数据通信的定义

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数据通信的定义范文第1篇

关键词：MES；通信；日志

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）05-1020-02

1 概述

在新钢，MES系统的随着生产的发展功能日益扩大，MES系统与其它各级系统间的数据交互量也随之加大，数据的真实性与可靠性要求也不断增强，任何通信异常都能导致交互数据的不可信任性。

不可否认在现实的生产环境中，会出现各种各样不可预测的生产作业异常，例如通信网络受阻、通信服务异常等，均可能产生数据通信的异常。一旦产生通信异常，排查各种异常现象，在最短的时间内恢复正常通信，使损失最小化，就成为管理者最关心的问题。

2 新钢MES系统数据通信格式

在新钢MES系统与其它生产应用系统之间的数据通信以TCP/IP电文通信为主，在新钢内部对电文格式进行了严格的规范。其定义如下：

Cn：C表示字符串，长度为n ，例如“C5”表示字符串的长度为5；

Nn：N表示数组字符串，长度为n ，例如“N5”表示数字字符串长度为5；

若该字段的长度少于定义的长度，字符串左对齐右补空格。

3 利用日志文件查看通信情况

一个健壮的数据通信系统，都有自己完善的日志功能，用来监测应用系统之间的数据通信情况，记录每笔通信的信息及通信过程中产生的各种异常信息。一般可以把日志信息进行分级记录，通常把日志分为：Debug是调试、Info是消息、Warn是警告、Error是错误、Fatal是致命错误五种级别。

通过对日志记录的查看，可以提供通信接口维护人员很多有价值的信息，帮助维护人员全面掌握数据通信的全过程，排查发生在通信过程中的异常情况，以便及时处理异常，减小因通信异常而导致的损失。

下面以新钢三期热轧MES系统与热轧厂二级系统的通信过程为例，说明日志文件的作用。

1） 热轧MES系统向热轧加热炉二级系统发送“板坯吊上辊道指示”的常规日志信息

电文体格式定义：

通过该日志信息，可以很清楚的反映出已经发送的电文数据，其中前40位为电文头部信息，最后一位为电文结束符，其它的为电文体内容，也即是双方通信所需要的数据内容。在该日志信息中：

第一行：日志记录的时间描述双方通信发生的时刻及通信地址；

第二行：系统输出的通信成功信息；

第三到八行：发送的电文数据，其中左边显示了所发送的电文数据在内存中的十六进制编码信息，右边为打印出其相应的字符串信息；

其余行：按照电文格式定义所打印出来的解析电文内容信息。

2） MES系统向二级发送数据时无法连接对方服务端的异常日志信息

通过该日志信息，可以看出MES系统的电文发送客户端一直无法连接上二级服务端，出现这样的情况，只有两种情况：一是二级服务端未开启，二是网络线路故障。根据该日志信息，首行对MES系统的接口服务器进行检查，发现网线连接处松动，将网线拔下重新装好后，故障排除，数据通信恢复正常。

3） 由于服务端异常，导致MES系统无法正常接收二级的实绩数据的异常日志信息

通过该日志信息，可以看出由于通信服务所需要的“消息队列服务”没有启动，造成了目标调用发生异常，导致通信不能正常进行。根据该日志信息，启动“消息队列服务”服务后，故障排除，数据通信恢复正常。

4） 由于网络异常，导致MES系统无法正常接收二级的实绩数据的异常日志信息

通过该日志信息，可以看出在二级客户端连接到MES服务端后，由于网络不能正常工作，使得MES服务端长时间没有接收到任何通信信息，从而在日志中输出为“无法从传输连接中读取数据”的异常日志信息。根据该日志信息，协同网络相关管理人员进行线路排查，最后确认为现场一个交换机工作不稳定所致，更换一个新的交换机后，故障排除，数据通信恢复正常。

4 结束语

MES系统做为生产执行系统在新钢现代化生产中起着不可替代的作用，MES系统已成为生产组织、生产作业跟踪、作业实绩反馈的唯一方式，MES系统与其它各级系统之间正常的数据交互则是完成这一系列步骤的关键，只有交互的数据能真实反映生产状况，才具有生产指导作用。

参考文献：

[1] 企业信息化技术规范制造执行系统（MES）规范（SJ/T 11362-2006）.

