淺談計算機通信傳輸控制技術

摘 要：計算機通信技術是通信技術和計算機現(xiàn)代技術結合的產(chǎn)物，并應用于多個領域當中，為社會現(xiàn)代化通信中重要組成部分。其中，計算機通信中的傳輸控制技術可對信息資源進行有效的把握與傳遞，占據(jù)了計算機通信技術中核心地位。所以，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝蚀_決定著計算機通信技術的成熟與穩(wěn)定，同時也是計算機通信的所實現(xiàn)的價值所在。

關鍵詞：計算機；通信技術；傳輸；控制

中圖分類號：TP393.0

在計算機通信系統(tǒng)中，有效保證信息的互通是實現(xiàn)各類業(yè)務應用的前提。由于受到通訊傳輸環(huán)境的限制（如有線通信、無線通信、寬帶等），使我國的通信技術較為單一，信息互通相對緩慢，業(yè)務應用與網(wǎng)絡傳輸控制服務耦合的網(wǎng)絡通信傳輸軟件技術較為落后，使信息的傳遞存在著可靠性差、適應通信信道能力不強、通信傳輸與分發(fā)能力不高等弱點，以無法滿足當今電子信息時代的需求。

1 計算機通信技術組成部分

1.1 計算機通信技術意義

所謂的計算機通信就是將信息華為一種數(shù)據(jù)的形式，來實現(xiàn)計算機與終端設備之間的有效傳遞。計算機通信作為現(xiàn)代化技術發(fā)展的產(chǎn)物，廣泛應用于信息處理系統(tǒng)、情報檢索系統(tǒng)、軍隊指揮系統(tǒng)和武器控制系統(tǒng)，所以，發(fā)展優(yōu)質高效的通信技術不但方便了人們的生活，使人們之間的信息資源傳遞更為便捷，同時作用于軍事上可更有效的加強我國的國防力量，為保衛(wèi)我國領土主權的完整提供了有利的保障。

1.2 計算機通信技術的原理

計算機通信的基本原理是將電信號轉換成邏輯信號，并將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息通過不同的二進制系列來標識。轉換方式是將高低電平表示呈二進制數(shù)中的1和0，也就是將數(shù)據(jù)以二進制中的0和1的比特流的電壓表示，將產(chǎn)生的脈沖通過一種媒介來進行數(shù)據(jù)的傳輸，從而達到通信的功能，這便是通訊工程的工作原理，也就是OSI物理層的運行。

1.3 計算機通信技術的軟件功能及架構

我國的計算機電子信息系統(tǒng)中的信息傳輸控制服務軟件采用的設計方法通常為構件優(yōu)化設計法，來實現(xiàn)電子系統(tǒng)中各類信息數(shù)據(jù)的傳輸與分發(fā)控制。首先，從鏈路控制管理上來說，主要是負責全系統(tǒng)通信鏈路的建立和分布，以保證通信鏈路可連續(xù)性工作為設置基礎，來實現(xiàn)最終的鏈路狀態(tài)檢測、鏈路自動切換等功能；其次，從信息輸入控制方面來說，通信網(wǎng)絡一般是通過異步方式來實現(xiàn)各類信息的接收，并對信息進行脫密、拆包、組裝及校驗處理，從中篩選出正確的信息，最后將所得到的正確信息發(fā)布到相應的業(yè)務應用軟件上進行傳輸?shù)裙ぷ?。此外，從信息輸出的方面來說，通過非阻塞方式獲得輸出信息，并根據(jù)信息的類型進行相關的協(xié)議封裝、緩沖管理，進而分發(fā)至各目標接點。

