软件无线电的电磁兼容分析网络知识

时间:2023-02-28 03:55:34 作者:旧铁皮朝西开 综合材料 收藏本文 下载本文

【导语】“旧铁皮朝西开”通过精心收集,向本站投稿了10篇软件无线电的电磁兼容分析网络知识,下面给大家分享软件无线电的电磁兼容分析网络知识,欢迎阅读!

篇1:软件无线电的电磁兼容分析网络知识

作者:蔡贤生 1 软件无线电概述 软件无线电是1992年由 MI LTRE公司首次提出的,它的中心思想是.构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将各种功能如工作频段,调制解调类型,数据格式、加密模式、通信协议等用软件编程来完成,并使宽带A/D和D/A

作者:蔡贤生

1 软件无线电概述

软件无线电是1992年由MILTRE公司首次提出的,它的中心思想是.构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将各种功能如工作频段,调制解调类型,数据格式、加密模式、通信协议等用软件编程来完成,并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统,

可以说这种无线电台是可用软件控制和再定义的电台。

软件无线电具有如下的特点:

第一、具有很强的灵活性,软件无线电可以通过增加软件模块来增加新的通信功能。可以通过调用不同的软件,转换不同的通信方式,实现与其他无线电台的通信,并可作为其他电台的射频中继。

第二、具有极强的开放性。软件无线电采用标准化、模块化的结构,其硬件可以随着器件技术的发展而更新或扩展。软件无线电不仅能和新体制电台通信还能与旧体制电台兼容,延长了无线电台的生命周期。

软件无线电的基本结构

软件无线电主要由天线射频前端、宽带A/D-D/A转换器、通用和专用数字信号处理器(DSP)以及各种应用软件组成。

软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频段,要求每个频段的特性均匀,以满足各个频段使用的需要,并采用智能化天线技术。射频前端在发射时主要完成上变频滤波、功率放大等任务。接收时实现滤波、放大、下变频等功能。A/D-D/A转换器主要是实现信号的模拟、数码的互相转换。数字信号处理器(DSP)主要完成基带信号和处理,信号的调制解调各种抗干扰、抗衰落、自适用均衡算法的实现.信号源的编码、解码等。

2 软件无线电EMC分析的工程模型

软件无线电的工作频段可覆盖VHF、UHF等多个频段,具备AM、FM、PM等调制方式以及PSK、FSK等多种数字调制解调方式。软件无线电通信方式的多样性和系统的复杂性,势必增加软件无线电EMC分析的难度。依靠人工计算的方法进行EMC分析已远远不能满足软件无线电系统的要求,必须依靠计算机技术结合软件无线电的特点建立EMC软件分析系统。

软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接进行数字化,将其变换为适合于数字信号处理器或计算机处理的数据流,然后通过软件(即对数据进行数学处理)来完成无线电台的各种功能。根据这一特点可知,软件无线电数学模型是软件、无线电工程设计以及专用集成电路设计的基础和前提,也是软件无线电理论分析的最佳途径,那么根据干扰三要素建立软件无线电接收机、发射机数学模型和电波传播模型将是EMC分析系统软件的重要工程模型。本文以单通道软件无线电收发信机为例,讨论其数学模型的建立。

所谓单通道收发信机是指电台接收机在同一时刻只能接收选择一个信道的信号进行接收解调分析,同理该无线电台的发射机在同一时刻只能发射一个选择的信道信号进行调解发射。

1.单通道软件无线电接收机数学模型

任何一种调制形式的信号S(n)均可表示为:S(n)=a(n)cos[won+w(n)]

a(n)、w(n)分别为信号的幅度调制分量和相位调制分量,wo为信号(数字)载频或中心频率。如果用正交分量来表示则上式为:

S(n)=I(n)cos(won)-Q(n)sin(won)

式中,I(n)=a(n)cosΨ(n)、Q(n)=a(n)sinΨ (n)

分别称为信号的同相分量和正交分量,

载频wo不含信息,用同相、正交分量即可完全描述给定信号的特征。而对信号进行接收解调的目的实际上也就是提取这两个正交分量。

2、单通道软件无线电发射机数学模型

任何一种无线电信号可表示为

s(t)=a(t)cos[2πfot+Ψ(t)]

式中a(t)、Ψ(t)分别表示信号的幅度调制信息和相位调制信息,fo为信号载频(中心频率),而频率调制信息也反映在相位调制信息中,即:

f(t)=dΨ(t)

dt

对上式进行数字化,可得:

S(nTs)=a(nTs)cos[2πfonTs+Ψ(nTs)]

式中,Ts=1/fs为采样间隔,上式可简化为:S(n)=a(n)cos[won+Ψ(n)]

式中,wo=2πfonTs为数字角频率,对上式进行正交分解:

S(n)=I(n)cos(won)+Q(n)si(won)

式中,I(n)=a(n)cosΨ(n),Q(n)=-a(n)sinΨ(n)。

调制的方法是根据调制方式求出I(n)、Q(n),然后分别与两个正交本振cos(won)、sin(won)调制相乘并求和,即可得到调制信号S(n)。

单通道软件无线电收发信机的数学模型是最简单的软件无线电收发信机数学模型,实际应用中包括并行多通道软件无线电收发信机、信道化软件无线电收发信机等,这些数学模型都是以软件无线电收发信机数学模型为基础建立的。

3.电波传播模型

无线电波传播模型主要用于计算传播损耗,常用的电波传播模型主要有两种,一种是基以经验公式的OM模型,另一种是基于统计的Longiy/Rice模型。本文重点介绍在移动通信工程设计中广泛应用的OM模型(okumura模型)。OM模型适用的范围:频率100MHz-1000MHz基地站天线为数30-200M,移动站天线为数1-10M,传播距离1-20KM的场强预测。

电波传播衰耗中值与工作频率、通信距离、天线高度、地形特征等存在一定的关系。OM模型给出了电波传播的各种衰耗图表,可对信号中值作出预测。(图表略)

(1)准平滑地形市区的信号中值

LT=Lbs+Am(f、d)-Hb(hb、d)-Hm(hm、f)

式中,Lbs为自由空间的传播衰耗

Lbs=32.45+20lgd+201gf

式中Am(f、d)是基本损耗中值

Hb(hb、d)是基地站天线高度的增益因子

Hm(hm、f)是移动台天线高度的增益因子。这三个数值可由OM模型相关图表资料查得。

(2)任意地形地物情况下的传播衰耗中值:

LA=LT-KT

LT为能平滑地形市区的传播衰耗中值;

KT为地形地物的修正因子,可由OM模型的相关图表查得。

根据电波传播模型、软件无线电发射机、接收机数学模型,以及相关的频率、台站、设备、监测数据库等。通过计算机编程分析,可对场强、干扰进行预测实现EMC分析。

软件无线电概念最早是为军事通信的互联互通问题而提出来的。经过近十年来的迅速发展,软件无线电己从军事领域的演示阶段发展成为现代移动通信(特别是第三代移动通信)的基石。软件无线电突破了传统无线电台的局限性可在同一硬件平台上通过选用不同的应用软件改变通信方式,满足不同环境不同通信用途的需要。软件无线电可以说是EMC技术的发展和延伸。一方面软件无线电能根据不同通信要求主动兼容多种通信体制,提高频谱利用率,另一方面能根据所处电磁环境的情况,对调制方式,天馈系统等作出选择调整,提高系统抗干扰能力。软件无线电是在一定程度上的积极的电磁兼容。

原文转自:www.ltesting.net

篇2:软件无线电技术综述网络知识

作者:宋丽丽 任治刚 综述软件无线电的起源、概念及特点,详细介绍它的基本结构及部分实现技术, 关键词:软件无线电智能天线数字信号处理器数字变频 一、软件无线电的起源 软件无线电(SoftwareRadio)最初起源于军事通信。 军用电台一般是根据某种特定用途设

作者:宋丽丽 任治刚

综述软件无线电的起源、概念及特点,详细介绍它的基本结构及部分实现技术。

关键词:软件无线电智能天线数字信号处理器数字变频

一、软件无线电的起源

软件无线电(SoftwareRadio)最初起源于军事通信。

军用电台一般是根据某种特定用途设计的,功能单一。虽然有些电台基本结构相似,但其信号特点差异很大,例如工作频段、调制方式、波形结构、通信协议、编码方式或加密方式不同。这些差异极大地限制了不同电台之间的互通性,给协同作战带来困难。同样,民用通信也存在互通性问题,如现有移动通信系统的制式、频率各不相同,不能互通和兼容,给人们从事跨国经商、旅游等活动带来极大不便。为解决无线通信的互通性问题,各国军方进行了积极探索。1992年5月,在美国电信系统会议。IEEENationalTelesystemsConference)上,MITRE公司的JoeMitola首次明确提出软件无线电的概念。

二、软件无线电概念及特点

所谓软件无线电,就是说其通路的调制波形是由软件确定的,即软件无线电是一种用软件实现物理层连接的无线通信设计。软件无线电的核心是将宽带A/D、D/A尽可能靠近天线,用软件实现尽可能多的无线电功能;其中心思想是在一个标准化、模块化的通用硬件平台上,通过软件编程,实现一种具有多通路、多层次和多模式无线通信功能的开放式体系结构。应用软件无线电技术,一个移动终端可以在不同系统和平台间畅通无阻地使用。

软件无线电的主要优点是它的灵活性,可以通过增加软件模块,方便地增加新功能。在软件无线电中,诸如信道带宽、调制及编码等都可以进行动态调整,以适应网络标准和环境、网络通信负荷及用户需求的变化。软件无线电具有较强的开放性,由于采用标准化、模块化结构,其硬件可以随器件和技术的发展而更新或扩展,软件也可以随需要不断升级。

