时间：2023-04-13 17:08:43
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇网络系统论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
1．1概述文成台改建的高清非编网络采用多通道NAS集群技术的集中存储网络解决方案，采用“万兆主干+千兆桌面”的网络架构，并结合“缓存技术”实现高清素材高效率编辑。系统分为4个子网，通过独立的通道与中心存储体实现网络化的共享编辑。多通道NAS网络是对非编网络的存储和传输采用优化策略和均衡调度，提高网络带宽的利用率和增强素材存储阵列的吞吐率，这样既大大提高了现有的网络带宽又解决了素材的备份问题。多通道NAS集群很好地解决了10GbNAS网络带宽的瓶颈问题，这种架构方式越来越多地运用到中小型高清非编网络中。
1．2网络带宽计算NAS的瓶颈目前主要在外部以太口，所以在系统架构时就要充分考虑系统网络的带宽问题。设计存储系统时首先要做的就是计算整个网络所需要的总带宽，总带宽是存储设备选型的重要参考因素。这次改建我们共架设14台非编工作站和2台配音工作站(都按非编工作站计算)，按照全网非编工作站都采用100Mb的高清码流进行3层网络实时视频编辑，则每台编辑工作站占用300Mb/s带宽。整个系统所需要的总带宽为:16×300=4800Mb/s，4800/8=600Mb/s，考虑到网络系统要有80%的带宽冗余，那么存储系统应该至少能够提供750Mb/s的带宽。因此我们选择万兆存储中心(单台存储体的实测带宽能达到600Mb/s以上)，为满足750Mb/s的带宽需求，特配置两台DS－S01T024万兆存储中心互为主备，系统总带宽将达到1200Mb/s，不但能支撑目前的编辑需求，而且还能满足未来的扩容需求。
1．3系统构架原理为了提高高清非编网络的实时编辑性能，防止网络堵塞，我们特采用“万兆主干+千兆桌面”的网络架构，中心交换机配置4个万兆以太网端口，分别接入2台中心存储的万兆网口，其他客户端站点通过千兆网口与中心交换机的千兆以太网口相连。文成台高清非编网络主要由以下设备组成:11台高清有卡工作站、3台无卡工作站、2台配音工作站、2台中心存储、2台数据库服务器、1台Web服务器、1台后台合成服务器。下面结合图1，简述文成台高清非编网NAS集群的工作原理。我们采用多网卡结构，主备阵列各插4块网卡，多IP地址组成多通道NAS/NAS集群，将数据分流。也就是把系统分为4个子网，通过独立的通道与中心存储体实现网络化的共享编辑。我们将每4台非编的IP地址设成1个网段，共4个IP段(即新闻制作组为A网段、专题制作组为B和C网段、广告/配音制作组为D网段)，磁盘阵列的4个网卡分别对应非编工作站的这4个IP网段。根据参数的配置，“新闻制作组”和“专题制作组1”分别通过主存储阵列的A、B段网卡读取/写入;“专题制作组2”和“广告/配音制作组”分别通过备存储阵列的C、D段网卡读取/写入。主存储阵列出现故障时，“新闻制作组”和“专题制作组1”自动选择路径，从备存储阵列的A、B段网卡读取/写入。同理，当备存储阵列出现故障时，“专题制作组2”和“广告/配音制作组”自动选择路径，从主存储阵列的C、D段网卡读取/写入。由于主备存储阵列多网段分流，正常工作时，系统的总带宽拓展了1倍，通过后台数据库比对，实现主备数据完全镜像。
1．4“缓存映像”技术所谓“缓存映像”技术就是将中心存储阵列的存储结构实时映射到网络的每台非编上。系统素材采用分布式采集上载方式，编辑工作站实现素材的采集上载，素材上载到中心存储阵列的同时在工作站本地“缓存映像”文件夹中产生相同的镜像数据。据系统预设的优先路径策略，编辑工作站进行素材编辑时，先采用本地存储中的素材进行编辑，本地若无此素材，再根据策略选择网络存储中的素材实现网络编辑，本地编辑在编辑过程中不占用网络带宽，这样既可以减轻网络带宽的压力也能做到数据冗余。我们在日常编辑中，素材在工作站上载完成后随即进行粗编，此时系统直接读取本地素材进行实时编辑，这样大大提高了现有的网络带宽的利用率，在系统所有工作站繁忙的时段这个效果是显而易见的。
210GbNAS构架方式的优势
我们选用10GbNAS技术组建高清非编网，是结合实际经过对上述几种构架方式分析比对后确定的方案，我们发现10Gb以太网架构在中小网络建设中有诸多优势，主要表现在以下几个方面。
2．1成本低，网速快FC－SAN的建造成本最高，FC－SAN不仅需要价格高昂的光纤存储和光纤连接设备，还需要以太设备来做源数据交换，为了实现数据共享还需要另外购买价格不菲的SAN管理软件。IP－SAN比FC－SAN的硬件成本低了不少，不需要光纤连接设备，但它有SAN的特性，也需要另外购买价格不菲的SAN管理软件来实现数据的共享访问管理。以太网的结构最简单，只有NAS存储和以太交换机组成。随着10Gb以太网络的不断普及，10Gb的存储和连接设备的成本大大降低。10Gb以太网架构早已在大型的数据中心和高性能计算领域运用，打破了长期被4GbFC和8GbFC独占的局面。
