媒体传输协议

媒体传输协议（精选9篇）

媒体传输协议 篇1

对于当前网络环境而言, 多种媒体混合在网络中并且共同实现传输, 这种工作特征进一步呈现出两个方面的重点表现, 即以流媒体作为代表的新型数据格式开始出现, 以及更强的实时性得到强调。 虽然当前通信链路从物理层面实现了光网络的支持, 但是从协议的角度看, 想要面向多种媒体在同一环境中的协调有效传输, 仍然需要更深入的了解和学习。

1多媒体传输协议分析

在多媒体传输体系之下, 尤其是在当前以流媒体作为突出传输任务的环境中, 带宽和延迟都成为传输体系的关注重点, 对应的服务质量Qo S必须得到保证。然而互联网从协议到工作机制, 一直都在提供尽力而为的服务, 在带宽和延迟等方面保持了不确定性, 成为传统网络环境中的大问题。而这种状况, 如果单纯依赖传统网络协议, 必然无法实现对于传输需求的全面满足。

基于这样的工作背景, 国际互联网工程任务组 (IETF, The Internet Engineering Task Force) 针对此种情况提出了具有针对性的更为高效的传输协议, 其中以实时传输协议 (RTP, Real-time Transport Protocol) 以及实时传输控制协议 (RTCP, Real-time Transport Control Protocol) 作为主要内容, 希望通过二者之间的合作搭建起一个强大的协议簇, 最终能够支撑起当前网络, 以解决多媒体传输工作所面临的诸多问题。

从发展和产生的角度看, 1996年IETF的AVT工作组将RTP发展成为RFC正式文档, 编号RFC1889, 专门用于实现语音视频等实时交互式数据的传输, 广泛实现对于Vo IP以及视频传输等实时多媒体方面。从工作机制角度看, RTP更多利用UDP来实现数据的传输, 但同时也能够支持在TCP或者ATM等协议之上展开工作。当RTP会话被应用程序所触发的时候, 会使用两个端口, 分别分配给RTP以及RTCP。RTP本身并无法为数据包提供顺序基础之上的可靠传输机制, 也无法实现对于流量的控制和对于拥塞的管理, 在实际工作中, RTP会依赖RTCP来实现这些职能。在整个会话环境中, 每一个参与者会依据一定的周期发送RTCP数据包, 其中携带有已发送的数据包数量标志、丢失的数据包数量标志等, 同时也包括包的延时抖动以及其他相关网络状况统计资料。在这样的基础之上, 服务器能够利用这些信息实现对于整个传输过程的动态调整和控制, 在必要的情况下还可以借由对有效载荷类型的调整, 实现对于整个网络传输环境的优化。

这种RTP以及RTCP相互配合工作的方式, 能够有效面向网络开销实现管理, 并且对于传输效率的优化也同样意义重大, 因此相对而言在网络环境的实时数据传输领域有着良好的应用。

2 RTP以及RTCP数据包结构分析

对于RTP而言, 应用层分帧这一现代通信协议的设计思想在其工作中得到了良好的体现, 并且能够支持用户了解、调整甚至于定制媒体的打包方案。 通过RTP的深入实现, 对应的应用层面能够对数据内容有更为深入的掌握, 因此可以依据RTP包头中的顺序号、时间戳等相关内容, 结合流媒体编码方式等特征来实现对于传输质量的影响和控制, 同时还可以面向差错展开管理, 并且考虑网络环境等因素的基础上, 选用最为恰当的方法灵活地完成拥塞以及同步等控制, 以更好地满足实时应用的要求。

因此, 对于RTP协议而言, 也会随着其职能的实现分为2个部分, 即负责实现数据传输的部分以及负责控制RTCP的部分。对应的RTP数据包结构参见图1。

在这样的RTP数据报头结构中, 留出的7位负载类型用于标识出数据包的负载类型以及编码格式, 方便数据包的接收端依据该字段数据实现对于数据包的解码工作。而时间戳则负责提供RTP报文第一个字节的采样时间, 便于数据接收方据此来实现流媒体的数据同步, 实现时间序列上多个数据包的重组。同时顺序号则主要是针对时间戳相同的数据包, 来进行深一步的区分。发送方为不同的报文分配不同的顺序号, 也能够便于接受端来实现对于传输过程中是否存在丢失问题的确认。此外SSRC同步源主要用于标志数据来源, CSRC贡献源用于标志混合报文的各个不同来源。

3结论

对于以流媒体作为重要构成和特征的多媒体数据环境而言, 如何实现具有一定质量保证的传输体系, 对于当前信息网络而言至关重要。实际工作中需要深入了解RTP以及RTCP协议组的特征, 并且据此制定出对应的衡量标准, 才能展开有效的分析, 切实推动整体传输状态的优化发展。

参考文献

[1]张占军, 韩承德.多媒体实时传输协议RTP[J].计算机工程与应用, 2001, 37 (4) :9-11.

[2]陶洪久, 柳健, 田金文.在网络中的流媒体实时传输技术[J].系统仿真学报, 2001 (11) :446-448.

媒体传输协议 篇2

1. FTP文件传输协议概述

FTP是文件传输协议(File Transfer Protocol )的简称?FTP是TCP IP的一种具体应用,它工作在OSI模型的第七层,TCP模型的第四层上,即应用层,使用TCP传输而不是UDP,FTP连接是可靠的,而且是面向连接,为数据的传输提供了可靠的保证?

FTP工作模式与客户/服务器模式相似?与大多数的其他TCP应用不相同的是,FTP在客户与服务器之间使用两个TCP连接?D?D控制连接和数据连接,控制连接在客户与服务器交互的整个过程中一直存在,而数据连接只在有文件或目录传输的时候才被创建,用完了后就被关闭了?控制连接用于发送指令给服务器以及等待服务器响应;数据连接是用来建立数据传输通道的?

2.FTP文件传输协议的Port模式

根据是使用Port模式还是Passive模式,FTP使用不同的TCP端口号?

FTP Port模式

Port模式的FTP文件传输协议步骤如下:

1 客户端发送一个TCPSYN(TCP同步)包给服务器段众所周知的FTP控制端口21,客户端使用暂时的端口作为它的源端口;

2 服务器端发送SYN ACK(同步确认)包给客户端,源端口为21,目的端口为客户端上使用的暂时端口;

3 客户端发送一个ACK(确认)包;客户端使用这个连接来发送FTP文件传输协议命令,服务器端使用这个连接来发送FTP应答;

4 当用户请求一个列表(List)请求或者发起一个要求发送或者接受文件的请求,客户端软件使用PORT命令,这个命令包含了一个暂时的端口,客户端希望服 务器在打开一个数据连接时候使用这个暂时端口;PORT命令也包含了一个IP地址,这个IP地址通常是客户自己的IP地址,而且FTP也支持第三方 (third-party)模式,第三方模式是客户端告诉服务器端打开与另台主机的连接;

5 服务器端发送一个SYN包给客户端的暂时端口,源端口为20,暂时端口为客户端在PORT命令中发送给服务器端的暂时端口号;

6 客户端以源端口为暂时端口,目的端口为20发送一个SYN ACK包;

7 服务器端发送一个ACK包;

8 发送数据的主机以这个连接来发送数据,数据以TCP段(注:segment,第4层的PDU)形式发送(一些命令,如STOR表示客户端要发送数据,RETR表示服务器端发送数据),这些TCP段都需要对方进行ACK确认(注:因为TCP协议是一个面向连接的协议);