软件无线电推动了可编程硬件的发展,扩展了它的编程能力,提高了它的灵活性。现在的无线通信设备包括手机都使用了DSP,但DSP软件大多固化在设备中,且DSP硬件是专用的。如果DSP硬件更加通用化,其软件可以通过有线或无线手段装入,那么一台设备就可以实现在不同的制式、频段和协议下工作了。当用户携带一台软件无线电装置到另一个国家,一入境就可以使用软件无线电装置从空中接收并下载该地区的通信标准,然后就可以利用该地区通信标准运行自己的软件无线电装置了,这将给人们带来很大的方便。

三、软件无线电的基本结构

1.宽带/多频段天线与RF模块

宽带/多频段天线与RF模块是软件无线电不可替代的硬件出入口。软件无线电要求天线能覆盖所有频段,能用程序控制方法对其功能及参数进行设置。可采用智能化天线技术。

智能天线也称自适应阵列天线,由天线阵、波束形成网络、波束形成算法三部分组成。它通过满足某种准则算法调节各阵元信号的加权幅度和相位,进而调节天线阵列的方向图形状,来达到增强所需信号,抑制干扰信号的目的。智能天线也可以用空分复用(SDMA)的概念加以解释,即利用信号入射方向上的差别,将同频率、同时隙的信号区分开来,从而达到成倍扩展通信系统容量的目的,

智能天线具有抑制噪声、自动跟踪信号、采用智能化时空处理算法形成数字波束等功能。目前,智能天线技术日趋完善,中国电信科学研究院信威公司已推出带智能天线的同步CDMA系统,美国麦得威通信公司的智能天线也开始投放市场。

射频部分包括预放大和功率输出两部分。射频发射机和接收机,由通用平台和多个射频发射机模块组成,其工作频带应足够宽,并采用数字频率合成技术设置,对每种标准应能够多载波工作。发射机包括多只高功率放大器,要求具有高线性。

2.模数转换部分

数字化是软件无线电的基础,模拟信号必须经过采样转化成数字信号才能用软件进行处理。软件无线电体系结构的一个重要特点是将A/D和D/A尽量靠近射频前段。A/D和D/A器件在软件无线电中的位置非常关键,它直接反映了软件无线电系统的软件化可操作程度。为减少模拟环节及适应错综复杂的电磁环境,要求A/D器件具有适中的采样频率、较高的工作速度、较宽的工作带宽和较大的动态范围。在设计无线电系统时,选择模数器件依据的性能指标有:信噪比、转换灵敏度、无散杂动态范围、非线性误差、互调失真、全功率模拟输入带宽等。

A/D器件性能的局限及采样时引入的频谱混迭、量化误差等,会对软件无线电台的性能产生不良影响,但这种影响尚缺乏定量分析。

3.高速数字信号处理器

DSP是软件无线电必需的基本器件,是其灵魂和核心所在。系统在射频或中频(IF)对接收信号进行数字化处理,通过软件编程灵活地实现宽带数字滤波、直接数字频率合成、数字上下变频、调制解调、差错编码、信令控制、信源编码及加解密功能。接收时,来自天线的信号经过RF处理和变换,由宽带A/D数字化,然后通过可编程DSP模块进行所需的各种信号处理,处理后的数据信号送至多功能用户终端。发送时,通过类似接收信号处理流程的逆过程将数据通过天线发射出去。可见,软件无线电的灵活性、开放性、兼容性等特点主要是通过以数字信号处理为中心的通用硬件平台及DSP软件实现的。

目前的DSP无论在功能上还是在性能上,都不能满足无线电的要求,很难用单片DSP直接处理宽带射频或中频信号,可以先采用数字变频技术对宽带射频或中频信号进行处理,然后再用DSP完成各种信号处理功能。数字变频的组成与模拟变频组成类似,包括数字混频器、数字控制振荡器和低通滤波器三部分,所不同的是数字变频采用正交混频。数字变频具有载频和数字滤波器系数可编程性、不存在非线性失真、频响特性好及造价低等优点。

四、软件无线电的未来

由于软件无线电具有现有无线通信体制所不具备的许多优点,因此它有着广泛的应用前景。目前,软件无线电在国内外得到迅速发展。美国国防部已完成“Speakeasy计划”二期工程,并在电子战领域应用;欧共体的ACTSFIRST项目和美国RUTGERS大学分别进行了软件无线电应用于第三代移动通信系统的研究;我国也将软件无线电技术纳入了国家“863”高科技发展计划,目前我国正在研究开发的第二代同步轨道航天测控设备方案的核心就是引入软件无线电技术。

随着无线网络的发展,各种无线通信体系结构和设计规范不断出现。未来的无缝多模式网络要求无线电终端和基站具有灵活的RF频段、信道接入模式、数据速率和应用功能。软件无线电可以通过灵活的应变能力,提高业务质量;同时可以简化硬件组成,快速适应新出现的标准和管理方式。

可以预见,随着现代计算机软、硬件技术与微电子技术迅猛的发展,软件无线电技术必将在21世纪得到更快、更完善的发展,并付诸应用。

原文转自:www.ltesting.net

篇3:网络协议分析软件存在的一些问题

网络协议分析软件的内容,对于它的使用总会遇到一些问题,经常遇到有些朋友在问,为什么我只能看到我自己的通讯?为什么我没有看到XX的通讯情况?是软件的局限性吗?其实这类问题,不是软件的局限,而是由于软件的安装部署不当造成的。我们知道,网络协议分析软件以嗅探方式工作,它必须要采集到网络中的原始数据包,才能准确分析网络故障。但如果安装的位置不当,采集到的数据包将会存在较大的差别,从而会影响分析的结果,并导致上述问题的出现。

鉴于这种情况,我认为对网络协议分析软件的安装部署进行介绍非常有必要,下面我对其进行简单介绍。

一般情况下,网络协议分析软件的安装部署有以下几种情况:

共享式网络

使用集线器(Hub)作为网络中心交换设备的网络即为共享式网络,集线器(Hub)以共享模式工作在OSI层次的物理层。如果您局域网的中心交

换设备是集线器(Hub),可将网络协议分析软件安装在局域网中任意一台主机上,此时软件可以捕获整个网络中所有的数据通讯.

具备镜像功能的交换式网络

使用交换机(Switch)作为网络的中心交换设备的网络即为交换式网络,

交换机(Switch)工作在OSI模型的数据链接层,它的各端口之间能有效分隔冲突域,由交换机连接的网络会将整个网络分隔成很多小的网域。

如果您网络中的交换机具备镜像功能时,可在交换机上配置好端口镜像,再将网络协议分析软件安装在连接镜像端口的主机上,此时软件可以捕获整个网络中所有的数据通讯.

不具备镜像功能的交换式网络

一些简易的交换机可能并不具备镜像功能,不能通过端口镜像实现网络的监控分析。

这时,可采取在交换机与路由器(或防火墙)之间串接一个分路器(Tap)或集线器(Hub)的方法来完成数据捕获.

定点分析一个部门或一个网段

在实际情况中,网络的拓扑结构往往非常复杂,在进行网络分析时,我们并不需要分析整个网络,只需要对某些异常工作的部门或网段进行分析。这种情况下,可以将网络协议分析软件安装于移动电脑上,再附加一个分路器(Tap)或集线器(Hub),就可以很方便的实现任意部门或任意网段的数据捕获.

篇4:网络协议分析软件存在的问题

网络协议分析软件的内容,对于它的使用总会遇到一些问题,经常遇到有些朋友在问,为什么我只能看到我自己的通讯?为什么我没有看到XX的通讯情况?是软件的局限性吗?其实这类问题,不是软件的局限,而是由于软件的安装部署不当造成的。我们知道,网络协议分析软件以嗅探方式工作,它必须要采集到网络中的原始数据包,才能准确分析网络故障。但如果安装的位置不当,采集到的数据包将会存在较大的差别,从而会影响分析的结果,并导致上述问题的出现。

鉴于这种情况,我认为对网络协议分析软件的安装部署进行介绍非常有必要,下面我对其进行简单介绍。

一般情况下,网络协议分析软件的安装部署有以下几种情况:

共享式网络

使用集线器(Hub)作为网络中心交换设备的网络即为共享式网络,集线器(Hub)以共享模式工作在OSI层次的物理层。

如果您局域网的中心交换设备是集线器(Hub),可将网络协议分析软件安装在局域网中任意一台主机上,此时软件可以捕获整个网络中所有的数据通讯,

具备镜像功能的交换式网络

使用交换机(Switch)作为网络的中心交换设备的网络即为交换式网络。

交换机(Switch)工作在OSI模型的数据链接层,它的各端口之间能有效分隔冲突域,由交换机连接的网络会将整个网络分隔成很多小的网域。

如果您网络中的交换机具备镜像功能时,可在交换机上配置好端口镜像,再将网络协议分析软件安装在连接镜像端口的主机上,此时软件可以捕获整个网络中所有的数据通讯。

不具备镜像功能的交换式网络

一些简易的交换机可能并不具备镜像功能,不能通过端口镜像实现网络的监控分析。

这时,可采取在交换机与路由器(或防火墙)之间串接一个分路器(Tap)或集线器(Hub)的方法来完成数据捕获。

定点分析一个部门或一个网段

在实际情况中,网络的拓扑结构往往非常复杂,在进行网络分析时,我们并不需要分析整个网络,只需要对某些异常工作的部门或网段进行分析。这种情况下,可以将网络协议分析软件安装于移动电脑上,再附加一个分路器(Tap)或集线器(Hub),就可以很方便的实现任意部门或任意网段的数据捕获。

篇5:网络协议:Ethereal协议分析系统介绍网络知识

Ethereal 是一个开放源码的 网络 分析系统,也是是目前最好的开放源码的网络协议分析器,支持 Linux 和 windows平台, Ethereal 起初由Gerald Combs 开发 ,随后由一个松散的 Etheral 团队组织进行维护开发。它目前所提供的强大的协议分析功能完全可以媲美

