作用。在技术发展中,网络终端也向着小型化方向发展,且具有了更为强大的功能,相关终端设备也已经遍布在人们的工作生活当中。
(三)转换设备在网络通讯技术应用过程当中,转换设备也是重要的条件,在通讯设备数据传输中,需要以转换设备在计算机终端上进行良好的体现。如转换设备在运行当中存在问题与不足,则将会对通讯效果产生影响,无法获得良好的技术应用效果。
(四)计算机控制软件在网络通讯技术终端当中,计算机控制软件非常重要,对于网络通讯技术具有控制作用,通过不同命令的输入,对不同通讯需求进行实现。同时,计算机控制软件的方式有多种,在具体通讯当中,则可以结合实际通讯需求做好控制软件的选择,对具体的通讯协议、传输方式进行设定。
【关键词】计算机;远程网络;通讯技术
引言
科学技术的不断发展和创新、新型技术的深入应用在一定程度上都可以促进社会经济的发展和人民生活水平的提升,每项新型技术的发展都是为促进我国社会主义现代化的建设,提高人们生活和工作效率而研发。只有充分发挥其自身价值,才可以促进我国经济的稳步增长。而计算机远程网络通讯技术就是其中一种,它在悄然改变人们的生活、工作和交流方式,受到越来越多人的喜爱,同时也被广泛应用于社会建设中,为工业、教育等方面做出巨大贡献。因此对计算机远程网络通讯技术的应用进行详细分析有着十分重要的作用。
1计算机远程网络通讯技术概念
计算机远程网络通讯技术主要是由计算机技术和通讯技术为基础发展而来,这两种技术为计算机远程网络通讯技术的发展发挥着十分重要的作用。简单而言,计算机技术的日趋完善发展为计算机远程网络通讯技术提供信息储存量,并且在一定程度上促进信息响应速度的提升;而通讯技术的迅速发展和完善使得计算机远程网路通讯技术具有较强的稳定性,能够快速的将图片、文字等信息内容通过网络进行传输,从而使得信息内容不受空间、地域和时间的限制实现共享,为人们获得信息提供巨大的便利。
2实现计算机远程网络通讯技术的前提
2.1拥有高速度的通讯连接渠道
拥有高速度的通讯连接渠道是影响计算机远程网络通讯技术实现的关键问题。一般情况下,在通讯线路材料选择方面都应具有良好的流畅性,包括同轴电缆、对称电缆等的选择。其中对称电缆应选择绝缘层较多的电缆,这样可以有效的避免磁场干扰;同轴电缆通常属于较为封闭的一种导线,具有高速度的传送能力。
2.2良好的终端设备和接口
终端设备通常意指人们在日常生活中浏览网页、查看电子邮件的电子设备,包含电脑、手机、平板等,这些终端设备也可以实现计算机远程网络通讯能力,并且是传输信息中不可以缺少的重要构成部分。
2.3拥有较强的调制解调器
调制解调器是实现信息转化的重要工具,能够有效地将信息转化为用户所需要的文本、图片、视频等,是为方便用户浏览信息的设备,其也是实现计算机远程网络通讯技术的一种设备。
2.4可以实施通讯的软件
对软件的开发利用,可以更好的满足用户需求,从而实现计远程网络通讯技术的根本目的。现阶段许多设备都是可以实现信息共享的软件,并且随着网络通讯技术的完善发展,会使得信息传输信息更加丰富,且速度更加快速。
3日常中计算机远程网络通讯技术的广泛应用
3.1计算机远程网络通讯技术在工业中的应用
计算机远程网络通讯技术在工业中应用是非常普遍的现象,该技术在工业化中的融入,在一定程度上可以促进监督和管理有机结合,提高监督管理水平。在工业生产设备中安装远程设备,可以实现远程电脑操作的目的,而且还可以对生产过程进行实时动态监督管理。这样不仅可以为企业节约成本费用的浪费,而且如果企业生产设备出现问题,可以及时找出故障问题并解决,从而提高生产效率,促进企业收获更多的经济收益。在工业发展中应用计算机远程网络通讯技术,不仅只是可以提高生产效率,而且还可以实现在线实时监控,这样可以保障企业生产安全,促进企业生产水平的提升,为企业的长久发展提供支持。
3.2计算机远程网络通讯技术在生活中的应用
随着互联网技术的迅猛发展,计算机远程网络通讯技术已经渐渐融入于人们的日常生活和工作中,我们经常使用的以QQ和微信为代表的各种社交聊天软件,可以方便人们随时随地进行交流沟通,并且还可以实现视频、音频等的对话,同时还兼有办公功能,例如文字和文件的传输等多种性能。其中QQ就是应用计算机远程网络通讯技术的代表,是一个多种功能集于一体的一款APP社交聊天软件,例如,QQ可以实现电脑和手机终端同时登陆,为人们的生活和工作带来极大的便利。与此同时,随着计算机远程网络通讯技术的日趋完善,人们所接触的抖音、微博、快手等都是该技术应用的表现形式。
