数据通信网络（通用12篇）
数据通信网络 篇1
信息传输已经成为人们日常生活不可缺少的一部分, 科学技术条件发展之后, 用户开始应用通信网络进行各种信息的传递。面对传统网络运行的不足, 不仅运营商承担了较大的成本投入, 用于也面临着许多潜在的传输风险。需要推广数据智能传输技术, 提高信息资源的调控效率。
1 传统通信网络的不足
传统的通信网络是由传输、交换和终端三大部分组成。传输是传送信息的媒体, 交换是各种终端交换信息的中介体, 终端是指用户使用的话机、手机、传真机和计算机等。从过去通信行业的发展情况看, 传统通信网络虽满足了人们基本的信号传输要求, 但在传递过程中还面临着诸多问题。具体表现:一是效率问题, 短距离传输效率保持平稳状态, 而远距离传输则存在时间推移、信号不稳等情况;二是安全问题, 数据传输易受到外界环境的干扰, 造成数据传输流程受阻或信号中断等问题。这些都不利于通信网络的正常运行, 影响了用户日常传输信号的质量。
2 数据智能传输技术的应用
现代电信网是由专业机构以通信设备 (硬件) 和相关工作程序 (软件) 有机建立的通信系统, 为个人、企事业单位和社会提供各类通信服务的总和。针对旧传输网络存在的种种缺陷, 现代通信行业开始创建智能化传输模式, 如图1, 综合提升数据传输的工作效率, 以保障用户信息地准确传输。数据智能传输技术的应用表现:
2.1 智能收集
对用户在发送端口输入的信息, 智能传输模块可以自动收集, 筛选出符合用户信息表达的内容, 使最终信号传递的准确性更高。如:企业用户选择智能传输, 通信网络可详细地收集业务信息、客户信息、财务信息等内容, 保证后期传输的针对性操作。
2.2 智能处理
为了降低通信网络的传输荷载, 计算机可以对所收集信息实施细化处理, 选择出最有利用价值的数据进行传输, 从而提高了信息资源的利用率。智能处理的关键是信息调配, 按照用户的应用层次传递命令, 如图2, 促进了通信网络运行效率的提升。
2.3 智能监测
正式启用通信网络时, 常会因外界因素干扰而造成信息被窃取等问题, 信息外泄给用户造成了严重的损失。采用智能传输技术方案, 配备了智能监测技术作为支撑, 设置于通信网络可检查、监测数据的流通情况, 及时解决潜在的风险隐患。
2.4 智能存储
新型通信系统具备了“边传输、边存储”的功能, 信息在线传输流程中有选择性地存储信息。如:重要商业数据实现智能存储操作, 有效防范了数据信号的丢失, 且建立自动化数据库以备信息调用, 最大限度地保障了数据安全。
3 结论
总之, 信息时代背景下涌现了新型的因特网, 因特网由多个计算机网络, 传输、交换和终端等几部分组成。对通信网络实施智能化改造, 综合提升了网络通信的应用功能, 为企业或个人用户搭建了高效率的传输平台。
摘要：传统的通信网络是由传输、交换和终端三大部分组成。传输是传送信息的媒体, 交换是各种终端交换信息的中介体, 终端是指用户使用的话机、手机、传真机和计算机等。针对旧传输网络存在的种种缺陷, 现代通信行业开始创建智能化传输模式, 综合提升数据传输的工作效率, 以保障用户信息地准确传输。数据智能传输技术的应用表现智能收集、处理、监测和存储, 文章对此进行研究。
关键词：数据智能传输,技术,通信网络
参考文献
[1]王中杰.基于PTR2000的无线数据传输系统设计[J].电力学报, 2006.
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[5]任燕舞, 黄彩霞.共阴极LED点阵模块行列驱动的研究与实现[J].福建电脑, 2011.
[6]任红文, 周庆国, 许哲, 石爱民, 丛岩.基于单片机的自动调谐系统[J].微计算机信息, 2010.
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[8]梁睿, 王崇林, 管廷卫, 张德凤.一种实现LED小条屏动态扫描的方法[J].工矿自动化, 2005.
数据通信网络 篇2
随着通信技术的高速发展，ATM技术显现了对带宽资源分配不灵，新业务拓展能力差，专线上的用户数据可被运营商的技术人员捕获和篡改，开放性网络信息化系统易被害客利用网络系统漏洞进行远程入侵，采用大量基于IP技术的业务应用系统且易受攻击等缺陷，已逐步开始退出主流通信技术市场。根据国际民航组织提出的新一代航空电信网ATN理念，未来民航空管数据通信网络技术应符合ISO/OSI网络参考模型。地面数据通信网络将采用IP加光纤，物理层采用光纤作为传输介质，在接入网采用EPON技术等，在骨干网采用DWDM技术等。总而言之，建设技术先进、性能可靠的空管数据通信网络，整合当前按地域和专业分割的信息子系统，对减少空中交通拥堵带来的航班延误、飞行安全隐患、能源浪费等具有重要的意义，因此我国要大力发展空管数据通信网络系统，以此提高我国民航整体运行保障能力。
中国市场网络数据 篇3
2011年，中国广告花费总额近2090亿元，其中在线广告支出仅为300亿元—预计2015年这一数字将超过1000亿元。
聊天是最主要的在线活动，2011年有超过半数的中国网民曾在线聊天， 在15-24岁网民中，该比例高达80.8%。看新闻是第二大在线活动，45岁以上网民尤为热衷。排在其后的依次是信息搜索、游戏、下载和收发邮件。2011年约三分之一的中国网民在线收发邮件，而25-34岁网民中这一比例接近50%。
网络连接
近年来中国互联网平均连接速度逐渐提高。虽然在过去的很多年里因缓慢的网速而饱受诟病，但到2011年年末，中国的平均网速已达到1462kbps，在4年内提高了一倍多，特别是2011年有了大幅提升，这在一定程度上归功于对最先进电缆基础设施的投资。截至2011年年末，互联网的渗透率已达到57.4%，预计到2015年将快速上升至64.9%，而且仍有进一步发展的广阔空间。2011年年底，大约有四分之一的中国居民拥有智能手机，预计这一比例在2015年年底将超过五分之四。
热门网站
中国三大网络巨头为百度、阿里巴巴和腾讯，分别控制着搜索、在线购物和即时通讯领域。一些本土社交网站颇受中国网民欢迎，包括更受年轻网民喜欢的腾讯Qzone，以及以复制Facebook模式起家的人人网。
新浪微博和腾讯微博同为微博平台，而社交网络朋友网则是从腾讯QQ校友发展而来。QQ校友于2010年7月悄然退出市场，接着变身成全新的网站面世。自此之后，朋友网迅速发展。该网站将目标锁定在更为高端的用户并坚持使用真实姓名和个人资料，相比一些被视为其竞争对手的社交平台（如人人网），朋友网在广告方面更加谨慎，避免过量。
广告
横幅广告的平均千人成本（CPM）约为10元，当然广告的位置、大小和创意均会对千人成本造成很大影响。而对于视频广告，估计平均千人成本大约在60-100元之间。这一数字在明年可能会小幅增长，但由于市场目前处于更加稳定的状态，增速肯定不会超过去年。有些行业更依赖在线广告：首先是网络服务业，去年该行业的广告支出总额中约有15%用于在线广告，其次为运输业（9%），而食品饮料和烟草行业则几乎不采用这种广告形式。
移动广告也变得越来越重要，目前只占广告市场的一小部分，但正在不断增长中。目前，移动广告的平均千人成本约为标准在线广告的三分之一。
购物
2011年，大约有37.8%的中国网民曾在网上购物，而2007年这一数字只有22.1%。随着越来越多的网民习惯于网上购物，这一上升趋势将会持续，但增速将小幅放缓。
据巴克莱资本的统计，2011年中国网络零售销售额为1210亿美元，比2010年增长了66%。麦肯锡预测2015年，中国电子商务市场将超过美国，达到4200亿美元的规模。中国中产阶级群体持续快速壮大是推动这一趋势的主要原因。数字营销公司Acquity Group预测未来20年中国的富裕中产阶级人数将在当前的基础上翻两番。
运费在中国相对较便宜，中国估计有一半的国内包裹由阿里巴巴产生，而这仅仅是17%的中国人口所产生的。中国网民在网购时往往只喜欢低价商品。信用卡欺诈和假货已拖累了网购市场。尽管已采取了一些措施（比如引入安全的在线付款服务）来解决网民的担忧，但信用问题仍然存在。此外，网民也常抱怨向在线商户申请办理次货退换存在困难的问题，这显然也会对网购市场造成更多的负面影响。
事实上，到目前为止国内最受欢迎的购物网站仍然是阿里巴巴旗下的淘宝网。该交易平台采用eBay模式，但与eBay不同的是，淘宝上出售的大部分商品是新品，并且不收取商品陈列费或交易费。截至2009年，所有在线交易中有高达85%为C2C而不是B2C交易。
数据通信网络 篇4
随着山西电力数据通信网络规模日益扩大, 所承载业务日益增多, 对于网络服务质量 (Qo S) 的要求也在不断提高。山西电力数据通信网已经由原来的只承载数据业务 (如MIS、DMIS) 等, 逐渐转变为需要承载更多的语音、视频 (如变电站视频监控、网真) 等丰富的数据应用, 随着应用系统的构成越来越复杂, 衡量他们是否工作正常也不是“通”、“断”两个字就可以一言蔽之的, 需要全面地了解网络流量和网络状况以管理网络性能和诊断网络故障。
1 山西电力数据通信网概述
1.1 山西电力数据通信网结构
山西电力数据通信网中省公司作为核心节点部署2台核心路由器GSR12016和2台核心接入路由器Cisco7609, 四台设备成口字型结构互联。11个地区分公司作为骨干节点各部署2台骨干路由器Cisco7609, 与省公司2台核心路由器成口字形结构互联。山西电力数据通信网结构简图如下图1所示
1.2 山西电力数据通信网主要承载业务
