TCP/IP传输协议

关键词： 运算 图像 服务器 客户端

TCP/IP传输协议（精选十篇）

TCP/IP传输协议 篇1

一、基于TCP/IP协议的数据通讯与图像数据传输方法

作为目前广泛采用的一组完整的网络协议,TCP/IP协议的传输层协议为用户提供了用于虚电路服务及数据传输可靠性检查的传送控制协议(TCP)和用于数据传送的数据报协议(UDP)。同时,Socket的出现,为用户提供了基于TCP/IP网络应用编程接口。

在利用Socket进行通信时,有两种主要方式:一种叫做流方式(Stream Socket),也称面向连接方式,在这种方式下两个通信的应用程序之间先要建立一种虚拟的连接,只有连接建立以后才能开始传输数据,这种方式对应的是TCP协议。

第二种叫数据报文方式(Datagram Socket),又称无连接方式,在这种方式下,数据在传送过程中有可能会丢失,而且,后发出的数据也有可能先收到。由于本系统的客户端与服务器端间的通讯对实时性、快速性和可靠性的要求非常高,传输效率将会影响到检测过程所消耗的时间,过多的时间消耗会导致系统检测精度的降低,同时会对图像的后续处理产生影响;错误的或者顺序颠倒的数据信息可能会带来很严重的后果。

因此,采用TCP协议可以在连接虚电路建立后消除隐含在建立客户机/服务器间通讯时的非对称性,保证通讯两端的对等数据通信和图像数据的准确传输。

二、基于TCP协议和Csocket类的网络通信实现

在基于TCP协议的网络通信的实现过程中,采用Microsoft Visual C++的MFC类库中提供的CSocket类,采取面向连接的流方式实现了客户端与服务器端之间的实时通讯。其服务器与客户端的进程。系统通信的工作过程如下:在印刷图像在线检测系统中,上位机作为服务器,调用Listen()函数进行监听,等待下位机的连接;下位机作为客户机,当某一客户机要联通上位机时,调用Connect()函数主动进行连接。

客户端在连通服务器之前先发送连通请求,并把包括站名、IP地址、端口地址等客户机信息发送到服务器。服务器端对进行连接请求的身份确认,若身份不符则主动中断连接;若身份得到确认则允许连接并发送确认信息到客户端,开始接收由客户端上传的数据。

三、网络连接状态的在线诊断

在印刷图像在线检测系统的实际检测过程中,会出现这样一种情况:服务器端不能实时获得检测对象的缺陷数据,而此时系统软件亦没有捕捉到任何异常,从而导致整个系统缺陷检测与缺陷分类功能的失效。因此,为了保证网络的正常工作,需要对网络进行在线化检测,从而能够网络及时进行修复。

引起该检测失效故障的可能原因很多,最可能的一种原因是:应用程序的其他部件都处于正常运行状态,客户端已经检测到产品缺陷,而服务器端显示的却是之前检测到的缺陷数据,即检测系统的网络通讯功能失效,Client Socket和CSever Socket之间丢失有效连接,导致客户端采集到的缺陷数据不能实时地上传到服务器端,或者由于某种原因延迟一段时间,同客户端机之后所检测到缺陷数据一起上传至服务器端,导致缺陷的误报与漏报。为了诊断服务器端Csever Socket与客户端Client Socket之间是否建立有连接,有两种可能的方法:

(1)在服务器端设置定时器,定时向每个客户端发送测试信息,若客户端能够及时返回确认信息,则证明服务器与客户端之间建立有连接;否则服务器端会继续向客户端发送测试信息,若服务器端在第n次(n值由用户设置)发测试信息之前收到客户端的确认信息,仍然认为服务器与客户端之间建立有连接;若超过n次,则认为二者之间已经断开连接。

(2)在每个客户机端都设置定时器,定时向服务器端发送测试信息,若服务器端能够及时返回确认信息,则证明服务器与客户端之间建立有连接;否则客户机会继续向服务器端发送测试信息,若客户端在第n次发测试信息之前收到服务器端的确认信息,仍然认为服务器与客户端之间建立有连接;若超过n次,则认为二者之间已经断开连接。

由于socket的通讯机制只能是服务器端处于监听状态,由客户端发送连接请求,来实现网络连接状态诊断,当检测到与服务器端断开连接,即可向服务器端进行Socket重连。

了解TCP IP协议 篇2

TCP IP协议栈：网络接口层

模型的基层是网络接口层。负责数据帧的发送和接收，帧是独立的网络信息传输单元。网络接口层将帧放在网上，或从网上把帧取下来。

TCP IP协议栈：互联层

互联协议将数据包封装成internet数据报，并运行必要的路由算法。这里有四个互联协议：

网际协议IP：负责在主机和网络之间寻址和路由数据包。

地址解析协议ARP：获得同一物理网络中的硬件主机地址。

网际控制消息协议ICMP：发送消息，并报告有关数据包的传送错误，

互联组管理协议IGMP：被IP主机拿来向本地多路广播路由器报告主机组成员。

TCP IP协议栈：传输层

传输协议在计算机之间提供通信会话。传输协议的选择根据数据传输方式而定。两个传输协议：

传输控制协议TCP：为应用程序提供可靠的通信连接。适合于一次传输大批数据的情况。并适用于要求得到响应的应用程序。

用户数据报协议UDP：提供了无连接通信，且不对传送包进行可靠的保证。适合于一次传输小量数据，可靠性则由应用层来负责。

TCP IP协议栈：应用层

应用程序通过这一层访问网络。

网络接口技术

IP使用网络设备接口规范NDIS向网络接口层提交帧。IP支持广域网和本地网接口技术。

串行线路协议

《TCP/IP协议》双语教学探讨 篇3

关键词：TCP/IP；协议；教学方法；双语教学

中图分类号：TP311.12 文献标识码：A 文章編号：1007-9599 (2012) 10-0000-02

随着全球化进程的推进，社会对高等教育人才培养提出了更高的要求，希望培养出既懂专业又懂外语的复合型人才。为了适应社会的需要，很多高校纷纷推出了各门课程的双语教学，受到了学生和老师的普遍欢迎。然而，在这样的环境下，双语教学的效果并不是很理想。因此，我们有必要对双语教学的方法和技巧作一定的探讨与研究，提高教学效果。《TCP/IP协议》是计算机和信息类专业的一门重要的专业选修课程，是在《计算机网络》课程基础上对网络协议的进一步深化。通过这门课程的学习，学生不但可以加强对计算机网络中概念和术语的理解，而且还可以从协议分析的角度深入理解计算机网络的原理和技术细节。下面，将结合我校近几年开展《TCP/IP协议》双语教学的实践经验，总结双语教学中存在的问题与改革措施。