1.4 計算機通信技術信息輸出與控制

計算機通信信息系統(tǒng)中的信息傳輸控制服務軟件通常是根據(jù)傳輸控制的需求來采用多層次的架構設計。目前，我國的計算機通訊系統(tǒng)通常采用四層架構，并在每一層的設計層中，都會安裝相應的傳輸控制構件，從實現(xiàn)傳輸控服務功能的靈活應用。下面對四層架構中每一層架構的功能與作用進行表述：第一層為管理控制層，主要是對信道的狀態(tài)進行統(tǒng)一管理，并根據(jù)信息數(shù)據(jù)的傳輸方式對所使用的信道進行選擇；第二層為交換服務層，對信息進行封裝與解析，來解析交換協(xié)議，從而提供出信息的發(fā)布狀況；第三層為傳輸服務層，提供信道的監(jiān)視與管理，并對信息進行安全處理，同時來解析傳輸協(xié)議；第四層為系統(tǒng)接口層，通過封裝主機通信接口，提供一個系統(tǒng)的調用接口。

2 計算機通信的數(shù)據(jù)傳輸技術分析

2.1 計算機通信傳輸控制技術中的MAC技術

MAC是Media Access Control的簡稱，定義了數(shù)據(jù)包怎樣在介質中傳輸，中文的解釋為介質訪問控制子層協(xié)議。MAC的協(xié)議主要位于OSI七層協(xié)議中數(shù)據(jù)鏈路層的下半部分，是一種鏈接和控制的物理層介質。在MAC層的數(shù)據(jù)傳輸中，可分為主導技術和輔助技術，主導技術包括令牌控制技術和總線爭用技術，而輔助技術主要是配合主導技術使用，以主導技術為依托。

2.2 計算機通信傳輸控制技術中的CSMA技術

CSMA技術是一種總線爭用技術，其中文翻譯為載波監(jiān)聽多路訪問。CSMA技術的主要特點在于沒有規(guī)定的發(fā)送時間，可在任何時間、任意接點對總線進行數(shù)據(jù)的發(fā)送。當有多個節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，可以通過相應的規(guī)則來定義發(fā)送的優(yōu)先順序，來確保數(shù)據(jù)信息的有效達到。同時，CSMA中也規(guī)定了：在任何準備向總線發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點上，都需要先檢測總線是否空閑，如果空閑便可以完成數(shù)據(jù)的發(fā)送；若總線出現(xiàn)繁忙的情況，則需要在等待一定的時間后對總線重新檢測，來確報發(fā)送的有效性及準確性。雖然CSMA技術存在著實現(xiàn)簡單、相應及時等特點，但是在實際應用中，需要隨機爭用信道還是會使數(shù)據(jù)信息存在著很大的延時性和不確定性，所以，對其技術的使用上，或許還需要進行優(yōu)化改進，從而保證通信技術的成熟與穩(wěn)定。

2.3 計算機通信傳輸控制技術中的令牌技術

令牌技術是一種時間觸發(fā)方式的訪問機制，分為分布式令牌技術和集中式令牌技術。首先以分散式令牌技術來說，一般較多應用于主站系統(tǒng)，其工作原理主要體現(xiàn)在令牌的獨立性，為總線中存在的唯一令牌，此令牌能夠在主站的邏輯環(huán)中循環(huán)，通過相應的調度算法使主站獲得令牌的調度權，進而發(fā)起對其它網(wǎng)站的通信。其次，集中式令牌也是一種時間觸發(fā)的介質訪問控制機制，其工作原理主要是由內(nèi)部的任務調度表來決定總線上的哪一個節(jié)點擁有總線仲裁權，然后獲得該接點的信道使用權，并將所產(chǎn)生的緩存的信息發(fā)送到總線上。集中式令牌技術比分布式令牌技術有著更精確的周期數(shù)據(jù)影響，同時還可以更有效的確定網(wǎng)絡延時，但是對于突發(fā)事件的處理上卻存在著一定的欠缺，沒有分布式令牌處理的那么及時準確。

