网络技术研发范文第1篇

2003年10月13日，IBM与中国国家教育部在京宣布，双方将建立中国教育科研网格以促进全国高校在教育、科研及更广泛项目上的全面合作。该项目由北京大学、华南理工大学、清华大学等12所大学联合提出，是迄今由政府推出的最宏大的网格工程，也是迄今为止世界上规模最大的网格计算工程之一。其应用领域包括从生命科学、图像处理到远程教育等方面的众多领域。到网格建成时，它将在教育科研网上把全国100所211工程建设重点大学的资源广泛共享，并将在该工程完成时达到超过15万亿浮点运算的功能。美国《福布斯》杂志的科技版《Forbes ASAP》2001年就曾预言下一代互联网浪潮将是万维网（World Wide Web）升级为网格（Great Global Grid）。那么到底什么是网格呢？

1 网格的涵义

1.1 网格概念

网格就是一个集成的计算与资源环境，或者说是一个计算资源池。它能够把整个互联网集成为一台巨大的超级计算机，实现全球范围的计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、设备资源甚至是人才等各种相关的广泛分布的各种资源的全面共享。网格的根本特片是资源共享，消除资源孤岛。当然，我们也可以构造地区性的网格、企事业内部网格、局域网网格甚至家庭网格和个人网格。可从以下三方面理解网格概念：

第一，从概念上，网格的目标是资源共享和分布协同工作。网格的这种概念可以清晰地指导行业和企业中各个部门的资源进行行业或企业整体上的统一规划、部署、整合和共享，而不仅仅是行业或大企业中的各个部分自己规划、占有和使用资源。

第二，网格是一种技术。为了达到多种类型的分布资源共享和协作，网络计算技术必须解决多个层次的资源共享和合作技术，制定网格的标准，将Internet从通讯和信息交互的平台提升到资源共享的平台。但是目前并行计算、分布计算中间件等现行技术远远没有解决多组织之间资源的共享问题，以及广域范围的多系统之间联合处理和计算等网格计算所面临的关键问题。因此，网格计算技术研究具有独特性、紧迫性和挑战性。

第三，网格是基础设施，是通过各种网格综合计算机、数据、设备和服务等资源的基本设施。这种设施的建立，将使用户如同今天我们按需使用电力一样，无需在用户端配套大量的全套计算机系统和复杂软件，就可以简便地得到网格提供的各种服务。这样，设备、软件投资和维护开销将大大减少。

图1

    1.2 网格组成

网格环境的构建层次如图1所示，主要由资源、中间件、工具软件和应用程序等几部分组成。其中资源由分布在Internet上的各类资源组成，包括各类主机、工作站甚至PC机，也可以是上述机型的机群系统、大型存储设备、数据库或其他设备。中间件是网格计算的核心，负责提供远程进程管理、资源分配、存储访问、登录和认证、安全性和服务质量（QoS）等。工具软件和应用程序提供用户二次开发利用的环境、工具、语言及接口等，以便更好地利用网格资源。

1.3 网格的判断标准

证判一个系统是否是网格，从根本上说，必须看此系统所能提供的应用、商业价值和科学结论，而不是它的系统结构。全球网格研究的邻军人物伊安·福斯特（Ian Foster）对于网格作为三点限制：

首先，协调非集中控制资源。网格整合各种资源、协调各种使用者。这些资源和使用者在不同控制制域中，比如，个人电脑和中心计算机、相同或不同公司的不同管理单元；网格还解决在这种分布式环境中出现的安全、策略、使用费用、成员权限等问题。否则，只能称得上本地管理系统而非网格。

其次，使用标准、开放、通用的协议和界面。网格建立在多功能的协议和界面之上，这些协议和界面解决认证、授权、资源发现和资源存取等基本问题。否则，只能是一个具体应用系统而非网格。

其次，使用标准、开放、通用的协议和界面。网格建立在多功能的协议和界面之上，这些协议和界面解决认证、授权、资源发现和资源存取等基本问题。否则，只能是一个具体应用系统而非网格。

第三，得到非平凡的服务质量。网格允许它的资源被协调使用，以得到多种服务质量，满足不同使用者需求，如系统响应时间、流通量、有效性、安全性及资源重定位，使得联合系统的功效比其各部分的功效总和要大得多。

2 网格的体系结构

目前，比较重要的网格体系结构有两个：一个是伊安·福斯特（Ian Foster）等在早些时候提出的五层沙漏结构；另一个是以IBM为代表的工业界的影响下，在考虑到Web技术的发展与影响后，伊安·福斯特（Ian Foster）等结构Web Service提出的开放网格服务结构OGSA（Open Grid Services Architcture）。

2.1 五层沙漏结构

五层沙漏结构是一种影响十分广泛的结构，它的主要特点就是简单，主要侧重于定位的描述而不是具体的协议定义。其基本思想就是以"协议"为中心，也十分强调与API（Application Programming Interfaces）和SDK（Software Development Kits）的重要性。

五层沙漏模型从底层开始分别为构造层、连接层、资源层、汇聚层和应用层。

网格构造层由各种物理资源所构成，包括存储资源、计算资源、目录、数据库、网络资源、传感器等，构造层的基本功能就是控制和管理局部的资源，向上提供访问这些资源的接口。

网格连接层实现构造层资源之间的通信、数据交换，定义了核心的通信和认证协议。

网格资源层建立在连接层的通信与认证协议之上，工、提供数据访问、计算机访问、状态与性能信息访问等服务。它考虑的是单个的局部资源，全局状态和跨越分布资源集合的原子操作由汇聚层考虑。

网格汇聚层的主要功能是协调“多种”资源的共离，协同完成任务。汇聚层在资源基础上，实现更高级的应用。汇聚层可分为通用的汇聚层和面向特定问题的汇聚层。

网格应用层是在虚拟组织环境中存在的，应用可根据上面作一层次上定义的服务来构造，它可以调用资源层的服务，也可以调用汇词聚层的服务，从而满足应用需求。拿电力系统做个比喻，前四个层次就相当于发电厂、电网、变电所和配电房，而应用层相当于住宅里的电闸、电表和电源插座。