9 当数据传输完成以后,发送数据的主机以一个FIN命令来结束数据连接,这个FIN命令需要另一台主机以ACK确认,另一台主机也发送一个FIN命令,这个FIN命令同样需要发送数据的主机以ACK确认;

媒体传输协议 篇3

如今, 各种宽带业务随着网络技术的发展如雨后春笋般涌现出来, 网络视频的实时传输成为网络应用的热点之一。特别是P2P技术的应用和发展, 压缩后的流媒体信息对于网络传输层提出了更高的传输性能要求。传统的两大传输层协议TCP和UDP已经不能很好的支持流媒体的传输。SCTP作为一个通用的、面向连接的、可靠的传输层协议, 能够更好的满足流媒体数据差别传输要求。特别是其选择性有序和多宿性使得流媒体传输性能有明显改善。

1 流媒体压缩

流媒体即在Internet/Intranet上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频媒体。流式媒体数据流具有三个特点:连续性、实时性和时序性, 其数据流具有严格的前后时序关系。因为流式媒体在播放前并不下载整个文件, 只将开始部分内容存入内存, 数据流随时传送随时播放, 只是在开始播放时有几秒或十几秒的启动延时。采用的压缩技术必须使实时传输媒体的传输信息量在大大减少的前提下能不影响在线媒体观看的效果, 所以对压缩技术有了很高的要求。同样的, 压缩技术使实时流媒体应用成为可能的同时也对媒体信息的传输提出了要求。

要了解SCTP与TCP和UDP的性能差异, 首先就要简单了解流媒体压缩的原理。现在实时播放系统中主流的视频压缩技术都用到了帧间压缩的流压缩技术, 所谓帧间压缩的流压缩技术即通过降低连续帧之间的相关性, 减少流传输的数据量。普遍帧间压缩的处理方式是把几帧图像取为一组 (GOP) , 通过定义帧, 预测帧实现数据的传输。

定义帧:将每组内的图像定义为三种类型:I帧、P帧、B帧。

预测帧:将I帧作为基帧, 以I帧预测P帧, 以I帧和P帧预测B帧。

数据传输:将I帧和预测的差值信息进行存储和传输。

I帧是全帧压缩编码帧, 在解码时仅用I帧的数据就可以重建图像, 是GOP的基础帧, 一个GOP只有一个I帧, 一个I帧所占的信息量比较大。P帧是采用运动补偿的方法传输它与前面I帧或是P帧的差值及运动矢量 (预测误差) , 如图1只有通过I帧中的预测值和预测误差求和之后才能构建P帧。B帧是通过前面I帧或是P帧和后面的P帧来进行重建。

所以在传输的过程, 对这三类的不同帧数据因该采用不同可靠性质的传输方式。I帧直接关系到是否整个GOP帧的恢复, 所以I帧不能丢, 由于流媒体播放的有序性导致I帧信息的传输必须是有序的。因为I帧只对本GOP中的帧信息的解码提供恢复信息, 如果在GOP帧组在被解压的时候没有收到当前GOP的I帧, 这个GOP就只能成为了无效的信息, 直接影响了媒体播放的连续性, 所以必须保证I帧传输的可靠性。相反对于P帧和B帧的传输就没有像I帧那样注重可靠性, 当然我们可以从解码方式中看到P帧在传输的过程中其可靠性要高于B帧。同时, 对P帧和B帧没有严格的时序性要求, 只要在GOP被提交的之前P帧和B帧到达了接收端, 就能被解压成为有效信息。直观的看出他们之间的重要关系I≥P≥B。

2 不同传输协议性能传输方案比较

当大概解了流媒体的压缩技术后, 我们可以发现普遍应用现在通信网络的两大传输层协议TCP和UDP都不能很好的支持被压缩后的流媒体信息的传输。例如传输一组图像, 如果通过TCP协议传输, 从TCP协议传输方式中我们发现, 它只能提供有序可靠性传输网络, 所以它必定不可能区分这一组图像中的I帧在传输中的重要优先级高于B帧和P帧, 从而维护了许多本不需要可靠有序的媒体信息。同样的如果通过UDP传送, 虽然能够对部分媒体信息, 如B帧, P帧, 提供高效的传输机制, 但是不能保证I帧这类流媒体控制信息的有序, 可靠的传输, 这样带来的结果也将是不可挽回的。

2.1 基于TCP/UDP传输过程

因此对于流媒体在传输层协议上的选择, 适用的传输机制就是TCP和UDP的互补, 控制信息通过TCP进行传送, 数据信息通过UDP进行传送。或是在应用层通过RTP, RTCP等协议规范, 然后由UDP负责流媒体信息再补传输层的传输。

如图1, 传统的基于UDP/TCP的流媒体传输机制, 由于TCP/UDP传输协议对流媒体实时播放的支持不足。需要通过大量其他协议的合作部署才能支持实时流媒体的点播和播放。但是通过整合多个辅助传输协议的流媒体传输方案需要通过大量控制信息的交互作为实现的代价。特别是在媒体信息传输这个传输机制中, 调用RTP进行流媒体数据传输中的时间同步和流同步的实现。但是RTP由于并不能提供流量控制和拥塞控制的操作, 使得必须还要通过RTCP协议进行对数据传输的监控。而为了维护RTCP对流量控制和拥塞控制的功能, 则要通过周期性的发送RTCP数据包, 进行对RTP流媒体数据包的发送数量, 丢包数量等网络传输性能信息的统计。这样的传输机制使得网路中真正传输的实时流媒体信息率降低, 并可能导致网络传输性能的统计信息包和流媒体数据信息包对有限网络带宽在发生拥塞情况时产生竞争, 加剧网络的拥塞。同时由于在传输层是通过基于不可靠传输的UDP协议机制, 使得对流媒体信息中要求可靠有序的信息需要通过传输播放控制信号的RTSP/TCP传输通道。

2.2 基于SCTP传输过程

对于SCTP来说流媒体在传输层得到了直接全面的传输支持。由于其支持分流和选择性有序传输的特性, 很好的结合了TCP和UDP在流媒体传输上的各自优势, 而且在SCTP独有的选择性的可靠传输功能, 使得流媒体的控制信息和不同的数据信息可以在不同的SCTP流中按不同的可靠性级别进行传输。

通过将HTTP移植到基于SCTP的传输协议上, 使得对于浏览器和网站服务器之间建立的SCTP会话支持多流的性质。这样为客户请求在线点播的连接消息单独分配一个流传输通道, 提高服务器的响应效率。

在RTSP/TCP的传输机制通道中媒体服务端和客户端就只需要维护建立流媒体数据传输前的初始化控制信息 (如对媒体接收端的接收端口号和地址, 媒体解码类型, RTSP会话标志号等) 和用户在线观看时的播放控制信息 (如暂停, 前进, 倒退等) 。同时, 通过控制信息之间是否相关的判断, 可以为不相关的控制信息提供不同的通讯流通道, 减轻head-of-line blocking的影响。