一、教学中存在的问题

（一）语言障碍是主要因素

双语教学的推进需要一个过程，不能操之过急。我们采用了中英文结合、循序渐进的授课方式。由于大多数学生还是第一次接触用双语讲解的课程，对其中用英语讲授的部分不能很好地适应，这就为知识的理解造成了一定的障碍。因为这方面的知识如果用中文讲解的话，是很好理解的。因此，这里所说的障碍主要来自于语言。

对于教师而言，也提出了更高的要求。不光要求能正确理解英文教材中的知识，还要将知识用英语很好地表达出来。当然，我们负责上课的老师都是英语基础比较好的，用英语表达是没有问题的，但要求用浅显易懂的方式进行讲解，还需要经过一番努力和训练。

（二）课时有限

由于这门课是专业选修课，学院在制订教学计划时，安排的课时有限，仅32学时。相对于我们选用的教材而言，是一个不小的挑战。我们选用参考文献[1]作为教材，内容是非常丰富的。这就要求我们选择一些重要的章节进行讲解，并根据学生的掌握情况，适当调整教学的进度和教学内容。

（三）教学内容比较抽象

《TCP/IP协议》课程中主要讲授的是TCP/IP协议族中的各种协议，以及这些协议之间按照什么方式进行合作，共同完成复杂网络环境下数据传输的问题。课程内容与《计算机网络》课程有一些交叉，但主要突出网络协议的分析与理解，因此大部分内容比较枯燥和抽象。

二、课程教学改革措施

（一）做好课程定位，把握教学方法

要想把双语教学做好，首先要对双语教学做一个合理的定位，或者说是对双语教学的理解。因为双语教学既不是全英文教学，也不是简单地先讲英语再翻译成中文这种方式，应该将两者有机地结合起来。有些地文用英语讲，有些地方则用中文讲解，刚开始的时候，中文比例稍微多点，到后面则使用英语的比例多点，这些都将与学生的英语水平和课程的掌握情况相关的，教师在授课时就根据具体情况，采取相应的措施，把握好中英文授课的比例。

在双语教学中，对课程的讲解当然还是以传授知识为主，语言学习和训练为辅这样的方式来把握。因为这不同于专业英语课，更不是英语课，所以语言学习只是双语教学课程的副产品，掌握相应的知识才是最主要的。

对于每一次课，在讲义中可以首先列出关键字，将涉及到的专业术语集中讲解，并在幻灯片中给出中文解释。另外，为了达到好的授课效果，提倡学生平时多训练一下听力，积极参加学校英语角进行口语练习，以便能够在课堂中与老师交流互动。

（二）加大课时量，精心组织教学和实验内容

这门课程是对《计算机网络》课程的进一步理解与深化，加上课程本身有些抽象，学习难度较大。一方面，相对于我们选用的外文教材，用32学时进行讲授是远远不够的。我们已向教务部门反映，建议增加课时量；另一方面，在有限的课时下，要求教师精心组织每一堂课的教学内容，做好实验安排，才能达到较好的教学效果。

学习完新的内容以后，做适量的英文习题进行巩固是必不可少的。在每次讲完新课后，布置一些典型的习题让学生练习，并要求用英语来解答。通过做一定量的习题，可以让学生消化所讲的新内容，运用所学的知识解决实际问题。

由于实验的课时有限，教师应根据实验大纲精心组织实验内容。实验前，提前布置实验内容和要做的题目，让学生做好预习；实验过程中，组织学生分组讨论，可以使学生将问题理解得更加深入；实验结束后，要求学生认真写实验报告并按时提交。

（三）发挥多媒体技术的优势，提高教学质量

在教学过程中，教师应尽量采用多媒体教学，并使用动画、图示来展示各种协议的基本原理。一幅好的图片胜过千言万语，这样既可以提高学生的兴趣，又可以将抽象的知识具体化、形象化，易于理解。比如，在讲授网络数据包的传输过程中，我们让学生观看“warriors of the net”视频，极大地提高了学生的兴趣，让学生对这方面的知识理解得更加深入。

三、总结

双语教学是培养复合型人才的重要举措，可以使学生在学习专业课的同时，英语水平也获得较大的提高，最终比较顺利地阅读与课程相关的英文文献。本文针对《TCP/IP协议》双语教学中出现的问题，总结出了教学改革的方法，并作了具体分析。实践证明，通过对教学方法作一定的改进，极大地丰富了教学内容，使双语教学取得更好的效果。

参考文献：

[1]W.Richard Stevens.TCP/IP Illustrated[M].北京:机械工业出版社,2000

[2]熊杰,李中年,杜勇,张海波.“TCP/IP协议原理”双语教学实践探索—以长江大学为例[J].教育与教学研究,2009,11:91-92

[3]叶晓国,王雪梅,王明伟.《TCP/IP网络设计及实现》双语课程教学改革研究[J].西安邮电学院学报,2009,3:135-138

TCP/IP传输协议 篇4

随着全球Internet网业务的蓬勃发展,特别是人们对集数据、语音和视频等于一体的多媒体业务的需求迅速增长,导致基于IP协议的业务需求量急剧上升。尽管地面通信网络正在迅速发展,但卫星通信网也在大区域高速网络建设、远程医疗、远程教育、远程可视通信、应急通信等领域获得广泛应用。TCP/IP协议是目前应用最广泛的Internet通信协议,具有算法成熟、可移植性好等诸多优点,但是,TCP/IP协议在卫星通信系统中应用也面临许多技术问题,主要集中在TC P作为传输控制协议在链路误码率(BER)较高、时延比较大特性下以及需要引入拥塞控制时,使得卫星通信采用TCP/IP协议通信时某些性能的局限性日渐显露。