其另一个重要特点就是沙漏形状，如图2所示。核心协议就形成了协议层次结构中的一个瓶颈，资源层和连接层共同组成这一核心的瓶颈部分，它们提供资源的安全访问。

2.2 开放网格服务结构OGSA

开放式的网格服务体系OGSA是一个由节点和连线构成的框架。该框架的节点是网格服务而网格服务之间的连线是网格服务相互交流时所用的语言。网格服务是特殊的网络服务专供用来维持和管理网格体系。

OGSA网格也为五层结构，其结构同五层沙漏结构，自下而上为结构层、连接层、资源层、汇聚层及应用层。但OGSA结构较五层沙漏结构有着以下特点：

（1）以服务为中心的模型

如果说五层沙漏结构是以协议为中心的“协议结构”，其试图实现的是对资源的共享，则OGSA就是以服务为中心的“服务结构”，其实现的是对服务的共享。OGSA将一切看作服务，并定义了“网格服务”，该服务提供了一组接口，这些接口明确遵守特定的惯例，解决服务发现、动态服务创建、生命周期管理、通知等问题。因此，网格是可扩展的网格服务的集合。简单地说，网格服务=接口/行为+服务数据。

（2）统一的Web Service框架

Web Service描述了一种新出现的、重要的分布式计算范式，定义了一种技术，用于描述被访问的软件组件、访问组件的方法以及找到相关服务才蝗发现方法，解决了发现和激发永久服务的问题。OGSA是符合标准的Web service框架的。但是在网格中，大量的是临时服务，因此OGSA对Web service进行了扩展，提出的是网格服务（Grid Service）的模仿，使得它可以支持临时服务实例，并且能够支柱创建和删除。

（3）突破科技应用领域

正如Web技术一开始是科学协议而出现的，但是后来在商业领域却大量使用一样，OGSA将原来主要在科技领域应用的网格技术转移到工商业领域。OGSA而向服务的特点允许我们在不同的层次虚拟化资源，因此相同的机制与抽象可以应用于多个组织之间的分布式网格支持的协作，或者是跨越多个特点主要环境。

2.3 应用实例：Globus系统

Globus是美国Argonne国家实验室研发的网络计算项目，有12所大学和研究机构参加该项目。Globus对资源管理、信息安全、信息服务、数据管理等网络计算关键理论进行了研究，开发了在各种平台上运行的网络计算工具软件（Toolkit），帮助组建和规划大型网络试验平台，开发大型网络系统运行的应用软件。Toolkit是Globus最重要的成果，其第一版在1999年推出。2003年1月13日，符合OGSA规范的Globus Toolkit 3.0（Alpha版）已经在第一届Globus world会议上。这标志着OGSA已经从一种理念、一种体系结构，走到付诸实践的阶段了。Toolkit开放源码，任何人都可以从其网站上直接下载源代码。

Globus的协议分为五层：构造层、连接层、资源层、汇集层和应用层。每层都有自己的服务、API和SDK，上层协议调用下层协议的服务。网格内的全局应用都通过协议提供的服务调用操作系统。Globus的网格计算协议建立在互联网协议之上，以互联网协议中的通信、路由、名字解析等功能为基础。在Globus看来，现有的共享方案，比如互联网、B2B、ASP、SSP、Java、CORBA、DCE等，要么在共享配置的灵活性上、要么在共享资源种类上不能完全满足虚拟组织的需要。同时，Globus并不试图取代现有技术，而是希望在现有技术之上建立更高层次的共享。为了有效支持网格计算环境，Globus工具包针对Globus项目中提出的各种协议，提供了一系列的服务、软件库、编程接口（API）和使用例子。

迄今为止，Globus Toolkit已经成为事实上的网格标准。一些重要的公司，包括IBM、Microsoft、Compaq、Cray、SGI、Sun、Fujitsu、Hitachi、NEC等公开宣布支持Globus Toolkit。目前大多数网格项目都是基于Globus Toolkit所提供的协议及服务而建设的，例如美国的物理网格GriPhyN、欧洲物数据网格DataGrid、荷 兰的集群计算机网格DAS-2、美国能源部的科学网格、DISCOM网格、美国学术界的TeraGrid等等。

3 网格的研究历史与现状

从美国、日本及欧洲的发达国家到印度这样的发展中国家都启动了大型网格研究计划，并得到了产业界的大力支持。网格的发展到目前为止基本上可以划分为以下几个阶段：

一是萌芽阶段：在上个世纪90年代初期，主要是千兆网的测试床以及一些元计算的实施。

二是早期实验阶段：在上个世纪90年代中期到晚期，如I-WAY项目，还包括一些学术性的软件项目，例如Globus、Legion等。

三是飞速发展阶段：2002年以来，出现了大量的应用社团和项目，主要基础市话的开发和使用，工业界对网格计算的兴趣在增长，例如IBM、Platform、Microsoft、Sun、Compaq等重要的公司。同时也出现了一比较显著的技术基础，如Globus Toolkit，形成了具有相当规模和世界影响的全球网格论坛GGF（Global Gria Forum）组织。

目前，IBM是网格系统和服务方面的领先供应商，已经为很多科技团体、政府机构、商业化用户的网格系统提供了产品和服务，其中包括英国国家网格、荷兰国家各、北卡州的生物网格等等。美国太阳微系统公司2002年了“网格引擎”企业版的测试版。HP公司也提出了Utility Computing计划和Utility Data Center产品。Oracle公司2002年11月推出面向网格的基于Globus的数据库应用工具。2008年北京奥运会的计算机信息处理系统将应用网格，IBM、Oracle、SUN、NP都已推出了一系列可应用网格的产品。日本文部科学省2003年5月决定投资700亿日元开发超大型网格计算机，它出现在世界上运算速度最快的计算机还快近10倍，将达每秒300万亿次。

我国“十五”863计划的高性能计算专项和软件专项等重大科研项目都与网格技术相关。目前，我国已开展了“国家高性能计算环境”和“先进计算基础设施北京上海试点工程”两个项目，对网格计算进行研究。中科院计算所正在进行的“织女星计划”（Vega计划）正是以元数据、构件框架、智能体、网格公共信息协议和网格计算协议为主要突破点对网格计算进行的研究。