在流媒体数据传输的通道上只需要用到light weight RTP和SCTP协作的机制, 就能够完成实时流媒体的高效传输, 而且通过减少了RTCP协议中为了进行流控制和拥塞检测而维护的大量网络传输性能上的包发送信息, 为流媒体的传输让出了传输的带宽。同时, 由于SCTP提供多流的传输机制, 使得不同的流媒体数据信息可以在不同的数据流通道里面进行传输, 实现了部分原来RTP进行维护的异类媒体信息 (如视频信号和音频信号) 分流传输的功能, 在一定程度上简化了RTP协议的实现。而且, 由于改进后的SCTP能够支持选择性的可靠传输, 使得不同可靠度的媒体信息能够被区分发送, 提高了流媒体数据在接收端的还原能力。

3 SCTP流媒体传输性能优势

从上面的传输过程比较不难看出, 与TCP/UDP相比较有着比较明显的优势。

3.1 SCTP与TCP比较传输性能优势

虽然SCTP和TCP都是可靠的传输层协议, 但是在支持流媒体的传输上面, SCTP的协议特性远远优于TCP。TCP在支持流媒体传输上出现的不足, 主要是其因为数据包的发送有严格的顺序控制。因此, 对那些需要在一个连接中同时支持多个逻辑上独立的不同可靠级别的信息流传送的流媒体传输的应用上, SCTP就特别有用, 使实时流媒体得到更高效, 更安全, 更稳定的在线播放的效果。具体表现在:

(1) SCTP的四次握手

通过SCTP的四次握手流媒体的传输将比TCP更快的启动。减少了在线用户的等待时间。虽然SCTP比TCP在会话建立的过程中多了一次确认的过程, 但是在第一次交互过后, SCTP的确认包就可以负载有效媒体信息, 这样比TCP更早开始终端之间的媒体信息的传输。使用户在线接收媒体的响应时间缩小。

通过SCTP四次握手中的cookie机制, 使得提供实时流媒体的服务器变的更加的可靠。基于TCP的服务器容易受到盲目SYN攻击, 耗尽了服务器的资源而不能为真正的用户提供媒体播放的功能。

(2) 无序多通道的可靠传输

通过SCTP无序的可靠传输使实时流媒体的播放连续性加强。我们知道TCP的可靠性是通过安序的每个包的反馈建立起来的, 这种有序可靠机制遇到网络拥塞的时候, 大大影响了实时流媒体的稳定性。同时流媒体也并不需要这样的高强度的可靠性传输, 在一定范围类的丢包而导致的失真现相是很难被媒体的观看者察觉到。同时通过STCP支持多传输流传输的功能。使音频信号和视频信号得到分开传输, 减少了声音和图像同时失真的几率。

(3) 选择性的反馈 (SACK)

选择性的反馈为流媒体信息的传输让出了更多的带宽。由于SCTP并不是像TCP每个ACK消息中只能指明最早的丢失包的情况, 更一次能将所有丢包和重传包信息的SCTP的ACK数据相比, 后者更加的优化, 明显减少了反馈包的个数和反馈信息所占的带宽。

通过选择性反馈, 使得在发送端能够更详尽地知道当前发送包的情况, 及时的释放已经发送成功的数据包, 为后续的发送数据腾出缓存空间, 有效避免了无意义的重发和提高了丢包重发效率。

(4) 支持多宿性终端

支持多宿终端, 使得流媒体的发送者和接收者建立的会话更加的稳固。即使是出现主传输地址不到达的网络问题, 也可以通过启用备用的传输地址进行修复。提高了流媒体传输的稳定性。

3.2 SCTP与UDP比较性能优势

现在主流的流媒体的传输方案是RTP (Real-time transport protocol) /UDP。由于RTP只能保证数据的实时传输, 只是在包头加上了一些支持实时性的信息, 如 (序列号, 时间戳等) 并不能为顺序传输的数据包提供可靠的传输机制。在R T P和UDP的搭档基础上还要用到RTCP (Real-time transport control protocol) 提供可靠的传输机制, 以及流量和拥塞的监控。

如果我们用SCTP来替代UDP, 则只需要RTP和SCTP两个机制就可以很好的支持流媒体的传输。因为SCTP具有无序可靠传输的功能, 可以使达到的接收端的数据包不用等待前面的数据包就可以直接提交到应用层, 提高了数据的传输效率。特别PRSCTP中对不同流设定不同的可靠性级别, 极大的提高了SCTP的传输效率的改进, 完全可以取代UDP在流媒体传输上的地位。同时由于SCTP是支持单一会话多流通讯的维护, 这样使得同步接收多个RTP流成为一件非常容易的事情, 只需要使得每个RTP流对应到每个SCTP数据流就可以了。

在RTP/SCTP的流媒体传输方案中, 不仅控制信号和媒体信息, 音频信号和视频信号得到了分流的处理, 并且可以对每个SCTP流通道上信息的可靠程度进行设定。简化了传输机制的同时, 提高了传输的效率。同时由于SCTP的多宿性, 为实时流媒体的传播提供了更高的稳定性。

3.3 SCTP无序可靠传输服务

在SCTP的协议制定中加入了无序可靠的传输机制。这个功能在流媒体传输的支持中将起到巨大的作用。有无序可靠传输在传输层的支持, 甚至不需要在PRSCTP中加入的选择性可靠传输的功能都可以为流媒体提供高效传输性能。

通过多数据流实现会话的可靠无序的传输方式, 当大量的流通道被开通传输数据之后, 很好的打断信息之间的连续性要求, 使得被收到的数据包立即就被递交到应用层的效率得到提高。这样我们就可以把判断是否将收到的数据丢失的权利从传输层移交给应用层的解码器通过其当前的解码效率和解码缓存器内存有的需解码的数据进行判断是否某些数据包的延迟已经导致其失去了解码的效用。这样就保证了, 在网络传输拥塞情况不是很严重的时候, 同时在接收端的解码缓存区较大的情况下, 数据的利用率将是最优化的。通过这个丢包机制作出的丢包判断反映了用户播放的实时性能要求。因为只有解码缓冲区和当前解码效率做出的丢包决定才直接决定哪些没有到达接收终端的媒体数据失去播放的效率。同时这个机制在一定程度上缓解了网络的传输压力, 由于解压缓存区为数据在网络拥塞比较严重的时候赢得较多的传输时间, 同时在网络传输性能较优的时候, 通过缓存机制预存储了解码数据信息。

4 小结

SCTP是为传输信令业务流而开发的一个新的传输层协议。它为网络数据的传输提供了一种选择性可靠的传输途径。通过选择性反馈, 多流通道, 无序递交和多宿性等协议上的优化, 使其在流媒体的传输上业务上体现出优异的性能。通过本文简单比较看出在流媒体控制信息传输方面它优于UDP, 因为它可以提供UDP所没有的可靠性传输优势。在流媒体数据信息传输上面它优于TCP, 因为它的可靠性可以得到选择, 弥补TCP安序重发机制在流媒体传输应用中的缺陷。同时通过其支持多宿性的发送机制, 使得媒体信息的传输变的更为可靠。相信在不久的将来SCTP得到更大的运用, 取代TCP成为新一带的易于可靠性传输的传输层协议, 并取代基于TCP/UDP传输协议的流媒体传输方案, 为流媒体的传输业务提供一个稳定、高效的传输层支持, 促进实时流媒体的发展和应用, 同时流媒体传输业务也将会因为SCTP协议机制上的支持而得到更好的应用和发展。

摘要：随着实时流媒体基础的进一步发展, 普遍使用的TCP和UDP协议都不能很好的满足更高性能流媒体信息的传输。本文对SCTP、TCP和UDP协议的性能进行了比较分析, 证明了SCTP作为一个通用的、面向连接的、可靠的传输层协议, 能够更好的满足流媒体数据差别传输要求, 特别是其选择性有序和多宿性使得流媒体传输性能有明显改善。

关键词：SCTP,流媒体,传输性能

参考文献

[1]R.Stewart, QB, Xie.Stream Control Transmission Protocol.A Reference Guide.2003.

