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在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)滲透到生活的各個(gè)方面,改變了人們的交流和溝通的方式,而且在時(shí)間和空間上突破了以往的限制。但是實(shí)時(shí)通信技術(shù)也是在不斷發(fā)展的,勢(shì)必存在著不少的缺點(diǎn),制約其進(jìn)一步發(fā)展。因此必須要做好網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時(shí)差錯(cuò)控制技術(shù),這樣就可以在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮出實(shí)時(shí)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì),造福人們。
1.網(wǎng)絡(luò)通信中的實(shí)時(shí)通信技術(shù)的發(fā)展
在2006年的時(shí)候,WHATWG網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用1.0程序中增加了API,而這個(gè)API是和Web點(diǎn)對(duì)點(diǎn)進(jìn)行連接的,目的是為了更加快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。在2009年的時(shí)候,MediaStream API以及一些設(shè)備不斷涌入了WHATWG的視野。這樣一來(lái),一些用戶就可以在授權(quán)的情況下得知一些隱秘的信息。在這過(guò)程中,API的用途主要是來(lái)媒體流的處理工作。因?yàn)樵贏PI中有著本地存儲(chǔ)的內(nèi)容,可以利用二進(jìn)制的方法進(jìn)行存儲(chǔ)。
在2010年的時(shí)候,在WHATWG中已經(jīng)有了API的方案。而這些方案是建立在RTP over UDP協(xié)議和ICE建立連接的基礎(chǔ)之上,這樣一來(lái)就可以將自己電腦上的內(nèi)容傳送到網(wǎng)上。這些方案不僅包括了API技術(shù),而且還包括了文件送輸和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。
在2011年的時(shí)候,WHATWG已經(jīng)比較完善。不再采用一些設(shè)備元素,JavaScript API技術(shù)正式登上了舞臺(tái)。JavaScript API技術(shù)在內(nèi)容已經(jīng)近乎完美,完全可以進(jìn)行操作。而且和SDP offer/answer系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生沖突,只要技術(shù)人員確定將信息發(fā)送給指定的人員即可。而且在技術(shù)人員的操作下,還可以讓高層的信息以間接的方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。雖然后面對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)整,但是都沒(méi)有脫離大的框架。
2.網(wǎng)絡(luò)通信工具的種類
實(shí)時(shí)通訊(Instant Messaging)是目前Internet上最為流行的通訊方式,各種各樣的即時(shí)通訊軟件也層出不窮;服務(wù)提供商也提供了越來(lái)越豐富的通訊服務(wù)功能。不容置疑,Internet已經(jīng)成為真正的信息高速公路。從實(shí)際工程應(yīng)用角度出發(fā),以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理為指導(dǎo),結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的一些常用技術(shù),編程實(shí)現(xiàn)基于 C/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)聊天工具是切實(shí)可行的。目前,中國(guó)市場(chǎng)上的企業(yè)級(jí)即時(shí)通信工具主要包括:信鴿、視高科技的視高可視協(xié)同辦公平臺(tái)、263EM、群英 CC2010、通軟聯(lián)合的GoCom、騰訊公司的RTX、IBM的Lotus Sametime、點(diǎn)擊科技的GKE、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)辦公室的imo、中國(guó)移動(dòng)的企業(yè)飛信、華夏易聯(lián)的e-Link、擎旗的UcStar等。相對(duì)于個(gè)人即時(shí)通信工具而言,企業(yè)級(jí)即時(shí)通信工具更加強(qiáng)調(diào)安全性、實(shí)用性、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。
實(shí)時(shí)通訊工具,通常意義上指的就是馬上可以進(jìn)行通訊的工具。利用有效硬件,如電腦、視頻、可視電話、手機(jī)等,在這些終端硬件上安裝實(shí)時(shí)通訊程序,如QQ、ICQ、MSN、網(wǎng)易POPO等,只要雙方都安裝有同樣的這種程序,然后利用網(wǎng)絡(luò)連接在線,就可以類似面對(duì)面交流一樣,實(shí)行語(yǔ)音、文字、視頻等交流,程序的交流間幾乎是同一時(shí)間的,在A端發(fā)送的文字,在B端很快(0.05秒至幾秒之內(nèi))就可以看到。這就簡(jiǎn)單的說(shuō)明了“實(shí)時(shí)通訊工具”,也可以叫 “即時(shí)通訊工具”。國(guó)內(nèi)最出名的就是騰訊公司的QQ,世界出名的就是ICQ與MSN。
3.網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時(shí)差錯(cuò)控制技術(shù)
在管理網(wǎng)絡(luò)通信的過(guò)程中,如何做到實(shí)時(shí)差錯(cuò)控制是管理工作的重頭戲,如果沒(méi)有辦法做到差錯(cuò)的實(shí)時(shí)控制,那么網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全便岌岌可危。在把握網(wǎng)絡(luò)通信的過(guò)程中,主要把握好信息的差錯(cuò),防止發(fā)生數(shù)據(jù)的丟失,這樣一來(lái)便可以讓通信技術(shù)在很大程度上得到人們的信任。在通信控制的過(guò)程中,不僅要進(jìn)行糾錯(cuò),進(jìn)行信息的反饋,還要做好信息的整理工作,這樣一來(lái)才可以保證信息的安全。那么該如何進(jìn)行實(shí)時(shí)差錯(cuò)控制?
