序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇數據通信論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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所謂的分組交換，指的是將用戶發過來的報文的整體分成若干個定長的數據段，然后將這些分好的數據段進行存儲，在網內進行傳輸。每一個數據段也就是一個分組，每一個分組都標識著接收地址和發送的地址。同時不同的用戶的分組數據都采用的動態傳輸，也就是同一條路徑可以有不同的用戶在進行分組傳送，因此，這種方式的傳輸效率較高。

二、數據通信的應用及發展前景

（一）移動數據通信在業務上的應用

1.移動數據通信的應用是利用移動通信的系統進行數據通信，它不僅可以作為固定的數據通信，還能夠實現移動的圖文傳真、計算機聯網、遠距離傳輸等。由于移動數據的通信設備具有個性化的特點，因此數據傳輸的時候往往會由于一個網絡端口會被人們多次使用，所以會經常出現擁堵的情況，由此便造成了多個連接終端不順利進數據傳輸。但是移動數據通信就不會出現這種情況，我們只需要根據正常的程序進行，一個終端只負責一個用戶，提高了數據傳輸的效率。除此之外，移動數據通信還能夠實現電腦與電腦之間的遠程操作和簡單的數據傳送，這樣就利于人們在業務頻繁的時候，可以隨時隨地的進行數據傳輸，從而達到省時高效的目的。由此可以發現，移動數據的通信可以使用戶及時的收發消息。

2.幀中繼技術應用。所謂的幀中繼應用，主要是指使用光纖作為主要的傳輸方式，由于幀中繼由于具有出錯率低的技術特點，從而受到了人們的廣泛關注。目前為止，這種技術被作為主要的寬帶數據接口，也是交換數據的一種手段。但是這種方式不適用語音或者是視頻這類傳輸，其具有特定的服務特性。

（二）數據通信的發展前景

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電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。

微波中繼通信:比較同軸,易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調制,通信容量6000路/頻道。數字微波采用BPSK、QPSK及QAM調制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調制技術提高微波通信容量,可在40M頻道內傳送1920~7680路PCM數字電話。

光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術發展迅速,并有各種設備應用,接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。

衛星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。

移動通信:GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術:調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。

2數據通信的構成原理

數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、局域網(LAN)等各種專用終端設備;非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調制解調器(MODEM),它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換;如果傳輸信道為數字信道,DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換,以及線路接續控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接,通信結束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統中的通信控制器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。

3數據通信的分類

3.1有線數據通信

數字數據網(DDN)。數字數據網由用戶環路、DDN節點、數字信道和網絡控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說DDN是把數據通信技術、數字通信技術、光遷通信技術以及數字交叉連接技術結合在一起的數字通信網絡。數字信道應包括用戶到網絡的連接線路,即用戶環路的傳輸也應該是數字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質量不如前。

分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的,所以又稱為X.25網。它是采用存儲——轉發方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數據段,并在每個數據段上加上控制信息,構成一個帶有地址的分組組合群體,在網上傳輸。分組交換網最突出的優點是在一條電路上同時可開放多條虛通路,為多個用戶同時使用,網絡具有動態路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能,但網絡性能較差。

幀中繼網。幀中繼網絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網3部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內,加上尋址和控制信息后在網上傳輸。

3.2無線數據通信

無線數據通信也稱移動數據通信,它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。有線數據通信依賴于有線傳輸,因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的,因而有可能實現移動狀態下的移動通信。狹義地說,移動數據通信就是計算機間或計算機與人之間的無線通信。它通過與有線數據網互聯,把有線數據網路的應用擴展到移動和便攜用戶。

4網絡及其協議

4.1計算機網絡

計算機網絡(ComputerNetwork),就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺以上計算機互聯的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享,如文檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分,可分為網際網、廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網;廣域網一般指連接一個國家內各個地區的網絡。廣域網一般分布距離在100-1000公里之間;城域網又稱為都市網,它的覆蓋范圍一般為一個城市,方圓不超過10-100公里;局域網的地理分布則相對較小,如一棟建筑物,或一個單位、一所學校,甚至一個大房間等。

局域網是目前使用最多的計算機網絡,一個單位可使用多個局域網,如財務部門使用局域網來管理財務帳目,勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各種人才信息等等。

4.2網絡協議

網絡協議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言,網絡協議很多,有面向字符的協議、面向比特的協議,還有面向字節計數的協議,但最常用的是TCP/IP協議。它適用于由許多LAN組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網絡。TCP/IP協議的特點是具有開放體系結構,并且非常容易管理。

TCP/IP

實際上是一種標準網絡協議,是有關協議的集合,它包括傳輸控制協議(TransportControlProtocol)和因特網協議(InternetProtocol)。TCP協議用于在應用程序之間傳送數據,IP協議用于在程序與主機之間傳送數據。由于TCP/IP具有跨平臺性,現已成為Internet的標準連接協議。網絡協議分為如下四層:網絡接口層:負責接收和發送物理幀;網絡層:負責相鄰節點之間的通信;傳輸層:負責起點到終端的通信;應用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數據以TCP/IP協議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機,數據需經過上述四層通信軟件的處理才能在物理網絡中傳輸。

目前的IP協議是由32位二進制數組成的,如202.0.96.133就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址,在整個因特網上IP地址是唯一的。

