资源交换（精选10篇）
资源交换 篇1
摘要：本文针对我国电子政务建设普遍存在的信息孤岛问题, 提出了以网络协同为手段, 从信息资源规划入手, 从根本上、贴合实际应用搞好业务梳理与功能建模、搞好数据分析与数据建模、搞好信息资源管理基础标准的建设, 建立一个分布的、可扩展的、可集成的、有统一数据模型、有多种用户视角的、可交换的和安全可靠的系统, 对各类政务资源 (信息、服务、模型、人力) 进行组织和管理, 以统一的规范和方式对其进行分类描述和引用, 从而促进分散的各类信息资源的共享、集成、整合和互操作。
关键词：电子政务,政务信息,信息孤岛,交换系统
1 建设背景
我国电子政务建设的主要任务概括为:切实提高治国理政的能力, 统筹协调、合理布局、因地制宜、分步实施, 整合各级政府网络资源, 构建一个统一的电子政务网络, 推动各部门之间信息资源的共享和业务上的协同协作, 扎实推进电子政务的发展, 主要围绕一站、两网、四库、十二金展开。
我们认为我国电子政务建设应该从总体框架设计开始, 以信息资源规划为基础, 以实际需求为根本切实理清业务需求与模块功能、进行深入的数据分析与数据建模、完善信息资源管理基础标准的建设, 解决好我国电子政务建设中目前普遍存在的、各自为政产生的“信息孤岛”等问题。
为了推动政府信息资源共享, 数据的采集要做到一次录入、多次使用, 就目前国内的情况而言, 还很不令人满意。参照当前国外政府的电子政务发展经验和我国当前的实际情况, 建立我国独具特色的政务信息资源目录体系和交换体系, 势在必行。
早在2002年我们国家信息化领导小组, 就国家政务信息资源目录体系与交换体系的工作实施进行了决策与部署。2004年再次提出了“依托统一的电子政务网络平台和信息安全基础设施, 建设政务信息资源目录体系和交换体系, 支持信息共享和业务协同”。但在已公布的国家的标准中, 并未具体说明如何实现政务资源目录服务和交换体系的具体实施方式和技术细节。本文提出了自己设计的政务信息资源交换系统框架结构, 并予以实施, 取得了良好的实用效果。
2 交换系统架构
我们的主要任务是设计出政府政务信息资源交换系统框架结构, 并实际建立政府政务资源交换与管理平台系统GIRIMP (government information resource interchange&management platform) , 实现各级政府不同部门之间的信息交换服务和交换信息资源库的部署、信息交换流程的配置以及对整个政务信息交换系统运行进行合理的监控与管理。
2.1 交换系统的组成
信息库和信息交换系统构成了政府政务信息资源交换体系的技术支撑环境。信息库由不同部门的交换信息库组成;而信息交换系统由若干个子系统组成:如交换桥接子系统、前置交换子系统、交换传输子系统、交换管理子系统等。
交换信息库是由不同的部门建立的中间存储信息库, 是为了实现信息交换而建立的。不同的信息交换子系统在交换管理平台中的关系见图1。
政务平台交换系统在政务资源管理目录体系和交换体系总体架构中所处的地位见图2。
2.2 交换系统的部署结构
国家电子政务网是一种树型分级的结构, 由国家、省、市、县、乡五级节点组成, 下面以山东省为例说明交换系统的部署结构。
山东省在省、市、县三级部署目录服务, 目录服务器用于注册本域内的资源目录和交换服务目录。
各级政务部门都拥有一个前置交换运行环境, 由交换平台、交换资源库和公开资源库构成。交换平台承担信息交换工作。政务部门的内部业务环境通交换桥接运行环境与自己的前置交换环境交换信息资源。
省、市、县的交换中心环境由交换平台、共享主题库、基础信息库和辅助决策库构成, 它们之间可以互通。各政务部门的前置交换环境之间可以直接交换信息资源, 实现点对点的信息交换与共享。通过交换中心环境, 前置交换环境之间可以实现可靠、可信的间接交换信息资源。
3 交换体系建设
交换体系的建设目前广泛采用的技术有消息中间件技术和Web服务技术。在本项目中, 我们采用了更友好的采用Web服务技术。
3.1 前置系统建设
各级部门的前置系统包括前置服务器、交换信息数据库、数据库访问服务及其它系统软件。前置服务器通过桥接系统与部门现有业务系统的连接, 负责完成系统前端的数据配置与采集。前置服务器上应安装交换信息数据库, 用于存放参与部门间交换的临时数据信息。
数据库访问服务是具有一组标准接口的Web服务。这组接口包括:
(1) 创建会话接口――规范化的建立用户会话, 包括用户会话的创建操作;
(2) 关闭会话接口――规范化的关闭并回收用户会话资源, 包括用户会话的关闭操作;
(3) 数据类型自描述接口――规范化的需要访问的数据类型结构模型, 包含数据类型描述操作。
(4) 数据操作接口――数据操作实现的规范化, 包含数据操作。其操作类型有五种, 分别是查询数据、插入数据、修改数据、删除数据和用户自定义的数据操作。
不同接口的定义都要符合GB/T 21062.3-2007的规范要求。
3.2 交换平台建设
交换平台的功能主要包括:数据的存储、数据格式的转换和不同部门的数据交换, 由若干个网络服务、Web服务接口以及平台数据库组成。交换平台核心部件应包括:
(1) Web服务管理――提供对Web服务的注册管理和发布功能。
(2) Web服务接口――在外部应用程序和数据交换结点之间实现数据交换功能的相关Web服务。
(3) 平台安全管理服务――实现平台的用户管理、身份识别和用户权限管理等服务。
(4) 系统管理服务――实现对系统的配置管理和状态监控。
4 项目创新与特点
(1) 政务资源实现了逻辑上集中及物理上分散
以政务资源目录为基础, 通过政务资源交换系统, 真正实现了政务资源在逻辑上的集中管理, 但每个部门的政务资源仍存储在本地, 物理上是分散的。
(2) 实现了部门间数据的共享与业务协同
(3) 项目的部署不会改变原有的系统结构
(4) 系统间兼容性强
交换体系的建设完全按照国家标准进行, 主要的标准有GB/T 21601和GB/T 21602。系统建成后, 与上级各部门间的数据交换标准一致。
(5) 系统的扩展性强
交换平台可动态创建交换服务。当有新的交换需求, 可根据服务的要求与标准, 创建相应的服务, 并注册到交换目录服务器。同样桥接系统也可动态创建应用适配器, 以完成不需求的业务系统与前置交换系统间的桥接交换。
(6) 系统部署与管理简单
在系统的桥接服务配置工具和前置交换环境下的交换服务配置工具的帮助下, 可动态地创建、配置、监视、删除各类交换服务。
(7) 系统开发使用了当前世界的主流技术
(8) 系统安全性高
5 结束语
电子政务信息资源交换体系采用基于Web服务的交换方式, 通过服务的请求和响应来实现数据交换和资源共享。这种方法不需要再数据库的层面进行连接, 具有比较高的安全性。对于数据更新度高和要求较高可扩展性的场合比较适合。希望本交换系统的开发能为电子政务信息的共享使用提供力所能及的帮助。
参考文献
[1]杨春晖等, 系统架构设计师教程[M], 北京:清华大学出版社, 2009:90-124.
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[3]国家电子政务标准化总体组.GB/T19668.4-2007信息化工程监理规范第4部分:计算机网络系统工程监理规范[S].北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会, 2007.
[4]国家电子政务标准化总体组.GB/T19668.5-2007信息化工程监理规范第5部分:软件工程监理规范[S].北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会, 2007.