Ethereal是一个开放源码的网络分析系统,也是是目前最好的开放源码的网络协议分析器,支持Linux和windows平台。Ethereal起初由Gerald Combs开发,随后由一个松散的Etheral团队组织进行维护开发。它目前所提供的强大的协议分析功能完全可以媲美商业的网络分析系统,自从发布最早的0.2版本至今,大量的志愿者为Ethereal添加新的协议解析器,如今Ethereal已经支持五百多种协议解析。很难想象如此多的人开发的代码可以很好的融入系统中;并且在系统中加入一个新的协议解析器很简单,一个不了解系统的结构的新手也可以根据留出的接口进行自己的协议开发。这都归功于Ehereal良好的设计结构。事实上由于网络上各种协议种类繁多,各种新的协议层出不穷。一个好的协议分析器必需有很好的可扩展性和结构。这样才能适应网络发展的需要不断加入新的协议解析器。

1 Ethereal的捕包平台

网络分析系统首先依赖于一套捕捉网络数据包的函数库。这套函数库工作在在网络分析系统模块的最底层。作用是从网卡取得数据包或者根据过滤规则取出数据包的子集,再转交给上层分析模块。从协议上说,这套函数库将一个数据包从链路层接收,至少将其还原至传输层以上,以供上层分析。

在Linux系统中, 1992年Lawrence Berkeley Lab的Steven McCanne和Van Jacobson提出了包过滤器的一种的实现,BPF(BSD Packet Filter)。Libpcap是一个基于BPF的开放源码的捕包函数库。现有的大部分Linux捕包系统都是基于这套函数库或者是在它基础上做一些针对性的改进

在window系统中,意大利人Fulvio Risso和Loris Degioanni提出并实现了Winpcap函数库,作者称之为NPF。由于NPF的主要思想就是来源于BPF,它的设计目标就是为windows

系统提供一个功能强大的开发式数据包捕获平台,希望在Linux系统中的网络分析工具经过简单编译以后也可以移植到windows中,因此这两种捕包架构是非常现实的。就实现来说提供的函数调用接口也是一致的。

Ethereal网络分析系统也需要一个底层的抓包平台,在Linux中是采用Libpcap函数库抓包,在windows系统中采用winpcap函数库抓包

2层次化的数据包协议分析方法

取得捕包函数捕回的数据包后就需要进行协议分析和协议还原工作了。由于OSI的7层协议模型,协议数据是从上到下封装后发送的。对于协议分析需要从下至上进行。首先对网络层的协议识别后进行组包还原然后脱去网络层协议头。将里面的数据交给传输层分析,这样一直进行下去直到应用层

Ip

| \\

Tcp udp

| \\

HTTP TFTP

由于网络协议种类很多,就Ethereal所识别的500多种协议来说,为了使协议和协议间层次关系明显。从而对数据流里的各个层次的协议能够逐层处理。Ethereal系统采用了协议树的方式。上图就是一个简单的协议树。如果协议A的所有数据都是封装在协议B里的,那么这个协议A就是协议B是另外一个协议的儿子节点。我们将最低层的无结构数据流作为根接点。那么具有相同父节点的协议成为兄弟节点。那么这些拥有同样父协议兄弟节点协议如何互相区分了?Ethereal系统采用协议的特征字来识别。每个协议会注册自己的特征字。这些特征字给自己的子节点协议提供可以互相区分开来的标识。比如tcp协议的port字段注册后。 Tcp.port=21就可以认为是ftp协议, 特征字可以是协议规范定义的任何一个字段。比如ip协议就可以定义proto字段为一个特征字。

在Ethereal中注册一个协议解析器首先要指出它的父协议是什么。另外还要指出自己区别于父节点下的兄弟接点协议的特征。比如ftp协议。在Ethereal中他的父接点是tcp协议,它的特征就是tcp协议的port字段为21。

这样当一个端口为21的tcp数据流来到时。首先由tcp协议注册的解析模块处理,处理完之后通过查找协议树找到自己协议下面的子协议,判断应该由那个子协议来执行,找到正确的子协议后,就转交给ftp注册的解析模块处理,

这样由根节点开始一层层解析下去。

由于采用了协议树加特征字的设计,这个系统在协议解析上由了很强的扩展性,增加一个协议解析器只需要将解析函数挂到协议树的相应节点上即可。

3 基于插件技术的协议分析器

所谓插件技术,就是在程序的设计开发过程中,把整个应用程序分成宿主程序和插件两个部分,宿主程序与插件能够相互通信,并且,在宿主程序不变的情况下,可以通过增减插件或修改插件来调整应用程序的功能。运用插件技术可以开发出伸缩性良好、便于维护的应用程序。它著名的应用实例有:媒体播放器winamp、微软的网络浏览器ie等。

由于现在网络协议种类繁多,为了可以随时增加新的协议分析器,一般的协议分析器都采用插件技术,这样如果需要对一个新的协议分析只需要开发编写这个协议分析器并调用注册函数在系统注册就可以使用了。通过增加插件使程序有很强的可扩展性,各个功能模块内聚。

在协议分析器中新增加一个协议插件一般需要插件安装或者注册,插件初始化,插件处理3个步骤,下面以Ethereal为例进行分析如何利用插件技术新增加一个协议分析模块。

Ethereal由于采用插件技术,一个新加入开发的程序员开发一种新的协议分析模块的时候不需要了解所有的代码,他只需要写好这个协议模块的函数后,写一个格式为proto_reg_handoff_XXX的函数,在函数内调用注册函数告诉系统在什么时候需要调用这个协议模块。比如

你事先写好了一个名为dissect_myprot的协议解析模块,它是用来解析tcp协议端口为250的数据。可以利用这些语句来将这个解析器注册到系统中

proto_reg_handoff_myprot(void)

{

dissector_handle_t myprot_handle;

myprot_handle = create_dissector_handle(dissect_myprot,

proto_myprot);

dissector_add(“tcp.port”, 250, myprot_handle);

}

这段代码告诉系统当tcp协议数据流端口为250的时候要调用dissect_myprot这个函数模块。

在Ethereal中有一个角本专门来发现开发者定义的类式proto_reg_handoff_xxx这样的注册函数名,然后自动生成调用这些注册函数的代码。这样开发者不需要知道自己的注册函数如何被调用的。这样一个新的协议分析模块就加入到系统中了。

由于采用了插件方式,Ethereal良好的结构设计让开发者只需要关系自己开发的协议模块,不需要关心整个系统结构,需要将模块整合进系统只需要写一个注册函数即可,连初始化时调用这个注册函数都由脚本自动完成了。正是因为有很好的体系结构,这个系统才能够开发出如此多的协议解析器

尽管Ethereal是目前最好的开放源码的网络分析系统,但Ethereal仍然有一些可以改进的地方,一个优秀的网络分析器,尽可能的正确分析出数据协议和高效的处理数据是两个重要的指标。在协议识别方面Ethereal大多采用端口识别,有少量协议采用内容识别。这就让一些非标准端口的协议数据没有正确解析出来。比如ftp协议如果不是21端口的话,Ethereal就无法识别出来,只能作为tcp数据处理。另外对于内容识别式。Ethereal是将所以内容识别的函数组成一张入口表。每次协议数据需要内容识别时,按字母顺序逐个调用表里的每个识别函数。比如对于识别yahoo massanger协议。主要是看数据前几个字节是不是’ymsg’.由于协议名为y开头。所以当识别出协议时已经把所有内容识别函数调用了一遍。这些都是由于Ethereal没有实现tcp协议栈,无法做到流级别的识别。导致在协议识别方面有点缺陷。

各位,想进一步了解Ethereal的请搜索Ethereal Packet Sniffing这本书,网上有下载的

转载请著名作者和出处

Ethereal协议分析系统介绍

作者:staring

email :staring_cs@yahoo.com.cn

出处:中国协议分析网

原文转自:www.ltesting.net

篇6:交换机故障类型以及分析方法网络知识

交换机运行中出现故障是不可避免的,但出现故障后应当迅速地进行处理,尽快查出故障点,排除故障,这是维护人员应尽的职责, 但是要做到这一点,就必须了解交换机故障的类型及具备对故障进行分析和处理的能力。为此,本文就交换机常出现的故障类型及分析处理

交换机运行中出现故障是不可避免的,但出现故障后应当迅速地进行处理,尽快查出故障点,排除故障,这是维护人员应尽的职责。

但是要做到这一点,就必须了解交换机故障的类型及具备对故障进行分析和处理的能力。为此,本文就交换机常出现的故障类型及分析处理的方法作一简要的介绍。

1故障分类

从笔者多年来维护程控交换机的经验和在工作中遇到的故障来看,交换机的故障一般分为以下类型,如表1所示。

具体类型是:

(1)电路板损坏

电路板上的元器件受损或基板不良,造成电路板不能正常工作。

(2)硬件工注不合适

硬件工注是为减少电路板的种类,而在电路板上设置的一组或几组开关,用以定义该电路板的工作状态或在系统中所处位置,如硬件工注设置得不正确,必会导致该电路板工作不正常。

(3)电路板块类型不合适

硬件更新后,同一名称的电路板块可能有多种不同的型号。在一般情况下,新型号电路板的功能会兼容旧型号电路板的功能,但旧型号的电路板的功能就不一定能兼容新型号电路板的功能了。

(4)机架、模块的问题

机架、模块用于承载电路板,按其在系统中的位置被分为处理机系统的机架、模块,交换系统的机架、模块和维护管理系统的机架、模块等。这些机架、模块也会出故障。

(5)设备供电的问题

整流器提供的-48V直流电被分配到每一个机架及相关的设备上,机架内的电源分配系统负责向模块供电,而每一模块上的电源电路板,都能根据模块内各电路板所需的电压进行调整,然后配送到每一块电路板上。但在这一过程中,任意环节出现问题,都有可能造成供电的故障。