山西电力数据通信网目前主要承载的业务包括:山西电力管理信息系统 (MIS) 、全省变电站生产视频监控系统、省网关口电能量采集系统、全省营销营业场所视频监控系统、全省电力营销缴费系统、全省调度OMS系统、NGN软交换系统、高保真会议电视 (网真) 系统、全省调度录音系统、调度程控网管系统等网络数据业务, 这些业务涵盖了电力生产、调度、基建、营销、管理、科研、设计等各个领域。
2 山西电力数据通信网部署NAM模块设计
2.1 NAM模块概述
NAM (Network Analyze Module) 是一种集成化的流量监控服务模块, 它为网络管理员提供了全面的应用层可见度, 可以实现实时的和针对历史数据的应用监控, 包括视频和语音。利用主动监控功能, 它可以方便地捕获和解码分组、分析趋势、隔离网络故障和在故障发生之前发现应用响应延迟。
2.2 山西电力数据通信网部署NAM模块设计
在山西电力数据通信网中, 分别在省公司2台核心接入路由器Cisco7609上部署NAM模块, 以实现对整网所有应用协议、主机和VLAN的流量监控, 用以全面的了解网络流量和网络状况。
3 山西电力数据通信网络流量监控与研究
3.1 针对应用协议的流量监控
如图2所示, 显示了一小时内流量最多的应用协议和应用协议组有哪些。
3.1.1 流量最多的应用协议及其流量速率和数量情况
如图3和图4显示的是一小时内应用协议的流量速率情况, 如图5和图6显示的是一小时内应用协议的流量数量情况。
下面显示的是一小时内的流量速率情况。
3.1.2 针对某个应用协议的实时流量监控
如图7显示的是某个应用协议的实时流量速率情况, 如图8显示的是某个应用协议的实时数据抓包情况, 可以进一步分析数据包。
3.2 针对主机的流量监控
如图9显示的是在一小时内, 在In和Out两个方向流量速率最高的主机地址有哪
3.2.1 分析某台主机的流量情况
如图10显示的是在一小时内, 某台主机在In和Out两个方向的流量速率和数量情况, 这台主机主要流过哪些应用的流量及各个应用流量占总流量的比例情况。
如图11显示的是在一小时内, 与某台主机双向通信的IP地址及流量速率情况。
3.2.2 针对某台主机的实时流量监控
如图12显示的是某台主机的实时流量速率情况, 如图13显示的是某台主机的实时数据抓包情况, 可以进一步分析数据包。
3.3 针对VLAN的流量监控
如图14显示的是在一小时内, 流量速率最高的VLAN有哪些。
3.3.1 所有VLAN的流量速率情况
如图15显示的是所有检测到的VLAN流量速率情况。
3.3.2 针对某个VLAN的实时流量监控
如图16显示的是某个VLAN的实时数据抓包情况, 可以进一步分析数据包。
4 结束语
本文分析了基于三种类型的网络流量监控, 如何应用这些监控数据来减少网络拥塞、提高网络响应速度, 最终提高网络性能是需要进一步研究的课题。
参考文献
菜鸟分析网络数据网络执法官分析 篇5
菜鸟我正好知道这回事情.人道“人之患好为人师”
手里忍不住,就写点东西吧.
我也很忙.又没有MM,又没有MONEY....晕倒有点跑题.
OK,闲话少说,切如正题.
要了解网络执法官的原理.
就要先了解局域网的通信的原理.
前面我们看到了.在以太网上传输的都是具有以太网头的数据包.
也就是局域网上连个机器相互通讯就要知道对方的MAC地址.
看看具体的过成
比如一台netbug的机器要和一台o3的机器通讯.
首先.netbug要知道o3的IP地址.(这就要用到dns协议,暂时我们略过)
netbug知道了o3的IP后,就可以组装IP协议层以上的包了.
但前面已经说了.要在以太网上传输数据,就必须有一个的MAC,
要找MAC,netbug首先在自己的arp缓存里找是否有这个条目.
大家可以在cmd环境下.
C:>arp -a
Interface: 192.168.0.225 --- 0x2
Internet Address Physical Address Type
192.168.0.4 00-80-ad-77-e2-9a dynamic
192.168.0.9 00-e0-4c-39-15-f2 dynamic
192.168.0.10 00-e0-4c-39-19-a5 dynamic
192.168.0.12 00-10-b5-4d-4b-b7 dynamic
看到没有?
如果IP所对应的MAC在这里没有.那netbug就会用到我们以前所讲的arp协议.
发送一个广播.如果在局域网上发现中间的IP和自己的IP符合,就发回ARP回应.
ff ff ff ff ff ff 00 e0 4c 82 8f ba 08 06 00 01
08 00 06 04 00 01 00 e0 4c 82 8f ba c0 a8 00 27
00 00 00 00 00 00 c0 a8 00 01 20 20 20 20 20 20
20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
00 01:ethern
08 00:IP
06:hardware address length
04:Protocol address length
00 01:Opertion type
00 e0 4c 82 8f ba :sender hardware address
c0 a8 00 27: sender IP address 192.168.0.39
00 00 00 00 00 00:receiver hardware address 00 00 00 00 00 00 broadcast
c0 a8 00 01:receiver ip address 192.168.0.1
20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20:the data fixed.
如果没有回应,那netbug就会把网关的MAC做为对方的MAC
然后封装ethern网包.发送出去.
OK,原理就说到这里,大家看出什么漏洞了吗?
对,如果我门在arp缓存里修改网关的mac那.netbug就上去网了.
那如何远程去修改对方的arp缓存呢?
有办法.
就是arp的一个属性.免费arp.
1.一个主机可以通过她来确定另一个主机是否设置了相同的IP地址.
2.如果发送免费ARP的主机正好改变了硬件地址.那这个分组就可以更新其它主机缓存中的硬件地址.
C:>arp /?
Displays and modifies the IP-to-Physical address translation tables used by
address resolution protocol (ARP).
ARP -s inet_addr eth_addr [if_addr] <===添加arp条目
ARP -d inet_addr [if_addr] <====删除arp条目
ARP -a [inet_addr] [-N if_addr] <====显示arp条目
-a Displays current ARP entries by interrogating the current
protocol data. If inet_addr is specified, the IP and Physical
addresses for only the specified computer are displayed. If
more than one network interface uses ARP, entries for each ARP
table are displayed.
-g Same as -a.
inet_addr Specifies an internet address.
-N if_addr Displays the ARP entries for the network interface specified
by if_addr.
-d Deletes the host specified by inet_addr. inet_addr may be
wildcarded with * to delete all hosts.
-s Adds the host and associates the Internet address inet_addr
with the Physical address eth_addr. The Physical address is
given as 6 hexadecimal bytes separated by hyphens. The entry
is permanent.
eth_addr Specifies a physical address.
if_addr If present, this specifies the Internet address of the
interface whose address translation table should be modified.
If not present, the first applicable interface will be used.
Example:
> arp -s 157.55.85.212 00-aa-00-62-c6-09 .... Adds a static entry.
> arp -a .... Displays the arp table.
C:>
网络执法官就是用的这个特性.
使对方缓存中的网关地址错误.
没有网关,当然上不去网了.
如果发现相同IP具有不同的MAC,当然报错了.
公司网络上不好使用网络执法官.
等过几天,
我抓几个包详细分析一下.