资源交换 篇2
流量是网站的命脉，也是网站推广人员的任务指标之一。但是想大幅度提升流量并不容易，特别是对于流量基数比较大的站，提升起来非常困难。比如对于一个日IP500万的站，一些普通推广方法带来的效果简直就是杯水车薪。那这种情况下如何才能快速提升流量呢?方法就是流量互换。
理想状态下，如果我们网站每天的IP是10万，那通过一对一的互换，马上就能达到20万。当然，这只是理论，实际操作时，并不一定能导出去那么多的流量。在这里和大家分享一个换流量的秘籍，用这个方法，甚至在自身没有多少流量的情况下，也可以换来大量IP，
江礼坤曾经用这个方法，帮助一个日IP五万左右的网站，翻了十几翻的流量。
方法很简单，首先要建立一个专门的流量交换页面，然后开始寻找合作伙伴。比如说找到A 、B、C、D四个网站，与他们谈的条件是每天交换1万IP的流量，即我们每天给他们每家网站各带去1万IP，他们四家网站每天各自给我们带来1万IP。具体换多少无所谓，但是注意一个关键问题，对方带给我们的流量，一定全部指向到这个流量交换页面。
然后将这个页面分成五份，其中一份，放置我们网站自身的内容，剩下四份，放置四个合作网站的内容。同时我们网站内部的流量，也尽可能的引入到这个页面。比如说在最终内容页、文章列表页等流量集中的地方，放置该页面的链接。
这个时候，该流量互换页面每天至少会有4万IP，而四个合作网站每家每天的需求是1万IP，只要里面的内容够吸引人，能够引起用户的点击欲望，那满足他们的要求是非常容易的，甚至超额完成。
对软交换与电路交换技术的分析 篇3
【关键词】软交换 ；电路交换；技术分析； PSTN
【中图分类号】TM13【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0412-01
1 软交换与电路交换技术的区别
1.1 交换的方式
电路交换方式是以电路连接为目的的交换方式，在电话网中就是采用电路交换方式。主要是交换在同一交换网络中的任意用户终端之间的电路暂时连接在一起。人们可以打一次电话来体验这种交换方式。打电话时，首先是摘下话机拨号。拨号完毕，交换机就知道了要和谁通话，并为双方建立连接，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。我们可以体会到电路交换的动作，就是在通信时建立（即联接）电路，通信完毕时拆除（即断开）电路。至于在通信过程中双方传送信息的内容，与交换系统无关。电路交换的特点是：通道独占，确定复用，有连接操作寻址；通道利用率低；质量有保证。
软交换则采用的是分组交换的技术，是基于IP网，将用户传输的数据进行分段，每段是单独的1组，每个分组都进行了标识，从而根据标识同时将多组数据分别转发至目的地。在到达目的地之后再进行统一的整理，转换成原先的用户所要传输的数据。分组交换的特点是：通道共用，动态分配，统计复用，无连接操作寻址；通道利用率高；按照尽力而为策略提供业务；益于实现语音、数据、图像及多媒体通信。
1.2 体系结构的具体介绍
在传统电路交换网络中，呼叫控制、业务提供以及交换矩阵都集中在一个交换系统中，软、硬件互相牵制；呼叫控制和业务提供结合在一起，不同的业务需要不同的呼叫控制功能，之间没有开放的互连标准和接口，是一种垂直集成的、封闭的和单厂家的系统结构。缺点是新业务的开发、提供以专用设备和专用软件为载体，需要对全网的交换机进行改造和升级，实现难度大，周期长，成本高，无法适应快速变化的市场环境和多样的用户要求。
软交换打破了传统的封闭交换结构，采用完全不同的横向组合模式，将体系结构分为媒体接人层、传输层、控制层和业务应用层。
软交换体系结构式目前面向网络融合的新一代多媒体业务整体解决方案，具有层次化、呼叫控制与承载分离、快速开发业务、集中部署业务等特点。能为用户提供多种业务，包括PSTN话音、无线话音、基础数据、多媒体数据等多种业务。通过优化网络结构，实现了网络的融合，更重要的事实现了业务的融合，从而使软交换网络能够继承原有电路交换网络中丰富的业务功能，与此同时，可以在全网范围内快速提供原有网络难以提供的新型业务。
在软交换构建的开放体系架构中，通过呼叫控制与媒体交换/承载的分离，实现了开放的分层架构，各层次网络单元通过标准协议互通，可以各自独立演进，以适应未来技术的发展。软交换主要包含两个层次：
（1）媒体网关层：根据组网的位置，可分为接入媒体网关（提供接入适配功能）、中继媒体网关（提供与其他网络互通的媒体流转换功能）、资源媒体网关（提供特定媒体资源）。
（2）呼叫控制层：由信令网关（提供中继信令SS7在IP网上的传输适配功能）和呼叫控制服务器（通过与信令网关和媒体网关的配合实现呼叫的建立、维持和释放控制功能）。
软交换网络体系结构可以克服现有电路交换网络存在的以下问题：它是一个开放的网络体系结构，既能在PSTN中传送数据业务。又能在分组网中以一定的质量传送语音，克服了异构网络环境下进行业务交换的难题；将承载、呼叫控制和业 务生成相分离，解决了上层服务交替时难以平滑过渡的问题；在各层与各单元之间采用标准协议和开放接口进行通信。有利用不同网络设备之间的互通和集成；通过利用基于分组交换的网络进行承载传送，如IP、ATM等，克服了基于TDM的传统网络容量不足的缺点。
2 软交换的具体特点与相应的功能
2.1 关于软交换技术特点分析
一般情况下，软交换的主要特点为：
（1）相对于传统电路交换而言，软交换技术将呼叫控制与话音处理/交换分开，媒体网关可以布设在提供最大价值的地方，复杂的呼叫控制被集中在一起。通过部署分布式交换，可以实现灵活的组网方式，可以有效地解决传统组网模式中容量、覆盖和路由迂回的矛盾，便于进行集中维护和管理，有利于降低建网成本和运维费用。
（2）软交换技术具有综合业务提供能力，可以构建集语音、数据、传真与视频等综合业务于一体的全新网络，真正意义上实现语音、数据与视频在传输与业务上的融合与统一。
（3）软交换机技术提供了开放的业务（基于AP1支持新业务二次开发）；软交换机提供基本网络管理与控制功能，新的业务尤其是增值业务由第三方提供，这样可以快速加载原有网络难以提供的新业务。
2.2 软交换的主要功能详细介绍
软交换的主要功能如下：
（1）移动交换服务器可以为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检测和资源控制等；接收来自业务交换功能的监视请求，并对其中与呼叫相关的事件进行处理；支持基本的两方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能。
（2）移动性管理功能。主要完成切换（包括UMTS系统内、GSM系统内以及GSM与UMTS系统间的切换）、登记和移动台去话功能。还具有VLR功能，包括用户数据管理、位置登记、鉴权、提供MSRN、VLR恢复、切换号码分配、TMSI分配、清除、SuperCharger功能。
（3）业务提供功能。由于软交换在网络从电路交换网向IP网演进的过程中起着十分重要的作用，因此软交换应能够提供PSTN/ISDN交换机提供的全部业务。包括基本业务和补充业务；同时还应该可以与现有智能网配合提供现有智能网提供的业务。
（4）互通功能。软交换的多协议支持功能和以软交换为核心的NGN开放式结构。满足了不同网络之间的互通功能。
（5）操作维护功能。操作维护系统是软交换设备中负责系统的管理和操作维护的部分，是用户使用、配置、管理、监视软交换设备的工具集合。
（6）其他功能：接入认证与授权、地址解析和带宽管理功能以及计费功能等。
3 软交换在目前生活中的应用发展前景
实现业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载分离的软交换打破了传统的电信网络结构，为数据和话音的融合、催生大量新业务做好了充足准备。软交换技术良好的应用前景可以为新运营商将进入语音市场提供一个良好的平台和较强的竞争力，而传统的电路交换网运营商也可通过它完成向IP网的过渡，共同建设一个以业务为核心的、可持续发展的、能展示未来发展前景可盈利的网络，同时保护运营商已有的网络投资，那样既能够降低网络建设和运营维护的成本，又能够增加业务收入和开发新业务的途径。使公司得到更好和长远的发展，同时也提高了公司与其他公司的竞争力量。
结束语
总的来说，经济的进步也在不断刺激着科技的不断进步。所以必须要提高智能化的技术，要拥有创新的能力，对技术的提升要在原有的基础上做出提高。在理论知识方面，更加要努力提高理论的可实践性，有坚定的理论基础，才能不断的提高创新技术的可行性。要学会理论和实际相结合，理论和实际不能分离，提高对新技术的研究与利用。有利于国家整体科技行业的进步。提高科技技术的经济利益，更好的带动整个产业的发展，这样更加有利于经济的进步。
参考文献
[1] 路峰.从与电路交换的比较看软交换技术 2007（01）
资源交换 篇4
1.1 光突发交换(OBS[1]-Optical Burst Switching)
人们提出光分组交换的初衷是希望能够完全在光域上实现光的分组交换,进而能完成光的比特级交换,使IP/Optical真正的两层结构传送网成为现实然而,由于光逻辑器件尚不成熟,光分组交换的控制部分仍然需要在电域上完成,电子器件的处理速度就成为光路由器中IP分组交换的主要限制。
1997年,由Chunming Qiao和J.S Tunnor分别提出的一种新的光交换技术-光突发交换OBS(OBS-Optical Burst Switching),作为由电路交换到分组交换技术的过渡技术。OBS结合了电路交换和分组交换两者的优点且克服了两者的部分缺点,已引起了越来越多人的注意。
光突发交换中的“突发”可以看成是由一些较小的具有相同出口边缘节点地址和相同QoS要求的数据分组组成的超长数据分组,这些数据分组可以来自于传统IP网中的IP包。突发是光突发交换网中的基本交换单元,它由控制分组(BCP-Burst Control Packet,作用相当于分组交换中的分组头)与突发数据BDP(净载荷)两部分组成。突发数据和控制分组在物理信道上是分离的,每个控制分组对应于一个突发数据,这也是光突发交换的核心设计思想。
光突发交换具有以下几个特点:
(1) 光突发交换机制结合了OCS和OPS的优点,交换粒度介于OCS的波长交换和OPS的分组交换之间,提供可变长度的突发流量。
(2) 使用带外信令控制机制,实行突发数据分组和控制分组(信令,相当于分组交换中的分组头)分离的异步传输交换机制。
(3) 单向预留机制。使用TAG(Tell-And-Go)或者ABT-IT(ATM block Transfer with Immediate Transmission)类似协议,Burst在控制分组发出后不用等待确认消息即可发出,减小端到端时延。
(4) offset-time机制。Burst数据在控制分组发出后一个offset-time后发出。
(5) 控制分组在网络中间节点需要进行光/电(O/E)转换,在电域进行处理,然后再进行电/光(E/O)转换。而数据分组以Cut-Through的方式通过中间节点完成端到端的透明传输。网络中间节点不需要缓存(当然适当FDL可以提高网络性能)。
1.2 OBS与OCS、OPS的比较
表1给出了三种光交换方式的简单比较。从中不难看出,OBS技术在支持分组业务的性能上高于波长路由方式,而实现难度(尤其是对光器件技术的要求)低于光分组交换。
2 OBS网络特点
突发数据就是一串突发性的语音流或数字化的信息。在线路交换中,每次呼叫由多个突发数据串组成;而在分组交换中,一串突发数据要分在几个数据包中来传输。OBS以突发包为交换粒度,与波长粒度的OCS和分组粒度的OPS相比,交换粒度适中。突发包为一些IP包组成的超长IP包,由几十或成百上千个具有相同的出口边缘路由器地址和相同的QoS要求的IP包组成,这些IP包来自传统IP网中不同的电IP路由器。突发包的汇聚工作由OBS入口边缘节点完成。