(6)连接电缆和配线架跳线的问题

连接电缆和配线架的跳线是用来连接模块、机架和设备用的,如果这些连接电缆内的缆芯或跳线发生了短路、断路或虚接,就会形成通信系统的故障。

(7)程序BUG

软件程序设计存在着缺陷。

(8)系统数据错误

系统数据,包括软件工注,用于对整个系统进行定义。如系统数据出现错误,也会造成系统全方位的故障,对整个交换局产生影响。

(9)局数据错误

局数据是根据交换局的具体情况而定义的。当局数据出现错误时,也会对整个交换局产生影响。

(10)用户数据错误

用户数据对每一个用户的情况进行定义,如果用户数据被错误设置,出现用户数据错误,会对某个用户产生影响。

2故障分析和处理的方法

不同的故障会有不同的表现形式,故障分析的目的就是要通过分析故障现象,找出故障的原因和确定故障的地点,以对故障进行排除。为了使故障分析工作有条不紊和有章可循,需要在故障分析中参照故障分类表的级别,逐步推进。首先是按一级分类,确定是软件故障还是硬件故障,然后根据二级、三级分类进行递推。第五级分类都有很多测试的方法,一些常用的测试方法有:

(1)排除法

根据故障现象,罗列出故障发生的可能性,然后逐步排除。在罗列故障可能性的时候,要尽可能全面一些,不要有遗漏。排除可能性时要从简而繁,避免无效劳动。这种方法的逻辑性较强,可以应对各种各样的故障,但缺点是对维护人员的要求较高,要求维护人员对交换系统有全面深入的了解。

(2)对比法

用本系统正常运行的设备或他局正常的设备作基准,对比故障设备和正常设备之间的区别,找出故障所在,

这种方法简单易行,对软件故障的排查尤为有利,但缺点是用途有限,特别是一些故障无法找到有效的对比基准。

(3)替换法

用正常的设备去替换有怀疑的设备,这种方法主要用于对硬件设备故障的处理。替换时应注意正常设备的型号、类型及硬件工注是否与欲替换的设备完全相符。

以上几种方法,在实际运用中,有时是交替使用的,目的是为了迅速准确地找出故障点。

下面结合故障处理来说明故障分析和处理的方法。

故障(1)

故障现象:某新局开通后,一些用户在出局呼叫时,经常呼叫不成功,用话务统计监测时,发现出局呼损过大,近30%,且不分局向。

故障分析:此故障现象无法明确判定出是软件故障还是硬件故障,也没有可比对参照的设备,所以无法使用对比法和替换法,只能使用排除法来处理。

由于该故障与呼叫有关,与用户无关,不会影响用户的其他呼叫,所以可以排除用户电路和交换系统方面的因素。但根据呼叫流程,可以分析出与出局呼叫相关的硬件设备有用户电路、局间中继电路、收发码器和交换系统,与出局呼叫相关的软件系统有用户数据、局间中继局数据和收发码器局数据等。这样,依据由简入繁的原则,可首先进行局是中继电路的测试,结果没有发现什么问题,于是又对收发码器进行测试,发现有近25%的收发码器不能使用,且都集中在相同的模块上。但对这些不能使用收发码器按号码检查其局数据的设定时,并没发现有什么问题,至此可以肯定,该故障属于硬件方面的问题(集中在相同的模块上)。于是对硬件模块和所连接的

设备进行了检查,并用对比法,将有不能使用收发码器的模块与收发码器正常工作的模块相比较,才发现是其控制电路板的型号不正确。待更换了正确型号的控制电路板后,故障即被排除。

故障(2)

故障现象:某局一个中央处理机模块不能在双机状态下运行,由人工输入双机命令返回的信息是,中央处理机模块备用侧不能正常工作;用诊断命令对备用侧进行诊断的提示信息是,备用侧一部分电路板不正常。

故障分析:该故障明显地属于硬件的故障。于是按照故障信息的提示,首先运用替换法,将备用侧的电路板更换掉。但是,电路板更换后,故障现象并没消失。就是说,真正的故障点不在备用侧的电路板上,造成备用侧故障的原因,有可能是机架、模块、供电及连接设备等。于是又用排除法对这些设备逐步进行排查,特别是找出了中央处理机模块的工作说明书,仔细分析其由单机转向双机的过程,并由人工发双机命令,先由主用侧接收数据,然后由主用侧通过主被控制电路板向备用侧发送集合,让被用侧进行自检等。这一过程如备用侧正常,就会回复主用侧,并做好接收主用侧信息的准备。如主用侧收到备用侧正常回复的信息,就会向备用侧传送现行数据,实现双机运行。然而现在的问题是,主用侧没有收到备用侧正常回复的信息。是什么原因呢?是主用侧根本就没向备用侧发出双机指令还是备用发出的正常回复信息主用侧收不到呢?这些都与主用侧主备控制电路板的传递有关。为此,通过再启动,强制转换中央处理机模块的主备用设备,并更换了原主用侧的主备控制电路板,故障现象就消失了。

此故障的类型即为电路板损坏故障。

故障(3)

故障现象:某局城建产设局间中继电路设施,但在硬件设施安装完毕后,输入局数据时出现了差错,即出现了局数据存储状态错误的提示。

故障分析:该故障按故障类型,很明显为软件故障,是无法使用替换法的。为此,根据由简入繁的原则,先采用了对比法,即打印出相关的局数据与他局进行比较,很愉就在内存管理表中发现了可疑点。由于局数据内存管理表是按照起始地址、终了地址、存储空间、剩余空间来管理的。而该局内存管理表中剩余空间的数值比存储空间的数值大了很多,很明显是局数据的管理出了问题。于是用机器码修改命令,调整了局数据内存管理表,就排除了这个故障,使局数据的运行达到了正常。

3结束语

故障的现象是多样的,故障的原因也是多样的,同一故障,可能有多种不同的故障现象。同一故障现象,也可能有多种不同的原因。例如,用户电路板的故障,既可以表现为用户无蜂音、杂音、错号,也可表现为单通、无振铃等。而且,同样是用户无蜂音的现象,其原因也可能是配线架接触不良,用户模块有问题或是交换系统的问题等等。所以,要求在进行故障分析的时候,一定要尽可能全面、详尽地了解故障现象和灵活地运用故障分析方法。同时,要做好分析记录,整理和记下每一次故障分析、处理的全过程,以积累经验,不断提高故障处理的水平。

原文转自:www.ltesting.net

篇7:路由器相关经典故障的分析与解决网络知识

宽带路由器是共享上网的必须设备,多台计算机连接后都从宽带路由器处获得分发的信号,因此这方面的维护及故障排查工作也不可忽视。因此本文挑选了宽带路由器在日常使用中最易出现的故障现象,并提出了解决办法。 希望通过此文,能对读者朋友们分析与解决这方

宽带路由器是共享上网的必须设备,多台计算机连接后都从宽带路由器处获得分发的信号。因此这方面的维护及故障排查工作也不可忽视。因此本文挑选了宽带路由器在日常使用中最易出现的故障现象,并提出了解决办法。希望通过此文,能对读者朋友们分析与解决这方面故障提供帮助。

一、使用宽带路由器后上网速度变慢。

故障现象:有两台电脑要共享上网,因此安装了宽带路由器,可是就算只有一台电脑在上网,速度也很慢,这是什么原因?

故障解决:这其实不能算作故障。通过宽带路由器共享上网,会使上网速度存在一定的损耗,这是避免不了的。不过可以通过以下办法将这种损耗降至最低,即更改路由器的MTU值:

MTU值的意思是网络上传送的最大数据包,单位是字节。不同的接入方式,MTU值是不一样的,如果值太大就会产生很多数据包碎片,增加丢包率,降低网络速度。平常使用的宽带PPPoE连接方式,其MTU值最大为1492,解决的办法就是在注册表中对MaxMTU值逐步调低,直到网络最正常为止。MaxMTU在注册表中的位置是:

HKEY_LOCAL_MACHINE\\System\\CurrentControlSet\\Services\\sNetTrans\\00yy,键名为“MaxMTU”,其中“yy”是TCP/IP的入口,随设置的不同而不同,一般在00到30之间。

那么又如何判定某个MTU值是最适合的呢?进入DOS环境,输入以下命令行:

ping -f -l 1492 192.168.0.1.

提示:其中“192.168.0.1”是网关IP地址,1492为数据包的长度,参数“-l”中是小写的L.如果出现下面信息:Packet needs to be fragmented but DF set,那就表示MTU值太大了,如下图所示。

而如果出现:Reply from 192.168.0.1: bytes=1492 time<10ms TTL=128则表示此MTU值是可行的,不过还是建议多试几个找到最佳值。

问题总结:这也是使用宽带路由器上网的一个小小弊端。通过对网速的实测证明,在ADSL接入电脑之间安装宽带路由器后,在多台电脑同时在线的情况下,由于路由器在地址解析、路由分发等方面的耽误,实际到达电脑的速度比单机直接连入ADSL线路要稍慢一些。

二、接上宽带路由器不能拨号。

故障现象:通过一台服务器作代理共享ADSL上网,拨号一直正常;加装了宽带路由器之后,就无法拨号。

故障解决:根据现象来看,刚买回的产品硬件方面应该是不会有问题的,问题大多出在路由器的软件设置方面,

可找到路由器的产品说明书,按其默认IP地址进入配置界面,因为使用的是ADSL拨号上网,所以网络协议应该选择PPPoE方式;另外还必须正确填写从ISP处获得的ADSL用户名和密码;接着启用DHCP服务,目的是让路由器自动为与其相连的客户端分配IP地址以及DNS信息等。通过这几步配置后再拨号,一般都能解决问题。

另外,现在的宽带路由器一般都具有自动拨号的功能,如果手动拨号出现问题,可以在路由器里按照刚才的设置方法配置后,即可网内所有电脑开机就在线,无须再拨号。

问题总结:从此例可以看出,宽带路由器问题大都出自软件配置。

三、使用宽带路由器方式共享上网频繁掉线。

故障现象:一个4台计算机的局域网络通过宽带路由器共享ADSL,其中一台计算机最近出现每隔一段时间就会断线又自动重连的问题。

故障解决:能够连接网络只是定时断线,说明问题还是出在宽带路由器本身,比如稳定性、设置方面等;可以按照以下思路或办法去排查。

1)检查是否因为局域网内经常有人使用BT软件下载资料。在共享网络中这是一个影响速度的大问题。

2)到路由器的系统日志里检查,通过对出错信息的分析看能否找到原因;或者在路由器“WAN设置”里选择“按需连接”,然后把自动断线等待时间设成0分钟。

3)把路由器恢复成出厂默认设置,再输入密码重新配置一次(其他设置先别动)。

4)到路由器 上查找与此产品相关的最新升级、补丁程序。

问题总结:网络设备的不断重启现象比较常见,问题也可能来自多个方面。排查这类问题时应该细心,大胆的多考虑一些问题源。

四、无法登录至宽带路由器设置页面。

故障现象:想对宽带路由器作共享上网设置,为何进不了管理界面?

