數(shù)據(jù)通信論文全文(5篇)

1協(xié)議的設(shè)計(jì)

1.1數(shù)據(jù)報(bào)格式

數(shù)據(jù)報(bào)分為報(bào)文頭部和數(shù)據(jù)部?jī)刹糠?，其格式如圖2所示。報(bào)文頭部由6字節(jié)組成，第1、2字節(jié)AB表示報(bào)文長(zhǎng)度，即報(bào)文頭部長(zhǎng)度加上數(shù)據(jù)部長(zhǎng)度；第3、4字節(jié)CD表示整個(gè)報(bào)文的校驗(yàn)和；第5、6字節(jié)XX表示應(yīng)答ACK；第7、8字節(jié)GH表示報(bào)文序號(hào)。數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度AB范圍為0~65535，所以一個(gè)報(bào)文最大為8KB。數(shù)據(jù)部長(zhǎng)度等于報(bào)文長(zhǎng)度（AB）減去報(bào)文頭長(zhǎng)度（8B）。2.2數(shù)據(jù)處理與報(bào)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(bào)文還原拼接數(shù)據(jù)；報(bào)文處理包括格式化報(bào)文以提供給串口發(fā)送以及從串口讀取報(bào)文、校驗(yàn)報(bào)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(zhǎng)度取數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度不足的部分則全部取出，取數(shù)據(jù)指針移動(dòng)相應(yīng)距離。

1.2.2報(bào)文組裝

報(bào)文的組裝過程如下：

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于冶金測(cè)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(cè)控儀表數(shù)據(jù)通信仿真系統(tǒng)。冶金測(cè)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(duì)冶金測(cè)控儀表總實(shí)時(shí)運(yùn)行的不同類型正常和非正常的數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)控儀表數(shù)據(jù)、自動(dòng)存儲(chǔ)運(yùn)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(dòng)化轉(zhuǎn)置的傳感器采集得到。冶金測(cè)控儀表的子站通信模塊，該模塊具有重要的價(jià)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(bào)文通信機(jī)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(yùn)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(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)中故障進(jìn)行準(zhǔn)確報(bào)警，通過優(yōu)化模型獲取冶金測(cè)控儀表現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

二、硬件設(shè)計(jì)

1.測(cè)控儀表硬件結(jié)構(gòu)

由于每個(gè)檢測(cè)儀表特別是處于工控機(jī)的里層檢測(cè)儀表信息儲(chǔ)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(cè)控儀表是以功能強(qiáng)大的新型單片機(jī)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(shí)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(dòng)報(bào)警驅(qū)動(dòng)，完成系統(tǒng)的報(bào)警功能，采用P2啟動(dòng)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(jì)

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(shí)現(xiàn)同模擬量輸入通道、輸入設(shè)置、輸出控制、報(bào)警指示的數(shù)據(jù)交互，其中輸出控制以及報(bào)警指示電路應(yīng)采用5根I/O線，其余的8根I/O線實(shí)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(dòng)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(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中的隱蔽通道技術(shù)的介紹，進(jìn)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(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了探討，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信隱蔽通道技術(shù)進(jìn)行了深入的研究與分析。與此同時(shí)對(duì)隱蔽通道的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了討論，提出了一系列針對(duì)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(jī)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(yuǎn)古時(shí)代的簡(jiǎn)單軍事情報(bào)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也只是一個(gè)多層結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)，因此，隱蔽通道會(huì)在一定程度上威脅計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。

1隱蔽通道的概述

簡(jiǎn)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(gè)通信通道來完成對(duì)另一通信通道進(jìn)行掩護(hù)的目的。一旦建立隱蔽通道以后，都希望通道能夠長(zhǎng)時(shí)間有效運(yùn)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(duì)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(jī)隱蔽通道兩大類。主機(jī)隱蔽通道一般是不同進(jìn)程主機(jī)之間所進(jìn)行的信息秘密傳輸，而網(wǎng)絡(luò)隱蔽通道一般是不同主機(jī)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(bào)文內(nèi)嵌入有效的信息，然后借助載體進(jìn)行傳輸，傳輸過程通過網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，不會(huì)被系統(tǒng)管理者發(fā)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的秘密傳輸。攻擊者與其控制的主機(jī)進(jìn)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(jī)中的有效數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)搅硪慌_(tái)主機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)情報(bào)的獲取。與此同時(shí)，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(jī)上，使被控主機(jī)能夠長(zhǎng)期被攻擊者控制。因此，對(duì)隱蔽通道的基本原理和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，同時(shí)采取措施對(duì)網(wǎng)絡(luò)隱蔽通道的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，從而能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)被控主機(jī)，并將其與外界的聯(lián)系及時(shí)切斷，對(duì)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(hào)系統(tǒng)中DCS網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及傳輸信息類型