OBS的突出优点在于:BDP(突发数据包)的路由是由BCP(突发控制包)预先做出资源预留,减少了路由冲突,提高了效率;BDP在中间节点不需要光存储,直接进行转发,降低了对光器件的要求;BDP的交换全部在光域内完成,可以实现高速的光数据的交换;BCP可以利用成熟的电子处理技术在电域处理,避免了光子处理;BCP和BDP有唯一的对应关系,避免了复杂的光分组同步的要求;OBS的交换粒度大小适中,可实现QoS控制。
3 OBS中的竞争解决方法介绍
在无缓存的光网络中,处于竞争状态的突发包之中的一个会被丢弃,因此,在OBS网络中需要有效的竞争解决方法用以减小突发包的丢失率。本节将对各种竞争解决方案(如:波长变换、光延迟、偏射路由、突发包分段)进行分析。
3.1 OBS网络资源竞争的产生
在传统分组交换机中,当多个分组同时要到同一输出端口上去的时候,就发生了“冲突”,被称为“外部阻塞”。解决外部阻塞是通过缓存所有冲突分组,只让其中一个分组顺利通过。
核心节点在突发包到达之前就根据控制分组中的信息预留带宽。对于核心节点来说,对突发包的控制分组进行处理后,就可以获得突发包之间的相关信息。这时,如果两个或多个输入突发包要求在相重叠的时间区间内在同一端口的同一数据信道输出,就会产生所谓的“突发包竞争”问题。突发包之间的竞争会导致发生竞争的突发包数据的丢失,由于突发包到达的统计概率很难预测,因此如何降低OBS网络中因突发包竞争所导致的数据丢失率过高就成为OBS技术能否最终走向实用的关键技术之一。
3.2 光缓存[2,3]
光缓存技术与电缓存技术相似,若两个或多个分组争用同一个信道,就选中其中一个BDP预留其资源,其余BDP延时一定时间后再预留。但与电域交换中不同的是,在光域没有可用的光RAM,现有的光缓存技术只有采用FDL,利用光在光纤中的传播时延来完成光信号的缓存。光缓存对光信号的延时是有限的,与光纤的长度成正比。
由于目前光RAM还没有实现,目前只有用光延迟线(FDL: Fiber Delay Line)提供有限的缓存,其结构一般由一组光延迟线和交换矩阵组成。如图2(a,b,c)所示:
图2(a)中每个FDL存由N个延迟线组成,每个FDL能提供时延不同(从0到B=(N-1)×b,b为延迟单元),但是固定不可调。(b)中每个FDL时延相同,但是可以调节,调节范围可以从0到B=(N-1)×b=(20+21+…+2n) ×b,调节器可以使用多个2:2的交换结构来实现。(c)是(a)和(b)的结合体。所有的FDL缓存在输入端由k个1-N交换结构和N个k:l复用器组成,输出端由N个1:k解复用器和k个N:l的交换结构组成。这种结构运行k个波长信道共享一个FDL缓存。
图2是FDL缓存解决Burst竞争的过程,slot1状态b1和b2同时到达竞争同一输出端口,slot2状态按一定的规则对b1和b2进行处理,决定b1缓存,b2优先使用输出端口,根据规则配置FDL缓存,slot3时b2输出,b1在下一个状态输出。
研究表明,FDL在较低负荷的情况下,性能改善效果明显;将部分BDP延迟一部分时间,将有助于减少突发丢失率,因而对于数据业务减少了由于丢包引起重传的概率,从而提高了带宽利用率,提高了OBS系统的性能。
3.3 波长转换[4]
波长转换是解决突发包竞争问题的主要方法之一。若发生两个或多个光突发竞争,其中一个突发直通,另一个或其它几个突发交换到同一个输出端口,但是不同的波长。这种解决方案在竟争分组的延迟方面是最佳的,因为它不会引入附加延时。这种方法适合于电路交换,同样适合于光分组/突发交换网络,但需要快速可调谐变换器。
波长转换可以把输入的任一波长转换到任一其它波长。由于这种变换必须在电信号的控制下完成,所以必须采用可调的波长转换器(TWC:Tunable Wavelength Converter)。当存在多个波长信号要同时交换到同一输出端口的同一波长时,可以将其中几个波长先变换为输出端口中的其它空闲波长,然后再交换到同一输出端口中去。这种方法的有效性还依赖于这样一个事实:即同一输出端口中的不同波长通道是等效的。另外,全光的TWC价格昂贵,考虑采用部分波长交换(即不必为每个波长都配置波长转换器)是一种较为经济的节点实现方式,尤其是单光纤可复用的波长数目较多的情况。因此,只依赖波长转换并不能完全解决冲突问题。
采用波分复用技术,源端和目的端物理上虽然只有一根光纤相连,但是逻辑上有多个波长相连。如图4所示,当不同光纤同一个波长λ1上的两个数据同时向同一根输出光纤输出时,会产生竞争,但是如果将其中的一根光纤上的数据通过波长转换器转换到λ2,那么它将占用输出光纤的波长λ2,这样就可以有效的解决输出端口竞争。
波长转换将冲突的波长转换到另一个可用波长上,降低BDP丢失率,并且不会引入附加延时,不会引起接收端的顺序紊乱;对于低负载和高负载情况,波长转换的改善效果很明显,特别是对于具有较多波长的OBS网络。
3.4 偏转路由[5]
偏转路由是指当竞争发生时,突发数据不能交换到正确的输出端口,它将被路由到另一个可选输出端口,有可能通过另一条路径到达目的节点。
图5是偏转路由的例子。源A和B同时向目的地端发送Burst前(用b(A, E)和b(B, E)表示),首先在控制信道上发送控制分组(用c(A, E)和c(B, E)表示)。C(B, E)首先到达中间节点C,节点C和E之间的链路被预留给b(B, E)。当c(A, E)到达节点C时,输出链路还在被b(B, E)占用。节点C就检查其它空闲链路,选择节点C和D之间的空闲链路来偏转b(A, E)。节点D根据转发表将b(A, E)转发给E。这样仅仅增加了一些额外的传输时延而避免了输入端重发,从而提高了网络性能。
对于普通的偏转路由,偏转路由是假定缺省输出链路被占用时,其它大多数链路空闲可用作偏转路由。当流量负载比较低的时候,偏转路由能大大地降低数据阻塞概率;但是当流量负载增加,可使用的空闲链路减少,由于偏转流量占用正常流量的带宽而影响正常流量的传输,偏转路由可能比不使用偏转路由数据丢弃率更高。偏转路由应用到OBS节点中,能将被冲突的BDP偏射到另一个可用端口,以降低突发丢失率,一旦Burst进入网络就尽力将它发往目的地,而不是简单的丢弃。
3.5 Burst分片技术
3.5.1 分片的概念
OBS网络中将多个IP分组组装成一个burst,作为一个基本传输单元。但是在Burst发生竞争时,即使两个Burst重叠部分很小,也要将整个Burst丢弃。为了解决OBS这个缺陷,文献[6]提出了分片的概念,将Burst分成一些更小的传输单元叫做片(segment),每片由一个或者多个分组组成,片是burst的基本分离单元。当竞争发生时,仅仅与其他Burst相重叠部分的片才会被丢弃。如果考虑交换时间,当输出端口从一个Burst切换到另外一个Burst时,额外的一部分片也会被丢弃 (如图6) 。
当竞争发生时,有两种Burst丢弃方案。一种是丢弃原Burst的尾部;另一种是丢弃竞争分组的头部。头部丢弃策略中竞争Burst的头部片将会被丢弃。头部丢弃策略的优点在于一旦一个Burst到达节点时没有竞争,那么它将保证能全部通过一个节点而不会被其他Burst覆盖。但是由于Burst头部包含一些Burst拆分时需要的控制信息,如果头部丢弃拆分比较困难,所以,我们一般采用尾部丢弃策略。
尾部丢弃策略存在的问题在于当Burst尾部丢弃时,Burst的头部可能已经在分片前发送,控制信息中的Burst长度域中的内容仍然为Burst的原始尺寸。因此,下游节点收到控制信息时,并不知道这个Burst己经被截短,所以在下游节点处已经被上游节点丢弃的Burst尾部仍然可能与其他Burst发生竞争。这些竞争导致了额外的分组丢弃。一个简单解决方法就是当Burst分片时节点同时生成一个跟踪控制分组(Trailing control packet)来指示截短后Burst的结束。下游节点根据控制分组和跟踪控制分组综合判断Burst的实际长度。
尾部丢弃策略的改进方案:当竞争Burst的整个片的数目小于第一个Burst的尾部时,将丢弃竞争Burst,这样避免了短Burst覆盖长Burst的可能性,减少竞争时丢弃分组的数目。
Burst分片需要解决的问题:
a)交换时间。交换结构配置越慢,导致的分组丢弃率越高。
b)片边界检测。在OBS网络中,Burst片边界对于核心节点是透明的。分片时,考虑剩余Burst长度的在边缘节点处,Burst被接收和电处理,边缘节点必须能根据BCP中携带的控制信息检测片的边界以及判断片是否完整。
c)跟踪控制分组的生成。核心节点对Burst进行分片时,必须立即生成跟踪控制分组,跟踪控制分组在电域生成,在光域传送,跟踪控制分组的生成时间必须考虑。
3.5.2 分片偏转
Burst分片技术可以与偏转路由一起使用来提高降低分组丢弃率,提高整个网络的性能。如图7所示,当Burst头标b首先到达中间节点时,输出信道output 1仍然被Burst a占用,采用尾部丢弃策略,产生Trailer a,用来指示新的Burst a的结束,同时将截取下来的Burst a剩余部分产生一个新的控制头标Header 2和Burst a2偏转到另外一个输出信道output2。
5 结束语
本文基本简述了光突发交换网络中的资源预留协议,详细分析了各协议的工作原理,并对协议的优缺点进行了概括,通过研究OBS网络中的预留协议希望能得出更加科学有效的预留协议。
摘要：本文介绍了光突发交换的网络原理、网络结构和模块功能,结合国内外的研究成果,总结和讨论了光突发交换的资源预约机制,分析了它们的网络性能。
关键词：OBS,QoS,波长转换,调度算法
参考文献
[1]C.Qiao,M.Yoo,Optical burst switching(OBS)-a newparadigm for an optical Inter-net[J].Journal of High Speed Networks,1999,8(1):69-84
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[3]Callegati F,et al.On the design of optical buff-ers for variable length packet traffic Computer communications and Networks.Proceedings Ninth International Conference,2000,3(2):155-167.
[4]Junjun Wan,Y.Zhou,Xiaohan Sun,Mingde Zhang."Guaranteeing Quality of Service in Op-tical Burst Switching Networks Based on Dynam-ic Wavelength Routing".Optics Commutations,vol.220,May2003,pp.85-95.
[5]Wang X,Morikawa H.Aoyama Deflection rou-ting protocol for burst switching WDMmesh net-works[A].SPIEf IEEE Terabit Optical Networ-king:Architecture.Control,and Management Issues[C].Boston,USA:2000:242-252.
