前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的网络应用主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:网络环境;高职计算机基础;网络应用实验
网络环境与空间和范围有关,有大有小,网络环境可以为人们提供学习和解决问题的场所。在现在的网络环境下人们可以实现资源共享,建立通信,为生活学习和工作提供了便利。高职计算机课程时高校学生所必修的课程,基础网络应用实验的构架设计是高职计算机课程中所必学的一部分。网络的普及为学习和工作带来了很多便利,网络知识的学习对学生尤其是高职本科生来说是很重要的一项任务。高职生是国家极力培养的为现代化做贡献的新有为青年,对网络知识的掌握显得更有分量。因此在现代网络环境下,做好高职计算机基础网络应用实验的构架设计对高职生甚至上升到国家层面都是很重要的。
1对新的网络环境的分析
网络环境有它自己的组合方式,它一般是由设施、资源、平台、工具、通讯等几个部分组成。多媒体计算机、因特网等为其设施。资源是一个泛化的概念,这里的资源指学习材料和学习对象,是经过数字化信息技术处理的多样化、可以实现共享的学习材料和对象。网络平台有它自己的呈现方式,是可以实现网络教学的软件系统。通讯是建构协商的保障,而工具是对学习者的学习问题进行解决的一个学习工具。现在市场经济快速发展,使得工作、学习、生活都是处于网络化的时代。人们看重网络的便利,以网络的发展和应用为中心寻求自身的价值。但是网络的发展环境并非是稳定的,在现代经济发展的条件下,构建和谐、健康的网络环境是网络发展亟待解决的问题,网络的便利为很多人带来利益。创建法制网络体系为人们提供了规范人们网络道德的有力途径,让他们在经济飞速发展的时代里真正找到自己的价值和意义。新的网络环境随着经济和人们的思想理念的发展而发展,网络环境的构造对一个时代的发展很重要,因为一个好的网络环境会给处在环境中的人们提供一个良好的发展平台,使他们在便利的条件下为网络的时代化发展做出更多的有价值的贡献。另外,对网络的监管机制也是很重要的一项任务。网络环境的创立与改善需要一定的监管机制为基础,网络化时代为信息的来源与渠道提供了广阔的空间,信息的安全性也受到质疑,因此对网络环境的管理与监督也是对信息安全性的一个关键性的保障。新的时代、新的网络环境,随着时代的发展而改善,把握好网络环境发展的趋势适时做出对计算机网络的改善,新的网络环境就是一个新的机遇。
2新网络环境下高职计算机基础网络应用实验的构架设计方略
在高校内,Intranet环境一般与互联网环境在客户端角度的操作完全一致。高职计算机基础的教学实验中对网络应用功能的需求难以满足,因此可以在高校内Intranet环境下李立勇架设相关服务器方式来解决高职计算机基础实验中的难题。通过对网络环境下高职计算机基础网络应用实验的构架设计需求的调查了解,在高校内Intranet环境中应该架设三种服务器,这三种服务器分别是Web服务器、DNS服务器和电子邮件服务器。在一些高校内,网络环境的一些硬件设施不是那么完善,因此根据计算机网络应用实验的构架设计要求,也为了给计算机基础网络应用实验的构架设计提供便利,可以把上面三种服务器叠加起来,应用到一台服务器的主机上。在实验局域网络的环境方面,很多高校有高职计算机基础实验室,并且基础实验室利用一定的方式构筑以它为单位的局域网。另外,很多高校的内部为了教学与办公便利及对信息化快速掌握和对外网站的管理,均不同程度地构建了学校内网,用于平常办公、教学、信息处理等内容,学校内网除这些职能之外,还可以兼顾高校内计算机基础实验的教学。首先,经过教师端服务器把实验室局域网和高校内的Intranet连接,接着在校内Intranet设立一台单独的实验教学服务器主机,集成高校计算机基础网络教学应用实验项目需求所对应的服务器。在高校内Intranet环境下,出于一系列因素的考虑,可以选用Windows2003Server这样的服务器系统平台,应用这个系统可以增强安全性,作为一个服务系统,是网络服务和应用人员的绝佳选择。在高校内,高职计算机基础网络应用实验的构架设计应用方面的需求主要有三个方面:其一,对一些网站的浏览与访问;对网站的浏览和访问是为了满足高校学生在一些知识或者问题层面的一些需求。其二,对Web资源的下载,下载的内容中通常都有一些文字、图片等。其三,满足在高校内进行一些电子邮件方面的应用,其中包括电子邮件的收发问题,邮箱的注册或对所收邮件的整理和处理问题等。在网站的浏览和对Web资源下载这两个方面,应该有Web服务应用于DNS服务应用结合起来协同实现。Web服务的主要参考价值就是能够满足高校内资源信息的需要而一些网站信息。而DNS服务则是针对学生的一项服务,它可以在学生进行实验机的Web的浏览时提供访问域名的分析。接下来是针对高职计算机基础网络应用实验的构架设计应用方面需求的第三个方面,这个需求需要Web服务应用、DNS服务应用和电子邮件服务也就是三个方面的需求服务应用同时工作才能实现。注册邮箱需Web页面,而电子邮件的服务就是提供与POP3协议相关的服务,最终在一系列服务的协同帮助下进行邮件收发操作。这些方案只有在具体实施的情况下才能发挥它应有的作用,因此对方案的提出是为了更好的实施到高职计算机基础网络应用实验中。
3结语
总的来说,新的网络环境下对计算机的发展要求提到了一个平台。鉴于此,在网络的大环境下,高职计算机基础网络应用实验的构架设计也应该有所创新。另外,高职生作为国家精心培养的高等人才,更应该利用网络资源为自己提供更大的发展空间和发展机会。高职计算机基础网络应用实验的构架设计不仅关系高校教学的便利,也关系到对高校内人才的培养,值得探索。
参考文献
[1]曾宇永,曹清华,罗玉玲,等.基于Intranet环境的高职计算机基础网络应用实验构架设计[J].中国科技信息,2010(15):100-102.
[2]陈国良.基于计算之树,构建有特色的高职计算机知识体系—为《高职计算机——计算思维导论》作序[J].工业和信息化教育,2013(6):11-12.
[3]战德臣,王浩.面向计算思维的高职计算机课程教学内容体系[J].中国高职教学,2014(7):159-160.
[4]唐美燕.基于网络环境的高职计算机课程实验教学改革分析[J].电脑知识与技术,2014,12(12):152-153.
关键词:工程设计网络应用方案探讨
随着计算机及其应用技术的日益发展,特别是信息技术的飞速发展,各勘测设计院建立自己的局域网,成为势在必行的工作或计划,总院也要求2000年甲级院必须建网。但是,为什么要建网?建一个什么样的网?它的带宽多大才合适?在网上干些什么?怎样实现信息共享?除了信息共享和设备共享外,还能做什么?怎么样才能通过网络提高CAD勘测设计效率?怎么样才能通过网络实现ISO9000的管理?这些都是大家所关心的问题,也都希望能有一个系统而完整的解决方案。本文就这些问题做一些初步的探讨。
1工程设计领域计算机应用的现状和面临的问题
自80年代以来,工程设计行业CAD的应用已经有相当大的发展,大部分设计单位已抛掉了图板而由计算机辅助完成设计,其中部分设计院的CAD应用达到相当高的水平。近年来,不少院已达到人手一机并接近100的CAD出图率。但是,随着计算机应用在各设计院的深入和普及,一些问题也渐渐暴露出来。
在这普及推广CAD应用的10余年里,很多工程设计单位都积累了大量的电子文档和电子图档,这些都是无形资产,它们的积累构成了企业最宝贵的财富。但这些电子信息分散在单个的PC上,无法对其共享和利用,不可能进行有效的检索和查询,由于缺乏管理,久而久之变成了电子垃圾,反而影响了日常生产。各设计院迫切需要对现有的电子信息进行有效的组织和管理。
企业要参与国际市场的竞争,其质量规范体系必须与国际接轨。PDM(ProductsDataManagement)产品中的工作流程控制模块,以其严格的工序审核和制约,可为实施ISO9000提供有力的工具。
工程设计部门已开始从面向产品整个生命周期的角度来重新思考、重整、优化企业内部的设计工具,对设计过程进行重整,以便更有效地组织生产。但面临如下问题:
随着电子存贮的各种图纸文档数量的增加,如何有效地管理、浏览和查找这些电子图档?
改型设计是利用计算机和已有的图纸来提高工作效率的,如何有效地共享信息资源?
设计变更时,如何利用图纸的版本策略来跟踪设计,以确保信息的一致性和有效性?
如何应用计算机将全面质量管理或ISO9000质量标准有效地贯彻到设计流程中去?