故障解决:如果以前成功进入过设置界面,那首先检查宽带路由器与电脑的硬件连接情况,比如网卡和路由器的对应LAN口上的指示灯是否正常闪烁;接着检查是否在系统中有软件防火墙存在,有则关闭它;然后查看网卡的网络属性,查看路由器说明书,如果其默认情况下开启DHCP服务,就将网卡设为“自动获取IP地址”,不然须将本机地址设为与宽带路由器同一网段,再将网关地址设为路由器的默认IP地址。

由于一般宽带路由器提供的都是Web管理方式,因此打开“Internet选项”对话框,选择“连接”选项卡,如果曾经创建过连接请勾选“从不进行拨号连接”选项,再点击局域网设置,清空所有选项。通过以上解决办法的综合运用,应该可以解决此问题了。

问题总结:无法进入宽带路由器管理界面作设置的问题,也很常见。一方面要认真阅读产品说明书,输入正确的路由器默认地址;另一方面应查看宽带路由器与计算机是否正确连接。这样才能保证能正常进入宽带路由器的管理界面。

本文总结:就笔者的个人经验而言,宽带路由器的故障机率非常少。只是在刚开始使用时,或许会因为不熟悉操作、路由配置错误等原因,导致上网问题的发生。不过也得提醒读者朋友,注意在晚间休息时关掉宽带路由器电源,让其有散热“休息”的时间,这样才能使其长期更好的工作。

原文转自:www.ltesting.net

篇8:对LMDS网络系统可用性的分析网络知识

随着LMDS技术的成熟和商用化进程的加快,LMDS 网络 作为 电信 级系统的一些问题就凸现出来,可用性是其中的关键因素。深入分析LMDS系统的可用性,对运营商而言具有非同寻常的意义。 LMDS(26GHz)系统自开始进入中国市场,历经两年多的技术试验阶段后

随着LMDS技术的成熟和商用化进程的加快,LMDS网络作为电信级系统的一些问题就凸现出来。可用性是其中的关键因素。深入分析LMDS系统的可用性,对运营商而言具有非同寻常的意义。

LMDS(26GHz)系统自19开始进入中国市场,历经两年多的技术试验阶段后,终于完成了行业标准和频率规划的制订,并于开始进入商用试验阶段。目前,信息产业部电信管理局已批准中国移动、中国联通、中国电信和中国网通四个运营商开展26GHzLMDS接入网业务的运营许可,26GHzLMDS系统的商业应用即将拉开序幕。

26GHz频段频谱资源丰富,按FDD双工方式规划的LMDS工作频率范围为24450MHz~27000MHz,其中,可用带宽为:1008MHz×2,可采用的波道配置有4种方案,其基本信道间隔为3.5MHz、7MHz、14MHz和28MHz。工作在26GHz的LMDS系统相对低频段无线接入系统而言,自然其接入带宽大是其重要的特点,系统的主流技术均是以支持综合业务接入为设计目标的。当前,LMDS系统空中接口协议没有也难以形成统一的标准,设计者从不同的视角和性能价格比的权衡中设计了各具差异性的LMDS产品,在一定程度上给运营商的技术选择带来些困惑。实际上选择本身就是一种权衡的过程,任何事物都有一定的两面性,从单一视角看问题往往是片面的,本文针对LMDS系统的几个热点问题开展分析以供参考。

影响LMDS系统可用性的因素包括设备的可靠性(取决于设备的质量和所提供的冗余度)、为LMDS系统供电的外部电源系统的可靠性、反常传播(净空衰落和降水)、维护组织的有效性、由人为干扰引起的意外中断及其他干扰。在评估系统可用性时,设备可靠性和反常传播是主要的关注因素。

设备对系统不可用性的影响

设备的可靠性通常用“平均故障间隔时间”MTBF来表征,在评估设备对系统不可用性影响时,还须考虑维护组织的有效性及设备的可维护性水平,他们决定了当系统出现故障时所需的平均修复时间(用MTTR表征)的长短,以大唐无线通信公司的R3000LMDS系统为例,说明由于设备特性所引入的不可用性指标如下:MTBF=20万小时;MTTR=2小时(因LMDS系统应用于城市环境,交通方便,基站各部件可热插拔,CPE按模块化设计,网管系统完善)则设备的不可用性=〖100-(MTBF×100/MTBF+MTTR)〗×100%=0.1%。

在R3000LMDS系统中,基站是有冗余设计的(主控板、ATM复用板、电源系统、调制单元、上下变频单元及ODU均可按1+1或N+1冗余配置)。但在所有点对多点的LMDS系统产品中,这些冗余设计均是有损伤切换的,对可用性的改善度主要体现在MTTR中,冗余对外部馈电系统故障及雨衰中断不起任何作用。

反常传播对可用性的影响

反常传播主要包括阻挡衰落、多径衰落、降雨衰减等。

DDD阻挡衰落:阻挡衰落是指由于电波传播路径不满足余隙标准而带来的附加衰减,在LMDS系统应用环境下,造成余隙不够的主要因素是建筑物阻挡,例如:在26GHz频段,2km路径按0.6F1(F1:第一菲涅尔区半径)设计,在路径中点的余隙应大于或等于2.4米,这个余隙标准不仅针对从建筑物顶部电波穿越时要得到保证,而且包括从建筑物边缘(楼间)穿越时也应有足够的余隙,

当余隙小于0.6F1时将出现阻挡衰减,衰减的大小取决于余隙的尺寸和阻挡物的物理形状,阻挡衰减势必使衰落储备降低。虽然在LMDS系统应用中由于空中传输距离较小,平衰落引起的中断问题可以不予考虑,但衰落储备的降低必定使降雨带来的不可用性指标恶化,在LMDS系统传输设计和工程实施中应引起足够重视。

DDD多径衰落。由于工作在26GHz的LMDS系统大多是在城市环境中应用,传输距离短,建筑物对26GHz频率的信号反射衰减较大(约20dB以上),因此,多径引起的衰落现象对不可用性指标带来的影响很小,可以不予考虑。

DDD降雨衰减:由于LMDS系统工作在26GHz频段,其波长与雨滴尺寸相近,因此,由于降雨对电波引起的吸引和散射将使信号经受衰减,这种衰减呈现非选择性能和缓慢的时变特性,是导致信号劣化,影响系统可用性的主要因素。国际电信联盟对降雨的影响已进行了深入研究,在ITU-RP.837建议中,将地球分为15个降雨气候区,分别以大写字母A到Q来表示,每一降雨区是以与它相关的降雨强度统计来表征,并给出了对应不同降雨强度所发生的时间概率。遵照ITU-RP.838建议,可以针对工作频率、极化和降雨率计算比衰减(dB/km)和有效路径长度(这是考虑到在整个传输段长度上降雨强度不是均匀分布的缘故),进而可以针对衰落储备值Ft计算出在一定传输距离下,降雨衰减超出Ft的时间百分数P,或反之,根据雨衰特性及Ft求出在保证P值一定的情况下可用的通信距离是多少。必要时,还可以根据在ITU-RP.841建议,从长期百分数P变换到最坏月份百分数Pu。在考虑LMDS因雨衰引起的不可用性指标时,时间百分数P即为不可用性指标。

关于LMDS系统不可用性分析

由上述分析可以看出,LMDS系统的不可用性主要是降雨引起的,在26GHz频段不能简单地因雨衰的影响就作出使用LMDS系统将面临极大运营风险的结论,下面几点分析可供参考。

DDD根据ITU-R提供的雨区分布图,我国雨衰较大的地区主要集中在广东、广西、福建、浙江等沿海地区,其他大部分地区因降雨引起的不可用性是可以承受的。如果保证可用性指标达到99.99%,在北方及中西部地区通信距离可达到2km~5km,在南方多雨地区可达到0.5km~2km,如果可用性指标降低到99.9%,达到中等质量的应用水平,LMDS系统覆盖范围还可进一步得到改善。

DD保证足够的衰落储备是提高可用性的重要条件之一。决定衰落储备大小的主要因素有最大发信功率、收发天线增益、接收机的门限电平(BER=10-3

)及空间传输损耗等,前三项因素是由所选择设备的固有特性决定的,但在发信功率、接收门限一定条件下尽量选择高增益天线是有益的。空间传输损耗除自由空间传输损耗外,应尽量通过设计和施工确保不再增加阻挡衰减的成分,在同一地区,选择不同厂家的设备,以及不同的工程服务支持能力,在相同的距离上将会有不同的可用性指标出现,这是值得使用LMDS系统的运营商注意的一个问题。