[2]T.Friedman et al.RTP:Control Protocol Extended report[S].RFC3611.2003.

[3]H.Schulzrinne, et al.RTP Profile for Audio and Video Confer-ences with Minimal Control RFC1890.January1996.

[4]赵进, 叶梧等.RTP/RTCP流媒体服务器技术研究.中国有线电视.2004.1.

[5]沈承东, 谭庆平.基于MPEG4的数字视频监控系统设计和实现.计算机工程.2002.8.

[6]詹峰.基于PR-SCTP的视频流媒体传输.华北工学院学报.2004.5.

传输线路代维施工安全生产协议 篇4

甲方：xx(以下简称为“甲方”)

乙方：xx(以下简称为“乙方”)

为了明确甲、乙双方的权利义务，甲、乙双方就合作中有关安全责任事宜，友好协商，根据相关法律法规的规定，达成一致，共同订立本协议信守执行。

一、乙方在工程勘察、设计、施工、监理、维修、维护、安装、保养、检修、保修等过程中，应注意双方及第三方的人身、财产安全，负责合作期间安全工作。

二、乙方负责制订安全制度，根据工程不同特点，编制安全手册，对职工定期进行安全知识培训，作好防火、防盗、安全用电、规范施工等安全防范、管理工作。

三、乙方开展工作前10日，作好安全准备工作，将工程及维护安全防范措施、应急预案提交甲方留存。甲方可以对乙方的`安全措施、应急预案提出建议，供乙方参考。

四、乙方认为需要甲方提供必要的安全设施，乙方应提前10日列明明细交给甲方。经甲方审核同意，乙方领取。对甲方提供的设施、工具，乙方负有保管、维护、管理责任。

五、乙方在工程勘察、设计、施工、监理、维修、维护、安装、保养、检修、保修等过程中，对自有或管理、维护的财产安全负责。双方合作期间，乙方自有或管理、维护的财产丢失、毁损、灭失，或造成甲方、乙方或第三方人身、财产损害等情形，均由乙方独立承担赔偿责任。

六、乙方在工程勘察、设计、施工、维修、维护、安装、保养、检修、保修等过程中，对自身员工或任何第三方人身、财产造成侵害的，应由乙方负责协调解决并独自承担赔偿责任。

七、因第三方侵害乙方人身、财产等权利，应由乙方自行处理并自行承担相关风险和责任。

八、保修(或合作)期内，乙方不履行或不能全面履行应尽义务，造成甲方或任何第三方人身、财产损害的，由乙方承担赔偿责任。

九、因乙方的勘察、设计、施工、监理、维修、维护、安装、保养、检修、保修中存有缺陷、隐患，导致损害发生的，乙方承担赔偿责任，不受保修期限的限制。乙方对承揽业务的质量终身负责。

十、本协议效力及于协议订立前后乙方参与的所有工程、合作项目，本协议如有变更，须经双方协商一致并订立书面协议。

十一、 未经协议另一方书面同意，一方不得转让本协议项下任何权利义务。

十二、 本协议一式二份，甲、乙双方各执一份，具有相同法律效力。

甲方：xx(盖章) 乙方：xx(盖章)

签字： 签字：

新一代传输协议——SCTP 篇5

关键词：SCTP,Multi-homing,Handover,IETF,Association,NS2

在目前的网络架构中应用最广的传输层协议是TCP和UDP，然而TCP和UDP在制定时就存在各方面的限制，比如联接后两端点的IP地址是唯一的且不可更改，如果所处网络是多重的，则只能选取其中一个来使用，而当该网路失效时，则其联接也随之中断，将造成企业、政府单位等重大损失。

1 TCP的缺陷

1) TCP提供可靠且严格有序的传输，这将导致不必要的延时，无法满足电信服务所要求的即时性。事实上，电信传输只需要部分有序即可。

2) TCP是基于字节的传输协议，并不适合用来传输基于信息的电信信令。

3) TCP不支持multi-homing。当网路失效时，基于TCP的电信网路就无法自动处理中断错误，这样的网路对于电信服务是无法接受的。

2 UDP的缺陷

1) UDP是非面向连接的传输协议，即不可靠，因此无法保证封包是否正确无误地到达接收端。

2) UDP没有提供拥塞管理的机制，因此无法了解网络路径是否已经拥塞而去降低传送数据资料的速率，这将更加恶化已经拥塞的路径。

3) UDP也不支持多重定址特性，当通讯路径中断时，UDP无法切换到备用路径上。

3 SCTP的发展与概述

如何提高网络电话的可靠性和即时性一直是学术界不断努力的议题, 而SCTP就是IETF为提升在IP网络上传送电话信令的效率而量身打造的。

新制定的SCTP不仅继承了TCP和UDP的优点，同时也增加了许多新特性，弥补了它们的不足之处。表1陈列了这三种协议的主要特性比较。

SCTP最主要的两大特色是在关联(association)中提供了multi-homing和multiple stream的概念，这是区别于TCP和UDP最本质的特征。

1) Multi-homing多重定址。见图1，当两台主机在多网络环境下使用SCTP建立关联时，该特性使得这两台主机可以具有多个可达的IP地址。在这个关联里，存在着多个通讯路径，传输时只会使用一条主路径，其他的路径则为备用路径。若主路径中断，则选择备用路径继续传输数据。这一特性能提高传输的可靠性，增加通信的健壮性。

2) Multi-streaming多重资料流。该机制使得SCTP能够在一条关联里具有多条资料流用于数据传输，而这些流彼此互相独立，当某个流丢失封包时，其他流不受影响。

3) PR-SCTP (Partial Reliability-SCTP)。PR是SCTP的一个扩展特性。当PR未启动时，SCTP像TCP一样提供可靠的传输服务;当PR启动时，对于每个传输封包SCTP会指定一个生命时间，若在该时间内无法将封包成功传送，SCTP便会放弃该封包，并发出消息通知目的端略过该封包。因此，对于重要数据，SCTP提供可靠传输服务，而对于无关紧要的数据，SCTP可开启PR，提供部分可靠的传输服务，变动相当灵活。

4 SCTP换手实验与分析

4.1 NS2仿真平台简介

NS2是一款广泛应用于网络方面的免费仿真软件，能够模拟真实的网络架构。它是以C++和OTcl作为开发语言，可以将使用者写好的脚本进行编译后运行，然后得出模拟结果。本文将选用NS2来研究SCTP的换手机制。

4.2 数据采集

该实验首先要进行往返时间(Round-Trip Time)的采集，即用一台笔记本电脑来ping一台固定访问节点(路由器)，流量达每秒65500字节，整个过程中笔记本在做匀速远离运动，直至无线网络中断。图2显示了20次数据采集的平均RTT和包丢失率。