第一,就當(dāng)前存在的向前糾錯(cuò)工作進(jìn)行分析,它在應(yīng)用的過(guò)程中主要是針對(duì)某種特制的編碼來(lái)控制,在發(fā)信段通過(guò)安裝解碼軟件來(lái)對(duì)各種信息傳輸差錯(cuò)及時(shí)的進(jìn)行糾正,并且在連接通信端頭調(diào)整錯(cuò)誤的編碼,從而得到及時(shí)控制和實(shí)施控制的工作要求。在目前的管理工作中,整個(gè)工作的內(nèi)容包含了煤炭相關(guān)信息資料以及糾錯(cuò)工作模式,它的主要工作原理在于借助編碼對(duì)其中存在的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,從而提出冗余信息,達(dá)到簡(jiǎn)化信息、加速傳輸時(shí)間的要求。
第二,就當(dāng)前的信息反饋工作以及糾錯(cuò)方式進(jìn)行分析,它在應(yīng)用中是以特定的調(diào)制解碼來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)傳輸錯(cuò)誤編碼控制,在此基礎(chǔ)上對(duì)傳輸信息做了及時(shí)、科學(xué)的糾正處理,并且將少量的信號(hào)碼和監(jiān)督碼加入到反饋端,從而要求對(duì)信息進(jìn)行重復(fù)發(fā)送和管理,直至發(fā)送端所發(fā)送的信息準(zhǔn)確為止。
第三,就目前我們常采用的混合差錯(cuò)控制進(jìn)行分析,它在應(yīng)用的過(guò)程中主要是針對(duì)向前糾錯(cuò)以及反饋糾錯(cuò)兩種方式的混合使用。這種方法是借助向前糾錯(cuò)的方式來(lái)傳遞一些具備著某種可靠度的信息,然后再通過(guò)反饋糾錯(cuò)來(lái)具體對(duì)這些信息的錯(cuò)誤和存在問(wèn)題加以辨別和分析,從而提升信息的正確度,以做到信息可靠性保證。
4.網(wǎng)絡(luò)通信中的實(shí)時(shí)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
在互聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越普及的二十一世紀(jì),一個(gè)人身體感到不舒服的時(shí)候,第一時(shí)間便會(huì)上網(wǎng)尋求幫助,而且很大程度上選擇的是健康服務(wù)方面的熱線,這時(shí)便不會(huì)考慮到求助者的身份和地位。當(dāng)服務(wù)熱線接通之后,當(dāng)事者便可以在微博按照提示來(lái)表述自己的病情,然后便可以呼叫,那么不一會(huì)兒就會(huì)有醫(yī)生對(duì)你的病情進(jìn)行診斷。醫(yī)生在閱讀完當(dāng)事人的病情表述后,就會(huì)第一時(shí)間和當(dāng)事者聯(lián)系,進(jìn)行必要的交談,進(jìn)一步確定病情。而后醫(yī)生之間還會(huì)進(jìn)行交流,做出最正確的診斷。
此外,一些規(guī)模比較大的醫(yī)院便可以自己?jiǎn)为?dú)實(shí)施實(shí)時(shí)通信技術(shù)。如果考慮一些機(jī)構(gòu)考慮到自己本身實(shí)力有限,那么也可以尋求IT提供商的幫助。不管怎樣,要想做好信息的傳輸工作,對(duì)于任何一個(gè)IT提供商工作的重中之重。雖然一些平板電腦在進(jìn)行視頻會(huì)議的時(shí)候,速度非??欤耆珴M足基本的要求,但是這樣的傳輸速度并不能夠代表全部的用戶所擁有的傳輸速度,供應(yīng)商必須要解決這個(gè)問(wèn)題。除了數(shù)據(jù)傳輸外,運(yùn)營(yíng)商還可以提供ICE服務(wù)器來(lái)管理NAT穿越、代碼轉(zhuǎn)換媒體服務(wù)器、多方會(huì)議支持和推送服務(wù)器。運(yùn)營(yíng)商可以(或許應(yīng)該)利用其自有的傳輸基礎(chǔ)設(shè)施,或其他運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)設(shè)施,提供連接參與者所需的傳輸。
根據(jù)情況,假定選擇了安全機(jī)制,運(yùn)營(yíng)商可以提供增值媒體服務(wù),如媒體記錄、語(yǔ)言到文本翻譯和基于位置的“發(fā)現(xiàn)和連接”,以及復(fù)雜的計(jì)費(fèi)和收費(fèi)方案。
由此看來(lái),在網(wǎng)絡(luò)通信中利用實(shí)時(shí)通信技術(shù),不僅方便了人們大眾,而且也為醫(yī)院提供了很大的便利,因此實(shí)時(shí)通信技術(shù)應(yīng)該得到廣泛的應(yīng)用。
5.小結(jié)
在網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中,要想做到實(shí)時(shí)通信,就必須要了解其發(fā)展的過(guò)程中,要掌握實(shí)時(shí)差錯(cuò)控制技術(shù),這樣在具體案例中才能夠發(fā)揮出實(shí)際的效果,達(dá)到令人滿意的效果,不僅讓用戶滿意,而且還能夠讓運(yùn)營(yíng)商獲利,何樂(lè)而不為呢。
作者簡(jiǎn)介