让我们模拟一次arp攻击:
C:>arp -a
Interface: 192.168.0.225 --- 0x2
Internet Address Physical Address Type
192.168.0.1 00-50-ba-2b-ad-7b dynamic
192.168.0.4 00-80-ad-77-e2-9a dynamic
192.168.0.9 00-e0-4c-39-15-f2 dynamic
192.168.0.10 00-e0-4c-39-19-a5 dynamic
192.168.0.12 00-10-b5-4d-4b-b7 dynamic
192.168.0.53 00-e0-4c-39-1d-80 dynamic
C:>arp -d 192.168.0.4
C:>arp -s 192.168.0.4 00-e0-4c-39-15-f2
C:>arp -a
Interface: 192.168.0.225 --- 0x2
Internet Address Physical Address Type
192.168.0.1 00-50-ba-2b-ad-7b dynamic
192.168.0.4 00-e0-4c-39-15-f2 static
192.168.0.9 00-e0-4c-39-15-f2 dynamic
192.168.0.10 00-e0-4c-39-19-a5 dynamic
192.168.0.12 00-10-b5-4d-4b-b7 dynamic
192.168.0.51 00-c0-9f-16-da-8d dynamic
192.168.0.53 00-e0-4c-39-1d-80 dynamic
C:>tracert 210.26.50.242
Tracing route to 210.26.50.242 over a maximum of 30 ho
1 * * * Request timed out.
2 * * * Request timed out.
3 * ^C
C:>arp -d 192.168.0.4
C:>arp -a
Interface: 192.168.0.225 --- 0x2
Internet Address Physical Address Type
192.168.0.1 00-50-ba-2b-ad-7b dynamic
192.168.0.4 00-80-ad-77-e2-9a dynamic
192.168.0.9 00-e0-4c-39-15-f2 dynamic
192.168.0.10 00-e0-4c-39-19-a5 dynamic
192.168.0.12 00-10-b5-4d-4b-b7 dynamic
192.168.0.51 00-c0-9f-16-da-8d dynamic
192.168.0.53 00-e0-4c-39-1d-80 dynamic
C:>tracert 210.26.50.242
Tracing route to XRL [210.26.50.242]
over a maximum of 30 hops:
1 <1 ms <1 ms <1 ms PROXY [192.168.0.4]
2 1 ms <1 ms <1 ms 218.4.142.137
3 1 ms <1 ms <1 ms ^C
C:>
今天抓了个网络执法官的包，
菜鸟分析网络数据网络执法官分析
，
00 80 ad 02 a8 31 dest address
00 80 ad 6d 38 92 sour address
08 06 arp packet
00 01 ethern net packet
08 00 IP address
06 hardware address length
04 ip address length
00 02 arp reply
00 80 ad 6d 38 92 source address MAC
c0 a8 00 04 source IP address 192.168.0.4
00 80 ad 02 a8 31 dest address MAC
c0 a8 00 e1 dest IP address 192.168.0.225
23 45 73 72 01 94 07
192.168.0.4是我的网关IP地址。
如此操作以后。
D:Documents and Settingscoolrit>arp -a
Interface: 192.168.0.225 --- 0x2
Internet Address Physical Address Type
192.168.0.4 00-80-ad-77-e2-9a dynamic
192.168.0.37 00-e0-4c-82-7d-74 dynamic
D:Documents and Settingscoolrit>arp -a
Interface: 192.168.0.225 --- 0x2
Internet Address Physical Address Type
192.168.0.4 00-80-ad-6d-38-92 dynamic
192.168.0.37 00-e0-4c-82-7d-74 dynamic
但也许有人有疑问。
如何让windows自己跳出消息说。有IP冲突呢？
我们来看这样一个包：
00 80 ad 02 a8 31 00 80 ad 02 a8 32 08 06
00 01
08 00
06 04
00 02
00 80 ad 02 a8 32
c0 a8 00 e1
00 80 ad 02 a8 31
c0 a8 00 e1
看到没有。
两个IP地址都是一样的。
OK。
现在把这个包replay一下。
哈哈~~~
试论数据通信 篇6
关键字： 数据通信 构成原理 适用范围 应用前景
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在崐两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。
一、数据通信的构成原理、交换方式及适用范围
１．数据通信的构成原理
２．数据通信的交换方式
通常数据通信有三种交换方式：
（１）电路交换
电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时，使用同一条实际的物理链路，通信中自始至终使用该链路进行信息传输，且不允许其它计算机或终端同时共亨该电路。
（２）报文交换
报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中（内存或外存），当所需输出电路空闲时，再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储＿转发的方式可以提高中继线和电路的利用率。
（３）分组交换
分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块（称为分组或打包），将这些分组以存储＿转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接收地址和发送地址的标识。在分组交换网中，不同用户的分组数据均采用动态复用的技术传送，即网络具有路由选择，同一条路由可以有不同用户的分组在传送，所以线路利用率较高。
３．各种交换方式的适用范围
（２）报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或一点对多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。由于这种方式，网络传输时延大，并且占用了大量的内存与外存空间，因而不适用于要求系统安全性高、网络时延较小的数据通信。
（３）分组交换是在存储＿转发方式的基础上发展起来的，但它兼有电路交换及报文交换的优点。它适用于对话式的计算机通信，如数据库检索、图文信息存取、电子邮件传递和计算机间通信等各方面，传输质量高、成本较低，并可在不同速率终端间通信。其缺点是不适宜于实时性要求高、信息量很大的业务使用。
二、数据通信的分类
１．有线数据通信
（1） 数字数据网（ＤＤＮ）
①传输质量高、误码率低：传输信道的误码率要求小。
②信道利用率高。
③要求全网的时钟系统保持同步，才能保证ＤＤＮ电路的传输质量。
⑤ＤＤＮ时延较小。
（2）分组交换网
（3） 帧中继网
帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成，如框图３所示。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内，加上寻址和控制信息后在网上传输。其功能特点为：
①使用统计复用技术，按需分配带宽，向用户提供共亨的的网络资源，每一条线路和网络端口都可由多个终点按信息流共亨，大大提高了网络资源的利用率。
②采用虚电路技术，只有当用户准备好数据时，才把所需的带宽分配给指定的虚电路，而且带宽在网络里是按照分组动态分配，因而适合于突发性业务的使用。
③帧中继只使用了物理层和链路层的一部分来执行其交换功能，利用用户信息和控制信息分离的Ｄ信道连接来实施以帧为单位的信息传送，简化了中间节点的处理。帧中继采用了可靠的ＩＳＤＮ Ｄ信道的链路层（ＬＡＰＤ）协议，将流量控制、纠错等功能留给智能终端去完成，从而大大简化了处理过程，提高了效率。当然，帧中继传输线路质量要求很高，其误码率应小于１０的负８次方。
④帧中继通常的帧长度比分组交换长，达到1024-4096字节/帧，因而其吞吐量非常高，其所提供的速率为2048Ｍbit/s。用户速率一般为9.6、4.4、19.2、Ｎ×64kbist/s（Ｎ＝1-31），以及2Ｍbit/s。
⑤）帧中继没有采用存储＿转发功能，因而具有与快速分组交换相同的一些优点。其时延小于15ms。
２．无线数据通信
无线数据通信也称移动数据通信，它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输，因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的，因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说，移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联，把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户。
三、网络及其协议
１．计算机网络
计算机网络（Computer Network），就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享，如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分，可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网；广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络，全国公安系统的信息中心互联起来，也是一个广域网。广域网一般分布距离在１００－１０００公里之间；城域网又称为都市网，它的覆盖范围一般为一个城市，方圆不超过１０－１００公里；局域网的地理分布则相对较小，如一栋建筑物，或一个单位、一所学校，甚至一个大房间等。
局域网是目前使用最多的计算机网络，一个单位可使用多个局域网，如财务部门使用局域网来管理财务帐目，劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息，公安
