认知无线网络架构

认知无线网络架构（共7篇）

认知无线网络架构 篇1

摘要：本文首先阐述了认知无线电技术的基本概念和原理,回顾了认知无线电技术的发展历程,介绍了该技术的研究现状;然后,结合现代战场通信的需求,对认知无线电技术在军事通信上的应用前景做了简要分析;在此基础上,参考软件通信体系结构,提出了一种基于认知无线电的电台体系架构,给出了其软硬件组成,并对各部分的功能做了简要的说明。

关键词：认知无线电,软件通信体系结构,认知引擎,战术电台

0 引言

随着信息技术的不断发展,军事、民用、商业对通信要求也在不断提高,新的通信设备和通信手段不断出现,而目前采用的主要还是基于授权的静态频带分配的方法,这就使得常用的无线频带越来越拥挤,频谱资源已经成为一种紧缺资源。而过于拥挤的通信频带,带来的就是设备通信能力的直线下降。因此,如何解决因频带拥挤带来的通信能力下降的问题,已经成为一种迫在眉睫的需求。

认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)[1]是解决上述问题的有效方法之一,它是一种新的智能无线通信技术,通过感知周围环境的频率、时间和空间等特征,对环境、信道条件、网络协议、用户需求以及设备本身的内部情况进行推理,根据推理结果实时调整传输参数,以保证信息的可靠快速传输。

本文结合认知无线电的技术特点以及战场通信的实际需求,给出了一种基于认知无线电技术的战术电台架构,对其软硬件组成及功能做了简要分析。

1 认知无线电技术的概念及发展

上世纪90年代早期,J.Mitola提出了软件无线电(Software DefinedRadios,SDR)的概念。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器,将尽可能多的无线电台的功能用软件定义。它的出现使通信终端大大减小对硬件的要求,可以使相同的终端在不同的通信系统中使用。在2000年的论文中,Mitola将软件无线电的概念进一步拓展,提出了认知无线电(CR)的概念。认知无线电可以感知周围电磁环境,并实时调整传输参数,使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应,而且能与环境相匹配,以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。也就是说,SDR关注的是采用软件方式实现无线电系统信号的处理;而CR强调的是无线系统能够感知操作环境的变化,并据此调整系统工作参数,实现最佳适配。从这个意义上讲,CR是更高层的概念,不仅包括信号处理,还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推理和规划的高层活动。所以,认知无线电是智能化的软件无线电[2]。

此后,不同的机构和学者从不同的角度给出了CR的定义,其中比较有代表性的包括美国联邦通信委员会(FCC)和著名学者Simon Haykin教授的定义。FCC认为:“CR是能够基于对其工作环境的交互改变发射机参数的无线电”。Simon Haykin则从信号处理的角度出发,认为:“CR是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境,并使用人工智能技术从环境中学习,通过实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等),使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化,以达到以下目的:任何时间任何地点的高度可靠通信;对频谱资源的有效利用。”

总结上述定义,CR应该具备以下3个主要特征:

(1)感知能力。感知能力使CR能够感知其外部频谱环境信息,发现空闲的频谱资源或干扰信号,寻找合适的信道,这是CR工作的前提。

(2)推理和学习能力。推理和学习能力使CR能够根据感知到的外界电磁环境和自身的状况,同时结合过往的工作数据,得出当前的最佳通信参数的能力,这是CR工作的核心。

(2)重构能力。重构能力使得CR设备可以推理结果对设备的各种参数进行重设置的能力。可以重构的参数包括:频率、发射功率、调制和编码方式、通信协议等。

一个常见的CR设备工作流程如图1所示:

如图1所示,CR设备的工作过程一般分为以下三个阶段:

1)感知阶段:认知设备感知外界的电磁频谱环境;

2)决策阶段:根据感知到的外界电磁环境和已有的知识经验,经过详细的运算推理过程,得出最适合当前环境的通信参数;

3)重构阶段:根据决策结果对认知设备进行参数加载或配置,完成通信过程。

感知、决策、重构这三个阶段不断的循环,构成了CR设备工作的全过程。

认知无线电的概念提出以后,众多国家和国际组织都对其投入了巨大的研究精力,其中以美国和欧盟的研究最具代表性。美国的研究以认知无线电为主,欧盟则从异构网络融合入手,并正朝着认知无线网络方向发展。代表性的研究工作有:

1)2003年12月,美国联邦通信委员会(FCC)对《FCC规则第15章》公布了修正案,规定:“只要具备认知无线电功能,即使是其用途未获许可的无线终端,也能使用需要无线许可的现有无线频带”。并且将认知无线电的使用在5G频段合法化,同时FCC正在考虑是否在TV频段也将认知无线电合法化。

2)美国电气和电子工程师协会(IEEE)于2004年11月正式成立IEEE802.22工作组,这是第一个世界范围的基于认知无线电技术的空中接口标准化组织。

3)2005年3月,IEEE通信协会(ComSoc)和电磁兼容协会(EMC)共同成立了IEEE P1900标准工作组,该机构致力于推进与下一代无线通信技术和高级频谱管理技术相关的电磁兼容研究。

4)IEEE JSAC于2007年4月和2008年1月,IEEE Comm Mag于2007年5月和2008年4月,IEEE J-STPTP于2008年2月分别出版了关于认知无线电的专辑。

5)2008年2月,欧盟启动的FP7(欧盟第七框架计划)又加大了对下一代无线网络研究的力度,力图在网络融合的基础上进一步向认知无线网络发展。

2 认知无线电技术的军事意义

除了民用方面的研究,认知无线电技术还被发现有更多的军事意义。现代战争条件下战场的电磁环境日益复杂,各种电磁辐射源如雷达、通信、导航、指控、电子对抗设备等数量成倍增加,覆盖的频谱越来越宽,多种电子设备在有限的地域内密集开设,使得频谱资源异常紧张,电磁兼容问题越来越突出。认知无线电能够主动的感知战场电磁环境,并不断的学习归纳,动态的利用频谱资源,对信息进行智能化的传输,因此认知无线电技术能大大提高战场无线通信的性能和可靠性,具体体现在通信容量、频谱利用率、抗干扰能力等方面;同时,由于认知无线电设备能够主动感知战场电磁环境并对接收信号进行识别,因此可以一边进行电磁频谱侦察,一边快速释放或躲避干扰,实现传统无线通信设备所不具备的电子对抗功能[3]。