DDDATPC(自动发信功率控制)。ATPC技术本身主要是为了解决系统间干扰及雨衰两个互相矛盾的问题而设计的。LMDS系统是点对多点通信系统,在一个扇区内,不同的用户终端与基站距离不同,在同一基站范围内最好的设计是所有扇区及一个扇区内的所有远端站达到基站接收机的收信电平相近,这样可减少扇区之间或同一扇区由不同远端站引入的相互干扰,因此需要系统具备ATPC功能,而在考虑同城域不同基站之间的干扰时,希望各基站在保证必要的误码特性条件下(BER=10-9),尽量降低发信功率,那么,这势必使每段电路的衰落储备降低,在出现一般降雨时,不可用性指标就已开始劣化。因此,兼顾雨衰而引起的不可用性,在系统设计时采用了AT?PC技术,随着雨衰的增加和误码性能的恶化,系统自动调整发信功率,直到最大发信功率为止,从而解决了前面所提到的问题。由于雨衰而导致的不可用性是由最大发信功率决定的,因此ATPC并不会对系统可用性指标带来改善。

原文转自:www.ltesting.net

篇9:PPP协议链路操作的软件实现网络知识

摘 要:PPP协议是广域网最常用的数据链路层协议之一,链路建立协商是PPP协议的重要组成部分,而 网络 协议的软件实现一直是计算机网络应用的一个重点,PPP协议的软件实现具有很大的应用价值。本文重点探讨LCP建立协商原理的软件实现,并给出了具体的实现方法

摘 要:PPP协议是广域网最常用的数据链路层协议之一,链路建立协商是PPP协议的重要组成部分。而网络协议的软件实现一直是计算机网络应用的一个重点,PPP协议的软件实现具有很大的应用价值。本文重点探讨LCP建立协商原理的软件实现,并给出了具体的实现方法和详细流程。

关键词:LCP;链路建立;有限状态机;PPP协议

1 PPP协议简介

PPP(Point-to-Point Protocol,点到点协议)是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作,并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据,使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共同的解决方案。

PPP协议分为3个组成部分:

(1)一个将IP数据报封装到串行链路的方法。

PPP封装提供了不同网络层协议同时通过统一链路的多路技术,使其保有对常用支持硬件的兼容性。

(2)一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP(Link ControlProtocol)。通信的双方可通过LCP包协商一些选项。

(3)一套网络控制协议(Network ControlProtocol)。NCP是一族协议,负责解决物理连接上运行什么网络协议,以及解决上层网络协议发生的问题。他支持不同的网络层协议,如IP,OSI的网络层,DECCnet,以及AppleTalk等。

PPP帧封装格式如下:

PPP帧以标志字符01111110开始和结束,地址字段长度为1 B,内容为标准广播地址11111111,控制字段为00000011。协议字段长度为2 B,其值代表其后的数据字段所属的网络层协议。数据字段包含协议字段中指定的协议的数据报,长度为0~1 500 B。CRC字段为整个帧的循环冗余校验码,用来检测传输中可能出现的数据错误。

对应PPP协议的3个部分,PPP数据帧封装也分为:IP数据报封装、LCP控制数据封装、NCP控制数据封装。当PPP帧的协议字段为0x0021时,信息字段就是IP数据报;当协议字段为0xC021时,信息字段是LCP控制数据;当协议字段为0x8021,信息字段是NCP控制数据。

2 链路建立和状态机

2.1 PPP链路建立的概述

一次完整的PPP回话过程包括4个阶段:链路建立阶段、认证阶段、网络层控制协议阶段和链路终止阶段。本文讨论和实现的是链路建立阶段。

链路建立过程如下:请求建立链接的一端用LCP配置信息包(Configure packets)建立连接。对端收到配置信息包以后,如果认为收到的配置请求及协商选项可以接受,将发送配置成功信息包(Configure-Ack packet),当一个配置成功信息包被发送且被接收,就完成了链路建立。在LCP建立完成以后,如果收到LCP配置请求包(LCP Configure-Request)链路将从网络层协议阶段或者认证阶段返回到链路建立阶段。

通常线路两端要对如下的内容进行协商,这些内容包含在LCP配置请求包中:

(1)Maximum-Receive-Unit最大-接收-单元)

(2)Authentication-Protocol(鉴定-协议)

(3)Quality-Protocol(质量-协议)

(4)Magic-Number

(5)Protocol-Field-Compression(协议-域-压缩)

(6)Address-and-Control-Field-Compression(地址-和-控制域-压缩)

2.2 有限状态机模型

PPP协议的LCP层的连接及协商过程比较复杂,通常使用状态机模型来解释PPP状态的详细变迁情况。

状态机是一种记录下给定时刻状态的设备,并根据输入,对每个给定的改变,改变其状态或引发一个动作。有限态自动机由事件、动作和状态转换定义,通过状态机可以详细解释PPP协议中LCP链路建立的状态转换过程。LCP操作的状态机可以分为以下的要素:

状态 状态(当前状态和下一状态)以及状态转换,是状态机的基本概念,

他指明状态机当前时刻在做什么,处于什么情况。在LCP的链路连接状态机中,共有10种状态:Initial,Starting,Closed,Stopped,Closing,Stopping,Rdq-Sent,Ack-Received,Ack-Sent,Opened。

事件 自动机里的状态转换是由事件引起的。在链路连接协商时,本端从线路的对端发送过来的LCP包和自己的状态,判断将要发生的事件,并结合当前的状态判断系统的下一状态。在LCP的链路建立过程中,事件种类较多,大概可以分为以下几类:

①网络状态事件,表明LCP或者NCP的状态变化,包括Up,Down,Open,Close。

②超时计时器事件,与超时计时器有关的事件,包括TO+,TO-。

③S/T数据包事件,包括RCR+,RCR-,RCA,RCN,RTR。RTA,RUC,RXJ+,RXJ-,RXR。动作 自动机中的动作由事件引起,所以,每个

事件都对应了相应的动作。例如,有些动作表明了不同类型的LCP包的传输和(或)Restart timer的启动和停止。

状态跳转表 在PPP的链路操作中,每个状态,在经过特定的事件后,会转变成新的状态,并有可能有相应的事件。这些关系比较复杂,可以用状态跳转表[1]来表示。

3 软件实现

3.1 软件原理

PPP链路的建立、协商和握手的过程是需要建立连接的双方来完成的。每一方根据对端发送的LCP包的类型,做出相应的判断并响应。软件的原理就是用软件来模拟PPP链路中的一端,完全实现协议栈的功能。更重要的是,本文所讨论的实现方法可以实现检测、诊断的目的,这是一般的软件不能做到的。

在实现过程中,软件接收对端的LCP包,然后根据LCP的状态跳转表来决定自己下一步的状态,并产生相应的事件和动作,将响应包通过软件发向对端,达到软件实现链路连接的目的。

软件可以将链路活动的状况,接收和发送的数据包、链路的当前状态一一显示出来。用户可以通过软件详细了解到网络的活动情况和状态。

3.2 实现方法

软件实现的开发工具为BorlandC++Builder可视化开发环境,运行的环境是简体中文Windows98。软件具有信息回显界面,便于用户测试和分析。以下详细说明软件实现的方法。

3.2.1 总体流程

软件的实现部分用到2个子线程,这2个线程分别负责接收和处理数据,并对数据缓冲区进行操作。总体流程如图1所示。

3.2.2 线程结构

软件上采用多线程的技术实现。除了主线程,有2个子线程用于实现链路操作:一个作为数据包接收线程,一个作为数据包处理线程。

当程序开始时,主线程初始化,将自己的状态置为Initial,同时启动数据接收线程。因为这时PPP连接双方这时开始进行连接和协商,所以会收到对端设备的LCP包,接收线程接收LCP包,并交给处理线程处理。处理线程对接收的数据进行解包,解出LCP包的内容,结合当前的情况,得到产生的事件,并根据当前的状态和状态跳转表,决定要模拟的下一个状态,如果必要,将相应的响应发给对端。

处理线程是整个程序的重点,这个线程的流程如图2所示。

可以分为以下几步:

(1)得到接收线程交给的对端数据包。

(2)分析数据包中的内容,根据数据包的类型和当前本端的状态,查找状态跳转表,决定本端下一步的状态。

(3)通过状态-事件的对应,本端执行相应的事件。

(4)将产生的事件,系统的情况通过界面显示。

(5)根据状态跳转表确定是否应该给对端发送LCP包。如果需要,则按照LCP包标准封装数据并发送。

3.2.3 数据结构

在数据结构上,程序使用一个缓冲区,共有10个元素,每个元素有1 500 B左右大小,用来存储每次送 上来的数据以备分析。2个线程分别对缓冲区进行读写。设有一个头指针和一个尾指针以免访问冲突,接收线程从底层读上数据,简单判断后保存在头指针所指向的那个缓冲区元素中,设置其未用标志,头指针加1;处理线程从尾指针指向的缓冲区元素中读出数据,然后进行处理,设置其已用标志,尾指针加1。具体的数据结构如下:

3.2.4 链路情况回显

链路状况和状态转换的情况可以通过LCP包处理子线程来完成。处理子线程每处理一次对端发来的LCP包,就把状态的变化和链路的情况显示在界面上,同时对于超时异常、计时器重启这类事件也能显示出来。用户可以实时的监视线路连接的情况,这对于分析线路有着重要的作用。

3.3 软件实现的应用前景

PPP协议LCP操作的软件实现有重要的实际意义。用户可以通过实现软件的界面显示来判断线路的情况和定位故障的发生地点。一些厂家已经根据本文所说的原理和实现方法做出产品,现在正在推广应用中。

原文转自:www.ltesting.net

篇10:软交换组网应注意的问题与分析网络知识

本文首先分析了软交换技术的产生原因,然后对软交换技术做了简要介绍,并针对目前软交换设备所能够提供的业务,提出了软交换网的应用,最后,对采用软交换技术组网中应注意的问题进行了分析, 软交换技术产生的背景 人类的通信包括话音、数据、视频与音频组

本文首先分析了软交换技术的产生原因,然后对软交换技术做了简要介绍,并针对目前软交换设备所能够提供的业务,提出了软交换网的应用,最后,对采用软交换技术组网中应注意的问题进行了分析。