如何对设计流程进行规范和管理?如何加强设计过程中设计人员间的交流和协同?
如何将大量历史资料归档,利用计算机进行管理,并逐步积累,建立通用件、通用图库?
如何有效地对项目组成员进行工作量的均衡、调整、评估?
如何有效地对项目及分项目的进度进行跟踪、调整?
解决问题的途径是建立一个合适的网络,并且要有相应的网络应用软件。
2工程设计网络系统解决方案
各设计院建网工作的关键是方案选择,要从网络的传输介质到面向用户的应用系统,提供全面解决方案,包括:综合布线子系统、计算机网络子系统和产品数据管理子系统(图1)。
在这个网络系统中,结构化综合布线系统为网络提供可靠的传输介质,使之具有高度的可管理性和可扩展性,能支持多种先进的网络技术;网络子系统则在布线系统的基础上,为高层的应用系统提供足够的网络带宽,为产品数据管理系统提供高速、可靠的网络平台。结构化综合布线系统和网络子系统是网络的基础,只要满足一定的数据传输带宽,满足网络的管理要求即可,它们具有与一般企业网络相似的要求;但是,最高层的网络应用软件系统,应考虑生产和管理的需要,满足工程设计的特殊要求。
图一:网络系统组成示意图
2.1结构化综合布线系统
为了满足网络对于带宽、管理、扩充和灵活应用的要求,达到经济合理的目标,拟采用
结构化综合布线系统,它由四个子系统组成:工作区子系统、水平子系统、垂直子系统和管理子系统;网络布线用五类无屏蔽双绞线或光纤,每个用户节点与网络连接…,这里不去详细讨论。
2.2计算机网络系统
考虑到整体目标和目前的发展趋势,网络可采用10Base/100BaseT交换式快速以太网,拟用WindowsNT或Novell作为网络系统软件,并采用相应的网管软件和防病毒软件。本文也不作具体讨论。
2.3网络应用子系统
为了满足工程设计部门的特殊要求,上海交通大学金维计算机系统集成有限公司针对工程设计领域中的实际问题,引进了PDM(ProductsDataManagement)技术来开发有关的网络应用软件,一般来讲,PDM是管理与产品相关的信息和过程的技术:
l与产品相关的所有信息,包括部件信息,结构配置、文件、CAD档案、审批信息等;
l与产品相关的所有过程,即对这些过程的定义和管理,包括信息的审批和分配。
关键词AdHoc网络;拥塞控制;显式控制协议
引言
随着无线技术的进步,对于建立一个提供低花费因特网接入的宽带无线网,无线AdHoc网络是一个很有潜力的候选者。对于这种新的网络体系结构,需要一种能够有效处理多跳网络及其变形的传输协议。
当前,最广泛使用的TCP协议是TCPReno及其变种。然而,最近的研究表明TCPReno在无线Adhoc网络中遇到了公平和效率的问题。究其原因,主要有以下三个方面:
①TCP没有区别开拥塞控制和可靠性控制。TCP通过报文丢失事件来检测拥塞,但在AdHoc网络中,报文丢失虽然与拥塞密切相关,但它并不是一个可靠的拥塞信号,报文丢失也可能是由于与传输信道有关的错误和与结点移动有关的路由失败引起的。
②TCP依赖AIMD算法调节拥塞窗口使网络收敛到公平的带宽共享。因此,在重新路由后,它不能高效率地获得空闲带宽。
③AdHoc网络的吞吐量主要取决于传输负载。当传输负载增加到超过一定门限,链路出错率增加,吞吐量降低。而TCP流量控制为了填充瓶颈接口队列,常常向网络中注入太多的报
文。
本文设计了一种解决后两个问题的新的拥塞控制策略去改进无线AdHoc网络传输协议的性能,该策略采纳了一种显式拥塞控制体系结构,这种体系结构由中间结点作出拥塞估计并把速率反馈送回发送端,发送端基于收到的速率反馈调整其传输速率。这种协议叫无线显示控制协议,即WXCP(WirelesseXplicitControlProtocol),其设计思想来自XCP(eXplicitControlProtocol),一种为高带宽延迟网络设计的基于窗口的拥塞控制策略。WXCP在中间结点和发送端集成了一系列机制以使XCP适用于无线网络环境。在中间结点,WXCP做了更为精确的拥塞状况估计,并基于多个拥塞度量值计算速率反馈。通过使用显式速率反馈而不是搜索可用带宽,WXCP流能够迅速收敛并获得良好的吞吐量。同时,WXCP流能够比TCP流更快收敛到平稳。另外,还在发送端引入了报文丢失发现及减缓机制用以处理小窗口和峰值问题。
1相关工作
WXCP是对为高带宽延迟积网络设计的XCP的扩展。同时也有许多关于为多跳无线网络可靠数据传输改进TCP性能或者设计新的策略的相关研究。
①第一类方法是基于端到端的测量。Wang和Zhang[2]提出的通过检测并响应无序报文传递事件以提高TCP的性能的方法。Fu等[3]提出了一个TCP友好的传输协议,这种协议基于端到端的测量对报文和连接行为进行多值联合鉴定以试图区分不同的事件,例如由于移动引发的连接断开、重连接及网络拥塞引起的信道错误等。
②也有研究者试图通过使用来自路由层的显式反馈来改进无线网络中的可靠数据传输性能。Holland和Vaidy[4]研究由于移动造成的链接破坏对TCP性能的影响并提出了一种显式链路失败通知技术(ELFN)。Chandran[5]也提出了一种TCP反馈的相似机制。Liu和singh[6]在传输层和路由层之间引入了一个薄层用以处理来自中间结点的显式通知并保护TCP不受AdHoc网络潜在行为的影响。
这两类方法通过区分与拥塞有关的报文丢失和由于信道错误和路由失败引起的报文丢失来提高TCP性能,解决了上面提出的第一个问题。
③最近,研究者又提出用来自中间结点的显式速率反馈来解决第二和第三个问题。Sundanrasan等[7]提出了一种基于速率的传输层协议ATP。在ATP中,发送端基于来自瓶颈结点的显式速率反馈调整传输速率。Chen等[8]介绍了EXACT(ExplicitrAte-basedflowConTrol),将ATM的ABR拥塞控制使用的基于速率的反馈应用于AdHoc网络。
本策略也是利用显式速率反馈解决第二和第三个问题,但与这些方法不同的是,本策略在发送端使用的是基于窗口的拥塞控制而不是纯基于速率的拥塞控制。与[8]相比,WXCP的中间结点并不维持每个流的信息,因此WXCP的实施将更为简单。虽然[7]也不维持每个流的信息,但它并没有考虑到无线传输信道的空间特性。而且WXCP在不同的流之间维持时间公平而不是吞吐量公平,因此WXCP能获得一个的更高总吞吐量。
2WXCP在AdHoc网络中的具体实现
2.1基本思想
假设MAC协议的基本机制为:1基于CSMA/CA。2单播报文确认。把XCP应用到共享信道的无线网络是具有挑战性的,为了精确计算反馈,XCP路由器必须预先知道准确的链路容量。然而在共享信道无线网络中,所有的结点竞争信道,真正的吞吐能力随着传输负载的变化而变化。XCP在接口处获得链路容量以计算速率反馈,由此引入的容量估计会使XCP产生膨胀的反馈,从而发送端发送的报文将超过链路的传输能力,队列建立并加长。而WXCP并不使用通过一个固定接口获得的容量,通过局部地检测中间结点的信道状况,WXCP获得合理的容量估计。另外,WXCP还在发送端加入了报文丢失发现机制和减缓机制用以处理小窗口和峰值问题。
2.2拥塞度量的描述
WXCP使用三个度量去检测结点处的资源使用状态和拥塞程度:可用带宽(Availablebandwidth),接口队列长度(interfacequeue(IFQ)length)和平均链路层重传(averagelinklayerretransmission(ALR))。不失一般性,这是使用可用带宽代表可用网络容量。可用带宽越小,拥塞发生的可能性越大。可用带宽可以基于本地监测进行估计而不需要额外控制报文的交换。如果周期性估计,信道空闲时间代表网络容量在估计周期内仍然可用。为了把信道空闲时间转换为传输速率,需要计算链路层吞吐量。因为在不同的位置无线信道状况可能不同,到不同的邻居结点的链路层吞吐量也可能不同。因此,虽然使用相同信道,但在WXCP中使用可用带宽是所有路径的平均可用带宽。如果估计周期是T,则平均可用带宽B:
B=(1)
是在周期T内的信道空闲时间,bw是到所有不同接收端的平均链路层吞吐量。该模型可以用IEEE802.11DCFMAC协议实现,该协议使用CSMA/CA机制控制多个结点访问相同的信道。通过监测无线电情况,可以得到,它是在观察间隔T中结点使用信道时间,物理载波侦听时间,虚拟载波侦听时间的总和,可以由T-得到。在802.11DCF中,任何非广播数据报总是伴随着一个确认数据报,bw是每个链路层吞吐量测量样本值的平均值,链路层吞吐量测量样本值计算公式为:
(2)
是报文j的大小,是报文传递到MAC层的时间,是收到相应的ACK报文的时间。
第二个度量值是输出接口队列状态。当输入传输速率比输出传输速率大,报文开始缓存在接口队列(IFQ)中并且队列的长度增加,当队列满时,到达队列的后续报文被丢弃。TCP由此推断网络中拥塞的存在。
由于隐藏终端的问题,如果没有任何协调措施,发送端与不在其侦听范围但在接收端侦听范围的结点竞争接收端周围的一个信道,如果隐藏通信来自流本身,这就是众所周知的自冲突。当一个流向网络中注入过多的报文,自冲突会发生,传输延迟增加,吞吐量减小。通过调整传输速率,可以改变自冲突的程度。然而发送端的IFQ长度对于检测自冲突并不是足够的灵敏。因此,这里使用成功发送报文的平均链路层重传作为第三个拥塞度量值去检测自冲突程度。
使用ALR去侦听自冲突会遇到许多的干扰,因为无线AdHoc网络中的报文丢失不仅仅因为自冲突,还包括其它的无线信道错误(例如由于多路径反射和来自其它信号源、路径散射的信号冲突)和路由失败。将自冲突与其它的无线信道错误区分开是很难的,有可能当网络经历严重的无线信道错误,结点产生大量的重传,却由此推断存在严重自冲突,但事实上并没有冲突。WXCP通过遵循TCP中保持最小拥塞窗口CWND大于或等于一个报文的规定处理这个问题。而事实上,一个报文大小的CWND对大多数网络来说接近最优值。在最坏的情况下,当严重的无线信道错误产生和WXCP侦听自冲突不正确时,协议至少能以一个报文大小的CWND工作并获得合理的性能。
2.3WXCP中显式拥塞反馈的计算
在WXCP中,中间结点基于报文头部携带的流信息和在上文的拥塞度量值作出拥塞控制和公平控制决定。因为在无线网络中,不同路径上的链路层吞吐量是不同的,为了达到高的总吞吐量,WXCP公平控制器在流之间维护时间公平性而不是吞吐量公平性。每个控制间隔T,T是这个结点上的所有的流的RTT的平均值,WXCP计算总反馈:
(3)
B是被该结点本身和n个相邻结点共享的可用带宽的估计值。n可以通过对上一个控制间隔中监听到的报文的不同的源端进行计数得到,代表在控制间隔中观察到的接口队列最小长度。代表上一控制间隔中对所有目的结点成功传输报文的ALR。是常数。
当总反馈为正,即对所有的流增加相同的活动时间。因此,任意流i的活动时间的改变,将与同一常量成正比,假设流i流过路径k的链路层吞吐量为,因为与该流吞吐量的变化成正比,并与链路吞吐量成反比(i.e.,=)。流i吞吐量的变化与路径的链路层吞吐量成正比。另外,流i拥塞窗口的改变即是其吞吐量与RTT乘积的改变。因此,流i拥塞窗口的改变应该与该流的RTT和链路层吞吐量成正比,即(i.e.,∝)。一个流的拥塞窗口总的改变是它收到的每个报文反馈的总和。在控制间隔T中,经过路由器的流i的报文的期望数量正比于该流的拥塞窗口,反比于其往返延迟时间和报文大小(i.e.,)。故每个报文的正反馈Pi:
Pi=(4)
是常数。因为总的通信速率的增加等于所有流速率增加的总和。可以由(5)得到,
=(5)
L代表该结点上所有的流。相似地,当总的反馈为负时,计算每个流的负反馈。在这种情况下,让流i的活动时间的减少与流i的当前活动时间成正比。(i.e.,∝)。同时,与流i的吞吐量成正比并与成反比。就可以得到流i吞吐量的减少与其当前吞吐量成正比(i.e.,∝)。这与XCP是相同的,根据XCP,每个报文的负反馈由下面公式得到,
(6)
常量可以由下面的式子(7)得到,
=(7)
2.4报文丢失发现
与XCP一样,WXCP的发送端维持拥塞窗口cwnd以及往返延迟估计值rtt。当报文离开时,发送端在报文头部填入其当前cwnd和rtt,当新的应答报文到达,发送端根据映带报文中的反馈信息调整它的cwnd,即cwnd=max(cwnd+feedbaclk,s),s是报文的大小。对于反馈,WXCP响应报文丢失的方式与TCP一样。[14,3]显示当TCP以一个小的拥塞窗口工作时,窗口的大小限制了发送端可能收到的返回ACK的数量。因为TCP要求三个重复的ACK去触发快重传,小窗口可能阻止这些算法有效。
WXCP保持拥塞窗口的大小接近最优值以获得好的吞吐量。为了避免不必要的超时,WXCP发送端需要向网络中发送足够的报文去判断当前报文的丢失模式。因此引入报文丢失发现状态到发送端的WXCP状态机。基本思想是当拥塞窗口小时,如果没有新的ACK收到,也没有足够数量的重复ACK返回,发送端不是等待一个重传超时,而是从基于窗口的控制转换到减小传输速率的基于速率的控制。如图1所示,两个定时器,报文丢失发现定时器和减缓定时器,都加入到发送端。每次当重传定时器复位,报文丢失发现定时器设置其超时时间为当前稳定的RTT估计。如果没有丢包,路径的RTT不会有明显增加,报文丢失发现定时器在它重置之前也不会超时。否则,当报文丢失发现定时器发生超时,就检查当前的拥塞窗口,如果拥塞窗口比门限值Wmin小,发送端进入报文丢失发现状态。在此状态,报文以当前传输速率一半的速率减缓发送(e.g.,),并且发送端每发送一个拥塞窗口的报文,传输速率减小一半。在报文丢失发现期间,cwnd不变,RTT估计正常更新。如图1所示,发送端在以下情况下退出丢包发现状态:
①已有的报文注入到网络中但仍然没有新的ACK返回,并且重复ACK的数量小于3,即可推断大多数的报文丢失并且发生了网络拥塞。发送端停止向网络注入新的报文并且等待重传超时。
②发送端收到3个重传ACK,说明有报文丢失,发送端退出报文丢失发现状态开始快重传和快恢复。
③发送端收到新的ACK,说明在网络中没有报文丢失和拥塞。
④重传定时器超时。如果路径的RTT过大,网络中的报文增加到Wmin之前可能发生重传定时器超时,在这种情况,发送端进入重传超时状态并且按与TCP相同的方法重传丢失报文。
2.5减缓机制
基于窗口的传输策略具有利用ACK自时钟的优势。但也有缺点,即当发送端收到大量ACK报文和以高速率发送报文时产生了峰值。这些报文会在无线信道上相互干扰,为了平滑这一峰值,减缓机制被引入到基于窗口的WXCP发送端。定义Bt为最大可容忍的峰值,WXCP发送端通过Bt为它的最大通信量整形。一般地,当可利用拥塞窗口空间为,发送端在允许范围内尽力发送最多的报文。在WXCP中,发送端检查Bt,如果<Bt,报文正常发送;否则,同一个拥塞窗口的报文以速率减缓发送,cwnd即为当前拥塞窗口,rtt代表上一个RTT样本,只要减缓发送报文的应答报文中的一个被收到,减缓状态终止,后继报文以ACK自时钟发送出去。
2.6参数设置
报文丢失发现门限Wmin:当拥塞窗口达到此门限,WXCP连接总是按基于窗口速率控制工作。当拥塞窗口小于此门限,WXCP连接进入报文丢失发现状态以减少不必要的超时,设Wmin为7个报文。
减缓机制最大可容忍峰值:代表在网络中WXCP连接能容忍的峰值,为了最小化自冲突,我门设置为2个报文。