数据通信的定义范文第2篇

关键词：大数据；电力信息网络；网络管理；信息设备

引言

以交换机、路由器为核心的电力信息网络日渐完善，它承载着繁多的专业系统和数据业务，成为电力系统内部重要的传输网络。数据通信设备（包括路由器和交换机）的管理依赖于传统的网管平台，它可以提供比较全面的设备信息和告警信息，以便于管理人员查看和处理。但是传统网管系统并不能对其获得的数据进行进一步的挖掘，不能充分地利用设备的信息向管理人员提供强有力的反馈和有效的建议。例如，网管系统可以获得各个交换机、路由器的使用率，包括端口、CPU、内存、端口带宽、背板带宽的使用率，关联性地分析这些信息能够为进一步的规划、预测和采购提供指导，有效避免设备重复采购和资源浪费，让网管人员科学地管理设备、规划网络。本文将大数据理念与信息网络管理相结合，通过大数据在设备选型、运行安全和状态检修3个方向的实例应用，探究新的网络管理手段，以期为网管人员提供新的思路。

1大数据理念与网络管理的结合

现代人类的生活、生产活动会产生极其巨大的数据量，全球所产生数据量大约每2年翻一番，意味着人类在最近2年产生的数据量相当于之前产生的全部数据量，预计到2020年，所获取的数据量将增长近30倍[1]。对大量数据进行挖掘能够获得更高维度的信息，全面反映事物的状态和发展趋势，为此人们引入了“大数据”的概念[2]。大数据概念的应用使得人们能够在海量的信息中提取出重要的、不易察觉的价值，吸引了众多研究者的关注。对于大数据的定义，研究机构Garnter对大数据的定义为：需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。维基百科对大数据的定义为：所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具在合理时间内达到撷取、管理、处理并整理成为帮助企业经营决策目的的资讯。而麦肯锡的定义则为：大数据是指无法在一定时间内用传统数据库软件工具对其内容进行采集、存储、管理和分析的数据集合。由以上定义可以看出，大数据并不特指某种技术，而是一种类似于“物联网”这样的模糊的概念[3]，其内涵和外延根据事件标的的不同而不同，核心在于采用一定的手段从大量的数据中提取出能够为设计、决策和优化服务的重要信息。本文拟将大数据的理念引入到信息网络的管理中，以提供一种充分挖掘网络设备状态信息的新思路。具有闭环反馈机制的网络管理模型如图1所示，设备运行期间产生大量数据，这些数据可完整、真实地反映设备运行状态，通过对数据进行针对性的挖掘和关联性分析，可以指导网络管理人员对网络进行调整，这样的调整将形成对运行设备的闭环反馈，调整后的运行方式会再次对运行数据产生影响，从而不断提高网络的性能。图1具有闭环反馈机制的网络管理模型Fig.1Networkmanagementmodelbasedonclosed-loopfeedback需要注意的是，本文并不采用典型的大数据手段处理设备信息，而是应用其理念关联性地处理大量的设备信息，目的在于补充传统网管方式的不足。

