时间:2023-03-01 16:19:30
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这种技术是一种面向连接宽带的交换技术,是传统分组交换技术和电路交换技术的延伸和发展。该技术是使用定长分组把语音和图像等信息分解成固定长度53b的信息,定长分组就是信元。作用机制是将信元作为单位进行复接、传输、交换,获得了空信元就可以插入信息,且插入的位置可以是随意的,然后进行信息传输。这种技术的优点是能进行无连接传输,有助于宽带高速交换,简化了网络协议和功能等。主要业务有互联局域网、虚拟局域网组建、支持无连接数据通信业务、支持帧中继业务等。
1.2光交换技术
这是建立在光纤介质上的交换技术,可以分为波分光交换技术、时分光交换技术和空分光交换技术。波分光交换技术的基础是波分复用技术,能开展超大容量的数据传输,采用的方法是波长变换和波长选择。该技术分别有N条输入和输出管线,且每条光纤都是借助波分复用技术有n个波长的载波信号,并在每个复用器之间实现N路光纤的n个波长信号交换的。时分光交换技术的基础上时分复用技术,原理是时隙互换。时分复用技术是将时间化成好多帧,将每个帧划分成N个长度一样的时隙,并将时隙分别分给N个信号,最后将N个信号复接到一条光纤上的传输技术。空分光交换技术的基础是光开关技术,通过光开关技术把光信号的传送通路进行变化,达到传输的目的。此外,光交换技术还有一种是对上述三个技术的组合,形成组合光交换技术。组合光交换技术主要是由光开关阵列和波分复用器组成的。
2强化交换技术在现代数据通信中作用的建议
在现代数据通信中,选择并使用合适的交换技术是至关重要的,尤其是对提高数据通信质量有直接影响。要想充分发挥交换技术在现代数据通信中的作用,很重要的一个衡量指标是要确保数据通信的可靠性和有效性,即保障数据通信质量。为了强化换技术在现代数据通信中的作用,提高数据通信质量,必须做到以下几点。
(1)制定科学合理的通信协议。即要尽量减少数据包的长度,可以使用长度字节来对数据包长度进行标志;已经制定好的通信协议要经过多次验证,提高有效性;可以采用合理的帧进行同步标志。
(2)最大程度的降低波特率相对误差。
(3)合理使用软件抗干扰技术。软件抗干扰技术是一种单片机系统的自身防御,系统中控制程序代码必须要不被损坏是该技术的使用前提。
交换设备是人类信息交互中的重要实施,在相互通信中起着立交桥的作用。交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术,以及控制技术的发展而螺旋型发展。从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换,交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。人们对可视电话、可视图文、图象通信和多媒体等宽带业务的需求,也将大大地推动异步传输技术(ATM)和同步数字系列技术(SDH)及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。
从交换技术的发展历史看,数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。
一、电路交换
自1876年美国贝尔发明电话以来,随着社会需求的增长和通信技术水平的不断发展,电路交换技术从最初的人工接续方式,经历了机电与电子式自动交换、存储程序控制的模拟和数字交换、第三方可编程交换等技术的变革,当前正在发展中的融合多媒体格式相互通信的软交换技术。
随着电子技术,尤其是半导体技术的迅速发展,人们在交换机内引入电子技术,这类交换机称作电子交换机。最初是在交换机的控制部分引入电子技术,话路部分仍采用机械接点,出现了“半电子交换机”、“准电子交换机”。只有在微电子技术和数字技术的进一步发展以后,才开始了全电子交换机的迅速发展。
1946年第一台电子计算机的诞生,对交换技术的发展起了巨大的影响。在20世纪60年代后期,脉冲编码调制(PCM)技术成功地应用在通信传输系统中,对通话质量和节约线路设备成本都产生了很大好处。随着数字通信与PCM技术的迅速发展和广泛应用,于是产生了将PCM信息直接交换的思想,各国开始研制程控数字交换机。1970年法国首先在拉尼翁(Lanion)成功地开通了世界上第一台程控数字交换系统,标志着交换技术从传统的模拟交换进入到了数字交换时代。程控数字交换技术采用PCM数字传输和数字交换,非常适合信息数字化应用,除应用于普通电话通信以外,并且为开通用户电报、数据传送等非话业务提供了有利条件。目前在电信网中使用的电路交换机全部为程控数字交换机,可向用户提供电路方式的固定电话业务、移动电话业务和窄带ISDN业务。
二、报文交换
报文交换方式的数据传输单位是报文,报文就是站点一次性要发送的数据块,其长度不限且可变。当一个站要发送报文时,它将一个目的地址附加到报文上,网络节点根据报文上的目的地址信息,把报文发送到下一个节点,一直逐个节点地转送到目的节点。
每个节点在收到整个报文并检查无误后,就暂存这个报文,然后利用路由信息找出下一个节点的地址,再把整个报文传送给下一个节点。因此,端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文在每个节点的延迟时间,等于接收报文所需的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和。
三、分组交换
分组交换是交换技术发展的重要成果,代表着网络未来演进的方向。分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。分组交换技术使用统计复用,与电路交换相比大大提高了带宽利用率。这要求在交换节点使用存储转发,从而导致掉队现象的发生。因此,分组交换全引入不固定的延迟的概念。分组交换网络主要有面向连接和无连接两种方式.分组网络包含3个功能面,分别是数据面、控制面和管理面。数据面负责分组转发,因此需要高性能的实现。目前主要的分组交换网包括面向连接的X.25、帧中继、ATM、MPLS以及无连接的以太网、CP/IP网络。
分组交换网有两种主要的形式:面向连接和无连接。对于分组交换技术来说,面向连接的网络与电路交换类似,也需要通过连接建立过程在交换机中分配资源;但由于它采用统计复用,所分配的资源是用逻辑标号来表示的。自分组交换技术出现以来,已经有多种分组交换网投人运行。电信领域最早提出的是X.25网络,但由于它协议复杂,速度有限,逐渐被性能更好的网络如帧中继代替。帧中继网络可以认为是X.25的改进版本,它简化了协议以提高处理效率。
计算机领域的一个侧重点是局域网,即小范围、小规模的网络,用于互连办公室内的计算机。目前以太网已成为占统治地位的局域网技术。
在20世纪90年代中后期,因特网获得较大发展,规模持续扩大,对核心路由器吞吐量的要求也越来越高。由于路由器对IP分组进行转发时路由表的查找比较复杂,转发速度受到很大限制。前面指出,面向连接网络使用逻辑子信道标号进行转发表查找,速度是很快的。人们结合ATM技术在这方面的优点,提出将核心网络改为使用类似于ATM的交换机,而只在边缘网络使用路由器的IP交换技术,最终发展为多协议标记交换(MPlS)。然而,在随后的几年中,提出了多种实用的高速路由查找方法,使其不再成为瓶颈。此时,MPLS最大的优点就是流量工程(TramcEn小needng)能力,即人为控制分组流向。但是由于目前高速路由器还能够很好地工作,MPLS技术并没有被广泛使用。
四、综合业务数字交换
综合业务数字网是集语音、数据、图文传真、可视电话等各种业务为一体的网络,适用于不同的带宽要求和多样的业务要求。异步传输模式ATM(AsynchronousTransferMode)就是用于宽带综合业务数字网的一种交换技术。ATM是在分组交换基础上发展起来的。它使用固定长度分组,并使用空闲信元来填充信道,从而使信道被等长的时间小段。由于光纤通信提供了低误码率的传输通道,因而流量控制和差错控制便可移到用户终端,网络只负责信息的交换和传送,从而使传输时延减小。所以ATM适用于高速数据交换业务。
随着通信技术和通信业务需求的发展,迫使电信网络必须向宽带综合业务数字网(B—ISDN)方向发展。这要求通信网络和交换设备既要容纳非实时的数据业务,又要容纳实时性的电话和电视信号业务,还要考虑到满足突发性强、瞬时业务量大的要求,提高通信效率和经济性。在这样的通信业务条件下,传统的电路交换和分组交换都不能够胜任。电路交换的主要缺点是信道带宽(速率)分配缺乏灵活性,以及在处理突发业务情况下效率低。而分组交换则由于处理操作带来的时延而不适宜于实时通信。因此,在研究新的传送模式时需要找出两全的办法,既能达到网络资源的充分利用,又能使各种通信业务获得高质量的传送水平。这种新的传送模式就是后来出现的“异步转移模式”(ATM)。
ATM是在光纤大容量传输媒体的环境中分组交换技术的新发展。在大量使用光缆之前,数字通信网中的中继线路是最紧张也是质量最差的资源,提高线路利用率和减少误码是最着重考虑的事情。光缆的大量使用不仅大大增加了通信能力,而且也大大提高了传输质量。这使得人们逐渐倾向于宁可牺牲部分线路利用率来减少节点的处理负担。
与此同时,人类对于通信带宽的需求日益增加。特别是传送图像信息和海量数据,已经使人们对于数据通信的速率由过去的几千比特/秒增加到几兆比特/秒。这样,节点的处理能力成了数据通信网中的“瓶颈”。ATM对于节点处理能力的要求远低于分组转送方式,更能适应现代的这种环境。