4 网格存在问题及发展前景

4.1 存在问题

下一代互联网技术是完全崭新的，从光纤到路由器、交换机、上层服务器、操作系统、各种系统软件和应用软件都将产生革命性的变革。因而，在网格的发展道路上，Globus和它的各种替代版本将面临巨大障碍。为实现网格的广泛应用，还必须解决下列问题：

（1）标准是成功关键。就像TCP/IP协议是互联网的核心一样，构建网格计算也需要对标准协议和服务进行定义。迄今为止，网格计算还没有正式的标准，但在核心技术上，GlobusToolkit已成为网格计算事实上的标准。

（2）网格资源动态分配问题。如何在动态、异构虚拟组织间实现协同的资源共享以及协同是网格中非常重要的问题。已有的一些并行和分布计算系统的资源分配技术，并不能很好地适应计算网格资源分配问题的特点。

（3）数据通过因特网时形成的延迟问题。智能软件应确保按时传送数据，否则，网格处理问题的手段将被限定在“并行运算”。并行计算在不同的机器上完成，某一台计算机不需要等待另一台计算机的处理结果。

（4）目前互联网的数据传输能力不足问题。为此，发展网格要和建设下一代宽带互联网（如美国的“下一代Internet（NGI）”和“Internet2等”）结合起来。另一方面，采用无线移动和卫星通信，也是一种现实的途径。

（5）进一步解决人机结合问题，使网络格更加个性化、智能化和科学化。

（6）通过法律的手段解决网上资源共享中的智能产权、相互信任和报酬等问题以及如何保障网格计算的安全性、认证和可靠性等。

网络技术研发范文第2篇

一、企业网络信息安全的基本目标

企业网络信息安全技术的研究与开发最终目的是实现企业信息的保密性、完整性、可用性以及可控性。具体来讲市场化的发展背景，企业之间存在激烈的竞争，为增强市场竞争力，出现盗取商业机密与核心信息的不良网络现象。企业加强网络信息安全技术开发，一个重要的目的是防止企业关键信息的泄露或者被非授权用户盗取。其次，保障信息的完整性，是指防止企业信息在未经授权的情况下被偶然或恶意篡改的现象发生。再次，实现数据的可用性，具体是指当企业信息受到破坏或者攻击时，攻击者不能破坏全部资源，授权者在这种情况下仍然可以按照需求使用的特性。最后，确保企业网络信息的可控性，例如对企业信息的访问、传播以及内容具有控制的能力。

二、企业网络信息安全面临的主要威胁

根据相关调查显示，病毒入侵、蠕虫以及木马程序破坏是对企业网络信息安全造成威胁的主要原因。黑客攻击或者网络诈骗也是影响企业网络信息安全的重要因素。当然部分企业网络信息安全受到破坏是由于企业内部工作人员的操作失误造成。总之威胁企业网络信息安全的因素来自方方面面，无论是什么原因造成的企业网络信息安全的破坏，结果都会对企业的生产发展造成恶劣的影响，导致企业重大的损失。在信息化发展背景下，企业只有不断提高网络信息的安全性，才是实现企业持续发展的有力保证。

三、企业网络信息安全保护措施现状

当前企业在进行网络信息安全保护方面的意识逐渐增强，他们为确保企业网络信息安全时大都应用了杀毒软件来防止病毒的入侵。在对企业网络信息安全进行保护时，方式比较单一，技术比较落后。对于入侵检测系统以及硬件防护墙的认识不足，尚未在企业中普及。因此推进企业网络信息安全技术的开发，前提是提高企业对网络信息安全保护的意识，增强企业应用网络信息安全技术的能力，才能有效推动企业网络信息安全技术的开发。

四、促进企业网络信息安全技术开发的对策与建议

(一)定期实施重要信息的备份与恢复

加大对企业网络信息安全技术的研发投入，一个重要的体现是对企业网络信息的管理。企业对于重要的、机密的信息和数据应该定期进行备份或者是恢复工作。这是保障企业网络信息安全简单、基础的工作内容。当企业网络受到破坏甚至企业网络系统出现瘫痪，企业能够通过备份的信息保障生产工作的运行，把企业的损失降到最低。实现企业网络信息安全技术开发的实效性的基础工作是做好企业重要网络信息的定期备份与恢复工作。

（二）构建和实施虚拟专用网络（VPN）技术

以隧道技术为核心的虚拟专用网络技术，是一项复杂的、专业的工程技术。该项技术对于保护企业网络信息安全具有重要意义，并且效果显著。它把企业专用的、重要的信息进行封装，然后采取一定的方法利用公共网络隧道传输企业专用网络中的信息，如此一来可以实现对企业网络信息的保护，避免出现对企业信息的窃取与恶意修改。当然提升虚拟专用网络的兼容性、简化应用程序是企业网络信息安全技术研发重要课题。

（三）完善高效的防火墙技术

在企业内部网与外联网之间设置一道保护企业网络信息安全的屏障，即设置防火墙。这一技术是目前最有效、最经济的保障企业网络信息安全的技术。但由于当前大多数的远程监控程序应用的是反向链接的方式，这就限制了防火墙作用的发挥。在进行企业网络信息安全技术开发过程中，应进一步优化防火墙的工作原理或者研发与之相匹配的远程监控程序，来实现防火墙对企业网络信息安全的保护。

（四）对关键信息和数据进行加密

增强企业对关键信息和数据的加密技术水平也是企业网络信息安全技术研发的主要方面。更新加密技术，是保障企业网络信息安全的重要环节。企业在对重要信息和数据进行加密时可以同时采取一些例如CD检测或者KeyFile等保护措施，来增强企业重要信息的保密效果。

五、结束语

网络技术研发范文第3篇

关键词：数字；网络技术；综合发展

中图分类号：G255文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 06-0000-02

一、前言

信息时代，各类信息技术实现了飞速发展，其中以数字技术为重要的核心要素，同时网络技术则需依托数字技术方可实现科学发展。当今，各项社会生产事业已全面步入了信息化、网络化与数字化发展模式，各类先进的数字网络技术则将持续推进现代化社会的全面发展，并将优化更新人们的学习、生活与工作方式，令其互相交往、交流更加广泛快捷。在这样一种数字化发展模式下，数字网络技术在传输、存储与处理信息能力层面取得了卓越的成绩，其发展前景将是十分乐观的。伴随网络电话、语音邮件、视频业务服务的层出不穷与全面推广，令各个高校、企事业单位与个体家庭也逐步实现了办公自动化模式，这些均离不开数字网络技术的有效支持，其真正推进了各个层面人类社会的持续全面发展。基于数字网络技术的众多优势，本文就其综合发展趋势展开探讨研究，意图进一步推进数字网络技术的健康、优化与综合发展。