软交换技术产生的背景

人类的通信包括话音、数据、视频与音频组合的多媒体三大内容。一直以来,上述三类通信业务均是分别由不同的通信网来承载和疏通。电话网承载和疏通语音业务、数据网承载和疏通数据业务,多媒体网承载和疏通多媒体业务。

随着社会信息化程度的进一步加深,通信已经成为人们生活和工作中不可缺少的工具,人们对通信要求也不再仅仅是基本的语音通信业务和简单的WWW浏览和收发E-mail,人们需要的是能够随时、随地、灵活地获取所需要的信息。因此要求电信运营商能够灵活地为用户提供丰富的电信业务,而基于由不同通信网络提供不同业务的运营模式难以满足用户“灵活地获取所需要的信息”的需求,只有构建一个“全业务网络――即能够同时承载和疏通语音、数据、多媒体业务的网络”才能满足用户日益增长的对通信业务的需求。

电话网的历史最为悠久,其核心是电话交换机,电话交换机经历了磁石式、共用电池式、步进制、纵横制、程控制5个发展阶段,其差别在于交换机的实现方式发生了改变。程控制电话交换机的出现是一个历史性的变革,它采用了先进的体系结构,其功能可以分为呼叫业务接入、路由选择(交换)和呼叫业务控制3部分,其中的交换和呼叫业务控制功能均主要是通过程序软件来实现。但其采用的资源独占的电路交换方式,以及为通信的双方提供的对等的双向64kbit/s固定带宽通道不适于承载突发数据量大、上下行数据流量差异大的数据业务。

数据网的种类繁多,根据其采用的广域网协议不同,可将其分为DDN、X.25、帧中继和IP网,由于IP网具有协议简单、终端设备价格低廉、以及基于IP协议的WWW业务的开展,基于IP协议的Internet呈爆炸式发展,一度成为了数据网的代名词。IP网要求用户终端将用户数据信息均封装在IP包中,IP网的核心设备――路由器仅是完成“尽力而为”的IP包转发的简单工作,它采用资源共享的包交换方式,根据业务量需要动态地占用上下行传输通道,因此IP网实际上仅是一个数据传送网,其本身并不提供任何高层业务控制功能,若在IP网上开放语音业务,必须额外增加电话业务的控制设备。值得一提的是,IP网中传送的IP包能够承载任何用户数据信息,为实现语音、数据、多媒体流等多种信息在一个承载网中传送创造了条件。

可见,电话网和数据网均存在一定的先天缺陷、无法通过简单地改造而成为一个“全业务网”,因此,为了能够实现在同一个网络上同时提供语音、数据以及多媒体业务,即通信业务的融合,产生了软交换(softswitch)技术。

本文首先分析了软交换技术的产生原因,然后对软交换技术做了简要介绍,并针对目前软交换设备所能够提供的业务,提出了软交换网的应用,最后,对采用软交换技术组网中应注意的问题进行了分析。

软交换技术产生的背景

人类的通信包括话音、数据、视频与音频组合的多媒体三大内容。一直以来,上述三类通信业务均是分别由不同的通信网来承载和疏通。电话网承载和疏通语音业务、数据网承载和疏通数据业务,多媒体网承载和疏通多媒体业务。

随着社会信息化程度的进一步加深,通信已经成为人们生活和工作中不可缺少的工具,人们对通信要求也不再仅仅是基本的语音通信业务和简单的WWW浏览和收发E-mail,人们需要的是能够随时、随地、灵活地获取所需要的信息。因此要求电信运营商能够灵活地为用户提供丰富的电信业务,而基于由不同通信网络提供不同业务的运营模式难以满足用户“灵活地获取所需要的信息”的需求,只有构建一个”全业务网络――即能够同时承载和疏通语音、数据、多媒体业务的网络”才能满足用户日益增长的对通信业务的需求。

电话网的历史最为悠久,其核心是电话交换机,电话交换机经历了磁石式、共用电池式、步进制、纵横制、程控制5个发展阶段,其差别在于交换机的实现方式发生了改变。程控制电话交换机的出现是一个历史性的变革,它采用了先进的体系结构,其功能可以分为呼叫业务接入、路由选择(交换)和呼叫业务控制3部分,其中的交换和呼叫业务控制功能均主要是通过程序软件来实现。但其采用的资源独占的电路交换方式,以及为通信的双方提供的对等的双向64kbit/s固定带宽通道不适于承载突发数据量大、上下行数据流量差异大的数据业务。

数据网的种类繁多,根据其采用的广域网协议不同,可将其分为DDN、X.25、帧中继和IP网,由于IP网具有协议简单、终端设备价格低廉、以及基于IP协议的WWW业务的开展,基于IP协议的Internet呈爆炸式发展,一度成为了数据网的代名词。IP网要求用户终端将用户数据信息均封装在IP包中,IP网的核心设备――路由器仅是完成“尽力而为”的IP包转发的简单工作,它采用资源共享的包交换方式,根据业务量需要动态地占用上下行传输通道,因此IP网实际上仅是一个数据传送网,其本身并不提供任何高层业务控制功能,若在IP网上开放语音业务,必须额外增加电话业务的控制设备。值得一提的是,IP网中传送的IP包能够承载任何用户数据信息,为实现语音、数据、多媒体流等多种信息在一个承载网中传送创造了条件。

可见,电话网和数据网均存在一定的先天缺陷、无法通过简单地改造而成为一个“全业务网”,因此,为了能够实现在同一个网络上同时提供语音、数据以及多媒体业务,即通信业务的融合,产生了软交换(softswitch)技术。

核心传送层

核心传送层实际上就是软交换网的承载网络,其作用和功能就是将边缘接入层中的各种媒体网关、控制层中的软交换机、业务应用层中的各种服务器平台等各个软交换网网元连接起来。

鉴于IP网能够同时承载语音、数据、视频等多种媒体信息,同时具有协议简单、终端设备对协议的支持性好且价格低廉的优势,因此软交换网选择了IP网作为承载网络。

软交换网中各网元之间均是将各种控制信息和业务数据信息封装在IP数据包中,通过核心传送层的IP网进行通信。

软交换网中的协议及标准

软交换网络中同层网元之间、不同层的网元之间均是通过软交换技术定义的标准协议进行通信的。国际上从事软交换相关标准制定的组织主要是IETF和ITU-T。它们分别从计算机界和电信界的立场出发,对软交换网协议作出了贡献。

1.媒体网关与软交换机之间的协议

除SG外的各媒体网关与软交换机之间的协议有MGCP协议和MEGACO/H.248协议两种。

MGCP协议是在MEGACO/H.248之前的一个版本,它的灵活性和扩展性比不上MEGACO/H.248,同时在对多运营商的支持方面也不如MEGACO/H.248协议。

MEGACO/H.248实际上是同一个协议的名字,由IETF和ITU联合开发,IETF称为MEGACO,ITU-T称为H.248。MEGACO/H.248称为媒体网关控制协议,它具有协议简单,功能强大,且扩展性很好的特点。

SG与软交换机之间采用SIGTRAN协议,SIGTRAN的低层采用SCTP协议,为七号信令在TCP/IP网上传送提供可靠的连接;高层分为M2PA、M2UA、M3UA。由于M3UA具有较大的灵活性,因此目前应用较为广泛。SIGTRAN/SCTP协议的根本功能在于将PSTN中基于TDM的七号信令通过SG以IP网作为承载透传至软交换机,由软交换机完成对七号信令的处理。

2.软交换机之间的协议

当需要由不同的软交换机控制的媒体网关进行通信时,相关的软交换机之间需要通信,软交换机与软交换机之间的协议有BICC协议和SIP-T协议两种。

BICC协议是ITU-T推荐的标准协议,它主要是将原七号信令中的ISUP协议进行封装,对多媒体数据业务的支持存在一定不足。SIP-T是IETF推荐的标准协议,它主要是对原SIP协议进行扩展,属于一种应用层协议,采用Client-Serve结构,对多媒体数据业务的支持较好、便于增加新业务,同时SIP-T具有简单灵活、易于实现、扩展性好的特点。目前BICC和SIP协议在国际上均有较多的应用。

3.软交换机与应用服务器之间的协议

软交换机与Radius服务器之间通过标准的Radius协议通信。软交换机与智能网SCP之间通过标准的智能网应用层协议(INAP、CAP)通信。一般情况下,软交换机与应用服务器之间通过厂家内部协议进行通信。为了实现软交换网业务与软交换设备厂商的分离,即软交换网业务的开放不依赖于软交换设备供应商,允许第三方基于应用服务器独立开发软交换网业务应用软件,因此,定义了软交换机与应用服务器之间的开放的Parlay接口。

4.媒体网关之间的协议

除SG外,各媒体网关之间通过数据传送协议传送用户之间的语音、数据、视频等各种信息流。

软交换技术采用RTP(Real-timeTransportProtocol)作为各媒体网关之间的通信协议。RTP协议是IETF提出的适用于一般多媒体通信的通用技术,目前,基于H.323和基于SIP的两大IP电话系统均是采用RTP作为IP电话网关之间的通信协议。

5.小结

MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN、BICC、STP-T、Parlay协议传送的均是控制类信息,不包含任何用户之间的有用通信信息。RTP传送的是用户之间的有用通信信息。同时,媒体网关与连接的非软交换网设备之间需采用相应的协议通信。值得一提的是,软交换网与H.323网互通,H.323GW与H.323网的IP电话网关采用RTP通信,同时软交换机需与H.323网的GateKeeper之间采用H.323协议通信,

软交换技术的应用

1.目前的软交换设备对业务的支持情况

目前,许多电话交换设备供应商和数据设备供应商均推出了自己的软交换设备,国内厂商包括中兴、华为和大唐;国外厂商包括阿尔卡特、北方电讯、西门子、朗讯、Cisco、Sonus、UT斯达康等公司。各厂商提供的软交换设备均遵从软交换技术的总体架构,只是在具体实现方式上存在着一些差异。