ATM方式中,采用了分组交换中的虚电路形式,同时在呼叫建立过程中向网络提出传输所希望使用的资源,网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。可以说,ATM方式既兼顾了网络运营效率,又能够满足接入网络的连接进行快速数据传送的需要。
五、计算机网络数据交换技术发展的展望
近年来。以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构,并且随着信息社会的到来,人们的日常生活、学习工作已经离不开网络,这导致了人类社会对网络业务需求急剧增长,并且对网络也提出了更高的要求,不仅要提供话音、数据、视频业务,也要同时支持实时多媒体流的传送,并且要求网络具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代网络应是—个能够屏蔽底层通信基础设施多样性,并能提供一个统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务平台,能够支持快速灵活地开发、集成、定制和部署新的网络业务。
下一代网络将是—一个以软交换为核心、光网络为基础、分组型传送技术的开放式的融合网。软交换的出现,可通过一个融合的网络为用户同时提供话音、数据和多媒体业务,实现国际电联提出的“通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝融合,构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路,使人类能在任何时间和地点,以一种可以接受的费用和质量,安全的享受多种方式的信息应用”的目标。
参考文献:
交换设备是人类信息交互中的重要实施,在相互通信中起着立交桥的作用。交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术,以及控制技术的发展而螺旋型发展。从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换,交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。人们对可视电话、可视图文、图象通信和多媒体等宽带业务的需求,也将大大地推动异步传输技术(ATM)和同步数字系列技术(SDH)及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。
从交换技术的发展历史看,数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。
一、电路交换
自1876年美国贝尔发明电话以来,随着社会需求的增长和通信技术水平的不断发展,电路交换技术从最初的人工接续方式,经历了机电与电子式自动交换、存储程序控制的模拟和数字交换、第三方可编程交换等技术的变革,当前正在发展中的融合多媒体格式相互通信的软交换技术。
随着电子技术,尤其是半导体技术的迅速发展,人们在交换机内引入电子技术,这类交换机称作电子交换机。最初是在交换机的控制部分引入电子技术,话路部分仍采用机械接点,出现了“半电子交换机”、“准电子交换机”。只有在微电子技术和数字技术的进一步发展以后,才开始了全电子交换机的迅速发展。
1 9 4 6年第一台电子计算机的诞生,对交换技术的发展起了巨大的影响。在20世纪60年代后期,脉冲编码调制(PCM)技术成功地应用在通信传输系统中,对通话质量和节约线路设备成本都产生了很大好处。随着数字通信与P C M技术的迅速发展和广泛应用,于是产生了将P C M信息直接交换的思想,各国开始研制程控数字交换机。1970年法国首先在拉尼翁(Lanion)成功地开通了世界上第一台程控数字交换系统,标志着交换技术从传统的模拟交换进入到了数字交换时代。程控数字交换技术采用PCM数字传输和数字交换,非常适合信息数字化应用,除应用于普通电话通信以外,并且为开通用户电报、数据传送等非话业务提供了有利条件。目前在电信网中使用的电路交换机全部为程控数字交换机,可向用户提供电路方式的固定电话业务、移动电话业务和窄带ISDN业务。
二、报文交换
报文交换方式的数据传输单位是报文,报文就是站点一次性要发送的数据块,其长度不限且可变。当一个站要发送报文时,它将一个目的地址附加到报文上,网络节点根据报文上的目的地址信息,把报文发送到下一个节点,一直逐个节点地转送到目的节点。
每个节点在收到整个报文并检查无误后,就暂存这个报文,然后利用路由信息找出下一个节点的地址,再把整个报文传送给下一个节点。因此,端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文在每个节点的延迟时间,等于接收报文所需的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和。
三、分组交换
分组交换是交换技术发展的重要成果,代表着网络未来演进的方向。分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。分组交换技术使用统计复用,与电路交换相比大大提高了带宽利用率。这要求在交换节点使用存储转发,从而导致掉队现象的发生。因此,分组交换全引入不固定的延迟的概念。分组交换网络主要有面向连接和无连接两种方式.分组网络包含3个功能面,分别是数据面、控制面和管理面。数据面负责分组转发,因此需要高性能的实现。目前主要的分组交换网包括面向连接的X.25、帧中继、ATM、MPLS以及无连接的以太网、CP/IP网络。
分组交换网有两种主要的形式:面向连接和无连接。对于分组交换技术来说,面向连接的网络与电路交换类似,也需要通过连接建立过程在交换机中分配资源;但由于它采用统计复用,所分配的资源是用逻辑标号来表示的。自分组交换技术出现以来,已经有多种分组交换网投人运行。电信领域最早提出的是X.2 5网络,但由于它协议复杂,速度有限,逐渐被性能更好的网络如帧中继代替。帧中继网络可以认为是X.2 5的改进版本,它简化了协议以提高处理效率。
计算机领域的一个侧重点是局域网,即小范围、小规模的网络,用于互连办公室内的计算机。目前以太网已成为占统治地位的局域网技术。
在2 0世纪9 0年代中后期,因特网获得较大发展,规模持续扩大,对核心路由器吞吐量的要求也越来越高。由于路由器对I P分组进行转发时路由表的查找比较复杂,转发速度受到很大限制。前面指出,面向连接网络使用逻辑子信道标号进行转发表查找,速度是很快的。人们结合ATM技术在这方面的优点,提出将核心网络改为使用类似于A T M的交换机,而只在边缘网络使用路由器的I P交换技术,最终发展为多协议标记交换(MPlS)。然而,在随后的几年中,提出了多种实用的高速路由查找方法,使其不再成为瓶颈。此时,MPLS最大的优点就是流量工程(Tramc En小needng)能力,即人为控制分组流向。但是由于目前高速路由器还能够很好地工作,MPLS技术并没有被广泛使用。
四、综合业务数字交换
综合业务数字网是集语音、数据、图文传真、可视电话等各种业务为一体的网络,适用于不同的带宽要求和多样的业务要求。异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)就是用于宽带综合业务数字网的一种交换技术。A T M是在分组交换基础上发展起来的。它使用固定长度分组,并使用空闲信元来填充信道,从而使信道被等长的时间小段。由于光纤通信提供了低误码率的传输通道,因而流量控制和差错控制便可移到用户终端,网络只负责信息的交换和传送,从而使传输时延减小。所以A T M适用于高速数据交换业务。
随着通信技术和通信业务需求的发展,迫使电信网络必须向宽带综合业务数字网(B—ISDN)方向发展。这要求通信网络和交换设备既要容纳非实时的数据业务,又要容纳实时性的电话和电视信号业务,还要考虑到满足突发性强、瞬时业务量大的要求,提高通信效率和经济性。在这样的通信业务条件下,传统的电路交换和分组交换都不能够胜任。电路交换的主要缺点是信道带宽(速率)分配缺乏灵活性,以及在处理突发业务情况下效率低。而分组交换则由于处理操作带来的时延而不适宜于实时通信。因此,在研究新的传送模式时需要找出两全的办法,既能达到网络资源的充分利用,又能使各种通信业务获得高质量的传送水平。这种新的传送模式就是后来出现的“异步转移模式”(ATM)。
A T M是在光纤大容量传输媒体的环境中分组交换技术的新发展。在大量使用光缆之前,数字通信网中的中继线路是最紧张也是质量最差的资源,提高线路利用率和减少误码是最着重考虑的事情。光缆的大量使用不仅大大增加了通信能力,而且也大大提高了传输质量。这使得人们逐渐倾向于宁可牺牲部分线路利用率来减少节点的处理负担。
与此同时,人类对于通信带宽的需求日益增加。特别是传送图像信息和海量数据,已经使人们对于数据通信的速率由过去的几千比特/秒增加到几兆比特/秒。这样,节点的处理能力成了数据通信网中的“瓶颈”。A T M对于节点处理能力的要求远低于分组转送方式,更能适应现代的这种环境。
A T M方式中,采用了分组交换中的虚电路形式,同时在呼叫建立过程中向网络提出传输所希望使用的资源,网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。可以说,A T M方式既兼顾了网络运营效率,又能够满足接入网络的连接进行快速数据传送的需要。