随着认知无线电技术与战场环境的结合成为未来战场通信的趋势,越来越多的国家将此作为研究的焦点,但大多处于理论探索阶段,只有美国DARPA(Defense Advance Research Products Agency,国防高级计划研究局)的XG项目研究时间最长,进展最快,最为典型。从2003年开始,XG以CR技术为核心,着眼于开发认知无线电的实际标准和动态频谱管理标准,采用软件无线电技术来实现最大限度的时域、频域和空间等信息的利用,并称其论证的频谱效率可使目前的频谱利用率提高10～20倍。其基本思想是:设备首先“感知”周围无线环境并确定频谱特征,确定基本用户的存在性并“描述”可用机会,通过对环境的理解和主动学习,遵守应用于该频谱的管理策略,设备确定一种最佳计划,实时调整传输参数比如功率、载波调制和编码等,节点间相互通信协调使用机会,定义与应用干扰限定策略,然后以不与基本用户发生冲突的方式发送信号,达到通信系统性能最优化的目的。

3 基于认知无线电的电台架构

战术电台作为战场通信的主要手段,对通信的实时性、可靠性、抗干扰能力有着更高的要求,而认知无线电的技术特点则决定了认知无线电技术必将在战术电台上得到广泛应用。因此,采用一种什么架构来设计电台,将认知无线电技术和战术电台的通信功能完美结合就变得十分重要。

由认知无线电的概念可知,认知无线电是智能化的软件无线电,具有软件无线电的所有特征。提到软件无线电,就不能不提到软件通信体系结构(SCA)[4]。SCA是实现军用软件无线电台设计的一个有效规范和指导,是美军针对下一代战术无线通信系统的研制而发布的通用规范,它对多种类型军用无线电台的软硬件体系结构进行了定义。基于SCA的战术无线电台具有通用性强、便于更新、便于维护和升级的特点,并且能够实现不同军兵种不同系列电台之问的互连、互通和互操作。目前,美军已发布了多个版本的SCA规范(最新版本是SCA 2.2.2),研制并装备了多种基于SCA的无线电台。近年来,我军一直在密切关注和跟踪SCA的研究动向,并于2004年发布实施了适合我军特点的相关国军标,用来指导我军下一代战术无线电台的研制和开发。因此,综合考虑认知无线电和SCA的特点,同时结合战术电台的使用需求,参考SCA规范,提出一个基于认知无线电的电台体系架构。如图2所示。

该体系架构中,自底向上包括硬件平台、BSP及设备驱动、嵌入式操作系统、嵌入式CORBA中间件、硬件抽象层(MHAL)、核心框架、基础服务、无线通信波形应用、频谱感知波形、认知引擎等若干部分。

硬件平台是实现通信功能和认知功能的基础,由射频模块、数字信号处理模块、主控模块等组成。

BSP、设备驱动、嵌入式操作系统、嵌入式CORBA中间件、硬件抽象层、核心框架共同构成一个通用开放的SCA软件平台。

基础服务软件为用户提供通用、组件化的共性服务,包括故障检测、资源监控、信息输入、时间服务等。

无线通信波形应用是由一组实现通信功能的波形组件构成的应用软件,一种无线通信波形应用代表一种通信功能的实现。具备认知功能的电台可以根据认知结果选择最佳的波形和参数进行通信。

频谱感知波形完成频谱感知功能所需的信号处理工作,得到的感知结果是认知引擎工作的依据。电台可以根据时间、空间、频率等实际情况运行不同侧重的频谱感知波形以获取最佳的感知结果。

认知引擎是在软件无线电平台上实现基于人工智能技术的推理与学习,实现并驱动整个认知环路,实现认知功能的核心部件。通常,认知引擎由推理机、学习机、知识库等功能模块组成。可以说,认知引擎是CR的“大脑”。

由图2所示的电台体系架构可知,基于认知无线电的电台在硬件上通常由以下模块组成:

1)实现通信功能的射频模块;

2)实现频谱感知功能的射频模块;

3)运行通信和频谱感知波形的数字信号处理模块;

4)运行认知引擎、完成对各模块运行管理的主控模块。

一个多通道的认知无线电台硬件架构如图3所示:

根据电台使用需求的不同,可对图3所示的硬件架构进行裁减,但最少必须保留一个通信通道和一个认知通道。此时,数字信号处理模块和主控模块的功能也可以在一个硬件模块上实现。一个典型的单通道认知无线电台硬件架构如图4所示。

图中的射频功能模块完成通信射频信号的处理;频谱感知模块根据需求完成对相应频段的电磁环境探测;主控及数字信号处理模块是电台的核心,运行通信波形、认知引擎,同时负责电台的控制管理。并且,按照图2所示的体系架构,在主控及数字信号处理模块上还要运行嵌入式操作系统、核心框架、中间件、硬件抽象层等基础软件以满足体系架构的要求。

4 结论

本文首先介绍了认知无线电技术的基本原理及,然后结合认知无线电技术的发展阐述了其在军事上的用途,最后参考软件通信体系结构(SCA)提出了一种基于认知无线电的电台体系架构,对其软硬件组成做了简要分析。

认知无线电技术作为一种全新的通信技术,能有效提高通信设备的通信效能及抗干扰能力;以认知无线电设备组网,能大幅提高通信网络的频谱利用率及通信容量;结合世界军事信息技术发展的特点,认知无线电技术的军事用途更是不可低估。近年来,认知无线电技术已经受到广泛和深入的研究,在不远的将来,必将对现有的通信技术造成巨大的冲击,在通信技术发展的历史上留下深远的影响。

参考文献

[1]J.Mitola,Cognitive Radio:An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio[D],Sweden,KTH Royal Institute of Technology,2000.

[2]杨小牛,从软件无线电到认知无线电,走向终极无线电[J],中国电子科学研究院学报,2007,1:4

[3]赵陆文、周志杰、缪志敏等,浅析认知无线电在军事通信中的应用[J],无线通信技术,2007,4:34

[4]J EPO,JTRS SCA Version2.2.2,Software Communication Architecture Specification[S],2006

认知无线网络架构 篇2

安装前的准备

在进行操作系统维护之前需要将必要的数据备份出来。备份的方法可以使用额外的硬盘，也可以将数据用刻录机备份出来。另外，在重新安装系统之前，需要检查硬件是否工作正常，从网上下载最新的硬件驱动程序安装盘(光盘或软盘)，否则系统很可能将无法安装成功。尤其是某些RAID卡的驱动程序，一定是要有软盘介质的支持，因为在安装操作系统时会要求你插入驱动盘。

操作系统的安装

在确认万事俱备之后，就可以重新安装操作系统了。首先需要将硬盘格式化，用操作系统的启动盘启动系统之后，运行格式化命令就可以了。如果有必要，可以重新把硬盘分区，但是千万不要进行低级格式化硬盘，除非确认硬盘有坏道。

在格式化硬盘之后，就把操作系统安装上，安装操作系统的具体操作过程这里就不再讲了。安装完操作系统之后，再把显卡、网卡、SCSI卡、主板等设备的驱动程序安装上，使操作系统正常运行就可以了。