2．2故障环节少从网络架构可以看出SAN实现数据的读写共享访问需要3个环节，终端发起读/写请求到SAN共享管理软件进行源数据交换，得到源数据信息后再对存储进行读/写访问，这种情况不管是共享管理软件出问题，还是存储出问题都会影响数据安全，另外FC－SAN双网还要多一个环节，以太网出问题也要影响数据安全。NAS只有两个环节，不需要中间环节，直接对存储进行读/写操作，它不会因为第三方的问题而造成数据的损失。显而易见环节越多出问题的几率就会越高，采用简单的万兆以太网结构的非编制作网，是减少故障的基础。
2．3管理和维护简单网络建成后，方便的管理和简单的维护才能使网络的正常运行得到保障。SAN网络的架构复杂，环节多的特点就决定了它的管理和维护比较复杂，技术维护人员不仅要懂以太网和光纤网络的维护，还要会SAN共享软件的维护。SAN网络的启动关闭需遵守严格的顺序，给一些应急处理带来了操作复杂和等待时间过长的安全隐患。以太网络是大家熟悉的一种网络架构，NAS各个服务的启动不需要既定的顺序，如果服务器重新启动，只要网络正常连通就可以开始工作，在应急操作中不容易出错，这给网络整体维护带来方便。
2．4兼容能力强，平滑过渡目前各电视台的以太网路设备以千兆居多，因此在新建网络的时候必须考虑新老网络的兼容性，以保证新的网络和原有的网络的平滑过渡。10Gb以太网络可以和各个阶段的以太网络互联而且不需要额外增加设备，也可以根据资金情况灵活搭配组合，可以先主干建成10Gb的以太网架构，分支用1000Mb以太网络架构，然后分支根据业务需求逐步过渡到10Gb。
2．5互联互通方便，数据交互电视台内部各个业务板块间资源共享，板块间节目交换需要互联互通。以太网只要网络连接上就可以进行连通，这使电视台在构架整体网络时变得比较简单。相比之下，光纤网就显得比较复杂，因为这是个专用的网络，所采用的网络协议和设备都是专有的，不能和通用的设备互联，必须经过转换，这就大大增加了互联的难度和成本，数据交换效率也大幅度降低。采用10Gb以太网络架构的高清制作网，为电视台各业务板块的互联互通带来了便利，降低了难度，节约了成本，它的优势是显而易见的。
3结束语
1.1星型结构具有网络结构简单，建网容易，网络易于扩展，故障的检测和隔离方便．但也存在着一些缺点，如网络的中心节点负担过重，一旦中心节点出现故障，可能会造成整个系统瘫痪．根据实际情况，化学化工学院机房面积约为120m2，现有38台微型计算机，其中1台配置较高，作为教师机；另外的37台配置相对低一点，但都是相同型号．网络设备包括2台24换机．综合上述条件考虑，决定采用星型拓扑结构，如图2所示．
1.2网络硬件
1.2.1网络中服务器与客户机的选择系统结构选择客户机－服务器系统，该技术是计算机发展史上的一次革命，它与集中式平台、计算机局域网体系结构不同，它以系统成本低、功能强大、用户可以自由实现各种各样的客户机与服务器的联网组合等显著优点，被广大用户所采用［4］．这种结构的优点体现在：服务器能够对网络中的数据进行有效的控制和管理，对于没有取得安全机制授权和鉴别的客户，不允许其对服务器中的数据进行非法访问，充分保证了系统地安全性能．客户机是具有独立性能的智能化微机，它既可以单独运行存储在其中的应用程序，也可以通过网络享受服务器提供的服务．网络最重要的作用是资源共享和信息传递．对于共享的资源来说，绝大多数都存在于网络服务器中，因此，作为网络服务器的微机应具有大容量、高速度、性能可靠等优点．根据机房现有机器的特点，选择PIV3．0GHz的处理器，1GB的内存，160GB的硬盘作为基本配置的高档微型计算机作为网络服务器．客户机有37台同样档次的微机组成，PIV2．6GHz的处理器，520MB的内存，80GB的硬盘作为基本配置．
1.2.2网络互联设备网络互联（Interconnection）就是根据实际情况，选择合适的技术和设备将相互独立的网络或计算机连接起来，从而达到数据交换和资源共享的目的．一般来说，网络互联的方式主要有如下两种：一是通过中继系统实现网络互联；二是通过互联网进行网络互联．考虑到机房的具体情况，将采用第一种互联方式．目前常用的中继设备有中继器、集线器、交换机、路由器和网关．本系统将采用TPLink24端口的智能交换机，配以3COM公司及D－LINK10M／100M自适应网卡．具体连接过程是从其中一台交换机的一个下方端口引出一条线接入另一台交换机的上方端口，即可实现将37台客户机全部连接．