五、计算机网络数据交换技术发展的展望
近年来。以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构,并且随着信息社会的到来,人们的日常生活、学习工作已经离不开网络,这导致了人类社会对网络业务需求急剧增长,并且对网络也提出了更高的要求,不仅要提供话音、数据、视频业务,也要同时支持实时多媒体流的传送,并且要求网络具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代网络应是—个能够屏蔽底层通信基础设施多样性,并能提供一个统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务平台,能够支持快速灵活地开发、集成、定制和部署新的网络业务。
下一代网络将是—一个以软交换为核心、光网络为基础、分组型传送技术的开放式的融合网。软交换的出现,可通过一个融合的网络为用户同时提供话音、数据和多媒体业务,实现国际电联提出的“通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝融合,构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路,使人类能在任何时间和地点,以一种可以接受的费用和质量,安全的享受多种方式的信息应用”的目标。
参考文献:
Internet的发展使Web化的教学办公自动化成为发展的趋势。利用XML(extensibleMarkupLanguage)可方便地实现信息的共享。
1、XML信息交换技术
1.1XML信息交换的类型
XML定义了应用间传递数据的结构,这种结构的描述是一种简单的、能够用通用编辑器读取的文本。利用这种机制,可以制订底层数据交换的规范,而各模块之间传输的数据将是规范的符合既定规则的数据。从应用的角度来看,XML信息交换大致可分为几种类型:数据、数据集成和交易自动化。
1.2XML数据存取机制
XML数据源从应用角度可分为3种:①XML纯文本文档;②关系型数据库。最适合于当前最为流行的基于3层结构的应用开发;③来源于其它各种应用数据,如邮件、目录清单等。图1为典型的XML数据存取机制。
1.3XML在数据库中的应用模式
XML在数据库中的应用模型需要借助3层架构来实现。这种模式下,在用户接口层,利用(I石或XSL技术,XML可实现基于Web浏览器的多样式可视化显示。而中间层则需要有一个程序运行于其中,通过它来访问数据库管理系统中的数据和输出XML文档。另外,这种程序还可以进行双向的基于事件的数据更新,也就是说.客户端的数据变化(如数据的插人、删除、修改等)可以通过程序反映到底层数据库,而数据库的更新也能够通知到客户端。同时在传输过程中的数据都是已经XML化了的。通过中间层的程序,可获取的数据来源可以不必局限于某台固定的数据库服务器.而可以是分布于企业内,甚至于遍及全球各地的数据库服务器。另外,借助于XMLSchema,开发者能更为精确地描述和交换数据。
XML提供了一种连接关系数据库和面向对象数据库以及其它数据库管理系统之间的纽带见图2。XML文档本身是一种由若干节点组成的结构,这种特点使得数据更适宜于用面向对象格式来存储,同时也有利于面向对象语言(C++,Java等)调用XML编程接口访问XML节点。关系数据库和面向对象数据库首先需要将数据从数据库中提取出来,经过转换或直接以XML数据形式到网上(局域网或Internet网),然后相互交换数据,经应用层系统处理后再转存人库。
1.4XML数据交换技术
不同的编程语言和脚本语言需要不同的SQLAPI和XML语法分析器组合。
2、XML的应用过程
2.1显示XML
文档本身只描述数据内容,它的显示功能由样式单来完成。使用独立的样式单文件制定显示格式的一大优势在于:对同一份数据文件可以制定不同的样式风格,应用在不同的场合,使数据能够更合理、更有针对性地表现出来,提高了数据的重用性。
目前,W3C正式推荐的样式单标准有两种:①层叠样式单CSS(CascdingStyleSheets);②可扩展样式单语言XSL。
XSL利用模式匹配的方法,选择XML文档中需要处理的元素/属性,再针对这些特定的对象制定相应的转换规则。借助XSL,还可添加新的元素/属性,对所有元素/属性进行重新排序、循环处理、条件判断等程序化的控制,使其适应各种复杂的需求。
在XML文档中引用XSL的格式为:
<?}unl一stylesheettype="text/xsl"href="applymentxsl"?>
2.2绑定XML
Web服务器与客户机之间的数据传递方式有3种:H''''1''''ML页面、XML文档以及XML数据岛。其中,XML数据岛通过特定的标签把XML数据直接嵌入到HTML文档中。采用数据岛作为交互手段,不仅可以使数据具备一定的语义信息,同时还能保持HTML原有的一些特色,如利用用户端脚本程序实现动态信息交换等。
XML数据岛的实现方法是在H''''I''''ML文档中使用<XML>标签。代码的嵌入方式有两种:直接嵌入(如例1)和外部引用(如例2)。
例1:
<XMLID="MyXMLData">
<?xmlversion=“0"?>
……XMLdefinitions……
</XML>
例2:
<XMLID="MyXMLData"SRC=“mi-croeoft,corn/MyXMLData.xml">
</XML>
2.3访问XML
DocumentObjectModel(文档对象模型)简称为DOM,是对Web文档进行应用开发、编程的应用程序接口(API),是W3C公布的一种跨平台的、与语言无关的接口规范。
DOM采用对象模型和一系列的接口来描述XML文档的内容和结构,即利用对象把文档模型化。这种对象模型实现的基本功能包括:①描述文档表示和操作的接口;②接口的行为和属性;③接口之间的关系以及互操作。
DOM对结构化的XML文档进行解析,文档中的指令、元素、实体、属性等所有个体都可以用对象模型表示。整个文档的逻辑结构类似一棵树,生成的对象模型就是树的节点,每个对象同时包含了方法和属性。
利用DOM,可进行动态地创建XML文档、遍历结构、添加/修改/删除内容等操作。DOM面向对象的特性,使人们在处理和XML解析相关的事务时节省大量精力,是一种符合代码重用思想的强有力编程工具。
2.4验证XML
格式正确是对XML文档最基本的要求。XML文档必须严格遵守语法规范,同时,XML文档还应当符合语义方面的规范,即是“有效的”。对XML文档有效性的检查称为对XML的“验证”(Validation)。
3、在招生中的应用
招生报名系统常采用下载表格的方式人工填写,而校方则需要将回馈的表格再一一输入到数据库中,这样大大降低了工作的效率,不利于数据的管理和共享。采用XSL技术的网上报名表见表1。
随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进,三层交换机在比较大型的局域网中应用越来越广泛。三层交换技术实质就是二层交换技术+三层转发技术,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。应用第三层交换技术即可实现网络路由的功能,又可以根据不同的网络状况做到最优的网络性能。
我们所说的三层交换机就是核心核心层交换机、汇聚层交换机、接入层交换机。同样作为交换机,核心层,汇聚层,接入层这三层交换机在网络中扮演的角色是不一样的。
网络主干部分称为核心层,核心层的主要目的在于通过高速转发通信,提供优化,可靠的骨干传输结构,因此核心层交换机应拥有更高的可靠性,性能和吞吐量。接入层目的是允许终端用户连接到网络,因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。接入交换机是最常见的交换机,它直接与外网联系,使用也最广泛。汇聚层交换机和核心层交换机的作用与接入交换机不同,在网络体系中,汇聚交换机它们承担了网关和三层路由转发功能的重担。
在我校网络建设初期,采用二层交换技术的网络架构,如图
从图中我们可以看到,核心交换机采用二层交换技术,在原先只有100多台工作站的情况下,网络性能较理想。后来随着学校规模的加大,网络规模也在不断扩大,工作站增加到500多台时,网络性能明显下降,在高峰期网络整体速度缓慢,用网管软件分析,发现网络中广播包所占比例很大。另外,对于这种网络,很容易发生诸如网卡故障等原因引起的网络广播风暴,而且一旦发生广播风暴,很难查找故障点,网络维护工作量很大。
在学校领导的支持下,我们进行了网络改造和设备升级,建立了三层交换机技术的网络架构。如图
从图中我们可以看到,在整个校园网中,形成了一个三层交换的网络:接入层,汇聚层和核心层。是以s8505做核心交换机,三台s6502做汇聚交换机,(底层)下面是三层交换机做楼宇接入,最下面是的二层交换机用来做楼层或单元的接入,这样搭建的三层交换体系能够最大限度的充分利用交换机的背板带宽,以及应对突发性网络节点故障,通过各个Vlan的划分,较好的解决网络中的可管理性。
接入层是直接面向用户连接或访问网络的部分,也是我们最常见到的交换机,一般用在办公室,在网口不够的情况下接入多台计算机。在这张图中,就是我们各个计算机终端。。。