二、数字网络技术应用发展种类

依据网络传输介质的不同可将数字网络技术划分为无线网络与有线网络数字技术。该两类技术成为当前构成数字网络的核心基础元素。有线数字网络技术主要通过借助自身具备的物理性质为信息传送创造良好保密的第一道防线。而就无线数字网络技术来讲，其为有效联系网络，虽然用户在家中实现无线应用目标，也应至少合理设置一处有线网络的接受点，因此可以说无线数字网络技术仍旧包含应用范围覆盖相对有限的现实问题。再者，无线数字网络节点通常需要持续的电源供应支持，而且离不开以太网提供的有线网络连接相关服务。当前，较多行业研究人员更加广泛关注于无线网络数字技术是否能确保传输数据的可靠、安全、高效及稳定，基于其实际特性，无线数字网络技术的现实应用还不及有线网络服务应用具有的全面广泛性。

三、有线网络技术的数字化发展应用趋势

电报电缆的形成推进了有线网络技术的发展，令其逐步由模拟化向数字化演进转变，并由传统的传播电报简单化符号发展为语音传播以及当前的现代化多媒体传播模式，其体现了全光网化、智能化与宽带化的科学发展应用趋势。

（一）全光网化发展

有线网络的全光化发展令用户相互之间的交换信号及传输整体应用广播技术，即在光域之中实现了由源节点数据传输至目的节点的高效科学目标，同时其位于网络各基点实施的交换应用全光网络技术。有线网络的全光通信包括控制通用网络与全光内部等结构，内部全光网可囊括多重格式业务，因而显示了一定的透明性，且网络节点可实现适宜选择波长并透明化进行别点接受与发送的良好目标。基于适当配置波长路由设备，可扩展透明光传输至更大距离范畴空间，因此全光网外部控制可重构网络，确保容量与波长位于整体网络中实现动态适宜分配，进而满足各项业务、通信量与性能综合需求所体现的变化状况，同时提供了强有力的容错与生存性网络。

（二）有线网络技术的智能化发展

智能化有线数字网络令其结构实现了优化、业务能力则得到了全面提升，并供给了集约性、规模化与个性化的优质电信服务。同时，有线网络技术实现了集中对用户数据管理与业务触发的智能化发展目标，可科学满足演进与网络融合的现实要求，体现了更为全面丰富的人性化网络服务功能，令其业务能力持续强化。

（三）宽带化与可靠性的有线网络技术发展

数字化有线网络的服务传播带宽随着人们应用需求的不断丰富会持续扩张，并逐步由初级的MB应用数量级扩充发展为GB与TB应用数量级，进而令有线网络可更多容纳庞大的用户群，提供优质丰富、多元化的数据业务。有线数字网络技术主体依靠物理线路实现数据传输目标，因此令网络系统可深入至较空气环境更加复杂、多变，限制更多的各类传输环境中，可显著体现对错误数据开展实时监控，统计预测数字故障机率等目标，令网络管理人员在安全保障中，有机会提前更新传送数据路径，并拥有足够的时间修复受损线路，预防了数据信息的不良丢失，因此体现了有线数字网络技术的优质可靠性。

四、无线网络技术发展应用趋势

伴随移动数字蜂窝通信系统的成功研制，数字化移动服务通信系统给广大人们的生活创造了较多方便快捷性，无线数字传输利用频谱率水平较高，因而令系统容量实现了大幅度提升。同时，数字化无线网络技术提供了多重数据、语音服务业务，还可与有线数字网络系统实现良好兼容应用。目前，数字移动网络通信技术系统已逐步发展为第三代，其通信频带还将持续加宽，同时数据业务实际比重也显著增加，因此可以说当前我们已全面步入了多媒体移动传播信息时代。这一点由3G移动通信技术的推广应用、选用无线局域网应用标准、应用固定宽带无线接入系统、微波无线宽带技术操作及超宽带广播技术的应用发展状况便可充分体现。综上所述，数字化无线网络技术的实践应用发展方向即是一体化网络、多元化接入与综合化布局的科学趋势，其通常需要借助商业性的力量运作进行相应技术标准的持续推广，无论数字无线网络技术的哪一种发展成为今后的主流，其一定具备良好的稳定性、高带宽及强业务兼容性等现实特征。再者，当前数字无线网络技术的应用发展体现出了另一重趋势，即技术融合性，也就是说发展进程中各类数字化网络系统技术持续吸收他类技术的优势长处，进而合理实现了互相兼容的良好应用目标。无线局域网、3G、WIMAX等各类无线技术的持续发展还创设了他们同时应用的射频新型技术，例如多路复用与多输出技术模式等。数字化无线网络技术在安全层面依据多重安全策略创设了多层级安全应用方案，令个人与企业用户可依据多重丰富的性价比科学选择与自身需求相符的安全应用策略。同时在漫游应用能力层面，数字化无线网络技术逐步扩大了其现实覆盖范畴，实现了由热点向热区、乃至整个城市发展范畴的持续扩充。数字化无线网络在技术层面将会基于IP交换实践技术与业务，创建良好开放的服务业务平台，因而真正实现了智能化、自动化的发展，并令其系统技术的维护管理更加便利、高效、有序。

五、结语

总之，基于数字化网络技术的不断研究与持续探索，其真正实现了向着智能化、便捷化、高效化、科技化、可靠性、大规模、宽容量、高新技术方向的优质持续发展。伴随人们应用网络需求的日益丰富扩充，各项社会建设发展事业、人们生产、生活、工作越来越依赖于数字化网络技术，因此行业人员还应持续开展深入探索研究，明析数字网络技术未来科学发展应用趋势，进而真正推进数字网络技术的健康、可靠、优质、快速发展，并给人们的健康生活创造更多的便利与快捷性。