1.2.3通信介质传输介质是指连接计算机的通讯线路，一般分为有线介质和无线介质两类．双绞线、同轴电缆和光纤是常用的3种有线传输介质．无线电通信、微波通信、红外线通信以及激光通信的信息载体都属于无线传输介质．双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质．由于它具有性能好、成本低、抗干扰作用强的特点，因此在机房组建网络系统中使用了非屏蔽双绞线作为通信介质．如图3所示．它是由两根绞在一起的导线来形成传输电路．两根导线绞在一起主要是为了防止干扰（线对上的差分信号具有共模抑制干扰的作用），利用RJ－45水晶头连接在网络互联设备上．
2网络软件
完整的计算机网络是由计算机网络硬件和网络软件共同组成的．要实现计算机网络的基本功能，必须在具备了计算机网络硬件的同时，配备完善的网络软件．而计算机网络软件，又分为网络系统软件和网络应用软件．
2.1网络操作系统［5］网络操作系统（NOS）是向网络计算机提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统，它是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件的集合．由于网络操作系统是运行在服务器之上的，所以有时我们也把它称之为服务器操作系统．工作站服务器型网络中，服务器所使用的操作系统是每个组网者都需要考虑的．目前网络环境中主要存在以下几类网络操作系统：Windows、NetWare、Unix、Linux等几类．而微软公司的Windows系统在网络操作系统中是最常见的．一般常用到的操作系统有Win－dowsNTServer4．0，Windows2000Server等．本系统主要采用Windows2000server操作系统．Windows2000server是为服务器开发的多用途操作系统，与以往的网络操作系统相比，Windows2000Server在安全性、可靠性、可操作性、适应性和网络性能等方面的功能都得到了进一步的加强．可为部门工作小组或中小型公司用户提供诸如Web服务、文件打印服务以及软件应用服务等．Windows2000Server对系统配置要求较高，具体如下：CPU为Pentium133MHz或更快的中央处理器，每台计算机最多支持4个CPU；内存容量建议最少256MB（最小支持64MB，最大支持4GB）；需要的最少硬盘空间大约为1GB．为了发挥Windows2000Server的性能，特别是承担关键应用的服务器在硬件上应该选择更高的．在Windows2000Server中，FAT16、FAT32、NTFS是最常见的3种磁盘文件系统．可以将服务器的主分区设置成NTFS格式，用来安装操作系统．其他分区设置成FAT32格式，用来安装必要的应用软件，方便学生进行作业的收发．在具备了相关的网络硬件设备和网络操作系统后，要想使具有不同操作系统、不同类型的计算机之间能够互相通信，就必须有一组共同遵守的通信标准，即网络协议．协议本质上无非是一种网上交流的约定，目前，全球最大的网络———因特网（Internet），它所采用的网络协议是TCP／IP，它是因特网的核心技术．其中传输控制协议TCP和网际协议IP是两个最基本、最核心的协议，是目前被各方面遵从的网际互联工业标准．在开通校园网后，由网络中心分配唯一的IP地址，并配置相应的网关和子网掩码后，机房内所有计算机就可以通过校园网服务器连入互联网进行畅游了．
2.2网络应用软件根据学院实验课程的要求，为机房内计算机安装必要的网络应用软件．比如学生在查阅文献资料时，要登录网页，因此需要安装WWW服务；有时候可能需要校内网进行作业的暂存，资源的下载，就需要FTP服务的支持．
3结束语
1.1系统网路总体设计方案ZigBee网络主要由协调器节点、路由节点与终端节点组成。北斗通信与Zigbee网络图像监测系统组网框架如图2所示。结合该系统的具体使用环境场合，可以多种形式组网，协调器节点将作为网络系统的要节点，完成对网络的建立与管理、环境数据收集管理及连接北斗终端发送数据。其它路由、支路节点与终端节点负责环境数据采集并发送数据至协调器节点[5]。该系统内的协调器节点还有一个重要任务，就是在系统网络中其它节点第一次与协调器节点通信时，如果出现该通信节点不在其路由列表中,此时协调器节点依据不同路径情况，将选择最佳匹配的网络路由路径。整个网络中由路由与终端节点所采集的图像信息最终汇总到协调器节点，通过与其相连接的北斗终端模块发送给北斗卫星通信系统，在通过地面接收站接收，在监控中心就可以清晰的看到相关图像信息。该系统具有直观、便捷、信息实时性强等优点，从而将被在监控、海洋生产、运输、电信和勘探等领域广泛使用。
