Internet接入

Internet接入（精选5篇）

Internet接入 第1篇

在接入网中所用的传输媒介为光纤的接入网被称作光纤接入网 (OAN, Optical Access Network) , 而OAN是一个点对多点的光纤传输系统。

光纤接入网的基本结构包括用户、交换局、光纤、电/光交换模块 (E/O) 和光/电交换模块 (O/E) 。由于交换局交换的和用户接收的均为电信号, 而在主要传输介质光纤中传输的是光信号, 因此两端必须进行电/光和光/电转换。

光接入网系统主要由光线路终端OLT、光配线网ODN和光网络单元三大部分组成。其中, OLT实现核心网与用户间不同业务的传递功能, 通常安装在服务器提供端的机房中;ODN为OLT和ONU提供光传输手段, 完成光信号的传输和功率分配任务;ONU实现用户接入, 主要的功能是处理光信号, 为用户提供业务接口。

2 光纤接入网的分类

站在光纤接入网的网络结构角度, 在接入网室外传输设施中, 再依据其中是否含有源设备来划分OAN, OAN可划分为两种网络:一种是有源光网络 (AON, Active Optical Network) ;另一种是无源光网络 (PON, Passive Optical Network) 。

AON指从局端设备到用户分配单元之间通常都是用有源光纤传输媒介设备。

PON指从局端设备到用户分配单元之间全部由光分路器等无源器件进行连接而组成的光网络。ODN (光配线网) 中光分路器的工作方式是无源的, 这就是无源光网络中“无源”一词的来历。但ONU和OLT还是工作在有源方式下, 即需要外接电源才能正常工作。所以, 采用无源光网络接入技术并不是所有设备都工作在不需要外接馈电的条件下, 只是ODN部分没有有源器件。由于它初期投资少、维护简单, 易于扩展, 结构灵活, 大量的费用将在宽带业务开展后支出, 因而目前在接入网使用光纤的时候基本上都采用该结构。

3 光纤接入网的结构

在光纤接入网的时候, 从传输线路到传输节点之间的结构被称为光纤接入网的网络结构, 表示网络中各种设备之间的相互连接的情况。光纤接入网的拓扑结构可以分为四种。 (1) 总线型结构; (2) 环型结构; (3) 星型结构; (4) 树型结构。

(1) 总线型。

在各用户终端, 以光纤作为公共总线, 通过耦合器与总线直接连接构成的结构被称作总线型网络拓扑结构。该结构共享主干光纤, 节省线路投资, 增删节点容易, 彼此干扰小, 但是连接通信性能受连接用户数量的影响。适用于沿街道、公路分布的用户环境。

(2) 环型。

所有节点共用一条光纤线路, 首尾相连成封闭回路构成环型网络拓扑结构。该结构的每个ONU都从两个方向上与OLT相连, 可靠性比较高, 但是连接性能差。适用于大规模的用户群。

(3) 星型。

由光纤线路和端局内节点上的星型耦合器构成星状的结构称为星型网络拓扑结构。适用于有选择性的用户。

(4) 树型。

由光纤线路和节点构成的树状分级结构称为树型网络拓扑结构, 是光纤接入网中使用最多的一种结构。适用于大规模的用户群。

在实际中, 选择光接入网络拓扑结构要考虑的因素有很多, 如用户所在地的分布、不同业务的性能需求、安全和光缆容量等等。任何一种单一的结构均不能适用于所有的情形, 所以通常是几种结构的混合网络。

4 光纤接入方式

光纤接入方式有许多种, 其中, 主要应用的是FFTC、FFTB和FFTH三种类型, FTTH将是未来宽带接入网发展的最终形式。

(1) 光纤到路边 (FTTC) 。

FTTC从端局光缆线路终端 (OLT) 接出的光纤经过各种线路设备 (光耦合器、光分支器) 后, 到达用户群的路边设备上的光网络单元 (ONU) , 经过光电转换后, 由铜线或同轴电缆分别把电话、数据等窄带信号或宽带图像信号接至用户。FTTC结构主要适用于点到点或点到多点的树形分支拓扑, 多为居民住宅用户和小型企事业用户使用, 是一种光缆/铜缆混合系统。通常采用FTTC+XDSL技术或FTTC+Cable Modem技术, 从目前来看, FTTC在提供2Mbit/s以下窄带业务时是OAN中最现实、最经济的方案。