在汇聚层,考虑到我校的实际情况,在整个学校得局域网内部,以楼层或者单元为单位,分成三个基于MAC地址的VLAN:信息大楼(包含机房)、办公教学区、教工宿舍区,通过各自的汇聚交换机对VLAN进行划分,汇聚交换机处理来自接入层设备的所有通信量,然后通过光纤接入核心交换机,并提供到核心层的上行链路,这样将本地数据交换机流量在本地的汇聚交换机上交换,减少核心层的工作负担。在实际工作中,各个VLAN之间相互独立,杜绝了广播信息的不安全性。
核心相当于一个出口或总汇总,主要目的在于通过高速转发通信,提供可靠的骨干传输结构,因此核心层交换机应拥有更高的可靠性,性能和吞吐量。
对比原有的网络,我们会发现,通过交换机汇聚,我们技术改造后的网络有了更大的优势,变现在
1 大幅度提高了网络速度。
通过将多个低带宽端口捆绑成一条高带宽链路,带宽相当于组内的端口的带宽总和,增加了网络带宽;同时增加了数据冗余,只要组内不是所有的端口都down掉,两个交换机之间仍然可以继续通信,实现链路负载平衡,可以在组内的端口上配置,使流量可以在这些端口上自动进行负载均衡,避免链路出现拥塞现象,也防止单条链路转发速率过低而出现丢包的现象。
2 灵活的管理。
划分VLAN后,广播域缩小,有利于改善网络性能,能够将广播风暴控制在一个VLAN内部,同时使网络管理趋于简单。VLAN是在一个有多台交换机的局域网中统一设定的,这使得用户可以不受所连交换机的限制,不论用户节点移动到局域网中哪一台交换机上,只要仍属于原来的虚网,则应用环境没有任何改变。3 增加了网络的安全性
通过VLAN的划分,不同VLAN的数据不能自由交流,需要接受第三层的检验,提高了网络安全性,在一定程度上加强了虚网间的隔离,使学校办公区和家属区互不干涉。
三层交换机也具有访问列表的功能,可以实现不同VLAN间的单向或双向通讯。可以通过列表中进行设置,限制用户访问特定的IP地址,这样学校就可以禁止学生访问不健康的站点。。
访问列表不仅可以用于禁止内部用户访问某些站点,也可以用于防止校园网、城域教育网外部的非法用户访问校园网、城域教育网内部的网络资源,从而提高网络的安全。
4可扩充性
三层交换机设置在连接多个子网时,子网只是与第三层交换模块建立逻辑连接,不像传统外接路由器那样需要增加端口,并且也能够满足学校3~5年网络应用快速增长的需要。
经过网络改造和设备升级,通过建立VLAN,使用汇聚交换机技术,实现了“ 一次路由,多次交换”,更大限度的利用了网络资源,实现了负载平衡,减少了网络广播信息,从而提高了网络运行速度,同时为我校以后的长且网络建设预留了端口。
一、引言
产学研信息平台是指采用计算机、网络等现代信息技术构筑开放的产学研网络平台。通过对产学研各个环节的相关信息进行采集、、分类、控制和管理,满足企业、学校和相关行业对信息的需求。目前,高校与企业产学研合作过程出现了信息不对称,技术需求和技术供给不能有效对接等问题,高校大量科研成果还停留在论文和高校的科研院所的实验室里,一些学校的教师反映,他们愿意参与产学研结合工作,但苦于得不到技术输出方面的信息。而对于企业来说,他们需要技术,因为没有灵活的技术来源渠道而找不到合适的技术。
在加拿大,为了增加中小企业获得信息的渠道,让企业知道在哪里可获取相应的技术,加拿大产业部就把高校研究机构和研究领域放在网上,方便企业查找;还有一些国家和地区,积极扶植技术中介,让技术中介负责推广技术,并将企业的需求及时反馈给高校和科研院所。
二、高职学院产学研信息平台建设的关键技术
长沙环境保护职业技术学院2006年在教育部人才培养工作水平评估中被认定为“优秀”等级,2009年被确定成为湖南省示范性高等职业学院立项建设单位,是目前国内唯一一所以专门培养高素质技能型环保一线人才为宗旨的高职学院。学院目前有环境影响评价技术服务中心、分析测试中心、湖南省清洁生产审核中心、环境工程治理技术中心、生物技术研发与食品检测中心、环境监测技术研究所、环境科学技术研究所等科研机构,还有一个环保职教集团和校友会平台。在环保专业领域,学院科研处于全国先进水平,因些如何利用这些优秀资源为产业服务,与企业进行深度合作,形成一个“人才共育、过程共管、责任共担、成果共享”的紧密型合作办学机制成为一个摆在目前急需解决的一个重要议题。
1.平台的功能与应用层面。产学研公共信息平台应实现如下基本功能:最新环保行业研究技术等信息资源的整合与共享;学院科研项目成果信息;企业、政府、学院科研项目的信息沟通。
2.总体结构设计。产学研信息平台的系统结构如下:
产学研信息平台由数据采集接口、平台数据库、数据处理模块、企业接口模块、信息模块五部分组成。各部门业务系统如环评系统、分析测试中心系统、清洁生产审核中心业务系统等,通过数据采集接口模块与平台相连,数据处理模块是整个平台的核心,这一部分是连接数据库和外部系统之间的纽带。平台数据库存放产学研平台数据,它的数据来源是各个部门业务系统里的数据。企业接口模块主要处理企业与平台之间的安全连接。WEB用户通过信息模块来浏览平台信息。
3.平台关键技术。(1)数据存储采集技术。产学研信息平台的数据库管理软件可以选择SQL Server 2005或者Oracle。原因有二:首先,平台数据库要集中多个业务系统数据库的数据,必须具备大容量和可扩展的高性能处理能力。SQL Server 2005和Oracle采用了RAC( Real Application Clusters) 集群等新技术,配合分区技术、海量存储设备技术,即使是10TB 级别的单一数据库也完全可以轻松实现。另外,两个软件都具体ETL ( Extract Transform Load)功能,即数据抽取加载转换功能,主要用途是提取数据、转换数据并将它们写入到目的地,能把各个业务系统数据库的有用的数据加载到平台数据库中。
长沙环境保护职业技术学院产学研信息平台采用SQL Server 2005数据库管理软件,数据库名称为CanXueYan.mdf,如下图2所示,数据库服务器放在学院网络中心,网络中心以百兆光纤连接学院各个部门,从而保证了数据传输速度。
在数据采集方面,SQL Server 2005中提供的SQL Server 集成服务( SQL Server Integration Services, 即SSIS) 是一种优秀的ETL 工具,使用SSIS 平台可以生成高性能数据集成解决方案。它的主要步骤是:①设计源表,建立目的表和字段映射关系;②确定字段的计算法则;③实现数据流任务设计。源和目的数据库的映射关系具有层次结构,主要有实体映射、表映射和字段映射。在源库和目的库结构已建好的情况下,一般只需考虑表映射和字段映射。当源表中字段抽取出来不能直接迁移到目的表中, 而需要进行一系列的变换和运算时, 就要使用运算法则, 这种情况称为数据转换。在SSIS 工具中,数据流任务设计过程是以可视化方式使用数据流组件构建数据迁移的运行体系结构。
(2)异构平台数据交换技术。平台数据库存放企业各个部门之间常用的数据。这些数据是存在不同的操作系统和不同的数据库管理工具里,也就是我们所说的异构平台。这就涉及到到数据库之间的数据转换问题。目前,实现异构平台数据交换的技术主要是基于XML的技术。XML 是可扩展标志语言( eXtensible Markup Language) 的简称,已经为Web 应用标准之一。XML 具有强大的数据表现能力, 能够以简单的形式表达复杂的数据,可以根据用户的需要进行扩展。尤为重要的是,XML具有强大的自描述能力,同时实现了数据与表现形式的分离,这些特点决定了XML 能够作为数据交换中的媒介,从而实现异构系统的信息交换。
长沙环境保护职业技术学院现有多个信息系统,如环评系统,分析中心系统等,各个系统的数据库格式不统一,有的采用MySQL,有的采用简单的Acess 2003,为了能在这些系统中互相传输数据、交换数据必须采用一种“中间桥梁”——即XML技术,如下图3,XML本身不用来当作最终存储数据库,它只是起到中间数据交换作用,通过XML技术,系统A与系统B能实现数据交换。
目前基于XML的异构平台数据交换技术方法主要分为二类:目前经常采用的异构数据转换方法可以分为两类:基于模板的转换和基于模型的转换。前者只能用于在关系数据库和XML文档之间传递数据,它不需要预先定义XML文档模式和数据库模式间的映射关系,而是直接将命令语句(如SQL语句)嵌入XML模板中,由专门的数据传输中间件来执行该模板,获得的执行结果用来替换模板中对应的命令语句部分,从而得到结果XML文档;后者则使用某种数据结构在XML文档模式和数据库模式间建立对应关系,进而进行数据的转换。
(3)平台程序开发技术。产学研信息平台编程语言可以用面向对象开发语言,如.NET平台上的C#,这种语言在开发B/S系统方面非常快捷方便。还有整个信息平台的框架可以采用MVC模式,即Model-View-Controller",中文翻译为"模型-视图-控制器"。如果你用编程的话,在ASPX页面中开发用户接口来实现视图,控制器的功能在逻辑功能代码(.cs)中实现,模型通常对应应用系统的业务部分。
长沙环境保护职业技术学院信息平台采用B/S系统框架,程序开发语采用.NET平台上的C#,平台的登录界面如下图4所示:
三、总论
构造产学研信息平台,使学校企业双方能加强合作、优势互补、平等互利、共同发展。对学校而言,能使学校能主动了解企业行业对技术的需求,充分发挥学校人才和实验室优势,有针对性地展开合作。对企业而言,能及时了解行业新技术成果动态,从而引进一些高科技含量的项目,来解决一些企业生产过程中的技术难题。
参考文献:
[1]胡黄聊等.高校产学研结合的思考[J].实验室研究与探索,2011,3(2):158~159.