参考文献：

[1]杜庆昊.数字网络和模拟网络的合理嫁接—多态化多媒体教学技术支持平台的构建[J].现代教育技术,2008,6:101-102

[2]鲍立泉.数字传播技术发展与媒介融合演进[D].华中科技大学,2010,12:14-15

网络技术研发范文第4篇

针对这样的现状，需要一种全新的监控和管理方法来跟踪和管理民爆产品的流通，对民爆产品在流通过程中的每个环节都实施监管，及时地将每一个每一个流通环节的人员、物品等相关信息上报至上级监管部门，以此来实施统一、全面的监控和管理，实现监管人员对流通信息的全面掌握。民爆产品网络化发展和研究旨在能更好的监督和管理民爆产品，使民爆产品的的生产和和交易标准化。

关键词：流通 保障 全程监督 标准化

在当今社会民爆产品在经济建设中起着非常重要的作用，但由于管理上存在的不足，致使民爆产品的流失和乱用，从而上演了一幕幕的悲剧，为了能更好的管理和监督民爆产品的生产和运用，才需要对民爆产品进行网络化的监督和管理，当然，管理需要有技术的支持，不然就是没有效果的，为此，本文将从下面3个方面来论述民爆产品的发展和研究。

1 民爆产品的种类

民爆产品基本分为以下六大类：①工业导火索；②工业导爆索；③塑料导爆索；④聚能射孔弹（石油射孔弹）；⑤震源药柱；⑥起爆具。

对于这六大类民爆产品在工业生产中的应用都十分广泛，它们的作用也是毋庸置疑的，下面，就简要的介绍其中的几个。工业导火索：工业导火索是一种延时传火、外形如索的产品。在爆破工程中它大量用于传导火焰、引爆雷管，进而引爆炸药，属于索类起爆器材。适用于无爆炸性可燃气体或粉尘的环境，广泛应用于矿山开发、兴修水利、电力及交通建设、农田改造等爆破工程。工业导火索按燃烧时间分为普通型和缓燃型两种。产品包括：塑料导火索、棉线导火索。塑料导火索指外表面涂覆层材质为塑料的导火索。棉线导火索指缠绕导火索的内外层线和外表面主体均为棉线的导火索。工业导爆索：工业导爆索是传递爆轰波的一种爆破器材，用以传爆或引爆炸药装药，是工程爆破中广泛使用的一种爆破器材。产品包括：普通导爆索、震源导爆索、油气井用导爆索、其它工业导爆索。普通导爆索是目前大量使用的爆破器材，适用于一般露天及无沼气、煤尘爆炸危险的场所，在爆破工程中起传爆和引爆炸药的作用。产品包括：棉线导爆索和塑料导爆索。震源导爆索指用于地震勘探的一种导爆索。产品包括：棉线震源导爆索和塑料震源导爆索。油气井用导爆索指用在油气井中起引爆传爆作用的爆破器材。其它工业导爆索指其它用途的工业导爆索。塑料导爆管：塑料导爆管指内壁沾附有猛炸药，以低速传播轰波的挠性塑料细管。主要分为：普通塑料导爆管、高强度塑料导爆管。

2 民爆产品网络化监控技术内容

2.1 为什么要网络化监控 在国民经济建设中，民爆产品虽然起到了非常大的作用，但同时，也因民爆产品的流失及乱用对经济建设和人民财产及生命安全造成了一定程度的损失和伤害。然而这些并不是因为民爆产品质量不好或是失误而造成的，而是因为对于民爆产品没有有效的管理和监督措施，而在全球互联网的普及下，信息技术的越来越便捷，运用互联网络对民爆产品的管理和监督，能让信息更便捷，管理更完善、更方便。这样的管理方式，能避免或是杜绝民爆产品的流失及非法运用，真正做到物有所用，而不是乱用，能更好的建设国民经济，同时也从根本上保护了人民群众的财产及生命安全。因此运用网络化监控民爆产品从生产、流通和爆炸的整个过程，有效监控和状态预警是十分需要的。

2.2 网络化监控的目的和意义 当今国内的民爆物品的管理虽有相应的监控管理机制，但依旧没有相应的管理系统做后盾。爆炸物品在生产和流通过程中没有得到较好的监控，爆炸物品所带来的隐患未能彻底化解。随着近年来不断发生的爆炸事件及恐怖事件后，事件各国都加大了反恐怖力度，加强对易燃易爆等民爆产品的管理和监控力度。针对此类现象，我国党和领导人也多次强调，要相关部门作出了加强爆炸物品的管理和监督，努力保护好人民群众的生命财产安全。

运用网络化对民爆产品进行信息监控，此技术也随着当前计算机和互联网的普及而迅速的崛起，盛行于国内外，特别是在如今足不出户就知天下大事的信息高速发展时期，运用信息技术来管理和监督民爆产品的生产、流通和爆炸的整个环节更加的快捷、完善和方便。

民爆产品在网络化监控系统中运用的条形码编码技术在国内外都有研究，特别是在国外，这些方面的研究都有着巨大的成果，很早就开放了条形码编码及扫描设备，如今国内市场也已经具备，相比于没有这些管理系统的时代，国内市场的民爆产品流失率和乱用率要高出好多，爆炸事件也时常可见，然而运用这些技术后，效果显而易见，但还是没有完全杜绝，因此对于民爆产品网络化管理技术还需进一步发展和研究。如今的计算机管理信息技术（wcb、数据库技术、应用技术）在国内外都是非常成熟的技术。总而言之，运用网络化监控的目的在于更完善、更便捷和更迅速的管理和监控民爆产品，其意义在于更好、更迅速的建设国民经济，是国家更加强大，在保护人民群众生命及财产的同时，创造更加美好的生活。