1.2北斗通信模块选择系统采用北斗通信模块与GPS双系统模块SUN-BGR，它是一种自动测报通用型模块，采用USB接口方式，与其它器件连接方便，能够在恶劣的环境指标下工作，完成单系统定位和双系统混合定位。可根据用户要求进行灵活的改进，在32通道内通信。该北斗双模系统，兼顾了GSP定位系统，可以广泛应用于公路、铁路、船舶等交通工具的调度组网，完成监控和短报文发送工作。对不利于派人驻守和勘测的地方有着独有的特点，也可与多种传感器相连实现水文、气象、地质、森林防火等各类大型管线行业的数据传输和实时监控。具有定位、通信、导航、数据接口、遥闭和单双向停机等功能，在对黑龙江林场监控中得到应用，性能得到很好证明。模块主要技术参数如表1所示。
1.3ZigBee路由及终端节点设计远程图像监控终端系统实现采集视频图像数据、压缩编码视频图像数据、传送压缩视频图像数据至控制中心等功能。整个硬件系统可分为嵌入式主控模块、ZIGBEE模块、显示模块、图像采集模块、供电模块及FLASH模块六大部分。本系统的硬件结构框图如图3所示。嵌入式主控模块采用S3C2440处理器，主频可达400MHz，主要是面向终端设备及高性价比、低功耗的应用，负责对ZigBee模块数据的处理和控制。在主控模块上运行嵌入式Linux系统，而嵌入式Linux操作系统的主要作用是管理程序模块进程并调度进程等。ZigBee模块主要用于接收图像信息，并以特定的格式发送给ZigBee协调器模块。图像采集模块完成视频的采集和压缩功能，由USB摄像头和视频采集压缩卡两部分构成。视频采集压缩卡采取模拟图像输入，JPEG压缩图像格式输出。图像的采集和压缩都由硬件实现，这样监控终端自身就可以不需要配大容量的缓存，从而降低了成本，减少了ARM处理器的工作负担。视频采集压缩卡还支持图像侦测功能，在图像侦测状态下，压缩卡连续捕捉图像。图像侦测灵敏度以及异物面积大小均可由ARM处理终端设定。有快速的图像捕捉速度和较强的数字图像处理能力。配以改进的图像侦测算法，取得了较好的图像侦测效果。显示模块采用3.5寸TFT带触摸屏的LCD，作为整个系统的控制面板。FLASH模块将存储一些尚未传输的图像信息。供电模块主要为系统正常工作提供电源。整个北斗视频图像采集终端依照客户端/服务端模式设计，实时将集的图像信息传送到监控中心。系统工作时，先由主控模块启动视频图像采集和压缩过程，启动USB摄像头对现场图像进行实时采集，将采集的图像数据经由视频采集压缩卡处理后存储为JPEG格式，根据使用环境的不同，由主控模块或用户指令控制图像的压缩率,北斗发起与远方监控中心的视频图像数据的传送连接，监控中心以服务器模式运行，经监控中心确认后，北斗模块将视频图像压缩数据包将开始无线传输到监控中心，监控中心根据监控需要完成视频图像压缩数据包的接收和图像显示等操作。
2系统软件设计
软件的设计分为两部分，包括ZigBee引导程序软件设计和终端处理程序软件设计。ZigBee引导程序软件设计实质是整个终端程序的一个子模块，完成对ZigBee的初始参数设置。包括关闭看门狗计时器，初始化串口配置，关闭中断，初始化系统时钟；打开网络状态指示LED灯,并使系统运行于管理模式下；配置与串口相连的引脚为输出状态，同时，初始化I/O口。对于ZigBee控制采用AT通用命令完成，如果使用AT+CPOWD=1能够关闭ZigBee模块。这个命令可以使模式从网络中退出并允许进入安全状态，在断电之前保存数据。ZigBee初始化流程如图4所示。终端处理程序主要解决控制图像采集压缩卡采集JPEG图像，通过LCD触摸屏发出的控制命令。采用AT命令控制ZigBee模块接入北斗无线网络，并将图像上传至北斗网络。本部分采取C++和C编写，采用动态图像的传输方式，也就是说，一旦连接成功后，LCD控制端发送命令给终端采集JPEG图像或设置终端的状态、图像的压缩比例、图像幅度大小等动作。终端处理程序流程图如图5所示在图中的图像处理中，从采集到识别采用Y、U和V三个分量算法进行，其中获取到处理采用原语进行，主要算法如下：UTL_stsStart(stsDispTime);//开启显示时间计时inBuf[0]=pMsgBuf->bufY;//获取Y分量nBuf[1]=pMsgBuf->bufU;//获取U分量inBuf[2]=pMsgBuf->bufV;//获取V分量outBuf[0]=disFrameBuf->frame.iFrm.y1;//存储处理后火焰图像Y分量outBuf[1]=disFrameBuf->frame.iFrm.cb1;//存储处理后火焰图像U分量outBuf[2]=disFrameBuf->frame.iFrm.cr1;//存储处理后火焰图像V分量yuv420to422(inBuf,outBuf,720,480);//将YUV4:2:0的格式转换YUV4:2:2UTL_stsStop(stsDispTime);//显示时间计时结束通过上述设计方案，结合图像识别压缩算法，与硬件系统调试，实现了卫星多点远程监控图像的传输和显示。