中间结点的参数:此算法在中间结点有三个参数,α控制可用带宽的分配,它的值在0和1之间,α值越大,WXCP利用可用带宽的速率增加得越快。为了减少传输延迟,WXCP尽力在中间结点保持短的IFQ和低的自冲突,这由β和ζ控制。因此必须设置这三个参数用以平衡由于利用可用带宽所增加的协议响应时间和IFQ排队及自冲突所带来的延迟时间。设α,β,ζ为0.20,0.11和67[10]。
3WXCP在AdHoc网络中主要特点
在无线AdHoc网络中,由于WXCP自身的特性,WXCP较TCP及其一些改进方案有许多优点,更能适应无线AdHoc网络的需要。
①WXCP在中间结点做了更为精确的拥塞状况估计。通过显式速率反馈及时调整传输速率,WXCP流能够迅速收敛到平稳并获得良好的吞吐量,具有良好的稳定性。
②WXCP的中间结点并不维持每个流的信息,而基于拥塞度量值和报文头部携带的流信息作出拥塞控制和公平控制决定,实施将更为简单。并且WXCP公平控制器在不同的流之间维持时间公平而不是吞吐量公平,能够获得更好的公平性和更高的总吞吐量。
③发送端WXCP状态机中引入的报文丢失发现状态和减缓机制能够有效地处理小窗口和峰值问题。其主要利用两个定时器,报文丢失发现定时器和减缓定时器,并根据不同的情况选择不同的处理策略,发送端还通过为它的最大通信量整形,避免了不必要的超时,平滑了当发送端收到大量ACK报文和以高速率发送报文时产生了峰值,提高了稳定性。
④由于无线信道存在干扰,可能会由无线信道错误和路由失败造成的报文丢失错误地推断出存在严重的自冲突,WXCP通过保持最小CWND大于或等于一个报文来处理这个问题。即便在最坏的情况下,当严重的无线信道错误产生和WXCP检测自冲突不正确时,协议至少能以一个报文大小的CWND工作并获得合理的性能。
4结束语
本文指出了TCP及相关策略在无线AdHoc网络存在的主要不足,对XCP在无线AdHoc网络中的应用WXCP进行了详细的分析和讨论,给出了WXCP具体实施方法,分析了WXCP在无线AdHoc网络中的主要特点。
参考文献
[1]Katabi,D.andHandley,M.andRohrs,C.:CongestionControlforHighBandwidth-DelayProductNetworks.ProceedingsofACMSIGCOMM,2002
[2]Wang,F.andZhang,Y.:ImprovingTCPPerformanceoverMobileAd-HocNetworkswithOut-of-OrderDetectionandResponse,ProceedingsofACMMOBIHOC,2002
[3]Fu,ZandGreenstein,B.andMeng,X.andLu,S.:DesignandImplementationofaTCP-FriendlyTransportProtocolforAdHocWirelessNetworks.ProceedingsofIEEEICNP,2002
[4]Holland,G.andVaidya,N.:AnalysisofTCPPerformanceoverMobileAdHocNetworks.ProceedingsofACMMobicom,1999
[5]Chandran,K.andRaghunathan,S.andVenkatesan,S.andPrakash,R.:AFeedback-basedSchemeforImprovingTCPPerformanceinAdHocWirelessNetworks.ProceedingsofICDCS,1998
[6]Liu,J.andSingh,S.:ATCP:TCPforMobileAdHocNetworks,IEEEJournalonSelectedAreasinCommunications,2001
[7]Sundaresan,K.andAnantharaman,V.andHsieh,H-Y.andSivakumar,R.:ATP:AReliableTransportProtocolforAd-hocNetworks,ProceedingsofACMMOBIHOC,2003
[8]Chen,K.andNahrstedt,K.andVaidya,N.:TheUtilityofExplicitRate-BasedFlowControlinMobileAdHocNetworks.ProceedingsofIEEEWCNC,2004
关键词 网络应用 识别系统 研究
中图分类号:TP393.07 文献标识码:A
网络识别技术与人们的生活密切相关,为人们生活提供不少便利,但是网络应用识别系统的开发并不是一帆风顺的。网络识别系统是一个庞大而复杂的程序设计,本文对现有网络识别系统进行简单的介绍,并举例说明识别系统在生活中的应用,希望我国的网络识别技术今后有更好的发展,使网络应用识别系统以更安全高效的形象展现在人们面前。
1简介网络应用识别系统
1.1网络应用识别系统的实用性
网络应用识别概念的提出立即引起专业人士的关注,按照此想法设计出来的网络应用识别系统运用领域广、实用性强、方便人们的生活。网络应用识别系统是一种基于信息采集与信息决策处理过程的智能化系统,对数据库的容量和智能化程度要求很高,这就为系统编程提高难度。生活中常用的网络应用识别系统是用于辨别人、事、物方面的系统,建立之初仅用于刑事侦查、缉捕在逃罪犯,后来随着技术蔓延,开始应用于生活中,指纹识别锁、面部辨别器、声纹识别等为人们的生活带来便利。网络应用识别系统还可以进行身份验证,设置访问权限,运用到实际中可提高人们的安全指数。
1.2网络应用识别系统的组成
网络应用识别系统大致包括三部分,信息采集录入、数据分析整合、信息识别甄选,三部分环环相扣,紧密相关。信息采集录入是系统建立的基础,丰富的信息数据资源使得网络应用识别系统更加完善。数据分析整合是信息采集与识别的连线,大量的信息数据如果不能很好的分析,只会造成资源的浪费,还会因占用过大内存导致系统运行慢。信息识别甄选是网络识别系统最关键的一环,也是最智能化的一环,是网络识别技术应用中起决定性作用的部分。
2网络应用系统的实际应用
随着科技发展进步,计算机网络发展迅速,黑客、木马的存在时刻威胁着人们的信息安全,保障网络信息安全、设置信息探访权限,便显的尤为重要。网络应用识别系统应运而生,为人们的信息安全,甚至是生命安全提供了保障。网络应用识别系统采用生物认证的方法,每个人的生物信息不尽相同,系统根据个体差异,筛选识别出与所需信息符合的人或物。常用的识别方式有指纹识别、脚印识别、人脸识别。
2.1指纹识别
指纹识别在我国有悠久的历史,早在6000多年前就有应用。但是由于缺乏大规模集成电路设计与制造优势,中国没有在指纹sensor(传感器)上有所突破,与网络应用相关的智能指纹识别系统在我国却迟迟没有建立。就像电脑芯片一样,我国所采用的指纹sensor大多是美国等发达国家提供,桎梏我国的指纹识别领域的发展。不同手指指纹纹脊的样式不同,且纹脊样式不会因为年龄增长等原因改变,指纹的此种生理特性为指纹识别奠定基础。指纹还具有唯一性、稳定性、易采集性、不易伪造破译等特点,使指纹识别有更高的安全保障。自动指纹识别系统(AFIS)是网络应用识别系统的一种具体表现形式,系统通过对指纹纹线构成、流线、中心点等分析,达到识别指纹的目的,在现实生活中有很广泛的应用。
2.2脚印识别