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關鍵詞：BACnet智能建筑樓宇自動化面向對象

隨著計算機、通信、控制和圖形顯示技術即4C技術的快速發展和全球對信息高速公路的大力建設，智能建筑，這個數字化、網絡化和信息化的結合產物開始進入人們的視野。然而，如今智能建筑內各種控制功能變得愈發強大而復雜，致使不同廠商生產的設備使用于同一建筑物內，但各個廠商基本上都是開發自己專有的通信協議，于是各式各樣的通信協議和設備給智能建筑的系統集成及管理使用帶來諸多不便，用戶處于受制于廠商而使造價提高、使用和維護費用增加的境地。所以制定一個開放的、統一的通信協議標準，并形成即插即用（plugandplay）的環境，就成為十分迫切需要解決的問題。

目前，在智能建筑領域，現場總線和通信協議主要有：（1）最初應用于工業控制領域的總線協議，如具有代表性的Profibus總線、Lonworks總線、CAN總線等；（2）專門針對智能建筑的總線和通信協議，如美國的BACnet和CEBus、歐洲的EIB等。本文就其中的BACnet作詳細介紹。

圖1BACnet的體系結構層次圖

1BACnet協議概述

樓宇自動控制網絡數據通信協議BACnet（AData

CommunicationProtocolforBuildingAutomationandControlNetwork）由美國供熱、制冷與空調工程師協會組織的標準項目委員會135P于1995年6月正式通過制定。標準編號為ANSI／ASHRAEStandardl35－1995，同年12月正式成為美國國家標準，并得到歐盟標準委員會的承認，成為歐盟標準草案。2000年1月ISO組織TC205委員會的15個國家（中國、法國、日本、英國、美國等）的代表一致通過決議，將BACnet作為“委員會草案”進行廣泛評議，適當修改后列為“國際標準化草案”，最后成為國際標準。

一般樓宇自控設備從功能上講分為兩部分：一部分專門處理設備的控制功能；另一部分專門處理設備的數據通信功能。而BACnet就是要建立一種統一的數據通信標準，使得設備可以互操作。BACnet協議只是規定了設備之間通信的規則，并不涉及實現細節。

BACnet協議模型為：（1）所有的網絡設備，除基于MS／TP協議的以外，都是完全對等的（peertopeer）；（2）每個設備都是一個“對象”的實體，每個對象用其“屬性”描述，并提供了在網絡中識別和訪問設備的方法；設備相互通信是通過讀／寫某些設備對象的屬性，以及利用協議提供的“服務”完成；（3）設備的完善性（Sophistication），即其實現服務請求或理解對象類型種類的能力，由設備的“一致性類別”（ConformanceClass）所反映。

1．1BACnet的體系結構

BACnet是一種針對智能建筑的開放性的網絡協議，遵循OSI模型體系結構，BACnet體系結構層次圖如圖1所示。BACnet協議從硬／軟件實現、數據傳輸速率、系統兼容和網絡應用等幾方面考慮，目前支持五種組合類型的數據鏈路／物理層規范。其中主從／令牌傳遞（MS／TP）協議是專門針對樓宇自控設備設計的數據鏈路規范。BACnet在物理介質上，支持雙絞線、同軸電纜和光纜。在拓撲結構上，支持星型和總線拓撲。

BACnet沒有嚴格規定網絡拓撲結構，如圖2所示。其中：網段（Segment）是多個物理網段通過中繼器（R）連接形成的段落區間；網絡是多個網段通過網橋（B）連接而成的，每個網絡都形成一個MAC地址域；BACnet／Internet網絡是將使用不同局域網技術的多個網絡用路由器（RT）互聯起來形成的網際網。

在BACnet拓撲中設備之間只存在一條邏輯通路，無需廣域網的最優路由算法；其次，BACnet具有單一的局部地址空間，所以BACnet參照OSI模型制定了簡化的網絡層協議，向應用層提供不確認無連接的數據單元傳送服務。每個BACnet設備都被一個網絡號碼和一個MAC地址唯一確定。

網絡層通過“路由器”實現兩個或多個異類BACnet局域網（不同的數鏈層）的連接，并通過協議報文進行“路由器”的自動配置、路由表維護和擁塞控制。BACnet路由器與每個網絡的連接處稱為一個“端口”。路由表中包含端口的下列項目：（1）端口所連接網絡的MAC地址和網絡號；（2）端口可到達網絡的網絡號列表及與這些網絡的連接狀態。圖2中，“1／2RT”是半路由器，由PTP連接形成一個完整的BACnet路由器，即BACnet網際網將廣域網技術向應用層屏蔽。

BACnet應用層即BACnet應用實體，通過API（應用編程接口）為上層應用程序服務，并與對等應用層實體通信。應用實體由兩部分組成：用戶單元和應用服務單元（ASE）。ASE是一組特定內容的應用服務。而用戶單元支持本地API、保存事務處理上下文信息、產生請求ID、記錄ID對應的應用服務響應、維護超時重傳機制所需的計數器以及將設備行為要求映射為對象。

BACnet應用層提供證實和非證實兩種類型的服務。BACnet定義了四種服務原語：請求、指示、響應和證實，它們通過應用層協議數據單元（APDU）傳遞。由于BACnet建立在無連接的通信模式上，所以OSI模型提供端到端服務的傳輸層部分簡化功能也由應用層實現，分別為：可靠的端到端傳輸和差錯校驗；報文分段和流量控制；報文重組和序列控制。