另外，需要提醒一下，在安装完操作系统之后，记住一定要下载并安装最新的操作系统的补丁，这样就能够保证服务器的安全漏洞是最少的。

网络服务的设置和启动

仅仅安装完操作系统是不行的，此时的服务器还没有提供各种网络服务，因此需要对服务器进行一系列的设置。下面介绍几种特别重要的网络服务。

1、DNS服务

DNS(域名解析系统)是基于TCP/IP的网络中最重要的网络服务之一，最主要的作用是提供主机名到IP地址的解析服务。在Windows Server组成的网络中，DNS服务居于核心地位，如果没有DNS，Windows 2000网络将无法工作。所以在windows 2000网络中，至少要有一台Dns服务器。

2、域控制器

在Windows NT/2000中有“域”的概念。带有“域”的网络能够实现“单一账号单录，普遍资源访问”，也就是说只要在域控制器上有一个合法账号，就可以访问域中其他的服务器的资源。如果没有域控制器，只能构成一个对等网。对等网在权限控制、资源管理上是很麻烦的。因此首先要在网络中安装域控制器;如果网络中已经有了域控制器，可以不必再安装域控制器，但可以将这台服务器设置成备份域控制器，当一台域控制器出故障的时候，另外一台域控制器可以接替它的工作。

3、DHCP服务

DHCP(动态主机配置协议)是服务器向其他客户机提供IP地址以及其他网络服务的IP地址(如DNS、默认网关的IP地址等)的网络服务。数量在几十台以上的计算机网络中，使用DHCP会带来很大的方便，客户机的IP地址、DNS的IP地址、默认网关的IP地址等都可以实现自动分配，这会大大降低网络的管理难度，

除非只有几台计算机，否则都应该采用DHCP。

4、Web服务

Web服务是服务器提供的基本功能，尤其是在校园网中，怎么可能没有校园主页呢?在将校园网主页的数据复制到服务器中之后，需要重新设置一下Web服务，使校园网主页能够正常运转。

应用系统的安装

基本网络服务安装、设置完成之后，需要安装各种服务器应用系统。下面介绍几种必需的应用系统。

1、E-mail服务

E-mail是网络中使用频率最高的网络服务之一，因此E-Mail服务器不可缺。邮件服务器软件有许多，在Windows NT/2000中，用的最多的当然是Exchange Server了;在Linux中，最常用的邮件服务器软件是Sendmail。由于篇幅所限，具体的安装和设置就不讲了。

2、数据库服务

数据库服务也是服务器中经常提供的服务，许多应用系统都在数据库服务器的基础上进行。在Windows NT/2000网络中，最常用的数据库服务系统是MS SQL Server;在Linux中，最常用的数据库服务系统是My SQL。也可以使用Oracle等大型数据库系统。

3、代理服务

目前，许多学校使用代理服务器联入互联网，这样可以节省大量的互联网接入费用。常见的代理服务器软件有SyGate、WinGate、MS Proxy等。有的软件不仅需要在服务器端安装，也需要在客户端安装，因此在安装的时候，要保证客户端与服务器端的一致。

4、其他应用系统

安装了以上这些服务是远远不够的，因为校园服务器上还要运行其他应用系统，比如教育教学资源库、校园管理系统、电子图书馆、电子备课系统等。这些软件的安装各有不同，按照说明书一步一步进行就可以了。

OK，经过以上一系列的步骤，现在焕然一新的服务器又重新出现在您的面前了。相信整装待发的服务器将在下一学期的工作中会有更好的表现。

专家提示

1、安装前的准备

在重新安装操作系统之前，首先要确定是否需要重新安装。如果需要，那么要确定操作系统的版本，数据库、Web服务、邮件服务等应用程序的版本，要确定是否用当前的版本，还是升级。之后，准备操作系统、补丁程序、应用程序，准备驱动程序，最好使用厂家提供的驱动。

备份数据的方法有许多种，在校园网中很实用的办法是网络备份，或者用磁带机备份。备份时，要区分文件系统、数据库，文件系统备份很简单，Copy即可， 数据库备份不能简单地Copy，要用数据库下的备份工具来备份，或者用专用的备份软件来备份，例如Veritas、IBM、CA、NETAPP等公司的备份管理软件。

2、操作系统的安装

认知无线网络架构 篇3

为了解决这些问题, 提出了一种有效解决的方法——认知无线电技术 (Cognitive Radio, 简称CR) , CR是一种具有高度智能化的无线通信技术, 它通过对周围环境的时间、频率、空间等性状的动态感知, 然后根据环境、信道条件、网络协议、用户要求等进行推理, 按照推理结果对系统工作参数进行实时调整, 以提高无线通信的可靠性和频谱利用率。

1 认知无线电技术

认知无线电 (CR) 的概念是Mitola博士在对其提出软件无线电 (Software Defined Radios, SDR) 的概念上更进一步的拓展。SDR的核心思想是尽可能在靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器, 用软件方式实现对无线电系统信号的处理。CR则是通过对周围环境的动态感知、推理, 并对系统工作参数实时调整, 使通信系统中的无线电参数与规则和环境实现最优匹配, 以达到随时随地提高通信系统的可靠性和频谱的利用率。因此, 可以说认知无线电是高度智能化的软件无线电。

根据CR的基础核心思想, CR具备感知能力、学习和推理能力、重构能力三个主要特征。感知能力是CR工作开始的前提, 它能够使CR感知周围环境的频谱信息, 检测频谱是否空闲或有无干扰信号, 搜寻适配的信道。而学习和推理能力是CR工作的核心部分, 使CR根据感知到的周围环境信息和自身的状况, 结合以前的工作数据, 推理出目前最优的通信参数。重构能力则是使CR根据推理结果对通信设备的频率、发射功率、通信协议、调制及编码方式等参数进行重新设置。因此, 一个CR设备的工作过程分为感知阶段、决策阶段、重构阶段这三个阶段, 而这三个阶段不断循环的过程构成了CR的整个工作过程。

2 基于认知无线电技术的电台架构设计

电台作为无线通信中的一个主要手段, 对通信的可靠性、抗干扰性、实时性等要求都要更高, 而认知无线电的特征决定了认知无线电技术在电台中能够广泛使用。因此, 结合认知无线电的特点和通信的高要求, 设计出一个基于认知无线电技术的电台体系架构, 如图1所示。

在图1这个体系架构中, 硬件平台由射频模块、频谱感知模块、收发转换、操作显示、主控及数字信号处理模块和电源组成, 是实现通信功能和认知功能的基础, 而每个模块的主要功能是:

(1) 射频模块:实现通信功能;

