數(shù)據(jù)通信論文全文(5篇)

1協(xié)議的設(shè)計

1.1數(shù)據(jù)報格式

數(shù)據(jù)報分為報文頭部和數(shù)據(jù)部兩部分，其格式如圖2所示。報文頭部由6字節(jié)組成，第1、2字節(jié)AB表示報文長度，即報文頭部長度加上數(shù)據(jù)部長度；第3、4字節(jié)CD表示整個報文的校驗和；第5、6字節(jié)XX表示應(yīng)答ACK；第7、8字節(jié)GH表示報文序號。數(shù)據(jù)報長度AB范圍為0~65535，所以一個報文最大為8KB。數(shù)據(jù)部長度等于報文長度（AB）減去報文頭長度（8B）。2.2數(shù)據(jù)處理與報文處理數(shù)據(jù)處理包括分割上層應(yīng)用提供的數(shù)據(jù)，以及從報文還原拼接數(shù)據(jù)；報文處理包括格式化報文以提供給串口發(fā)送以及從串口讀取報文、校驗報文、提取數(shù)據(jù)。

1.2.1數(shù)據(jù)分割

協(xié)議從應(yīng)用程序接口獲取應(yīng)用程序提供的數(shù)據(jù)并以流式數(shù)據(jù)寫入發(fā)送方數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；然后以事先設(shè)定的數(shù)據(jù)分割長度取數(shù)據(jù)，長度不足的部分則全部取出，取數(shù)據(jù)指針移動相應(yīng)距離。

1.2.2報文組裝

報文的組裝過程如下：

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于冶金測控儀表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)屬性較多，維修成本較高，本文基于冶金數(shù)據(jù)的特征，提出了一種基于微粒群優(yōu)化的冶金測控儀表數(shù)據(jù)通信仿真系統(tǒng)。冶金測控儀表數(shù)據(jù)通信仿真系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集模塊、子站通信模塊以及主站分析模塊。系統(tǒng)主要對冶金測控儀表總實時運行的不同類型正常和非正常的數(shù)據(jù)進行收集，統(tǒng)一成固定格式的數(shù)據(jù)集，保存到相應(yīng)的大型數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)收集的內(nèi)容有冶金測控儀表數(shù)據(jù)、自動存儲運行數(shù)據(jù)、相關(guān)傳感器優(yōu)化的不同儀表接口數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要通過二次設(shè)備自動化轉(zhuǎn)置的傳感器采集得到。冶金測控儀表的子站通信模塊，該模塊具有重要的價值，是底層通信設(shè)備同上層監(jiān)控設(shè)備的紐帶，具有服務(wù)器性能，該模塊基于UDP/TCP報文通信機制完成上下層數(shù)據(jù)通信。分析模塊是數(shù)據(jù)通信的核心運算模塊，通過基于微粒群優(yōu)化的數(shù)據(jù)通信同NRF算法，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)中故障進行準(zhǔn)確報警，通過優(yōu)化模型獲取冶金測控儀表現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

二、硬件設(shè)計

1.測控儀表硬件結(jié)構(gòu)

由于每個檢測儀表特別是處于工控機的里層檢測儀表信息儲存量和信息傳輸量較高，并且需要無線通信功能模塊，因此本文系統(tǒng)中的測控儀表是以功能強大的新型單片機C8051F005作為控制核芯片。該芯片的模擬前端采用8通道模擬多路器、可編程的增益放大器、12位A－D變換器等構(gòu)成，控制芯片通過這些模擬前端實現(xiàn)桶NRF401無線收發(fā)器間的數(shù)據(jù)通信，并且通過P1啟動報警驅(qū)動，完成系統(tǒng)的報警功能，采用P2啟動鍵盤矩陣，完成相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。

2.儀表顯示接口設(shè)計

系統(tǒng)的顯示接口采用AT89C2051芯片，該芯片通過串口（RXD，TXD）、顯示接口以及RS232c接口實現(xiàn)同模擬量輸入通道、輸入設(shè)置、輸出控制、報警指示的數(shù)據(jù)交互，其中輸出控制以及報警指示電路應(yīng)采用5根I/O線，其余的8根I/O線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、輸入設(shè)置和模擬量采入等性能。通過模擬串口以及串口復(fù)用技術(shù)完成數(shù)字和光柱顯示的動態(tài)掃描，雙64段光柱和8位8段LED數(shù)碼管顯示都使用164輸出接口。