2 影响分析

(1)链路误码率(BER)。在Internet网中,卫星链路比地面链路有更高的BER。在没有纠错控制编码的情况下,卫星链路典型的BER大约是10-6,然而,TCP成功传输所需要的BER大约是10-8数量级或更低,地面链路的BER相对较低。大多数情况下,当高BER造成数据分组丢失时,TCP层认为是出现了拥塞故障,并自动采取拥塞控制,这样就降低了数据吞吐量。

(2)往返时间(RTT)。往返时间是指发送一个TCP信息段到接收到相应的ACK信号所经历的时间间隔。对于对地静止轨道(GEO)卫星,往返路径是指从地面站经卫星到地面站,然后由地面站经卫星最后再返回到地面站的路径。从地面站到卫星的距离是40000km左右,那么往返路径就为4×40000=160000km,传输时延为160000/c=0.532s(c为光速3×105km/s),这里只是空间传播时延。整个来回时间还必须考虑地面电路传输时延和信号处理时延,考虑计算中的量级,在这里RTT取值为0.56s。TCP层的发送方要收到ACK信号必须等待一个RTT的时长,只有收到ACK后它才能发送新的信息段,这样将会降低吞吐量。可计算TCP业务的吞吐量(即传输速率):RTCP=WS/RTT,RTCP为最大TCP业务速率,WS为TCP业务接收窗口尺寸。TCP业务窗口实际在8kb到64kb,其最大数据传输速率为64k×8/560=0.94Mb/s,理论上卫星信道的发送速率大于0.94Mb/s,但用户实际可以获取的最大速率不会超过0.94Mb/s,这是TCP的工作机理所形成的。

TCP在拥塞控制方面有两种策略:慢启动算法和拥塞避免算法

(1)慢启动算法。在TCP协议中,为避免在通信开始就可能造成拥塞,采取慢启动策略,在RFC2414中慢启动算法的初始窗口值定为1,慢启动的时间为:RTT×1bWt,其中,Wt是建立连接开始时设置的慢启动门限。根据网络统计的结果,慢启动门限的初始值为64Byte。在卫星通信系统中使用TCP/IP协议时,慢自动时间为3.5s左右,远远大于地面线路系统中使用的TCP/IP时的启动时间。当发送端窗口大于慢启动门限窗口时,就进入了拥塞避免算法工作过程,窗口尺寸增加的速度会十分缓慢,在相当长的时间内,卫星通信系统在低于峰值速率的情况下,如果通信中产生错误,要重新传送数据包,就更难以在峰值速率下工作。

(2)拥塞避免算法。一旦拥塞现象出现,发送端的拥塞控制窗口减少为一半(至少减少2个基本长度的数据包)。按照TCP协议规定,当拥塞控制窗口的尺寸为N时,如果发生拥塞,拥塞窗口尺寸变为N/2,要把拥塞窗口恢复到N,必须在收端连续收到N/2个正确的数据包,在卫星通信系统中,延时比较大、信道质量比较差,当拥塞出现时,随着窗口尺寸不断下降,系统通信效率会随之进一步恶化。

3 措施与办法

针对影响TCP业务传输因素,进行针对性的分析可以得知,要改善TCP传输性能有以下几种措施:

一是修改TCP/IP协议栈结构,加大发送窗口尺寸,调整发送数据包长,从而提高传输效率。

二是采用TCP SACK数据应答算法和NACK否定应答算法,SACK算法使接收方能够有选择地示意哪个数据块没有收到,允许接收方仅精确重传遗漏的分组,从而有效较低不必要的重传。

三是改进TCP的拥塞控制策略,采用快速重传和快速回复算法,TCP在发送端根据重复确认的返回情况来检查和修补数据丢失,快速重传算法在连续收到3个相同的确认后,就认为数据发生丢失,不等待数据传输计数器超时结果,TCP立即进行重发,同时将窗口减半,慢启动串口门限设置为减小后的窗口大小,当发送端收到一个新的确认信息后,将拥塞窗口大小设置为慢启动门限,同时转入拥塞避免。在快速重传算法重新发送被认为是丢失的数据时,快速回复算法控制着新数据仍不断地发送,直到新数据产生错误。NACK算法出于减少数据传输的目的,在确认段中指出第一个未能正确传输的数据的地址和长度,让发送端重新发送。

四是将TCP协议报头压缩,当采用TCP协议传输时,TCP头部诸多信息是不变或者变化比较小或者可以从其他途径获取,如目的地址和源地址是不变的,而报文长度又可以从链路层帧长度获得,采用这种方式能有效提高传输效率。

五是使用可靠链路层协议,卫星传输中,一般采用FEC (前向纠错)或者ARQ (自动重发请求)的差错控制方式来降低系统链路的BER,减少链路的拥塞故障。

上述的各种方法只是在TCP局部进行改善,从卫星通信的角度来看,TCP/IP overSatNet还要在卫星通信系统做大量的工作。目前比较流行的做法是采用协议欺骗(Protocol Spoofing)方式,在卫星通信网中在地面网和卫星通信节点间加装协议欺骗网关,该网关起到欺骗器(Spoofer)的作用,Spoofer截取、缓存和确认来自源主机的数据,再将数据发送到目的主机,在卫星信道传输中采用协议欺骗方式,充分利用卫星信道的特性、本身固有的工作体制、信道管理体制,提高了通信效率。

4 卫星通信系统中的协议欺骗

卫星通信系统的协议欺骗主要从以下几个方面进行:

(1)虚拟目的的终端。在局域网络互联时,协议欺骗系统对本地网络内部用户同其他网络终端或服务器通信起到虚拟终端的作用,Spoofer网关会发送一个Spoofing ACK信息来代替从目的主机发送过来的实际ACK信息,从而减少额ACK信息的回传消耗时间,同时也节约了卫星信道资源,本地网终端TCP部分的各种应答由卫星节点代替。

(2)重传和确认机制。卫星通信中,采用SSCOP协议中提出的选择确认机制,随着信道速率和网络节点分配情况的不同,在卫星信道上定义发送端发送N个帧后,对于其中产生的错误帧编号,由接收端返回,发送端只发送该帧,降低了不必要的重传,大大缩短拥塞控制的回复时间,降低重传对卫星信道的冲击。