2大数据理念应用于网络管理的实例

本文选取3个方面的实例来探讨大数据理念与网管系统的结合，以提供一种获得更多管理手段的思路。电力信息网络中的交换机、路由器都能够对运行的系统信息进行分类、管理，将设备日志、调试和告警以确定的格式发送给日志系统或通过简单网络管理协议（SimpleNetworkManagementProtocol，SNMP）发送到网管系统，为网络管理员监控网络运行情况和诊断故障提供支持[4]。此外，远程网络监视（RemoteMonitoring，RMON）基于SNMP体系结构，可用于跟踪统计端口所连接的网段上的各种流量信息，如某段时间内某网段上的报文总数，或发往某台主机的正确报文总数等。2.1指导设备选型电力行业数据有较高的安全性和实时性要求，使得信息网络长期依靠过度建设来满足，这种过度建设体现在使用不必要的高级设备完成低级设备即可完成的功能。例如，有些办公网络的接入交换机使用的是支持以太网供电和带有三层路由功能的交换机，很多变电站路由器和交换机端口和交换容量利用率都非常低。过度建设源于规划时对设备可靠性的担忧和为未来升级扩容预留的冗余，常常会导致设备性能资源的大量浪费。如何在设备的选型上平衡经济性和设备性能，是网络规划者不得不考虑的一个问题。为兼容和统一网络的设备特征，设备的选型往往是沿袭之前的采购标准，以致新采购的设备继承了大量的冗余性能，CPU、内存、端口等指标的利用率较低。因此，依据对已有的网络设备的利用率统计来获得新的选型标准，可以很好地平衡设备选型的经济性和可靠性。交换机选型的常用指标项包括：业务端口（端口类型、个数）、交换容量、包转发率、以太网供电（PowerOverEthernet，POE）、外形尺寸、重量、端口特性、堆叠、组播、镜像、安全特性、电源、端口聚合、最大MAC地址表大小、VLAN、DHCP、可支持最大路由表数、每端口最大优先级队列数、内存、ACL和QoS等。首先，从网管系统和日志系统中提取与指标项相关的信息，形成设备运行状态子集B。提取运行状态子集如图2所示。图2提取集合A是网管系统和日志系统收集的所有运行数据，这些数据是维护人员能够远程获得的关于设备运行状态的全部信息；集合B包含与交换机指标项相关的运行数据，例如CPU及内存的使用量，当前使用的端口类型和个数，MAC地址表、路由表、ARP表的使用量，POE、DHCP、QoS、三层路由等功能是否启用，以及当前链路流量、帧流量、广播流量、丢包量、错包量等数据。集合B剔除了对选型无用的设备运行状态，可作为下一步选型处理的数据源。由运行状态子集获得选型建议如图3所示。由集合B到典型指标C指的是根据设备实际使用的资源量，附加上一定的资源余量，得到能够满足该设备可靠性要求的最小指标。基于电力行业信息网络环境，将交换机划分为核心层交换机、汇聚交换机、办公接入交换机、变电站接入交换机以及其他功能交换机，不同类型交换机所处的位置和实现的重点功能不同，如办公接入交换机数据流量更大，端口使用率更高，而变电站接入交换机与之相反，因而选型分析时应在其对应类型中考察。以变电站接入交换机为例，假设交换机为SwitchX，它的交换容量高而实际利用率低，通过SwitchX的链路流量计算出实际使用的交换容量，附加一定余量，可得到SwitchX运行时“交换容量”这个典型指标值，同理可得SwitchX的其他典型指标。理论上，按照该典型指标集选型的设备即可完全替代SwitchX，即能兼容SwitchX的所有功能，从而在保证设备可靠性、可用性的同时保证了经济性。最重要的是，所有变电站接入交换机的典型指标构成集合CSubstation，新增变电站交换机时，可以结合典型指标集合CSubstation与厂商设备数据库D，获得合适的选型建议。同时，更新原有设备时也从典型指标CSubstation中获得建议，从而使整体的设备利用率不断提高，使实际运行设备的指标逐渐趋近于理论上的典型指标集合CSubstation，这就是闭环反馈模型的应用。可以看出，选型建议的提出是基于同一类型设备运行状态的反馈得到的，闭环反馈模型能够保证选型设备贴近运行实际。2.2增强网络的运行安全日志系统存储了大量数据通信设备的运行信息，可对这些数据记录进行挖掘来分析电力信息系统网络存在的潜在安全问题，以便及时检修和采取对策，进一步提高网络运行的安全性。