第一篇：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信隱蔽通道技術(shù)研究

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也發(fā)生了日新月異的變化。文章通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中的隱蔽通道技術(shù)的介紹，進一步就網(wǎng)絡(luò)通信中隱蔽通道存在的技術(shù)基礎(chǔ)和實現(xiàn)原理進行了探討，并對網(wǎng)絡(luò)通信隱蔽通道技術(shù)進行了深入的研究與分析。與此同時對隱蔽通道的檢測技術(shù)進行了討論，提出了一系列針對網(wǎng)絡(luò)安全的防范措施。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信；隱蔽通道；隱寫術(shù)；網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

根據(jù)現(xiàn)代信息理論的分析，層與層之間的通信在多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中是必須存在的，在此過程中需要安全機制來確保通信的正確性和完整性。在經(jīng)授權(quán)的多層系統(tǒng)的各層之間通信信道上可以建立可能的隱蔽通信信道。在遠古時代的簡單軍事情報傳輸系統(tǒng)中就已經(jīng)出現(xiàn)了最原始的多層結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)，而現(xiàn)代的計算機網(wǎng)絡(luò)也只是一個多層結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)，因此，隱蔽通道會在一定程度上威脅計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。

1隱蔽通道的概述

簡單來說，隱蔽通道屬于通信信道，將一些不安全信息通過通信信道傳輸隱蔽信息，而且不容易被管理者所察覺。換句話就是借助某個通信通道來完成對另一通信通道進行掩護的目的。一旦建立隱蔽通道以后，都希望通道能夠長時間有效運行，由此可見，通道技術(shù)的關(guān)鍵是通道隱蔽措施的質(zhì)量高低。如今，多媒體和Internet技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，從而導(dǎo)致隱蔽通道對網(wǎng)絡(luò)安全造成了較大的威脅，只要與外界保持聯(lián)系，就不能從根本上清除隱蔽通道所造成的威脅。隱蔽通道按照存在環(huán)境的不同可以劃分為網(wǎng)絡(luò)隱蔽通道和主機隱蔽通道兩大類。主機隱蔽通道一般是不同進程主機之間所進行的信息秘密傳輸，而網(wǎng)絡(luò)隱蔽通道一般是不同主機在網(wǎng)絡(luò)中完成信息的秘密傳輸。通常情況下，隱蔽通道通信工具能夠在數(shù)據(jù)報文內(nèi)嵌入有效的信息，然后借助載體進行傳輸，傳輸過程通過網(wǎng)絡(luò)正常運行，不會被系統(tǒng)管理者發(fā)現(xiàn)，從而實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的秘密傳輸。攻擊者與其控制的主機進行信息傳輸?shù)闹饕绞骄褪墙⒕W(wǎng)絡(luò)隱蔽通道。利用隱蔽通道，通過網(wǎng)絡(luò)攻擊者將被控主機中的有效數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)搅硪慌_主機上，從而實現(xiàn)情報的獲取。與此同時，攻擊者還可以將控制命令通過隱蔽通道傳輸?shù)奖豢刂鳈C上，使被控主機能夠長期被攻擊者控制。因此，對隱蔽通道的基本原理和相關(guān)技術(shù)進行研究，同時采取措施對網(wǎng)絡(luò)隱蔽通道的檢測技術(shù)進行不斷的改進和完善，從而能夠及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)被控主機，并將其與外界的聯(lián)系及時切斷，對網(wǎng)絡(luò)安全的提升和網(wǎng)絡(luò)中安全隱患的消除有十分重要的意義。