加法交换律和乘法交换律教案 篇5
【教学目标】
1.学生通过观察、比较，数形结合，发现并概括加法、乘法交换律； 2.学生初步学习加法、乘法交换律进行简便计算，并用来解决实际问题； 3.通过自主探究与合作交流，经历发现规律的过程，学会观察、比较、归纳；
4.感受数学在生活中的应用价值，增加应用意识。【教学重点】
理解并掌握加法交换律和乘法交换律 【教学难点】
能通过观察、分析、概括出加法交换律和乘法交换律，会用符号或字母表示加法交换律和乘法交换律。【教学过程】
一、复习引入
师：上新课之前我们一起来做几道练习题热热身，看看我们班的哪些同学头脑最灵光。比价大小，在〇里填上适当的符号。
+ 56〇56 + 40 36 + 60〇60 + 36 62 + 53〇53 + 62 34 + 24〇53 + 42 43 + 22〇22 + 43 78 + 20〇78 + 12 35 + 20〇40 + 15 比较大小时，刚开始先让学生说一说为什么这么做，说出计算过程。
二、探究规律
（一）加法交换律
1.观察发现
师：请仔细观察，这几个算式，说一说你发现了什么？ 2.学生汇报 3.举例子
让说了“其中有几道等式的两个数交换了位置，结果不变”的学生再重复自
己的发现。让学生在自己的纸上举一举像这样的例子。
学生汇报 5.交流讨论
师：我们举了这么多的例子，你能不能说一说自己发现了什么规律，请用简洁的语句概括出来，同桌之间小声地交流。
6.反馈交流，揭示定律 学生汇报
小结:科学家们也举了很多这样的例子和大家一样总结出了这样的规律：交换两个加数的位置，和不变，并把这样的规律叫做加法交换律。
问：（1）把加数换成其他任意的数，交换律还成立吗？
（2）怎样表示两数相加，交换加数位置和不变呢？ 7.小练笔
600 + 300 =()+()78 + 64 =()+()()+ 35 = 35 +()8.用符号表示
师：刚刚我们列了这么多算式，都运用了加法交换律，你能不能用一个算式来表示叫法交换律呢？可以用自己喜欢的符号来表示，可以使字母、文字或者用图案，请在自己的草稿纸上列一列。
学生可能会出现： 甲数+乙数=乙数+甲数 △+☆=☆+ a+b=b+a „„
（二）乘法交换律
师：刚刚同学们发现了加法里可以适用加法交换律，把两个加数位置交换一下，和不变，那么减法、除法、乘法里适用交换律吗，试着当一当科学家自己举例验证，并总结出规律，四人一小组互相交流讨论。
学生交流
通过举例子说明减法和除法不适合，乘法里有交换律。让学生当数学家。小结：两个因数交换位置，积不变，这就叫乘法交换律。用字母表示：a×b=b×a
三、练习巩固
1.填一填，并说一说你是根据什么填的。56+44=44+ ；
a+204= +a； 35×16 = × ； ×c= ×560。
2.想一想，我们在哪里用到过加法交换律。876＋1924 验算： 2800 3.做数学课堂练习本
四、总结
1、通过这节课的学习，你有什么收获？
2、布置作业。练一练2、3题。板书设计
加法交换律和乘法交换律
40+56=56+40 40×56=56×40 62+53=53+62 62×53=53×62 43+22=22+43 43×22=22×43 加法交换律： 乘法交换律：
两个加数交换位置，和不变。两个乘数交换位置，积不变
资源交换 篇6
在这样的背景下, 国内越来越多的学校校园出现了肤色不一、语言各异的国际学生的身影。他们来自世界各地, 有着不同的文化习惯, 其中大多数能够熟练使用英语, 这极大地提升了校园文化与语言的丰富性。从课程开发的角度看, 这种变化为学校的外语教学, 特别是英语教学提供了多元丰富的课程资源, 为外语教学注入了新的活力。
一、交换生的外语课程资源价值
合理开发和积极利用课程资源是有效实施外语课程的重要保证, [1]41资源开发能力也越发成为教师专业发展的重要标尺。[2]课程资源一般指课程要素的来源以及实施课程的必要而直接的条件。以资源的功能特点为标准, 可以将课程资源划分为素材性课程资源和条件性课程资源。素材性课程资源作用于课堂并能成为课程的素材或来源, 比如知识与技能、生活经历与情感体验、活动方式与方法、世界观与价值观等。条件性课程资源作用于课程但不构成课程本身的直接来源, 它在很大程度上决定着课程的实施范围和水平, 如人力、物力、时间、场地、媒介、环境以及课程主体对于课程的认识状况等因素。具体到语言教学, 外语课程资源则包括外语材料以及有利于发展学生语言能力的其他教学材料、支持系统和教学环境, 其中的外语教学材料可归为素材性资源, 支持系统与教学环境则归为条件性资源。交换生作为人的存在, 可以协助外语教师构建丰富多彩的外语教学材料和语言环境, 他们的语言能力、知识结构、文化经历、情感体验均可转变为宝贵的课程资源。
素材与条件的资源功能划分为外语教学过程分析提供了良好的框架。外语学习是一个持续、渐进的过程, 而学会外语则需要一定的语言素材和条件。对此, 王初明有一段精辟的描述, 其核心意思是:外语是在交际需求的驱动下, 在真实语境的体验里, 在交流互动的过程中, 在积极情感的配合下, 通过长期大量的语言接触学会的。[3]这一外语学习过程观融合了语言学习的素材与条件等资源要素, 为我们开发交换生的课程资源提供了一条宏观思路。也就是说, 通过具体的开发策略与方法, 可以借助于交换生来设计更丰富的交际活动, 建构更加真实的外语使用情境, 创设和谐融洽的情感氛围, 拓宽外语素材的来源及其语料真实性和文化丰富性, 从而充分发挥交换生作为课程资源的素材功能与条件功能。据此可以认为, 交换生作为不同国家学校教育交流的重要形式和参与者, 其在外语学科教学中具有重要的课程资源价值。
二、交换生外语课程资源的开发策略
“策略”一词有宏观、微观两个理解视角。宏观的策略指实现目标的方案、计划、方针, 微观的策略则指具体的实现目标的方式、方法、技艺。因此, 对交换生资源开发策略的探讨主要应涉及两个方面:1.宏观的总体思路和原则;2.宏观策略指导下具体的开发方法。总体的思路、原则相对稳定, 具有理念导向作用;具体做法则可多种多样, 只要符合总体的原则, 能够产生积极的效用, 均可根据教学需求放手取用。宏观开发策略就是:积极利用交换生来创设真实交际需求与情境, 构建积极的外语学习体验, 提供真实、丰富、多元的学习材料, 从而优化学生的外语学习过程, 提高教学的实效。
在宏观策略的指导下, 我们可以利用各种方式将交换生融入外语教学活动中, 充分利用他们的语言知识和文化体验来提升教学的实效。由于具体学校的教学环境与交换生的构成呈现出独特性和多样性, 设计具体的开发策略需要外语教师对现实条件进行全面审慎的考量。下文笔者以江苏南部某重点高中为例, 描述该校在英语课程中开发交换生资源的具体思路和方法, 以供参考。
(一) 交换生资源概况与开发思路
交换生项目在该校已经开展了近8年, 交换生数量从原来的2名逐年上升到2011至2012学年的15名。2013至2014学年交换生数量维持在15名, 其中12名以英语为母语, 来自美国、澳大利亚和英国, 其余的来自法、意、泰等国, 也基本能够熟练使用英语进行交流。他们将在该校学习10个月, 寄住在该校学生家里。除了参加固定时段的中文课程, 他们被编入高一年级常规教学班级随班就读, 每个班级均拥有一名以英语为母语者。对于交换生资源的开发主要从两个维度考虑:1. 开发主体:学校、教师、学生;2.开发时空:课堂内、课堂外。两个维度相互交叉, 构成不同的开发领域, 如学校组织交换生在课外开展英语角活动, 教师安排交换生进行口语微格教学活动等。不同活动的展开需要全面考虑课程条件, 具体操作时以实用、有效、简便为原则。
(二) 交换生资源开发活动举例
在实用、有效、简便的原则下, 英语教师组织具体的活动来发挥交换生对学生英语学习的促进作用。下面举例说明实际工作中使用过的且行之有效的活动形式。
1.课外讲座
邀请交换生围绕某一大家共同关心的话题进行讲座, 给学生提供鲜活的语言输入和话题知识。在组织时需要注意话题的选定、前期的宣传、会场的安排、后期的效果跟踪。该校曾以圣诞节为契机, 邀请欧美的交换生就圣诞节的历史渊源、风俗习惯以及背后的价值观念进行一次面向全校的讲座活动。这次讲座一方面旨在创设更加丰富的语言学习环境, 加强文化理解, 另一方面则针对当下国内西方节日流行、过度商业化的弊病, 通过西方学生现身说法, 还原圣诞节团聚、感恩、奉献等本真元素。前期组织学生进行海报设计, 做好讲座宣传;交换生根据该校学生的语言水平合作编辑了一本介绍圣诞节的英文小册子, 图文并茂;讲座开始前发放讲座提纲;讲座过程中安排提问、互动、竞猜、歌唱等环节;讲座结束时, 通知学生在教学楼布告栏相应区域写下对本次活动的意见和建议, 以便未来工作的改进。讲座类活动特别适合西方文化展演。该校英语组的教师也经常以西方重大的传统节日为契机, 组织习俗介绍和文化体验活动, 激发学生对外语文化和外语学习的兴趣。
2.英语角
英语角是比较常见的课外英语学习活动, 但该类活动的实效却颇受人怀疑。当然, 好的活动需要细心策划和精心组织, 交换生的参与也可以进一步促进学生的参与积极性。在开展该类活动时, 组织者通常会: (1) 选定一个固定的活动教室; (2) 每次由一定数量的交换生与该校学生合作组织; (3) 预先告知讨论话题, 如环境污染、独生子女政策、禁烟问题等, 以便学生有所准备; (4) 选定一名交换生做主旨发言; (5) 以小组形式开展讨论, 划分派别、限定时间, 将交换生指派到不同的小组, 每组、每派选出若干人展示本组观点和参加辩论, 组织者最后给予评论; (6) 自由讨论; (7) 给出下次活动时间与话题, 发放补充的材料, 其中含有难词难句的注解。
3.英语演讲俱乐部