刑侦部门使用局域网来管理犯罪信息系统、交警部门使用局域网来管理机动车辆、驾驶员信息等等。
２．网络协议
网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言，网络协议很多，有面向字符的协议、面向比特的协议，还有面向字节计数的协议，但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多ＬＡＮ组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。ＴＣＰ／ＩＰ协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。
ＴＣＰ／ＩＰ实际上是一种标准网络协议，是有关协议的集合，它包括传输控制协议（Ｔransport Control ｐro-tocol）和因特网协议（Ｉnternet Protocol）。ＴＣＰ协议用于在应用程序之间传送数据，ＩＰ协议用于在程序与主机之间传送数据。由于ＴＣＰ／ＩＰ具有跨平台性，现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层：
〈１〉网络接口层：负责接收和发送物理帧；
〈２〉网络层：负责相邻节点之间的通信；
〈３〉传输层：负责起点到终端的通信；
〈４〉应用层：提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以ＴＣＰ／ＩＰ协议方式从一台计算机传送到另一台计算机，数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。
目前的ＩＰ协议是由３２位二进制数组成的，如２０２．０．９６．１３３就表示连接到因特网上的计算机使用的ＩＰ地址，在整个因特网上ＩＰ地址是唯一的。
四、数据通信的应用前景
１．有线数据通信的应用
（１）数字数据电路（ＤＤＮ）的应用范围有：
①组建公用数字数据通信网；
②可为公用数据交换网、各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统、高速数据传输、会议电视、ＩＳＤＮ（２Ｂ＋Ｄ信道或30Ｂ＋Ｄ信道）、邮政储汇计算机网络等提供中继或数据信道；
③为帧中继、虚拟专用网、ＬＡＮ，以及不同类型的网络提供网间连接；
④利用ＤＤＮ实现大用户局域网联网；如我区各专业银行、教育、科研以及自治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。
⑤提供租用线，让大用户自己组建专用数字数据传输网；
例如，今年二季度，自治区公安厅租用ＤＤＮ电路，采用数字交叉复用设备，组成公安专用数字数据传输网。这也称为对公安专用通信网进行数字化改造。经过多次研讨和实地试验，决定租用１２８Ｋ数字数据电路，其中以６４Ｋ作为专用数据信道，把公安厅和各地级市的犯罪信息中心互联以６４Ｋ覆用８条８Ｋ信道作为语音信道，供传真和长途电话直拨业务使用，从而解决公安专用通信网因信道少，开电话会议，就打不了长途电话；要打长途电话，就发不了传真、传不了数据的问题。
⑥使用ＤＤＮ作为集中操作维护的传输手段；或把全区城镇１１０报警服务台互联，实现全区公安机关的统一指挥。
（２）分组交换网的应用
分组交换网能提供永久虚电路（ＰＶＣ）及交换虚电路（ＳＶＣ）等多种业务。利用分组交换网的通信平台，还可以开发与提供一些增值数据业务：
①电子信箱业务
电子信箱系统又称电子邮件。它是一种以存储＿转发方式进行信息交换的通信方式。在分组交换网平台上用户把需发送的信息以规定的格式送入电子信箱的存储空间，由电子信箱系统处理和传输后，送到接收用户的电子信箱并通知收信人。
②电子数据交换业务
电子数据交换（ＥＤＩ）是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物，又被称为“无纸贸易”。ＥＤＩ用电子单证代替了纸面单证，由传统的多点对多点的联系变为网络信息传递。ＥＤＩ技术是未来商业发展的极其主要的工具。现在国内外都得到广泛的应用。
③传真存储转发业务
传真存储转发是把计算机与通信技术结合起来，建立智能化的传真网。该网利用计算机的存储＿转发技术实现广大用户所需的各种新的服务项目。存储＿转发技术的核心是传真交换机。
④可视图文业务
可视图文业务是一种利用现有公用电信网络开发出来的新型、公用、开放式的信息服务系统。可视图文的业务类型主要有公用数据库业务和专用数据库业务等。
（３）帧中继技术的应用
帧中继技术适用于对广域网进行数据访问和高速数据传输。帧中继也是一种ＩＳＤＮ承载业务，主要用于局域网互联和高速主机环境下作为宽带网的数据入口，是向未来宽带ＡＴＭ交换过渡的手段之一。常用于：
① 组建帧中继公用网，提供帧中继业务。
② 在分组交换机上安装帧中继接口，提供业务。
③ 为用户提供低成本的虚拟宽带业务。
④ 在专用网中，采用复用的物理接口可以减少局域网互联时的桥接器、路由器和控制器所需的端口数量，并减少互连设备所需通信设施的数量。帧中继的数字链路连接鉴别（ＤＬＣＩ）寻址功能可允许单个中继接入设备与上千个接入设备通信。其本地管理接口（ＬＭＩ）可大大简化帧中继网的配置和管理。
⑤ 局域网（ＬＡＮ）与广域网（ＷＡＮ）的高速连接。
⑥ ＬＡＮ与ＬＡＮ的互联。
⑦ 远程计算机辅助设计/制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视 等。
２．无线数据通信的应用
无线数据通信也称为移动数据通信。它的业务范围很广，也有广泛的应用前景。
（１）移动数据通信在业务上的应用。
移动数据通信的业务，通常分为基本数据业务和专用数据业务两种：基本数据业务的应用有电子信箱、传真、信息广播、局域网（LAN）接入等。专用业务的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、ＧＰＳ汽车卫星定位、远程数据接入等。
（２）移动数据通信在工业及其它领域的应用。
移动数据通信在这些领域的应用可分为固定式应用、移动式应用和个人应用三种类型。
①固定式应用是指通过无线接入公用数据网的固定式应用系统及网络。如边远山区的计算机入网、交警部门的交通监测与控制、收费停车场、加油站以及灾害的遥测和告警系统等。
②移动式应用是指野外勘探、施工、设计部门及交通运输部门的运输车、船队和快递公司为发布指示或记录实时事件，通过无线数据网络实现业务调度、远程数据访问、报告输入、通知联络、数据收集等均需采用移动式数据终端。移动数据终端在公安部门的刑警、巡警、交警也开始应用。
③个人应用是指专业性很强的业务技术人员、公安外线侦察破案人员等需要在外办公时，通过无线数据终端进行远程打印、传真、访问主机、数据库查询、查证。股票交易商也可以通过无线数据终端随时随地跟踪查询股票信息，即使度假也可以从远程参加股票交易。此外，电子信箱是国外应用很广的数据业务，在我国也已经开始应用。无线接入Internet可随时随地收发电子邮件，因此无线数据通信也得到广泛的应用。作为有线数据网的补充和延伸，在公安系统，移动数据通信将具有更广泛的应用前景。相信不久的将来，移动数据通信也会在我区公安系统得到广泛的应用。
五、结束语
数据通信网络 篇7
依据铁道部要求原沙河堡车站要废弃改名为成都新东客站, 进行过渡改编成26股道的高铁客站。然而对数据通信网络也提出了相当高的要求, 为铁路通信提供准确、安全、可靠的数据通道, 因此本设计也就是针对这一要求展开数据通信网络规划及实现。
通过本课题设计, 笔者对铁路数据网络通信建设也能有更深的了解, 如今高铁建设正处在飞速发展的阶段, 铁路数据通信网络的要求日趋完善, 本设计不仅符合中国铁道部颁发的铁路运输通信工程施工质量验收标准, 而且在此基础上不断地改进施工效果, 实现铁路通信和社会协调发展。
本文主要针对成都东客站数据通信网络规划及实现进行设计, 根据需求分析制定设计方案, 并根据铁道部运输通信工程施工质量验收标准总体设计通信室内设备布置及配线, 达到成都铁路局网络设备维护商铁通的验工要求, 顺利交接工程。
1 需求分析
所谓数据通信网络工程就是按照有关国家和国际标准进行数据通信网络建设的全过程, 该过程涵盖数据通信网络工程设计、工程施工、测试和验收等多方面的内容。数据通信网络工程设计是确保数据通信网络工程顺利开展的第一步。
商业需求方面, 主要就是考虑其投资规模性, 由于铁道部在铁路建设上投资金额有限, 但在工程建设过程中会遇到不可预料的麻烦。比如由于地形的客观原因, 不得不提出增加工作量的要求, 因此在施工过程中, 应尽量避开既有存在的危机, 在设备引进方面保证其安全工作的状态下, 不可盲目追求网络设备的高端性。
用户需求方面, 除满足足够数量的用户外, 还要考虑到其应用的快捷性、方便性, 确保数据通信网络顺利工作。
应用需求方面, 要保证数据通信的可靠性及可用率;响应时间短;安全性高;可实现性强;实时性监控。
网络需求方面, 要达到信息及时传送;需求响应的可预测性;可靠性或可用率高;各种环境下的适应性;高安全性及低成本。
2 方案分析与设计
根据需求分析, 在满足商业、用户、应用及网络需求下, 仔细勘察敷设光电缆地形, 提前提出对通信设备室进行布线布局方案, 工程施工前做好与中铁二院设计中心及铁通的协调工作, 确保工程顺利施工。
通过方案分析后, 进行设计中首先根据铁道部颁发的《铁路通信工程建设实施标准要求》, 对成都东客站光电缆敷设路由进行规划, 完成成都东站经成都新客站至成都南站光电缆敷设。其次向通信机械室引进先进设备进行设备布置, 完成各个设备间的配线及接地要求;通过电力部门引进两路电源:主用和备用, 确保各设备24小时供电;最后在行车正式开通前做好应急预案, 确保车辆安全顺利通车, 正式验工完成与设备维护商的交接工作。
根据施工现场情况, 成都东客站预所需线缆及设备如表1所示。
根据现场施工前的情况, 需租赁大型挖掘机械以及人工劳务;敷设线缆及设备引进, 总计工作量金额达78万。
3 研究展望
铁路数据通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。铁路通信网应该抓住当今通信技术的发展潮流和市场的需要, 在保证铁路通信要求的前提下, 既要符合中国铁路技术政策和有关行业的技术政策要求, 也要密切结合我国实际需求, 合理利用资源, 做到技术先进、经济合理、安全适用、现实可行, 从而参与同其他电信部门的竞争, 为出行的旅客以及网络覆盖区域的用户提供高质量、方便、快捷、多元化的电信服务, 进一步推动全国既有铁路通信系统的改造, 全面加快铁路跨越式发展, 实现运输生产力的大幅度提升, 到2020年基本实现中国铁路现代化, 为国民经济的稳步增长打下坚实的基础。
4 结语
文章通过对现代数据通信网络的建设要求, 以及其在各个领域的应用, 提出了成都东客站数据通信网络规划及实现的设计方案, 根据商业、用户、应用及网络的需求进行展开分析, 并依据这些需求分析对该工程做好预期工作, 提供优质的网络建设策略。所做的工作目标就是确保列车顺利通行, 按时或者提前完成工程施工, 达到成都铁路局以及设备维护商的要求目标, 顺利验工交接任务。
摘要：主要针对成都东客站数据通信网络现状对其进行设计规划及实现, 为铁路提供综合语音、数据和图像的移动通信, 满足各部门对调度通信、公务通信的功能需求。文章通过对本站数据通信网络规划和实现的设计, 不但要满足中国铁道部要求的建设标准, 而且要达到成都铁路局网络设备维护商的验工需求, 为铁路通信提提供安全、可靠的数据通道。
关键词：综合,数据通信网络,设计,安全
参考文献
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[3]孙天泽.嵌入式设计及Linux驱动开发指南[M].北京:电子工业出版社, 2005.