2.3 如何实施网络化的监控 信息技术和网络技术的迅速发展给民爆产品监督的创新和进步带来了前所未有的机遇，同时也是一种挑战。网络化监控是当前国内外都在深一步发展和研究的重要技术之一。但如何更好的实施网络化的监控，做到从根本上杜绝民爆产品的流失和乱用，这是还需要进行发展和研究的目标。当前社会，很多部门单位都根据自己所需开发了一些管理软件系统，如早期宜阳就开发了一生产民爆管理系统，实现了生产爆破数据处理、综合利用、查询以及报表打印等运用计算机管理技术，使原本费时费脑的工作轻松且完善的解决了，大大的提高了该单位生产管理部门的管理水平。这些软件及系统的开发和运用就是民爆产品对管理的信息化需求所在，也实现了初步运用计算机技术对民爆产品的管理，由于软件系统仅限于对单个部门或单位的运用，不能达到和满足民爆产品生命周期的监督工作的需求，因此国内相关人员开发了网络监控系统，提出了专门运用于民爆产品的递阶分布式网络管理化及其相应的体系结构；提出了一种全新的技术，利用当前发达的信息流通技术解决民爆产品管理问题的新模式，实现了民爆产品在生产、流通和爆炸的整个过程的跟踪管理；提出针对无法确定责任人的问题而开发的相应技术，也就是民爆产品在流通过程中的责任锁定技术。通过这几方面来更好及更完善的管理民爆产品。

3 结论

通过对民爆产品网络技术的发展和研究，更加明确对民爆产品的监督和管理方向，通过分析和研究，了解到当前国内在民爆产品网络化监控力度上还存在不足。当然不可否认的是，在运用网络技术后，国内爆炸事件少了很多，在国民经济及人民财产安全方面取得了前所未有的成果。因此只有更好的运用网络监控技术，才能更好的建设国民经济，更好的保护人民群众的生命财产安全。从而也说明了，民爆产品网络化监控和发展是必须的，也是相当重要的。

参考文献：

[1]鲁锋等.《基于XMLWebService架构的危险品流通监管系统》.《兵工自动化》2003年2期.

[2]龚向云.《民用爆炸物品的“闭环管理”机制研究》.《国防科学技术大学》2007.

网络技术研发范文第5篇

关键词： 无线Mesh网络； 同步； 时隙利用； 数据包连发

中图分类号： TN711?34； TP393.04 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）15?0049?06

Research on data packet continuous transmission technology

in synchronization wireless Mesh networks

LI Qian1， LIU Jing?wei1， L? Ren?jian1， 2， HAN Zhong?hua1

（1. North China Institute of Computing Technology， Beijing 100083， China； 2. Beijing University of Posts and Telecommunication， Beijing 100876， China）

Abstract： Only one data packet is sent in a time?slot in synchronization wireless Mesh network based on the existing multi?directional antenna array， which will decrease the slot utilization rate when data packets are sent in high modulation rate at transmitting node. To solve this problem， the technology of data packet continuous ransmission in this network environment is studied. The detailed design scheme of the number of maximum data packet continuous ransmission， calculation opportunity， sequence number， acknowledgment mechanism， parameters and node processing flow is offered in this paper. The technology was fully tested in actual hardware environment. The comparison result shows， when data packets are sent in high modulation rate at transmitting node， the technology of the data packet continuous ransmission can improve time?slot utilization， and the performance of the network can be improved obviously.

Keywords： wireless Mesh network； synchronization； time?slot utilization； data packet continuous ransmission

0 引 言

无线Mesh网络是一种多跳网状的宽带无线网络，具有覆盖范围广、带宽高、鲁棒性强等特点，在机动指挥与应急通信方面有着广阔的应用前景。

无线Mesh网络多采用异步组网技术[1?12]。该网络在节点个数较少并且节点之间距离较近时的性能比较理想，但当网络规模扩大时，所有节点因竞争信道导致了网络吞吐量急剧下降，无法实现高速的端到端无线数据传输，业务的服务质量也就难以保证。

目前出现了一种基于多方向天线阵列的同步无线Mesh网络（以下简称为同步无线Mesh网络）[13]。该网络除通过定向天线实现了节点之间的远距离数据传输外，还采用了同步组网技术，通过精准的时隙划分，网络内所有节点的通信都被安排在合适的时隙中，避免了节点因竞争信道而导致网络吞吐量的急剧下降，通过高效的时隙分配策略则进一步提高了网络的吞吐量。另外，网络中节点之间具有一定的父子关系，网络管理也变得更加简单。

现有同步无线Mesh网络采用了一个数据时隙（以下简称为基本时隙或时隙）内单一数据包的收发机制，即每个节点在一个时隙内只发送或接收一个数据包，当底层调制速率较低时，该数据包的长度较短，其收发时间会占满整个时隙，即时隙的利用率较高；而当底层调制速率较高时，该数据包的长度受到底层无线接口最大传输单元长度（MTU）的限制，其收发时间不能占满整个时隙，因而时隙内会有很大的浪费。

为在底层高调制速率下提高时隙利用率，本文对同步无线Mesh网络下的数据包连发技术进行了研究，提出了设计方案并对性能进行了对比分析。

1 同步无线Mesh网络数据包连发技术

数据包连发技术涉及到时间帧结构、包类型、单时隙内的数据包连发技术与多时隙内的数据包连发技术。

1.1 时间帧结构

时隙浪费与时隙长度有关。当时隙较长时，高调制速率下会产生时隙内的时间浪费；当时隙长度设计得过小时，由于协议控制包的开销而导致时隙内数据收发利用率下降，另外，也给底层同步平台设计带来难度，系统资源消耗也因此增加。因此，时隙长度应主要参考系统在实际使用时最大可能出现的底层调制速率值，同时保证底层同步平台能够实现，而系统资源消耗也能够接受。