沟通与领导能力的培养已经成为学校教育的重要目标, 其中跨文化的语言交际能力在国际交流频繁的今天更显重要。该校的英语演讲俱乐部由数名师生和交换生共同组成的领导小组负责运转, 通过培训活动的策划和实施, 旨在训练学生的英语演说能力、沟通能力和思辨能力。俱乐部的活动一般依据领导小组集体设计的教学大纲展开, 内容涉及英语演讲文体知识、演讲稿的特点和撰写方法、非语言要素的作用、常用的演讲技巧等。考虑到学生的实际水平和时间限制, 活动主要由交换生和英语教师用英语主持, 依托优秀英语演讲范例的聆听、阅读、分析和模仿, 来进行演讲知识与技能的学与练。同时辅以命题作文, 学生独立撰写演讲稿, 交换生帮助修改润色;每次活动选定一名中国学生、一名交换生分别进行演讲展示, 授课教师或学生则给予评价和指正。从参与面角度看, 英语演讲俱乐部更适合于语言能力较强、对英语学习兴趣浓厚的学生。为了保证实效, 演讲俱乐部的成员不宜过多。
4.参与课堂教学
让交换生参与英语教师的课堂教学是一种日常化的资源开发方式, 具体方法可以灵活多样。该校英语教师常用的方法有: (1) 词汇、课文领读与示范; (2) 小组活动时穿插于各组提供语言上的帮助; (3) 提供口头、笔头表达任务成品的范本, 供学生比照、参考; (4) 帮助澄清、更正教材教辅中的错误; (5) 对课文中的西方文化现象进行资源的补充和讲解; (6) 发挥交换生在学生跨文化交际能力培养中的作用; (7) 在争议性话题的探讨中凸现东西方学生思维的差异, 提高学生思维的批判性; (8) 个别学生的单独辅导。这些角色类似于助教, 但英语教师需要根据学生和教学目标的具体情况合理安排和设计, 避免低效和形式主义。
5.项目学习小组
在学生学习方式不断转型的时代背景下, 《义务教育英语课程标准 (2011年版) 》明确提出要“通过体验、实践、参与、探究和合作等方式, 发现语言规律, 逐步掌握语言知识和技能, 不断调整情感态度, 形成有效的学习策略, 发展自主学习能力”[1]4。多种版本的中学英语教材设置了项目板块 (Project) , 旨在通过实际的语言使用来培养学生的综合语言运用能力。由于项目主要由学生课外自主完成, 教师很难对学习过程进行全面的监控。通过让交换生参与项目学习, 形成项目小组, 学生的学习动力、责任心可以有较大提升, 项目完成中的问题通常能够得到及时有效的解决。该校某个项目学习小组曾完成一个名为“Helmet, the protector of thehead”的项目。他们通过资料搜寻和整理, 设计了一份提倡骑车时佩戴好头盔的公益宣传小册子, 内容涉及头盔构造与功能, 世界范围内因未佩戴头盔而导致的伤亡情况以及认真佩戴头盔的倡议书。由于交换生的参与和帮助, 他们能够收集到较多的相关英文资料;因为他们需要到高一其他班级进行宣讲, 在这样一个输出任务的驱动下, 小组成员通力合作, 认真对语言材料进行阅读、整合, 设计宣传手册, 准备讲演文稿。该项目小组的活动最终取得了不错的宣传效果。整个过程中, 交际目的明确, 任务清晰, 语言素材丰富, 有大量意义协商的机会, 学生能够在使用英语的过程中提升语言运用能力。
随着校园中交换生数量的不断增长, 外语教师可以利用他们独特的语言文化特质来促进本校学生的外语学习。从课程资源开发的视角考察, 交换生群体有着重要的素材性资源和条件性资源功能, 能够帮助教师构建更加高效的外语学习过程。因此, 教师需要结合学校与学生的实际情况, 通过多样化的方式和途径来发挥交换生的外语课程资源价值。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育英语课程标准 (2011年版) [S].北京:北京师范大学出版社, 2012.
[2]钟启泉.“优化教材”——教师专业成长的标尺[J].上海教育科研, 2008 (1) :7-9.
资源交换 篇7
目前政府各部门特别是省、市级以上政府部门的业务处理已经实现了信息化, 建立了各自的业务处理系统, 为了解决信息共享, 有的政府部门也整合了本系统内的各个业务系统, 实现部门内各个业务系统的互联互通和信息共享问题。但只是从一个个小的“信息孤岛”变成了一个大的“信息孤岛”, 部门与部门系统间的业务系统各自独立, 还是难于实现信息共享等诸多问题。为了从根本上改变政府部门间存在的“信息孤岛”的局面, 需要建立统一的具有支持多种交换方式、跨多种业务平台、扩展性强、操作方便的数据交换平台, 为共享交换部门内部局域网和政务外网公共业务数据交换和共享提供服务。
2、平台主要技术路线
●采用成熟的中间件技术●面向服务的架构 (SOA) ●服务总线 (ESB) 技术●Web服务 (Web Services)
3、系统的设计
系统采用成熟的数据交换中间件, 基于ESB总线进行应用集成, 采用面向服务的体系架构, 这样可以降低应用系统、各个组件及相关技术的耦合度, 消除应用系统点对点集成瓶颈, 降低集成开发难度, 提高复用, 增进系统开发和运行效率, 便于业务系统灵活重构, 快速适应业务及流程变化需要。
3.1 整体逻辑结构
整体系统框架由六块组成:数据交换、资源服务、统一管理、共享库、资源门户、规范及制度模块。见图2。
1) 门户管理模块:门户管理模块为对信息资源和应用的访问提供入口, 并提供信息资源门户展示服务。
2) 规范及制度模块:本模块主要是工作推进管理模式的建设, 包括管理办法、技术规范、运维制度等建设。
3) 资源服务模块:按照信息资源服务业务应用进行加工组织, 建立对外服务统一机制, 实现信息资源统一管理和服务访问控制。
4) 基础 (共享) 库管理模块:对使用基础 (共享) 库的资源 (数据库和文件) 的管理。
5) 交换平台模块:对业务用户使用数据交换系统进行资源 (数据库和文件) 进行交换。
6) 统一管理模块:对交换平台底层的监控, 对资源被访问的日志、交换平台进行交换、基础 (共享) 库的日志的采集, 并对这些日志记录的次数和信息量进行统计和分析。
3.2 整体应用框架
数据交换平台将为各类政府业务应用服务, 采用中心——前置机模式实现。逻辑上包括数据交换部门前置、数据交换中心、信息服务中心、中心共享库、中心服务库、中心应用库、数据交换产品、应用服务器产品等。应用结构如图3。
1) 业务应用:数据交换平台所服务的业务应用系统。
2) 数据交换部门前置:数据交换部门设立前置机, 完成部门应用系统的数据桥接, 为数据交换平台共享数据。
3) 数据交换中心:采用中心监控管理模式, 数据交换中心负责各部门业务数据的接收和管理, 以及集成数据为业务应用系统服务。包括建立中心共享库、中心应用库等。
4) 中心共享库:采用统一共享下发模式, 为各部门共享需要的数据。对业务系统需要的数据进行数据加工、清洗处理, 并按照业务需求进行管理。
5) 中心应用库:包括业务系统数据、中心管理说需要基础数据等。
6) 信息服务中心:按照业务需求, 建立中心服务库服务中心, 采用服务形式形式进行管理, 供其他应用系统调用。
7) 数据交换产品:建立数据交换平台的基础软件, 包括应用集成中间件和消息中间件。
8) 应用服务器产品:为基于J2EE应用系统提供基础架构支撑。
9) 统一管理和维护:构建平台管理系统, 通过平台各子系统的接口和资源属性配置, 实现对配置、运行状态监控、存储、备份和恢复等方面的统一管理工作。
10) 标准规范:建立数据交换平台的数据规范、接口规范、数据更新机制、交换结构等基础规范, 方便系统扩展及实施维护。
1 1) 管理制度:建立对接指南、对接协议、更新考核制度、维护制度、管理制度等。
3.3 整体技术框架
以基于SOA (Service Oriented Architecture, 面向服务架构) 和总线ESB (Enterprise service Bus, 企业服务总线) 的体系架构建设门户服务集成系统, 将充分利用服务松耦合的软件模式以及各种主流的开放标准。可以用一个服务替换另一个服务而无须关心其底层的实现技术和服务的位置, 唯一要考虑的就是服务接口, 而它采用了通用的Web服务和XML标准。
对已有的应用系统的已有资源进行服务封装, 统一发布为WebService服务。按照门户集成的需要, 通过ESB服务总线对服务进行编排, 生成包括基础数据查询、数据分析、流程整合、信息浏览、业务应用等服务, 统一对服务进行注册管理, 按照门户服务集成要求, 进行查找调用。
3.3.1 基于SOA架构的信息服务中心架构, 见图4。
信息服务中心系统包括以下主要部分:
数据服务封装:按照业务系统数据格式要求进行数据格式清洗、数据加工。
信息服务封装:按照业务系统的似乎精确、数据业务逻辑进行信息核实、信息统计等加工。
服务编排功能:对数据服务和信息服务按照业务的服务要求进行流程编排。
服务管理功能:对服务进行注册、浏览、调用等管理。
服务安全审计:对访问权限、服务调用权限做统一管理控制。
服务门户运行:建立数据资源的服务浏览、授权、审计的运行支撑。
3.3.2 基于ESB服务总线的数据交换平台应用架构
数据交换平台采用应用集成中间件和消息中间件构成, 满足各部门之间的数据交换需要。应用集成中间件适配器完成不同部门不同系统数据资源的数据采集及写入, ESB服务总线提供数据交换机制、交换流程、交换规则的设定及管理;消息中间件建立不同部门不同数据源之间的安全可靠的传输通道。
3.4 架构设计优势
使用基于SOA架构和ESB总线技术搭建的数据交换平台将提供以下优势:
1) 采用SOA松耦合的协作方式, 定好各个部分的技术、业务及组织上的接口及边界, 便于分布实施, 实现协同建设;
2) 使用基于SOA的服务平台, 可方便快速将业务逻辑或现有应用系统的功能封装发布为服务, 能够充分利用传统的技术和现有的IT资源;
3) 基于SOA的基于门户的服务集成系统支持多种服务集成方式, 比如, JCA、Web Service、Messaging、Adaptors等。适配器既屏蔽了不同应用系统的技术接口复杂性, 又能够满足不用修改原有应用, 对现有业务系统的运行影响较小的要求;
4) 提供了功能全面的开发工具能够快速开发和部署SOA相关的应用, 并提供可视化拖拽图形映射工具, 能够加快系统集成的速度, 并能够保证开发的质量;