4.3 仿真设计

NS2仿真实验采用3.2中所采集到的RTT，图3所示的即为仿真环境，本文将在此环境下对SCTP的换手机制进行研究与分析。

发送端S和接收端R都分别有两个不同的地址，R1-1、R1-2、R2-1、R2-2均为路由器，主路径和备用路径互不交叠，设定每个路径具有54Mbps的带宽和200ms的传输延迟时间。发送端S发送的数据格式是ftp。

4.4 仿真结果

图4和图5所示的是封包在主路径和备用路径中的传输情况，path0是封包传输的主路径，而path1是备用路径。

图4、图5显示在前8.5秒所有的封包都由主路径path0传输，而之后产生网路中断，因此立即启用备用路径path1来接手未完成的传输，模拟结果显示SCTP多重定址这项特性极大的增强了网路的健壮性和灵活性。

4.5 SCTP的Handover实验结果

为了进一步直观的表现出SCTP的换手情形，本实验采用两台终端电脑进行异类网络互联，即以太网络连接和无线网络连接。如图6所示。

图7则显示了windows任务管理器对网络连接的追踪情况。如果以太网中断，那么SCTP将立即启用无线网络连接，从而达到无缝式换手。在异类网络连接环境下，SCTP始终保持有一条可用的路径进行数据传输。

5 结论与展望

SCTP作为新兴的传输层协议，不但继承了TCP的优点，而且更发展出自己的特色，越来越多的人认为它将替代现有的TCP协议而成为下一代网络主要的传输协议。

该文主要针对SCTP的多重定址特性对其换手机制进行实验，得知其确实能加强网络传输的健壮性和可靠性。

未来如何有效利用SCTP于多重网络环境下支持各类应用，将成为下一个议题。

参考文献

[1]Stewart R.Stream Control Transmission Protocol[S].IETF RFC2960, 2000.10.

[2]J.Fitzpatrick, S.Murphy.An Approach to Transport Layer Handover of VoIP over WLAN[J].Consumer Communications and Networking Conference, 2006.CCNC2006.3rd IEEE.

[3]S.Fallon, P.Jacob et al.SCTP Switchover Performance Issues in WLAN Environments[J].Consumer Communications and Networking Conference, 2008.CCNC2008.5th IEEE.

[4]A.Kelly, GM.Muntean et al.Delay Centric Handover in SCTP over WLAN[J].Transactions on Automatic Control and Computer, Sci-ence, Vol.49, 2004.

[5]曾国峰, 王赞彬.量测导向的SCTP路径选择策略效能评估[D].Proceeding of TANET2005, Taiwan, ROC., 2005.

[6]吴小虎, 庄育和.流媒体技术报告[R].金仁科技, 2004.

[7]朱桂勇, 吴庆波.基于SCTP多宿特点的多路径同时传输研究[J].计算机技术与发展, 2007, 17 (3) .

虚拟桌面传输协议发展应用探析 篇6

1.1 虚拟桌面技术简介

虚拟桌面技术将所有虚拟桌面在数据中心进行集中统一快速部署和管理, 使得网络管理人员可以方便有效的对用户数据进行集中管理、备份及维护, 因此大大减轻了维护人员的工作负担, 提高了数据的安全性及可使用性。[1]

虚拟桌面技术优势:虚拟桌面技术着重于虚拟桌面的资源, 所以能够确保方便进行资源的访问维护和应用管理。因为虚拟桌面技术使得一台普通PC机可同时安装多个操作系统, 实现现有资源的合理充分利用, 因此它可以有效减少硬件、软件消耗和维护费用。[2]同时用户无需改变任何使用习惯而能够拥有与普通PC机用户一样的使用体验。虚拟桌面技术的一系列经济技术优势, 使它受到业界越来越多的关注, 拥有巨大的市场和广阔的应用前景。

1.2 VDI与虚拟桌面显示协议简介

在VDI解决方案中, 虚拟桌面显示协议具有不可替代的重要地位。VDI的使用效应受限于用于其联通的用户终端, 用户终端又决定于性能优良的显示协议。

虚拟桌面显示协议重要性:通常, VDI架构的性能依赖于网络系统。因此, 网络系统的影响更为明显。客户终端需要充分运用显示协议, 以通过网络将所有虚拟桌面有关文件传输到用户端。这是因为网络系统是在用户PC和虚拟服务器间, 所有的位图的变化, 用户的输入之间的唯一通道, 以及一些其他的动作的通信道路, 所以显示协议的性能将对通道效率起很大的作用。

2 主流虚拟桌面显示协议概述

1) PCo IP协议。PCo IP协议是一种应用于Window s操作系统的远程显示协议, 最初Teradici公司为了提高虚拟桌面的显示质量开发了PCo IP, VMware在2008年召开的VM wold2008大会中宣布将与Teradici合作共同开发协议。

PCo IP协议特性简介:在用户端显示图像方式方面, PCo IP协议是分层渐进式, 而其他的远程协议采用的是分行扫描的方式。与其他协议相比PCo IP协议在视觉体验具有优势, 该协议用像素的方式把信息打包存储, 并且只将客户的变动信息进行传输, 因此即使带宽条件不佳的情况下也能高效率使用。据统计, 在局域网等网络下, PCo IP性能与RDP并不存在不同, 它们的区别主要是在低速线路下的显示性能表现。

2) SPICE协议。SPCIE协议是专为虚拟化桌面的远程访问而设计和创建的, 最早的目的是为客户终端提供高质量的虚拟桌面远程访问。它允许客户通过QEMU在单个服务器上同时运行多个Windows或Linux客户端, 而后通过虚拟设备接口显示客户端于远程电脑上, 因为这个优势, SPCIE吸引了诸多家庭用户。

SPICE协议特性简介:SPICE设计的核心理念是对主机虚拟服务器或用户端设备 (CPU、RAM等) 上可用系统资源的智能访问的实现。SPICE通过在虚拟化和前端之间起作用而为虚拟化桌面设备提供了开源的解决方案, 而通过VDI来完成前端和后端的交互。

3) ICA协议。ICA (Inde pe nde nt Com puting Archite cture) 技术是思杰研发的专有协议, 该协议无需依赖特定平台, 普遍地支持标准通串线设备重定向, 两向语音等。[3]

ICA协议特性简介:ICA协议能够忽略地理、PC物理条件和带宽的短板, 直接经过全部企业LAN/WAN为常用操作系统项目及软件使用进行部署。在较差网络带宽条件下, 仍能迅速地高效预知常用软件资源的分拨。

4) RDP协议。思杰最初研发了RDP, 几年后MS购置了它, 它现已成为Windows操作系统的一个标准组件而集成于Windows系统内核。威睿虚拟技术开始也使用RDP作为其显示协议。而且RDP在客户端实现了多种优化机制包括对数据的压缩加密处理等, 支持多种资源数据的缓存。

RDP协议特性简介:RDP的主要特点在于:应用于普及率极高的微软系列办公软件, IE浏览器等的运行极顺畅且迅速;实际RDP被微软不断研发就是为了提高微软视窗操作系统的所有终端服务应用。RDP的主要精髓在于:根据T.120协议系列的分支通路传输和划分虚拟通道为多个。[4]