(3)路由优化。TCP/IP在通信过程中,须花大量的时间用于路径搜索,在卫星为主干链路的网络互联中,每一个节点的网关和路由器的IP地址是固定的,协议欺骗系统在取得几点网关IP地址外,还记录每个节点内部网络段地址,在IP通信分配信道资源时,可以根据IP数据包的目标地址通过内部ID方式建立通信,大大节省了路径搜索时间。

(4)信道质量检测。卫星通信易受天气、其他无线电通信系统干扰,信道质量会发生变化影响数据通信效率。协议欺骗系统能够通过卫星通信网网管信道质量信息,进行窗口尺寸和拥塞控制,避免恶劣的拥塞现象出现。

5 结束语

如何重装TCP／IP协议 篇5

有时侯我们遭遇流氓软件或病毒木马，好不容易清除了却无法上网了，估计

是TCP/IP协议被破坏了，这时就可以通过重新安装TCP/IP协议来解决，但是在

“本地连接”属性里面的TCP/IP协议“卸载”选项不可选，该怎么办呢?可通

过以下方法来解决:

1、单击“开始”——“运行”——输入“regedit”，打开注册表编辑器，

删除以下两个键：

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetServicesWinsock

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetServicesWinsock2

如下图所示：

2、用记事本打开%winroot%inf ettcpip.inf文件，找到：

可在地址栏里直接输入上面的路径，即可打开nettcpip.inf文件，并定位到

“MS_TCPIP.PrimaryInstall”：

Characteristics=0xa0<------把此处的0Xa0改为0x80保存退出，

%winroot%表示系统安装目录，一般情况下，这个值是“C:WINDOWS”。

3、打开本地连接的“TCP/IP属性”---“添加协议”——“从磁盘安装”

浏览找到刚刚保存的nettcpip.inf(%winroot%inf ettcpip.inf)文

件：

然后选择“TCP/IP协议”(不可选择那个MicrosoftTCP/IP版本6)：

经过这一步之后，又返回网络连接的窗口，但这个时候，那个“卸载”按钮已经

是可用的了。点这个“卸载”按钮来把TCP/IP协议删除，然后重启一次电脑。

4、重启后再按照第3步，重新安装一次TCP/IP协议即可。

5、安装完成后再重启电脑一次，这时侯就可以了，然后根据实际情况，

TCP/IP传输协议 篇6

摘要：本文介绍了什么是基于TCP/IP协议的网络化智能建筑系统，网络化智能建筑系统的应用比传统的由子系统组成的智能建筑系统有哪些优势，智能建筑的发展方向。

关键词：智能建筑网络TCP/IP协议

1 什么是网络化智能建筑系统

智能建筑及其子系统完成的是信息采集、传递、处理以及反馈的过程。网络化智能建筑系统是一体化的控制网络，将各种传感器连接一个IP地址唯一的微控制单元，利用TCP协议把微控制单元将传感器采集的信号加工成数据包，这些数据包通过信息通信网络传输介质、信息交换设备形成的网络进行传递，最终由中央服务器集中收集、集中处理，生成反馈信号经由TCP/IP网络反馈给微控制单元实现自动、智能的控制过程。

2 传统智能建筑系统有哪些不足

传统的智能建筑是由多个子系统组成的， 各子系统的信息格式、接口、传输介质、信息交换设备以及信息处理方式各不相同，信息分散处理导致系统集成程度低，需要人工监视和控制实现子系统间的联动。

此外，由于建筑不同于其他工业产品，具有生产周期长的特点。智能建筑及建筑群，从设计、施工到竣工验收通常需要两到三年甚至更长的时间，而智能建筑发展日新月异，很多技术投入使用便已过时，部分设备的设计功能不能满足实际需要的情况又时有发生。然而由于缺乏统一的、开放的协议及标准，这些设备通常无法单独更换，这给设计和施工都造成了很多不可避免的困扰。

3 网络化智能建筑系统有哪些优势

网络已经融入了人们的生活，但TCP/IP网络之前未能广泛应用于智能建筑控制领域主要是由于相比传统控制系统，其协议较复杂导致代码占用大量存储容量，同时对处理器的运算能力有较高门槛，常用的8位单片机不能满足其对硬件资源的要求。

而由于嵌入式系统的高速发展，具有32位运算能力的微控制器取得了广泛的应用，随着生产工艺的不断改进，其价格和功耗逐年降低，而性能却在不断提高。让每一个具备唯一IP地址的微控制器成为一个微控制单元，利用微控制器作为TCP/IP网络中的信息收集、传递的中转站，这给TCP/IP网络在控制工程的应用带来了新的契机。

结合TCP/IP协议高度开放的特性，在数据链路层，借助标准化的接口，仅需在建设初期根据建筑结构形式设置IEEE802.3标准的主干网络，利用光纤、双绞线以及无线信号作为传输介质，在建设末期接入带有微控制单元的传感器、控制器，使安装智能化设备就像安装一台网络打印机一样简单。在网络层，通过IP协议对微控制单元进行寻址，对微控制单元处理的信息进行路由。在传输层，控制主机利用TPC协议实现端口寻址、分段重组、流量、差错控制。在应用层，通过各种应用层协议和应用程序最终实现对信息的综合处理，实现各传统子系统间的高度集成和联动。借助高速发展的网络技术，可以利用PC、平板电脑、以及智能手机实现对系统随时随地的控制。进而，如果把数据库的部分数据共享给有权限的远程用户，我们便可以远程利用任何形式的Internet接入设备实现智能建筑的远程管理和监控。

IP Camera即网络摄像机正在市场上获得广泛的应用。IP Camera是将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所拍摄的画面通过RJ-45以太网接口或WIFI WLAN无线接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。此系统利用现有的综合布线网络传输图像，并进行实时监控。系统所需的前端设备少，连线简捷；后端仅需一套软件系统即可。当需要增加监控点，监控主机时，只需要通过现有网络增加一台IP Camera或PC机即可，而不需要对现有布线系统做什么改动。而且，此系统所需设备极其简单，系统的控制全由后端的软件系统实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、视频转网络的主机等。由于图像的传输通过综合布线网络，省去了大量的视频同轴电缆，降低了费用。

运用同样的方法，可以把TCP/IP协议运用在智能建筑的其他子系统当中，这样的网络化智能建筑相比传统智能建筑具有以下优势：

①标准化的协议：TCP/IP协议不依赖于任何特定的硬件或操作系统，提供开放的协议标准，统一的网络地址分配方案，标准化的高层协议，用户只需要考虑应用而不需要重新开发。