3.3计算机远程网络通讯技术在教育中的应用
随着互联网技术的普及和发展,一些经济相对落后的地区,可以通过计算机远程网络通讯技术,搭建教育学习平台,使得学生可以与其他学校学生进行学习交流。即可以通过视频语音软件搭建一个教育学习交流平台,学生可以在平台内容学习交流,遇到重点和难点可以及时寻求教师,教师通过远程指导的方式帮助学生解决问题,从而促进学生学习成绩的提升。将计算机远程网络通讯技术应用于教育行业中,可以实现全国教育平台的互联,为学生打造一个不受时间、空间和地域限制的学习平台,实现资源共享,使得学生可以通过教育学习平台与其他同学分享学习心得和学习方法,实现取长补短,共同进步的目的,从而促进学生的全面发展,为今后的学习打下夯实的基础,同时也可以为我国社会主义建设培养更多优秀的人才。
3.4计算机远程网络通讯技术在企业中的应用
企业是促进我国经济稳步增长的重要组成部分,随着经济制度的不断发展使得越来越多的企业开始转变经营管理方式,在这个过程中就需要计算机远程网络通讯技术的协作,促进企业创新符合现阶段经济制度发展的经营管理方式,同时也对过去的商业发展方式和商业机构带来巨大的冲击,使得以淘宝和阿里巴巴等为代表的电商平台开始改革创新,这样大的变化趋势在一定程度上促进对我国商业经济结构的改革。但有些传统的企业在这样背景下遭受巨大的打击,丧失与同行之间的竞争能力,甚至有些企业面临着破产倒闭的风险。
关键词:网络通讯技术;数字化;发展
网络通讯技术需要利用先进的信息技术,随着科技的不断发展,互联网在人们的生活中普及率越来越高。网络通讯技术的不断的改进,使得人们的生活质量越来越高,以电信行业为例,新型的电信业务越来越多,各项数据资料不断增多,其语音通讯体系也越来越完善,信息技术的不断发展,使得网络资源的利用率大大提高了。通过这些改革与演变过程可以发现,电信网络通讯技术正趋向于加强数据、语音等电信业务的发展方向。
一、通讯数字化
最早的通讯方式是固定通信的形式,在网络通讯技术不断发展的过程中,通讯方式逐步转化为移动通信形式,通讯网也逐渐实现了数字化。数字化的通讯使得自动电话交换的方式,从机电形式演变为程控形式,这也是我国电话通信的重大改革。程控电话交换机利用了先进的计算机技术,是由计算机预编程度直接控制电话,实现交换机连续工作的目的。这种技术的发展提高了网络通讯的效率与简便性,利用存储控制技术,使得通讯交换控制的功能发生了较大的变化,不但提高了通讯呼叫速度,还提高了通讯的质量。网络通讯技术的发展,使得通讯的各项技术不断改进,这也降低了故障发生的概率。我国在引进程控交换技术后,逐渐建立了智能网、交换网、本地网等,这也使通讯网络的语音构架越来越规范,为先进设备的引入与应用提供了重要的技术保障。
二、ATM网络
网络通讯技术需要利用多种宽带多媒体业务,在20世纪末,我国首次提出了ATM的概念,这也为电信网络通讯技术的发展提供了方向,通过制定ATM的技术标准,促进了ATM网络的建立。ATM的建立与实施,带来了良好的效果,其经济了一段较为辉煌的发展历程,很多通讯研究人员根据ATM强大的功能,认为其可以一同天下。从技术层面分析,ATM的各项技术确实比较强大,其可以实现通讯业务的实时性,还能有效的结合宽带业务与窄带业务,达到统一的目的。ATM在应用的过程中,也存在自身的弱点,较多的功能也会造成较多的故障,而且过多的依赖ATM技术,可能会因为ATM出现故障而影响正常的工作。ATM的有些技术比较复杂,这样使得ATM交换机的价格偏贵,其一旦出现故障,维修的费用也比较高。ATM的应用范围并不广,而且没有桌面应用程序,这项技术的终端呈现IP化,所以,新业务也较为缺乏,这也不利于ATM市场的发展。ATM市场越来越窄,会降低ATM技术的发展与改进,我国对ATM交换机的应用一般都在骨干网中,这项技术的应用,提高了网络通讯的工作效率,也促进了QOS机制的建立,对其保证机制的永久性连接起到了一定的帮助作用。
三、NGN的部署实施
1、软交换技术
