電子信息傳輸策略及技術(shù)探究
時間:2022-01-06 03:02:50
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一、系統(tǒng)功能及設(shè)計構(gòu)架
傳輸控制系統(tǒng)一般都是采用構(gòu)件設(shè)計的方法,目標(biāo)是實現(xiàn)大系統(tǒng)中信息的傳輸和控制,軟件功能主要包括信息輸人控制、鏈路管理控制和信息輸出控制,下面分別介紹這三種功能:信息輸人控制,主要是對將要輸人的信息進(jìn)行處理,以保證系統(tǒng)各部分獲取準(zhǔn)確的信息,通常采用異步方式傳輸,實時接收系統(tǒng)中的各類信息,并負(fù)責(zé)信息的脫密和拆包組裝以及校驗等工作,將信息及時準(zhǔn)確的發(fā)送到應(yīng)用軟件部分;鏈路控制管理就是負(fù)責(zé)通信鏈路的建立和設(shè)置,對整個鏈路層進(jìn)行實時監(jiān)控,具備鏈路自動切換功能,保證通信渠道的穩(wěn)定性和可靠性;信息輸出控制負(fù)責(zé)信息的輸出部分,一般會采用非阻塞方式,將信息根據(jù)類型和目標(biāo)對象進(jìn)行協(xié)議封裝、緩沖管理等,直至發(fā)送到目標(biāo)節(jié)點。傳輸控制軟件或者是系統(tǒng)一般與其他應(yīng)用部分相分離,進(jìn)行獨立設(shè)計,主要是對各種通信操作包括信道管理、協(xié)議解析、隊列管理、信息安全、信息以及優(yōu)先級管理等進(jìn)行封裝,為應(yīng)用部分提供信息輸人和信息輸出的接口和一些傳輸服務(wù)。傳輸控制是服務(wù)軟件,根據(jù)不同的傳輸需求進(jìn)行構(gòu)架設(shè)計,通常需要包括四層,即系統(tǒng)接訂層、交換服務(wù)層、管理控制層、傳輸服務(wù)層,每一層都有傳輸控制的構(gòu)件,這樣可以增加傳輸控制的靈活性。管理控制層提供信道的狀態(tài)以及統(tǒng)一管理的策略,傳輸服務(wù)層提供節(jié)點的心到監(jiān)控和管理,以及一些安全處理,還有傳輸協(xié)議的確定和封裝、拆解,交換服務(wù)層提供信息交換的協(xié)議
二、傳輸控制軟件實現(xiàn)的要點分析
1.松散藕合設(shè)計
以往傳輸控制軟件的設(shè)計,對于功能模塊的邊界劃分不是很清晰,各部分的依賴性很強,也就是藕合度比較高,這對于系統(tǒng)的重組、擴展和維護(hù)都極為不便,甚至限制系統(tǒng)的擴展性。而現(xiàn)在的傳輸控制主要是采用構(gòu)件設(shè)計法,包括信息、信道選擇、信息安全和信道監(jiān)測等功能模塊都是如此,設(shè)計者可以根據(jù)應(yīng)用層的具體內(nèi)容進(jìn)行配置,是整個系統(tǒng)的擴展性和重組性得到優(yōu)化,也便于軟件的維護(hù)。系統(tǒng)集成人員可以根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模、實際具備的通信手段選擇安裝與需求相關(guān)的功能構(gòu)件,動態(tài)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。這樣可以讓模塊之間的信息更加清楚,有利于維護(hù)人員準(zhǔn)確快速的找到問題的根源,并提供問題解決的方法和途徑,各模塊單獨維護(hù)的時候不會影響到整個系統(tǒng)的運行。
2.跨平臺設(shè)計部分