(2) 频谱感知模块:实现频谱感知功能;

(3) 数字信号处理模块:运行通信和频谱感知波形;

(4) 主控模块:运行认知引擎, 完成对各模块的运行管理。

BSP、设备驱动程序、嵌入式操作系统、嵌入式CORBA中间件、硬件抽象层 (MHAL) 、核心框架组成了一个通用开放性的软件平台。

基础服务则包括了为用户提供的故障检测、资源监控、信息服务、时间服务等通用和组件化的共性服务。

无线通信波形应用是由一组实现通信功能的波形组件所构成的应用软件, 这组无线通信波形的每一种应用分别代表了一种通信功能的实现, 其功能是使具有认知功能的电台根据认知结果选择通信的最优波形和参数。

频谱感知波形是对完成频谱感知功能所需的信号进行波形处理, 而得到的感知结果是认知引擎工作的依据。对于电台, 则可根据频率、空间、时间等实际情况运行侧重不同的频谱感知波形, 以此获取最优的感知结果。

认知引擎是认知无线电技术的核心, 其主要功能是在认知无线电中的成功实现基于人工智能技术的推理和学习, 并驱动整个认知环路。在这个电台体系架构中, 包括推理机、学习机、知识库等功能模块。

除此之外, 这个电台体系架构可以根据电台的实际使用需求, 可以有多个或至少有一个通信通道和认知通道, 架构成多通道的认知无线电台或是单通道的认知无线电台。

3 结束语

文章通过对认知无线电技术核心思想的简单叙述, 综合得出认知无线电技术的主要特征和其整个工作过程, 以此设计一种基于认知无线电技术的电台架构, 并对其组成的软硬件简单分析了其功能。认知无线电技术是一种能有效提高通信效能、抗干扰能力、频谱利用率的全新通信技术, 而随着对认知无线电技术的深入研究, 它在通信领域越来越受到广泛应用, 并对通信技术的发展有着深远的影响。

摘要：蓬勃发展的信息技术, 使得人们对通信的要求也提高了, 然而有限频谱资源的紧缺及其利用率低的情况, 又降低了通信设备的通信能力。因此急待找出一种解决这些问题的有效方法。本文通过对认知无线电的简单介绍, 结合认知无线电技术的特点和通信的高要求, 设计出一种基于认知无线电技术的电台体系架构, 并简要分析了其组成部分及功能。

关键词：认知无线电,电台,架构设计

参考文献

[1]卢振.认知无线电中的频谱接入技术[J].信息技术, 2009 (4) .

认知无线网络架构 篇4

关键词：微信的使用,内容分析法,自我认知的架构,社会调研与数据表现

1 大学生自我认同现状与微信使用的情况综述

微信的推出正值中国移动互联网的大规模兴起, 其时机恰到好处;加之微信本身所具备的优势与推广力度, 大学生本身对微信的接受程度与认可程度在短时间内迅速上升, 产品本身获得了较大的成功。但是同时, 过多的微信使用, 对正处于自我认同形成阶段的大学生无疑是产生了惰性影响, 虽然大学生可以通过微信的使用获得一定的知识, 但是由于微信其本身构架的商业性与模糊性的存在, 使得大学生的自我认同形成难以摆脱微信的消极影响。

以韩晓宁、王军和张晗在《内容依赖:作为媒体的微信使用与满足研究》为例, 论文中提出:“微信的使用者对于微信的内容有一定的依赖性, 会根据自己的需要主动地寻找, 甚至是自己选择订阅号和公众号定阅;通过微信的使用来提升自己微信使用的满足。”

诚然, 这些研究在研究成果里或多或少的提到了微信对于大学生的影响以及微信的使用对于大学生的满足, 但是, 其研究未能提到微信的使用对于大学生自我认知架构的影响。研究成果多停留在表面的现象研究与理论性的总结, 但是对于微信如何在大学生自我认同的深层次上产生影响, 以及大学生在接受微信时其内心的心理活动未能提出有效的见解, 而这正是本论文的研究方向与着力点。

2 大学生自我认同的研究设计与路线

本论文采用的是内容分析法, 即通过样本容量分析, 以发放调查问卷的方式进行最基础的数据信息收集。问卷的大规模大范围发放旨在避免集中的发放带来的地域性特征而使得数据体现失真, 进而使得论文的研究结果不具备普遍性与共同性。

3 大学生微信功能使用的偏好的自我认同与使用习惯

3.1 微信功能使用的时间分布特点

在微信以语音对讲和公众号为主的众多特色功能中, 样本群体每天平均利用其聊天的平均时长为62.9 分钟, 并且时间跨度比较大, 而且不同样本个体之间在使用功能时间方面存在较大不同。另外, 在不同的使用环境下, 教室、自习室等学习环境下使用时间位居前列, 分别为32.4 与26.7 分钟, 这与大学生的活动作息安排是相一致的。

另外, 抛开寝室与教室这两个时间与地点相对比较固定的场所, 调研的样本群体在其他地点累计的时间为43.8 分钟, 占日平均使用时长的51.6%需要说明的是, 样本群体在某些场所, 比如说食堂、公交等场所的使用时长均在5 分钟以上。显然的, 微信的大学生用户群体中, 对微信的使用已经产生了一定的依赖, 这与移动设备的便携性是息息相关的。

3.2 大学生群体对微信具体功能的使用习惯与认同

依据所调研的数据反映, 58.9% 的大学生关注了3 个以上公众号;24.3% 的关注了10 个以上。具体情况见下表。

4 大学生微信的使用动机及使用满足中的自我认同

在使用动机方面, 大学生使用微信公账号的最大原因就是文章阅读, 日均为5.7 分钟, 紧随其后的便是对社交聊天以及红包发放的行为习惯。对应到其使用与满足方面, 信息获取是日均使用时间中占比例最大的项目之一为4.2 ;各项功能的平均值为2.2。

5 总结与展望:移动互联时代下大学生自我认知的构架方法

当代大学生必须充分认识到信息社会下信息泛滥对个人心理成长环境的影响, 努力的厘清社交与依赖成瘾之间的关系。不能因为社交, 亦或是从众的心理而盲目地改变自我认同的固有构架。

在这个过程中, 必须不断地提高自身的人文素养, 需要说明的是, 一个良好的自我认同一定是来源于充分的人文环境滋养的。

毫无疑问, 大学生正处于自我认知形成的关键时刻, 在与微信这类社交平台的使用与互动过程中, 一定要增强道德认知与伦理认知对自我感觉与认同的作用与反作用。

参考文献

[1]韩晓宁, 王军、张晗.内容依赖:作为媒体的微信使用与满足研究[J].国际新闻界, 2014 (4) :82-96.