脚印是人们外在生理特征之一,由于每个人身高体重、走路姿势等因素,对鞋底会造成不同程度的磨损,脚印会有细微差别。脚印识别系统就是根据这一特性,对脚印进行分析鉴定,多用于警方的侦查工作,与血型资料库、DNA数据库共同做为刑侦过程中的数据基础。脚印的收集处理比指纹收集稍复杂,需要对所得脚印图像进行多方面的处理。首先对脚印进行灰度处理,增加脚印明暗对比度,方便之后的图像处理。接着系统采用的是最大方差阈值分割法(即Otsu法),加快处理速度并能够将脚印与背景分开,减小背景因素在脚印识别过程中的影响。中值滤波是脚印识别系统中常用的一种处理方法,处理图像后可使脚印图像不清晰的细节变得明朗。中值滤波处理后的图像可能有一些较大的区域噪声,可通过对图像进行开运算操作除去区域噪声。最后通过垂直投影和水平投影对脚印的明暗像素值进行扫描,可对脚印进行定位,方便刑事侦查。
2.3人脸识别
人脸识别是指给定一个静止或动态图像,利用已有的人脸数据库来确认图像中的一个或多个人。人脸图像采集比指纹采集或脚印收集方便,不需要通过直接接触就可以获得人脸图像。每个人五官位置、形状都有细微差别,人脸识别系统就是根据面目的瞳间距、鼻子位置、嘴巴长度等生理特征的不同,进行人脸识别。通过这些特征识别,与数据库已有的信息进行比对,进行人物识别。此系统开发之初用于国家安保、在逃犯缉拿,后来技术随着发展逐渐运用到其他行业。我们都有丰富的面目表情变化,表情差异为人脸识别系统的运行提高难度,因此人脸识别系统要求更智能化,系统设计要求更高。
3网络应用识别系统前景
网络应用识别系统的部分成果已经在人们生活中得到广泛的应用,高档住宅的门锁已经从密码锁换至指纹锁或人脸识别锁,大大提高了安全系数。利用脚印识别、指纹识别等方式对罪犯进行追踪,提高破案率。人脸识别在追踪在逃嫌疑犯方面也发挥巨大作用。网络应用识别系统有广阔的发展前景,识别系统一定会像电脑普及一样走进家家户户,为人们的生活保驾护航。
4结语
网络应用的识别系统现今得到了更为广泛的应用,在生活中的应用可提高人们生活的安全程度,在国家安保上,网络应用识别系统也发挥着重要作用。时刻优化完善程序是保证识别系统高效、稳定运行的关键,网络应用识别系统在研究人员的不懈努力下定会更加完善,造福大众。
参考文献
文摘要:在互联网、校园网技术应用环境下,传统教学模式将发生着深刻的变革,必然从封闭模式向开放模式转变,形成书本知识和网络信息相结合,教师传授和学生自我探索相结合的全新的现代教学理念和教学模式,因此,在教学模式改革中,网络应用既是必要的,也是富有深远意义的。
在互联网、校园网技术应用环境下,传统教学模式将发生着深刻的变革,必然从封闭模式向开放模式转变,形成书本知识和网络信息相结合,教师传授和学生自我探索相结合的全新的现代教学理念和教学模式,因此,在教学模式改革中,网络应用既是必要的,也是富有深远意义的,下面即从网络应用的必要性、网络应用如何改革教学模式以及网络应用改革教学模式的意义三个方面进行分述。
一、网络应用在教学模式改革中的必要性
(一)传统教学在目前教学中存在的问题
从目前的现状看,传统的教学模式已与新时展的形势不相适应,首先,传统的教学注重学习结果,忽视知识和技能获得的过程,由于学生头脑中的学习结果是可以通过测验来检测的,比较容易外显出来,容易被人们观察和研究,而学生头脑中的思考过程不仅是纯个别化的,而且难以外显,不太容易被教师所注意和观察。所以,传统的教学很容易陷人“结果中心”的偏向。例如,传统英语教学模式的主要缺陷就在于重结果而轻过程、重“笔”而轻‘旧”,为克服这些缺陷,诞生了诸如“英语角”、语音教室等辅助手段,并取得了一定的收效。
其次,由于传统的教学以讲授法为主,学生的学习则以接受学习为主。很显然,传统教学忽视了学生的自主学习和发现学习,但是随着信息技术的普及,学生获取信息的来源开始变得多样化,学生不再只是从教师和书本上获取知识和信息,他们还可以从互联网上等其它方面获取大量信息,因此,一味强调接受学习,已经不能适应时代的要求。
总之,传统教学以教师为施教人,学生为受教人;各种教学因素需要固定:时空的限制、教具的简单化、教师角色单一;知识体系、学习过程、授课过程、演示实验等环节缺乏探索性和研究性。而且传统教学,学生对授课节奏变化难以接受,老师较难始终保持高质、高效的教学,学习效果不能及时反馈于教师,教师对教学的评估很难掌握,因而教师的创造性和拓展性发挥的空间就很狭窄,更无从发挥。所以,改革不适应的教育观念与教学手段已迫在眉睫。
(二)网络应用的必要性
1.网络应用,为教学提供了丰富的教学资源,同时改变着教育观念。信息技术网络应用实现了“可扩充式教材”、“可编组式教材”,使课堂教学与类科学知识迅速增长的变化相结合。学生可以将自己的创造性设想、幻想通过网络应用进行探讨、交流,从静止的、封闭的、模式化的课堂中融人到“虚拟的”、有个性和创造性的跨时空的网络交换资源中进行学习,学习将更富有趣味和创造性。
2.网络应用于教学改变了教学中师生之间的结构关系,使二者能够建立共学关系,有时候甚至会出现教师后学于学生的情况。在学校教学中,应特别重视信息技术课程实施,加强网络教学。要将不同学科、不同教材的相关因素融合起来设计教学,充分发挥网络应用在课堂中的作用。同时,在利用网络上的有用资源的过程中,形式是多种多样的,形成性的课题的讨论,因此,教师应掌握一定的课时划分及根据学习主题的不同来确定一堂网络环境下课堂教学的时间和确定学生活动的范围。
3.通过网络应用,教师可以获取与教学有关的各种辅导材料,设计教学模式。借助于网络,教师的教学设计和教学创作过程将更灵活。教师对教材、对知识的信息再加工,需要融进其个性、思想、理念和方法,最大限度地体现教师作为一个有个性的思考者所具有的一切本领,经过这一个准备过程,使教师更好地扮演自己的角色,履行自己的职责。应用校园局域网或互联网方便了教师更广泛地查询、获取信息和知识。网络的应用能使教师获得创造的自由,更能体验创造的乐趣,增强课堂的成就感和价值感。
二、网络应用如何改革教学模式
(一)网络应用有利于实现创造性的学习目标
在传统教育模式下,通常是作业、试卷的交流多而语言的交流少,仅有的课间和个别辅导等交流形式存在面窄、参与学生少的缺点,网络应用可以实现多方面、多层次的开放式师生交流,使全方位的立体信息在教学过程中得到充分运用,在满足个体化学习要求的同时引发学生的想像力和创造力。利用网络环境,学生可以不受时间和呈现方式的限制,通过多种设备,使用各种学习平台,获得高质量的课程信息,有助于学生发现知识和加深对现实世界的理解,有助于学生创新能力的培养。教师通过精心设计教学程序,创设多种教学情景来激发学生的学习情感,使教学过程中,师生之间、学生之间充分地互相交流,民主地、和谐地、理智地参与教学过程,这正是师生相互作用的最佳形式,因而也是发挥教学整体效益的可靠保证。
(二)网络应用能够增强感官效应,锻炼学生胆识,提高学生学习效率
网络应用可以将图像、声音、视频、动画等多种媒体融合在一起,在教学中,这种网络应用的教学情境可引起学生的多感官参与,激发学生的学习兴趣,使学生积极主动地探索知识;而且网络本身就是一个虚拟社会,在这里你可以大胆地“为所欲为”,譬如内向、腼腆的学生在网络中,完全不需要顾忌“面子”,而大胆地同另一些虚拟对象用不太熟悉、可能出错的英语交流思想和叙述事情。所有这些都能促使学生成为知识信息的主动建构者,并最终提高他们的学习效率。
(三)网络应用必须与教学理论有机结合
网络应用是高新技术,如果不在先进的教学理论指导下进行精心的教学设计就不能发挥其优势,没有任何一种媒体在所有场合都是最优的,每种媒体都有其各自擅长的特定范围,而知识能用多种媒体表示,可有详简之分,不同的抽象层次、不同的媒体相互配合对认识有很大的促进作用,能够大大提高教学效果。教育远不是简单的知识传递与复制,我们认识它的初级阶段,用感官直接反映,把丰富多彩的客观世界直接映射成感性认识,但这还很不够,为了使认识深化,需要去粗取精、由表及里,需要经过抽象,形成概念,掌握规律,形成理性认识,然后才能灵活应变。