由日志系统收集到的实时数据（如网管人员登录设备的时间、登录IP和操作记录）和海量的历史数据，结合其他第三方系统数据，可通过数据挖掘技术对设备登录提示信息进行分析[5-7]。以H3C路由器为例，数据通信设备（路由器）运行安全分析流程如图4所示。首先从日志系统中提取出该路由器登录的提示信息，然后在日志系统中查询登录该路由器的所有IP地址，将查询到的IP地址逐一与路由器所配置的访问控制列表中的IP地址进行比对，由此可以筛选出非授权访问的IP地址。若未成功登录到路由器上则认为有人试图渗透网络，如果成功登录则记录该非授权访问的IP地址对路由器的所有操作，以便信息系统维护管理人员回溯该访问对设备所做的非法操作，并追寻该IP来源，及时采取补救措施。如查询到的IP地址是授权访问的，则比对该授权访问的IP地址对路由器的配置是否满足电力企业网络管理要求的数据配置规范，如不满足则需要信息系统维护人员重新对其设备进行准入规范的配置。如该授权访问的IP地址对设备的配置满足电力企业网络管理要求的数据配置规范，则说明是网管人员对路由器进行了正确的数据配置。通过日志系统自动分析对设备的登录、配置和补救，可增强设备配置数据的保护和校验，保证运行设备的任何操作都处于可控状态，从而提升了网络运行的安全性。对日志系统的数据进行挖掘可以迅速找出数据通信设备问题的发生范围，网络管理人员可根据问题发生范围及时进行检修和采取对策，从而确保数据通信设备安全运行的可控和在控[8]，大大提升了信息系统网络管理人员的维护效率。2.3指导设备状态检修状态检修是指对数据通信设备进行状态评估，并通过设备日志记录进行分析诊断，推断数据通信设备当前的健康状况，以便及时安排检修的一种主动检修方式[9]。其实现主要包含数据收集、状态评价、制定检修策略、制定检修计划等技术手段。由于监控中心（网管系统和日志系统）记录的数据信息对于设备状态检修计划数据的收集不够全面，因此本文的状态检修数据信息是通过网管和日志系统在线监测结合信息运维人员日常巡视维护来获取的，主要对本周期内数据通信设备（路由器）的投运年限软硬件配置、外部环境、设备运行状态、运行资料等指标进行数据收集，由此来指导设备状态评价及检修计划制定。数据通信设备状态评价模型[10-11]见表1所列主要包括投运年限、软硬件配置、外部环境、设备运行状态、运行资料等指标，其中投运年限、外部环境会影响数据通信设备的性能，软硬件配置会对数据通信设备的安全运行产生重大影响，而设备运行状态指标主要涉及到数据通信设备承载量。数据通信设备状态检修流程为：首先对采集的数据通过数据分析模型进行建模，从而形成设备状态特征量（以设备运行状态指标为例，其状态特征量为设备运行时的CPU负载、内存使用率、直连链路丢包情况、链路延时、设备接口富余情况、路由协议运行状态等）；其次建立设备评价的状态模型，依据设备状态评分数学模型（主要包括阈值型评分模型曲线型评分模型、逻辑与型评分模型，其中阈值型评分模型在指定正常运行边界条件下使用，曲线型评分模型主要适用于指标偏离基准越大扣分越多的情况，逻辑与型评分模型适用于由多个状态组合在一起决定设备某一指标的情况）和设备评价细则对设备进行状态评价；最后根据数据通信设备状态评价结果生成数据通信设备状态评价报告和风险评估报告，结合检修策略库来确定数据通信设备状态检修计划[10]。以H3C路由器为例，根据表1的数据通信设备状态评价模型分别对其各项指标进行综合评价：首先对该设备的投运年限进行评分，该指标的评分模型适合采用阈值型评分模型；其次对外部环境进行评分，该指标需根据积尘情况、接地情况、标签标识等按照评价要求进行评分，宜采用逻辑与型评分模型进行评分，适用此评分模型的指标还有软硬件配置、运行资料等[12]；再次对设备运行状态指标进行评分，该指标需根据直连链路丢包、链路延时、设备负载、设备接口富余、路由协议运行状态等项按照评价要求进行评分，该指标中除了路由协议状态适合选取阈值型评分模型来进行评分外，其他指标均宜采用曲线型评分模型评分，以设备负载情况为例，已知评价标准为设备CPU利用率基准的75%，CPU使用率超越基准线越多则扣分越多，严重故障警戒为90%，内存利用率评分标准与CPU相类似；最后根据评分模型计算设备的状态评价分数，给出设备状态评价报告和风险评估报告，将其与检修策略库相结合来制定设备状态检修计划，从而帮助信息运维人员实现应检必检、及时消缺，根据设备运行情况制定正确的检修计划，提高电力系统数据通信设备的检修效率，保证电力二次系统安全稳定运行。