大数据环境下的交通通信网络研究 篇8
但在长期的交通规划和建设过程中, 受到通信网络的可靠性、建造费用、投资力度及通信效率等诸多约束条件的影响, 通信系统一般采用最低建造成本为目标的建设模式。
并且, 没有纳入统一的决策过程, 造成不同网络节点线路上选用的通信组网方式存在差异性。本文针对这一问题, 提出建设全网互联互通网络化通信系统的基础架构和方法。
1 交通通信网在网络化运营中面临的挑战
通信系统作为交通网络化运营的重要支撑, 从无到有经历了一个相当长的建设时期。这一过程中, 提出基于组播通信的通信网络。就一般线路级的交通通信系统而言, 采用分线的建设模式, 满足网络稳定性要求下的最小费用设计方案。
但是, 会使通信负担加重, 造成网络拥塞、吞蛙量不高。缺乏系统性的规划, 设备的制式、接口间的不统一等因素, 无法有效地支撑网络化运营的开展, 给城市轨道交通的全网互连互通和资源共享带来了挑战。从交通网络化运营的角度, 交通通信系统急需解决以下问题:
1.1 克服通信制式和接口的差异与支撑团队协作的应急通信需求
通过对通信网络综合规划进行分析, 全网络内部关键节点众多, 难以实现全网的互联互通和资源共享。由于制式和接口的不统一, 给城市的交通管理带来了巨大的压力, 交通网化运营迫切需要实现全网络的信息互联互通, 提高交通通信网络的整体性能。
并且, 随着交通网络规模的日益扩大, 利用计算机网路监管交通的智能交通系统逐渐被广泛使用。运营者和管理者团队需要在日常运营管理时, 实现团队协同, 提高通信效率。
在智能交通系统中, 紧急处置突发事件和故障, 致力于寻找最优的可覆盖整个城市范围内的通信手段。
1.2 建立全线网的统一无线调度机制
随着城市交通业的高速发展, 无线调度通信 (Tetra制式) 已成为交通通信网络通信组网交通调度的核心通信系统之一, 对保证系统性能起到关键作用。但在各条线路建设时, 基于软交换的轨道交通通信网络化模型为实现上述目标并方便管理, 采用了不同的频率资源。
基于软交换的体系结构, 为进行网络化的调度, 需要建立起合适的网络化通信整体模型, 整合所有线路的无线调度系统, 以统一管理的方式进行统一的频率规划和分配轨道, 为乘客的出行提供最大的方便。
1.3 建立全线网公共安全的监控和管理
在一个统一的网络平台上, 管理者及公安人员为保证轨道交通的运行, 将业务与控制分离。网络运营与管理的信息资源共享, 备安全和人员安全, 实现网络化运营指挥、管理和维护, 对整个交通专用及共空间实现整体的网络化安全监控和管理。
网络化运营要求通信系统网络化的支持和支撑, 建立全网运行一致的精准时间网。共用信息传输网定位于以点对点团式传送, 不同交通网, 发生各类事件以及协调运营和乘客信息服务是无法避免的。
基于软交换的交通网络架构, 需要建立与之相适应的网络化通信与服务支持平台。
2 交通通信网络化目标及总体架构
网络化对资源共享、信息化管理等的交互需求, 包含适应当前技术的各类宽带接入设备、规约和协议, 并为各弱系统提供统一、高精度的时间源和同步方式。
交通通信网络化的建设目标围绕着服务于交通网络化运营的通信系统, 逐步实现统一通信。网络化的通信服务与系统化主要应关注其配置应用及其通信服务的提供并考虑按网络化的通信系统进行设计、建设及运行。
1) 由交通网络化运营对通信的需求可知, 单一的通信服务已无法适应当前时代的要求, 需要完善的、集语音、信息的公务通信应用服务平台。同步开展以视频分析为基础的网络化应用, 将基于软交换技术的三“网” (语音、信息和多媒体) 融合。
考虑到交通各业务的特殊化、多样化、个陛化、安全性等的要求, 统一汇接网络化公务通信概念, 实现符合软交换技术的管理与交换。考虑到交通对时间统一的要求和支持, 建立多业务承载的复合通道, 引入到系统的建设、运营应用和维护中。
围绕软交换的架构特点, 构建双节点冗余业务平台, 构筑起架设在轨道交通各线路之上的信息高速通道。
开创公务通信新模式, 实现在工程实施中对标准化实现的检验和控制, 更有效地辅运营管理人员完成工作。
2) 在轨道交通网中构建实时的网络运营信息发布, 与体系化建设密不可分。在软交换的核心技术的驱动下, 构筑起服务的网络化和运营乘客信息平台。
针对通信系统网络化建设和运营的思路, 提出面向乘客和运营管理者的网络化信息服务理念。通过将设施设备状态等信息的有效融合, 提出优化既有交换体系进行热备自切改造的系统扩展方案。即时的、集语音、信息 (含数据) 为一体的全路网动态可达路径信息的生成、更新与发布。
按网络化运营的客观需求对应设置自动售检票票务控制应用为核心的网动态可达技术, 自下而上的应用模型, 为乘客提供有效优化的换乘可达信息服务, 提升工作效率。
构建面向运营管理者及乘客的信息查询系统, 提出可靠、经济的调度切换方式解决车调联控问题, 提供运营信息查询等功能, 确保系统可靠性、可用性和安全性。
展开以通信网络为核心的一体化的研究, 开发统一控制协议、人机界面、数据库格式和测试工具。
进行常态下多种交通工具的无缝衔接、有效覆盖。交通网络紧急状态下的调度与协调等技术防范应用平台开发, 并基于软交换的网络化架构基础上构筑成为网络化乘客信息系统。
摘要：大数据环境下交通通信运营要求通信系统网络化的支持和支撑, 提高网络的吞吐量和数据传输效率, 实现信息资源的共享和互联互通。近年来, 针对传统的单播组网中通信交通已经实现了网络化运营。在大数据的环境下, 随着数据请求的增多通信系统为适应网络运营要求以满足多个接受者同时提出的数据请求, 也需要逐步建立起最优效率通信方式与一体化的网络。
关键词：大数据,交通通信,网络研究
参考文献
[1]付鹏, 洪翔, 蔡佳妮, 等.轨道交通网络运营指挥系统工程可行性研究报告[R].上海:上海申通地铁集团技术中心, 2014.