(四)在网络应用的前提下促进先进思想的实现
网络应用要促使传统的以教师为中心、以课堂为中心、以书本为中心的教育方式转变为以学生学习为中心、以强化个体实践为中心、以信息交流为中心、变被动教育为主动教育、变应试教育为素质教育、变知识教育为智能教育,现代教育的思想、理论、观点,都是为了适应时代的发展,适应社会对人才需求的变化,一般书架型、工匠型的人才已经不适应信息社会的发展需要,而素质全面、接受继续教育能力强、智能型、有创新精神的人才,才更适应时代的激烈竞争。进行网络应用研究的基本思路、主要途径和重点,也是进行教学改革的创新点和突破口,我们应据此来发挥多媒体技术的优势。
三、网络应用改革教学模式的意义
应用网络技术改革教学模式既是现代科技发展的必然结果,更是新课程改革的客观需要,应用网络技术改革教学模式具有以下深远的意义:
(一)有利于教师教育水平的提高
网络的应用,使学生们占据课堂的中心地位,使教师由单靠黑板、粉笔等传统教学工具与手段向现代教育技术的教学手段转变,教师不再充当知识的传授者,而是成为学生学习的组织者、帮助者、合作者或学习方法的使者。而且,教师还会把先进的计算机网络教育技术融人到教学工作中,这样,就要求教师不仅应具有扎实的科学知识,更需要掌握先进的教育理念,认真组织、正确引导学生自主学习。可以说,这一转变是传统教学方式向现代教学技术的飞跃。
(二)有利于改变落后的教学手段
由于多媒体计算机网络技术的应用改变了教师以往上课的方式,比如,传统英语教学模式经常使用的“情景”引人法,由于受条件的局限,在常规课堂中一般只能设计单个场景,不能激发所有学生的兴趣;而运用网络技术,可以从素材资源库中索引出与本节课有关的各种“情景”,提供给学生自由点播,体育型、军事型、旅游型、游戏型、影视片段型情景等等都会吸引不同的学生,从而使所有学生都能找到兴趣点。此外,运用网络功能,还可以让学生在完成必要的学习和操练后,随时从资源库中调出检测题进行自我检测,利用相关软件控制,给予检测通过的学生访问资源库中课外阅读、课外活动等素材的权限。
(三)有利于学生自身学习能力的提高
关键词:多媒体;网络应用;开发
早在二十世纪初期年代,计算机就已经发明出来了,在那个年代计算机的发展情况还属于应用数字信号来进行数值计算和对金融行业的管理不断发展起来的。之后计算机加入了文字处理系统,又不断的加入图像和声音,到了八十年代计算机已经加入了电视的功能系统。而到了九十年代初期,计算机已经发展到能够系统的处理文字、图像、动画、声音等多种信息。而多媒体网络就是两种媒体或者两种媒体以上的信息交流转播媒体,使用的媒体包括、电视图像、动画图像、声音、图形和文字等。多媒体的应用和发展说明了人们在表_信息和获取信息的方式在进行不断的发展,人类能够通过网络、多媒体计算机和光盘存储器等设备就可以获取或者表达信息,这对人类的文明和社会的发展有着很重大的影响意义。
一、多媒体在网络上的具体应用
多媒体发展对于人类的生活来说发生了巨大的改变,人们可以通过多媒体进行信息的交流和传播,利用多媒体的数字化信息和多样化信息等特点,信息的传播变得额越来越迅速和快捷。
(一)声音、录音、电视、广播的应用
用户可以网上接收世界伤任何地点传播的声音和电视广播图像。这种多媒体广播不但可以进行单目标广播的传输,还可以同时进行多目标的广播传输,而且广播的传输效果非常好。
(二)声音点播应用
在声音点播的应用中,用户可以传送经过解压存储在计算机或者其他服务机上的声音文件,这些声音文件可以包括各种类型的声音内容。比如说:音乐、广播档案文件、教师的授课内容、历史的赶赶文件等所有声音内容。用户可以不受时间和地点的限制来点播声音文件。用户在点播的时候只需要在启动播放器几秒钟的时间里就可以听见点播的声音和内容,而且还能够边播放边下载存储内容。
(三)影视点播应用
影视点播又称为交互电视,影视点播应用与声音点播应用基本上是相同的概念。用户可以传送经过解压存储在存计算机或者其他服务机上的压缩的影视文件。这些文件可以内容可以是:教师授课的影像内容、歌手的MV、录制的小视频、历史的档案片、动画片等所有影视文件,影视点播应用与声音点播相比,需要较大的存储空间和较快的网络传输速度。
(四)电话应用
用户可以在因特网上进行拨打电话和接听电话,多媒体电话应用与我们用的线路电话的意义是一样,用户可以像线路电话通信一样进行近距离或者远距离的通话,通话费用较线路电话来说更低一些。
(五)分组实时电视会议应用
这类多媒体应用与电话应用基本上相同,不同的是用户可以直接看到进行通话人的实时影像,在进行远距离会议的时候可以允许多人参加,还可以打开多个会议窗口。
二、多媒体网络应用的开发
多媒体应用是一种能够进行管理、操作控制、文件存储、声音影像播放、浏览各类媒体信息的软件,将各种多媒体的素材信息通过技术设计和效果创意集中到一起,实现联想式访问的一种应用形式。媒体网络的应用和研究主要包括:多媒体数据信息的处理技术、多媒体的创作工具技术、多媒体的编辑工具技术、多媒体数据的存储技术、多媒体的应用开发技术。近年来,人们正在致力于多媒体的应用技术应用在教育、医疗、实验等更高质量的远程应用上。
由于多媒体应用是建立在对公众的基础设施和服务至上的,所以想要获得更高质量的多媒体应用必须要依赖于互联网技术才能得到更好的而发展。随着近年来多媒体技术的应用发展的越来越广泛迅速,所以在未来的发展形势也是必然要更加广泛和迅速的。首先IP的地址信息需要改正缺点加入新的特点,目前所应用的IP4到IP6的实验开发技术已经正式启动,IP6较IP4在地址空间的问题上更加的广泛,IP6能够提供有效提供地址空间,将路由器的再进行分组处理之后能够提供更高的安全性能。
目前国外和国内方面投入了大量的物力财力和人力对在互联网络上实现有要求十分严格的多媒体应用进行研究。当下在试验网络上进行研发和运用的多媒体网络包括:(SEM)扫描控制电子显微镜,三维脑电图,大气物理与空间研究和远程授课等,这些对时效性和质量标准要求较高的多媒体应用具有能够对远程科学器械进行实时操作,交互协同工作,多站点大范围计算和信息数据挖掘,系统虚拟仿真,实现虚拟共享的一些特点,这类多媒体网络应用只有在高性能的计算机和网络当中才能够得以实现。比如利用互联网向全世界进行实时的视频与音频的数字形式的广播,在互联网上实现数字化的电视服务,对于音频与视频的实时性能的标准和要求比较高,而现在网络上面普遍使用的视频点播则是观看储存在服务器上的电影文件,不具有真正的实时性。
远程教育平台的开发和应用。比如网络上游船课及所研发的新型远程教育平台V-C系统,对传统的网络教育局限性有了重大的突破,能够实现实时的视频,语音,信息数据之间的传递,能够提供真正的可视环境的虚拟课堂。这个教育平台是依据国际电联IP网络多媒体通讯H.323的协议进行设计研发的。该平台具备的功能包括:混音和语音传输,图片传输,多点会议模式与会议控制(实现多方同时进行通话);多路混音和速率协调配置,数据会议(能够共享应用程序和文件信息的传输等)。优创科技所研发的V-C系统能够满足多种多媒体实时教学应用的需求,并且还在进行不断的功能研发扩展和优化更新。以系统自身具备的API接口为基础与应用程序软件进行集成,依据用户的实际需要来进行更多功能的研发。
三、结束语
多媒体应用程序在互联网络上的发展前景是极其广阔的。多媒体应用程序的发展和进步是以高性能的宽带网络和设施为基础的,在不久的将来多媒体网络应用将会更加的高品质和丰富多彩。让人们真正的体会到网络多媒体应用为人们的生活带来的方便和快捷。
参考文献:
[1]李福宗.多媒体技术基础[M].清华大学,2010(06).
[2]张贵喜.计算机网络技术[M].中译本,2013(05).