3结语

数据通信的定义范文第3篇

关键词：烟草行业；ERP与TIMMS系统集成；设计与实现；数据通信平台

一、引言

随着烟草行业进一步深化卷烟工业体制改革，大力推动卷烟工业集团组织架构调整，加快省级工业公司与所属卷烟工业集团合并重组，各中烟工业公司正在逐步整合统一营销、统一生产、统一采购、统一研发等4统一的业务模式，实现集中统一管理。为有效应对这种业务模式的变革及机构管理职能的调整，各中烟工业公司均在加速进行整个中烟层面ERP系统的建设。如何实现中烟工业公司的ERP系统与各烟厂现有或即将实施的物料高架库管理系统（TIMMS系统）的集成，保证各烟厂烟叶、辅料、备件、成品等物料的实际出入库数据在ERP系统中得到及时、快速、准确的反应，最终实现中烟工业公司对各烟厂物料的精确化管理已经成为了烟草行业工业公司实施信息化的迫切需求。本文将基于该业务需求重点论述烟草行业中烟工业公司ERP系统与各烟厂高架库管理系统（TIMMS）的集成设计与实现。

二、设计与实现

中烟工业公司ERP系统与各烟厂TIMMS系统之间交互的数据分为上行数据和下行数据两类。上行数据主要包括各烟厂TIMMS系统向ERP系统反馈的数据，如备件、烟叶、辅料等的实际出入库结果数据。下行数据主要包括ERP系统向各TIMMS系统下发的数据，如基础主数据、BOM数据、用料申请数据、入库单据等。为实现ERP系统与各烟厂TIMMS系统数据的高效集成与互连互通，在整个集成设计中将主要包括ERP系统接口软件的开发与实施、各烟厂接口系统的开发与实施、数据通信平台的建设实施3个部分。ERP系统接口软件主要实现ERP系统下发数据的处理与发送及TIMMS系统反馈数据的接收与处理；各烟厂接口系统主要实现对各自烟厂TIMMS系统向ERP系统发送数据的准备、数据转换及发送，同时实现ERP系统下发数据的接收及转换处理；数据通信平台主要通过通信中间件实现接口数据的通信与可靠传输。具体如图1所示：

当ERP系统需要向各烟厂TIMMS系统下发数据时，首先ERP系统通过“ERP系统接口软件”将需要下发的数据转换成数据通信平台所约定的数据标准格式，下发到数据通信平台，数据通信平台通过可靠的数据传输下发到“各烟厂接口系统”，接口系统获取到ERP下发的数据，进行数据的解析及数据的转换（将ERP的业务工单等数据转换成TIMMS系统所能识别的业务数据），然后将转换处理后的业务数据通过接口程序传输给TIMMS系统，从而完成整个业务数据的下发过程。当烟厂TIMMS系统需要向ERP系统反馈业务数据时，首先由接口程序获取到需要上传给ERP系统的业务数据，然后进行数据的转换和处理（将TIMMS系统上传的数据转换成ERP系统所能识别的业务数据），将这些业务数据按照数据通信平台所约定的传输格式进行数据封装，通过数据交换平台反馈给ERP系统接口软件，由ERP系统接口软件进行数据的解析与处理，最终完成整个业务数据的上传过程。

三、关键技术

从技术层面上实现ERP系统与各烟厂TIMMS系统的集成其关键点为“数据通信平台”的建设。通过数据通信平台所有的上行和下行数据均以消息传递的机制实现，实现ERP系统与各烟厂TIMMS系统之间的松耦合，同时依赖于消息中间件来保证消息传输的可靠性，实现消息传输的异步。在构建“数据通信平台”中主要涉及到以下方面：

第一，统一的消息模型。通过该消息模型将需要交换的数据或请求变成交换系统双方都能识别和理解的信息，并通过消息中间件实现发送和接收。

第二，数据交换协议。在数据交换体系设计模式中，为保证数据的可靠传输和交换，数据交换双方都需要通过配置文件或的公共信息事先约定好都能理解的一些信息。协议信息主要体现在以下方面：一是业务标识信息。双方提前约定好业务标识信息，并将该信息放到消息模型中，当双方交换数据时，通过解析接收到的消息中的业务标识信息即可对接收的业务数据进行处理。二是操作标识信息。通过约定好的操作标识信息，让接收方知道怎样操作。三是条件标识信息。通过约定好的条件标识信息，让请求方明确告之数据提供方应该提供符合什么条件的数据。四是发送者/接收者标识信息。让数据交换双方能正确理解发送者是谁，接收者是谁。五是消息的数据模式定义信息。当发送数据时，双方得事先约定好描述数据的结构定义。例如通过XML格式进行数据传输，则双方要约定好该XML的XSD，当接收到XML消息时，就可根据相应的XSD正确解析XML数据。

四、总结与展望

本文着重分析了卷烟工业体制改革后省级工业公司ERP系统与下属各烟厂TIMMS系统集成的业务需求及信息化技术的设计与实现。随着省级工业公司ERP系统与下属各烟厂TIMMS系统的全面集成，将最终实现烟草行业省级工业公司对各烟厂物料进出存的精确化管理，有效降低物料管理成本，提高烟草行业的生产经营效益。

参考文献：

1、徐罡,黄涛,刘少华.分布式应用集成核心技术研究综述[J].计算机学报,2005(4).

2、覃正,原欣伟,卢致杰等.面向服务的广义企业信息系统架构研究[J].计算机应用,2004(6).

3、张慧,黄刘生,张国义等.网格环境下信息集成框架的设计及其应用[J].计算机科学,2004(7).

4、李善平.本体论研究综述[J].计算机研究与发展,2004(7).

数据通信的定义范文第4篇

关键词： WMI；.Net；网络监控

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)23-5612-02

Design of Net Monitoring System Based on WMI

YE Wen

(Electromechanic and Information Engineering Department, Ya'an Vocational College, Ya'an 625000, China)

Abstract: At present many network Architecture has become increasingly complex and performance has become increasingly powerful. Through the WMI service on Windows, using .Net, to build a network monitoring system. Its kernel is creating three modules that include data collection, data communications and data display, through the business as an interface between the layers to make the system become stronger to extend, low coupling and easy to deploy.