(2) 光纤到楼 (FTTB) 。

FTTB的ONU设置在大楼内的配线箱处, FTTB可以看作是FTTC的一种变型, 最后一段接到用户终端的部分要用多对双绞线, 也就是采用FTTB+Ethernet技术。

FTTB是一种点到多点结构, 光纤敷设到楼, 主要用于综合大楼、远程医疗、远程教育及大型娱乐场所, 为大中型企事业单位及商业用户服务, 提供高速数据、电子商务、可视图文等宽带业务。

(3) 光纤到家 (FTTH) 。

在FTTB的基础上ONU进一步向用户端延伸, 是一种全光纤网络结构, 从节点到用户实现光纤传输, 中间没有任何铜缆, 也没有有源电子设备, 是真正全透明网络, 也是用户接入网发展的长远目标。这种结构方式是完全透明的, 对传输制式和带宽都没有严格的限制。但是每一用户都需一对光纤和专用的ONU, 因而成本昂贵, 实现起来非常困难。

(4) FTTx+LAN接入。

FTTx+LAN, 即光纤接入和以太网技术结合而成的高速以太网接入方式, 可实现“千兆到楼, 百兆到层面, 十兆到桌面”, 为最终光纤到户提供了一种过渡。

FTTx+LAN接入比较简单, 在用户端通过一般的网络设备, 如交换机、集线器等将同一幢楼内的用户连成一个局域网, 用户室内只需添加以太网RJ45信息插座和配置以太网接口卡 (即网卡) , 在另一端通过交换机与外界光纤干线相连即可。

总体来看, FTTx+LAN是一种比较廉价、高速、简便的数字宽带接入技术, 特别适用于我国这种人口居住密集型的国家。

对于光纤接入网技术来说, 其中FTTC、FTTH应用于用户较为分散的场合, FTTB、FTTx+LAN应用于用户数量比较密集的场合。

参考文献

[1]李环.计算机网络技术及应用[M].北京:中国铁道出版社, 2012.

[2]刘永华.计算机网络技术及应用[M].北京:中国水利水电出版社, 2009.

Internet接入 第2篇

1 ADSL技术概述

ADSL (Asymmetric Digital Subscribe Line, 不对称数字用户线路) 使用世界上用得最多的普通电话线作为传输介质, 具有高速且不影响通话的优势。它是x DSL系列中比较成熟, 使用最为广泛的一种。ADSL技术为家庭和小型业务提供了宽带、高速接入Internet的方式。

ADSL是一种上行和下行速率不对称的技术, 其下行速率 (可以达到1.5~8Mbit/s) 要远远高于上行速率 (一般为512~1Mb/s) , 能够较好满足大多数Internet用户的应用需求。ADSL技术成为网上冲浪 (Net Surfing) 、视频点播 (V O D) 和远程局域网 (R e m ot e LAN) 的理想方式。目前已成为用户上网的首选接入方式。

现在比较成熟的ADSL标准有两种:G.DMT和G.Lite。G.DMT是全速的ADSL标准, 支持8Mb/s或1.5Mb/s的高速下行/上行速率, 但是它要求用户安装价格昂贵的POTS分离器, 比较适用于小型或家庭办公室 (SOHO) 。G.Lite标准速率较低, 支持1.5Mb/s或512kb/s的下行/上行速率, 但省去了POTS分离器, 成本较低且便于安装, 适用于普通家庭安装。

远端用户模块由用户ADSL Modem和滤波器组成, 其中用户端ADSL Modem通常被叫做ADSL远端传送单元 (ATU-R, ADSL Transmission Unit-Remote terminal End) , 用户计算机、电话等通过它们连入公用交换电话网PSTN。两个模块中的滤波器用于分离承载音频信号的4k Hz以下低频带和调制用的高频带。这样ADSL可以同时提供电话和高速数据业务, 两者互不干涉。