城市軌道交通信號(hào)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(hào)系統(tǒng)提供專用有線信息傳輸，為控制中心、車站、場(chǎng)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(dòng)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(hào)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(hào)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(hù)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(shí)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(hào)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(diǎn)。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(gè)數(shù)據(jù)幀的傳輸都要遍及整個(gè)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(huì)嚴(yán)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(shí)（如早、晚運(yùn)行高峰時(shí)等），如不對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(shí)，與網(wǎng)絡(luò)連接的部分設(shè)備也可能會(huì)由于無法應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的大幅波動(dòng)導(dǎo)致故障，進(jìn)而引發(fā)故障面擴(kuò)大的情況發(fā)生，對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，這就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的信息傳輸進(jìn)行合理優(yōu)化。

2VLAN技術(shù)特點(diǎn)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(gè)個(gè)網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組數(shù)據(jù)交換。由于VLAN設(shè)置是在交換機(jī)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(shí)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(jì)VLAN并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用時(shí)，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(jī)的交換端口來劃分的，將交換機(jī)上的物理端口分為若干個(gè)組，每個(gè)組構(gòu)成一個(gè)虛擬網(wǎng)。由于基于端口劃分VLAN的優(yōu)點(diǎn)是定義VLAN成員非常簡(jiǎn)單，只要在接入交換機(jī)上進(jìn)行相關(guān)設(shè)置即可，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，適合任何大小的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，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(yùn)營(yíng)中不會(huì)輕易改變的實(shí)際情況較為符合，因此在地鐵信號(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)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(jī)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(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的發(fā)生，可以將交換機(jī)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(gè)代表所屬VLAN編號(hào)的ID，各個(gè)交換機(jī)端口只有在接收到所屬VLANID的信息時(shí)，才會(huì)對(duì)該信息進(jìn)行拆分處理，而在收到標(biāo)有其他VLANID信息時(shí)，只會(huì)將該信息按照目的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣就實(shí)現(xiàn)了通過在DCS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)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(jī)上進(jìn)行VLAN的劃分，可以起到減少項(xiàng)目建設(shè)的設(shè)備投資成本、簡(jiǎn)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(hào)DCS網(wǎng)絡(luò)的劃分原則，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，將不同級(jí)別的信息進(jìn)行合理區(qū)分。

3適用于DCS的VLAN劃分原則

由于地鐵信號(hào)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(diǎn)，在按照端口劃分的VLAN配置方法對(duì)信號(hào)DCS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等進(jìn)行配置時(shí)，需要尋找到合適的原則，將信號(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備、不同信息類型進(jìn)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(hù)人員進(jìn)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(diǎn)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(dòng)控制（ATC）信息、列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）信息、維護(hù)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(shí)，也可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性能。建議按照以下原則進(jìn)行層層劃分。

1）由于信號(hào)系統(tǒng)涉及列車行車安全，因此可先將交換機(jī)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(huì)對(duì)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(jì)算機(jī)技術(shù)為主的高新技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在社會(huì)多個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，它們已經(jīng)成為高新技術(shù)的代名詞。而計(jì)算機(jī)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(guó)信息技術(shù)與國(guó)外信息技術(shù)差距的主要原因。因此我們有必要對(duì)分布交互仿真的概念和特征進(jìn)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(jìn)行互聯(lián)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為分布性、交互性、異構(gòu)性、時(shí)空一致性和開放性。分布交互仿真技術(shù)主要解決兩個(gè)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(shí)時(shí)計(jì)算并生成一個(gè)反映實(shí)體對(duì)象變化的三維圖形環(huán)境。通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備，實(shí)驗(yàn)人員不僅可以“進(jìn)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(jī)事件，給人一種“身臨其境”的真實(shí)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(shí)體的數(shù)據(jù)傳給其它實(shí)體,每個(gè)仿真應(yīng)用都為自己所生成的實(shí)體定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)塊,其中包括了傳送實(shí)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(shí)體間數(shù)據(jù)交換的需要,但缺點(diǎn)是每個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)定義各不相同。每個(gè)仿真應(yīng)用中不但要有本地實(shí)體的數(shù)據(jù)定義,還要有其它節(jié)點(diǎn)的實(shí)體的數(shù)據(jù)定義,才能在接到一個(gè)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(gè)新實(shí)體時(shí),其它仿真應(yīng)用中都要增加這一實(shí)體的數(shù)據(jù)定義。也就是說,每增加一個(gè)實(shí)體就要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有的仿真應(yīng)用進(jìn)行一次修改。

1.3分布交互方針的特征