时间帧结构如图1所示。

图1 时间帧结构

时间帧结构中具有以下两种类型的时隙：

（1） Hello时隙。Hello时隙的时间长度为1个基本时隙长度，用于网络内节点向未入网节点提供接入服务。

（2） 数据时隙。数据时隙内的每个基本时隙用于实际数据传输。

时间帧结构是同步无线Mesh网络内各节点协调工作的基础。

1.2 包类型

节点在每个时隙内的通信都会涉及各种包的交互，数据通信则与以下包相关：

1.2.1 轮询包

该包用于父节点调度子节点，该包还可以进一步细分为如下两类：

（1） 父子轮询包

当父节点向子节点发送数据时，父节点会在时隙开始时首先向子节点发送一个父子轮询包，该包发完后，父节点再接着向子节点发送数据包。

该包中含有父节点本次即将连发数据包的个数与父节点规定的时隙合并的个数。

（2） 子父轮询包

当父节点接收子节点的数据时，父节点会在时隙开始时首先向子节点发送一个子父轮询包，该包发完后，父节点将等待接收子节点发送的数据包。

该包中含有父节点规定的时隙合并的个数。

1.2.2 确认包

当数据包为需确认数据时，接收完数据的节点将立即向对端发送一个确认包，否则接收完数据的节点将结束该时隙内的收发动作。

1.2.3 数据包

数据包格式如图2所示。

图2 数据包格式

第一层包头的内容与节点之间点对点基本通信相关，如基本数据包类型、目的节点地址、源节点地址、序列号、后续数据包个数等。

第二层包头，由同步无线Mesh网络协议中不同的功能模块所定义，如模块类型、该模块内的数据包类型、数据净荷长度、QoS标记。

数据净荷为以太网帧。

校验在数据发送时由无线网卡添加。

1.3 单时隙内的数据包连发技术

1.3.1 功能说明

为提高时隙利用率，发送节点应在每个时隙内尽可能多地发送数据包。

每个时隙内的数据包连发如图3所示。

图3 单时隙内数据包连发

1.3.2 最多连发的数据包个数与计算时机

（1） 单时隙内数据包最多连发个数

发送节点通过计算后应在一个时隙内尽可能多地发送数据包，但需要规定最多发包个数，规定最多连发数据包的个数不超过16个，一个时隙内连发数据包的个数一般为2或3。

（2） 轮询包与确认包的发送时间

轮询包与确认包的发送时间（单位：μs）为固定值，可按式（1）计算：

[t=数据包长×8+B+NwNDBPS×4+20] （1）

各值的含义如下：

包长为无线接口数据长度，单位为字节；[B]为PLCP头部中服务类型的比特数；[Nw]为尾比特数；[NDBPS]为一个OFDM符号含有的比特数，6 Mb/s时的值为24，9 Mb/s时为36，12 Mb/s时为48，18 Mb/s时为72，24 Mb/s时为96，36 Mb/s时为144，48 Mb/s时为192，54 Mb/s时为216。

（3） 每个数据包的发送时间

每个数据包的发送时间在数据包被加入到数据发送队列时便已计算好，仍按公式（1）计算。

（4） 单时隙内数据包最多连发个数的计算时机

发送节点在当前时隙开始时计算该时隙内最多能够发送多少个数据包。

1.3.3 序列号与确认机制

为所有数据包安排序列号并加入确认机制。接收节点根据发送节点所指示的数据包连发个数进行接收、检验序列号连续性并对实际收到的最后一个数据包进行确认。

接收节点刚刚收到的数据包中的序列号如果与收到的上一个数据包的序列号不连续，则丢弃刚刚收到的数据包。

接收节点在当前时隙的后两个基本时隙单位开始时刻设定确认包等待定时器，该定时器设定在该处可以保证接收节点能够在25 km距离条件下将确认包发送给发送节点。接收节点如果在当前时隙内收到了发送节点的所有应发数据包后，则立即向发送节点回复一个确认包，并取消确认包超时定时器；否则，接收节点在确认包等待定时器超时后再向发送节点回复一个确认包。

1.3.4 涉及到的参量

数据包连发过程中涉及到以下参量：

数据包最大连发个数。一个时隙内所发送的数据包个数与多个连续时隙所发送的数据包个数都不应超过该值，数据包连发个数过多，失败重传的次数也会增加，网络性能反而下降。

最大时隙合并个数。该值表示某个发送节点与某个接收节点之间共享的连续时隙数，在连续时隙里可以持续收发数据包。

发送节点应发数据包个数。发送节点在当前时隙内计算出能够发送的数据包个数。

发送节点实发数据包个数。发送节点在当前时隙内实际发送的数据包个数，在正常情况下，发送节点实发数据包个数与发送节点应发数据包个数相等。

接收节点应收数据包个数。接收节点在当前时隙内应该接收到的数据包个数。

接收节点实收数据包个数。接收节点在当前时隙内实际接收到的数据包个数。

发送序列号。发送节点发送数据时在每个数据包中添加的序列号，该序列号按模递增。

接收序列号。接收节点接收数据时从每个数据包中获得的序列号，在正常情况下，接收序列号应等于发送序列号，即接收序列号也是按模递增。

1.3.5 父节点流程

父节点在当前时隙内的处理流程如图4所示。

（1） 父节点在当前时隙中断到来时开始确定是发送数据还是接收数据，即确定父子节点之间数据传递的上下行关系。

（2） 当父节点向子节点发送数据时，父节点根据1.3.2节中的各种时间值计算出当前时隙内能够发送的数据包个数并将该值填到父子轮询包中。另外，时隙合并个数设为1，表示仅在当前一个时隙内进行数据包连发。

（3） 父节点向子节点发送父子轮询包，在父子轮询包发送成功后，父节点继续向子节点连续发送所有数据包。

（4） 父节点会在所有数据包发送完毕后等待接收子节点的确认包，等待接收确认定时器的超时时间设在当前时隙结束时。

（5） 父节点如果收到了子节点发送的确认包后，根据确认包中的确认序列号判断出已经被子节点成功接收的数据包，将这些数据包从发送队列中删除并释放内存。

（6） 父节点在等待确认定时器超时后仍没有收到子节点发送的确认包时，根据已发送数据包的发送次数决定在后续时隙中是否重发，如果这些数据包已经达到最大发送次数，则将这些数据包从发送队列中删除并释放内存，否则在后续时隙中继续重发。

（7） 当父节点准备接收子节点发送的数据包时，父节点将时隙合并个数设为1，并将该值填到子父轮询包中。

（8） 父节点向子节点发送子父轮询包，在子父轮询包发送成功后，父节点等待从子节点接收数据包。

（9） 父节点接收的数据包如果序列号不正确，父节点则将这些数据包从接收队列中删除并释放内存，否则，父节点将在发送确认定时器超时前接收完子节点发送的所有数据包。

（10） 当发送确认定时器超时后，父节点针对已收到的最后一个数据包向子节点发送确认包。

1.3.6 子节点流程

子节点在当前时隙内的处理流程如图5所示。

（1） 子节点在当前时隙中断到来时等待接收父节点发来的轮询包。

（2） 子节点如果收到的是子父轮询包，子节点则记录时隙合并个数，并计算出当前时隙内能够发送的数据包个数。

（3） 子节点向父节点连续发送所有数据包。

（4） 子节点会在所有数据包发送完毕后等待接收父节点的确认包，等待接收确认定时器的超时时间设在当前时隙结束时。

（5） 子节点如果收到了父节点发送的确认包后，根据确认包中的确认序列号判断出已经被父节点成功接收的数据包，将这些数据包从发送队列中删除并释放内存。

（6） 子节点在等待确认定时器超时后仍没有收到父节点发送的确认包时，根据已发送数据包的发送次数决定在后续时隙中是否重发，如果这些数据包已经达到最大发送次数，则将这些数据包从发送队列中删除并释放内存，否则在后续时隙中继续重发。