采用ADSL技术接入Internet时, 用户还需为ADSL Modem或ADSL路由器选择一种通信连接方式。目前ADSL通信连接方式主要有两种:专线接入和虚拟拨号接入[PPPo A (Point to Point Protocol over ATM) 、PPPo E (Point to Point Protocol over Ethernet) ]。一般普通用户多数选择PPPOA和PPPOE方式, 对于企业用户更多选择静态IP地址 (由电信部门分配) 的专线方式。

(1) 虚拟拨号入网方式:并非是真正的电话拨号, ADSL接入Internet时, 需要输入用户名和密码 (与原有的M o d e m拨号和ISDN拨号接入相同) , 当通过身份验证时, 获得一个动态的IP, 即可连通网络, 也可以随时断开与网络的连接。虚拟拨号由PPPo E和PPPo A两种, PPPo E是基于Ethernet的PPP协议, 而PPPo A是基于ATM的PPP协议。使用PP Po E方式接入时, 需要专门的PPPo E拨号软件 (如Ethernet300, Win Po ET等, Xp系统自带) 。

(2) 专线入网方式:用户在使用的时候, 可以分配给用户1个固定的IP地址, 同时, 还可以且可以根据用户的需求, 能给用户而不定量地增加IP地址, 而且可以保证用户24 h在线。

虚拟拨号用户与专线用户的物理连接结构都是一样的, 不同之处在于虚拟拨号用户每次上网前需要通过账号和密码的验证;专线用户则只需一次设好IP地址、子网掩码、DNS与网关后即可一直在线。

2 ADSL接入网方式

从客户端设备和用户数量来看, 可以分为以下两种接入情况。

(1) 单用户ADSL Modem直接连接。

该方式多为家庭用户使用, 连接时用电话线将滤波器一端接于电话机上, 一端接于ADSL Modem, 再用交叉网线将ADSL Modem和计算机网卡连接即可。

(2) 多用户ADSL Modem连接。

如果有多台计算机, 其中一台设为服务器, 并配以两块网卡, 其中, 一块网卡接ADSL Modem;另外一块网卡接集线器的uplink口 (用直通网线) 或1口 (用交叉网线) 。其他计算机即可通过此服务器接入Internet。如果需要连入Internet的计算机数量不多的情况下, 也可以采用ADSL Modem和宽带路由器来进行连接, 所有接入网的计算机都采用单网卡, 由宽带路由器通过ADSL Modem拨号接入Internet。

客户端除使用ADSL Modem外还可使用ADSL路由器, 它兼具路由功能和Modem功能。

3 ADSL接入网的特点

ADSL的优点:无需改造线路, 只需要在现有的电话线上安装一个滤波器, 即可使用ADSL;ADSL的缺点:线路问题, 由于还是采用现有的电话线路, 并且对电话线路的要求较高, 当电话线路受干扰时, 数据传输的速度将降低。

随着ADSL技术在全球范围内的大规模推广以及针对DSL技术的应用和服务的不断推出, ADSL目前已经是国内外最广泛的一种接入技术。但随着像光纤、HFC有线电视网等宽带技术的逐渐成熟, ADSL在接入速率、传输距离、抗线路损伤和射频干扰等方面的不足逐渐显现。为了继续保持其竞争力, 在相关运营商以及设备厂商的支持下, ITU-T会议通过了新一代的ADSL标准ADSL2、ADSL2+。ADSL2+目前在有些城市已投入使用。

摘要：该文从三个方面分析了ADSL接入Internet的技术。在ADSL技术概述中, 对ADSL的基本概念进行了详细的说明, 同时, 还对ADSL两个成熟的标准进行了详细的解释, 并且, 对ADSL的通信方式也进行了详细的阐述;在ADSL接入网方式中, 对单用户ADSL Modem直接连接和多用户ADSL Modem连接两种接入网方式进行了必要的解释;在ADSL接入网的特点中, 从优点和缺点两个方面进行了说明。为学习了解ADSL接入Internet的技术提供了良好的基础。

关键词：无线接入,手机接入,共享接入,分析

参考文献

[1]李环.计算机网络技术及应用[M].北京:中国铁道出版社, 2012.

[2]刘永华.计算机网络技术及应用[M].北京:中国水利水电出版社, 2009.