②开放且成熟的接口、传输介质、信息交换设备：可以通过双绞线、光纤以及无线信号接入TCP/IP网络，无论采用哪种接入方式，其接入技术都已经非常成熟。使用ARP协议为新接入的设备分配一个唯一的IP地址，该设备即刻便可以投入使用。极大的提高了综合布线的兼容性、经济性、灵活性、开放性和经济性。

③统一的数据格式、数据处理系统：传统智能建筑系统不智能的主要原因便是各子系统间的数据格式不统一，各子系统独立收集、独立处理信息，导致了子系统间缺乏联动，不能实现无人值守的自动控制。而统一了数据格式，并统一处理传感器收集的数据便可以通过软件设计提高智能建筑系统的集成性，实现高级的系统联动。

4 智能建筑系统的发展方向

传统的智能建筑系统都以子系统的形式被人们所熟知，在工程上统称为“弱电”系统，因为它们并不智能。智能建筑在国内的发展无法满足实际需求，系统稳定性差、功能实现率低、智能化水平参差不齐，都是智能建筑屡遭诟病的问题。

近些年，智能一体化设计逐渐在智能建筑行业兴起。简单来说，智能建筑一体化，就是将庞杂的智能控制系统集成在了一起，做到标准统一、施工方统一。这样一来，系统的稳定性、可靠性都将大大增加。

5 结束语

在网络工程的长期发展过程中，TCP/IP逐渐取代其他协议，这与其简单、易用、高效、开放的诸多优势是密不可分的。而将TCP/IP网络通讯协议应用到智能建筑一体化系统当中，不仅不需要重新制定硬件和软件标准，而且可以兼容并包的使用新兴的移动终端及可穿戴设备，借助TCP/IP网络的兼容性保证智能建筑鲜活的生命力。

参考文献：

[1]阎俊爱.智能建筑技术与设计[M].清华大学出版社，2005.

[2]周明天，汪文勇.TCP/IP网络原理与技术[M].清华大学出版社.

[3]王焕新.IP技术在智能建筑中的应用[J].工程设计CAD与智能建筑，2001（6）：23-25.

TCP/IP传输协议 篇7

TCP/IP (Transmission control protocal/intemal pro-tocal) 译为传输控制协议/互联网协议, 是一种通信协议族, 也称为因特网协议集。被用于因特网并广泛用于不同网络的互联。TCP作为IP的上层协议是支持端节点之间通信的传输层协议, 可提供面向连接的流式通信形态的应用程序。TCP相当于OSI第四层 (传输层) 所提供的服务, 具有修正错误、顺序控制、流控制阻塞控制等功能, 为各应用程序之间提供可靠的通信。因此通信程序对通信时的错误或阻塞等低层的通信情况勿需考虑即可进行通信。IP是网络的基础性协议。处于OSI七层曼协议中的第三层 (网络层) , 它规定了INTERNET的网关之间、网关和主机之间的通信协议。IP的功能如下:决定下面应该传送的网关的路由控制功能、根据实际要通信的各个网络以及通信媒体的最大传送单位, 把IP的数据报进行分割及重组处理等。

TCP/IP目的是相互合作计算机系统, 通过网络共享彼此资源。所谓协议是用来协调不同的网络设备间信息交换的规则集合。一个协议规定了交换信息的格式, 信息的正确顺序以及可能需要采取的附加措施。TCP/IP协议也称为网际协议族, TCP/IP只是这个协议族中最著名的两个。由于人们最熟知它们, 通常用TCP/IP称呼这个协议族。早期的TCP/IP协议目的是支持ARPANET、PRNET (无限分组网) 、SATNET (卫星网络) 的互联。虽然这三种网络已被别的网络取代, 但TCP/IP协议被证明是成功的网络互联技术, 并蓬勃发展。

2 TCP/IP中的协议

2.1 IP协议

IP (Internet Protocol) 协议的英文名直译就是:因特网协议。从这个名称我们就可以知道IP协议的重要性。在现实生活中, 我们进行货物运输时都是把货物包装成一个个的纸箱或者是集装箱之后才进行运输, 在网络世界中各种信息也是通过类似的方式进行传输的。IP协议规定了数据传输时的基本单元和格式。如果比作货物运输, IP协议规定了货物打包时的包装箱尺寸和包装的程序。除了这些以外, IP协议还定义了数据包的递交办法和路由选择。同样用货物运输作比喻, IP协议规定了货物的运输方法和运输路线。

2.2 TCP协议

我们已经知道了IP协议很重要, IP协议已经规定了数据传输的主要内容, 那TCP (Transmission Control Protocol) 协议是做什么的呢?不知大家发现没有, 在IP协议中定义的传输是单向的, 也就是说发出去的货物对方有没有收到我们是不知道的。就好像8毛钱一份的平信一样。那对于重要的信件我们要寄挂号信怎么办呢?TCP协议就是帮我们寄“挂号信”的。TCP协议提供了可靠的面向对象的数据流传输服务的规则和约定。简单地说在TCP模式中, 对方发一个数据包给你, 你要发一个确认数据包给对方。通过这种确认来提供可靠性。

2.3 TCP/IP协议特点

(1) TCP/IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统, 提供开放的协议标准, 即使不考虑Internet, TCP/IP协议也获得了广泛的支持。所以TCP/IP协议成为一种联合各种硬件和软件的实用系统。

(2) TCP/IP协议并不依赖于特定的网络传输硬件, 所以TCP/IP协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网 (Ethernet) 、令牌环网 (Token Ring Network) 、拨号线路 (Dial-up line) 、X.25网以及所有的网络传输硬件。

(3) 统一的网络地址分配方案, 使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址。

(4) 标准化的高层协议, 可以提供多种可靠的用户服务。

摘要：TCP/IP协议中TCP协议是传输控制协议, 它提供IP环境下的数据可靠性传输, 通俗地说, 它是事先为所发送的数据开辟出链接好的通道, 然后再进行数据发送, 为实现数据的可靠稳定传输与控制, 通过研究工业以太网、TCP/IP协议、双网卡冗余和快速故障恢复技术, 有效提高了多数据的远程传输与控制的可靠性和稳定性, 本文对TCP/IP的数据传输和控制进行一个分析。

关键词：TCP/IP,传输控制,协议,IP,技术,稳定

参考文献

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[2]李金贵.现场总线技术及应用[A].第十届全国内河船舶与航运技术学术会议论文集[C].2006年.