1．2BACnet的對象、服務和功能組

BACnet采用面向對象技術，借此提供一種表示樓宇自控設備的標準。在BACnet中，對象就是在網絡設備之間傳輸的一組數據結構，網絡設備通過讀取、修改封裝在應用層APDU中的對象數據結構，實現互操作。BACnet目前定義了18個對象，如表1所示，每個對象都必須有三個屬性：對象標志符（Object＿Identifier）、對象名稱（Object＿Name）和對象類型（Object＿Type）。其中，對象標志符用來唯一標識對象；BACnet設備可以通過廣播自身包含的某個對象的對象名稱，與包含相關對象的設備建立聯系。BACnet協議要求每個設備都要包含“設備對象”，通過對其屬性的讀取可以讓網絡獲得設備的全部信息。

表1BACnet對象

對象名稱應用舉例

01模擬輸入AnalogInput模擬傳感器輸入如機械開關On/Off輸入

02模擬輸出AnalogOutput模擬控制量輸出

03模擬值AnalogValue模擬控制設備參數如設備閥值

04數字輸入BinaryInput數字傳感器輸入如電子開關On/Off輸入

05數字輸出BinaryOutput繼電器輸出

06數字值BinaryValue數字控制系統參數

07命令Command向多設備多對象寫多值如日期設置

08日歷表Calender程序定義的事件執行日期列表

09時間表Schedule周期操作時間表

10事件登記EventEnrollment描述錯誤狀態事件如輸入值超界或報警事件。通知一個設備對象，也可通過“通知類”對象通知多設備對象

11文件File允許訪問（讀/寫）設備支持的數據文件

12組Group提供單一操作下訪問多對象多屬性

13環Loop提供訪問一個“控制環”的標準化操作

14多態輸入Multi-stateOutput表述多狀態處理程序的狀況，如制冷設備開、關和除霜循環

15多態輸出Multi-stateOutput表述多狀態處理程序的期望狀態，如制冷設備開始冷卻、除霜的時間

16通知類NotificationClass包含一個設備列表，配合“事件登記”對象將報警報文發送給多設備

17程序Program允許設備應用程序開始和停止、裝載和卸載，并報告程序當前狀態

18設備Device其屬性表示設備支持的對象和服務以及設備商和固件版本等信息

在BACnet中，把對象的方法稱為服務，對象及其屬性提供了對一個樓宇自控設備“網絡可見信息”的抽象描述，而服務提供了如何訪問和操作這些信息的命令和方法。BACnet設備通過在網絡中傳遞服務請求和服務應答報文實現服務。BACnet定義了35種服務，并將其劃分為6個類別：（1）報警與事件服務（AlarmandEventServices）包含8種服務處理環境狀態的變化，提供了BACnet設備預設的請求值改變通告、請求報警或事件狀態摘要、發送報警或事件通知、收到報警通知確認等方法；（2）文件訪問服務（FileAccessServices）包含2種服務，提供讀寫文件的方法，包括上／下載控制程序和數據庫的能力；（3）對象訪問服務（ObjectAccessServices）包含9種服務，提供了讀、修改和寫屬性值以及增刪對象的方法；（4）遠程設備管理服務（RemoteDeviceManagementServices）包含11種服務，提供對BACnet設備進行維護和故障檢測的工具、方法；（5）虛擬終端服務（VirtualTerminalServices）包含3種服務，提供了一種面向字符的數據雙向交換機制，使其他具有專有特性的樓宇自控設備成為一個BACnet虛擬終端并使BACnet網絡能對其進行重構；（6）網絡安全服務（NetworkSecurityServices）包含2種服務，提供對等實體驗證、數據源驗證、操作者驗證和數據加密等功能。

BACnet功能組規定了實現特定控制功能所需的對象和服務的組合。BACnet已定義了13個功能組，包括時鐘功能組、事件響應功能組、文件功能組、虛擬終端功能組、設備通信功能組等。

1．3BACnet設備級別和設備等級說明

在實際的樓宇自動化系統中，沒有必要也不可能所有的設備都支持、包含上述所有的對象和服務。因此，BACnet定義了6個一致性類別（設備級別）。一致性類別的分級編號為1～6，最低級別是類別l。每個類別都規定了設備要實現的最小服務子集，且包含低級別的所有服務。

為了幫助用戶和工程人員確定不同BACnet設備之間的互操作性，需要廠商為每個設備提供標準格式文件以標識設備中己實現的BACnet標準的內容，即文件需包括設備符合BACnet等級的說明。這個文件就是PICS（ProtocolImplementationConformanceStatement），它包括：（1）標識廠商和描述設備的基本信息；（2）設備符合BACnet的級別；（3）設備所支持的功能組；（4）設備所支持的基于標準或專有的服務，設備啟動或響應服務請求的能力；（5）設備所支持的基于標準或專有的對象類型及其屬性描述；（6）設備支持的數據鏈路技術；（7）設備支持的分段請求和響應。

2BACnet的互聯網擴展

目前，BACnet標準使用兩種技術實現與Internet的互聯。第一種技術附件H中稱之為“隧道”技術，并將其設備稱之為分組封裝／拆裝設備，簡稱PAD。其作用就像一個網關／路由器，這在圖2中兩個半路由器連接廣域網形成一個完全的BACnet路由器有所體現。第二種技術附件J中稱之為BACnet／IP，設備直接封裝IP幀／包在BACnet網絡和Internet上傳輸。