[2]张冠文.创建产学研平台 打造高职教育特色[J].中国高教研究,2005,4(5):62~64.
[3]张亮.创建产学研平台 打造科技创新企业[J].中国高校科技,2011,6(8):29~30.
[4]飞等.SSIS 在异构数据库间数据迁移的应用研究[J].长江大学学报,2008,5(3):62~63.
[5]黎海生.基于XML高校电子政务数据交换平台的研究与设计[J].科技广场,2006,4(3):73~75.
一、引言
随着科学技术的飞速发展,国内外各高校图书馆之间的交流合作不断深化、师生员工对于知识的需求多元化,迫使各高校图书馆集中科研力量开发新型借阅系统、利用新兴网络技术建设一个既能满足当前应用又能满足长远发展需求的数字图书馆网络平台。但是在建设数字图书馆的过程中很多高校遇到了一些问题:电子书商基于对产品版权的保护,在电子资源中设置数字版权(DRM),限制了访问的IP地址范围,这与师生员工利用公共网络帐号(网络运营商提供的动态分配IP地址的上网帐号)访问校园内网(专用网络)的电子资源的权限冲突,导致师生员工无法检索需要的信息资料,直接造成许多图书馆电子资源的闲置和浪费,使得投入和产出不成正比,影响了数字图书馆的合理化建设。面对这种情况,VPN技术为我们提供了一套可管理、可认证、安全的远程访问电子资源的解决方案。
二、VPN技术简介
1.VPN简述
VPN(Virtual Private Network)可译为“虚拟专用网”。它并不是一个新名词,因为在电信服务的电话网络中早就提出了VPN的概念。VPN不是真的专用网络,但是却能实现专用网络的功能。因特网工程技术委员会(IETF)对的VPN的解释是:通过公共网络建立一个临时的、安全的、私有的点对点连接,通过对网络数据的封包和加密传输,从而实现在公网上传输私密数据,并达到私有专用网络的安全级别。VPN网络的认证机制很好的保护了用户收发数据的完整性、准确性,避免收发的数据不相符;而且VPN技术本身对网络流量能进行预测和控制,实现网络带宽的优化管理,从而避免在互联网使用高峰期造成网络堵塞,提高了数据传输的质量;另外,单位、企业很在意的经济投入也是非常的合理、节约,只要一次性购买VPN设备(包括服务器、路由器等),而不再需要增购其它的存储设备,进行重复性建设,并且VPN网络更不用考虑线路带宽的利用率和费用的问题。一旦组建好VPN网络之后只须安排一个专业技术员对其进行日常的管理维护(主要是安全管理、设备正常运行监控、配置管理、访问控制列表管理等)即可。此外,现有公共网络提供多种接入方式,如:PSTN拨号、ADSL、CableModem、小区宽带等,VPN网络也可以根据各种接入方式的信息量、实时性及通信条件等情况,分别选择不同的速率与之链接;同时,VPN网络能够支持任何类型的数据流,支持多种类型的传输媒介,满足同步传输语音、图像的需求,方便增加新的节点,增加访问用户的数量,具有很高的可扩充性能。
2.VPN关键技术
那么,VPN是采用什么技术和协议来很好的发挥它的特点的?首先我们需要了解国际标准组织制定的OSI网络模型,它把传统Internet网络分为7层:物理层、数据链路层、网络网际协议层、数据信息传送层、对话层、表示层和应用层;最底层是物理层,而最高层是应用层,VPN技术利用这个OSI模型为基础,开发出目前主流的三类Internet VPN远程安全接入技术(基于网络协议第三层的安全链接技术IPSecVPN、基于多协议的标记交换技术MPLS VPN、基于网络协议第七层的安全链接技术SSL VPN)。这些VPN技术具有类似的功能,但也存在着不同特性和各自擅长的应用取向。无论采用什么技术标准的VPN网络运用下面四种核心手段保证通信安全。
1)隧道技术(Tunneling)
隧道技术是VPN网络的基本技术,并依靠多种隧道协议来完成,例如:PPTP(点对点
隧道协议)、PPP(点对点通信协议)、L2F(数据链路层转发协议)、L2TP(数据链路层隧道协议)等。目前比较流行的隧道协议是IPSec(网络协议安全标准)与SSL(安全认证应用层标准)协议的结合,使用此协议可以很容易地建立IP层(网络协议第三层)用户的要求,也可以实现需要C/S(客户机/服务器)架构或者B/S(浏览器/服务器)架构的数据管理信息系统的要求。
2)加密&解密技术(Encryption&Decryption)
加密&解密技术是网络实时数据通信中一项比较成熟的技术,VPN可以直接利用此项技术。现行VPN使用的加密&解密技术主要有两种:对称加密(单钥加密)算法和不对称加密(公钥加密)算法。其中不对称加密算法生成的密钥用户管理方便,占用存储空间小,所以此算法是目前VPN网络中使用最为广泛的算法。
3)密钥管理&交换技术(KeyManagement)
密钥管理&交换技术是保护在公共网络上传输的私有数据流可以安全地传递密钥、识别密钥从而进行数据交换。为了使数据可以安全、准确、及时地传递,国际标准组织制定了ISAKMP、Oakley、IKE、Photuris和SKEME等密钥管理&交换协议,进而形成了现行的密钥管理&交换机制,主要有三种:KMI机制(基于传统网络)、PKI机制(基于开放网络)和SPK机制(基于大规模专用网络),最为广泛使用的是KMI机制。
4)使用者身份认证技术(Authentication)
使用者身份认证技术最常用的是用户名、口令或智能卡认证(特殊的U盘)等方式。在实际应用中,移动用户使用智能卡方式,此卡内存贮有用户登录VPN网络所要求的各项相关数据信息;远程非移动用户采用用户名与口令方式来登录,例如ADSL连接方式则在拨号时实现,如果是专线用户则在路由器中实现,此用户名与口令一般不需要登录用户来干预,所以用户访问VPN网络就如同在局域网内一样方便。
如今,VPN技术突飞猛进,又出现许多新技术元素,所以VPN技术的发展前景很广阔。而解决数字图书馆建设中的一些疑难问题就目前看来采用VPN技术是一种很高效的解决办法。
三、数字图书馆建设中几种常见(VPN)模式
在各个高校数字图书馆建设过程中,根据师生用户群的使用特点以及应用环境的不同,VPN大致可采用三种不同的解决方案:远程访问虚拟网(AccessVPN)、校园内部虚拟网(IntranetVPN)和校园扩展虚拟网(ExtranetVPN)。
1.远程访问虚拟网(AccessVPN):如果图书馆员或者师生用户需要移动或者远程访问图书馆或者图书馆开展远程教育,就可以考虑使用AccessVPN。AccessVPN通过使用与专用网络相同策略的共享基础设施(公共骨干网),提供图书馆内网和公共网络之间的安全连接。AccessVPN能使图书馆所有用户随时、随地以其所需的方式办理图书馆各种业务。
2.图书馆内部虚拟网(IntranetVPN):近年来随着高校规模的不断扩大,办学方式的不断丰富,各大高校都呈现多校区办学模式,图书馆也不例外,许多高校图书馆组建分支机构,这样就可以考虑使用IntranetVPN。IntranetVPN通过公用网服务商提供的QoS机制(能自动识别数据包并转发到对应的地址去),使图书馆与各个校区分支机构的路由器之间建立VPN安全隧道,保证图书馆各个分支机构能实时、准确的与主机构之间交换数据。论文参考网。
3.图书馆扩展虚拟网(ExtranetVPN):其实这种应用模式只是图书馆内部虚拟网的扩展,这种模式为图书馆和电子资源供应商的网站平台之间提供了一种安全的连接通道,例如电子书商提供图书馆内网远程镜像访问企业主站的安全访问模式和各高校图书馆之间的合作,就可以考虑使用ExtranetVPN。论文参考网。ExtranetVPN更多的是考虑协调和安全问题。
以上提供的几种图书馆VPN解决方案常常通过软、硬件以及辅助设备把他们结合起来使用,这样就大大丰富了VPN技术在图书馆数字化建设中的作用。
四、VPN在安徽农业大学图书馆中的应用
安徽农业大学是安徽省一所省属重点综合性大学,安徽农业大学的数字图书馆建设也采用VPN技术来实现校外公网访问校内资源,实现学校的公共资源的充分利用。
现阶段,安徽农业大学图书馆还没有分馆,所以VPN技术主要应用于校外师生用户通过公共网络访问图书馆电子资源。学校采用一家很有实力的网络技术公司的M5600 SSL VPN路由器构建VPN网络,这种VPN路由器主要采用使用者用户名认证技术保证校外师生用户通过公共网络正确访问图书馆电子资源。论文参考网。根据目前的需求可以看出,现阶段的用户群还是比较集中和狭窄的,这也是为了保护学校资源和电子书商的版权。但是,为了能在不远的将来使图书馆资源利用率达到最优化,学校购买的VPN路由器是智能化和可升级的,这样就足以保证数字图书馆建设的可持续发展。
总之,VPN的应用前景是很广阔的,不仅仅是解决公共网络访问内网资源的问题;可以预见,数据共享是未来图书馆的发展趋势。各高校图书馆都会建设专有VPN网络,从而使信息资源全球化、集成化、多元化。
[参考文献]
1.李红艳. VPN技术在高校图书馆网络系统设计中的应用[J]. 中国期刊网CNKI数字图书馆,科技情报开发与经济,第16卷第21期,2006年.