跨平臺設(shè)計部分主要包括信息跨平臺傳輸和軟件跨平臺移植,下面具體介紹這兩部分:信息跨平臺傳輸,對于應(yīng)用層各平臺的信息,多字節(jié)數(shù)據(jù)類型的高地位解釋并不相同,但是傳輸控制通常默認(rèn)某一種解釋方法,對來自不同平臺的數(shù)據(jù)包進(jìn)行自己的解讀,這將導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的信息不能正確的傳輸和解釋,導(dǎo)致跨平臺傳輸失敗。因此傳輸控制軟件有必要對外部接口進(jìn)行定義,將各平臺的數(shù)據(jù)包在輸人和輸出之前增加預(yù)處理功能,對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置,方便傳輸控制解讀數(shù)據(jù);軟件跨平臺移植,這主要是為了避免平臺異構(gòu)導(dǎo)致復(fù)雜度增加,傳輸控制服務(wù)軟件針對各平臺不同的驅(qū)動機制和通信接口進(jìn)行了封裝,提供統(tǒng)一接口,一方面有利于軟件的跨平臺移植,方便軟件版本在不同平臺上的統(tǒng)一管理;另一方面有利于軟件的代碼結(jié)構(gòu)清晰,方便后續(xù)的修改完善。
3.可靠實時傳輸?shù)脑O(shè)計
電子信息系統(tǒng)對于傳輸軟件的要求有兩個重要的指標(biāo),這就是可靠性和實時性,可靠性就是要保證信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確和穩(wěn)定,實時性就要求信息傳輸?shù)募皶r。對于不同的信息,這兩個指標(biāo)的側(cè)重點也是不同的,例如指令類的信息,更強調(diào)可靠性,可能會犧牲一些實時性,而對于感知類信息實時性態(tài)勢要求較高,因此更強調(diào)實時性。現(xiàn)在信息傳輸方式越來越多,無線信息傳輸成為近些年的焦點,但是無線傳輸?shù)目煽啃赃€是受到質(zhì)疑,所以無線傳輸必須更加強調(diào)可靠性。主要采取的措施包括三級緩存機制和兩套重發(fā)機制。三級緩存機制是指一級緩沖要發(fā)送的緩沖區(qū)數(shù)據(jù),二級緩沖為可靠文報緩沖區(qū),三級緩沖為可靠性檢測回執(zhí)緩沖區(qū)。兩套重發(fā)機制是指限時重發(fā)和限次重發(fā)機制。限于篇幅這里不再詳細(xì)介紹這兩種機制的具體實現(xiàn)。
4.有序有效的信息發(fā)送
在采用低速信道傳輸數(shù)據(jù)時,往往會發(fā)生信息擁塞。通信控制軟件摒棄了單一隊列機制,將各類信息按重要性和緊急度劃分為若干優(yōu)先級,分別為每個優(yōu)先級設(shè)置相對獨立的緩沖序列,按照優(yōu)先級由高到低的順序,依次提取待發(fā)送信息。按優(yōu)先級排序的機制使得重要信息到來時,可以按照其優(yōu)先級的高低尋求一個較為合理的排隊位置,得到盡可能優(yōu)先的發(fā)送時機。同時采用流星控制,信息在進(jìn)人排隊時,新信息及時替代舊信息,排除緩沖區(qū)中排隊過久、已喪失使用價值的舊信息,在具備發(fā)送條件時,從隊列中提取信息發(fā)送,有效地解決了信息在不同帶寬信道之間的擁塞問題。
5.報文組合設(shè)計
一般的傳輸控制軟件都會設(shè)置報文發(fā)送,而且需要明確報文的長短限制。這主要是因為信息數(shù)據(jù)幀太長會降低傳輸?shù)臏?zhǔn)確率,太短則浪費了大量的信道資源,所以報文組合設(shè)計成為設(shè)計的一個重點,一般需要考慮長報文分組傳輸和短報文組合傳輸,這兩種設(shè)計可以充分利用信道資源,提高傳輸?shù)臏?zhǔn)確率。最后需要指出的是,傳輸控制軟件的設(shè)計非常復(fù)雜,包括多個部分,這里只是簡單介紹了其中的五點,而且沒有詳細(xì)闡述,除此以外,控制軟件的設(shè)計還需要考慮協(xié)議透明封裝與解析、信道控制、發(fā)送方式、安全控制等多個方面。
本文作者:黨杰工作單位:西安醫(yī)學(xué)院后勤保障處動力科