PAD將BACnet報文數據封裝在IP協議數據包內傳輸，在目的BACnet網絡解封。因此每個連接Internet的BACnet網絡都要配置PAD網關／路由器。它可以是一個單獨的設備，也可以是某種樓宇控制設備功能的一部分。

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1.1加大對安全性的評估力度

有效保障數據通信網絡的穩定性和安全性，就必須充分發揮技術人力資源的作用，積極構建起健全完善的數據通信平臺，并積極對系統平臺的安全性進行科學的全面的評估。作為一名合格具備專業化技術的人員，應按照相關制度要求和標準流程，設置科學的評估方式，對整個網絡環境進行系統的評估，并適時給予安全調整，準確分析潛在的用戶群體以及信息源，并對他們進行安全評估和識別，充分了解數據通信網絡的發展實際，以此為出發點開展系統安全性的分析活動。

1.2及時排查隱存的安全威脅

定期開展網絡安全的檢查與維修活動，以及時確保數據信息的可靠性與真實性得到有效的安全確認，避免服務器的終端設備以及信息網中的硬件設備和軟件設備受到惡意破壞，防止系統網絡受到不法分子的嚴重攻擊，達到對數據庫內部的信息進行保密的目的。所以這就要求專業化的技術人員需以對網絡安全性的有效評估為前提，全面仔細存在的隱形的安全威脅，積極設置高效的網管設置等形式，不斷優化系統漏洞，拒絕一切不法分析用戶的對網絡系統的入侵和攻擊，降低安全風險的發生。

2路由器與交換機漏洞的發現和防護

作為通過遠程連接的方式實現網絡資源的共享是大部分用戶均會使用到的，不管這樣的連接方式是利用何種方式進行連接，都難以避開負載路由器以及交換機的系統網絡，這是這樣，這些設備存在著某些漏洞極容易成為黑客的攻擊的突破口。從路由器與交換機存在漏洞致因看，路由與交換的過程就是于網絡中對數據包進行移動。在這個轉移的過程中，它們常常被認為是作為某種單一化的傳遞設備而存在，那么這就需要注意，假如某個黑客竊取到主導路由器或者是交換機的相關權限之后，則會引發損失慘重的破壞。縱觀路由與交換市場，擁有最多市場占有率的是思科公司，并且被網絡領域人員視為重要的行業標準，也正因為該公司的產品普及應用程度較高，所以更加容易受到黑客攻擊的目標。比如，在某些操作系統中，設置有相應的用于思科設備完整工具，主要是方便管理員對漏洞進行定期的檢查，然而這些工具也被攻擊者注意到并利用工具相關功能查找出設備的漏洞所在，就像密碼漏洞主要利用JohntheRipper進行攻擊。所以針對這類型的漏洞防護最基本的防護方法是開展定期的審計活動，為避免這種攻擊，充分使用平臺帶有相應的多樣化的檢查工具，并在需要時進行定期更新，并保障設備出廠的默認密碼已經得到徹底清除；而針對BGP漏洞的防護，最理想的辦法是于ISP級別層面處理和解決相關的問題，假如是網絡層面，最理想的辦法是對攜帶數據包入站的路由給予嚴密的監視，并時刻搜索內在發生的所有異常現象。

3交換機常見的攻擊類型

3.1MAC表洪水攻擊

交換機基本運行形勢為：當幀經過交換機的過程會記下MAC源地址，該地址同幀經過的端口存在某種聯系，此后向該地址發送的信息流只會經過該端口，這樣有助于節約帶寬資源。通常情況下，MAC地址主要儲存于能夠追蹤和查詢的CAM中，以方便快捷查找。假如黑客通過往CAM傳輸大量的數據包，則會促使交換機往不同的連接方向輸送大量的數據流，最終導致該交換機處在防止服務攻擊環節時因過度負載而崩潰。

3.2ARP攻擊

這是在會話劫持攻擊環節頻發的手段之一，它是獲取物理地址的一個TCP/IP協議。某節點的IP地址的ARP請求被廣播到網絡上后，這個節點會收到確認其物理地址的應答，這樣的數據包才能被傳送出去。黑客可通過偽造IP地址和MAC地址實現ARP欺騙，能夠在網絡中產生大量的ARP通信量使網絡阻塞，ARP欺騙過程如圖1所示。

3.3VTP攻擊

以VTP角度看，探究的是交換機被視為VTP客戶端或者是VTP服務器時的情況。當用戶對某個在VTP服務器模式下工作的交換機的配置實施操作時，VTP上所配置的版本號均會增多1，當用戶觀察到所配置的版本號明顯高于當前的版本號時，則可判斷和VTP服務器實現同步。當黑客想要入侵用戶的電腦時，那他就可以利用VTP為自己服務。黑客只要成功與交換機進行連接，然后再本臺計算機與其構建一條有效的中繼通道，然后就能夠利用VTP。當黑客將VTP信息發送至配置的版本號較高且高于目前的VTP服務器，那么就會致使全部的交換機同黑客那臺計算機實現同步，最終將全部除非默認的VLAN移出VLAN數據庫的范圍。