在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的硬件組建方面的質(zhì)量安全隱患通常來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)工作,其主要表現(xiàn)在硬件安全方面,因?yàn)槭窃杏布囊蛩兀\(yùn)用軟件程序來(lái)進(jìn)行處理的方式效果不是非常的明顯,實(shí)際應(yīng)該在管理工作上來(lái)強(qiáng)化人工不久的措施。所以說(shuō),在繼續(xù)寧硬件選購(gòu)和硬件制作的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)快速的解決或者是最大程度上去消除這方面的安全隱患問(wèn)題的產(chǎn)生。在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的軟件風(fēng)險(xiǎn)方面,風(fēng)險(xiǎn)性產(chǎn)生的主要來(lái)源是軟件工程中的設(shè)計(jì)問(wèn)題,在對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,不經(jīng)意的疏忽大意將會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)產(chǎn)生安全性的漏洞,軟件的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度過(guò)大或者是存在一些不必要的功能,這些都將可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中軟件的組建出現(xiàn)脆弱性,在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中,不遵循信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)安全等級(jí)。
2通信與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議中,因?yàn)椴荒茏龅街苯雍彤悩?gòu)網(wǎng)絡(luò)的連接實(shí)施通信,所以說(shuō),專用的網(wǎng)絡(luò)與局域性的網(wǎng)絡(luò)相互之間的通信協(xié)議一直存在一定的制約性和封閉性,封閉性的網(wǎng)絡(luò)相比開(kāi)放式的因特網(wǎng)在安全強(qiáng)度方面較高,第一就是可以從外部的網(wǎng)絡(luò)或者是站點(diǎn)直接攻入到系統(tǒng)內(nèi)部的可能性被有效的降低,但是我們從協(xié)議的分析中可以發(fā)現(xiàn),截取的問(wèn)題與信息的電磁信息出現(xiàn)泄漏的問(wèn)題仍然比較頻繁;還有就是專用性的網(wǎng)絡(luò)其本身具有比較成熟和較為完善的身份識(shí)別、權(quán)限的劃分好以及在訪問(wèn)過(guò)程中的安全控制等安全體系。
2.1信息系統(tǒng)中出現(xiàn)的威脅
威脅就是指在阻礙或者是對(duì)某一項(xiàng)命令完成的阻礙,或者是降低了真實(shí)存在的和潛在的力量以及在完成使命的能力方面的總稱。安全性的威脅通常就是指對(duì)系統(tǒng)形成危害的故意行為或者是營(yíng)造出一種環(huán)境的威脅性。威脅性的產(chǎn)生可以具體分成故意性、偶然性、主動(dòng)性以及被動(dòng)性來(lái)實(shí)施分類。故意性威脅:就是針對(duì)檢測(cè)可以從運(yùn)用易行的監(jiān)視軟件來(lái)隨意的實(shí)施操控,對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的知識(shí)實(shí)施針對(duì)性和精心的策劃與攻擊,一種故意的威脅要是得到了切實(shí)的實(shí)現(xiàn),那么我們就可以認(rèn)為這是一種故意威脅的行為偶然性威脅:偶然性威脅就是指拋出所有的不利的威脅,其中就包含了操作上的事物、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)軟件出現(xiàn)錯(cuò)誤以及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障等。主動(dòng)性威脅“就是指對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)到系統(tǒng)內(nèi)部所含有的各方面有效信息的盜取和篡改,或者是對(duì)系統(tǒng)的操控狀態(tài)的變更。
2.2網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)在空間上的分布
網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中風(fēng)險(xiǎn)性在不同的區(qū)域有著不同的分布狀況,當(dāng)信息從信息源發(fā)送到信宿需要經(jīng)過(guò)九個(gè)區(qū)域,因?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)性是其中資源或者是信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),其中的安全性的具體要求過(guò)程當(dāng)中存在不確定性的因素,為了方便對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施分布,可以通過(guò)指標(biāo)坐標(biāo)系圖來(lái)體現(xiàn)。