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[4]张亚魁, 魏臻, 刘征宇.轻量级嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现[A].全国第20届计算机技术与应用学术会议 (CACIS?2009) 暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集 (下册) [C].2009年.

[5]汪成林, 黄艺海.一种改进的SSL加密隧道的FTP系统[A].中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C].2011年.

[6]孙秋实.基于TCP/IP的分布嵌入式检测系统研究[D].天津大学.2010年.

[7]郑静.一种基于IP的数据音频园区广播系统设计与研究[D].电子科技大学, 2010年.

[8]郑君媛, 陈小平.嵌入式TCP/IP技术在恒温振荡器中的应用[J].信息化纵横, 2009年17期.

浅谈TCP/IP协议 篇8

1969年, 因特网的前身阿帕网 (ARPAnet) , 诞生之初仅连接了4台计算机, 供科学家们进行计算机联网实验用。到70年代, ARPAnet已经有了好几十个计算机网络, 但是每个网络只能在网络内部的计算机之间互联通信, 不同计算机网络之间仍然不能互通。卡恩于1973年提出开放的网络结构的思想。所谓开放的网络结构, 指的是任何类型的网络都可以通过“网络互联结构”与其他网络连接, 这是因特网的核心技术思想。为了适应开放的网络结构环境的需要, 瑟夫与卡恩共同开发了TCP/IP协议, 并于1974年正式提出。TCP/IP是实现不同网络互联的标准, 成功地解决了不同硬件平台、不同网络产品和不同操作系统之间的兼容性问题。

TCP/IP协议定义了电子设备如何连入因特网, 以及数据如何在它们之间传输的标准, 它是因特网事实上的国际标准。协议采用了4层的层级结构, 层次由低到高依次为:网络接口层、网络层、传输层、应用层。每一层都调用它的下一层所提供的服务来完成自己的需求。

1、网络接口层

网络接口层 (通信子网) 是数据包从一个设备的网络层传输到另外一个设备的网络层的方法。由于ARPNET的设计者注重的是网络互联, 允许网络接口层采用已有的或是将来有的各种协议, 所以这个层次中没有提供专门的协议, 因此网络接口层实际上并不是因特网协议组中的一部分。实际上, TCP/IP协议可以通过网络接口层连接到任何网络上, 例如X.25交换网或IEEE802局域网。[1]

2、网络层

网络层可以接收由网络接口层发来的数据包, 并把该数据包发送到传输层;也可以把从传输层接收来的数据包传送到网络接口层。网络层的数据包是不可靠的, 因为网络层并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。数据包中含有发送它的主机的地址 (源IP地址) 和接收它的主机的地址 (目IP的地址) 。

网络层的协议包括IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议等, 其中IP协议是网络层的核心协议, 完成数据从从源网络传输到目的网络的基本任务。IP协议定义了数据包在网际传送时的格式, 目前使用最多的是IPv4版本, 这一版本中用32位定义IP地址, 可供使用的地址数超过37.2亿, 但是仍然不能满足现今全球网络飞速发展的需求, 因此IPv6版本应运而生。在IPv6版本中, IP地址共有128位, 这样的IP地址数是原IP地址数的296倍, 目前来看, IPV6的IP地址是不可能用完的。[2]

3、传输层

传输层提供应用进程间的通信。两个系统之间的应用进程的通信, 是用每个信息中的如下四项进行确认的:源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号。其中源IP地址和目的IP地址已在网络层的介绍中说明。TCP/IP的端口号是一个软件结构, 用来标识本地计算机应用层中各个进程在和运输层交互时的接口。在因特网不同的计算机中, 相同的端口号是没有关联的。一个端口号对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口, 例如, SMTP使用25、HTTP使用80。客户进程通常使用系统分配的一个随机端口号。[2]

传输层协议主要是传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol) 和用户数据报协议UDP (User Datagram protocol) 。TCP协议是一种面向连接的、可靠的的传输机制。通信之前要建立连接, 通讯完成时要拆除连接。它提供一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序到达, TCP协议还能尽量连续不断地测试网络的负载并且控制发送数据的速度以避免网络过载, 对于一些需要高可靠性的应用, 可以选择TCP协议。UDP是一种面向无连接的, 不可靠的传输机制。不是它特别不可靠, 而是它不检查数据包是否已经到达目的地, 并且不保证它们按顺序到达。UDP的典型应用是如音频和视频等这样的流媒体, 对它们而言, 按时到达比可靠性更重要, 或者如DNS查找这样的简单查询/响应应用, 否则建立可靠的连接所需的额外开销将是不成比例地大。

4、应用层

应用层是大多数与网络相关的程序为了通过网络与其他程序通信所使用的层。数据从与网络相关的程序以这种应用程序使用的格式编码成标准协议的格式并进行传送。来自应用程序的数据一旦被编码成一个标准的应用层协议, 它将被传送到TCP/IP协议的下一层。

应用层一般提供面向用户的服务, 如HTTP、FTP、SMTP、POP3。HTTP是超文本传输协议, 用于浏览网页, FTP是文件传输协议, 一般用于下载和上传文件。SMTP是简单邮件传输协议, 用来控制信件的发送、中转。POP3是邮局协议第3版本, 用于接收邮件。

TCP/IP有一个非常重要的特点, 就是开放性, 即TCP/IP的规范和Internet的技术都是公开的。目的就是使任何厂家生产的计算机都能相互通信, 使Internet成为一个开放的系统。这正是后来Internet得到飞速发展的重要原因。

参考文献

[1]万雅静, 黄巍, 梁玉凤.网络基础实用教程[C].北京:机械工业出版社, 2011:14-16.

[2]刘兵, 左爱群.计算机网络基础与Internet应用 (第三版[) C].北京:中国水利水电出版社, 2006:91-92.