3 虚拟桌面显示协议分析与比较

1) 显示协议性能影响因素。目前在虚拟桌面显示协议有关作用因素中, 对虚拟桌面使用效应起主要作用的为以下三个方面:一是图形数据处理方式, 二是系统显示更新机制, 三是压缩和缓存技术。不同的图形数据处理方式具有不同的处理效率、平台立性, 毫无疑问, 处理速率越高的方式为显示协议带来的用户体验越好。优良的压缩编码技术在当前受限的PC物理条件和带宽下对客户端体验起到极大的作用。

2) 虚拟桌面显示协议的比较。

主流显示协议的特性比较如表

4 虚拟桌面显示协议的应用

现在, 虚拟化产品市场上有各种各样的虚拟桌面产品, 伴随而来的就有多种不同的虚拟桌面显示协议。而多选择的显示协议使得部署VDI的问题变得更加难以解决。在不同的企业物理硬件环境和带宽环境下, 能够实际应用的协议自然不同。企业的实际情况是进行虚拟桌面部署的基本准则和根本目的。

对于大面积使用MS产品的企业来说, 他们最好的选择毫无疑问是RDP, 为微软产品量身定做的RDP将使他们充分感受到虚拟桌面带来的巨大优势。对图像展示体验要求较高的企业, PCo IP在这方面的高性能会为他们带来巨大便利。如果企业需要常常视频会议或者播放视频, SPICE可以高效地提供服务, 当然ICA在这方面也并不弱势。

参考文献

[1]左利云, 刘广贵, 黄泽建.虚拟桌面技术在教育环境下的应用研究[J].计算机光盘软件与应用, 2012.

[2]左利云, 刘广贵, 黄泽建.虚拟桌面技术在教育环境下的应用研究[J].计算机光盘软件与应用, 2012.

[3]俞科峰.桌面云关键技术及在电信运营商的应用研究[J].广东通信技术, 2012.

一种简易的总线传输协议 篇7

当前, So C设计已经成为数字集成电路 ( Inte- grated Circuit, IC) 设计的主流。一款So C设计至少包含一颗微处理器核心, 同时也包含不同类型、数量的外设接口模块, 以及用户定制的逻辑电路。随着So C的规模不断扩大, 集成的IP模块不断增多, 复杂度不断加大, 使得各个模块之间通信的问题越来越突出。在片上系统领域中, 主机与从机之间的通信需要考虑的因素很多, 例如总线位宽、速率、实现难易程度等。因此, 设计一种简单易用的高速率传输总线是So C设计初期着重考虑的。

1三总线传输协议介绍

该总线传输协议是为了实现主机与从机之间的高速寄存器读写操作, 由3根信号线组成, 分别是片选使能线、时钟传输线、双向数据传输线。片选使能线与双向数据传输线复位之后默认的状态为高电平, 时钟传输线复位之后默认的状态为低电平。

1. 1总线传输数据的步骤

该传输总线传输时, 由主机首先拉低片选使能线; 从机检测到片选使能线为低之后, 内部产生启动信号。主机拉低片选使能线之后, 产生总线时钟, 并通过时钟传输线将时钟传输给从机; 总线时钟可以为主机内部高频时钟的分频时钟, 分频比可为任意值。主机通过数据传输线发送数据, 数据可以为多个字节; 首先发送当前字节的高位, 由高位到低位依次发送, 双向数据传输线的变化位于时钟的下降沿。 从机在总线时钟的上升沿开始对数据进行采样, 并按照收取到的数据进行读写操作。主机传输数据完毕之后, 停止总线时钟才产生, 拉高片选使能线, 结束该次传输。

当主机发送数据与产生时钟时, 主机每次发起的数据传输, 总是以固定数值的传输时钟周期为一组, 当从机接收到的时钟周期不足一组时, 舍弃最后传输的数据, 数据传输完毕时, 最少包含两组固定数值的传输时钟周期。

如图1是三总线传输协议的概略图, 片选使能线为100, 时钟传输线为200, 双向数据传输线为300, 传输首字节为310, 第2个字节为320, 第3个字节为330。首字节中起始位为读写使能311, 后续数据位为起始地址312。

主机产生的分频时钟, 分频比包括1分频, 即传输时钟与主机内部时钟同频, 最高可以达到电路接口频率的最高值。

1. 2三总线传输协议的优点

该总线传输协议与其他总线相比, 具有如下优点: 1总线位宽只有3位, 通过双向数据传输线满足读写的不同方向要求; 2总线传输时钟可以与主机内部时钟同频, 传输速度较高; 3根据总线传输协议中的要求, 可以只发送一次起始地址, 之后的读写操作均在此起始地址基础上累加; 4该总线传输协议比较简单, 易于理解, 可操作性强, 可以根据具体寄存器位宽进行字节位宽的调整。

2三总线传输协议的读写操作

2. 1主机写从机操作

主机通过数据传输线发送数据, 当主机需要对从机进行写操作时, 首先需要发送的首字节为“写使能1”加“从机起始地址”, 第2个字节为需要写入 “从机起始地址”的数据, 第3个字节为需要写入 “从机起始地址+ 1”的数据, 以此类推, 第N个字节为需要写入“从机起始地址+ N - 2”的数据。其中, N为字节的个数。

图2是三总线传输协议主机写从机的流程图。 图中片选使能线为100, 双向数据传输线为300. 首字节为310, 第2个传输字节320为写入起始地址的数据, 第3个传输字节330为写入起始地址加一的数据, 第3个传输字节340为写入起始地址加二的数据, 第N个传输字节350为写入起始地址+ ( N - 2) 数据。首字节高位为写使能311, 首字节低位为起始地址312。

2. 2主机读从机操作

当主机需要对从机进行读操作时, 首先需要发送的首字节为“读使能0”加“从机起始地址”, 之后主机将双向数据传输线交予从机进行控制, 主机只需要产生传输时钟, 从机由该传输时钟进行数据的发出; 当主机发出读取的命令之后, 由于从机接收到命令之后需要解析出指令时间, 需要延时一个字节时间, 在第3个字节时间将“从机起始地址”的数据传输给主机, 第4个字节时间将“从机起始地址+ 1”的数据传输给主机, 以此类推, 第N个字节时, 主机由双向数据传输线读取到的为 “从机起始地址+ N - 3”的数据; 其中, 一个字节时间为固定数值的传输时钟。

图3是本设计的三总线传输协议主机读从机寄存器状态流程图。图中片选使能线为100, 双向数据传输线为300。首字节为310, 第2个传输字节320为空闲周期, 第3个传输字节330为起始读地址的寄存器状态值, 第4个传输字节340为起始读地址加1的寄存器状态值, 第N个传输字节350为起始读地址+ ( N - 3) 的寄存器状态值。首字节高位为读使能311, 首字节低七位为起始读地址312。 第2个传输字节320为用于主机、从机之间的双向数据传输线的传输方向转变。

2. 3从机解析主机写操作

图4是设计的三总线传输从机解析主机写操作的原理图。空闲状态为A, 主机将片选拉低为A1, 从机进行数据采样为B, 主从传输的首字节为C, 首字节高位判断器为C1, 打开写使能操作为D, 从机进行时钟上升沿采样操作为E, 片选为高判断器为E1, 字节收取完成判断器为E2, 写入当前加一地址操作为E3。

2. 4从机解析主机读操作

图5是设计的三总线传输协议从机解析主机读操作的原理图。空闲状态为A, 片选拉低为A1, 从机进行数据采样为B, 主从传输的首字节为C, 首字节高位判断其为C1, 打开读使能操作为G, 等待一个字节时间为H, 片选为高判断器为H1, 发送当前加一地址的寄存器状态操作为I。