软交换技术是网络通讯技术发展的产物,其可以更好的控制网络呼叫,体系构架为开放形式的,可以进行多组传输以及多种方式接入,还可以提供多种实时业务,实时业务为网络通讯提供了极大的方便性,尤其是在语音以及多媒体业务中应用实时技术,可以增强网络通讯的功能。软交换技术是电路交换向分组交换的演变,其也是未来网络通讯技术发展的主流方向。软交换系统由多种设备组成,主要包括软交换设备、中继网关、信令网关、接入网关、媒体服务器、应用服务器等网络侧设备以及 IAD、SIP 终端等终端侧设备。软交换的主要应用集中在长途汇接、本地用户接入业务以及为企业用户提供综合通信解决方案。软交换作为 PSTN演进的方式和 NGN 的业务子系统之一已经成为ITU 的 NGN 系列标准。采用软交换技术实现电话网的演进,使电话网向分组化、宽带化、智能化的方向发展,将大大提升电话网的业务能力,符合网络的发展趋势。软交换的引入使电路交换的业务更加有序,也促进了通讯业务的控制与管理。
2、IMS 的技术
发展面对基于 IP 技术的网络和业务带来的挑战,运营商正在积极寻求能够驾驭 IP网络的解决方案。NGN 的体系架构使得运营商能够控制和管理基于 IP 技术的网络并具有业务管理的能力,并让网络体系具备融合的能力,在业务层面具有灵活扩展和组合的能力。在用户接入层面能够进行接入控制、标识和管理。IMS 使移动网和固网的融合成为可能,使基于 IP 技术的业务控制和管理成为可能,NASS 和 RACE 使接入管理和控制成为可能。网络具备无线宽带能力之后,移动互联网将会蓬勃发展,移动分组域业务的发展也将带来对多媒体控制域的挑战。实现融合是一个长期的目标,涉及的因素很多。融合的价值是为消费者带来便利和增加价值,IMS在网络和业务层面提供了融合技术的可能性,其作用和价值取决于未来的业务趋势、IMS 的成本及可运行性。
四、信息网络技术发展趋势
信息网络技术发展趋势关于通信网的演进,是网络技术加速向宽带、无线、智能方向的发展。移动通信宽带化和固定通信移动化日趋融合,各种接人技术层出不穷,射频识别技术的应用前景日渐广阔。以超大容量、超高速和超长距离为特征的光通信技术加速应用,通信传输网络的 IP 化进程不断加快。电信网、计算机网、广电网融合趋势明显,将汇聚成功能强大的多渠道、多媒体综合信息平台,信息网络将覆盖各类终端。网络演进的目的是为了增强业务竞争能力,保持网络的可持续发展,增加运营收益。随着宽带接人市场的发展和宽带服务内容的日益丰富,通信网络向宽带化、综合化方向发展已是必然,NGN 网络的内涵也会随着技术与业务的发展而不断扩大和改变,推陈出新是通信网络不断演进的永久动力。网络通讯技术的未来将是一个不断在各种层面上进行创新并最终向融合方向演进的历史进程。
五、结语
综上所述,网络通讯技术随着社会的发展也在不断改进,尤其是进入信息时代以后,网络通讯越来越方便。通过引进先进的计算机技术以及设备,电话网逐渐实现了数字化,其通讯技术也从模拟形式演变为数字形式,通讯技术的相关步骤也逐步从人工操作变为自动化,网络通讯技术的发展与演进,带动了电信行业的发展,提高了其工作的效率。电信通讯行业包括的业务很多,其中最主要的有语音、数据以及多媒体等业务,这些业务是未来网络通讯发展的主要方向,随着相关技术的发展,这些业务也逐渐实现了实时性。■
参考文献
[1]袁超伟,张金波,姚建波.三网融合的现状与发展[J].北京邮电大学学报,2010
关键词:计算机 控制技术 应用探索
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)05-0011-01
计算机的控制系统因借助辅助部件和被控对象参与并控制应用计算机,从而达到控制的目的。计算机是指数字计算机,辅助部件指输入输出接口,检测装置以及执行装置等。被控对象的联系以及部件之间的联系,一种是有线方式,例如通过电缆的模拟信号或数字信号联系。一种是无线方式,如红外线、微波、光波等联系。被控对象包括各行各业的机械装置、实验装置、仪器仪表、机器人、生产过程等。近些年,随着计算机硬件及软件的快速发展和普及,计算机远程网络通讯的应用范围越来越广,数据传输量越来越大,传输效率也越来越高,已广泛应用于各个领域,并且已成为人们生产、生活和公众服务中不可或缺的一部分。相信在未来较短的时间内,计算机远程网络通讯技术将会得到更快的发展,其应用范围将会更广,为人们的生产和生活提供更为高效、优质的服务。