关键词:无线;传感器网络;应用
中图分类号:TP212.9;TN929.5
随着传感器技术、微机电系统、通信技术及嵌入式计算技术的不断发展和完善,具备通信能力、计算能力、感知能力的微型传感器开始广泛应用于各个领域。因此,应对无线传感器网络进行详细的研究,对其进行不断完善。
1 相关概念
无线传感器网络集成了微机系统、网络和传感器三大技术,是以数据处理为中心的系统,其通过对网络覆盖范围内的感知对象信息进行感知、采集、处理,并将其转发给观察者。其是由传感器节点通过应用无线通信技术自组织构成的网络。无线传感器网络是新兴的信息技术的领域,其在民用、军事等领域的应用前景都非常的广泛。无线传感器节点的组成有计算机子系统、通信子系统、传感子系统和能量供应子系统。计算机子系统是通过微控制器和微处理器构成的,其主要负责对传感器进行控制、对传感数据的算法与执行通信协议进行相关的处理。而短距离的无线通信的无线收发电路主要由通信子系统来实现。而激励装置及传感器共同构成传感子系统。能量供应子系统主要由交直流转换器及电池组成。
一个传感器网络一般由很多个传感器节点组成,且节点的应用不同,其组成部分也各有很多差别。传感单元包括很多传感功能的D/A、A/D转换模块,并根据所需监测的对象的具体情况来判断使用单一或多功能的传感器。处理单元主要是通过存储器、嵌入式CPU、嵌入式操作系统等共同将嵌入式系统构成成立起来。传感器网络的组成结构是互联网、sink节点、分布式传感器节点、用户界面等。为获取第一手信息,会密集的投放传感器节点在待监测区域内。Sink节点其本身可进行充电,储备了很多能量,相当于网关节点。能够让信息平台和位于较远处节点所收集到的信息之间进行信息的传输或交换,如互联网或卫星。而用户界面是处理监测信息的平台,通过用户界面能够更加便捷的掌握及处理从监测区域获得的信息。传感器网络的生成及其工作方式是先将通过使用机械方法、飞行器空投方法等随机散播传感器节点并将其布置到待监测的区域。之后传感器节点将会保持在自检启动的唤醒状态。所有的传感器通过发出信号,监控并记录周围传感器节点相应对外的工作的情况。节点通过对所监测到的别的传感器节点的状况的分析,并通过组网算法形成网络。构成网络的节点要进行数据通信,则要通过路由算法对合适路径进行选择来实现。
2 无线传感器网络的热点内容
2.1 安全性。无线传感器网络的安全方面主要包括安全路由及安全协议。通常,很多节点都会密集分布在相同的区域内,而最终要到达目的地则需要通过很多的节点消息的传导。传感器具有动态性,且是多跳结构,需要每个节点都具备路由功能。且传感器节点都是一个潜在的路由,极易遭受入侵,进而造成整个无线传感器网络的安全受到威胁。网络层路由协议将关键的路由服务提供给了整个无线传感器网络,无线传感器网络的可用性与安全性也受到安全的路由算法很大的影响。安全路由协议通过使用身份认证、认证广播以及双向连接认证等机制,能够增强路由的安全性,使网络对外部攻击的抵御能力得到有效地提高。在安全保障方面有安全组播和密钥管理两种方式。安全组播是指可能在敌对环境中设置无线传感器网络,需在其里形成基于源端认证的安全组播以避免供给者将伪造的信息注入网络中。
2.2 无线传感器网络的能量问题。传感器的节点需要对待监测区域获得的消息进行分析及数据处理等,且其分布的数量多范围大,而其一般通过电池进行供电,可用电量有限。且为数量庞大的节点更换电池很困难。因此,在不影响节点功能的基础上,节约其电池能量也成为其软硬件设计的核心问题。因此,在很多网络应用中,因传感器节点监测的事件具有偶发性,不需要所有的单元都工作,可通过使用休眠模式,使节点能够自适应进行唤醒与休眠,进而达到节省能量的目的。还可将所有的功耗单元进行相应的有机组合,使众多的传感器节点形成多种不同的状态,让其根据具体情况在不同状态之间进行切换,节省其需耗损的能源。
2.3 网络结构。无线传感器网络中使用的网络拓扑结构主要有网状拓扑结构、星形拓扑结构以及网状与星形相互混合的方式。而关于网络结构种类的使用决定也需要进行多方面的考虑。如需要考虑数据传输的距离,传输的频率,节点的变化水平等多重因素。在很多节点间能够发生网状结构的业务流能,且各节点之间的通信链路能够被直接的建立起来。网络结构的健壮性很强,因节点与节点之间都连接有多条链路,当某个节点失败时,网络会重新配置此节点周围的所有节点,重新保持各节点之间的连接。但因所有节点都长期处于正常工作的状态,能量的消耗也就更为严重,处理的负担也较大。节点与基站间发生星形结构的业务流。星形结构所需要的能量少,但受到直传距离的限制。网状与星形的混合方式具备网状结构的自修复和扩展功能,还具有星形结构简单低耗的优点。在中继器或路由器的周围进行一些星形方式设置节点,并通过网络结构进行组网,这样就能在一定程度上扩大网络的覆盖范围。
3 无线传感器网络技术的应用
3.1 在军事领域的应用。无线传感器网络最早应用于军事领域,其低成本、自组织性、密集性、随机分布、强大的容错能力及抗毁性等特性都是军方所需要的。一般将大量传感器节点通过特种炮弹发射或飞机撒播等方法集中撒播到人员很难到达的观察区域。分析监测区域的目标的距离、目标的目的地及速度等,可通过被动传感器如声学、磁学、化学、光学、热学以及电气等类型的传感器及主动传感器来完成。一般情况下,传感器只需稳定工作数周,不用严格要求其功耗。但若在未知环境如需要克服气候、压力、温度等方面的恶劣环境。以及为防止其被发现及摧毁,传感器本身也应尽量小型化。应优先考虑传感器适应恶劣环境的能力及小型化的要求。
3.2 在环境领域的应用。无线传感器网络在环境方面的应用也很广泛。其可以对环境参数进行检测,也可用于野外火灾的检测。无线传感器网络在农业方面应用广泛。国外发达地区应用无线传感器网络对部分农田的土壤湿度、光照强度等进行适时的检测,来确定如何耕作土壤。环境方面的无线传感器网络部署所需要的成本低、操作也相对简单、不需要进行农田的现场维护、长期不需要进行电池的更换。而节点的密集布置,能够将微观的环境因素检测出来,这为环境的监测研究提供了新的路径
3.3 在医疗领域的应用。在医疗领域无线传感器网络的应用也十分广泛。通过将一些体温、血压等微型无线传感器安装在病人的身上,并通过其住宅内的传感器网关,医生能够远程了解病人的身体健康状况。将血压及脉搏监测设备等具有特殊功能的传感器节点安装在住院病人的身上,通过传感器网络,病人的病情可以及时反馈到医生的手中,并作出及时有效的处理。还可利用传感器网络收集从病人身上累积到的长期的生理数据来进行相关的新药品的研制。除此之外,无线传感器网络在药物管理等方面也能发挥其特殊优势,将节点与药品的类别相互对应放置,通过连接计算机系统后将所开药品辨认出来,防止拿错药或开错药的情况发生。
综上所述,传感器网络是一个新兴的包含着多学科的技术。随着无线传感器网络应用前景的不断扩大,其将受到越来越的研究和关注。无线传感器网络应用的领域也将更加广泛,必将对人们的生产及生活产生重大的影响。
参考文献:
[1]何永健.无线传感器网络技术在军事中的应用[J].物联网技术,2011(01):56-57.
[2]王新智.无线传感器网络应用技术研究[J].科技资讯,2013(32):90-91.
[3]林喜辉.无线传感器网络应用技术研究[J].计算机与网络,2013(17):28-29.
论文摘要:陇粉互联网、计葬机技术的发展以及视绷处理技术的进步,利用宽带网络进行视预传特和应用已逐渐成为视绷盆撞核城的发展方向。早在2002年,基于宽带网络的视须上控业务的研发工作已经开始,经过不断的改进和完菩,目前基于第三代网络视效直技技术的平安城市建设工作已经逐步得到了普及。本文时平安城市建设与网络应用问超进行了探讨。
1平安城市的网络组成
平安城市建设中一般采用目前最先进的数字化视频技术,可以高清晰地对多路模拟视频信号进行捕捉、转换、存储,并且能够将所采集图像不失帧地进行多画面显示。该系统具有数字方式记录、多索引回放、图像编辑、图像并网等诸多特点。一般由以下三个主要部分组成。
1 .1前端设备
前端设备完成模拟视频的拍摄、探测器报警信号的产生、云台防护罩等的控制、报警输出、行动输出等功能。前端设备主要包括摄像头、电动变焦镜头、探测器、烟雾探测器、温湿度传感器、红外灯、云台、防护罩、解码器、警灯、警笛、防盗照明灯、监听器、报警控制主机等设备。
1.2数字化处理和录像部分
数字化处理和录像部分是系统方案的现场核心,它完成模拟视频监视信号的数字采集、mpeg4压缩、监控数据记录和检索、硬盘录像等功能。本着综合性价比高且性能可靠性优先的原则,在系统中采用了各通道独立板卡、各路监控信号单独处理的方式,配备了高性能处理主机,冗余系统处理能力,便于升级。
1.3控制/通讯系统
控制包括摄像机云台、镜头控制、报警控制、报警通知、自动手动设防、防盗照明控制等功能,同样用户的工作只是在中央监控系统桌面点击鼠标。因此,操作方便是数字监控系统的一个显著特征。
2平安城市的系统功能要求
平安城市系统应能实现不同设备及系统的互联、互通、互控,实现视音频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制;进行身份认证和权限管理,保证信息的安全;应能与报警系统联动,并提供与其他业务系统的数据接口l31。主要包括:实时图像点播、远程控制、存储和备份、历史图像的检索和回放、与其它系统的接口、系统的人机交互、用户与权限管理、网络与设备管理、网络信息安全管理、日志管理等多项内容。