3結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò);總線;擴(kuò)展;技術(shù)
中圖分類號(hào):TN91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9599 (2010) 06-0000-01
Analysis of Network Communication Technology
Li Wujiang
(Harbin Railway Bureau of Science&Technology Institute,Harbin150000,China)
Abstract:This paper analyzes the CAN bus extension technology,
network topology and system structure,gives the CAN gateway hardware design.
Keywords:Network;Bus;Extension;Technology
一、概述
CAN總線是一種串行多主站局域網(wǎng)總線,被廣泛應(yīng)用于汽車控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制、樓宇自動(dòng)化、醫(yī)學(xué)設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。其傳輸距離遠(yuǎn),最遠(yuǎn)可達(dá)10km,傳輸速率高,最高可達(dá)1Mb/s,容錯(cuò)性能好,可靠性能高。但是由于CAN驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力有限,CAN總線能夠驅(qū)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)有限,一般在100個(gè)左右,同時(shí)會(huì)隨著傳輸距離的增加,最高傳輸速率會(huì)下降,假如距離過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起信號(hào)丟失、反射等故障。在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)得在5Kb/s的通信速率下最遠(yuǎn)通信距離能達(dá)到10km;在18Kb/s的通信速率下最遠(yuǎn)通信距離只能達(dá)到2km;而在42b/s的通信速率下,最遠(yuǎn)通信距離只能達(dá)到1 km。測(cè)試條件:線纜采用線徑為0.75mm2的屏蔽雙絞線,線纜為盤(pán)裝,室內(nèi)測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)隨著隨著通信距離的增加,通信速率迅速下降,而CAN總線的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量也次第下降。而在通信距離遠(yuǎn),通信節(jié)點(diǎn)多的大空間場(chǎng)所,比如礦井、電力監(jiān)控等系統(tǒng)需要CAN總線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)和監(jiān)控信息的場(chǎng)所,CAN總線不能滿足要求。
假如要實(shí)現(xiàn)通信距離遠(yuǎn)、通信速率高、總線節(jié)點(diǎn)數(shù)量多CAN總線系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)CAN總線的擴(kuò)展,就需要一個(gè)CAN網(wǎng)關(guān)進(jìn)行橋接,把CAN總線劃分為幾個(gè)子網(wǎng),增加CAN總線通信節(jié)點(diǎn),延長(zhǎng)CAN總線的傳輸距離,提高CAN總線的傳輸速率。在研究基于PIC單片機(jī)的CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)和擴(kuò)展的CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
二、CAN網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)及總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
(一)CAN網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)
CAN網(wǎng)關(guān)作為一種轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,連接在兩個(gè)不同的CAN網(wǎng)絡(luò)中,能夠?qū)崟r(shí)接收來(lái)自兩個(gè)子網(wǎng)中的信息,根據(jù)需要篩選或者無(wú)條件地把接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。CAN總線層次結(jié)構(gòu)分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層,工作于ISO/OSI參考模式下。CAN網(wǎng)關(guān)在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層完成兩個(gè)CAN網(wǎng)的連接。