4安全防范VLAN攻擊的對策

4.1保障TRUNK接口的穩定與安全

通常情況下，交換機所有的端口大致呈現出Access狀態以及Turnk狀態這兩種，前者是指用戶接入設備時必備的端口狀態，后置是指在跨交換時一致性的VLAN-ID兩者間的通訊。對Turnk進行配置時，能夠避免開展任何的命令式操作行為，也同樣能夠實現于跨交換狀態下一致性的VLAN-ID兩者間的通訊。正是設備接口的配置處于自適應的自然狀態，為各項攻擊的發生埋下隱患，可通過如下的方式防止安全隱患的發生。首先，把交換機設備上全部的接口狀態認為設置成Access狀態，這樣設置的目的是為了防止黑客將自己設備的接口設置成Desibarle狀態后，不管以怎樣的方式進行協商其最終結果均是Accese狀態，致使黑客難以將交換機設備上的空閑接口作為攻擊突破口，并欺騙為Turnk端口以實現在局域網的攻擊。其次是把交換機設備上全部的接口狀態認為設置成Turnk狀態。不管黑客企圖通過設置什么樣的端口狀態進行攻擊，這邊的接口狀態始終為Turnk狀態，這樣有助于顯著提高設備的可控性[3]。最后對Turnk端口中關于能夠允許進出的VLAN命令進行有效配置，對出入Turnk端口的VLAN報文給予有效控制。只有經過允許的系類VLAN報文才能出入Turnk端口，這樣就能夠有效抑制黑客企圖通過發送錯誤報文而進行攻擊，保障數據傳送的安全性。

4.2保障VTP協議的有效性與安全性

VTP（VLANTrunkProtocol，VLAN干道協議）是用來使VLAN配置信息在交換網內其它交換機上進行動態注冊的一種二層協議，它主要用于管理在同一個域的網絡范圍內VLANs的建立、刪除以及重命名。在一臺VTPServer上配置一個新的VLAN時，該VLAN的配置信息將自動傳播到本域內的其他所有交換機，這些交換機會自動地接收這些配置信息，使其VLAN的配置與VTPServer保持一致，從而減少在多臺設備上配置同一個VLAN信息的工作量，而且保持了VLAN配置的統一性。處于VTP模式下，黑客容易通過VTP實現初步入侵和攻擊，并通過獲取相應的權限，以隨意更改入侵的局域網絡內部架構，導致網絡阻塞和混亂。所以對VTP協議進行操作時，僅保存一臺設置為VTP的服務器模式，其余為VTP的客戶端模式。最后基于保障VTP域的穩定與安全的目的，應將VTP域全部的交換機設置為相同的密碼，以保證只有符合密碼相同的情況才能正常運作VTP，保障網絡的安全。

5結語

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“數據通信與計算機通信網”課程的內容知識點有些零散，但可以圍繞計算機網絡分層體系結構將其整合。民航系統中存在大量的地—空和地—地數據傳輸，擁有許多類型的通信網絡。如:X．25數據業務網、衛星通信系統、飛機通信尋址報告系統(ACARS)以及航空電信網(ATN)等。如果將其引入課程教學，抽象的理論知識就可以具體化、形象化，再結合實際科研項目將其實現方法與步驟展示給學生，就可以很好地實現理論教學與行業應用的無縫銜接。基于此，筆者設計的課程教學過程如圖1所示。

2課程教學實例

ACARS系統是目前國際民航廣泛應用的地空數據鏈通信系統，通常工作在甚高頻波段，用機與地面之間的實時雙向數據傳輸，可實現航空公司、空管部門等地面用戶對飛機的運行管理與控制。由于ACARS系統報文中含有許多重要的數據信息，所以該系統是當前民航領域在用的重要通信系統。這里以ACARS引入課堂教學為例，闡述課程教學的具體實施過程。(1)基本知識點的講述及分層歸納“數據通信與計算機通信網”課程包含數據通信基礎部分的教學內容，具體包括信號傳輸特性、傳輸介質、數據編碼、差錯檢測與控制、接口特性以及多路復用等。這些內容分布在不同的章節，比較分散，初學者不容易整體把控。如果我們將其與網絡層次體系相對應，就可實現知識點分層歸納和對比講解，如差錯控制屬于數據鏈路層實現的功能，而編碼與調制、接口特性屬于物理層實現的功能等。(2)引入ACARS系統學生有了數據通信基礎部分相關知識之后，教師立即將ACARS系統引入課堂教學。在簡單介紹ACARS系統功能及在民航中的應用之后，重點說明ACARS系統中所包括的課程所學知識點。比如，ACARS數字信號采用MSK調制方式，上下行報文按照字符形式裝配，其中的接收地址與發送地址由飛機標識碼表示［5］，差錯檢測方式為循環冗余校驗碼(CRC)，多路訪問采用非堅持-載波偵聽多路訪問(CSMA)機制。為了實現數據的可靠傳輸，ACARS系統采用停等ARQ方式。表1給出了兩者部分知識點的對應關系。結合實際民航數據通信系統，學生對于所學的抽象的理論知識不再感到遙不可及，而是實實在在存在于應用系統之中。(3)科研項目引入教學教師隨后可將相關的科研項目介紹給學生。筆者曾參與完成ACARS系統仿真項目，教學過程中除了通過圖片、圖形或者動畫等形式介紹項目背景，展示相關的研究成果外，還將部分實現方法和開發流程介紹給學生。比如，該項目仿真軟件編程語言采用C#，開發平臺為VisualStudio2008。模擬ACARS系統手動發送報文功能的流程以及相應的功能函數說明如圖2所示。除了課堂教學外，部分小的功能模塊(如CRC碼的實現)可直接讓學生參與實踐，課后再讓學生參觀實驗室和研究基地。通過了解科研項目，學生對知識點的理解會更加透徹，不僅明白所學知識用在哪里，如何重要，而且也知道在工程上如何實現，這很容易激發他們對科研工作的興趣。