5) 基于SOA架构的门户服务集成系统提供了灵活、可扩展的企业服务总线ESB, 便于集成不同技术实现和通讯协议的服务和应用系统, 在其上开发的集成应用, 具有良好的扩展性;
6) 基于SOA架构的门户服务集成系统可以采用目前先进、开放式标准和开放的技术体系, 比如, XML、Web Service、SOAP、JMS, JCA等。
4、结束语
资源交换 篇8
纵观历史,不难看出,人类社会的发展史就是一部人类共享与交换文明的不断进步史,共享与交换人类文明是推动社会发展的重要力量。如,欠发达地区和国家购买发达国家的先进技术和产品,共享和借鉴科技进步成果,推动地区和国家的经济社会快速发展。但是应该看到,共享与交换是有条件的,如要付费购买;同时,共享与交换也是有范围的,如敌对国之间不可能期望共享与交换先进的核技术。
反观当今信息化社会,数据和信息无处不在,并且数据和信息已成为科学研究、技术进步和社会决策的重要资源。大量的可用科学数据已成为推动科技进步的重要因素,数据资源已成为极具有价值的企业资产。实现数据资源的共享与交换已成为一个行业、企业、国家甚至国家间要解决的重要问题。就全国范围来看,国家层面及各部委都把数据资源共享交换放在非常重要的位置,科学数据共享与交换的工作取得了很大进展。但共享与交换工作的推动举步维艰,实现真正的数据共享与交换,仍面临许多问题。
某种角度上讲,资源共享与交换是合作与交流的一种具体形式。对于交流与合作,李国杰院士在2009年中国计算机大会上曾感言,“现在我国科技界的交流与合作与文革前相比有明显的退步”。这句话提醒我们,在分析科技交流与合作,特别是数据资源共享与交换的问题时,一定要密切结合“现在”和“文革前”所处的社会特征,研究提出现实的解决之策。“文革前”的时代是计划经济时代,个人及部门间的差别较小,利益之争几乎不存在,因此科技界的交流与合作比较容易;“现在”的时代是社会主义市场经济时代,站在市场经济的角度考虑分析就发现许多问题变得极其复杂,数据资源共享与交换的问题也不例外。
在社会主义市场经济环境下,数据资源具有商品的特定属性,它包含了特定人群的劳动,同时对其他人具有使用价值。但数据资源有其自身的特殊性,如可以进行零损耗复制与扩散,传统商品就不具备这一特性,如汽车就不能复制给别人使用而同时又不影响车主使用。在一定程度上,数据资源共享与交换本质上是具有商品特性的交换形式,这种交换可分为无偿的和付费的。从经济学的角度看,这种交换无论是什么形式,一定要体现出数据资源的价值,生产数据的劳动必须得到承认,劳动者的合理利益必须得到保护,或者在数据资源生产过程中劳动者的价值得到体现,或者是在数据资源的共享与交换交换过程中通过使用者付费的形式实现劳动者的价值。计划经济时代,每个人的工作都是在国家统一的计划之内,个人所得都是因岗而设定好的,不存在竞争,生产者的劳动价值由国家保证,因此在这样的社会环境下如要实现数据资源的共享与交换就不会成大问题。
社会主义市场经济时代的基本特征之一是竞争。因此,当前要实现数据资源共享与交换,总体上必须遵循经济规律,观察研究问题,建立促进和保护数据资源共享与交换的制度体系,使得数据资源生产者的利益得到保护,同时数据资源消费者的需要得到有效满足。如果违背市场经济的经济规律,无视现实的体制和制度的制约,强行推进数据资源共享与交换,收效将甚微,并且不可持久。
综上分析可知,立足于社会主义市场经济的大背景,在大多数情形可以将数据资源的共享与交换理解为是一种特殊的商品交换形态。因此,实现数据资源共享与交换必须要解决好以下4个方面的问题:(1)必须正视数据资源生产者的劳动价值及其利益;(2)必须设置合理的制度,使得数据生产者的劳动价值得到体现,正当利益得到保护;(3)数据需求者履行责任和义务后能够得到规定的数据;(4)要实施强有力的监督,对违反制度者要有相应的惩罚措施。数据资源共享与交换的目的是最大限度地发挥已有数据的应用价值,为技术进步和社会发展服务。这4个方面有机联系,4位一体,任何一个方面均不可偏废。
当前实现数据资源共享与交换,技术问题已不存在,关键问题是改变认识,设计合理的制度。同时,也要清楚地看到,即使有了适宜的制度,实现数据资源的共享与交换也需要一个过程,分阶段,逐步解决,不可一蹴而就。
数据资源的共享与交换是促进信息交流,提高数据的使用效益,避免低水平重复,解决信息孤岛的唯一有效途径,是信息化发展的大势所趋。在2009全国水利信息化工作会议中,水利部确定了“加大资源整合,实现水利重要数据资源的共享与交换”是今后3～5年水利信息化发展的总体目标之一。“数字黄河”工程建设以来,黄委十分重视数据资源的共享与交换工作,采取了一系列措施,有效推动了数据共享与交换。
2 数据资源共享与交换的制度设置
2.1 数据资源及共享需求
至今,黄委已积累了大量数据,包括水文气象、防汛减灾、水量调度、水资源保护、水土保持、政务办公、室内模型试验、科研、基础空间等数据。其中,水文气象和基础空间数据是应用最为广泛的基础性数据。这些数据资源主要分布在黄委机关主要业务部门,如防办、水资源调度管理局及工程建设与管理局,以及黄委所属的8个主要单位。这些部门和单位在正常工作过程中采集存贮一部分生产数据,是整个“数字黄河”工程数据大体系的一个局部。由于现在各单位和部门的工作涉及全局性和综合性越来越高,仅自己生产的局部数据已明显不能满足需要。因此,各单位和部门之间因日常工作和项目的开发建设,对他人生产和拥有的数据资源有着强烈的共享与交换需要。如,水文局需要流域下垫面和河道查勘资料、大比例尺地形资料、河道工程数据、土地利用遥感信息等,用于水文洪水预报系统;黄河水利科学研究院则需要干支流水文、水质、水土保持、水库、堤防及河道整治工程、水生态等资料。
2.2 制度设置
针对黄委的实际情况,围绕需解决的4个方面的问题,对“数字黄河”工程数据资源共享与交换的制度设置进行了系统论证研究,取得的主要成果包括以下3个方面:
(1)组织与职责分工
“数字黄河”工程建设领导小组负责黄委数据存贮与共享工作中的重大问题领导决策;“数字黄河”办公室负责黄委数据存贮与共享工作的统一组织、协调,组织制定相关的标准规范;委属各单位负责本单位数据存贮与共享组织协调工作;黄河数据中心负责黄委数据存贮与管理体系的日常业务管理,日常运行和维护,数据共享服务平台的运行管理等其它工作。
(2)数据资源的建设管理
数据资源建设按统一规划、统一标准的要求进行设计和建设;“数字黄河”办公室办负责组织数据资源目录的编制和审查,委属各单位数据共享主管部门负责本单位数据资源目录编制工作;黄委数据资源目录及元数据通过黄河数据交换和共享服务平台统一管理和发布;相关项目在竣工验收后,及时提交数据资源目录,并由黄河数据中心或分中心在黄河数据交换与共享平台上发布。
(3)数据共享服务和使用管理
“数字黄河”办公室负责共享数据用户权限审批工作;各单位负责制定本单位数据共享范围、方式等工作,并报“数字黄河”办公室审核;黄河数据中心负责统一安全认证、统一资源目录、统一元数据、用户注册管理等工作。对于需要授权共享访问的数据资源,用户通过共享平台进行注册,申请需要的数据,“数字黄河”办公室遵照有关规定审查用户的数据申请,授予数据共享的范围和获取共享数据的方式,而由黄河数据中心或分中心具体提供相应共享数据。同时规定用户必须在公开的正式成果中注明数据来源,并将数据使用的情况通过共享平台进行记录反馈。“数字黄河”办公室定期组织发布数据共享的提供和使用情况。
根据数据类别、提供方式和共享应用的目的,共享数据可分为无偿和有偿共享2种方式。正常生产工作或国家投资的项目生成的数据对于黄委黄河防灾减灾、水资源管理与调度、水土保持、工程管理等公益事业数据用户,实行无偿共享;对于盈利性用户采取有偿共享方式;对于一定规模之上的国家投资资助的科研性项目,可按较低的标准酌情收费,鼓励无偿共享数据。对于自筹资金或其他渠道生产的各类数据,数据用户和提供者自行商定数据共享方式、收费的标准。
3 数据资源共享与交换的实践
遵循确定的数据资源共享与交换的总体思路,结合“数字黄河”工程中不同类型数据的存贮管理技术水平和需求急迫程度,先后有针对性地实施了几种类型的数据的共享与交换工作,在推动数据资源共享与交换方面取得了以下经验和成效:
(1)水雨情数据共享方面,可通过黄河水情信息查询及会商系统实现水雨情数据浏览、查看的共享;通过黄河洪水预报系统可共享洪水预报数据;通过天眼防汛抗旱水文气象综合业务系统可共享气象数据。
(2)基础地理数据共享方面,依据颁布的《基础地理数据共享管理实施细则》等规定,对河道地形图数据DLG、DEM,黄河流域的地形图数据DLG、DEM等以电子数据方式实现数据共享。其它如规划、地质、工程设计等数据以拷贝方式提供共享服务。
(3)遥感数据共享方面,按照颁布的《遥感数据共享管理实施细则》,实现遥感数据资源的共享。遥感数据的共享服务可以是原始影像数据、加工处理影像数据,或者通过遥感影像制作的专题信息数据等。
同时,还根据特别的需要,建设开发了专门的系统,提供特定数据资源的共享服务。建成了黄河水库运行信息平台,整合了覆盖防汛调度、枢纽管理、水库电站信息资源,实现了水库优化调度、水库防洪防凌、供水调度等业务间的信息资源共享。建立了防汛应急指挥信息服务支持系统,为兰州、济南和北京3大军区提供了水情信息共享服务。
但是,从技术实现的角度看,目前“数字黄河”工程数据资源共享与交换服务的综合能力还比较薄软,整体性能不够强大。今后1～3年要以数据资源共享目录的建设为抓手,进一步健全相关的制度,建设完善的“数字黄河”工程数据共享与交换综合服务平台。
4 结语
数据资源共享与交换工作是一个逐步推进的过程。目前,有些数据资源已经具备了免费共享的条件,有些数据资源通过一定的行政或技术手段也能实现一定范围内的免费共享;有些数据资源可以通过交换的方式实现共享;而有些数据资源,即便保证了共享者的利益也因各种原因不能立即共享或不宜共享。因此,推进数据资源共享,应该分门别类地研究问题,分步实施,逐步推进。