CAN網(wǎng)關(guān)可以作為透明網(wǎng)關(guān)和源路由網(wǎng)關(guān)。透明網(wǎng)關(guān)完全按照接收到的幀格式轉(zhuǎn)發(fā),不改變幀結(jié)構(gòu),對(duì)于用戶,網(wǎng)關(guān)相當(dāng)于透明的。而源路由網(wǎng)關(guān)由用戶提供路由信息,網(wǎng)關(guān)按照路由信息對(duì)消息進(jìn)行過(guò)濾和有選擇性的轉(zhuǎn)發(fā)。
(二)CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
帶有網(wǎng)關(guān)的CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,PC機(jī)為主節(jié)點(diǎn),而CAN節(jié)點(diǎn)作為從節(jié)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)的頂層,由PC機(jī)和網(wǎng)關(guān)構(gòu)成一個(gè)主網(wǎng),在這個(gè)主網(wǎng)中PC機(jī)和CAN網(wǎng)關(guān)作為CAN節(jié)點(diǎn),總線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)能力可以帶100個(gè)cAN節(jié)點(diǎn)左右。主網(wǎng)中的CAN網(wǎng)關(guān)再作為下一個(gè)子網(wǎng)中的主節(jié)點(diǎn),而其他CAN網(wǎng)關(guān)或是CAN節(jié)點(diǎn)作為從節(jié)點(diǎn),構(gòu)成一個(gè)子網(wǎng)。這樣通過(guò)CAN網(wǎng)關(guān)可以逐環(huán)把網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展下去,直到最底層的CAN節(jié)點(diǎn)。而在應(yīng)用層上,用戶可以把網(wǎng)關(guān)配置成透明網(wǎng)關(guān)或是源路由網(wǎng)光。透明網(wǎng)關(guān)不影響網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),CAN拓展網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)多節(jié)點(diǎn),遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)。源路由網(wǎng)關(guān)對(duì)消息具有過(guò)濾性,根據(jù)用戶的配置信息把CAN網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用層上劃分為幾個(gè)小網(wǎng)。這樣,解決了節(jié)點(diǎn)容量、通信距離、通信速率的問(wèn)題。
三、網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)計(jì)
硬件電路開(kāi)發(fā)采用集成電路,開(kāi)發(fā)周期短,成本低。CPU采用Microchip公司的16位單片機(jī)dsPIC30F6011作為核心部件,其內(nèi)部集成了兩個(gè)CAN控制器,支持CAN2.0A/B協(xié)議,CPU的速度可以達(dá)到30MIPS,程序存儲(chǔ)器空間有132KB,內(nèi)部RAM有6144B,數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)器有2048B,集成的功能強(qiáng)大,體積小,性價(jià)比比較高。物理層采用兩個(gè)CAN驅(qū)動(dòng)器PCA82C250。其中一組的PCA82C250的RXD,TXD引腳不是和CPUdsPIC30F6011直接連接,而在中間用光速光藕6N137隔離。
單片機(jī)dsPIC30F6011有兩個(gè)通用的UART口,可以作為和PC機(jī)或其他上位機(jī)通信的接口來(lái)用。另外,dsPIC30F6011采用TQPF封裝64引腳,利用通用I/O驅(qū)動(dòng)LED燈作為指示燈,預(yù)留并行液晶顯示器和4×4行列式鍵盤(pán)的接口。
CAN控制器和驅(qū)動(dòng)器部分采用了光電隔離器,因此電源設(shè)計(jì)部分要求有兩個(gè)隔離的5 V電源??紤]到可以會(huì)用到液晶顯示器,因此一路電源設(shè)計(jì)采用輸出容量1A的開(kāi)關(guān)電源LM9076,而另外一路采用隔離DC/DC模塊電源。這樣CAN子網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)了電氣隔離,假如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出了問(wèn)題并不影響另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作,提高了CAN網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性能。硬件電路設(shè)計(jì)電路少、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低。