Internet接入 第3篇

关键词：SOHO,双线接入,Internet,共享上网

在SOHO (Small Office and Home Office) 一族的办公计算机中都需要接入Internet共享上网, 并且内部也要文件、应用程序、打印机等资源的共享应用需求。这样, SOHO一族一般组建星型拓扑结构共享一条线路接入Internet的小型局域网。

一、为什么需要双线接入Internet共享上网

1. SOHO一族共享上网现状。

SOHO一族的计算机网络中电脑台数一般在十几台左右, 最多也就30多台电脑。在共享上网中, 由于租用ADSL线路的方便性和价格便宜, 会采用申请一条宽带线路 (4M带宽, 或8M, 甚至更高带宽) 共享上网。

2. 出现的新情况。

随着SOHO中的业务发展, 出现如下几种情况: (1) 电脑数量的增加, 原先只有十台左右的电脑需要上网, 现在增加到二十几台电脑需要上网, 明显感到上网的速度受到影响, 需要解决这样的问题。 (2) 用户的应用增多。原先网络中一般有电子邮件的收发、新闻浏览、QQ聊天和在线文件的收发等应用。但是, 随后每个电脑用户会有各种应用的需求, 在SOHO中的任何一台电脑如果用BT、迅雷、电驴等P2P软件即下载又上传文件, 或者在线看电影, 那么其他电脑上网就会非常慢, 甚至打不开网页。再遇上大邮件传输任务会使得共享上网的带宽资源严重不足。 (3) 无线上网需求的增加, 随着无线网络的应用快速发展, 用户通过无线上网的应用逐步增多, 移动办公已成为现实。同时, 手机通过LAN上网也成普遍需求。这样, 也使得网络带宽资源的紧缺。对上述共享上网中出现的新情况, 正常的网上应用业务受到影响, 急需研究新情况下的接入Internet的共享解决方案。

二、SOHO共享上网新需求

SOHO一族接入Internet共享上网的新需求可归纳如下: (1) 投资及月租用费尽量地少; (2) 能解决30多台电脑共享上网, 网速较快, 业务上网应用正常; (3) 保持原先SOHO内部局域网资源共享功能; (4) 提供无线上网应用; (5) 安全可靠; (6) 管理简单、方便。

三、SOHO多线路Internet接入共享解决方案

针对SOHO一族的新需求, 主要解决好接入Internet共享解决方案, 即考虑多线路Internet接入共享解决方案, 其可用的方案有几个, 但有些解决方案并不合适用户的需求分析。

1. 申请光线接入。

在单线路ADSL的Internet接入共享解决方案不能满足上网带宽的情况下可以申请光线接入, 10M的光纤接了50多台电脑, 平均下载速度也可达到2M/s, 最高达6M/s, 完全可以满足SOHO一族的应用需求。但是, 光纤接入的月租费用高, 并有安装接入费用, 不能满足投资及月租用费尽量地少的需求。

2.

双线“WAN”+软路由在双线“WAN”+软路由的解决方案中, 接入WAN的方式以ADSL为例, 二条ADSL接入的费用比较低, 一般也就三百元左右。但是软路由一般是由“电脑+路由软件”组成, 需要专用的电脑, 安装路由软件需要注册费用, 如“海蜘蛛”等路由软件。路由软件功能比较强大, 但需要作一些较为复杂的设置, 因此, 也不是经济、简单和方便的解决方案。

3. 双线“WAN”+硬路由。

同样, 在双线“WAN”+硬路由的解决方案中, 硬路由是由路由器来担任, 路由器的硬件投资价格较高, 一般人员也不易作配置, 因此, 也不是合适的解决方案。

以上三种解决方案并不能满足用户的需求分析, 因此, 在此提出一种经济的双线接入Internet共享解决方案, 并对此作比较详细的分析和设置介绍。

四、经济的双线接入Internet共享解决方案

所谓经济的双线接入Internet共享解决方案就是:双线“WAN”+系统设置。

1. 网络拓扑结构。

经济的双线“WAN”+系统设置的网络拓扑结构图如下图1所示。

图1中宽带路由器需要用户自己购买, 二台的价格大概在300元左右, 其中一台是无线宽带路由器, ADSL接入设备由ISP服务商免费提供, 交换机及电脑为原先网络中的设备。