2.4 計算機通信傳輸控制技術中的差錯控制技術

在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中難免會出現(xiàn)差錯，因此，采用差錯控制技術可有效的修正所出現(xiàn)的差錯，并在一定程度上將差錯還原到原始的狀態(tài)，來確保數(shù)據(jù)信息的準確性。數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程主要是經(jīng)過物理層，到達數(shù)據(jù)鏈路層，而通過差錯控制系統(tǒng)的介入，會對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)直接進行差錯檢驗，對錯誤的數(shù)據(jù)進行還原修復，但對一些難以修復的數(shù)據(jù)幀，因無法讀取等情況難免會遭到丟棄。而數(shù)據(jù)鏈路層往往能夠比其它各層更早地感知到所丟失的數(shù)據(jù)包，并及時的做出反應，進行數(shù)據(jù)的重新整理與輸送。所以在數(shù)據(jù)差錯檢驗的過程中，鏈路層的檢測和糾正方式主要分為ARQ（自動重復請求）與FEC（前向錯誤糾正）兩種。

（1）ARQ（自動重復請求）法的應用

傳統(tǒng)的ARQ非常適于傳輸對可靠性要求較高的數(shù)據(jù)，所以，為了減少鏈路層重傳和傳輸層重傳之間的干擾，必須采用一定的技術手段來使鏈路層在路由器處抑制來自傳輸層重復的ACK，阻止它們到達源端，進而防止源端數(shù)據(jù)擁塞，影響算法。此外，ARQ法一般常使用在出錯率較低的鏈路中，可使出錯的數(shù)據(jù)幀更加及時有效的得到解決；但是用于出錯率較高的鏈路中，就會因大量重復上傳數(shù)據(jù)包而引起網(wǎng)絡擁塞，造成不好的處理效果。

（2）FEC（前向錯誤糾正）法的應用

傳統(tǒng)的FEC在要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊上附加冗余信息來重建數(shù)據(jù)包的損傷部分，從而使受損的數(shù)據(jù)包直接得到修復，避免了重復上傳數(shù)據(jù)包的情況發(fā)生，從而達到較好的修復目的。所以，F(xiàn)EC廣泛應用與無線環(huán)境，并且不會干擾到TCP機制。但是，F(xiàn)EC并不是完美的修復手段，在鏈路狀態(tài)良好的情況下，冗余信息顯得沒有用處，從而會對網(wǎng)絡造成一定的延遲，影響到網(wǎng)絡的傳輸速度。

3 計算機通信的數(shù)據(jù)傳輸技術實施要點

3.1 傳輸控制軟件的功能模塊松散耦合設計

信息傳輸控制服務的功能模塊包括：信道狀態(tài)檢測、信道優(yōu)選、協(xié)議封裝與以解析、信息發(fā)布、信息安全處理等，可根據(jù)其需求進行配置選擇。這種功能模塊間的松散耦合設計改變了以往設計中功能模塊間邊界不清、依賴性強的緊密耦合限制，使系統(tǒng)的可重組性、可擴展性和可維護性得到了較大的增強。此外，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模、實際具備的通信手段，系統(tǒng)集成人員可以有選擇性的安裝與需求相關的功能構件，滿足對不同報文格式、傳輸協(xié)議、傳輸對象及通信信道的信息傳輸要求，更加清晰的保證各模塊之間的信息關系，使維護人員可準確發(fā)現(xiàn)問題的所在，進而對其修復和維護，使整個網(wǎng)絡傳輸控制服務軟件可隨時保持正常運行的狀態(tài)。

3.2 傳輸控制軟件的信息傳輸?shù)目迤脚_設計

在信息傳輸?shù)目迤脚_設計中，主要包括軟件垮平臺移植和信息垮平臺傳輸兩部分。首先，以軟件垮平臺移植方面來說，為了避免平臺異構帶來的復雜度，網(wǎng)絡傳輸控制服務軟件對平臺不同的驅動機制和通信接口進行了封裝，并提供出統(tǒng)一的接口，從而在不同平臺上對軟件跨平臺移植提供了有效、統(tǒng)一的管理，使軟件的代碼結構更為清晰，對后期的修改完善工作提供了有利的條件。其次，以信息垮平臺傳輸方面來說，由于各種平臺對多字節(jié)數(shù)據(jù)類型高地位的解釋不同，使網(wǎng)絡傳輸控制服務軟件如果按照默認的字節(jié)序解釋來自不同平臺的數(shù)據(jù)包，將無法辨識出正確的數(shù)據(jù)。所以，在制定對外節(jié)后的同時，需要網(wǎng)絡傳輸服務軟件對不同平臺的版本的軟件在數(shù)據(jù)包輸入輸出之前增加預處理，從而將數(shù)據(jù)包中所有多字節(jié)數(shù)據(jù)類型的字段都統(tǒng)一為標準網(wǎng)絡字節(jié)序。