3实验结果
系统运行时的实验数据如下。图6是当嵌入式远程监控终端工作时，linux系统的启动信息。当系统工作后，图7是系统服务器终端显示的图像监控终端采集的实时图像，图像的分辨率为320*200的彩色图像。
4结束语
（一）CAN总线在汽车网络系统中的架构CAN总线在汽车网络系统中的架构主要分成两部分：一个是面向地层电子控制单元的CA节点，另一个是实现高低速网络数据共享以及网络管理目的的网关。现代汽车的电子控制单元主要包括有主控制器，发动机、悬架、制动防抱死、牵引力控制系统，以及仪表管理、故障诊断、中央门锁、座椅调节系统等，把这些子控制系统连接在一起组成一个实时控制系统，必须要保证由各个控制单元发出的指令能够在一定时间内得到响应，不然就非常有可能造成重大事故的发生。在汽车的实际运行中，多数节点间的大量实时数据是需要进行交换的，如果汽车的所有节点在进行通信时全都通过一条CAN总线，信息管理稍微出现一点配置不当的现象，就会容易造成总线的超负荷使用，进而降低系统的实时响应速度。这种情况在实时系统中是不允许发生的，所以需要在分析汽车上各个节点的实时性后，以各个节点对实时性的要求为根据，为CAN通信网络设计高、低不同的两个速率，把其余对实时性要求较低的节点连接组成一个低速的CAN通信网络，并且在架设网关时，把两个不同速率的通信网络连接在一起，达到所有节点间共享数据的目的。
（二）CAN总线接口的设计CAN总线的控制单元，除了需要承担总线上和其它智能设备的联络通信，还需要采集和控制连接到基本单元上的仪器设备数据，因此控制单元应该设置成为带有微处理器的智能单元。在选择CAN总线的智能控制单元时，需要选用如PCA82C200，SJA1000等独立的CAN控制器。但是，独立的CAN控制器需要在外部CPU的控制下才能运行，这就使得其芯片需要外接一个微处理器。由于汽车的工作环境是非常特殊的，所以在选择单片机时必须要考虑到汽车的温度范围以及性价比，这种单片机的芯片可以通过CAN控制器简化系统的硬件设计，同时也对系统的可靠性起到了促进作用。设计系统的关键步骤是软件的设计。设计过程需要使用MPLABIDE开发软件、ICD2仿真器以及简便灵活的C语言。在运用模块化程序设计思想时，为了使控制单元的可靠性和可理解性增强，可以把整个程序划分为四个部分：由系统初始化程序和监控程序组成的主程序；由报文发送以及接收程序和CAN出错管理程序等组成的CAN通信程序；包括：接口芯片的驱动程序、开关信号识别程序等的接口程序；还有中断服务调用程序。在设计过程中，CAN接口的初始化程序是一个需要特别关注的重点，若是设计的不合理，系统很有可能无法正常工作。
二、CAN总线在汽车网络系统应用中的前景展望
汽车网络应用前景的大致趋势是网络化。主节点众多、架构属于开放式、以及能够检测错误和具有自我恢复能力等优点，使CAN总线成为汽车网络应用的焦点。CAN总线是一个由物理层、数据链路层以及应用层组成的三层网络。在二十世纪九十年代初，CAN总线的物理层和数据链路层的规范才开始逐步标准化。在现阶段的CAN应用层上，根据应用场合的不同，出现了一些如针对载重汽车应用而提出的J1939等著名协议。在国外，CAN总线技术在汽车上的应用得到了快速普及，支持CAN总线标准的公司也在逐渐增多，使其成为一个汽车网络发展的必然趋势。目前我国也正研究和制订在通讯协议编码方面的CAN网络应用层标准，这对我国的CAN网络技术的应用起到了一定的促进作用。
三、结语
1.1标准帧与扩展帧的选择
CAN2.0包括A部分和B部分，即CAN2.0A与CAN2.0B。其中，CAN2.0A是按CAN1.2规范定义的CAN报文格式的说明，规定CAN控制器必须有一个11位的标识符。CAN2.0B是对CAN报文的标准格式和扩展格式的说明，CAN控制器的标识长度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B协议的CAN控制器，可以发送和接收11位标识符的标准帧或29位标识符的扩展帧。如果禁止CAN2.0B，则CAN控制器只能发送和接收11位标识符的标准帧，而忽略扩展格式的报文结构，但不会出现错误。标准帧与扩展帧如图2所示。标准帧理论上最多可以标识211（2048）个数据类型。由于协议规定标识符最高7位不能同时全是隐性位，所以最多可以标识211-24（2032）个数据类型。扩展帧使用29位标识符，最多可标识5亿多个数据类型。当采用CAN2.0B传输报文时，需对标准帧和扩展帧进行选择。从延迟的角度分析，它用于表示网络响应速度，延迟越少，响应越快，性能越好。CAN最高位速率可达1Mbps，此时每位的传输时间是1μs。