合理的数据资源共享机制是数据资源共享的保障。如果缺乏合理的数据资源共享机制,数据资源拥有者将数据资源共享后其利益无法保障,就会导致数据资源较难共享。尤其黄委的许多数据生产部门包括水文、水土保持等是差额事业单位,必须考虑如何弥补事业费不足,保障职工的基本生活收入等问题。因此,在制定数据资源共享办法时,必须统筹考虑这些数据共享后的利益补偿机制。
统一共享平台、将数据资源共享作为年度工作考核指标是数据资源共享的保障措施。在合理的数据资源共享机制下,给大家提供一个合理的数据资源共享与交换平台,便于推进数据资源的共享。同时,将数据资源共享成效包含到年度工作考核指标之中,可有效促进数据资源的共享。
加强数据资源共享管理,可有效促进共享工作开展。数据资源共享工作涉及到数据生产、需求、共享管理等单位。要实现数据共享,需要强有力的数据共享管理部门,明确工作范围和职责,并充分调动各职能部门的积极性,统一部署、协调数据资源共享工作,才能有效促进共享工作。
资源交换 篇9
1 政务信息资源共享与交换的特点
政务信息的形成以及处理过程中, 都会经过比较繁琐的程序, 依据政务信息资源的共享与交换在集成构成中的规律及特点, 在政务部门中要具体实施有效的管理方案方法, 除了需要对政务信息资源的共享与交换的特点以及基本属性有一定的了解和认识, 另一方面还必须要严格的依照政务信息资源共享与交换的基本原则以及要求制定有效的管理手段。
政务部门中的政务信息资源的共享与交换一般都具有历史记录以及原始性的特点, 详尽的了解我们还会发现政务信息资源的共享与交换可以提供专业性监管凭证以及参考价值。政务信息资源的共享与交换具有四个比较显著的特点, 指的就是其传递性, 及时性以及独立性和规范性的特点。
政务信息资源的共享与交换一般主要论述的是两个范围以内的内容, 其一具体指的是在公众服务性领域中所产生的显性政务信息资源, 这里面包括了关于人事, 教学, 艺术, 会计, 审计, 商标, 婚姻登记以及书稿和地名等资料;第二个方面所阐述的一般都是一些具有特殊性质, 要加以保密或是行政执行上机密工作, 这一类称之为隐性政务信息资源, 主要在政府职能部门内部进行共享交换。
2 基于J2EE框架的政务信息资源共享和交换平台设计与开发的原则以及要求
根据信息的基本属性进行剖析, 结合政务信息资源共享交换具有的特点, 进行信息数据本身内容的分析, 在政务信息资源共享交换平台上引入J2EE框架。J2EE是信息数据处理上的一组技术规范与指南, 由sun公司主导开发研究, 其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次, 均有共通的标准及规格, 让各种依循J2EE架构在不同平台之间, 存在良好的兼容性, 解决以往政务信息资源共享交换平台后端使用的信息产品彼此之间无法兼容, 政府信息对内或对外难以互通的窘境。J2EE可以处理一些常见的编程任务, 包括提供事务服务, 命名和目录服务, 数据库访问和连接池, 线程池, 负载均衡和容错等, 能很好的解决过去政府部门在政务信息资源共享交换过程中遇到的问题。
J2EE开发框架主要有Hibernate, Spring, Struts2, EXTJS, Json。政务信息资源共享与交换在作用上主要表现在其在于让群众对于政府政策信息执行和实施, 且能及时了解, 与此同时也确保了政务数据或信息上的处理工作必须谨慎, 让政府工作在效率和严谨性上得到提升。J2EE的具体框架结构是由模型, 视图, 控制器 (MVC) 组成, 是Xerox PARC在为编程语言Smalltalk-发明的一种软件设计模式, 至今已被广泛使用, 将其应用在政务信息资源共享与交换平台的设计上有助于政府在开展民生工作过程中的高效率与透明化, 和在保证各项专业工作在合情合理以及合法的前提条件之下进行有效的监督检查作用。将J2EE框架植入到政务信息资源的共享与交换平台的开发设计上, 为了避免网络时代弊端所给予政府部门的恶性破坏, J2EE框架设计开发过程中要严格的遵循政务信息资源共享与交换的基本原则以及基本要求, 才能保证J2EE框架在政务信息资源共享交换平台上的应用达到真正的使用目的。
2.1 基本原则
对于政务信息资源的共享与交换工作上必须严格的遵循政务信息资源的共享与交换在收集归纳整理等一系列过程中所形成的规律以及特点, 在保证其之间的有机联系性不被破坏的前提之下, 进行有效且是正确的划分保管年限, 以便于往后对于政务信息资源的共享与交换的考查, 使用以及保管。
2.2 共享与交换的要求
因为政务信息资源所囊括信息种类非常多, 涉及的范围也比较广泛, 故此我们通常对于政务部门的政务信息资源共享与交换会有以下几种要求:
(1) 依据信息资料的来源, 把同一来源的档案看成一个整体进行进一步的加以管理。
(2) 共享交换的信息材料必须要是经过清晰的办理手续。
(3) 收集归纳的信息材料必须要是齐全以及完整。
(4) 按照上级颁发的政务信息资源共享与交换办法的相关规定, 遵循政务信息资源的共享与交换形成过程中的规律以及特点, 对政务部门政务信息资源的共享与交换进行管理;
(5) 确保政务信息资源的共享与交换之间的有机联系性在管理过程中不被破坏。
(6) 按照上级关于政务信息资源的保管期限进行正确的划分以及确定合理的保管期限。
(7) 组合的政务信息资源的案卷要便于保管以及使用。
(8) 依据“方便利用”的基本原则, 对于政务信息资源加以编制必要的检索工具。
3 政务信息资源共享与交换平台基于J2EE框架设计开发的具体方法
J2EE框架包含了J2SE如数据库连接, 接口定义以及网络编程方面的内容, 但同时还涵盖了如EJB以及JSP等类型的开发企业级应用类。由上文得知J2EE框架的基本组成是由模型, 视图, 控制器 (MVC) 组成, 为了完善政务信息资源共享交换机制, 如何在政务信息资源共享交换平台上有效的应用J2EE框架, 首先还需要进一步的了解J2EE框架结构, 其主要可分为四层, 分别为运行在客户端的机器上的客户层组件 (Client tier) 上的, 在J2EE服务器上的Web层组件 (Web tier) 上的, 在J2EE服务器上的业务逻辑层组件 (Business tier) 上的, 以及运行在EIS服务器上的企业信息系统 (Enterprise information system) 软件 (EIS tier) 上的。由此可以, J2EE服务器在实现J2EE各项技术上扮演了至关重要的角色, 而Web Logic Server是J2EE中的主要应用服务器, 能进一步实现J2EE框架中的所有属性, 如图1。
在政务信息资源共享交换平台开发设计中的主要着手点可由服务器开始, 选用编程安全稳定的服务器程序, 服务器上的Web层组件可以是JSP页面或者Servlets, 但要注意一点, 按照J2EE的规范, 静态的HTML页面与Applets不算是Web层组件。而对于此平台中服务器业务逻辑层组件选用上, 主要是EJB (Enterprise java Bean) 。服务器中的政务信息系统应该涵盖全面的基础建设系统, 让在政务信息资源共享交换平台上作为此应用程序上客户端的政府部门与群众, 或是政府部门与部门之间可以通过Web页面方式, 或是移动设备进行信息资源的共享与交换。研发设计过程中注意将J2EE组件有机的部署在多个应用服务器中, 与现有的分布式应用实现集成, 实现政务信息资源共享交换系统对多应用组件部署进行控制, 提高系统操作性与可靠性, 如图2。
考虑到有可能面临网络安全的问题, 在设计研发中还需要保障政务信息资源共享交换平台使用环境的网络安全, 进一步确保J2EE框架安全集成以及运行的稳定性。J2EE框架的运行以及大量的数据传输过程中, 确保网络的安全性是保障政务信息资源共享交换平台正常使用的一项至关重要元素。关于网络安全问题可以从以下几方面着手设计:
(1) 开展各部门相应的网络系统以及应用设备的相关安全等级评估和定级, 并在J2EE框架基础上按需添加安全设备, 完成政务信息资源共享交换支撑平台CA系统建设, 加固信息安全体系;
(2) 督促外包单位强化网络安全保障措施建设, 定期对设备运行情况进行巡查系统, 自动针对新的病毒和攻击手段, 及时采取相应的安全技术手段, 按需添置设备, 调整安全配置。
除了程序上优化设计J2EE框架在政务信息资源共享交换平台上的研发设计, J2EE框架应用在拓展及安全集成使用过程中, 人在这里起了绝对关键的作用。故此只有在不断的加强各个层面的政务信息资源共享交换参与者对政务信息资源共享交换的认识水平与业务能力, 才能更好地推进政务信息资源共享交换工作, 才能将政务信息资源共享交换各项建设和运行使用任务落到实处。涵盖各个层次、形式多样的培训活动应该经常性地开展, 以提高公务人员政务信息资源共享交换的认识水平与应用能力:第一层面是各级领导。重点是强化各地、各单位领导特别是主要领导的政务信息资源共享交换意识。培训方式可以不拘一格, 如可以利用考察其他地方经济、社会发展的机会, 将政务信息资源共享交换建设纳入考察内容, 让他们切身感受到政务信息资源共享交换带来的便利, 从而加快推动本地、本单位政务信息资源共享交换建设。第二层面是政务信息资源共享交换负责人和技术人员。这是培训工作的重点。培训内容既包括规划和管理方面的知识, 也包括技术与安全方面的内容;培训方式既包括相互之间的取长补短, 也包括外出考察的借脑提高。第三层面是一般机关干部。作为政务信息资源共享交换的使用者, 培训的主要内容应包括计算机与网络应用、政务网络基本安全知识与相关制度等。
4 结语
基于J2EE框架下的政务信息资源共享与交换平台设计与开发, 能实现政务信息资源复杂的事务管理, 让政务信息资源共享与交换平台上的信息共享交换变得更加简单快捷, 操作更具科学性与合理性, 增强了政务职能开展的透明度, 完善政府实行政务公开, 信息公开机制, 有利于群众对政府部门的监督, 提高政府各项工作的廉明清正, 从而改善政民关系。
参考文献
[1]宁家骏, 周民, 杨帆.创新模式以构建服务型政府公共网络平台——关于国家政务信息资源共享交换机制建设的几点思考[J].电子政务, 2012.