四、網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)
CAN網(wǎng)關(guān)作為消息的轉(zhuǎn)發(fā)器,要準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地接收兩個(gè)CAN發(fā)送的信息,并且要實(shí)時(shí)發(fā)出去。對(duì)于不斷發(fā)出信息的問(wèn)題節(jié)點(diǎn)要及時(shí)屏蔽,避免錯(cuò)誤信息蔓延到另一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)。假如CAN網(wǎng)關(guān)被設(shè)置成透明網(wǎng)關(guān)則直接把一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)的信息轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中即可,假如CAN網(wǎng)關(guān)被設(shè)置成和某個(gè)區(qū)間ID相關(guān),則要做一些信息過(guò)濾和屏蔽處理。當(dāng)CAN網(wǎng)關(guān)檢測(cè)到總線有錯(cuò)誤時(shí),要通過(guò)備用的UART口將錯(cuò)誤信息上發(fā)到上位機(jī)或其他信息處理主機(jī)。
CAN網(wǎng)關(guān)的信息接收通過(guò)硬件中斷來(lái)完成。當(dāng)總線上有消息時(shí),引起硬件中斷,進(jìn)入中斷程序后根據(jù)中斷標(biāo)志位的區(qū)別把接收到的信息存放到相應(yīng)的緩沖區(qū)中。緩沖區(qū)是一個(gè)FIFO的存儲(chǔ)區(qū)。而主程序則一直檢測(cè)兩個(gè)CAN控制器對(duì)應(yīng)的兩個(gè)接收緩沖區(qū),當(dāng)檢測(cè)到緩沖區(qū)不為空時(shí)則把緩沖區(qū)內(nèi)的信息順序發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。從而形成一個(gè)具有一定的錯(cuò)誤檢測(cè)能力的雙向通道,完成了兩個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)的信息轉(zhuǎn)發(fā)。
(1)網(wǎng)絡(luò)通信安全威脅來(lái)源。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)成為了人與人之間的主要溝通方式,在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中,已經(jīng)滲透到了社會(huì)生活中的方方面面。雖然網(wǎng)絡(luò)通信給人們帶來(lái)了很大的方便,但是也存在信息安全的隱患,以下通信安全隱患的主要來(lái)源。
(2)病毒威脅。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)病毒的出現(xiàn),并且大范圍的傳播使得網(wǎng)絡(luò)通信安全受到了極大的威脅,計(jì)算機(jī)病毒就像細(xì)菌的細(xì)胞一樣,不斷擴(kuò)散和感染通信系統(tǒng),阻塞相關(guān)的信息通道,嚴(yán)重的時(shí)候?qū)?dǎo)致計(jì)算機(jī)癱瘓,無(wú)法正常工作。
(3)軟件威脅。任何軟件都會(huì)存在安全漏洞,即使微軟制作的軟件也不例外。在信息化時(shí)代,一些非法用戶就會(huì)利用這些漏洞來(lái)盜取一些用戶信息,并對(duì)用戶的資料進(jìn)行破壞,嚴(yán)重威脅到用戶的信息的安全。像我們?cè)谏暇W(wǎng)的過(guò)程中,時(shí)常會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:網(wǎng)頁(yè)中出現(xiàn)安全證書(shū)已過(guò)期的狀況,就需要及時(shí)的更新安全證書(shū),這樣才能夠確保通信的安全。
(4)信道威脅。目前,在我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理中存在著審核不嚴(yán)、管理不精、標(biāo)準(zhǔn)不一的現(xiàn)象,很多用戶在使用網(wǎng)絡(luò)通信的時(shí)候,不顧網(wǎng)頁(yè)的相關(guān)提示,就開(kāi)始輸入個(gè)人信息進(jìn)行事務(wù)的處理,給了不法分子可乘機(jī)會(huì),不法分子就會(huì)在我們就進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中以電磁波的形式攔截信息,從而竊取重要信息,造成重大損失。為此,需要提高安全意識(shí),盡量減少網(wǎng)絡(luò)危機(jī)的侵襲,確保個(gè)人通信安全。
2基于數(shù)字簽名的網(wǎng)絡(luò)通信安全技術(shù)