3結語

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關鍵詞：數據通信無線網絡技術新興領域

一、無線網絡概述

無線網絡技術涵蓋的范圍很廣，既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網絡，也包括為近距離無線連接進行優化的紅外線技術及射頻技術。通常用于無線網絡的設備包括便攜式計算機、臺式計算機、手持計算機、個人數字助理(PDA)、移動電話、筆式計算機和尋呼機。無線技術用于多種實際用途。例如，手機用戶可以使用移動電話查看電子郵件。使用便攜式計算機的旅客可以通過安裝在機場、火車站和其他公共場所的基站連接到Internet。在家中，用戶可以連接桌面設備來同步數據和發送文件。

二、無線網絡的標準

為了解決各種無線網絡設備互連的問題，美國電機電子工程師協會(IEEE)推出了IEEE802.11無線協議標注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三個標準。最開始推出的是802,11b，它的傳輸速度為lIMB／s，最大距離室外300米，室內約50米。因為它的連接速度比較低，隨后推出了802.11a標準，它的連接速度可達54MB／s。但由于兩者不互相兼容，致使一些早已購買802.11b標準的無線網絡設備在新的802，11a網絡中不能用，所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b標準且與802.11a速率上兼容的802.11g標準，這樣通過802.11g，原有的802.11b和802.11a兩種標準的設備就可以在同一網絡中使用。IEEE802.11g同802.11b一樣，也工作在2.4GHz頻段內，比現在通用的802.11b速度要快出5倍，并且與802，11完全兼容，在選購設備時建議弄清是否支持該協議標準。選擇適合自己的，802.11g標準現在已經開始普及。

三、無線網絡類型

(一)無線廣域網(WWAN)。無限廣域網技術可使用戶通過遠程公用網絡或專用網絡建立無線網絡連接。通過使用由無線服務提供商負責維護的若干天線基站或衛星系統，這些連接可以覆蓋廣大的地理區域，例如若干城市或者國家(地區)。目前的WWAN技術被稱為第二代(2G)系統。2G系統主要包括移動通信全球系統(GSM)、蜂窩式數字分組數據(CDPD)和碼分多址(CDMA)。現在正努力從2G網絡向第三代(3G)技術過渡。一些2G網絡限制了漫游功能并且相互不兼容；而第三代(3G)技術將執行全球標準，并提供全球漫游功能。ITU正積極促進3G全球標準的指定。

(二)無線局域網(WLAN)。無線局域網技術可以使用戶在本地創建無線連接(例如，在公司或校園的大樓里，或在某個公共場所，如機場)。WLAN可用于臨時辦公室或其他無法大范圍布線的場所，或者用于增強現有的LAN，使用戶可以在不同時間、在辦公樓的不同地方工作。WLAN以兩種不同方式運行。在基礎結構WLAN中，無線站(具有無線電網卡或外置調制解調器的設備)連接到無線接入點，后者在無線站與現有網絡中樞之間起橋梁作用。在點對點(臨時)WLAN中，有限區域(例如會議室)內的幾個用戶可以在不需要訪問網絡資源時建立臨時網絡，而無需使用接入點。

(三)無線個人網(WPAN)。無線個人網技術使用戶能夠為個人操作空間(POS)設備(如PDA、移動電話和筆記本電腦等)創建臨時無線通訊。POS指的是以個人為中心，最大距離為10米的一個空間范圍。目前，兩個主要的胛AN技術是“Bluetooth”和紅外線。“Bluetooth”是一種電纜替代技術，可以在30英尺以內使用無線電波傳送數據。Bluetooth數據可以穿過墻壁、口袋和公文包進行傳輸。“Bluetooth專門利益組(SIG)”推動著“Bluetooth”技術的發展，于1999年了Bluetooth版本1.0規范。作為替代方案，要近距離(一米以內)連接設備，用戶還可以創建紅外鏈接。

為了規范無線個人網技術的發展，IEEE已為無線個人網成立了802.15工作組。該工作組正在發展基于Bluetooth版本1.0規范的WPAN標準。該標準草案的主要目標是低復雜性、低能耗、交互性強并且能與802.11網絡共存。

無線個人網和無線局域網并不一樣。無線個人網是以個人為中心來使用的無線個人區域網，它實際上就是一個低功率、小范圍、低速度和低價格的電纜替代技術。但無線局域網卻是同時為許多用戶服務的無線網絡，它是一個大功率、中等范圍、高速率的局域網。

最早使用的WPAN是1994年愛立信公司推出的藍牙系統，其標準是[EEE802.15.1[w-BLUE]。藍牙的數據率為720kb／s，通信范圍在10米左右。為了適應不同用戶的需求，無線個人網還定義了另外兩種低速WPAN和高速WPAN。

(四)無線城域網(WMAN)。無線城域網技術使用戶可以在城區的多個場所之間創建無線連接(例如，在一個城市或大學校園的多個辦公樓之間)，而不必花費高昂的費用鋪設光纜、銅質電纜和租用線路。此外，當有線網絡的主要租賃線路不能使用時，WWAN還可以作備用網絡使用。WWAN使用無線電波或紅外光波傳送數據。為用戶提供高速Internet接入的寬帶無線接入網絡的需求量正日益增長。盡管目前正在使用各種不同技術，例如多路多點分布服務(MMDS)和本地多點分布服務(LMDS)，但負責制定寬帶無線訪問標準的IEEE802.16工作組仍在開發規范以便實現這些技術的標準化。