总线竞争获胜的标准格式报文在传输不被中断的情况下，长度为最大值的报文总线访问时间只有111μs，加填充位为134μs；扩展帧格式最大长度报文的总线访问时间为131μs，加填充位为159μs。从总线吞吐量分析，它在数值上等于网络或信道在单位时间内成功传输的总信息量。标准格式信息帧的长度为47+8×DLC，数据域在一帧报文中所占比率为（8×DLC）（/47+8×DLC），在1Mbps位速率时的总线吞吐量为（8×DLC）（/47+8×DLC）×1Mbps。扩展格式信息帧的长度为67+8×DLC，数据域在一帧报文中所占比率为（8×DLC）（/67+8×DLC），在1Mbps位速率时的总线吞吐量为（8×DLC）/（67+8×DLC）×1Mbps。当数据域长度为8字节时，若不考虑填充位，则标准帧的总线吞吐量为577kbps，而扩展帧的总线吞吐量为488kbps。从以上分析可见，虽然扩展帧格式可以表示的数据类型比标准帧格式多得多，但在总线访问时间和总线吞吐量方面，标准帧格式明显优于扩展帧格式，所以在满足节点数量要求的条件下，应优先考虑采用标准帧格式。
1.2标识符分配和网络实时性分析
1）标识符分配。CAN只提供与物理层和数据链路层相关的协议，并没有制定与特定应用相关的应用层的内容。因此，根据具体应用的特点，在总线协议的基础上，定义详细的标识符分配及网络配置管理的具体方式是开发基于CAN的客车网络控制系统的前提。标识符分配可以通过两种方式来实现：一是用户自定义；二是采用CAN的高层协议标准，如SAEJ1939、CANOpen等。无论采用哪种方式，都必须保证与安全性相关的高实时性的信息能够获得高优先级。如SAEJ1939中，信息优先级顺序为控制参数、驱动状态参数、驱动系控制、驱动系配置参数、信息参数、信息状态参数等。2）网络实时性分析。客车网络控制系统是分布式实时系统，许多任务具有严格实时性和硬实时性，信息传输与控制必须满足任务截止期要求。客车网络控制系统的实时性可以通过信息的响应时间来衡量，典型的理论方法有Worst-case、Actual-case、Average和Maximum等。Actual-case同时考虑到周期性信息和非周期性信息，Worst-case考虑到信息传输过程中的最坏情况，一般将两者结合进行实时性分析。位速率是网络实时性分析的一个重要参数，它的确定必须考虑到通信距离，尤其在高速通信的情况下，距离的增加带来的传输延迟是不可忽略的。表3为通讯位速率与总线两个节点间最大距离的关系。
2典型的电动客车整车网络结构设计及控制策略优化
随着客车电子控制单元的增多和信息通讯性能要求的不同，单总线网络结构引发网络通讯负载大、通信效率低、实时性能差和通信距离与网络性能矛盾突出等问题。因此，一般采用多网段结构来构建基于CAN的客车整车网络控制系统。一个典型纯电动客车的整车网络的拓扑图见图3。多网段结构适合于连接功能相对独立的网段，信息交换通过网关来实现。其特点是：同一网段的节点通过总线方式连接；不同网段之间通过网关连接，并实现相互通信；网络管理和集中控制的功能由网关实现。如采用低速总线连接低实时性要求的车身控制单元，增加通信传输距离，提高抗干扰能力；采用高速总线连接动力传动系统，以满足与行驶安全相关信息的高实时性要求；采用带双通道CAN控制器的微处理器，实现两条CAN总线信息的通信和控制功能。对于网络层可以采用静态地址分配机制，可以参照SAEJ1939通讯协议为公路设备定义地址分配表。
2.1整车控制器的拓扑结构
根据电动汽车整车网络的特性，整车运行、安全性、经济性等整车控制策略主要是由整车控制器（VMU）完成。整车控制器VMU的结构图见图4。整车控制器一般采用两路CAN总线（参照商用车SAEJ1939协议）：CAN1为VehicleCAN与电池管理系统、ABS防抱死系统、仪表等设备相连，接收车身系统相关信息；CAN2为MCUCAN，只与驱动电机控制器相连，专用的MCU内部CAN2的设置会使整车驱动系统响应速度更快、实时性更高、性能更稳定可靠。
2.2整车控制器控制策略与优化方向
2.2.1整车控制器VMU整车控制器VMU是纯电动车辆的主要管理单元，与车辆的牵引系统及车上的其他主要部件的相互通讯。整车控制器读取并识别驾驶员的输入信号（踏板、换档器、按钮等），并确保驾驶的舒适性。扭矩控制（TorqueManagement）是整车控制器驱动控制的最关键的策略，成熟的转矩管理算法编程时，应设计为可进行系统参数配置软体，以满足整车集成时不同参数的需求，如踏板传感器参数、扭矩转化斜率、最大速度（正向和反向）等。扭矩控制需要满足以下几个方面功能：1）扭矩过渡处理平滑，以确保乘客的舒适性。2）科学有效地管理挂档器（DriveSelector），以防止因挂档器误操作带来的安全隐患。3）超速保护（OverSpeed）功能。4）驻坡功能（HillHolder）、跟车功能（Creep）等增值功能。5）能量回馈与电制动策略管理，基于不同回馈能量需求及电制动限值条件，如防抱死（ABS）及客户指令需求时，可以自动切断电制动。