Key words: WMI; .Net; network monitoring

对于一个大型网站，每天都有数以千万记的访问量。每个网站后台的系统支持也是非常复杂的，各系统之间盘根错节，每时每刻都在进行着大量的数据通信与交换。如果某个结点出现差错，就可能导致某个业务出现停滞现象，尤其对于一些关键的业务系统来说，需要做到高可靠性，每时每刻处于运行状态，这时除了系统要具有良好的容错、备份机制以外，还有必要对关键系统的运行状态进行监控。当出现异常情况时，能及时反馈信息给技术人员，使得技术人员能对异常进行有效地处置。本文利用Windows提供的WMI服务，能有效对远程机进行监控，并将监控信息传递给网站管理人员。

1 架构分析

该系统分为三层结构，分别是数据采集层，数据通信层和数据展示层（如图1）。各层之间采用协议为接口，协议根据业务的要求可进行扩展，这样做的优点是层内的功能相对独立，并降低层与层之间的耦合度。各层的功能如图1。

1.1 数据采集层的主要任务是获取服务器数据

包括对服务器运行状态、Web服务器性能、数据库服务、自行开发的服务以及服务器资源的使用情况等软硬件数据进行抓取。数据的采集可分为两种方式：

1) 主动对被监控的服务器采集数据，包括服务器的实时运行状态及一些周期性事件。

2) 通过接收监控中心的指令来被动地对被监控服务器采集数据。

服务器数据的采集使用了WMI服务，WMI是Windows平台的分布式强制任务管理（DMTF）中基本Web的企业管理工具，它以公用信息模型（CIM）为基础。CIM是一种可扩展的数据模型，用于在管理环境中以一致和统一的方式在逻辑上组织管理对象。在Microsoft数据模型中包含了存储元数据和存储管理数据的知识库。数据、类和事件提供者向知识库提供数据，管理应用程序或脚本则通过WMI存取该数据。通过WMI可以访问、配置、管理和监视几乎所有的Windows资源，它提供了一种发现和获取数据的标准方式，设备驱动程序可以使用该服务向应用程序提供所有类型的数据。

1.2 数据通信层负责数据的传输

要能准确安全地把采集到的数据传递给监控中心。数据通信层需要考虑通信的性能，安全，以及现有的网络结构，选择适当的网络通讯模型。与采集数据的接口是业务协议，负责对协议进行解析，关键数据进行加密，然后传输数据。

1.3数据展示层是对采集的数据进行加工和显示

是监控人员与网络之间的接口，所有的业务功能将在这一层体现。

2 技术实现

2.1 数据采集，服务器采用的是Windows Server，数据的采集使用WMI服务

可以采集到几乎所有的软硬件数据信息。Microsoft把WMI封装成COM接口的形式提供给开发人员使用。在.NET框架中，提供了更为简便的使用方法来查询系统各种的信息、订阅事件。有关WMI的操作包含在System.Managerment，System.Management.Instrumentation两个命名空间内，可以获取CPU占用率、内存空间、磁盘空间等信息。其中关系密切的有六个类，分别是：

1) ConnectionOptions类：主要的功能是为建立的WMI连接提供所需的所有设置。在利用WMI对远程计算机进行操作的时候，首先要进行WMI连接，WMI连接主要是使用的是ManagementScope 类，成功完成WMI连接就要提供远程计算机WMI用户名和口令。

2) ManagementScope类：能够建立和远程计算机（或者本地计算机）的WMI连接，表示管理可操作范围。

3) ObjectQuery类：用于在ManagementObjectSearcher中指定查询。程序中一般采用查询字符串来构造ObjectQuery实例。其中的查询字符串是一种类似SQL语言的WQL语言。

4) ManagementObjectSearcher类：主要是根据指定的查询检索WMI对象的集合。

5) ManagementObjectCollection类：主要表示 WMI 实例的不同集合，其中包括命名空间、范围和查询观察程序等。

6) ManagementObject类：为单个管理对象或类，通过ManagementObject中的方法可以调用ManagementObject对应的对象，从而执行相应的操作。

定义的接口如下：

//连接远程计算机

Public interface IConnectHost

{//创建连接

ConnectionOptions Conn ();

//获取验证

ManagementScope Scope (string, ConnectionOptions);

}//获取服务器信息

public interface IGetHostInfomation

{//获取物理内存

ManagementObjectSearcher GetMemoryInfo (ManagementScope conn, ObjectQuery query);