[2]王勇, 吴亚非.政务信息资源的共享与交换管理的基本要求以及遵循的基本原则[J].电子政务, 2012.
全光交换关键技术—全光标签交换 篇10
IP业务的爆炸式增长, 对网络数据的传输速率提出了很大的要求。由于密集波分复用 (DWDM) 技术的日益成熟, 使得Tbit/s级的传输网基本形成。但是, 网络交换部分的发展受“电子瓶颈”的制约严重滞后, 使得传输网络的容量不能良好利用。为了跨越网络传输速率与交换速率之间的鸿沟, 一种基于全光域的交换技术, 即全光交换[1] (AOS:All Optical Switching) 应运而生。全光交换是指采用全光节点在光域完成对信号的传输、交换、路由、转发, 改进了原先O-E-O的交换模式, 消除了光-电转换的开销, 克服了电速率对路由速率的限制, 减少了信息传输中的拥塞, 提高了网络的吞吐量。
目前较有优势的研究重点是全光标签交换[2] (AOLS:All-optical Label Swapping) , AOLS的主要思想是将光波长作为交换标签, 将光交换与路由转发进行无缝融合, 直接在波长信道上以标签交换方式来交换光分组包, 利用波长寻找路由, 并标示所建立的光通路。交换过程中主要采用光逻辑器件与非线性光器件实现高速的分组路由与转发。这种交换方式的优点是:分组的路由独立于分组速率、分组格式和分组长度, 增加了网络的灵活性和交换粒度, 解决了路由器转发速率与网络容量之间的矛盾, 满足了宽带光网络的迫切需求。
1全光标签交换的节点结构
全光标签交换实质是将低速率的光分组进行时分复用形成高速的分组, 并在分组的首部嵌入光标签, 再重新分配波长进行转发, 其核心是光标签的产生和提取。分组光标签采用与净荷相同的调制光源和调制强度进行调制。AOLS节点的主要功能是由各子模块分别完成分组净荷与标签的分离、标签地址的读取、对读取后的分组进行波长转换而后进行路由转发。而完成这些功能的主要光器件是全光逻辑异或门 (AOLXG) [3]和全光逐跳分配器 (AOFF) [4]。当分组到达AOLS节点输入端时, 首先对到达分组进行解复用, 给每个参与交换的模块分配一个特定波长, 然后由这些模块对拥有相应波长的分组进行处理。在输出端, 对分组进行波长转换并由阵列波导光栅 (AWG) 路由转发。具体步骤如图1所示[5]:
第一步:对到达分组解复用, 给每个波长分配一个子模块, 在子模块中根据净荷与标签速率的不同将两者分离。第二步:被提取的光标签被反馈到基于全光逻辑异或门的相关器中与本地地址相比较。其中, 本地地址发生器由光延迟线、耦合器、分路器构成。需要注意的是, 每个相关器只能对比一个光标签与本地地址。第三步:经过对比, 在AOLXG的输出端产生一个与本地地址相匹配的高强度的单脉冲, 此脉冲驱动一个由全光逐跳分配器构成的控制模块, 进而控制可调波长转换器工作。根据匹配地址, AOFF产生一个特定波长的连续波 (CW) 信号。同时, 由光纤延迟线生成新的标签被插入到净荷首部构成新的分组, 并将逐跳分配器产生的新波长分配给这个新的分组, 重新分配波长的分组通过阵列波导光栅做出路由决定, 而后分组被送达AOLS模块输出端口。
在整个标签交换过程中, AOLS节点需要对到达分组进行时钟提取才能解决各个子模块之间的同步问题, 此功能由一个时钟恢复电路与单脉冲发生器实现。时钟恢复电路位于路由器的前端, 处理高速的突发模式光分组;单脉冲发生器则是在分组到达AOLS模块时产生一个光脉冲。而对到达分组标签与输出分组标签以及本地地址生成的配置则由两个交换矩阵完成, 这个交换矩阵由一个低速的动态配置网络平台控制。路由器中光相关器与光逐跳分配器的数量则由路由表中本地地址的数量来决定。
2全光标签交换中的关键技术
如上所述, AOLS节点通过提取分组标签, 重新分配波长来完成分组的路由转发。通过各个子模块的有序工作顺利完成交换功能。整个交换过程由以下关键技术支撑。
2.1冲突解决机制
在全光标签交换过程中, 当波长相同的分组大于一组或在同一输出端口的分组大于四组时, 就会发生冲突。这时可通过加入输出或输入缓存来解决这个问题。但对于输出缓存模块, 要求有全光分组冲突检测机制、全光可变光延迟控制以及全光可调波长转换, 而目前的工艺水平还不能制造出较好的上述器件, 需通过电控制实现。另一种方法是给AOLS模块加入输入缓存, 即通过配置更多的波长分配给分组。如图2所示[6]:
此方法采用16波长复用代替早期的4波长复用, 这16个波长被分为4组, 每组4个波长, 进入4×4的AWG路由器以4波长一组的形式分别在AWG阵列中同时路由。但是为解决输入同一光纤的分组之间的同步问题, 需要在解复用器后加载同步模块, 引入了一个固定的时延Δt, 其值由AOLS处理每个分组的时间决定。此方法在一定程度上解决了波长相同的分组同时占用一个通道的拥塞问题, 但是占用了更多的波长资源, 且有可能造成延迟。
2.2分组标签的分离与读取
当分组到达AOLS节点后, 首先须将分组标签与净荷分离, 节点才能根据读取标签所携带信息进而做出路由选择。光标签提取是标签交换的核心技术。一般采用一个光分组时钟恢复电路与高速光逻辑门组成分离电路完成标签的分离。到达分组被分为两部分, 一部分作为时钟恢复电路的输入信号, 另一部分作为数据信号。被提取的时钟信号作为光逻辑门的控制信号。当原始分组与提取时钟被迟延时间恰好等于时钟获取时标签长度增加的时间时, 标签与净荷成功分离。
分组路由实质上是节点根据到达分组的标签与查找表中地址的对比后做出的选路决定, 因此, 标签的读取对于标签交换来说也是关键一环。在进行标签地址与查找地址的对比时, 一般采用光时域相关器在查找表中对比一系列的比特流, 从而做出路由选择。一个典型的结构就是采用基于SOA-MZI的全光逻辑异或门实现。每个处理节点最多四个相关器, 或采用两组级联的光子集成的SOA-MZI, 作为逻辑异或门工作, 在两组SOA-MZI之间采用逆向传播机制防止两组之间光滤波的发生。如图3所示[3]:
输入信号流被耦合至MZI的端口1和端口2, 而输入的连续波 (CW) 耦合至端口3, 逻辑异或门对两组数据流作出处理后由第一组SOA-MZI的输出端口4输出, 这组经过衰减延迟的信号在进入下一组SOA-MZI的输入端口。但要注意的是, 进入第二组输入端口的信号已不再是连续波而是一个经过脉冲调制的信号。
2.3可调光波长转换和分组路由
在全光标签交换过程中, 路由选择是根据标签地址与本地地址的对比结果做出的, 在对比地址后, 需对分组重新插入新标签, 并分配新的波长才可送至阵列波导光栅选择输出端口。高速的光交换要求波长转换器采用不敏感极化以及较大的可操作波长范围。在LSANGNE[3]项目中, 采用SOA-MZI作为波长转换器。但是系统需要SOA-MZI拥有大的调制带宽, 才能处理40Gb/s或更高速率的归零信号波长。而快速的波长调谐又要求转换器具有可调自由光滤波结构, 这就要求SOA有快速的增益恢复时间, 这对于目前的技术水平来说还是一个挑战。
文章介绍的代替方案是采用两个级联的SOA-MZI, 如图4所示[3]:
在第一级, 由内部的连续波激光器对到达信号进行调制, 转换后的信号作为调制信号输入第二个SOA-MZI, 第二个SOA-MZI同时接收光逐跳分配器产生的连续波信号。在输出端, 用一个陷波滤波器滤出激光器产生的光信号, 完成波长转换。但是此方案的缺点是:波长模块的调制带宽远小于单个SOA-MZI的调制带宽。
在波长转换过程中控制波长转换器工作的是光逐跳分配器。它一般由两个分离谐振腔的激光器耦合而成, 也可由其它非线性光器件耦合而成。现阶段已证明可行的有耦合的非线性马赫-增德尔干涉仪和非线性极化开关。对于集成AOFF, 要求拥有快速的设置和重置速度, 且要求低功耗, 高效率以及足够小的外形, 但目前制作高集成度的光移位寄存器还比较困难。现阶段已试验成功的是由两个耦合的微激光器构成的AOFF, 大小已接近光波长的尺寸, 交换速率已达到皮秒级, 且功耗只有千万亿分之一焦耳[7]。一旦高集成度的AOFF制作成功, 这种高速低耗的光逻辑器件即可应用于全光标签交换。
3结论
全光标签交换解决了路由转发速率与网络容量之间的矛盾, 且消除了常规光交换中O-E-O的转换开销, 在一定程度上节省了网络资源。但是对于每一个接收的分组标签, 都需要一个独立的硬件支持, 这在无形中又增加了光元器件的开销, 且节点的集成度也影响着全光标签交换的总开销, 节点集成度越高, 越可减少光纤-芯片耦合系数。因此, 采用高集成度的光逻辑器件是减少光开销的一个有效办法。
虽然全光标签交换是今后光网络发展的一个重要方向, 但是网络的发展需要硬件支持, 而目前还没有满足要求的光路由器以及光缓存技术支持。在还没有完全成熟的光元器件问世之前, 在一定程度上, 这种全光交换节点结构相对于现有的OPS网络还不占优势, 还需要进一步对光元器件的集成进行研究, 以便完全实现全光网络。
参考文献
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