软交换技术的产生是为了构件一个“全业务网”,即在同一个网上实现语音、数据、多媒体视频流业务的融合;并且为了实现这个目的,将呼叫控制和业务功能在功能实体上进行了分离。但目前各厂家提供的软交换系统在业务提供上与上述目标还存在一定的差距,还需要经历一个不断发展和完善的过程。

目前,语音业务仍旧在通信业务中占据主导地位,也是各电信运营商盈利的主要来源,软交换网实现多业务的融合,应首先能够提供至少与PSTN相同的语音业务。因此,各设备厂商也将对语音业务的支持列为首要任务。

语音业务可以分为语音转接业务和语音直接接入业务。

软交换网的虚拟中继业务提供语音转接业务,实际上就是利用软交换网转接PSTN端局之间的语音业务,而软交换网本身不直接接入语音终端用户,此时软交换网的功能类似于PSTN中的汇接局或长途局的功能。提供虚拟中继业务,软交换网中必须配置TG、SG和软交换机设备,若仅提供与PSTN相同的语音转接业务,则不需要单独的应用服务器,此时呼叫控制和业务的实现均是由软交换机负责完成。目前各软交换设备供应商提供的系统均已经能够提供虚拟中继业务。

语音直接接入业务,要求软交换网具备PSTN本地端局的功能,在我国信息产业部2001年5月25日发布的《电话交换设备总技术规范》以及补充件中规定了PSTN交换机应具备的各项功能,目前各软交换设备厂家均是利用软交换机来实现上述功能,而未采用专用的应用服务器。对于用户信息和存储和鉴权认证也是由软交换机来实现,也支持由专用的应用服务器或智能网SCP来实现,因此,从某种意义上说,目前各厂商提供的软交换系统对于基本语音业务仍未采用“呼叫控制与业务应用的分离”的概念。同时,软交换网中为直接接入用户还必须配置AG和/或IAD设备;与PSTN相连,则还需配置TG和SG设备。目前各软交换设备供应商提供的系统均已经能够提供基本的语音直接接入业务,但不同厂商提供的系统对于《电话交换设备总技术规范》以及补充件中规定了PSTN交换机应具备的各项功能的支持情况仍各不相同。同时,对于PSTN智能网实现的各种语音增值业务,各厂家提供的软交换系统也是通过智能网方式来实现的,此时,软交换机具备SSP功能,触发智能网业务,访问智能网的SCP。近年来数据业务的增长较快,但业务应用主要集中在WWW浏览、E-mail、下载、网络游戏、网络视频流媒体在线观看、网上购物、ICQ及网上聊天等业务。软交换设备供应商推出了一些数据与语音相融合的业务,例举如下。

上网呼叫等待业务:用户通过电话线拨号上网,当有电话呼入时,用户可以在PC界面上得到电话呼入的提示,并可选择接听、拒绝、前转来电。

点击拨号业务:通过点击Web页面上的Tel或Fax的号码,发起电话呼叫。

Web800业务:通过点击Web页面上的800号码,通过PC发起电话呼叫,话费由被叫承担。

短消息业务:通过PC发送、接收短消息至移动手机。

个人数据库业务:用户可以将自己的包括电话号码、E-Mail地址在内的通信录、单日或多日的个人日程安排表等重要私人信息存放在系统为用户分配的专用数据存储设备中,并可随时调用查看和编辑修改,以备纸制文件或手机的遗失。

唯一信息业务:系统为用户分配专用的存储资源,用户的固定电话和手机电话留言、E-mail收件、网上购物定单等所有接收信息均存储在用户的统一信箱中,用户可通过PC机访问自己的统一信箱而获得所有与自己相关的信息。

呼叫跟随业务:实际上是对电话业务中的呼叫前转业务的扩展,允许用户设定多个被叫号码,来电在不同的时段转接至不同的被叫号码,且在同一时段,来电顺序接至不同的被叫号码。

网络交流中增加语音交流的业务:目前在Internet上进行网络游戏、网络聊天时,用户之间的交流只能基于PC文本的方式,此业务提供了PC-PC的语音交流功能。

其它还有会议等多方语音、数据通信业务等。

以上列举了一些目前软交换设备供应商通过增加应用服务器,已经能够支持的一些主要业务,当然不同厂商对上述业务的支持情况、实现方式、业务功能不尽相同。

2.软交换网可行的应用

从上述业务中可以看出,目前软交换网络提供的业务仍主要是在语音业务方面,且提供的增值业务功能也很有限,其中部分业务功能利用智能网一样能够实现,目前,软交换设备供应商、运营商尚无法提供真正吸引用户的“Kill”级的、软交换网特有的业务。软交换网业务的发展和完善仍需要设备供应商、运营商、内容服务提供商的努力,仍有一段漫长的路要走。

根据软交换技术的特点、设备的成熟性,以下提出一些目前软交换网可行的应用。

2.1长途语音业务

目前,大部分软交换设备供应商均已经能够提供成熟的虚拟中继业务,来转接PSTN语音业务。

对于拥有庞大的、完善的IP网络,但无PSTN的电信运营商来说,采用软交换网络提供长途语音业务是一种较好的选择,由于软交换网是采用IP网作为承载,因此,可以节省TDM传输电路建设的投资。建设软交换网的TG、SG和软交换机,并完成与PSTN连接,同时选择合适的用户鉴权方式即可开放业务。

对于拥有一个已经将自己各地分支机构通过IP网连接起来的跨地域的企业来说,采用软交换网将各分支机构的电话机连接起来,即TG、SG与各分支机构的PABX连接起来,或者通过AG、IAD直接连接各电话机,并建设软交换机即可使用内部网络疏通长途电话业务,节省数目可观的电话费。

2.2本地语音接入业务

对于拥有庞大的、完善的本地IP网络,但无本地PSTN端局的电信运营商来说,采用软交换网络接入用户也是一种较好的选择,本地PSTN端局的覆盖范围有限,且用户线布放的工程实施难度较大,因此,可以在用户端设置IAD设备,利用已有的小区宽带IP网络连接至软交换IP网络,完成各个IAD与软交换机、其它媒体网关设备的连接,即实现了本地电话机的接入,同时为了保证本地接入的电话能够与其它运营商的PSTN通信,还需完成软交换网与PSTN的连接。

同时,对接入的本地用户还可以灵活、多样地为用户开放软交换业务,并随着软交换业务的发展不断丰富完善。

2.3移动3G网络

无论是WCDMA还是CDMA2000,其发展目标均是在核心网络实现语音和数据业务的统一承载和交换,软交换技术无疑将是一种较好的选择。在3G网络中,原MSC将裂变为MSC-GW和MSC-SERVER,MSC-GW完成媒体网关的功能,MSC-SERVER完成软交换机的功能,IP网络作为3G网络的统一语音、数据媒体流的承载网络,实现各种业务数据流的融合。

3.软交换网络建设中应注意的问题

3.1安全问题

安全问题包括网络安全和用户数据安全两个方面。

网络安全是指软交换网络本身的安全,即保证软交换网络中的媒体网关、软交换机、应用服务器设备不会受到非法攻击。由于软交换技术选择了IP网作为承载网,IP协议的简单和通用为网络 提供了便利条件。当软交换选择了开放的(与Internet相连的)IP网作为承载网时,网络安全问题尤其突出,必须在IP网上采用合适的安全策略,以保证软交换网的网络安全。

用户数据安全是指用户的签约信息和通信信息的安全,即不会被非法的第三方窃取和监听。首先,软交换网需采用必需的安全认证策略保证用户签约信息的安全,同时,无论是用户的签约信息还是用户的通信信息的安全均需要IP网的安全策略作为保证。

3.2QoS服务质量保证

目前各软交换设备供应商均声称所提供软交换系统支持对QoS服务质量的保证,即软交换机能够根据语音、数据、视频的业务特性为用户所申请使用的业务分配特定的网络资源,以保证QoS。但软交换网的业务是承载在IP网上的,基于“besteffort”服务策略的IP网难以很好地贯彻软交换机的QoS策略,因此,为保证软交换网的业务服务质量,必须要求软交换的IP承载网支持“Diffserv”等必要的服务质量保证策略。

3.3IP地址

软交换技术选择了IP网作为软交换网的承载网,因此,软交换网中的各网元设备均需要设备IP地址;若软交换网仅提供虚拟中继业务,则不需为用户分配用户IP地址,若软交换网提供本地直接接入用户的业务,则需要为每一个用户均分配一个用户IP地址。

目前的IP地址有IPv4和IPv6两种标准,IPv4推出较早,是目前广泛采用的标准,但目前剩余的IP地址数量已经极为有限。为了解决IPv4地址资源紧张的问题,产生了IPv6,IPv6对IP地址资源进行了扩展,IP地址资源已经不再成为限制。但IPv4和IPv6在同一网络中不能并存,必须在网络中进行转换和包封,IPv4和IPv6的大规模混合组网尚无经验可循。

IPv4将IP地址划分为公有IP地址和私有IP地址两大类,同时IP网络设备支持动态IP地址和静态IP地址的分配使用方式,公有地址和私有地址的选用既要考虑网络访问效率因素,又要综合考虑网络安全因素;动态地址和静态地址的选用既要考虑拥有的地址资源、地址使用效率,又要考虑对开放业务的影响。

3.4小结

如上所述,目前软交换网络能够提供的极具吸引力的业务还很有限,还需要设备供应商、运营商、内容服务提供商以及用户需求的各方努力,软交换网的建设应结合软交换技术的特点和自身的业务需求,避免盲目建设。

同时,软交换网的建设还需要关注IP承载网的建设情况,只有构建在一个安全、完善的IP网上的软交换网才具有生命力。

原文转自:www.ltesting.net

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