//获取剩余内存

ManagementObjectSearcher GetAvailableMemoryInfo (ManagementScope conn, ObjectQuery query);

//获取CPU占用率

ManagementObjectSearcher GetCupInfo (ManagementScope conn, ObjectQuery query);

//获取C盘信息

ManagementObjectSearcher GetCdiskInfo (ManagementScope conn, ObjectQuery query);

//其它获取信息的方法

//…}

3.2 数据通信

传输的数据内容是由业务需求来决定的，需制定统一的规范，以便数据在各层之间进行传输。在传输过程中，可考虑使用消息的方式，先将数据进行封装，然后转换成字节流，由数据所通信层把数据发送到目标机器。接收方接收到字节流后，再将其解析，然后转换成对应的消息。

每个消息都包含消息头和消息体。由命令标识、序列号、消息长度，再加上特定的业务信息就构成了一个完整的消息。协议解析时就可以根据消息标识，选择相应的消息处理对象，生成对应的消息实体。数据展现层再负责把消息实体写入数据库中。

针对不同的消息，会有应答消息，即消息一般以成对的方式出现。比如监控方向被监控方查询某个设备状态，它接收到命令后，会把查询的结果以相同的序列号为关联，发出应答消息。这样监控方就可以准确无误的收到信息。

4 部署

由于被监控的网络内部一般存在多个子网，在部署的时候，有两种方案可供选择：一是选择子网的一个服务器作为网关服务器来管理其范围内的所有主机。此方案部署简单，便于统一管理，但对网关服务器的要求比较高（图2）。二是在每台主机安装一个服务，然后通过网关服务器传送给监控中心。此方案网关服务器只起到一个中转的作用，因为只负责数据通信的功能，所以压力相对较小，但由于部署分散，导致安全、管理上需要集中统一的时候比较复杂（图3）。每个网络可根据自己的需求来选择适当的方案。

方案一：

如图2所示。（下转第5619页）

（上接第5613页）

方案二：

如图3所示。

4 结束语

本文设计主要定义了应用WMI采集数据的接口，由于采用了接口作为功能描述，使得各层内功能内聚强，层与层之间耦合度低，便于开发者实现。本架构在各层功能定义方面采用接口方式，开发者可根据需求进行扩展。

参考文献：

[1] 刘晓逃,李利军.局域网组网技术大全[M].北京:人民邮电出版社,2007.

数据通信的定义范文第5篇

数据通信设备作为系统的信息中转站，与管控中心通过移动通信网络进行信息交互。它们之间的信息渠道，要求具有移动性，需要广域覆盖，无盲区，而且需要能够鉴别用户身份，并对信息进行保密。我国的移动运营商目前有三家，中国移动、中国电信和中国联通，分别提供基于TD-SCDMA，CDMA2000和WCDMA的移动通信服务。三种3G技术的区别主要在无线传输技术上，包括无线频段、码片速成率、下行链路信道的结构和网络同步等。其网络均为全国覆盖，总覆盖率相似，然而在偏远地区或人口稀疏地区，各运营商网络覆盖率可能有较大区别。大型电力设备的运输路线较长，往往需要穿越人口稀疏的公路或山区等无线网络覆盖较差的地区。在此过程中，不论数据通信设备接入哪家运营商的网络，理论上都存在通信网络失效（运营商的网络在特定地点无法提供服务）的概率。假设三个运营商的覆盖率相同，设此失效概率为n,则保持正常通信的概率为1-n。在数据通信终端设备上应用双网双待技术，可以同时访问两个不同运营商的网络，在其中一个网络失效的时候，可以使用另外一个网络进行数据交换。只有当两个网络同时失效时，数据通道才真正失效。在这种情况下，通信失效的概率为：n×n=n2，而保障正常通信的概率为：p=1-n2假设运营商网络覆盖率为99%，则n=1%，根据以上计算，单独使用一个运营商网络时保持正常通信的概率为99%，而采用双网双待技术，则可以将正常通信概率提高到99.99%。通过这一技术手段，可以有效提高无线信息通道的可靠性。