[2]李晶.数字鸿沟视角下政务微信的使用行为研究[J].大学图书情报学刊, 2015 (3) :156-157.

[3]高凯.政务微信的使用及社会效应分析[J].西部广播电视, 2014 (12) :230-231.

认知无线网络架构 篇5

第5 代移动通信系统( 5G) 已经成为国内外移动通信领域的研究热点。2013 年初欧盟在第7 框架计划启动了面向5G研发的METIS项目,由包括华为公司等29 个参加方共同承担; 韩国和中国分别成立了5G技术论坛和IMT - 2020 ( 5G) 推进组,“863”计划也分别于2013 年6 月和2014 年3 月启动了5G重大项目一期和二期研发课题[1]。目前,世界各国正就5G的发展愿景、应用需求、候选频段、关键技术指标及使能技术进行广泛的研讨,力求在2015 年世界无线电大会前后达成共识,并于2016 年后启动有关标准化进程[2]。

目前传统的移动通信和5G的研究中很少有人考虑到卫星的应用。然而卫星具有覆盖范围广、覆盖波束大、组网灵活和通信不受地理环境限制等优点,可以在陆地蜂窝覆盖不到的边远地区、山区、河海、空中和空间实现移动通信[3]。因此在研究5G时,在地面网络中融入卫星网络来弥补地面网络的不足将十分必要。

本文综合国内外最新研究成果,借鉴软件定义网络和网络功能虚拟化的思想,将星地网络从核心网角度融合,利用卫星网络的优点解决了地面网络不易解决的问题。

1 国内外研究现状

由于5G技术过于新颖,学术界和产业界还没有对其进行定义,相关诸如国际电信联盟( ITU) 等国际通信标准机构及全球3GPP、Wi MAX等移动通信论坛也没有给出正式的技术定义,使得5G技术至今还没有一个清晰的概念。国际上,欧洲针对新一代接入网提出了CRAN架构,采用软件定义网络( SDN) 和网络功能虚拟化( NFV) 技术,希望将接入网实现基站池化。国内IMT - 2020( 5G) 推进组提出了号称“三朵云”的5G网络架构,将整个网络分为接入云、控制云和转发云,实现多网融合与核心网的控制与转发分离。以上二者在研究5G时都没有相关卫星移动网络描述。

2 网络架构

文献[4 - 6]中指出5G在峰值速率、用户容量和数据流量等方面的需求指标,本文认为5G还应有全球无死角覆盖、永远在线、融合网络和开放架构易扩展、易配置等特征,为解决这些技术要求,提出了一种卫星网络与地面网络融合的5G网络架构,在地面网络架构中融入卫星网络,不同于以往简单地使用网关互联,本文所提出的架构考虑从核心网的角度来实现卫星网络和地面移动网络的融合,即卫星网络和地面移动网络共用一个核心网。

软件定义网络恰恰体现了网络中的控制与转发分离的思想,将核心网使用SDN和NFV技术把各个网元的功能实体实现软件化,可以解决2 张网络在核心网融合方面的问题。结合国内外最新最热成果,利用SDN和NFV技术将卫星移动网络融合到5G网络架构中,提出了一种新的网络架构方案,如图1 所示。

新架构主要由以下几部分组成:

用户终端: 双模模式,有卫星模式和地面模式。分别相应地接入卫星基站和地面基站,接入基站时采用基于竞争的随机接入。

基站: 有卫星基站( S-e Node B) 和地面基站( Ge Node B) 。基站的主要功能与LTE类似,主要有:

① 无线资源管理: 包括所有与无线承载相关的功能,如无线承载控制、无线准入控制、无线接口的移动性管理、终端上下文调度以及动态资源分配等[7,8]。

② IP包头压缩: 通过对IP数据包头的压缩有助于无线接口的有效利用,否则这将是一个不小的开销,特别对于像Vo IP这样的小数据包来说。

③ 安全性: 所有通过无线接口发送的数据包都需要加密。

核心网: 由核心网处理云和核心网转发云组成。处理云是控制面,负责处理所有控制信息。包含软件实现的移动性管理实体( MME) 、策略与计费规则功能单元( PCRF) 、归属签约服务器( HSS) 、IP多媒体子系统( IMS) 、Tt T交换控制功能( Tt TSCC) 、鉴别、授权、计费单元( AAA/QOS) 、SGW和PGW的控制功能SGW-C和PGW-C。转发云在处理云的控制下负责所有的业务数据的转发。

本架构中的核心网借鉴软件定义网络的思想和云计算的思想,将核心网分为核心网处理云和核心网转发云,实现转发与控制的分离。构造一个新的核心网架构,使其能够提供最大的灵活性、开放性和可编程能力。

软件定义网络思想的应用使封闭的架构变得开放,为集中化、精准化地扩展和配置核心网提供了方便[9]。控制处理面功能对计算资源需求较大,可以逻辑地集中部署并使用虚拟化技术。转发面功能不集中部署,单纯做转发,具有简单、稳定和高性能等特性。控制处理面功能集中化,转发面功能设备通用化,从而具有更灵活的资源调整及网络控制能力。云计算是一种运用于中央控制服务器上的技术,主要是在中央服务器上储存数据和执行应用。云计算的使用可以极大地提高核心网运行效率,也可有效地融合卫星网络与地面网络。

本架构中地面基站采用光纤拉远的方式进行大面积分布式布局,所有基站互相联通同时又统一连接到核心网处理云和核心网转发云。此架构中卫星网络与地面网络在核心网的角度实现融合,打破了传统2 张网络独立运行或利用网关互联的架构基础,提高了网络性能和用户体验。

在5G网络中,卫星网络是地面移动网络一个强有力的补充,在地面网络未覆盖到的地方,可以由卫星网络为移动用户提供移动通信服务。在卫星网络与地面网络同时覆盖的区域,由于考虑到卫星网络的资源有限和延时较大等特点,还是优先选择地面网络。

3 新网络架构的主要信令流程

3. 1 终端注册

终端开机获取本机信息后需要向网络进行注册。

终端先判断出自己所处的环境,继而判断出是使用卫星网络模式还是地面网络模式,然后选择正确的模式向网络注册。5G网络架构注册流程如图2所示。

流程说明如下:

① 随机接入过程。随机接入过程需要基站和终端的协作下共同完成,基站的主要工作就是接收来自不同终端的前导信息和接入信息,终端的主要工作就是发送前导信息和随机接入信息。