2.2.2优化管理整车控制器除了常规的行车控制及保护功能外，在以下这些方面也可以做针对性的优化管理：上下高压电安全控制；行车动态数据监测及安全行车管理；节电模式及动力电池管理等。整车控制器控制策略的智能控制方法有递阶控制、专家控制、模糊控制、神经控制和学习控制等[10]。
3结束语
在今天，我国科学技术蓬勃发展带动了各个领域有不同程度的进步和发展。煤矿行业之所以能够有很大程度的进步，与科学技术的有效运用分不开。目前应用于煤矿开采中的煤矿安全监控系统就是最好的证明，其合理而有效的运用，大大提高了煤矿开采的安全性。但煤矿安全监控系统并没有达到非常完美的程度，其也存在多想不可忽视的问题。具体表现为。
1.1传感器质量和性能较差
传感器作为安全监测监控系统的重要组成部分，保证其质量和性能是高效运用安全监控检测系统的关键之一。但事实上，目前我国大多数煤矿开采中所应用的安全监测监控系统就存在传感器质量和性能较差的情况，传感器质量和性能较差具体表现为载体催化元件的应用效果差，容易影响传感器的正常使用；传感器制作工艺技术比较落后，会降低传感器的使用性等。因各种因素而促使传感器的质量和性能降低是安全监测监控系统当前存在的问题之一，需要通过有效的措施来调整和优化，才能够保证传感器合理而有效的应用。
1.2通信协议不规范
所谓的安全监测监控系统通信协议不规范是指其缺乏符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准，所以现有生产厂家的监控系统的通信协议几乎都采用各自专用的，互不兼容。此种情况的存在使得我国安全监测监控系统的通信协议表现出不规范这一特点。而通信协议不规范的情况将会无法实现资源贡献，相应的安全监测监控系统的更新和升级就会受到一定的影响和阻碍，安全监测监控系统的应用效果受到一定程度的抑制。所以说，煤矿安全监测监控系统通信协议不规范也是导致此系统无法高效运用的因素之一。
2增强煤矿安全监控监测系统运行效果的有效措施
煤矿开采是一项危险性较大的工作，在进行煤矿开采作业的过程中存在很多危险因素，一旦危险因素未得到有效的控制，很容易导致安全事故发生，不仅影响煤矿正常开采，还会导致人身受损。安全监测监控系统合理而有效的运用能够大大改善此种现状，当然是是以保证安全监测监控系统高效运用为前提。如何才能够实现煤矿安全监测监控系统高效运用？作者结合相关的资料，提出以下几点建议。
2.1研发高质量、高性能的传感器
传感器作为煤矿安全监控监测系统的重要组成部分之一，其合理而有效的应用能够提高安全监测监控系统的运行效果。而我国目前所应用的安全监测监控系统的传感器质量和性能不佳，直接影响安全监测监控系统的合理应用。针对此种情况，作者建议应当充分利用不断创新的科学技术来研发高质量，高性能的传感器，将其安装在安全监测监控系统中，以此来提高监控系统的应用性，为安全高效的煤矿开采创造条件。
2.2统一化规范化通信协议
上文中已经充分说明当下我国煤矿安全监测监控系统通信协议不规范，通信协议不规范将造成设备重复购置、系统补套受制于人和不能随意进行软硬件升级改造等后果。为了尽量避免此种情况出现在安全监测监控系统中，应当对安全监测监控系统通信协议进行调整和约束，促使其规范化和统一化，从而保证我国所应用的安全监测监控系统能够实现资源共享，升级安全监控检测系统，使其合理而有效的应用。当然，实现通信协议统一化和规范化并不是非常容易的，需要我国推出很多规范性规程和标准对通信协议进行规范化处理。只有推出统一的。规范的通信协议，才能够保证安全监测监控系统能够采用统一的数据库、统一的数据格式、统一的升级模式、统一的系统资源，促使煤矿安全监测监控系统能够更加高效的应用。
2.3专家诊断、决策系统的优化
尽管目前应用于煤矿开采中的安全监测监控系统具有良好的应用性，但同时它也存在不可忽视的问题，只有有效的处理安全监测监控系统存在的问题，才能够真正意义上实现系统的优化，促使其性能更强，应用效果更好。如何才能够实现煤矿安全监测监控系统的优化？作者建议有此方面的专家对安全监测监控系统进行详细的、深入的、全面的诊断，准确的诊断出煤矿安全监控监测系统存在的质量问题，并针对煤矿安全监测监控系统存在的问题进行详细的分析，制定合理的改善措施，改变系统功能单一、简单的情况，使其性能、质量等方面得到良好的优化，更加合理的应用于煤矿开采中。
3结束语