2. 系统设置。

(1) 宽带路由器1:*WAN设置:选择PPPoE接入, 并填写相应的用户名和密码。*LAN设置:IP地址:192.168.1.1 (网关地址) 。*DHCP设置:关闭。*若有无线路由:关闭无线功能。 (2) 宽带路由器2:*WAN设置:选择PP-Po E接入, 并填写相应的用户名和密码。*LAN设置:IP地址:192.168.1.254 (网关地址) 。*DHCP设置:开启, 设置地址池:192.168.1.200~192.168.1.250。*无线路由:开启无线路由功能, 并设置安全的加密算法WPA2-PSK。*SSID:double-line。 (3) 电脑用户分组。根据电脑用户的应用需求来划分用户组, 将电脑用户分成“用户组1”和“用户组2”二组, 对“用户组1”内的电脑采用静态IP地址的分配方法, 对“用户组2”内的电脑采用静态+动态IP地址分配方法。即“用户组2”内的台式电脑采用静态IP地址分配, 笔记本电脑和手机上网用户采用动态IP地址分配的方法。规划的IP地址分配方案如下表1所示。

根据表1的分配方案对用户的电脑进行网络配置, 不同的网关地址是区分不同用户组的依据, 其设置界面如图2所示。

图2中的DNS服务器的IP地址为中国电信江苏省无锡市的, 其他城市DNS服务器的IP地址根据用户所在城市和ISP服务商而设置。获取DNS服务器的IP地址值的方法是在宽带路由器R2的WAN设置中选择“PPPo E”, 在LAN设置中启用DHCP, 保存配置后退出宽带路器的设置。然后在电脑的网络配置中选择“自动获取IP地址”及“自动获取DNS服务器地址”, 确认配置后进入Windows的命令状态, 输入命令:ipconfig/all。查看“DNS Server”项后的IP地址值即为所需查找的ISP服务商的DNS服务器地址。二个用户组中的电脑通过其自的网关接入Internet共享上网, 由于所有的电脑都在同一个网段内, 因此, 其局域网内原来的应用及网上邻居的访问等不会受到影响。

五、应用总结

经济的双线“WAN”+系统设置的解决方案在使用中可以根据内部的应用情况将用户组成员作适当的调整, 这种调整也是极其方便的, 只需对电脑的网络配置改变网关的地址 (如图2中默认网关) 就可实现从不同的线路接入Internet共享上网。上述提到的解决方案中都要处理好每台电脑的流量控制问题, 如果这个问题没有解决好, 接入的带宽最宽也是无济于事的。如果购买网吧级的宽带路由器, 可以轻松对各组内的电脑用户进行流量的控制, 防火墙等任务设置, 从而更好地保障网络畅通正常地使用, 更好地满足SOHO用户的需求

参考文献

[1]企业双线接入宽带, 共享上网速度更快[EB/OL].http://bbs.shangdu.com/t/20100416/010040063446/3446-1.htm

[2]多WAN接入, 实现您的网络奔跑计划[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/f09fee4dcf84b9d528ea7a88.html

Internet接入 第4篇

随着无线通信技术、传感器技术和计算机网络技术的快速发展，物联网的概念于1999年由麻省理工学院的Auto-ID实验室首先提出，然后在2005年国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》中正式提出。它指出:世界上所有的物体都可以通过互联网主动进行交换[1]。Zig Bee是一种低速率、高可靠、低成本、低能耗、高安全和开放的全球标准[2]。Zig Bee以它强大的自组网、超大网络容量的技术特点，必将在现代楼宇自动化、个人健康护理、工业控制、消费电子、精细农业等领域中发挥重要作用。

伴随着物联网的迅猛发展，将每一件物品连入互联网已成为可能。物联网的核心和基础是物品信息的采集和通信。Zig Bee技术可实现物品信息的采集和短距离无线通信，Internet可实现远距离通信。这两者的融合必然使Internet延伸到更为广阔的领域。Zig Bee网络与Internet的连接方式是多种多样的，可以通过有线连接，也可以通过无线连接。本文讨论了一种通过GPRS将ZigBee网络与Internet连接的设计，从而实现ZigBee网络节点同Internet远程的主机相互通信。