1 计算机控制系统的组成和分类
计算机的控制系统是由工业计算机和工业对象组成。与普通控制系统一样,计算机的控制系统是开环的或闭环的。而闭环的方式运用最普遍,是一种最基本的控制方式。
1.1 硬件组成
计算机的控制系统硬件一般都是由计算机、外部设备、输入输出通道以及操作台等构成,如(图1)所示。
1.2 计算机的控制系统软件
计算机的控制系统有以下四种系统:操作指导控制系统、直接数字控制系统(DDC)、计算机监督系统(SCC)、分级计算机控制系统。
2 计算机远程网络通讯技术
(1)根据信息传输方向的不同,可将计算机远程网络通讯技术分为双工通讯、半双工通讯及单工通讯三种类型:双工通讯是指通过复杂的通讯线路结构,信息能够向两个方向同时传递;半双工通讯是指信息虽然可向两个方向传递,旦不是同时进行的,每次只能向单一方向传递;单工通讯则是信息只能向固定的一个方向传递。在实际应用中,网络线路通讯方式多为半双工方式,即多为四线制传输方式,而在计算机与计算机终端之间多采用单工通讯方式,这样在满足实际实用要求的前提下,通信线路得到了有效简化。
(2)计算机远程网络通讯的组成。计算机远程网络通讯系统根据硬件的不同主要包括计算机终端、主机、数据交换设备、数据传输线路等部分。其中,计算机终端主要负责控制企业用户的通讯量和信息规模;数据交换设备主要负责对数据进行分类、归整、处理和储存。主机则包括微型计算机和小型计算机,其中以微型计算机最为常见。数据传输线路主要有电话线路、微波线路、光纤线路等,其中光纤线路因其高效性而被广泛应用。系统中的计算机终端、主机等硬件通过数据传输线路实现互联,数据交换设备将各种终端设备连入网络,然后远程网络通讯系统中的计算机能够通过网络协议对终端设备进行相应的控制。当数据传输线路为电话线时,数据交换器则为计算机远程网络通讯系统的调制解调器,从而实现数据信号向模拟信号、模拟信号向数据信号的转换。
(3)计算机远程网络通讯的连接形式。随着计算机远程网络技术的快速发展,目前,其连接形式主要有分支式、多路复式、集线式、点到点式四种。其中以点到点式最为常见,该种连接形式以计算机为核心,通过数据传输线路和数据交换设备来实现数据信息的输送。当数据传输线路为电话线路时,同一时间内,计算机仅可以与一个搅拌站终端连接,此时如果计算机与其它搅拌站终端间有数据输送任务,则会导致计算机出现忙号。
3 计算机控制的发展现状及应用探索
3.1 网络化
随着计算机和网络技术的发展,各种计算机网络广泛应用于控制系统,规模越来越大,从而使传统的回路控制系统所具有的特点在系统网络化过程中发生了根本变化,并逐步完成了控制系统网络化。现场网络技术的产生及成功的应用改变了这种局面。他将所有的网络接口移到了各种仪表单元,从而使仪表单元均具有了直接的通讯功能。网络技术的这一新发展是得网络延伸到控制系统的末端。结合原有控制系统的网络结构,就实现了最基本控制任务的底层到完成优化调度工作的最高层的网络优化连接。各种仪表单元是控制网络的最小实现环节,他们的网络化是在这些仪表单元数字化的基础上实现的,及原有仪表单元数字化后,再增加网络通讯专用单元,构成现场总线系统。在网络化的计算机控制系统中,及现场总线控制系统中,具体的控制作用的实现不再只限于传统意义上的控制系统,而是有各种仪表单元分别独立完成各自的工作,然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织,并相互协作,最终实现预定完成的控制任务。
3.2 扁平化
根据不同功能的网络结构,在系统集散以及分布式计算机的控制系统中,系统将以网络为限分成了多个层次,各层网络之间由计算机相连接。因为各个网络层次之间互相独立,在信息传递和交换中,将受计算机的影响,是信息传递以及交换的主要问题。并由于集散以及分布式的控制系统[3]本身网络以及数据结构有封闭性,造成了不同厂家之间的产品交互性差。
4 结语
随着计算机控制技术的不断发展,对控制系统的控制水平要求越来越高,将推动了计算机的控制水平向更高层次的发展。本文首先介绍了计算机控制技术的组成与分类;然后对计算机的起源、发展现状以及应用探索进行了说明;最后评价了计算机控制系统。
参考文献