对于监控中心网络带宽规划设计来说,主要应考虑前端设备接人监控中心、监控中心互联、用户终端接人监控中心和网络带宽的预留。同时,监控中心内部及监控中心间互联的网络性能指标应符合通信行业标准yd/t1171-2001中所规定的1级(交互式)或1级以上服务质量(qos)等级标准。具体到网络指标上要求:网络时延上限值为400ms;时延抖动上限值为soms;信息(包括媒体信息、控制信息及报警信息等)经由ip网络传输时,端到端的信息延迟时间包括发送端信息采集、编码、网络传输、信息接收端解码、显示等过程所经历的时间。前端设备与监控中心间端到端的信息延迟时间应不大于2s。前端设备与用户终端间端到端的信息延迟时间应不大于4s。
此外,应保证图像信息的原始完整性,即在色彩还原性、图像轮廓还原性(灰度级)、事件后继性等方面均与现场场景保持最大相似性。系统的最终显示图像应达到4级(含4级)以上图像质量等级,对于电磁环境特别恶劣的现场,图像质量应不低于3级。高风险对象的图像存储、回放的图像分辨率应与其相对应的风险等级划分规定的要求相一致,保证目标图像质量的有效性。经智能化处理的图像,其质量不受上述等级划分要求的限制,但对指定目标的处理,其处理前后的保留信息应保持一致。
3平安城市的系统组网及存储方式
3.1组网方式
建设平安城市网络视频监控系统时,当前比较常用的组网方式是集中式或分布式两种系统。其中,集中式系统主要适合中小型网络视频监控,其主要特点为系统中设一个全网管理中心。全网管理中心负责全网业务的管理、业务统计、业务分析、数据备份、视频分发、路由调度、计费等。分散式系统适合大型网络视频监控系统,其主要特点为系统中设一个全网数据管理中心和多个区域管理中心。全网数据管理中心只负责全网业务的管理、业务统计、业务分析、数据备份、路由调度等,它的数据获取途径是直接从区域管理中心获取数据进行处理,从而节省了网络带宽,减小了系统瓶颈(包括网络瓶颈和服务器瓶颈)。目前,分散式组网是平安城市组网的主流方式。建设大规模的网络视频监控系统时,可根据监控的区域范围及业务需求实行分级结构,形成省级监控中心作为一级平台,周边地市为二级平台的大型辐射状网络视频监控系统。二级平台可按实际需要扩展为:二级前端平台、二级客户端平台、二级分发平台、二级存储平台;二级平台可安装在一台服务器上或多台服务器上;二级平台与主平台之间以ip的方式进行通讯,业务大量增加后,可将存储、分发及接人服务器下移到县中心,形成三级平台。
3 .2存储方式
das(diskattaehedstorage)
存储设备(raid系统、磁带机和磁带库、光盘库)可以直接连接到服务器。是一种传统的,也是最常见连接方式,最容易理解和实施;由于das没有独立操作系统,且das系统之间没有连接,数据只能采用分散管理。其最大的优点出了易于实施外.主要变现在das的前期投资比较少。
nas(net, orkattaehedstorage)
nas由于本身装有独立的os,为此可以通过网络协议实现完全跨平台的共享,也完全支持winnt, linux, unix等多做系统共享同一存储分区。nas是一种可以实现集中数据管理的方式。主要缺点为仅能本地备份,无法进行服务器备份,安全性不高,且前期的投入比较大。
san(storageareanet, ork)
san是一种完全独立进行数据存储的网络,数据传输率非常快。最主要的缺点是操作系统仅能做到服务器端,无法进行san网络的不直接访问,但这也从另一方面增加了网络的安全性。此外,san在数据库环境、数据备份和恢复等多个方面比较das和nas系统都有着非常明显的优势。在安全性、传输速率、存储保护、资源共享以及数据恢复等方面都有着很大的优势,为此被越来越多地应用到实际建设当中。
【关键词】计算机;网络;基础
引言:
在如今的社会中,计算机网络技术应用的范围比较普遍,已经渗透到了人们工作和生活的各个方面,在社会上发挥着极其重要的作用。计算机网络的应用代表着社会进入了一个全新的时代,是生产力发展到一定阶段的产物,说明人们的生活在进步在人们在沟通方面不再局限于时间和空间的限制,可以非常方便的就实现信息的交换。
1什么是计算机网络
1.1网络的定义。网络实现的两个最基础的条件就是网络设备和通信线路,通过通信线路和相关的软件将分散于各个的计算机互连起来,形成一个功能强大的网络。通过网络的连接,可以实现信息交换,资源共享等,为工作和生活都提供了极大的便利,不仅方便了人们的生活,在工作中也提高了工作效率。
1.2网络的分类,计算机网络有多种分类方法.常见的分类有:
(1).计算机网络按照地理范围划分为:局域网,城域网、广域网和互联网四种;
(2)按交换方式划分为:线路交换网、存储转发交换网和混合交换网;
(3)按拓扑结构划分为:总线型、星型、环型、树型和网状网;
(4)按传输带宽方式进行划分为:基带网和宽带网;
(5)按传输技术分为:广播网、非广播多路访问网、点到点网;
(6)按网络中使用的操作系统分为:NetWare网、Windows NT网和Unix网等l
2计算机网络系统的组成
2.1计算机网络系统的硬件。软件由服务器、工作站、计算机外部设备、数据传输设备、数据通信设备及通信信道组成。
2.2计算机网络系统的软件。
软件是在计算机运行期间,对计算机的运行进行管理和控制的一种方式,根据软件的具体功能可以将其分为两种类型,一种是系统软件,一种是应用型软件。
(1)网络系统软件。络系统软件是控制和管理网络运行,提供网络通信,管理和维护共享资源的网络软件。它包括网络协议软件、网络服务软件、网络管理软件、网络通信软件及网络操作系统。
(2)网络应用软件。应用型的软件,大多数情况下是为了某一项实际中应用的功能而开发的,具有很强的目的性,同时可以对网络进行维护和管理。
2.3计算机网络系统的构成。
计算机网络系统通常由资源子网、通信子网和通信协议三个部分组成。资源子网在计算机网络中直接面向用户,通信子网在计算机网络中负责数据通信、全网络面向应用的数据处理工作。而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。
3计算机网络的主要功能
计算机网络的主要功能有四个方面:
3.1资源共享。
实现计算机网络技术,最主要的功能就是资源的共享,在共享方面可以由硬件的软件的,但是最主要的还是数据方面。通过资源的共享,可以使工作和生活更加的便捷,提高了工作效率。
3.2分布处理。
是指当计算机网络中的某个计算机系统负荷过重时,可以将其处理的任务传送到网络中的其它计算机系统中,以提高整个系统的利用率。对于大型的综合性的科学计算和信息处理,通过适当的算法,将任务分散到网络中不同的计算机系统上进行分布式的处理。促进分布式数据处理和分布式数据库的发展。利用网络实现分布处理,建立性能优良、可靠性高的分布式数据库系统。
3.3数据通信。
数据通信是计算机网络能够实现的基础,将各个不同地理位置的计算机通过数据的传输有效的连接起来,实现网络的功能。
3.4综合信息服务。
当今的信息化社会中,各行各业每时每刻都要产生大量的信息需要及时的处理,而计算机网络在其中起着十分重要的作用。
4计算机网络的常用设备
4.1集线器(Hub)是单一总线共享式设备,提供很多网络接口,负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线,因此平均每用户(端口)传递的数据量,速率等受活动用户(端口)总数量的限制。
4.2网卡(NIC)插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。
4.3线缆网络的距离扩展需要通过线缆来实现,不同的网络有不同连接线缆,如光纤、双绞线、同轴电缆等。
4.4交换机(Switch)也称交换式集线器。交换机要比集线器的性能更为优良,它在各个端口之间都是独立的总线,在数据的传输方面也是独立存在的,不会受到其他因素的制约和影响。并且它还比集线器拥有更多的功能,比如说对数据的过滤、网络的分段和广播控制等等。
4.5综合业务数字网即ISDN(Integrated Service DigitalNetwork),是一种拨号连接方式。
4.6公共电话网即PSTN(Public Swithed TelephoneNetwork),速度9600bps~28.8kbps,经压缩后最高可达115.2kbps,传输介质是普通电话线。
4.7 X.25网是一种出现较早且依然应用广泛的广域网方式,速度为9600bps-64kbpsl有冗余纠错功能。
4.8帧中继即Frame Relay,是在X.25基础上发展起来的较新技术。速度一般选择为64kbps 2.048Mbps。
4.9调制解调器(Modem)作为末端系统和通信系统之闻信号转换的设备,是广域网中必不可少的设备之一.分为同步和异步两种。
4.10异步传输模式即ATM(Asynchronous TransferMode),是一种信元交换网络,最大特点是速率高、延迟小、传输质量有保障。
4.11专线即Leased Line,在中国称为DDN,是一种点到点的连接方式,速度一般选择64kbps-2.048Mbps。
结束语
计算机网络技术的发展在给人们带来便捷的同时,也存在着一定的风险,对网络的使用要有筛选和甄别的能力。在信息的传递方面非常快速,已经将网络技术应用到了远程教学和会议中,打破了地理格局的限制。网络的发展,为社会的进步创造了机遇,同时也带来了挑战,我们要将计算机网络技术向着更高的层次发展。
参考文献:
[1]王姝. 高职计算机网络基础课程改革的探索[J]. 晋城职业技术学院学报,2009,01:45-47.