在《计算机应用基础》课程总体设计思路上，也就是在课程教学计划设计时，我们要充分考虑应用计算机网络资源，在校园网上建立计算机学习平台，将课程学习的进程和学习资源呈现在校园网精品课程资源平台上，学生可以在任何时间、任何地点只要校园网覆盖的地方，就可以学习。这满足了绝大多数学生的学习需求。在课堂教学法上，发挥校园网的作用，教学时充分利用网上的图书馆资料和服务器上的学习资源，进行生动活泼的教学，同时向学生展示如何使用的问题。由于本校教学采用大教室教学，一共可容纳200名学习同时学习。为了让大多数学生找到适合自己的学习环境，我们在机房内建成了局域网，通过共享资源等方式，达到学习目的。
二、搞好课程教学方法、教学手段设计活跃课堂气氛
为了活跃计算机课堂学习气氛，在教学方法上，注重采取网络互动等多种教学方法，让学生在生动活泼的学习环境中愉快学习。本校教学系统中安装有相关的在线互动软件，可以组建小范围的局域网，让学生以小组为单位进行互动比赛、相互讨论，也可以进行师生交流，形成活跃的课堂氛围。如为了培养学习兴趣，在课堂上进行小组范围的打字比赛，看看谁能最终胜出。再如，可以进行PPT教学内容与制作的展示，让学生做裁判员，结果并不重要，重要的是学生都参与其中。
三、利用考试测试方法设计促进学生学习
考试是教学环节中重要的一环，不仅是因为要给学生一个可信的成绩，而且是对学生学习成果的肯定，更能激发学生的学习热情。在考试测试的方法上，利用网络进行精心设计，也能起到促进学生学习的作用。在设计上，采用校园网提交作业方式，让学生完成平时作业，记为平时成绩。在教室内，通过考试系统随机抽题，让学生现场答题，保证学生考试的公平性，因为这样做，尽管相邻两位同学坐得很近，彼此都能看到对方的答题，但是由于是随机抽题，考试内容是不一样的，避免相互抄袭的情况发生，让学生考出真实的成绩。
四、结语
随着气象业务的不断发展，气象应用系统越来越多，各项技术对计算机网络的依赖性也越来越大。计算机网络通过综合分析、处理接收到的气象卫星资料，提供准确的气象预测数据。气象资料是气象信息资源的重要组成部分，它包括过去和现在所有的信息数据，庞大的信息量是人工作业所不能完成的，而应用计算机网络大大提高了对气象卫星资料的计算、处理能力，为社会经济的发展提供了更全面的数据服务。气象预报分析系统是在引进国外先进技术的基础上，以计算机系统为核心的一种网络系统。该系统具有强大的互交功能、较强的使用性和自动化水平，它的使用推动了气象预报朝着更加准确的方向发展，并利用“计算机自动接收信息—自动分析信息—自动处理信息”的模式提高了气象通信的处理效率。
2气象局计算机网络面临的不安全因素
2.1操作系统存在安全漏洞任何软件的使用都是由操作系统控制运行的，软件自身存在的缺陷和漏洞就成为了病毒攻击的目标，而大量病毒的传播也是通过这种方式运行的。错误的操作也会使网络受到威胁，一些工作人员技术不够或错误地设置软件服务器端等就会引发安全漏洞，比如常见的有用户权限设置失误、网络设备设置不完整、服务器端口错误等，这些都是引发漏洞的不安全因素。
2.2气象网络管理工作者水平较低由于各级气象局在网络管理制度上都存在一些问题，基于气象局的工作性质，很难长期聘请高能力的网络技术人员，甚至有些基层的气象站没有专职的网络管理人员，即便有，也是专业水平较低，不具备监督、维修、管理能力的人，再加上机房的设备落后，这对网络的安全运行极为不利。
2.3管理制度不够完善基层气象局部分管理员工作态度散漫，对气象网络安全不够重视。在某些时刻，为了自己便利，管理员就把密码告诉别人，并交由非工作人员操作，这样由外人随意操作就可能会丢失数据，在网络连接的情况下，还会暴露数据，为黑客入侵提供通道。
2.4网络病毒攻击随着网络技术的发展，网络病毒屡见不鲜，曾有气象局遭遇“熊猫烧香”病毒的入侵。电脑中毒后，出现蓝屏、频繁启动和硬盘数据丢失或被破坏等现象，大多数病毒具有感染性、变种、传播速度快等特性，最终会导致网络瘫痪。计算机是病毒的直接受害者，因此，气象工作人员要养成良好的上网习惯，不要随意打开来历不明的文件，要定期升级杀毒软件，进行有效的防控。
3维护网络系统安全运行的措施
3.1建立必要的安全管理制度有效的管理制度可以在一定程度上约束管理员的工作，提高气象相关工作人员的技术水平和职业道德。对重要的工作项目要提出明确的要求，实行员工工作责任制。在气象计算机网络安全系统这方面，要制订有关网络操作使用规程和人员出入机房重地的签到管理制度，严格做好开机杀毒工作，绿色上网，并养成及时备份的好习惯。
3.2计算机网络系统的冗余备份计算机网络终端操控是人为的，尽管已经采取了各种防护手段，但是，难免会出现意外。在这种情况下，网络的冗余性就显得十分重要。冗余备份技术在网络维护、数据存储和通讯中被广泛应用，它在提高系统工作效率的同时，还对通讯线路、通讯设备、电力设备的冗余等进行管理，大大缩短了故障存在的时间，有效维护了系统的正常工作。
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