2.唐淑娟,秦一方,井向阳. VPN技术与图书馆资源远程利用[J]. 中国期刊网CNKI数字图书馆,情报探索,第1期,2007年1月.
Keywords: Heterogeneous databases, Data exchange, XML Schema, XML
1 前言 毕业论文
数据库应用发展到今天,己有相当数量的企业和科研机构积累了大量的、以不同形式存储的、依赖于不同数据库管理系统的数据,如何共享这些数据信息,是企业进1步发展所需解决的问题。另外,由于历史等原因,Internet上的数据库系统不少也是分布、异构的,Internet上大量信息必须通过数据库系统才能有效管理,如何合理地使用这些异构数据库,己成为当前急待解决的问题。异构数据库系统是相关的多个数据库系统的集合,用以实现数据的共享和透明访问。异构数据库系统的异构性主要体现在以下几个方面: 1)计算机体系结构的异构。2)基础操作系统的异构。3) DBMS本身的异构。本文中讨论的异构数据库属于第3种类型,即在不同DBMS的两个异构数据库系统间(Oracle数据库和SQL Server数据库)进行信息交流。
2 XML与数据库
2。1 XML及其相关技术
XML即为“可扩展的标记语言”(eXtensible Markup Language ),是1套定义语义标记的规则。是由W3C组织于1998 年2月制定的1种通用语言规范, 是SGML的简化子集, 专门为Web 应用程序而设计。XML 作为1种可扩展性标记语言, 其自描述性使其非常适用于不同应用间的数据交换, 而且这种交换是不以预先规定1组数据结构定义为前提。XML 的最大优点是对数据描述和数据传送能力, 因此具备很强的开放性。
为了对XML文档的结构与允许值进行定义和检查,有两种办法:1是使用DTD文档类型定义;2是使用XML Schema。这两者均为XML规范的1部分。DTD的用途很多,可用来定义内容的模式、限制数据的范围、限制属性的数据类型等。但DTD也有1些不足之处:DTD本身不符合XML规范;它不支持名称空间(Namespace);扩展性差;数据类型有限等。 XML Schema相对于DTD的明显好处是Schema文档本身符合XML规范,而不是象DTD那样使用特殊格式。用户与开发者可以使用相同的工具来处理XML Schema,而不必使用特殊的工具。
2。2 关系数据库与XML之间的映射方法
根据映射关系的建立方式不同,我们可以得到两种数据转换方法:基于模板驱动的转换方法和基于模型驱动的转换方法。
2。2。1基于模板驱动的映射方法
基于模板的映射方法并不预先定义好XML文档与其他数据之间的映射关系,而是在XML文档中嵌入带参数的SQL命令。这些命令在转换过程中被系统所识别和执行,执行的结果被替换到指令所在的位置,从而生成目标XML文档,并用数据传输诸如中间件等实体软件进行处理。基于模板的转换方法的好处在于转换的步骤比较简单,只要给出模板,就可以快速地生成相应的XML文档。不足之处在于,基于模板驱动的映射是1种浅层映射,以XML内嵌的SQL执行的数据结果集为依据,不涉及数据库赖以存在的关系模式,它只是将关系数据库的数据转换为XML文档,并没有提取出关系模式,它舍弃了关系模式的种种约束条件,因此对于反向的转换更是无能为力。
2。2。2基于模型驱动的映射方法
基于模型驱动的映射,当把数据从数据库传送到XML文档或把数据从XML文档传送到数据库时,不是仅仅依赖内嵌SQL命令,而是用1个具体的模型实现的。基于模型的转换方法用这个预先定义好的数据模型来映射XML与关系数据库数据之间的关系。基于模型的转换方法的关键在于设计1个灵活的映射模型,为了更好的支持其逆向映射的特点,这个映射模型必须是易于“读懂”的、易于操纵的,能够很好的与达关系数据库的各种约束。关系数据库的理论依据是关系模型,而XML文档的依据是XML Schema或DTD等。本文将用XML Schema来描述关系数据。
3。 应用实例
在本文中,数据库的异构主要是DBMS的异构,1个是Oracle的DBMS,1个是SQL Server的DBMS,我们以学校学生管理系统为例。该系统分为院和系两部分。各系里的管理系统其前端开发上具是Sybases公司的PowerBuilder 9。0,后台数据库系统是Oracle公司的Oracle 8i。另外,学院有1套自己的管理软件,该软件后台数据库服务器为Microsoft公司的SQLServer 2005,为了达到系向院级实时传递学生管理信息和保持信息1致性的目的,且考虑到学生管理信息数据量大、重要性高的特点,需要设计1种高效、安全的数据传送方法来实现学生信息的交流。正是在此背景下,设计了1种利用XML来实现这两个异构数据库信息交流方法。
本系统具体实现总体上可分为两个部分,其1是客户端Oracle数据库中的数据到XML文档的映射过程,其2是XML文档到SQL Server数据库的映射过程。由于本系统实现的木的是将各系学生管理系统数据库中的“有效信息”根据需要上传到学院管理系统的数据库中,所以客户端和服务器端的实现都是以SQL Server数据库的关系模式为基础,即以SQL Server数据库中的表及其相互关系为基础的,客户端上传的数据必须符合学院的管理系统的标准。
从目的和技术两个方面出发,依据本系统的具体特点,本系统实现的第1步就是通过SQL Server关系数据库将关系模式映射为XML模式,即通过关系数据库中具体的表及其相互关系,映射为标准的XML文档描述语言XML Schema。从而为客户端生成XML文档提供1个格式上的标准。下面是整个系统的具体实现。
3。1 SQL Server数据库中表及其相互关系
学生信息在SQL Server数据库中有两个表,这两个表中的数据正是我们交换的信息,各个表的信息和表之间的约束关系如下:
表1(学生基本信息表):
Table studet(
Id
char(10)
not null,//学号
name
char(15)
null,//姓名
sex
char(2)
null,//性别
class
char(10)
null,//所在班级
age
Integer
null,//年龄
constraint PK_student primary key(Id)
)
表2(班级情况表):
Table depart(
class
char(10)
not null,//班级
boy_num
Integer
null,//男生人数
girl_num
Integer
null,//女生人数
monitor
char(15)
null,//班长
teacher
char(15)
null,//班主任
constraint PK_depart primary key(class)
constraint fk_RC
foreign key (calss) References student (calss)
)
3。2 通过ADO。NET将关系数据库映射为XML Schema
利用ADO。NET组件将SQL Server关系数据库映射为XML Schema,该XMLSchema正是我们把Oracle数据库服务器中数据映射为XML文档所要依据的XMLSchema,下面是C#中产生XML Schema的部分关键代码(这里仅列出与表1有关的代码,至于其它三个表,类同):
//产生1个新的数据集
DataSet ds=new DataSet(“studentXML”);
//连接数据源
OleDbConnection conn=new
OleDbConnetion(@”server=student;uid=system;pwd=manager;datasource=student”)
//生成数据适配器(仅列出表的相关代码student)
OIeDbDataAdapter da_index=new OIeDbDataAdapter("SELECT*FROM student”,conn);
//用适配器填充数据集
da_index。Fill(ds,”student”);
//在数据集中添加表与表之间的关系
ds。Relations。Add(ds。Tables["student"]。Columns["class"],
ds。Tables["depart"]。Columns["class"]);
//生成XML文件
ds。WriteXml(“。。\\。。\\\jhsy。xml",XmlWriteMode。WriteSchema);
通过执行这些代码后,1个标准XML Schema格式文档即可生成。
3。3 从Oracle数据库到XML文档的映射