TCP/IP协议与信息安全 篇9

TCP/IP协议是Internet上使用最流行的协议,如今已成为了Internet的一种标准,本文对TCP/IP协议的工作原理与安全性进行了简要分析。

1. TCP/IP协议工作原理

1.1 TCP/IP协议族分层

TCP/IP协议族是由处于不同层次上的多个协议组合而成的。TCP/IP与传统的OSI模型不同主要分为四个层次如图1。

每一层有着具体的功能。链路层有时也被称为网络接口层,主要包括操作系统中相关的设备驱动程序与计算机硬件中相对应的网络接口卡,共同对与电缆(或其他任何传输媒介)的物理接口细节进行处理。网络层主要是对分组在网络中的活动进行处理,在TCP/IP协议族中主要包括了IP协议、ICMP协议以及IGMP协议。传输层的主要功能是为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中主要有两种互不相同的传输协议:TCP协议与UDP协议。在应用层主要是对应用程序的的细节进行处理。

1.2 TCP/IP协议主要工作流程

TCP/IP协议主要工作流程如下(以文件传输为例):

(1)源主机应用层将相关数据流传送给传输层;

(2)传输层将数据流进行分组,并加上TCP包头传送给网络层;

(3)在网络层加上包括源、目的主机IP地址的IP报头,生成IP数据包,并将生成的IP数据包传送至链路层;

(4)在链路层将MAC帧的数据部分装入IP数据包,然后将源、目的主机的MAC地址和帧头加上,并根据目的主机的MAC地址,将完整的MAC帧发往目的主机或者IP路由器;

(5)MAC帧到达目的主机后,在链路层将MAC帧的帧头去掉,并将去掉MAC帧头的IP数据包传送至网络层;

(6)网络层对IP报头进行检查,如果校验与计算结果不同,则将该IP数据包丢弃,如果结果一致就去掉IP报头,将TCP段传送至传输层;

(7)传输层对顺序号进行检查,判断是否是正确的TCP分组,然后再对TCP报头数据进行检查。如果正确就源主机发出确认信息,如果不正确或者是出现丢包,就想源主机发出重发要求;

(8)在目的主机的传输层将TCP报头去掉后根据顺序对分组进行组装,然后将组装好的数据流传送给应用程序。

2. TCP/IP协议的安全性

TCP/IP协议在设计之初没有对安全问题考虑很多,但是在安全性方面仍然有着其自身的优势。

首先,TCP协议是面向连接的协议,指的是在进行通信前,通信双方需要建立起连接才能够进行通信,在通信结束后终止连接。当目的主机接收到由源主机发来的IP数据包后,会通过TCP协议向源主机发送确认消息。

同时在TCP协议中有一个重传记时器(RTO),源主机从IP包发送时开始计时,如果在超时前接收到了确认信号,计时器归零;如果计时超时,则表示IP包已丢失,源主机重传。利用这个计时器能够保证数据传输的完整性。TCP协议为应用层提供了面向连接的服务,从而保证了网络上所传送的数据包被完整、正确、可靠地接收。

其次,利用IP协议进行信息传送,就像信息的明信片传送,对于运营商设备、协议乃至网络拓扑对用户均属开放可见。这也就是说,安全服务的提供不需要应用程序、其他通信层次和网络部件做任何改动。但是这种透明性也是容易被利用的一种安全漏洞。

3. 利用TCP/IP协议保护信息安全

虽然TCP/IP协议存在着较为严重的安全隐患问题,但是能够利用协议本身来实现信息隐藏,从而达到保护信息安全的目的。

对TCP/IP协议头数据格式进行分析,能够发现在这两个头结构中存在多个没有用于正常的数据传送或者是数据包的发送的区域。利用这些区域可以对数据进行保存和传送从而达到保护信息安全的目的。

当源主机与目的主机建立起TCP连接后,源主机就可以对要发送的数据进行编码转换,根据一定的算法将需要隐藏的数据装入到IP标识域内。而在目的主机则将所隐藏的数据分离出来,利用特定的编码算法对数据进行还原。

利用时间戳实现信息隐藏。时间戮是一个单调递增的值,从TCP/IP协议中可知,当一个数据分组穿过互联网时,时间戳选修会使得各个系统将它当前的时间标记在数据分组的相关选项中。

利用时间戳实现信息隐藏指的就是利用处理TCP包或者是IP包时所产生的轻微的延时来对TCP时间戳选项或者IP时间戳选项的低位段进行修改,当对协议的时间戳选项进行相应的修改后,根据TCP/IP协议的特点,会在网络中形成一个专门的信道来对隐藏信息进行传送。

参考文献

[1]杨红敏.TCP/IP技术浅谈[J].科学之友,2011,(18):16-18.

[2]季云龙,邵国强.TCP/IP协议的网络安全[J].电脑学习,2011,(02):29-30.

TCP/IP协议栈的实现方法 篇10

TCP/IP协议, 即传输控制协议/互联网互联协议、网络通信协议, 其主要组成部分是位于传输层的TCP协议和位于网络层的IP协议。TCP/IP协议的体系结构主要有4个层次, 各个层次通过下层的网络来实现自己的需求, 从而将设备连接到互联网中, 并保证数据在TCP/IP通信协议中的传输。

TCP/IP的体系结构包括4层, 即网络接口层、网际层、传输层、应用层。每个层次的需求都有下层所提供的网络来实现, 各个层次相互配合, 来完成整个协议的任务。网络接口层包括多种协议, 各个协议由硬件和软件相配合, 以实现网络之间的数据传输。网际层只有一个协议, 即IP协议, IP协议主要是为不同网络的主机之间提供无连接的网络服务。传输层的协议包括两个, 即TCP协议和UDP协议, TCP协议提供面向连接的可靠的字节流传输, UDP协议提供无连接的不可靠的数据包传输。应用层包括多种应用协议, 如HTTP协议、FTP协议、DNS协议、Telnet协议等。TCP/IP协议中各个层次都是互相独立的, 上层通过与下层的接口来为下层提供服务, 而下层网络的实现过程对于上层是保密的, 以此网络通信的实现是逐层完成的。