3总线模块设计及RTL实现

本文涉及的总线是通信处理芯片的MCU接口, 主要功能是接收MCU的控制和发送芯片的告警, MCU的总线作为主设备, 通信处理芯片的总线接口作为从设备。根据功能需求, 设计简化了总线的完整协议, 仅实现了从模式。采用VHDL语言实现, 用Modelsim对总线的读写操作进行了仿真验证。

总线接口信号定义如图6所示。rst_125信号是外部提供的硬件复位信号, 低电平复位有效; CSN为总线访问使能信号, 低电平有效; SCLK为总线访问输入串行时钟; MOSI为总线访问输入串行数据; MISO为总线访问输出串行数据; wr _ addr [7: 0]信号是通过总线接口操作内部寄存器的地址信息, wr_data[7: 0]信号为外部MCU通过总线访问寄存器读出的数据, 随地址wr_addr [7: 0]的变化而变化; rd_data[7: 0]信号为外部MCU通过总线接口写入寄存器的数据, wd_reg为写使能, wd_reg信号为高时, 在SCLK的上升沿把rd_data [7: 0]数据写入到wr_addr [7: 0]的地址中; rd_reg为读使能信号, wd_reg为写使能信号。

在CSN为低时, 判断时钟的上升沿, 8个上升沿对输入的数据进行采样; 第一个沿采到的数据指示的是读 ( 1) /写 ( 0) , 之后的7个数组合成为当前地址; 如果是写, 就写入当前地址; 继续接收就写入下一地址; 如果是读, 就读出当前地址数据, 继续就可以读出后一地址数据; 通过总线传输的数据, 从高位先发, 存入接收寄存器r_shift [7: 0]; 发送的时候, 也是先发高位, 通过发送寄存器t_shift[7: 0]发送。

用VHDL语言编写testbench对总线模块进行测试, 部分测试代码如下:

仿真测试部分结果如图7所示。

4结束语

设计的传输协议只有3根总线, 采用VHDL语言实现硬件电路, 并通过Modelsim验证了协议的正确性。读写过程简单明了, 易于理解, 针对不同位宽的寄存器, 可以根据位宽和地址深度的要求定制从机对首字节的解析模块, 以满足各自设计的特定需求, 非常适合芯片之间的通信。

参考文献

[1]张斌, 刘宇, 荣金峰.通用型SPI总线的IP设计与实现[J].中国集成电路, 2011, 7 (146) :43-46.

[2]周强.超大规模集成电路设计导论[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[3]侯伯亨, 顾新.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M].西安电子科技大学出版社, 1999.

[4]王珏文, 金伟信, 蔡一兵, 等.基于FPGA的SPI总线接口的实现[J].总线与网络, 2010, 14 (325) :102-104.

[5]王二萍.高速可复用SPI总线的设计与VerilogHDL实现[D].郑州:河南大学, 2007:70-77.

[6]赵杰.基于AMBA总线的SPI协议IP核的实现与验证[D].中国科技大学, 2009:22-25.

[7]高如云, 陆曼茹, 张企民.通信电子线路[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2008.

[8]荣蓉.基于SOC嵌入式片上系统应用研究[J].煤炭技术, 2012, 31 (6) :218-219.

[9]刘林海.AHB总线分析及从模块设计[J].无线电通信技术, 2007, 33 (3) :35-38.

基于邮件传输协议的远程存储系统 篇8

关键词：远程存储,SMTP,POP3,多线程

随着信息化进程的快速推进,许多重要的数据要求在整个信息系统中实现共享或备份。所以远程存储系统市场需求越来越大。传统远程存储系统性价比低。本文提出的基于SMTP和POP3协议的远程存储系统能够使系统成本降到最低。此种系统利用互联网上广大的免费邮件服务器作为的主要的数据存储载体,结合数据分割、压缩算法,通过SMTP和POP3邮件传送协议,将数据以电子邮件的方式分散存储于不同的电子邮件服务器中。

这种以电子邮件服务器为基础的远程存储系统采用C/S模式,分为客户机和服务器两个层次,客户机为用户使用的个人计算机,只需具备互联网连接能力,服务器无需专门配置,利用互联网络中任何可正常通过SMTP和POP3协议访问的邮件服务器作为系统服务器。

系统的工作过程主要分上传和下载两个过程。上传过程中,客户端首先获得本地要上传的目录文件列表,将该列表加入到远程虚拟目录结构中,然后对本地每个文件分割为小数据块,并记录下其在虚拟目录结构中的对应位置。随后数据块通过SMTP线程上传至服务器,为加快数据传输速度,需要同时启动多个发送线程连接服务器,最终文件就以多个邮件的形式存储在远程邮件服务器中。下载过程,客户端软件需要搜索服务器上的邮件信息列表,根据邮件主题或特定标志,对照参考本地已经下载的数据块,确定要下载的邮件,启动多个下载线程,获取邮件,然后从邮件中提取出数据块。下载同时要对已下载的数据块检测,如某个文件所有数据块均已经下载完毕,则需要将其合并重组,还原为文件,存入本地目录结构中。

由上面工作过程可见,最重要的一步是数据的分割重组,其必要性主要是因为SMTP协议中规定“文本行的最大长度,包括回车符和为透明性增加的字符不得超过1000个字符;接收缓冲区最多可以容纳100个接收者”,另外多线程发送可以把不同数据块同时传送到不同服务器上,这样可以提高效率和程序并行性。分割的大小太大,服务器将不接受;过小的数据块势必造成邮件服务器上邮件过多,从而降低了系统效率;另外,部分服务器还对服务器上一次所能POP得到的邮件数目做了限制,这也使得邮件不能太多,即数据块不能太小。通过实验程序多次模拟统计,将文件块大小限定在500KB左右是比较合适的。

采用压缩算法对数据块进行无损压缩可以使数据块变小,提高整个系统的工作效率。

系统采用多线程方式工作,由一个主线程,多个发送线程和接受线程。主线程负责用户交互、邮箱管理、数据分割重组等;接受线程通过POP3协议与POP3服务器建立连接,接受邮件,提取数据块;发送线程通过SMTP协议将包含有数据块的邮件发送到指定的邮箱。合理线程数量既能保证较快的下载速度,又不至于占用太多的内存和CPU资源。

实际应用表明,本系统可以做到屏蔽各个邮件服务器的差异,使用户像操作本地硬盘一样操作远程存储服务器上的数据文件,仅需一个客户端就可以实现可靠的数据远程备份,成本极低。但系统传输速度上由于受到复杂的用户网络环境的影响较大,能够满足小型部门或个人的需要。对譬如数据安全、数据冗余等问题还需要进一步的丰富和改进。

参考文献

[1]王月,贾卓生.网络存储技术的研究与应用[J].计算机技术与发展,2006(6):2～3.

[2]Robert Spalding[著],郭迅华,等[译].存储网络完全手册[M].北京:电子工业出版社,2004:93～97.

[3]周敬利,胡鸣,余胜生.网络存储性能改进的文件系统实现方法[J].小型微型计算机系统,2006(3):1～4.

[4]穆振海,唐建清.多线程在C++Builder中的实现[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2004(1).