② 基站收到注册请求信令,信令中携带主机信息( 包含主机号、主机MAC地址和使用模式等) ,基站将其打包处理成ip协议信令转发至核心网处理网元。

③ 核心网处理网元发起对终端的认证、鉴权和安全密钥分发等过程。

④ 核心网返回注册响应信令,为终端分配ip地址。5G网络中终端永远在线,除非终端主动退网,否则不会丢失ip地址。

3. 2 终端呼叫

终端呼叫根据应用场景不同可以分为以下几种情况: ① 卫星网络终端呼叫卫星网络终端; ② 卫星网络终端呼叫地面网络终端; ③ 地面网络终端呼叫卫星网络终端; ④ 地面网络终端呼叫地面网络终端。

5G网络架构终端呼叫信令流程如图3 所示。

流程说明如下:

① 呼叫发起信令。在呼叫开始时终端1 只知道终端2 的主机号,所以呼叫发起信令携带的是终端2 的主机号、终端1 的主机号和ip地址等信息。

② 信令到达核心网,核心根据用户注册表查出终端2 的IMSI号和ip地址等信息,再根据终端2 的最后一次位置更新来对终端2 进行呼叫。

③ 寻呼到达终端2,终端2 上报自己的当前状态。

④ 连接建立成功信令向终端1 通知终端2 的主机号和ip地址。

⑤ 核心网处理网元为2 个终端建立业务链路。

⑥ 呼叫结束后,终端1 上发呼叫结束信令,上报核心网处理网元通话结束,核心网处理网元拆除业务链路,释放信道资源。

4 仿真实现

在本架构中由于卫星网络与地面网络的双重覆盖,所以会有3 种不同的通信方式,分别是卫星网络与卫星网络通信、卫星网络与地面网络通信以及地面网络与地面网络通信。在仿真测试时,主要测试了终端注册能力以及网络融合后卫星网络与地面网络的通信能力。

核心网采用软件模拟的方式,运行在虚拟机上。基站与终端采用思博伦的Landslide测试工具模拟[10,11,12]。信道模拟器模拟信道链路,时延采用260 ms。

4. 1 终端注册

注册测试框图如图4 所示。

测试结果如下:

① 在既有卫星信号又有地面基站信号时,4 个终端通过地面基站注册到核心网;

② 切断终端与地面基站的链路,只有卫星信号时,4 个终端通过卫星基站注册到核心网;

③ 切断终端1 和终端2 与地面基站的链路,切断终端3 和终端4 与信道模拟器的链路。终端1 和终端2 通过卫星基站注册到核心网,终端3 和终端4 通过地面基站注册到核心网。

4.2卫星网络终端与地面网络终端通信

通信测试框图如图5所示。

2 个终端分别以卫星模式和地面模式注册到核心网。入网后分别得到的ip地址为: 终端1: 183.12. 16. 33; 终端3: 183. 12. 16. 34,终端1 可与终端3正常通信。ping包示意图如图6 所示。

本实验主要证明了: ① 在融合架构中,在卫星网络与地面网络同时覆盖的区域,系统优先选择地面网络; ② 融合架构中,处于卫星网络的终端1 可以与处于地面网络的终端2 正常通信。

5 结束语

本文提出的卫星网络与地面网络融合的5G网络架构,将卫星网络和地面移动网络融合设计,充分利用了卫星网络的优势来弥补地面移动网络不足。而在核心网方面的扁平化处理,控制与转发分离的方式不仅极大地提高了核心网的性能,而且简化了各种信令处理流程。

摘要：为解决5G的全球无死角覆盖、永远在线和融合网络的要求,提出了一种卫星网络与地面网络融合的5G网络架构,并设计了在此架构下的终端接入和呼叫的信令流程。在新架构中地面网与卫星网共用一套核心网,以核心网的角度来实现融合,打破了传统2张网络独立运行或利用网关互联的架构基础,提高了用户体验。实验结果表明,星地网络在核心网角度融合具有良好的系统性能,用户可无差别地使用卫星网络和地面网络。

关键词：5G,网络架构,核心网,信令流程

参考文献

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5G网络架构的探讨 篇6

1 网络挑战与技术发展趋势

移动通信产业生态的变化使未来移动通信不再仅仅追求更高速率、更大带宽、更强能力的空中接口技术, 而是以用户为中心的智能弹性网络。未来, 人们之间的通信速率可以在任何时间、任何地点达到1Gbit/s, 峰值速率甚至能到达50 Gbit/s (下行) 。此外, 用户还能获得更高的移动数据容量 (1000倍) 、更长的电池使用寿命、更低的功耗的设备 (10倍以上) 、更多的终端连接设备 (100倍) 、更低的时延 (小于1ms) 以及在500 km/h高速行驶的火车上体验类似于静止的通信体验。5G网络将是一个完整的无线通信系统, 没有任何限制, 因此, 也有人将5G网络称为真正的无线世界或者世界级无线网。

在未来的时间里, 4G网络可使用以下技术持续演进以弥补和5G网络之间的差距。

频谱访问——灵活的使用授权频谱, 整合未授权频谱, 同时利用更高频段和双工模式。

无线链路——先进的多址接入技术, 无线帧的设计, 大规模MIMO, 增强型的多天线技术, 先进的接收机, 干扰协调技术, 小分组包传输技术以及以UE为中心的网络。

无线访问能力——密集的双向连通性, 增强型多无线接入技术的协调, 设备与设备之间的通信, 无线回程 (如:自回程和中继技术) 。

网络灵活性——软件定义网络, 虚拟化的移动核心网, 虚拟化的RAN, 网络节点功能的灵活分离, 微服务器。

高效的/自适应的网络资源利用方式——业务优化, 增强性型多运营商网络共享, 可扩展的服务架构, 大数据, 上下文感知/以用户为中心的网络, 内容优化和自适应流媒体传输, 智能化的多种管理, 网络性能的嵌入式测量。