2.1數(shù)字信封技術(shù)
數(shù)字信封技術(shù)結(jié)合了加密技術(shù)和數(shù)字簽名技術(shù),克服了私密密鑰加密和公開(kāi)密鑰加密過(guò)程中密鑰分發(fā)和加密時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。采用兩個(gè)層次的加密來(lái)獲得密鑰技術(shù)及私密密鑰的高效性,確保了在網(wǎng)絡(luò)通信中的信息安全?;跀?shù)字信封技術(shù)主要是把發(fā)送的信息用接收方的私有密鑰進(jìn)行加密,只有接受的密鑰才能進(jìn)行解密,而其他用戶則不能夠解開(kāi)被加密的信息,這樣就保證了信息在傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)被修改和偽造,確保了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。數(shù)字信封技術(shù)被人們形象的稱為“數(shù)字信封”。數(shù)字信封技術(shù)在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中主要經(jīng)過(guò)以下四個(gè)環(huán)節(jié)。
(1)發(fā)送方首先會(huì)生成一個(gè)對(duì)稱的密鑰,然后用這個(gè)對(duì)稱密鑰對(duì)要發(fā)送的信息進(jìn)行加密,最后確定信息的發(fā)送。
(2)發(fā)送方用接收方的公密鑰對(duì)上述對(duì)稱密鑰進(jìn)行加密。
(3)發(fā)送方將前兩部的處理結(jié)果經(jīng)過(guò)信道傳輸給接收方。
(4)接收方用私有密鑰對(duì)發(fā)送方的對(duì)稱密鑰進(jìn)行解密,得到真正的信息。由于數(shù)字信封技術(shù)在外層使用的過(guò)程采用的是公開(kāi)密鑰加密技術(shù),具有高度的靈活性,而且密鑰的長(zhǎng)度也很短,可以縮短加密的時(shí)間,同時(shí)還可以針對(duì)不同的信息傳輸配備不同的對(duì)稱密鑰,既保障了通信的安全性,又提供了系統(tǒng)安全的額外保證,因此這種技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2密鑰管理和身份認(rèn)證技術(shù)
在網(wǎng)絡(luò)通信中,密鑰的管理是一個(gè)重要環(huán)節(jié),需要嚴(yán)格的管理確保信息的安全。在以往的網(wǎng)絡(luò)通信安全攻擊的事件中,非法用戶往往是通過(guò)密鑰管理這一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行攻擊的。為此需要嚴(yán)格管理密鑰的設(shè)置、產(chǎn)生、儲(chǔ)存及驗(yàn)證等相關(guān)環(huán)節(jié)的工作。密鑰的分配是密鑰管理中的一個(gè)大的問(wèn)題,密鑰必須要經(jīng)過(guò)最安全的方式進(jìn)行合理的分配。數(shù)字證書(shū)是一種較為安全的密鑰分配方式,密鑰通過(guò)密鑰管理中心進(jìn)行密鑰的發(fā)放、注銷及驗(yàn)證,同時(shí)證書(shū)授權(quán)中心指揮為每一申請(qǐng)公開(kāi)密鑰的用戶發(fā)放一個(gè)數(shù)字證書(shū),證明用戶擁有該證書(shū)中的公開(kāi)密鑰,數(shù)字證書(shū)中的個(gè)人信息及證書(shū)簽發(fā)者都是極為保密的。為此,數(shù)字證書(shū)能夠起到分配證書(shū)的作用和實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證的功能。在身份認(rèn)證的過(guò)程中,用戶必須要用私有密鑰對(duì)加密的報(bào)文進(jìn)行解密,這樣才能看到真正的信息,確保通信的安全。
3結(jié)語(yǔ)
1.1、傳輸速率大幅提升5G作為最新的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其傳輸速度預(yù)計(jì)可達(dá)到幾十GB/s,整部超高畫(huà)質(zhì)電影在5G網(wǎng)絡(luò)通信中可在1s之內(nèi)下載完成。目前5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成功在28GHz波段下將傳輸速度達(dá)到1Gbps,而通常情況下4G的傳輸速率只有75Mbps,下行鏈路速度為100mbps,上行鏈路速度為30mbps,并且它只具有非對(duì)稱的超過(guò)2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。三星電子公司利用64個(gè)天線單元的自適應(yīng)陣列傳輸法達(dá)到了這一要求。這就意味著在5G網(wǎng)絡(luò)中可以利用智能終端分享3D電影和游戲,享受超高畫(huà)質(zhì),這對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)來(lái)說(shuō)幾乎是不可能完成的任務(wù)。