浅谈物联网中无线传输协议 篇9

纵观历史发展的进程,每一次全球性的危机都带来了新一轮的技术革命。在国际金融危机之后,许多国家从应对气候变化、保障能源安全,促进经济增长的需要出发,加快了清洁能源、智能电网、物联网的发展进程。物联网在1999年美国麻省理工学院首次提出,狭义的物联网指的是“物-物相连的互联网”,这里相连的主体既包括物品到物品,也包括物品到识别管理设备;广义的物联网指的是信息空间和物理空间的融合,也就是虚拟与现实的融合,把所有的物体和事件数字化、网络化、在人与人、人与物、物与物之间实现信息交互,实现物品的自动识别,监控地位和远程管理。以现有的互联网以及各种专有的网为基础,传输通过感知层采集汇总的各类数据,实现数据的实时传输并保证数据安全,目前的有线和无线互联网2G和3G网络等,都可以做起传输层的组成部分。在未来的智能小区,智能家居等物联网终端,为了保证无线传输数据安全,无线传输协议显得尤为重要。

1 无线传输协议分类

国际上,无线网络传输协议是与红外、蓝牙、GPRS、CDMA1X等协议一样是无线传输协议的一种。目前,WAPI标准是由我国相关部门研发并申请国际审查认可的无线标准,从理论上讲他与802.11b类似,只不过有别于802.11b采用“有线加强等效保密(WEP)”等安全协议,WAPI(WLAN Authentication and Privacy Infrastructure)是无线局域网的一种传输协议,与802.11b传输协议比较相似。

在物联网中使用的无线传输协议,包括下面几种类型。

1.1 Wi-Fi

Wi Fi是wireless Fidelity(无线保真),又称IEEE802.11b标准,最大的优点是传输速率高,可以达到11mbps。有效距离比较长,同时与802.11的设备兼容,Wi Fi无线保真技术与蓝牙技术一样,属于办公室与家庭使用的短距离无线技术,使用频段是2.4GHz附近的频段,该频段目前尚属没用许可的无线频段,可以使用的标准有两个即802.11ay与802.11b,802.11g是802.11b的继承。

1.2 GPRS

通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS),使用带移动性管理的分组交换模式以及无线接入技术。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包(Packet)式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。

GPRS技术不太适合智能家具使用,主要在电信网络使用。

1.3 红外技术

红外技术也是一种无线通信技术,可以进行无线数据的传输。特点是:红外传输是点对点的传输方式,无线,不能离得太远,要对准方向。不能穿墙与障碍物,几乎无法控制信息传输的进度。802.11物理层标准中,除了使用2.4GHz频率的射频外。还包括了红外的有关标准。Ir DA(The Infrared Data Association)红外数据协会,Ir DA1.0支持最高115.2kbps的通信速率。Ir DA1.1支持到4Mbps。该技术基本上淘汰,被蓝牙和更新的技术代替。

1.4 Zig Bee技术

Zig Bee是一种新兴的短距离、低功耗、低速率的近距离的无线网络技术。Zig Bee的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域工作组的一项标准。但IEEE 802.15.4仅处理低级MAC层和物理层协议,所以Zig Bee联盟对其网络层和API进行了标准化,同时联盟还负责其安全协议、应用文档和市场推广等。Zig Bee联盟成立于2001年8月,由英国Invensys、日本三菱电气、美国摩托罗拉、荷兰飞利浦半导体等公司共同组成。Zig Bee与Bluetooth(蓝牙)、Wi Fi(无线局域网)同属于2.4GHz频段的IEEE标准网络协议,由于性能定位不同各自的应用也就不同。Zig Bee的显著特点有:超低功耗,网络容量大,数据传输可靠,时延短,安全性好,实现成本低。

在Zig Bee技术中,采用对称密钥的安全机制,密钥由网络层和应用层根据实际应用需要生成,并对其进行管理、存储、传送和更新等。因此,在未来的物联网中,Zig Bee技术显得尤为重要,并在美国的智能家居等物联网中得到广泛应用。

1.5 蓝牙技术

作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,蓝牙以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接,完成数据信息的短程无线传输。其实质内容是要建立通用的无线电空中接口(Radio Air Interface)及其控制软件的公开标准,使通信和计算机进一步结合,使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能够在近距离范围内具有互用、互操作的性能(Interoperability)。

蓝牙以无线LANs的IEEE802.11标准技术为基础。应用了“Plonkandplay”的概念(有点类似“即插即用”),即任意一个蓝牙设备一旦搜寻到另一个蓝牙设备,马上就可以建立联系,而无需用户进行任何设置,因此可以解释成“即连即用”。蓝牙技术有:成本低,功耗低、体积小,近距离通信,安全性好的特点。

蓝牙在未来的物联网发展中得到一定的应用,有在办公场所,家庭智能家居等环境。

1.6 RFID技术

射频识别即RFID(Radio Frequency IDentification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

RFID技术的基本工作原理:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID在国内外的很多领域得到广泛的应用,例如身份识别,监控管理,超市,卖场,商场等各种场景得到一定的应用。

2 国内外发展前景

从物联网技术的不断成熟与推广,它必将在人们生活、工作和学习的各个方面发挥显著作用,未来的世界一定是物联网的世界。而不管在现在还是将来,人们重视的数据是否安全,而无线传输中安全尤为重要,无线传输协议为了保证数据安全。

在国外,由于WEP的安全性较低,IEEE 802.11组织开始制定新的安全标准,也就是802.11i协议。但由于新标准从制定到发布需要较长的周期,而且用户不会仅为了网络的安全性就放弃原来的无线设备,所以无线产业联盟在新标准推出之前,又在802.11i草案的基础上制定了WPA(Wi-Fi Procted Access)无线加密协议。

在国内,WAPI标准是由我国相关部门研发并申请国际审查认可的无线标准,从理论上讲他与802.11b类似,只不过有别于802.11b采用“有线加强等效保密(WEP)”等安全协议,WAPI使用的是一种名为“无线局域网鉴别与保密基础架构(WAPI)”的安全协议。出于安全性考虑我们要保证国家的机密是最高的机密,它如果被泄露出去会直接损害整个国家和民族的利益,后果将不堪设想。另外出于利益方面的考虑。我国是个经济蓬勃发展的发展中国家,许多产品都拥有巨大的发展空间,尤其是高科技产品,无线方面如果可以将WAPI广泛推广的话所产生的相关利益也是巨大的。

对于个人而言,WAPI的出现最大的受益就是让用户的更加安全,因为WLAN在进行数据传输时是完全暴露在半空中的,而且信号覆盖范围广,如果安全性不好,合法用户的数据就很容易被非法用户截获和破解。同时,非法用户还可以伪装成合法用户,和合法用户共同使用网络资源,使合法用户的利益蒙受损失。

3 结语

随着物联网技术和应用的不断发展,无线传输协议将迎来前所未有的发展,其在未来智能化系统中的应用也将会呈现爆发性的增长。了解与掌握Zig Bee、蓝牙、Wi-Fi、RFID等核心技术,研制相应的借接口以及无线通信产品模块化,无线传输协议是物联网发展的一个关键技术,也将是未来物联网发展中的重中之重。

参考文献

[1]李文.物联网技术及其应用[J].福建电脑.2010.

[2]李健.物联网关键技术和标准化分析[J].通信管理与技术.2010.

[3]徐小涛,王逢东.基于WMN的多信道物联网信息传输机制研究[J].2011.