数据通信网络 篇9
一、现代数据技术在通信传输网络中的运用特征以及常见形式
1.1现代数据技术在通信传输网络中的运用特征
现代数据技术的发展比较迅速, 将现代数据技术和通信传输网络进行结合, 就能促进通信传输的整体效率水平的提高。在运用中就有着鲜明特征呈现, 其中的高效性特征是比较突出的[1]。在对数据信息的传输过程中, 通信网络传输是主要的对象, 对信息传输前就要注重数据的安全处理。在现代数据技术的应用下, 就能自动化操作指令, 在数据的处理效率上有效提高, 对通信传输网络的调整以及修改数据效率就能有效提高。现代数据技术应用在通信传输网络中, 在共享性的特征上也鲜明的呈现。数据库的存储信息资源能够被共享, 用户将信息上传到互联网中被其它用户下载使用。在对现代数据技术应用下, 就能使得通信传输网络的共享性特征充分体现, 能在短时间内接收到数据信息, 在对数据信息传输的范围上得到了有效扩大化。现代数据技术的应用中, 在通信传输网络安全性问题上表现的比较突出, 受到各方面的因素影响, 对信息传输的安全性就有着很大威胁[2]。现代数据技术的运用中, 对信息的安全传输就能有效保证。
1.2现代数据技术在通信传输网络中的运用常见形式
通信传输网络中的现代数据技术运用的形式比较多样化, 光纤通信是以光作为信息载体, 以光纤作为传输媒介的通信方式, 首先将电信号转换成光信号, 再透过光纤将光信号进行传递, 属于有线通信的一种。最基本的光纤通信系统由光发信机、光收信机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。在发送端首先要把传送的信息 (如话音) 变成电信号, 然后调制到激光器发出的激光束上, 使光的强度随电信号的幅度 (频率) 变化而变化, 并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端, 检测器收到光信号后把它变换成电信号, 经解调后恢复原信息。还有就是移动通信的形式, 在当前的4G移动通信技术的应用比较广泛。在移动设备的应用下, 就能实现移动网络通信, 在通信的效率水平上有着很大提高。
二、现代数据技术通信传输网络运用功能和运用
2.1现代数据技术通信传输网络运用功能分析
现代数据技术在通信传输网络当中的运用有着诸多功能发挥, 通信中的数据传输通过点到点的数据传输专用电路方式, 就能对数据传输系统的调试以及维护有着很大便利。现代数据技术在通信传输网络中的运用方面, 在实时监测的功能上有着发挥。为能对通信的电路可靠性得以保障, 对电路的反复测试以及调整就比较重要[3]。在现代数据技术的应用下, 就能对通信传输网络实现检测功能, 对传输信息的安全性就能有效保障。
2.2现代数据技术通信传输网络运用
现代数据技术运用到通信传输网络当中, 在对数据信息的收集方面就能良好呈现, 用户在发送端输入信息后, 智能传输模块就能对这些信息自动的收集, 然后进行筛选, 在对信息的传递准确度上有着保障。对现代数据技术的运用中, 在信息处理方面也有着积极作用发挥。为能有效降低通信网络传输荷载, 在现代数据技术的应用下, 对数据的处理功能也能良好发挥, 这就能促进通信传输网络的效率[4]。
现代数据技术在通信传输网络中的运用中, 在对信息的存储以及监测方面也能有效发挥。通信传输网络应用中, 对现代数据技术的运用方面, 能对外界的干扰进行抵御, 在监测的作用上充分发挥, 对信息传输的风险问题就能有效解决。另外在对通信传输网络的现代数据技术运用中, 在信息存储的功能方面也能有效发挥, 能有效的存储信息。在构建自动化的数据库的基础上, 对数据信息的安全性也能有效保障。
结语:综上所述, 通信传输网络的不断发展下, 对新的数据技术的应用, 就能有利于促进通信传输的效率水平提高。在当前对网络安全以及数据信息的安全重视下, 加强对现代数据技术的应用安全性也比较重要。通过从理论层面对现代数据技术的研究分析, 对通信传输网络的发展水平提高就能起到一定促进作用, 为我国的通信传输网络的整体发展水平提高就有着促进意义。
摘要：随着当前的科学技术迅速发展, 对通信传输网络也有着促进, 现代数据技术在通信传输网络中的运用在要求上有着提高, 这就需要数据技术进一步优化, 对通信传输网络的发展进行保障。本文主要就现代数据技术在通信传输网络中的运用特征以及常见形式加以分析, 然后对数据技术通信传输网络运用功能和具体运用详细探究。
关键词：现代数据技术,通信传输网络,运用
参考文献
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数据通信网络 篇10
1 大数据与网络技术发展的关系
网络应用需求的快速上升是数据量需求产生的主要来源, 我们可以从全球IP数据通信量增长的趋势中大致看到今后网络应用需求量的增长, 如图1所示。
基于网络流量的增长与网络应用需求的快速上升, IDC做出了今后几年全球数据量将迅猛增长的预期, 图2显示了从2005年～2015年间的数据存储量的增长趋势。
数据中心数据存储量增长与许多应用需求有关, 笔者认为, 其中两个领域对数据量的增长影响明显——移动互连网与物联网。近年来, 移动互连网应用快速崛起, 根据Cisco的市场报告统计, 移动互连网产生的数据量年均增长达到90%以上, 且移动终端的总量即将超过传统的PC, 这方面的增长将对全球数据量上升产生较大影响;另一方面物联网在越来越多的行业中得到了应用, “万物互联”是物联网的终极目标, 这部分是数据流量绝对增长量。物联网的时代将是传感器自动不间断上传大量数据并通过网络储存在数据中心内, 对网络与数据中心的存储量起到了推动性作用。
网络是所有数据流通的基础, 大数据的产生与网络技术的发展密切相关也是相辅相成, 通信行业与IT行业需要更为紧密的“握手”才能使数据通信不产生瓶颈。事实上, 网络基础设施也在朝着这个方向进行, 目前, 国内的城域网干线网络正在思考升级到100G的网络, 同时也在研究下一代400G的骨干。为了支持移动终端的数据量快速上升, 第4代移动通信LTE技术逐渐成熟, 4G基站正在批量建设阶段。而对于通用住宅方面已经在快速推进光纤到户 (FTTH) 1G-EPON与10G-EPON的应用, 多种网络基础设施的进步是为大数据产生与应用起到了桥梁纽带的作用。大数据与网络基础设施的发展相得益彰, 所有网络通信技术的进步是为外围网络环境的大数据铺路。如果我们把外围的网络基础环境比作人体的神经, 那么数据中心将是人体的大脑, 而所有数据量的上升需要更大规模的数据中心与其相适应, 对于数据中心内部的网络基础架构同样面临着进一步升级的需要, 布线系统作为数据中心内部连接与管理的基础设施, 对于数据中心的运行可靠性、可管理性及大数据流的支持起到了关键作用。
2 数据中心网络基础标准化发展应对大数据
根据2012版本的《数据中心电信基础设施标准》TIA 942A对于数据架构基本还采用传统的网络架构模型, 对于虚拟化的网络架构基本没有涉及。基于当前网络技术日新月异的变化状况, 云计算虚拟化的网络发展特别是采用Fabric虚拟矩阵的网络将是大型数据中心网格架构的重要发展趋势, 采用无阻塞的交换矩阵的网络结构是从网络层面应对大数据时代的技术手段之一。图3为典型的虚拟矩阵架构网络。
为应对大数据的挑战, 云计算虚拟化网络技术的应用是技术发展必然的趋势, 基于这样的网络架构的应用, 2013年北美通信工业协会TIA正式批准了新版《数据中心基础设施标准》TIA 942A-1的附录1, 该附录从主流虚拟化网络架构并结合相应布线系统管理角度进行了定义。标准中网络架构涉及胖树型 (Fat-Tree) 、全网型 (Full-Mesh) 以及混合型的模块化矩阵全网型 (POD-Interconnect-Mesh) 等多种应用方式。此标准的及时批准对支持当前及今后一段时间内的数据中心, 特别是云计算数据中心网络与布线系统的构建起到了推动与促进作用, 适应了大数据时代对网络的基础要求。
面临海量的数据存储与数据处理, 数据中心为了提高资源利用效率与数据分析计算能力, 将大量采用虚拟化云计算的技术, 包括服务器虚拟化技术、网络虚拟化技术以及存储虚拟化技术等。网络架构总体的趋势将采用大二层虚拟化的网络, 核心层采用40G/100G, 接入层采用10G的方式基本已经成为网络升级的方向。
在上述虚拟矩阵的数据中心主干网络中, 更多地将从10G网络升级到40G/100G。IEEE 803.3ba于2010年已经正式颁布采用40G/100G的网络技术标准, 数据中心主干链路88%以上小于100m的距离, 多模光纤OM3/OM4采用MTP与QSFP接口多通道并行传输的方式, 基于其良好的性价比, 被业界认为是数据中心主干链路应用的首选方案。当前标准中对于100G的应用方案采用的是10G×10的通道模型。2013年3月IEEE802.3bm标准组织成立特别工作小组研究下一代基于多模OM3万兆光纤25G×4通道支持100G最小100m的标准, 此标准对后续数据中心的应用影响明显, 增加了光纤系统的应用密度, 为后续更高级别的网络扩展提供了空间与物理基础。