其他——全光传送网络, 以信息为中心的网络, 网状网, 增强的前传功能, 隐私和安全性。

2 5G的设计原则

考虑到以上技术和发展趋势, 5G系统应该根据以下原则进行设计: (1) 频谱优势。利用更高的频段和未授权频段, 整合剩余的低频段。由于不同频谱的特性不同, 需使用多频谱优化, 同时也引出了分离的概念。例如, 控制平面和用户平面的路径分离和上下行链路的分离。这都意味着系统需要支持同时将用户连接至多个接入点。 (2) 经济的密集化部署。为了实现密集化部署, 需引入一些新的部署模式, 如:第三方/用户部署以及多运营商/共享部署等部署方式。系统可以处理无计划的部署、无秩序部署并在这些部署下获得最佳性能。网络可以自优化负荷均衡以及干扰。 (3) 协调和去干扰。使用MIMO和Co MP技术来改善系统中的SIR, 同时提高Qo S和整体频谱利用率。引入非正交多路复用技术, 利用先进的接收机来减小干扰。 (4) 支持动态的无线拓扑。设备应通过拓扑结构进行连接, 从而最小化耗电量和信令流量, 网络不应限制设备的可见性和可达性。如果智能手机断电, 可穿戴设备可以直接连接至网络。在某些情况下, 可利用D2D通信以减轻网络业务负荷。因此, 无线拓扑应根据环境和上下文动态变化。 (5) 创建公共的可组合核心网。系统设计将抛弃掉之前4G网络完全统一设计的理念。网络中网元的某些功能将被剥离出来, 控制面/用户面功能能够通过开放的接口完全分离以支持功能的灵活利用率及可扩展性。 (6) 灵活的功能。利有相同的基础设施创建网络切片以支持多种用户场景。也就是说, 可利用NFV和SDN, 实现网络/设备功能和RAT配置的定制化。为了增强网络的鲁棒性, 状态信息应从功能和节点中分离出来, 这样才能更加容易的重定位并还原上下文。 (7) 支持新价值的创建。大数据分析和上下文感知是优化网络利用率的基础, 同时也能为终端用户提供增值业务。在设计网络时, 应注意重要数据的采集、存储和处理。此外, 需充分利用网络的多种性能以促进Xaa S (一切皆服务) 的实现。 (8) 安全和隐私。安全性是5G网络必须考虑的问题, 而且必须成为系统设计的重要部分。特别是用户位置和身份等信息必须受到严格的保护。 (9) 简化的操作和管理。扩展的网络性能和灵活的功能分配并不意味着需要增加操作和管理的复杂度。繁杂的操作和管理可尽量自动化完成。明确定义的开放性接口可以解决多厂商之间的互操作性和互通问题。此外, 网络还将嵌入监控功能而不需要运营商使用专门的监控工具。

3 5G架构

根据以上的设计原则, 5G系统整体架构如图1所示。

5G系统由3层组成: (1) 基础设施资源层。它是固定与移动融合网络的物理资源, 由接入节点、云节点 (用于处理或存储资源) 、5G设备、网络节点和相关链路组成。通过虚拟化原则, 这些资源对于5G系统的更高层次和网络编排实体而言是可见的。 (2) 业务实现层。在融合网络中所有的功能应以模块化的形式进行构建并录入资源库中。由软件模块实现的功能以及网络特定部分的配置参数可从资源库下载至所需的位置。这些功能将根据要求, 通过相关的API由网络编排实体进行调用。 (3) 业务应用层。该层部署了利用5G网络实现的具体应用和业务。

这3层通过网络编排实体相互关联, 因此, 在架构中起到至关重要的作用。网络编排实体能够管理虚拟化的端到端网络以及传统的OSS和SON。该实体作为接入点可将用户实例和业务模式转化成实际的业务和网络切片, 并为给定的应用场景定义相应的网络切片, 关联相关的模块化网络功能, 分配性能配置参数并将其映射至基础设施资源层。与此同时, 网络编排实体还能管理这些功能的扩展和地理分布。在确定的商业模式中, 第三方 (如:MVNO、垂直行业) 还能利用该实体的某些性能, 通过API和Xaa S创建和管理自己的网络切片。

3.1 网络切片

网络切片, 也叫做“5G切片”, 支持具体的通信业务, 能通过具体的方法来操作业务的控制平面和用户平面。通常, 5G切片由大量的5G网络功能和具体的RAT集组成。网络功能和RAT集如何组合由具体的使用场景或商业模式而定。因此, 5G切片可以跨越所有的网络域, 它包括运行在云节点上的软件模块, 支持功能位置灵活化的传输网络配置, 专用的无线配置或是具体的RAT, 以及5G设备的配置。但并非所有的切片都包括相同的功能, 一些现在看来必不可少的移动网络功能可能不会出现在这些切片中。

5G切片的目的为用户实例提供必要的业务处理功能, 而省去其他不必要的功能。切片背后的灵活性是扩展现有业务和创建新业务的关键。允许第三方实体通过适当的API来控制切片的某些方面, 以提供定制化业务。图2说明了如何在相同的基础设施上同时运作多个5G切片。

例如, 智能手机应用的5G切片可通过设置成熟的分布式功能来实现。对于5G分片所支持的汽车使用场景而言, 安全性、可靠性和时延是非常关键的。所有的关键功能可在云边缘节点中实例化, 包括对时延要求严格的垂直化应用。为了在云节点中加载垂直化应用, 系统必须定义开放的接口。为了支持大量的机械类设备 (如传感器) , 5G切片还将配置一些基本的控制平面功能, 而省去移动性功能, 针对这类设备的接入还可以适当地配置一些基于竞争的资源。

不考虑网络所支持的切片, 5G网络还应该包括相应的功能以确保在任何环境下对网络端到端业务的控制和安全性操作。

3.2 基于应用场景的功能分布

5G系统与之前网络“一刀切”的方式不同, 5G网络可以通过将5G网络功能与适当5GRAT相结合的方式, 为具体的应用量身定制最佳的网络。图3显示了该系统中可能用到的不同的物理实例。

虽然使用NFV的通用可编程硬件可以实现所有的网络处理功能, 但在这种方式下, 用户平面功能需使用专用的硬件才可以在降低成本的同时达到一定的性能目标。最近在虚拟化技术方面的研究, 控制平面功能的实现则可以不使用专门的硬件。

5G网络的独特之处在于它能够定制网络功能以及这些功能在网络中实现的位置。因此, 希望控制和用户平面在逻辑上是分离的, 物理上也希望尽可能地分离。这样可以实现独立的扩容和位置的灵活性, 使得以设备中心的方式更易实现。在这种以设备为中心的方式下, 控制平面可由宏小区处理, 用户平面由微小区处理。将某些功能放置在最接近无线接口的位置还能降低时延, 还能通过直接在微基站中放置必要的功能实现本地数据分流机制。因此, 专用核心网络的概念将过时, 5G网络的将功能不再与硬件绑定, 而是在最适合的位置灵活的实例化。

如果要在5G网络中完成优化工作, 上下文感知功能就必不可少了。网络需要检测业务行为, 而不管设备处于什么状态。因此, 网络应能灵活地使用最佳的功能并将这些功能置于最佳的位置。例如, 高速行驶的火车上使用视频流业务的体验类似于静止用户的体验。上下文感知是端到端管理和网络编排实体不可分割的一部分, 还应与跨越整网的测量功能和数据采集功能配合使用。大数据统计分析则是提高控制精确度必不可少的组成部分。

3.3 5G系统组件

上述系统架构和原则引出了5G系统的关键组件及术语, 详情如下:

5G RAT簇 (5GRF) :作为5G系统的一部分, 5G RAT簇由一个或多个标准化的5G RAT组成, 共同支持NGMN 5G需求, 为用户提供更加完善的网络覆盖。