（7） 子节点如果收到的是父子轮询包，子节点准备接收父节点发送的所有数据包。

（8） 子节点接收的数据包如果序列号不正确，子节点则将这些数据包从接收队列中删除并释放内存，否则，子节点将在发送确认定时器超时前接收完成父节点发送的所有数据包。

（9） 当发送确认定时器超时后，子节点针对已收到的最后一个数据包向父节点发送确认包。

（10） 如果子节点没有收到父节点的轮询包，则子节点在当前时隙内什么也不做。

1.4 多时隙内的数据包连发技术

多时隙内的数据包连发技术，又称时隙合并技术，该技术是对单时隙内数据包连发技术基础上做出的功能提升，发送节点通过在多个连续时隙内连发数据包，减少了中间时隙内的轮询包与确认包的个数，从而进一步提高时隙利用率。多时隙内的数据包连发示意如图6所示。

图6 多时隙内的数据包连发示意

多时隙内的数据包连发技术中的最多连发的数据包个数与计算时机、序列号与确认机制、涉及到的常量与变量、父子节点的处理流程与单时隙内的数据包连发技术均相同，这里不再赘述。它们的不同之处在于：

（1） 父子节点需要计算多个连续时隙内最多能够发送多少个数据包。

（2） 父子节点将多个连续时隙中除第一个时隙以外的后续所有时隙中的状态机取消，仅执行第一个时隙中的状态机。

2 理论性能对比

现分别对单跳网络在使用单时隙内的数据包连发技术前后的理论性能进行对比：

2.1 约束条件

（1） 每个时间帧内有980个数据时隙，即时间帧使用效率为98%。

（2） 在实验室内或近距离条件下进行对比，忽略传播时延，忽略实际平台所带来的各种时延。

（3） 轮询包与确认包均始终以6 Mb/s的调制速率发送，按公式（1）可算出它们的发送时间均为48 μs。

（4） 发送节点分别以6～54 Mb/s调制速率发送数据包。

（5） 不使用组包功能，但使用分段功能。

（6） 同步无线Mesh网络协议数据包净荷为以太网帧，而以太网帧最大长度为1 518 B，因此发送节点能够发送的最大数据包长度为1 518+40+4=1 562 B。

2.2 理论性能对比

理论性能对比情况分别见表1～表7。

表1 发送节点以9 Mb/s发送数据包

[＼&单时隙内单包＼&单时隙内多包＼&数据包个数＼&1＼&1＼&数据包长度 /B＼&991＼&991＼&时隙使用效率 /%＼&90.4＼&90.4＼&带宽 /（Mb/s）＼&7.8＼&7.8＼&]

表2 发送节点以12 Mb/s发送数据包

[＼&单时隙内单包＼&单时隙内多包＼&数据包个数＼&1＼&1＼&数据包长度 /B＼&1 323＼&1 323＼&时隙使用效率 /%＼&90.4＼&90.4＼&带宽 /（Mb/s）＼&10.4＼&10.4＼&]

表3 发送节点以18 Mb/s发送数据包

[＼&单时隙内单包＼&单时隙内多包＼&数据包个数＼&1＼&2＼&数据包长度 /B＼&1 562＼&1 562，384＼&时隙使用效率 /%＼&71.2＼&90.4＼&带宽 /（Mb/s）＼&12.2＼&15.3＼&]

表4 发送节点以24 Mb/s发送数据包

[＼&单时隙内单包＼&单时隙内多包＼&数据包个数＼&1＼&2＼&数据包长度 /B＼&1 562＼&1 562，1 029＼&时隙使用效率 /%＼&54＼&90.4＼&带宽 /（Mb/s）＼&12.2＼&20.3＼&]

表5 发送节点以36 Mb/s发送数据包

[＼&单时隙内单包＼&单时隙内多包＼&数据包个数＼&1＼&3＼&数据包长度 /B＼&1 562＼&1 562，1 562，1 167＼&时隙使用效率 /%＼&36＼&90.4＼&带宽 /（Mb/s）＼&12.2＼&33.6＼&]

2.3 结 论

（1） 在6～12 Mb/s调制速率下，一个时隙内只能发送一个数据包，因此单时隙内单包发送与单时隙内多包发送的性能相同。

（2） 在达到18 Mb/s调制速率或以上时，采用单时隙内多包发送的时隙使用效率仍为90.4%，其性能明显高于单时隙内单包发送的性能。

表6 发送节点以48 Mb/s发送数据包

[＼&单时隙内单包＼&单时隙内多包＼&数据包个数＼&1＼&4＼&数据包长度 /B＼&1 562＼&1 562，1 562，1 562，261＼&时隙使用效率 /%＼&28＼&90.4＼&带宽 /（Mb/s）＼&12.2＼&38.8＼&]

表7 发送节点以54 Mb/s发送数据包

[＼&单时隙内单包＼&单时隙内多包＼&数据包个数＼&1＼&4＼&数据包长度 /B＼&1 562＼&1 562，1 562，1 562，942＼&时隙使用效率 /%＼&24.8＼&90.4＼&带宽 /（Mb/s）＼&12.2＼&44.1＼&]

3 结 语

对基于多方向天线阵列的同步无线Mesh网络下的数据包连发技术进行了研究，给出了最多可连发的数据包个数与计算时机、序列号与确认机制、涉及到的参量、父子节点处理流程的详细设计方案。理论性能对比结果表明，在发送节点采用高调制速率发送数据包时，在该网络下采用数据包连发技术能够大幅度提高时隙利用率，网络性能明显提升。

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