2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中隱蔽通道的工作原理及類型

1信號系統(tǒng)中DCS網(wǎng)絡(luò)特點及傳輸信息類型

城市軌道交通信號系統(tǒng)的DCS網(wǎng)絡(luò)包含有線部分和無線部分。有線網(wǎng)絡(luò)部分是指軌旁設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，為信號系統(tǒng)提供專用有線信息傳輸，為控制中心、車站、場段之間提供有線傳輸通道，建立局域網(wǎng)連接。無線部分主要是列車上的移動無線設(shè)備和地面軌旁無線單元之間建立的車地雙向通信。如上所述，在信號系統(tǒng)的DCS網(wǎng)絡(luò)中，可以根據(jù)不同的組網(wǎng)方式，構(gòu)建不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成連接信號系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的通信網(wǎng)。而在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，傳遞的信息就包含大量的管理信息、行車數(shù)據(jù)信息、ATS信息、維護信息、數(shù)據(jù)記錄信息等。DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備一般連接方式需要說明的是DCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是多樣的，隨著實際地鐵線路情況、所連接的設(shè)備情況、以及技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況有不同變化。從圖1中可以看出，信號系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)具有連接設(shè)備類型多、數(shù)量大，信息傳輸種類繁多的特點。如果在DCS網(wǎng)絡(luò)中信息沒有合理的傳輸定義，使網(wǎng)絡(luò)中任何一個數(shù)據(jù)幀的傳輸都要遍及整個網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致所有與網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備都接收到，這樣就會嚴重的消耗掉網(wǎng)絡(luò)整體帶寬。因此，在DCS網(wǎng)絡(luò)傳輸信息量較大時（如早、晚運行高峰時等），如不對網(wǎng)絡(luò)進行合理設(shè)置，就可能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生時，與網(wǎng)絡(luò)連接的部分設(shè)備也可能會由于無法應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)流量的大幅波動導(dǎo)致故障，進而引發(fā)故障面擴大的情況發(fā)生，對運營產(chǎn)生嚴重影響，這就需要對網(wǎng)絡(luò)中的信息傳輸進行合理優(yōu)化。

2VLAN技術(shù)特點及在DCS網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

VLAN技術(shù)是將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個個網(wǎng)段，從而實現(xiàn)虛擬工作組數(shù)據(jù)交換。由于VLAN設(shè)置是在交換機上按邏輯來劃分，而不是傳統(tǒng)上的只能從物理上劃分，因此VLAN技術(shù)的出現(xiàn)，可以滿足根據(jù)實際應(yīng)用情況，將同一物理局域網(wǎng)內(nèi)不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域需求。在設(shè)計VLAN并實現(xiàn)應(yīng)用時，首先要確定如何劃分VLAN。較為常見的VLAN劃分方式包括：按照端口劃分，按照MAC地址劃分、基于網(wǎng)絡(luò)層劃分、以及基于IP廣播和基于規(guī)則等方式。其中應(yīng)用最為廣泛、也是最有效的，是按照端口劃分的方式，這種劃分方式是根據(jù)以太網(wǎng)交換機的交換端口來劃分的，將交換機上的物理端口分為若干個組，每個組構(gòu)成一個虛擬網(wǎng)。由于基于端口劃分VLAN的優(yōu)點是定義VLAN成員非常簡單，只要在接入交換機上進行相關(guān)設(shè)置即可，操作相對簡單，適合任何大小的網(wǎng)絡(luò)。同時，這種配置方式適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較固定的情況，與DCS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建后即在運營中不會輕易改變的實際情況較為符合，因此在地鐵信號系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)交換機的配置中，一般都可以使用按照端口劃分VLAN的配置方式。以赫斯曼交換機為例，按照端口劃分VLAN，為不同端口賦予不同ID后的界面顯示情況綜上所述，為了有效避免信號系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的發(fā)生，可以將交換機端口劃分到不同VLAN中。其原理為：在不同端口發(fā)出的所有數(shù)據(jù)幀上增加一個代表所屬VLAN編號的ID，各個交換機端口只有在接收到所屬VLANID的信息時，才會對該信息進行拆分處理，而在收到標(biāo)有其他VLANID信息時，只會將該信息按照目的地址進行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣就實現(xiàn)了通過在DCS網(wǎng)絡(luò)交換機上應(yīng)用VLAN技術(shù)，有效控制網(wǎng)絡(luò)流量、降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生概率的目標(biāo)。并且通過在交換機上進行VLAN的劃分，可以起到減少項目建設(shè)的設(shè)備投資成本、簡化DCS網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)安全性的作用。這里需要提出的是，有必要找到適合于信號DCS網(wǎng)絡(luò)的劃分原則，結(jié)合實際應(yīng)用情況，將不同級別的信息進行合理區(qū)分。