具体方法是先将数据库中的数据检索、过滤到数据窗口中,然后用程序方法来实现数据到XML文档的映射。主要用到的函数就是FileWrite(),由于异构数据库之间表的字段名、字段类型、字段长度的不1致性,所以在程序中,还要有将Oracle数据库中数据进行变换以符合SQL Server数据库中表和字段定义要求的功能。此外,还要符合SQL Server中表的主、外键定义。具体流程如下图: 3。4 将有效的XML文档转化为ADO。NET数据
XML数据文档经过有解析和效性验证后,下1步是如何将其映射到SQL Server数据库中,XML数据文档并不是直接1步就映射到库中的,它先通过C # 。net提供的ADO。NET来转化,先将文档的数据加载到DataSet(数据集)中,然后才从ADO。NET映射到数据库中的。
ADO。NET是为在XML环境中上作而设计的,ADO。NET使用XML进行远程传输,所以数据可以在不支持ADO。NET的应用程序和系统之间交换,ADO。NET提供了1些强大的功能来读写XML文档,使用ADO。NET关系数据的类被包含在System。Xml这1命名空间中。要把XML文档加载到SQL Serve:数据库中,应先把XML文档转换为ADO。NET的DataSet。下面是其主要代码:
DataSet ds_ xml=new DataSet("studentXML");
ds。ReadXml(“。。\\。。\\。。\\ jhsy。xml",XmlReadMode。ReadSchema);
ReadXml()函数是专门用来处理XML数据文档的,它有两个参数,第1个参数是要读取的XML数据文档,第2个参数是读取的模式,我们选取ReadSchema模式,即以XML Schema为XML数据文档的模式描述语言。
3。5将ADO。NET数据加载到数据库中
虽然此时XML数据文档己经转化为数据集ds_ xml中的数据,但还不能直接更新数据库,因为没有1个数据适配器,自接更新是不成功的,因此,再新建1个数据集ds_ server,该数据集通过数据适配器dal与SQL Server数据库联系,此数据集中的数据可直接更新数据库,然后,由于ds_ server数据集和ds_xml数据集的数据模式是相同的(都是XML Schema),所以它们可以“合并”,C # 。net中提供了Merger函数用来合并两个具有相同数据模式的数据集,最后通过dal来更新SQL Server数据库。
//连接SQL Server数据库
string C;
OleDbConnection OleDbConn=new OleDbConnection(ConnString);
//建立1个新的数据集
DataSet ds1 server=new DataSet("studentXML");
//建立服务器端数据适配器
OIeDbDataAdapter dal=new OIeDbDataAdapter("SELECT*FROM student",OleDbConn);
//填充服务器端数据集
da1。Fi11(ds_ server,“student”);
//将数据集ds_ xml并入到ds_ server集中
ds1 server。Merge(ds_ xml。Tables[“student”]);
//更新服务器端数据库
dal。Update(ds_ server,“student”);
至此,基于XML的整个异构数据库之间的信息交换己全部实现,从整个实现过程,可知,XML作为1个数据交换的中间件,的确能很好的实现各个数据库之间的数据转换,从而达到了数据共享和信息交流的目的。
4。结束语
本文较为详尽的阐述了如何利用XML实现SQL Server和Oracle之间的数据转换,虽然它只是单机版中的数据转换而并不是企业网络信息数据的交换,但本文旨在展现它在信息交换上的优越性。相信XML在未来的EDI中将发挥主流作用,成为企业间信息交换的标准,不久的将来各行业都1定会出现自己的通用的XML标记语言, XML的应用也会越来越广泛,它最终将取代HTML在网络信息革命的主导地位。
参考文献
[1]杨剑,唐慧佳。基于XML的异构数据交换系统的研究与实现[J]。计算机工程。2005,(19):195-197
1 引言
随着各单位计算机和局域网络应用的不断深入,特别是各种计算机应用系统被相继应用在实际工作中,各单位之间、各单位和外界媒体之间的相互交换和共享的要求日益增加,特别是近几年来,计算机网络以计算机应用为主流,同时高校的教学、管理等急需网络化、信息化,因此我校建立起了大规模的校园网络环境以适应现时以及将来的需要。由于高校作为培养未来信息化、综合型人才的基地,对网络新技术、新功能也有更高的要求。这些变化主要体现在以下几个方面:
1) 要求更高的网络带宽、更强大的服务器处理能力、更快的网络速度。
2) 要求在安全防范、人员管理、场地管理等行政事务的管理上更有效率。
3) 学员层次较多,要求联系手段和信息手段的多样化。
4) 更多的工作站点使结构化布线系统较为庞大,易管理性、标识清晰的布线系统将大大减轻工作人员的劳动强度。
2 我校校园网络的建设
我校校园网建设的总体目标是建设一个满足数字、语音、图形、图象等多媒体信息以及综合科研信息传输和处理需要的综合数字网,并能符合多种网络协议,体系结构符合国际标准或事实上的国际工业标准(如tcp/ip),同时能兼容已有的网络环境。
由于网络的应用日益增长,用户数量的剧增,百兆骨干网已不足以满足当前和将来的应用发展,因此我校校园网络采用交换式千兆以太网骨干网络平台,它能提供10倍于快速以太网的性能,充分保护在现有网络基础设施上的投资。千兆位以太网相对于原有的快速以太网、fddi、atm等主干网解决方案,提供了另一条改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。网络设计人员将能够建立有效使用高速、任务关键的应用程序和文件备份的高速基础设施。网络管理人员将为用户提供对internet、intranet、城域网与广域网的更快速的访问。通过在整个校园网络中的三层交换技术及vlan,实现教学区、办公区、宿舍区的相对隔离,便于网络的整体管理规划。
3 网络建设的几个原则
3.1 网络系统的高性能
网络系统设计中的设备高可靠性要求和系统高可用性要求:核心交换机所有关键部件可以实现冗余工作,可以在线更换(插拔),故障的恢复时间在秒级间隔内完成。多级容错设计基于单个设备高可靠性的基础之上进一步提高系统的可用性。
不管是校园网还是城域网、广域网,其上的信息应用正以前所未有的速度发展,新的多媒体应用及新的数据应用对带宽提出了更高的要求。以企业普遍采用的intranet网络模式来说,其www服务器,ftp服务器,lotus notes群体应用服务器,novell server等服务器群支撑着整个企业的信息服务环境。企业各部门用户客户端应用软件,通过网络访问中心服务器,请求应用,查询数据库。网络的负载流量主要从边缘设备到和核心的数据交换,随着企业业务的发展,网络规模的扩展,以及应用的信息交换量增加,使得企业网络通常首先在核心发生通讯瓶颈现象。改善企业园区局域网的网络数据交换性能,往往是首先扩充核心交换机的交换性能,增加边缘设备到核心的数据通讯带宽,以减轻整个网络的瓶颈,使得应用软件的性能和效率得到提高。因此在设计校园园区局域网的原则上,首先应该考虑满足网络规模所要求的核心设备数据交换处理能力,以及边缘设备到核心的链路带宽。
就学校应用来说,其通过先进的计算机、网络等信息技术,实现办公自动化,可以提高学校的管理效率和水平。支持校园应用的基础设施是校园的园区网络,它的工作状况会直接影响到校园的办公应用环境,教学、管理、开发、设计等业务环境,财务管理、部门管理等环境,信息检索、数据库查询、internet浏览等支持校园正常运行是必要服务设施功能。网络的可靠性要求是保障校园应用环境正常运行的首要条件,网络要求可靠性的同时,要求网络具有高可用性。不仅要求设备的部件冗余,同时要求网络的链路冗余,可结合物理层、链路层及第三层技术实现,以保证网络可以在任何时间、任何地点提供信息访问服务。
3.2 网络系统的可扩展性
网络设计的可扩展性要求包括交换机硬件的扩展能力以及网络设施新应用的能力。核心交换机的灵活扩充性要求:核心交换机应该具有灵活的端口扩充能力,模块扩充能力,满足网络规模的扩充;同时提高性能,满足更高性能的要求。支持新应用的能力:产品具有支持新应用的技术设备,能够方便快捷地实施新应用。
在设计网络方案时,首先是满足现有规模的网络用户的需求,同时考虑到未来业务发展、规模的扩大,设计网络具有用户端口灵活的扩充能力。核心设备是整个网络的枢纽,用户端口数的扩充,需要增加配线间边缘工作组的设备,增加边缘设备的同时,要求连接核心骨干设备的端口数相应增加,因此核心设备应该可以通过增加的负载插槽容量。对于交换机来说,核心交换引擎应该可以满足最大配置下,无阻塞的进行端口数据饱交换,模块的扩充不影响交换性能。采用分布式交换结构可以实现了交换机的并行数据交换处理,优化网络的性能,本地交换和全局交换相结合的分布式交换实现灵活的模块、端口扩充能力。