3.3 多協(xié)議透明封裝與解析

網(wǎng)絡傳輸控制服務軟件針對不容的信息傳輸協(xié)議以信息交換協(xié)議時，應采用多個相對立的協(xié)議封裝與解析模塊，來實現(xiàn)協(xié)議封裝與解析功能對業(yè)務應用軟件的分離。在提供對外的出入輸出接口時，采用多協(xié)議封裝與解析可使業(yè)務軟件的應用更加透明化，使業(yè)務軟件的核心處理技術更加簡單明確。在信息傳輸?shù)倪^程中，主要涉及的協(xié)議為：交換協(xié)議和傳輸協(xié)議。交換協(xié)議主要是用以標識應用層的相關信息，但如果面對的是一些較為簡單的信息傳輸，便不必去采用交換信息；而傳輸協(xié)議用于信息幀長度、信息幀類型、信息幀發(fā)送者與接收者等傳輸功能，使信息幀的傳輸過程更加安全可靠。此外，透明多協(xié)議封裝與解析過程主要在上層信息安全處理軟件上來實現(xiàn)，并在交換服務層中來完成格式的轉換，在傳輸服務層中完成傳輸協(xié)議的封裝與解析。

3.4 可靠與實時傳輸相結合

在信息傳輸?shù)目煽啃耘c實時性上，電子通訊系統(tǒng)對其有著較高的要求。在實時性較強的態(tài)勢感知類信息上，一般采用的是實時傳輸，而對于指令類的信息，則采用可靠傳輸方式。在無線信息的傳輸上，由于其信道的特殊，使傳輸質量受到了較大的影響，提高了傳輸?shù)氖÷?，所以在無線信道的傳輸上提出了三級緩沖機制的應用。

三級緩沖機制主要是指在同一信道的信息傳輸過程中，為了保證實時信息的準確性和可靠性，在通訊控制軟件中創(chuàng)立了三級緩沖機制。一級緩沖為發(fā)送緩沖區(qū)，相關的數(shù)據(jù)幀在經(jīng)過處理后存入緩沖區(qū)，并通過系統(tǒng)接口層發(fā)送到指定的信道；二次緩沖為等待區(qū)，將處理后的可靠信息在存取發(fā)送緩沖區(qū)后，也同時存入了該等待區(qū)，來等待對方系統(tǒng)的應答，若在有效的時間點內(nèi)沒有等待到對方系統(tǒng)的應答，系統(tǒng)會自動將該區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行備份，并存入發(fā)送緩沖區(qū)進行等待發(fā)送；三級緩沖為回執(zhí)等待區(qū)，主要對于一些需要人工確認是否可靠的報文，在受到系統(tǒng)的應答后將其從二級緩沖移至該緩沖區(qū)，取消了系統(tǒng)自動重復發(fā)送的操作，來等待人工的回執(zhí)操作。

4 結束語

隨著網(wǎng)絡通信技術和系統(tǒng)集成技術的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡傳輸控制服務軟件也必定會形成一個功能可擴充、可裁剪，便于各類系統(tǒng)接入的信息傳輸平臺，通過對采用構件化網(wǎng)絡傳輸控制服務軟件的設計，可有效的解決以往出現(xiàn)在信息傳輸中的實際問題，從而使軟件的設計向著通用化、系列化組合化的方向發(fā)展。

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作者簡介：雪娟（1978.3-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科，工學學位，助理工程師，研究方向：計算機與通迅。

作者單位：內(nèi)蒙古邊防總隊，呼和浩特 010051