無線城域網服務范圍可覆蓋一個城市的部分區域，通信的距離變化較大(遠的可達50公里)，因此接收到的信號功率和信噪比等也會有很大的差別。這就要求有多種的調制方法。因此工作在毫米波段的802.16必須有不同的物理層。802.16的基站可能需要多個定向天線，各指向對應的接收點。由于天氣條件(雨、雪、雹、霧等)對毫米波的傳輸的影響較大，因此與室內工作的無線局域網相比較時，802.16對差錯的處理也更為重要。

篇(7)

關鍵詞：考試改革；全過程；多元化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0087-02

數據通信與計算機網絡是電子信息工程專業的一門專業課程，是一門涉及電子、通信以及計算機專業的交叉學科。該課程內容廣泛，涵蓋計算機網絡體系結構及相關標準、數據通信基礎、TCP/IP體系結構、局域網體系結構、廣域網絡技術、Internet應用協議、計算機網絡安全等。知識更新快，新標準、新技術日新月異、層出不窮。數據通信與計算機網絡作為一門廣泛應用的學科，不但要傳授相關知識，更要訓練學生的自學能力、系統認證能力、表達能力、綜合實驗能力以及創新能力。因此，該門課程的考核，既要考核學生對知識的掌握情況，也要考核學生通過學習該課程各種能力的提高程度。

一、當前考試存在的問題

1.為了考試而考試。考試是教學的一個重要組成部分，它對“教”與“學”具有評價作用，對“教”與“學”中的問題具有診斷作用[1]。通過考試，教師能夠掌握學生對知識的掌握情況、對能力的培養情況，進而調整教學方法和手段；通過考試，學生能夠了解學習效果，發現問題，以便重新分配時間和精力，更好地完成學業。目前，很多教師和學生考試理念不清、目的不明，普遍存在著為了考試而考試的現象。在教師看來，考試是為了結束一門課程而不得不完成的一項工作，而對于考試是否能夠反映教學存在的問題、如何反映教學存在的問題不甚關心，對于考試的結果分析不夠全面深入，也很少將其融入今后的教學，完全弱化了考試所具有的診斷、反饋功能。在學生看來，考試只是為了得到一門課程的學分，以便能夠順利畢業，學習刻苦的同學可能還關心些成績，而很多同學甚至只是關心是否及格。至于自己學到了什么，具備了何種能力，是否適應社會的需要，則很少有人思考，偏離了考試所應具有的激勵、引導功能。

2.重知識、輕能力。電子信息工程專業學生既要掌握廣泛的人文社會科學知識和扎實的數理基礎知識，掌握電路與電工學、信號與系統、計算機、電磁場與電磁波等專業基礎知識，掌握電子系統設計、軟件開發、信號與信息處理等專業方向知識，更要具備自學能力、信息獲取與表達能力、系統認知能力、創新思維能力、工程實踐能力、系統開發能力以及團隊協作能力。新時代對人才，特別是對創新型人才的要求，已經從知識體系走向能力體系[2]。對于數據通信與計算機網絡課程來說，知識點多、更新快，因此，培養學生獲取知識、應用知識的能力比單純傳授知識本身更重要。該課程傳統的開卷考核方式和閉卷的考核方式對課本的依賴程度較高，考試內容側重于理論知識，忽視了對各種能力的考核。學生往往借助死記硬背的方法獲得較高的分數，從而使學生養成了錯誤的學習觀念，不利于對學生創新能力和應用能力的培養。

3.形式單一。一門課程的考核應該全面考核該課程涉及的各種知識以及應用這些知識的能力，不同的知識或能力應采取不同的考核形式。目前一般都是通過期末一張試卷考核，無論是采取開卷還是閉卷形式，都無法全面考核學生的真實知識和能力。閉卷考試比較死板，注重知識，弱化運用；開卷考試雖靈活，但輕基礎。由于受限于試卷篇幅和答題時間，單次考試無法兼顧知識和能力，只能側重于知識點的考核，導致學生緊抓書本，視野狹窄，缺乏綜合運用知識的能力和創新能力。考試期末“一錘定音”，只重結果、不重過程。通過一次考試決定學生一門課程的最終成績，存在極大的偶然性。必然導致學生平時不學，考前突擊復習，造成很多學生只注重考試期的臨陣磨槍，而忽視了平時的過程學習。必然出現學生纏著教師劃范圍、指重點，學生也只是簡單地復習重點內容，無法把握知識體系，更談不上知識的應用了。另外，僅考期末考試，大大削弱考試的反饋作用，不利于教師及時調整教學內容和方法，也不利于發揮考試對學生平時的激勵和引導作用。