基于当前数据中心内主干网络主要由光纤作为传输介质的背景, TIA标准化组织已经在研发基于电阻100Ω平衡双绞线铜缆支持40GBase-T的网络, 草案标准PN-568-C.2-1已经发行, 预计标准将于2014年正式实施, 发行后标准的编号将定义为ANSI/TIA-568-C.2-1。该标准将铜缆双绞线带宽扩展至2000MHz, 将继续采用RJ45作为接口标准。定义铜缆级别为Cat.8, 可以支持40GBase-T网络传输距离达到30m, 基本满足数据中心40G链路55%的距离。铜缆支持40G的应用是对40G标准的一个重要补充, 虽然距离比较短, 在规模较大的数据中心主干内无法成为主流。但预期铜缆方案的成本优势将对大量规模较小的数据中心建设来说, 是一种较显优势的方案, 有助于促使数据中心更快及更大范围推进40G网络的应用。
3 支持大数据网络物理层接口技术分析
当网络主干走向40G/100G的高速网络时, 数据中心接入层设备与服务器网络接口从1000M走向10G是必然趋势。过去的接入层网络速率在1000M及以下, 采用铜缆RJ45的接口模式在整体市场中处于主导地位。而当网络上升到10G时, 将有多种接口模型可供选择, 现阶段还没有一种接口在市场上形成绝对主流。当前10G接口类型较多, 技术要求的差异较大, 应用10G接口前需要对主流的技术方案进行综合评估与分析, 以确定什么方案更符合各自的要求。表1为目前市场上主流的10G接口及参数。
以上五种类型的10G接口所列出的数据仅为参考, 由于10G的技术更新速度很快, 不同时间段内对于技术指标的要求是有差异的。以上10G接口类型中, 基于功耗、端口密度、支持距离等方面思考, 笔者认为从长远来看CX4铜缆方案并不占有太大的优势。采用CX4接口的10G应用相对较少, 今后越来越少的用户会采用基于CX4接口的10G应用。而其余四种类型, 我们可以通过几个应用方向进行分析, 可以为后续10G升级做参考选择。
SFP+DAC的10G无源铜缆解决方案优点是接口功耗小, 相对成本在四种方案中较低, 延时较低, 适用于虚拟化的网络环境。缺点是支持距离太短, 只能适用于ToR (交换机置顶Top of the Rack) 的网络架构, 不可以自适应向下兼容1000M的网络应用。线缆本身故障需要与SPF+插头同步更换, 维护成本相对较高。该种解决方案应用于网络结构相对简单, 设备变动、新增与移动较少且维护管理要求不高的场合, 如业务较单一的云计算模块化数据中心或互连网数据中心等。
SFP+AOC的10G有源光缆解决方案优点是接口功耗较小, 成本比DAC略高但相比其他方案要低, 支持距离最长可达300m, 可以支持EoR等各种网络布线架构且光缆直径较小, 可以应用于高密度机柜布置;延时较低, 适应于虚拟化的网络环境。缺点是不可以自适应向下兼容1000M的网络应用, 线缆本身采用有源芯片电路, 故障率相对较高, 出现故障需要带SFP+插头连同内部光电收发芯片同步更换, 维护成本很高。该种解决方案应用于网络管理简单、设备变动、新增与移动较少且对网络连接可靠性要求不高的场合, 如云计算数据中心或第三方运维托管数据中心, 以及网络结构单一的备份数据中心等。
SFP+10GBaseE-SR的光缆解决方案优点是芯片技术成熟, 接口功耗较小;支持距离较长, OM3光纤300m及OM4光纤550m, 可以支持ToR、EoR等网络布线架构且光缆直径较小, 可以应用于高密度机柜布置;光模块与光跳线分离, 无源光跳线可靠性高、日常维护方便、维护成本相对较低, 延时较低, 灵活适应于各种类型网络环境。缺点是不可以自适应向下兼容1000M的网络应用, 总体方案成本相比较其他方案偏高。该种解决方案应用于网络结构复杂、设备变动、新增与移动比较频繁且对网络连接可靠性与管理要求较高的场合, 能适用于各类数据中心应用的需要, 特别针对于金融业、政府部门及各类企业级数据中心。
RJ45 Base-T的铜缆解决方案优点是成本相对光纤方案要低, 且可以向下自适应1000M网络。支持距离较长, 最长可达100m, 可以支持To R、EoR等网络布线架构。铜缆跳线与端口有源芯片分离, 布线可靠性高且日常维护方便, 维护成本相对较低, 灵活适应于各种类型网络环境。缺点是芯片技术还不太成熟, 功耗相对较大, 特别在长距离应用时, 线径粗不适合高密度的机柜管理, 延时相对较大, 对云计算虚拟化不利。该种解决方案应用于网络结构复杂、设备变动、新增与移动比较频繁且对网络连接可靠性要求比较高, 但对密度要求不高且对机房节能要求不高的数据中心环境, 如金融业、政府部门及各类企业级数据中心中。
需要关注的是, 10GBase-T的芯片技术仍在不断演进, 从早期10GBase-T采用130nm芯片技术到现在的40nm芯片技术, 功耗已经从超过10W每端口降到的4W～6W, 今后还将有望进一步采用28nm芯片, 预计功耗小于3W。各种10G接口技术都在进步, 不同时期的优势点也有变化, 至于何种技术在市场上能得到更多应用, 仍需拭目以待。
4 大数据提升智能基础设施管理系统的应用价值
大数据时代的数据中心布线系统, 不仅仅关注前面所述的作为10G/40G/100G的传输通道, 管理是数据中心布线的另一项非常重要却易被忽视的功能。大数据的压力迫使数据中心发挥更高运算与数据处理效率, 促进虚拟化技术在数据中心中更普遍的应用, 而网络虚拟化技术却增加了物理层管理的难度。智能基础设施管理系统以管理为核心的理念将在今后的数据中心中发挥出更大的价值。图4是虚拟化网络解决方案, 是基于数据中心330机架×4等于1320个机架的网络规模, 采用ToR的架构方式。ToR交换下行服务器机柜采用独立柜内布线的方式, 这部分不是智能基础设施管理系统实时监控的重点, 管理的重点是分布式转发核心区域, 此区域实际部署过程中若管理不善极易混乱, 采用智能基础设施管理系统对相应物理链路层路由进行主动管理, 为更复杂网络的正确实施提供了保障。
图4虚拟化网络为了降低延时提升数据转发效率, 采用了复杂的交换矩阵, 从而导致链路的连接关系非常复杂。采用传统手动工单对布线系统被动管理的方式将很难适应此类网络结构的管理, 同时项目移交后对用户的后续日常维护将造成非常大的困扰。采用智能基础设施管理系统不仅能对布线系统进行操作指引, 更重要的是智能基础设施管理系统以流程化主动纠错的模式促使管理人员遵守标准的IT流程化管理要求, 提高网络与基础设施的维护效率与管理水平, 杜绝因操作错误造成系统宕机的风险与损失。
大数据时代的数据中心网络核心交换矩阵将采用40G/100G, 核心主干物理层网络是智能基础设施管理系统的管理重点。与传统数据中心相比, 如采用相同的行业模型来分析投资回报率 (RoI) , 假设对于传统10G核心网络, 由于管理原因疏忽数据中心网络中断问题产生的损失是1个单位, 而大数据采用40G/100G网络在相同宕机时间的损失可能是4～10个单位。显然, 在大数据时代对于智能基础设施应用的投资回报率更高, 使智能基础设施管理系统应用价值得到了提升, 促进智能基础设施更广泛地应用在数据中心内。
5 结束语
大数据的时代是数据应用需求的急速增长作为驱动的源泉, 云计算是基于虚拟化技术发展而来, 不仅为大数据计算处理提供技术保障, 同时云计算本身也是一种服务模式, 从某一方面来说云计算的大量落地也是促进了大数据发展的原因之一, 两者相辅相成;另一方面从网络的基础架构来说, 在大数据与云计算相互促进的背景下, 网络基础为了不成为整体应用发展的瓶颈, 需要其技术不断的升级, 包括外围的干线网络、LTE第四代移动网络以及FTTH光纤到户等。数据中心的物理层网络是支持云计算大数据的核心, 也是迫切需要得到提升的关键基础设施, 数据中心网络物理层行业标准化发展相比实际应用需求保持一定的领先优势, 10G/40G/100G等网络基础与接口技术逐步走向成熟将为大数据铺平了道路。大数据时代数据中心网络基础的复杂性, 又使得智能基础设施管理系统的应用价值得到了良好的体现。数据中心网络基础技术应做好准备以迎接大数据时代的到来。
参考文献
[1]数据中心布线工作组《数据中心网络技术白皮书》.2012.11
[2]Large Scale Distributed Core Fabric, DELL.2012
[3]孙慧永.浅谈云计算数据中心对布线系统的影响.智能建筑与城市信息.2012.4
数据通信网络 篇11
关键词:cdma 移动通信系统
1 系统特点
(1)成本低廉、尤其在通信网络的规模比较大时更为明显。