2利用SMS服务作为数据业务通道的补充

正常情况下，数据通信终端设备与管控平台基于移动网络进行数据通信。由于公网在某些特殊位置的数据通道质量不稳定，尤其在运输途中经过农村或者山区时，尽管网络覆盖良好，数据服务经常无法使用。在电力运输管控系统中，采用SMS服务作为数据业务通道的补充来解决这一问题。下面以GSM网络的数据业务和短信业务的关系来介绍这一技术措施的原理和可行性。GSM空中接口的信道资源既可以用于话音业务或者GPRS（通用分组无线业务GeneralPacketRadioService）业务。在信道充足时，运营商把一些信道定义为GPRS专用信道，以保证GPRS业务不被话音抢占资源，能维持更好的连续性。但发生资源争抢的时候，要为实时性要求高的话音业务保留高优先权。SMS是短信业务（ShortMessageService）的简称，通过无线控制信道进行传输，经短信中心完成存储和转发，每个短信容量限制为140个字节。与GPRS相比，短信发送的数据包更小，占用空闲的控制信道资源，需要的无线资源少，对网络质量要求不高，是一种更可靠的信息传递业务。在收发数据量不大的条件下可以作为数据业务的替代方案。电力设备运输质量实时监控系统中，在数据信道无法及时传送信息或者发生其它故障时，数据通信终端设备通过短信息业务上报关键的管控信息，短信传输成为数据业务中断时一个良好的通信备份方案，也有效提高了系统的可用性。

3利用存储重发机制保障数据完整性

数据通信终端设备通过移动网络与管控中心进行通信，如果数据业务中断，则使用短信业务进行交互；如果当前的移动网络中断，就切换到另一个网络进行交互。以上两种技术措施从移动通信技术的角度最大限度保障通信的连续性。但是，如果发生更极端的情况：两个移动通信网络都无法提供服务，此时数据通信设备无法实时向管控中心上报消息。在这种情况下，电力设备运输质量管控系统设计使用了存储重发机制保障数据完整性。其工作流程如图2所示。图2本地存储重发流程图利用存储重发机制，系统能够保证在通信中断时能够及时保存无法实时发送的运输质量信息。即使发生长时间没有网络的极端恶劣通信环境，也依然可以保存全程的质量数据以备查询。当无线通信网络业务恢复时，数据通信终端设备立即将存储信息发送给管控平台，将监控的实时性损失降到最低。

4在应用层通信协议中加入确认机制保障信息交付

在电力设备运输质量在线管控系统中，数据通信终端设备收集各种运输质量信息，通过移动通信网络向管控中心上报。管控中心根据需要，向数据通信终端设备下发辅助信息或者变更参数、查看状态等回控指令。这些回控指令能否被数据通信终端设备正确接收并处理，对于系统正常工作非常重要。为保障在无线信道上的信息交付，在应用层协议中对回控指令加入了确认机制。如果管控中心没有在约定时间收到回控指令的确认，就会再次重复下发，直至收到确认。如果超过预定的时限依然无应答，系统认为与数据终端设备失去了联系，设为异常状态，并启动相应的预警流程。在数据通信终端设备和管控中心的应用层通信中加入指令确认机制，可以及时发现通信故障，系统的预警机制可以迅速反应，有效地控制了通信中断故障时间，减少由此带来的风险和损失。

5综合多种加密技术保障移动通信环境下的信息安全

5.1移动通信的加密和鉴权技术

[6]在GSM网络通信中，移动终端、SIM卡、BTS基站、MSC交换机、数据库HLR、鉴权AUC等全部网络设备都需要参与加密算法、密钥鉴权的流程，其中涉及到两种密钥、三种鉴权算法。GSM移动网络的结构设计和加密算法全员参与保障了无线网络通信的机密性、完整性和认证性。由于移动用户与移动网络是通过无线信道进行通信的，空中接口部分成为危险威胁的一部分。为此，移动通信网络利用TMSI识别码识别用户，利用用户语音信息编码加密保护空中传播时的信息安全。用户的语音信息进行数字化后，要继续进行编码、交织和调制三个步骤再送无线发射器发射。编码过程可以改善无线传输质量；调制是为了便于无线发射和传输；交织过程通过把数字化信息打散，重新组合，将有序信息离散化、随机化，提高了非法破译信道信息的难度，增强了信息的机密性。

5.2应用层加密技术

在系统通信过程中，有两个关键部分是需要加强安全防护的，一是登录管控中心服务器时的用户名和密码的机密性；二是数据通信终端设备向管控中心提交的数据内容的保密性和完整性。移动通信的信号传播途径一部分在空中，会受到天气、电磁等干扰。为加固对这两种信息的安全保护，系统采用了HTTPS通信协议。HTTPS通信协议可以保证：客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到；加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文；客户端到服务端的通信是安全的。电力设备运输质量在线管控系统的管控中心服务器采用HTTPS协议，可以保障用户名和密码的保密性以及数据通信终端上报信息内容的安全。

6结语