2 TCP/IP 协议栈的特点

首先, TCP/IP通信协议对特定网络传输硬件没有依赖性, 用户可以根据自己的需要使用网络中的传输硬件, 如以太网、令牌环网等。

其次, TCP/IP通信协议对特定的计算机硬件、操作系统等也没有依赖性, 同时可以提供开放的协议标准, 因此TCP/IP通信协议可以在多个系统中实现其功能。

最后, 在全世界范围内, 每一个TCP/IP网络有唯一的网络地址, 有了该网络地址, 无论物理用户在哪儿, 都可以对其进行访问。

3 TCP/IP 协议栈的简化

一般来说, TCP/IP协议栈对计算机的内存、处理器等都有很高的要求, 另一方面, 嵌入式系统的资源的限制, 使得嵌入式系统达不到TCP/IP通信协议对系统资源的要求, 因此, 为了使TCP/IP协议与嵌入式系统结合的更贴切, 有必要对TCP/IP协议栈进行监护, 从而减少嵌入式系统的存储开销。

3.1 TCP 协议

在应用TCP协议进行数据传输的过程中, 主要是采用以字节为单位的滑动窗口来实现。为了简化TCP协议, 可以将滑动窗口算法进行优化。在此提出一种停止等待算法, 该算法产生的数据量少, 不对对网络的拥塞产生不利影响, 因此, 该算法可以减少网络中的数据量, 提高网络数据的传输速度。另一方面来说, 停止等待算法的效率与滑动窗口算法的效率相当, 不会降低网络的效率, 反而可以轻松的实现。停止等待算法不设TCP的发送缓存区和接收缓存取, 使得占用网络的存储空间大大降低, 从而可以实现TCP/IP协议栈的简化。

3.2 IP 协议

通过IP协议可以实现不同网络主机间的通信。IP数据报具有固定的格式, 从而确定了IP协议所具有的功能。为了实现数据报传输的效率, 使IP数据报能够正确的找到下一跳的地址, 需要在IP数据报前加上IP协议头。在嵌入式系统中, IP只是一个传输工具, 因此, 对IP进行简化不会影响嵌入式系统的工作效率。在嵌入式系统中, 对于IP数据报, 只对其IP数据报的版本、首部检验和、标志、源地址、目的地址进行确认, 从而对协议类型进行解析, 并将IP数据报传输到下一个层次进行处理。如果不能正确的对协议类型进行解析, 都要丢弃相应的IP数据报。IP数据报的总长度 (首部加数据之和) 为16位, 即数据报的最大程度为216-1=65535字节, 在嵌入式系统中, 受到资源的限制, 没有空间容纳如此长度的数据报, 并且不支持分段传输, 因此, 要对嵌入式系统中接收数据报的方式进行限制, 从而使程序更加简单, 且不会破坏数据报的完整性。

3.3 ARP 协议

ARP为地址解析协议, 主要是根据主机的IP地址来找到对于的物理地址。在嵌入式系统中, 服务器以被动的方式来接受请求, 因此不会主动的发送ARP请求数据帧, 因此, 为了简化ARP协议, 可以只对ARP的应答数据帧进行管理。在将ARP数据帧发送到网络以前, 需要填充数据帧, 使得数据帧达到网络要求的最小长度, 同时将请求数据帧的源IP地址和物理地址添加到应答数据帧的目的IP地址和物理地址里, 从而实现数据帧传输过程中的可靠传输。同时, 高速缓冲区中的IP地址和物理地址在不断的进行更新, 从而减少数据帧传输过程中的错误率, 提高效率。然而在嵌入式系统中, IP地址和物理地址之间的映射关系很少, 且不会经常更新, 因此, 可以对ARP协议进行简化, 以提高数据的传输效率。

4 TCP/IP 协议的实现

4.1 TCP 协议

TCP协议实现数据传输的过程包括建立连接、数据传输、释放连接。一般客户端是发起连接的, 而服务器端是被动接受连接的, 即客户端请求建立连接, 而服务器端答应建立连接的请求, 从而建立双方的连接, 并可以进行下一步的数据传输。如果在TCP的上层实现服务器端的功能, 就可以将通信双方建立连接的过程进行简化, 从而实现TCP/IP通信协议的简化。当释放连接时, 包括主动断开和被动断开, 当主动断开连接时, 需要发送一个fin数据报得到通信双方的确认, 从而断开连接, 而被动断开连接的方式就比较简单。

4.2 IP 协议

IP协议主要是对数据报的首部进行检验, 同时对数据报进行解析, 从而得到下一跳的网络地址, 进行数据的传输。在对IP协议进行简化后, IP只需要对数据报进行判断, 如果正确则根据数据报的类型进行下一步的传输, 否则将数据报丢弃。

4.3 ARP 协议

在网络中进行通信需要针对硬件的物理地址, 因此有必要对硬件的物理地址进行解析, 即完成将硬件的IP地址到物理地址之间的转换。ARP协议中, 网络上有主见与物理地址之间的映射表, 根据映射表可以很快的根据硬件的IP地址找到对应的物理地址, 为TCP/IP通信提供保障。

5 结语

TCP/IP协议对于嵌入式系统互联的实现具有深远的影响, 对TCP/IP协议进行简化, 让TCP/IP协议更好的适应嵌入式系统的特点, 使TCP/IP协议的作用发挥到最大, 对嵌入式系统的发展有很大的促进作用。经过简化后的TCP/IP协议, 能够较好的适应嵌入式系统, 利用较少的代码就可以实现相应的功能, 实现简单、结构合理、操作方便, 同时能够根据需要进行功能的扩充和系统的移植, 具有良好的性能。因此, 将TCP/IP协议引入到嵌入式系统中具有良好的可行性。

摘要：TCP/IP协议是实现网络通信最基本的协议, 对网络数据的可靠性传输有很大的影响。随着网络技术的发展, 将嵌入式系统中引入TCP/IP协议具有明显的现实意义。然而受到嵌入式系统资源的限制, 需要将TCP/IP协议进行简化, 从而实现嵌入式系统中TCP/IP协议的有效利用。本文对TCP/IP协议状况进行概述, 并对TCP/IP协议的特点和TCP/IP协议的简化进行分析, 最后提出TCP/IP协议的实现方法, 旨在简化操作, 提高嵌入式系统的运行效率。

关键词：TCP/IP协议,嵌入式系统,TCP,IP

参考文献

[1]王原丽, 王丽.基于ARM的嵌入式TCP/IP协议栈的实现[J].现代电子技术, 2008, 22:3-6.