1.2、5G具備高兼容性5G處在社會(huì)發(fā)展的前沿,根據(jù)目前世界各國(guó)對(duì)于5G技術(shù)的研究和發(fā)展的方向,5G通信技術(shù)是一個(gè)囊括4G、3G、2G等所有網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)特長(zhǎng)于一身,還包括了Wi-Fi、NFC、BLUETOOTH等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全能通信平臺(tái)。超強(qiáng)的兼容性使得5G網(wǎng)絡(luò)成為時(shí)代最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),它的高兼容性是4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的,5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以擁有安全的支付方式,這必將會(huì)取代當(dāng)前流行的4G網(wǎng)絡(luò)通信方式。
1.3、5G可以實(shí)現(xiàn)多制式、多模式的結(jié)合目前2G、3G、4G以及WLAN等無(wú)線通訊系統(tǒng)共存于社會(huì),運(yùn)營(yíng)商難以靈活選擇合適的網(wǎng)絡(luò)和提供適合用戶的服務(wù)。多制式與多模式協(xié)調(diào)發(fā)展成為5G要達(dá)到的一個(gè)重要的目標(biāo)。移動(dòng)通訊業(yè)并不是新技術(shù)徹底取代舊技術(shù),這就造成多種網(wǎng)絡(luò)通訊方式并存的局面。5G不同于4G的相對(duì)獨(dú)立的存在,它可以提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理框架,也就是MRM(多制式協(xié)同管理),用合適的網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)也可以實(shí)現(xiàn)TDD與FDD的融合,根據(jù)相互負(fù)載狀況,提供合適的服務(wù)基站等等。
1.4、電池使用壽命延長(zhǎng)5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在應(yīng)用時(shí)會(huì)有很多較小的任務(wù)需要應(yīng)用程序不停歇地運(yùn)行,電子郵件應(yīng)用程序會(huì)反反復(fù)復(fù)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求信息,以更新電子郵件的接收工作。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)利用快速的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度審核、甄別那些可能蠶食電池電量的短小信息,可以有效地阻止一些無(wú)用的程序所的信息,保證電池的充足電量,也可以延緩電池充電周期,延長(zhǎng)其使用壽命。這比當(dāng)前應(yīng)用的4G網(wǎng)絡(luò)更具備應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)性。
2、5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用前景分析
2.1、滿足人們對(duì)高速傳輸?shù)男枨竽壳笆澜缡謾C(jī)用戶已經(jīng)突破50億,全球的網(wǎng)民也達(dá)到20億,人們對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊的要求也是逐年攀升,對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率自然也提出了更高的要求。當(dāng)前3G、4G網(wǎng)絡(luò)傳輸速率均低于1GBps,也僅支持三維立體圖像的傳輸,而5G網(wǎng)絡(luò)通信支持利用終端傳輸?shù)?D電影和超高清視頻,龐大的存儲(chǔ)空間以及迅猛的傳播速度等特點(diǎn)必將促使5G網(wǎng)絡(luò)有朝一日可以成為社會(huì)應(yīng)用的主流通信技術(shù)。
2.2、合理控制成本如果要求一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)被人們廣泛接受并使用,那么這項(xiàng)技術(shù)就一定要有一個(gè)合理的價(jià)格。可以預(yù)料到,5G會(huì)成為移動(dòng)通信最主要的應(yīng)用技術(shù),數(shù)據(jù)通信業(yè)將進(jìn)一步發(fā)展。但隨之而來(lái)的是流量使用量的暴漲,據(jù)預(yù)測(cè),2015年中國(guó)人對(duì)頻譜的需求量大約在570~690MHz,現(xiàn)在的頻譜明顯不足以支撐龐大的需求。如果大規(guī)模從境外引進(jìn),那么成本就會(huì)大幅提高,人們就會(huì)傾向于成本更低的3G與4G通信技術(shù),這樣反而不利于5G網(wǎng)絡(luò)通信的推廣。合理控制成本,成為5G技術(shù)研發(fā)要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。
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