3.3 网络系统的安全性
网络系统的安全性要求可以有效的控制网络的访问。灵活的实施安全控制策略。网络的安全性对网络设计是非常重要的,合理的网络安全控制,可以使应用环境中的信息资源得到有效的保护。在校园园区网络中,关键应用服务器、核心网络设备,只有系统管理人员才有操作、控制的权力。应用客户端只有访问共享资源的权限,网络应该能够阻止任何非法的操作。在园区网络设备上应该可以进行基于协议、基于mac地址、基于ip地址的包过滤控制功能。在大规模园区网络的设计上,划分vlan,一方面可以有效的隔离子网内的大量广播,另一方面隔离网络子网间的通讯,控制了资源的访问权限,提高了网络的安全性。在设计园区网的原则上必须强调网络安全性控制能力,使网络可以任意连接,又可以从第二层、第三层控制网络的访问。
3.4 网络的可管理性
网络的可管理性要求网络中的任何设备均可以通过网络管理平台进行控制,网络的设备状态,故障报警等都可以通过网络平台进行控制,通过网络管理平台简化管理工作,提高网络管理的效率。
在进行网络设计时,选择先进的网络管理软件是必不可少的。网络管理软件应用于网络的设备配置,网络拓扑结构表示,网络设备的状态显示,网络设备的故障事件报警,网络流量统计分析以及计费等。网管软件的应用由于提高网络管理效率,减轻网络管理人员的负担。网络管理的目标是实现零管理,基于策略的管理方式,网络管理是通过制定统一的策略,由管理策略服务器进行全局控制。基于web的网管界面,是网管软件的发展趋势,灵活的操作方式简化了管理人员的工作。在设计园区网的设备选择上,要求网络设备支持标准的网络管理协议snmp,同时支持rmon/rmon ii协议,核心设备要求rap(远程分析端口)协议,实施充分的网络管理能够,在设计园区网的原则上应该要求设备的可管理性,同时先进的网管软件可以支持网络维护监控、配置等能够。网络设备采用开放技术、支持标准协议:采用标准的协议保护用户的投资,提高设备的互操作性。网络设计所采用的设备要求采用主流技术、开放的标准协议,具有良好的互操作性,能够支持同一厂家之间的无缝相互连接与通讯。在设计园区网络原则上,发挥不同厂商产品的专用先进技术同时,必须强调考察设备的技术、协议的标准性,减少设备互连的问题,网络维护的费用,使用户的投资得到有效的保护。
4 数字化校园的必要性
对于校园网络建设来说,应用是目的,网络环境是基础,网络教学资源是核心,而人员培训与网络维护是保障。校园网络的应用主要分为四个大的部分:
4.1 学生学习的助手、学习资源的源泉
校园网是为学生学习生活服务的,是一种学习的工具。如宿舍的局域网应用系统,bbs系统等,她不但是学生与他人之间的交流工具,同时也是学习资源的提供者,有利于学生进行探索学习和协作学习。
4.2 老师教学的辅助工具、同样是一种资源
校园网是为教师的教学和科研活动服务的。如多媒体教学系统、视频点播课件系统、虚拟internet教学系统的应用,可以提供教师的教学资源、辅助教师备课,参与课堂教学活动和支持教师再学习活动等。
4.3 行政部门的管理依赖
校园网是为学校教育教学、行政管理等服务的,因此对于高校的校园网络信息管理而言,一切工作的开展都是围绕着教学、科研进行的。如辅助学校的学生学籍管理、人事管理、财务管理、科研管理、数字图书馆等。
4.4 校对外交流的窗口
1、引言
对于现代物流来说,信息和信息管理、贸易经济、电子技术等有着紧密的联系,它的理念和技术也在不断的发展变化,因此,如何在物流企业中应用计算机信息技术能够实现对企业的改造是一个重要的课题,它关系着物流企业能否在激烈的环境中立于一个不败之地。
2、物流企业应用计算机信息化的细节
2.1 计算机网络
在物流企业的计算机信息化中,计算机网络的构成主要可以通过快速式以太网、交换式以太网、atm、fddi、千兆/万兆以太网。其中,千兆/万兆以太网是较为成熟的技术,不仅价格较为便宜,而且升级的空间较大。至于物流企业计算机管理信息系统中的主要设备则有主服务器、路由器、主交换机等,局域网和isp网络的沟通是通过局域网来实现的,接入方式主要有atm、拨号以及数据语言等。
一般来说,物流企业计算机新信息管理系统的网络结构大多数是3层的星型拓扑结构,其中,第一层是主干交换机,第二层交换机则主要负责子系统之间的交换,二者之间是通过光纤连接的。
2.2 网络安全策略
物流企业计算机信息化的过程中,信息往往是海量的,这些信息传输的可靠性非常重要。因此网络安全策略是重要的一部分。一般系统主要是通过防火墙的配备来确保安全,也有通过vpn来和其他企业进行信息沟通的,这也是一种有效地安全策略,它能够实现mat以及对ip地址进行隐藏等功能。此外,通过配备网管工作站和主干交换机进行连接可以帮助我们利用网络管理软件对网络实行监控及管理,具体来说,网络管理软件能够对网络运行流量、资源情况、拓扑情况进行检测,并能够对管理进行自动操作,进行工作的备份、调度及恢复等操作。但是,由于种种原因的影响,当前在物流企业的网络安全方面还有一些不足之处,我们应引入一些更新技术对其信息进行保护,比如动态口令、反侵入检测等技术。
2.3 数据存储系统
在物流企业的计算机信息化中,货物的库存、周转及进出等动作都将会有若干数据产生,因此,物流企业要面临的数据往往是非常巨大的,raid技术已经不再能够满足企业这方面的需求,针对这种情况,我们可以利用san技术来构建集中数据存储中心。此外,对于每天新增加的数据,我们要进行增量被封,并对数据进行定期的全量备份。
对于数据库的管理系统,我们一般使用关系数据库,它具有很好的分布式数据库处理能力,不仅支持c/s体系结构,也支持b/s体系结构,能够形成一个开放式的体系。此外,由于它对多用户并发处理也支持,因此联机事务处理能力比较强。
2.4 edi系统
所谓edi,主要是指电子数据交换技术,在物流企业中,往往和银行、货主以及联带企业有着非常紧密的业务关系,因此,各种来往单据是非常复杂的,通过组建一个edi平台能够极大地提升我们工作的效率,进而降低工作成本。
在edi报文中,internet的传输是通过webedi的方式来实现的,因此,edi是建立于internet web server之上的,在web上进行大量表格的开发。我们只需要利用浏览器就能够实现单证的手法。edi中心则利用翻译系统以及映射系统将会自动的把提交的单据翻译为报文,然后传输到对方的邮箱之中。
2.5 条码系统
条码技术属于电子商务推进物流行业发展的一个基础,通过在物流企业中运用这一技术能够以很小的投入就获取较大的经济利益。针对条码系统,物流企业要进行专门条码管理服务器的设置,以实现对条码资源的管理及分配。
其工作流程是首先进行固定式及手持式扫描仪的配置,实现对货物条码信息的扫描及记录,然后利用数据线将这些信息传输到专用服务器之上,最后利用条码打印机进行打印输出。
2.6 电子商务系统
物流作为商业活动的一环,在其机信息化过程中,一个合格的电子商务平台应是关键,它是企业发展的必将之路,具体上其应有以下几个方面的功能:能够网上跟踪货物、实现网上服务情报的报告、网上支付、运送时间的计算、对于货物记录的搜索、电子提单、网上报价、网上损毁索赔等。
电子化的仓储、配送以及运输网络是实现电子仓库的基础,也是电子商务系统的核心。我们应加强运输网络系统的横向连接,对行业分销网络进行纵向连接,通过合理的布局,实现一个高效的、现代化的电子商务网络体系。
2.7 配送车辆的调度系统
物流企业生存中的一个重要内容就是对于货物的配送,因此,机动、高效、节约的配送车辆调度系统将给用户提供更为透明的服务,并帮助我们加强成本的控制。具体的工作中,我们要做的工作是对单个车辆要实现运输成本的动态考核,进而提升企业的服务响应速度及准确度,使其竞争力得到更大的提升。
这一调度系统主要的构成有中央监控系统、移动单元以及gsm通信网络这三部分。其中移动单元设备能够提供车辆的实时位置数据及具体状况,并对这些数据信息进行刷新,而中央监控系统则主要是处理这些位置数据,并将这些信息显示于监控中心中的大屏幕上。
2.8 软件系统
做好软件系统方面的工作也是计算机信息化在物流企业中应用的前提。在具体的工作中,我们要结合物流企业的作业流程及方式进行软件系统的开发,确保其合理性及高效性。一般来说,软件系统的开发是基于uunix平台,使用j2ee技术以及oracle数据库,并通过c/s以及b/s结合来完成的。
3、结语
物流企业应用计算机信息技术是大势所趋,随着技术的进一步发展,这一技术的应用将会更加的深入和广泛,为物流企业发展提供更多的助力。针对这一背景,我们要加强自身的学习和探索,不断增强自身的理论水平和实践能力,使物流企业的竞争力上升到一个更高的水平。
参考文献