二、考試改革的主要方法

1.全過程。所謂全過程就是考核持續在整個教學過程中完成，不是僅僅局限在期末考核。全過程的考核能夠更加真實地反映學生的學習狀況，能夠更好地反饋教學效果，及時指導教師調整教學方法和手段，及時幫助學生重新分配時間和精力、調節側重點，更好地完成學業。除期末考試外，在每次教學過程中進行學風考評，在每一章節的教學結束后進行知識點檢測，在每個專題進行中，培養和反饋學生綜合運用知識的能力。通過遍布整個教學過程中的考核，督促學生全面深入地掌握各門課程的內涵與外延，給予學生展示學習狀況、心得體會和思考探討的機會，全面充分地評價學生的學業，避免一次考試定終身的弊端，以提高考核的合理性、公平性和真實性。在數據通信與計算機網絡的教學過程中，全過程考核主要涉及這樣幾個階段。①教學過程中，隨堂小測驗。可以在一節課結束時進行，檢查本節課的教學效果，也可以在一節課開始時進行，檢查前面學習過的內容。②單元結束后，設置單元小考。單元小考不宜過于頻繁，一門課設置二三次即可。③自學環節的評價。在整門課程的教學過程中，安排一兩個章節由學生自學，在課堂上師生共同評價自學效果。④期末考試，全面考核教學情況。各個階段的考核應該合理調配，保證每兩次課有一次考核，要么單元測試，要么自學評價，要么隨堂小測驗，使得學生緊緊跟住教學活動，及時掌握相應知識，培養相應能力。

2.多元化。即不止一種考核方式，將理論知識考核與實踐考核相結合，將知識考核與能力考核相結合，根據課程性質、知識或能力的內容選擇恰當的考核方式，全面、客觀地考察學生的知識和能力的掌握情況，避免單一考核方式的片面性。在數據通信與計算機網絡課程的考核中，采用以下考核方式。①隨堂小測驗，考評學生的學風。以往主要通過點名的方式進行，這種方式只能體現學生的出勤情況，而采用隨堂小測驗還可以反映課堂教學效果，同時避免點名方式易發生的冒名頂替現象。采取隨堂小測驗的方式，能夠緊緊抓住學生的注意力，對于學習習慣較差、意志力薄弱的同學，起到了很好的督促作用。當然，教師的批改工作量比課堂點名方式要大得多，需要教師具有奉獻精神。小測驗考查內容不應過多，一般情況下，一個重點知識點即可。時間也不宜過長，應該控制在5分鐘內。②單元小考，檢測單元的教學情況。盡可能使得單元小考的內容相對完整，自成體系。為此，需要合理地整合教學內容，調節相應的教學次序。數據通信與計算機網絡課程可以整合成OSI參考模型單元、TCP/IP模型單元以及網絡工程實踐單元。單元小考亦隨堂進行，每次30分鐘到一小節課左右時間。單元小考應提前布置，引起學生足夠重視，并督促學生進行相應的復習準備。③自學小論文答辯，評估學生的自學能力、信息獲取與表達能力。數據通信與計算機網絡課程涉及技術、標準繁多，課堂教學過程中無法面面俱到。新技術、新標準日新月異、層出不窮。因此，傳授知識遠沒有培養學生能力重要。可以在整門課程的教學過程中，安排一次學生自學。自學內容可以是局域網體系中802.4、802.5、802.6等，也可以是以太網或無線局域網的一個技術標準，學生自由選題。通過網絡、圖書館等多種渠道獲取信息。學生整理所學知識，制作PPT，登上講臺展示自己的學習成果，講給同學們聽。師生共同提問打分，根據闡述技術的準確性、全面性、透徹性進行評價。為了保證每個學生都能展示自己的學習成果，應該預留足夠的時間，90分鐘、一大節課，甚至更長也可。④綜合實驗，檢查學生理論知識的應用能力和創新能力。數據通信與計算機網絡實驗涉及物理層、數據鏈路層、網絡層以及應用層的實驗內容。設計一個綜合性的實驗，包含網線的制作、對等網的建立、交換機的配置、路由器的管理以及網絡應用幾個方面。要求學生自己構建網絡拓撲結構、規劃和分配IP地址，自己設計實驗的步驟、內容、使用的儀器儀表以及實驗記錄的內容，實驗過程中自己發現問題、進行故障分析并排除故障。該綜合型實驗開放式進行，不限定實驗時間，以完成實驗為目標。通過該綜合性實驗能夠充分展現學生靈活運用所學知識的能力、創新能力以及分析問題和解決問題的能力。⑤期末考試，主要考核學生知識的掌握程度以及運用所學知識的情況。⑥總成績構成。以往該門課程總成績由平時成績（10%）、實驗成績（20%）和期末成績（70%）構成。考試改革后總成績由隨堂小測驗等幾種考核方式綜合給出，其中隨堂小測驗占10%，考核學生出勤情況、課堂表現以及聽課效果；單元小考占20%，考核對于章節知識的掌握情況；自學小論文占10%，考核學生的自學能力和信息獲取與表達能力；綜合實驗占20%，考核學生的知識運用能力、創新能力以及分析問題和解決問題的能力；期末考試占40%，考核學生所學知識及運用知識的能力。改革之后，降低了期末考試的比重，強調了全過程考核；加強了對學生能力的考核，如自學小論文和綜合實驗部分。

靈活應用全過程、多元化的考核體系，可以使檢驗課堂教學效果與促進學生課外自主學習結合起來，使檢驗學生基本理論知識掌握情況與考察綜合運用知識的能力結合起來，增強學生的學習積極性、主動性，提高學生的學習效果，真正做到成績評定的全面、客觀、公平、公正，徹底改變了傳統的一次期末考試“一錘定音”的考試方式。

參考文獻：