3適用于DCS的VLAN劃分原則

由于地鐵信號系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)具有連接設(shè)備數(shù)量、類型較多，信息傳輸種類繁多的特點，在按照端口劃分的VLAN配置方法對信號DCS網(wǎng)絡(luò)交換機等進行配置時，需要尋找到合適的原則，將信號系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備、不同信息類型進行全網(wǎng)的統(tǒng)一配置，既能有效避免網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，又有利于維護人員進行維修檢查。這就需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口是否有用、該端口在網(wǎng)絡(luò)中的作用、所傳輸?shù)男畔?nèi)容和特點等特征，將網(wǎng)絡(luò)端口有序劃分。例如，在網(wǎng)絡(luò)的列車自動控制（ATC）信息、列車自動監(jiān)控（ATS）信息、維護管理信息等帶有不同功能及目地的信息，劃分到不同的VLAN中。在信息有效傳輸?shù)耐瑫r，也可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性能。建議按照以下原則進行層層劃分。

1）由于信號系統(tǒng)涉及列車行車安全，因此可先將交換機上多余端口統(tǒng)一劃入“無用端口”的VLAN中，這樣即使有其他設(shè)備接入到該端口上，也不會對有用端口間的網(wǎng)絡(luò)通信造成影響。

1分布交互仿真概述

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以信息技術(shù)、計算機技術(shù)為主的高新技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在社會多個生產(chǎn)領(lǐng)域，它們已經(jīng)成為高新技術(shù)的代名詞。而計算機數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為分布交互仿真的關(guān)鍵技術(shù)之一，它也是造成我國信息技術(shù)與國外信息技術(shù)差距的主要原因。因此我們有必要對分布交互仿真的概念和特征進行研究和分析。

1.1分布交互仿真概念

分布交互仿真是一種綜合性仿真環(huán)境，它一般采用協(xié)調(diào)一致的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將分散在各地的仿真設(shè)備進行互聯(lián)，其特點主要表現(xiàn)為分布性、交互性、異構(gòu)性、時空一致性和開放性。分布交互仿真技術(shù)主要解決兩個問題：一是使大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的仿真成為可能；二是降低仿真成本。分布交互式仿真技術(shù)可以實時計算并生成一個反映實體對象變化的三維圖形環(huán)境。通過計算機等設(shè)備，實驗人員不僅可以“進入”這種虛擬環(huán)境（主要是視覺聽覺環(huán)境），直接觀察事物的內(nèi)在變化并與其發(fā)生相互作用，還能通過開放式的中斷處理來模擬各種隨機事件，給人一種“身臨其境”的真實感。

1.2分布交互仿真的發(fā)展

在分布式交互仿真發(fā)展的早期階段,通訊層和應(yīng)用層是很難截然分開的。在應(yīng)用層,為了能將實體的數(shù)據(jù)傳給其它實體,每個仿真應(yīng)用都為自己所生成的實體定義了一個結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)塊,其中包括了傳送實體信息所必要的數(shù)據(jù)定義。這樣的數(shù)據(jù)可稱之為“不規(guī)范的數(shù)據(jù)”?？梢哉f,這種數(shù)據(jù)定義方式完全滿足了實體間數(shù)據(jù)交換的需要,但缺點是每個實體的數(shù)據(jù)定義各不相同。每個仿真應(yīng)用中不但要有本地實體的數(shù)據(jù)定義,還要有其它節(jié)點的實體的數(shù)據(jù)定義,才能在接到一個數(shù)據(jù)包后按照正確的格式來理解它。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中要增加一個新實體時,其它仿真應(yīng)用中都要增加這一實體的數(shù)據(jù)定義。也就是說,每增加一個實體就要對網(wǎng)絡(luò)中所有的仿真應(yīng)用進行一次修改。

1.3分布交互方針的特征