首先是建设投资小,网络建设中省去了大量的组网投资;其次是维护、运行费用低,网络运行过程中只需承担少量的终端维护费用;虽然需要支付一些数据通信使用费,但就目前的资费水平和网络规模估算,单就运行和维护费用一项的节省就足以对其进行补偿。
(2)网络组建的灵活性和方便性。
由于网络电话的基础设施已经十分完善,通信系统的组建只需要考虑中心站和外围布点的问题。在外围布点时可以充分地享受无线网络带来的地点选择上的自由性和移动通信网络的较全面的覆盖范围。在大部分地区,基本上可以不考虑布点的限制,甚至支持可移动的站点。对于复杂、易变,站点位置经常性变化的网络(城市改造、用户变更等),无线网络布点不受限制这一点更表现出它的优越性。
(3)地域范围和网络密度的适应性。
目前,cdma移动网的基站在城市中的密度大,而在乡村中则相对较小,正好满足在城市通信终端数量大、密度高而在乡村数量少、密度小的要求。因此,基于cdma网络的移动数据通信系统在地域范围和网络密度方面没有问题。
(4)数据业务适应性。
目前的cdma移动网络能支持多种丰富多彩的数据通信业务,因此基于cdma网络的移动数据通信系统完全能满足各种数据应用对通信的要求。
(5)系统安全性高。
系统采用了多种措施来提高安全性。
2 系统构成
(1)用户数据设备、数据采集设备或数据集中设备(如银行atm/cdm机、pos机,电力系统中的ttu、ftu、多功能电能表等)。
(2)无线数据传输终端(wdt)。
(3)cdma网络。
(4)前置机(fe)。
(5)前置机的数据中继设备或中继网络,包括移动专线、有线中继器或internet等。
(6)终端管理系统。
(7)用户数据中心的数据处理系统。
(8)数据库服务器。
整个系统依托于cdma公用移动通信网络。
3 系统工作模式
基于cdma网络的移动数据通信系统支持两种模式的数据传输过程:轮询方式和主动上报方式。轮询方式的可控性较强,用于实时性要求不高的应用。在轮询方式下,用户数据中心的数据处理系统发出数据收集指令,前置机接收并解析数据收集指令,然后通过查找对应的无线数据传输终端的socket,并将数据收集指令转发给相应的终端。终端完成数据收集并将数据通过移动网络发送给前置机,然后由前置机将数据转发给中心数据处理系统。终端管理信息的收集过程与数据传输过程类似。主动上报方式则主要用于满足用户数据信息和终端管理信息传输的实时性要求。在主动上报方式下,数据由终端定时或以事件驱动方式收集数据并将数据通过移动网络发送给前置机,然后由前置机将数据转发给数据处理系统。终端管理信息的收集过程与数据传输过程也类似。
4 系统各部分的功能与特性
(1)无线数据传输终端(wdt)。
①基本功能:主动上行呼叫点到点透明数据传输、被动接受呼叫点到点透明数据传输、支持参数配置模式和数据传输模式选择、主动上行短消息数据、短消息广播数据、电路交换数据(gsm)、分组包交换数据、无线ip网络数据、一直在线、故障自动重启。②扩展功能:前置机开放端口自动搜索、自检与告警输出、远程软件升级与维护、配置键盘和lcd显示器方便用户交互。
(2)前置机(fe)。
①基本功能:解析中心站数据收集指令以收集所辖区域内的无线终端传送来的数据、分析终端管理系统发送来的终端信息收集指令或终端配置指令、通知终端完成信息的收集或参数配置、接收与终端管理系统相关的终端信息、控制前置机与终端之间、前置机与中心站之间的通信过程、负责将用户数据发送至中心站进行处理、将终端信息发送给终端管理系统以实现相关的终端管理功能。
②扩展功能:主备用前置机自动切换、终端管理系统功能支持。
(3)终端管理系统(tm)的基本功能。
网络数据捕获机制研究 篇12
网络数据捕获就是将某个网络设备看到的数据报文完整的收集起来,不管这些报文是发往哪个地址,哪个端口[2]。然后对其进行分析、过滤等处理,送往上层作进一步的处理。网络数据捕获是网络安全监测的基础。通常网络数据包的捕获是使用传统的网络数据捕获方式来获取的。系统对网络数据包的处理流程图如图1所示。
从网卡的工作方式分析,使用的是动态内存分配,对每一个数据包的接收都是采用动态内存临时申请、释放,在大流量网络下,将是一个较大的系统开销。从网卡通常的工作模式分析,是每包一个中断,而进出中断带来的进程场景切换必将消耗大量的系统资源,而且容易出现活锁。从收包的过程分析,一个数据包从进入网卡到到达上层应用程序的过程中,发生了多次内存拷贝和系统调用,其中最致命的一次是将数据从内核区拷贝到用户区。而系统调用要进行安全性检查和上下文切换,这是一个很耗费资源的操作。下面我将对各个因素逐一阐述。
1 系统调用
操作系统的主要目标[3]就是将应用进程与I/O等外部世界隔离开来,给它们二者提供一个交互的接口,并将内存、CPU等资源共享给不同的应用程序。用户程序要与I/O设备打交道必须通过系统调用,经由操作系统来完成。而系统调用由于要进行安全性检查和上下文的切换,会耗费大量的资源和时间,是一个沉重的负担。
2 用户态和内核态之间的数据包拷贝
在数据包从网卡经过协议栈,最终到达用户态的过程中要经过数次内存拷贝。在高速网络下,将数据包进行一次拷贝和不拷贝由应用程序直接送到网络有明显的性能差别,做内存拷贝,就像数据包做了一次存储转发一样,会成为网络数据包处理的瓶颈之一。
另外数据包经过从内核态到用户态的拷贝,这是最耗费CPU的一个操作,大约占一个数据包从进入网卡到进入应用程序总时间的50%。而且,应用程序的内存空间和物理内存空间之间要进行映射,因为用户空间使用虚地址,一段连续的用户空间在物理内存上可能分开很远,所以通常用户缓冲区不是一段连续的物理内存空间,而内核缓冲区,却强制使用连续的物理内存空间以实现DMA等操作,这就需要进行地址映射。
3 网卡动态内存分配方式
网卡驱动为每个数据分组动态地分配内存,内存的分配和释放占用时间较多。以1Gbps线路为例,每秒到达的包的数量能够达到几十万,如此频繁分配内存的资源消耗是非常大的。
4 计算校验和
网络数据在用户态和核心态之间的拷贝过程中,内核还需要计算整个缓冲区内容的校验和。这个校验和存储在协议头部中,用于数据包接收者检查数据是否正确。即使不作这次拷贝,内核仍需遍历缓冲区内容以计算校验和,因为内存带宽是一个最重要的性能因素,这个过程几乎要和内存拷贝消耗同样的时间。
5 网卡的每包中断方式
系统在每次中断操作都需要保护现场,切换上下文等操作。在千兆网络环境下,每秒会有几万甚至几十万个包,如果每个分组到达都产生中断,中断之间的时间间隔可能只有几微秒,当前计算机系统很难达到这个处理能力。即使计算机系统能够应付频繁的中断,也将极大地浪费系统资源。而且由于中断具有较高的优先级,在高速环境下,频繁的中断势必将长时间占据系统资源,导致系统没有时间对捕获得数据进行处理,进而导致无法接收新来的数据包,最终出现接收活锁。
6 填充协议头和分片重组
填充协议头必须由内核来做。发包时内核协议栈的各个协议层需要将数据包封装,收包时又需要将各分片重组,这两个过程都需要内存拷贝。
综上所述,可以看出,基于传统的网络数据捕获技术,在一个数据包的收取或者发送过程中,会发生多次内存拷贝和系统调用,加上频繁的中断处理,这些将耗费大部分的CPU时间。
很明显,要想提高系统的捕发包效率,需要下面两方面的改进:
a.减少内存拷贝的次数,节省大部分的CPU时间。
b.改进中断方式,减少不必要的CPU周期。
网络流量和带宽依然在飞速发展,新的网络应用不断涌现,对网络的性能、实时控制和合理调度的需求依然迫切。就目前来讲,对于一般的网络出口的流量已经达到1G以上了,所以随着千兆网络的普及和网络带宽、流量的增加,必然使网络内容分析、监控,网络安全和网络流量分析等方面应用对网络流量的测量与监控提出更高的要求。
摘要：近年来,随着网络技术的迅速发展,人类对互联网依赖程度的日益增强,网络流量和带宽迅速增长,在网络流量监控的各种应用(如防火墙、入侵检测系统等)中对海量数据进行捕获和分析至关重要。主要对数据捕获机制的现状进行分析,提出数据捕获机制及其改进思路。
关键词：网络数据捕获,内存分配,系统调用
参考文献
[1]J.Michael,H.Braun and I.Graham,Stor-age and bandwidth requirements For passive.Internet header traces,Proc.of the Workshopon Network-Related Data Management 2001,Santa Barbara,California,USA,May 2001.
[2]Packet Capture With libpcap and otherLow Level Network Tricks.http://www.cse.nau.e-du/~mc8/Socket/Tutorials/section1.html