5G RAT (5GR) :5G RAT是5G RAT簇之间的无线接口。

5G网络功能 (5GF) :5G网络功能主要支持5G网络内用户之间的通信。它是一种典型的虚拟化功能, 但一些功能仍需5G基础设施通过专门的硬件实现。5GF由具体的RAT功能和与访问无关的功能组成, 包含支持固定接入的功能、必选功能和可选功能。必选功能是所有用户实例所需要的公共功能, 如鉴权和身份管理等。可选功能并不适用于所有的应用场景, 如:移动性, 可根据业务类型和应用场景有所不同。

5G基础设施 (5GI) :5G基础设施是基于5G网络的硬件和软件, 包括传输网络、运算资源、存储单元、RF单元和电缆。5GR和5GF可通过5GI实现。

5G端到端管理和网络编排实体 (5GMOE) :5G端到端管理和网络编排实体创建并管理着5G切片。它将用户实例和商业模式翻译成具体的业务和5G切片, 确定相关的5GF、5GR和性能配置, 并将其映射至5GI。它还管理着5GF的容量、地理分布、OSS和SON。

5G网络 (5GN) :5G网络由5GF、5GR、相关5GI (包括中继设备) 和支持与5G设备进行通信的5GMOE组成。

5G设备:5G设备是用于连接至5G网络以获得通信业务的所有设备。

5G系统:由5G网络和5G设备组成的通信系统。

5G分片 (5GSL) :5G分片由1组5GF以及在5G系统中建立起来的相关设备功能组成, 以支持特定的通信业务和用户类型。

4 结论

5 G可利用最新的技术扩大现有网络的容量。

为了支持大相径庭的用户场景和商业模式, 5G系统应能按需组合网络功能和网络性能, 因此, 应创建基于相同5G基础设施的5G网络分片。在技术日新月益的今天, 5G还应充分利用全球化的生态体系、免费的存储碎片和开放的接口以完成技术创新, 从而满足2020年及未来的移动互联网和物联网的业务要求。

参考文献

网络的架构与应用 篇7

网络架构技术运用于通过中间网络设备连接多个独立网络的集合, 其目的是建立和管理范围更加广泛的互联网络。目前我国较为常见的网络框架形式有C/S和B/S两种。

1.1 C/S结构

C/S结构即客户机和服务器 (Client/Server) 结构, 是一种通过充分利用两端硬件环境优势, 将任务合理分配到Client端和Server端的软件系统体系结构。目前大多数应用软件系统都是Ct/S形式的两层结构, 内外部的用户都可以访问应用系统, 并通过现有应用系统中的逻辑扩展出新的应用系统。

传统C/S体系结构需要为不同的操作系统提供不同版本的软件支持, 系统升级和更新迅时, 其效率低下、成本高昂的缺点便显现出来。

1.2 B/S结构

B/S结构即浏览器和服务器 (Browscr/Server) 结构, 是随着Interne技术的不断发展, 在C/S结构基础上加以改进形成的框架形式。其主要事务逻辑通过Server端实现, 少部分事务逻辑则在前端实现, 用户的工作界面则以WWW浏览器实现, 即所谓的3-tier结构。

B/S结构简化了客户端的电脑负荷, 降低了网络系统的升级、维护等成本, 并具有管理软件易于操作, 便捷高效的优点。

1.3 C/S结构与B/S结构的比较

作为当今网络框架的主流技术, C/S与B/S结构都占据着稳定的客户群及市场份额。从软件方面看, 当客户计算机需要对数据进行操作时, C/S架构的系统将自动寻找服务器程序且作出请求, 并在得到应答后送回, 应用服务器运行数据负荷较轻。其数据的存储管理功能也较为透明, 但也具有升级维护成本高, 软件版本复杂等缺点。而B S结构的升级方式相对简单, 维护方便, 且具有更高效的应用软件, 选择也比较多。但B/S结构框架也存在应用服务器运行数据载荷较重的缺点, 且在安全性、交互性等方面均不如C/S结构稳定, 处理速度也不及C/S结构。

1.4 C/S结构与B/S结构的应用

实际应用中, 可以结合C/S与B/S结构的优点, 将之共同运用在网络体系的架构设计中。采用B/S与C/S结构的混合模式, 对需要进行频繁的数据操作的用户, 可使用C/S客户端, 避免了B/S结构在响应速度和安全性等方面的不足;其他用户可使用C/S客户端, 降低服务器的负荷。信息发布采用B/S结构, 用户软件可统一采用WWW浏览器;而数据库只涉及到系统维护、数据更新, 可以使用C/S结构, 并通过ODBC/JDBC连接, 并可在浏览器中嵌入Active X控件以实现在浏览器中不能实现或实现起来比较困难的功能。总之, 实际应用中应首先结合用户的需求特点组织网络框架形式, 发挥不同形式的优势, 在充分保障用户利益的同时, 尽可能降低操作的复杂性和升级、维护的成本。

2. 网络架构中的管理系统建设及安全维护

2.1 管理系统的建设

网络管理系统一般由被管理的网络设备、网管工作站、网管软件等三部分组成, 其中被管理的网络设备的数量和类型直接决定着网络系统管理的范围和规模。这些网络设备包括:路由器、交换机等支持SNMP协议的网络设备, 甚至还包括桌面PC机等具有IP地址的网络节点。通常, 使用相应厂商提供的设备管理软件, 更便于对网络设备进行深入而高效的管理。通过设备管理软件的拓扑结构图, 可以迅速了解证个网络的运行情况, 并以此判断网络的连通性故障;通过监控SNMP协议的网络设备的端口流量, 来判断网络性能方面的故障。

2.2 网络安全问题

当前, 网络安全性问题, 特别是B/S框架网络的安全性问题正越来越引起各方面的注意。网络的潜在不安全因素主要来自于: (1) PSTN公共网的安全性低, 造成拨号用户潜在的安全威胁; (2) 内部局域网用户的非法访问; (3) 由于Internet的开放性, 每个用户都可能成为潜在的攻击者。

基于此, 开发者应设立良好的安全措施, 降低潜在的网络风险。可采取的对策性措施有:改变Datagram的工作方式;明确区分公网设施与专网设施 (包括用户终端和用户网络) ;以网络对用户的客观识别来代替或加强用户的认证与接入控制等。

3. 结语

综上所述, 面向服务的网络系统架构因其广泛而便捷的应用在信息资源需求空前的今天更加具有现实意义。网络工作者应结合用户的实际需要, 优选框架模式、硬件设备和软件程序, 并通过完善的系统管理和安全设置组建高效、便捷、实用的网络体系, 满足现代社会飞速发展的需要。

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