1 设计及实现

1.1 设计分析

本设计体系的框架大致可以分为ZigBee网络层、数据交换层和上位机应用层。

1.1.1 ZigBee网络层

ZigBee网络层主要是由含有Zig Bee芯片和各种传感器的模块组成，用于获取物理世界的各种信息，比如温度、湿度、亮度、压力、速度、位移等。

ZigBee网络的核心是Z-Stack协议栈。ZigBe协议栈结构如图1所示。

图1中可以看出，IEEE和Zig Bee联盟已经定义好了物理层和网络层的协议框架，设计中只需在APL层调用协议栈所定义的一些程序接口，便可完成ZigBee网络中数据的传输。本设计中采用TI公司提供的z-stack 2007 pro协议栈，该协议栈是半开源的，所以用户可以对协议栈的部分内容根据自己的需要做出适当的修改。

一个ZigBee系统可以由几部分组成，最基本的部分包括全功能设备(FFD)和精简功能设备(RFD)。一个ZigBee网络中至少应包含一个全功能设备，作为个人区域网(PAN)的协调器。在本设计中定义了一个协调器，它和GPRS模块一起组成网关，如图2所示，还定义了几个精简功能设备，如烟雾探测节点。

1.1.2 数据交换层

数据交换层主要是完成Zig Bee网络中的数据与Internet数据的相互转换。这也是本设计的重点。

数据交换层的核心部分由一个全功能设备的协调器和一个GPRS模块组成，其功能可以分成上行数据和下行数据;上行数据就是把ZigBee网络中的数据经由协调器的打包处理后通过串口发送到GPRS模块，然后GPRS模块再发送到Internet上的服务器端;下行数据就是把Internet上服务器端的信息或控制命令接收到GPRS模块，然后再经协调器的解析后发送到ZigBee无线局域网的某个节点。

1.1.3 上位机应用层

上位机应用层主要是处理信息与提供服务;它接收来自数据交换层的信息，根据不同的信息调用不同的方法进行处理，从而提供不同的服务和响应。

上位机主要是编写一个可视化的界面完成节点信息的采集、汇总、显示、查询和对各个节点的控制。

1.2 硬件设计

系统结构图如图3所示。

ZigBee网络中的全功能设备(协调器)和精简功能设备(节点)的核心部分都采用TI公司生产的CC2530芯片。CC2530集成了业界领先的RF收发器、增强级工业标准的8051MCU，系统可编程Flash存储器，8kB RAM和许多其它强大功能。

GPRS模块采用华为公司生产的GTM900无线模块。该模块支持标准的AT命令和增强AT命令，提供丰富的语音和数据业务等功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。

在有些论文中也实现了这种ZigBee芯片与GPRS连接的模型[3,4]，但是他们都使用了一个中间的处理模块，比如ARM或者单片机，作为ZigBee芯片与GPRS模块之间连接的桥梁。其实TI公司的这款CC2530芯片本身就是一个增强型的单片机，有着比较强的处理功能，无需再添加其他的中间处理模块就可以控制GPRS。

还有些论文中实现了Zig Bee网络与Internet的互联[5,6]，但他们采用的是实现RS232-RJ45这样一个协议转换的功能模块，最后通过有线的方式连入Internet。

本设计中采用串口来直接连接GPRS模块和Zig Bee网络协调器，因为ZigBee网络中传输的数据通常较少且传输的速率较低，在节点不多的情况下，采用串口传输可以满足实际使用需求。

1.3 软件设计

1.3.1 网关设计

协调器在整个Zig Bee无线网络中处于核心的地位，Zig Bee网络中的其他节点都会直接或间接的与其发生信息的交换。协调器的功能主要分两部分:

(1)形成ZigBee网络;协调器形成一个个人局域网(PAN)，节点在上电后搜寻该网络。如果节点成功加入这个局域网，协调器会为它在该网络中分配一个2字节的网络地址，这个值在该网络中是唯一的。在一个Zig Bee网络中，理论上可以有65535个节点。

(2)初始化GPRS模块，完成对远程服务器的连接和信息的传输。当协调器协议栈完成了ZigBee网络的初始化后，会进入一个事件循环，它会不停的扫描图1中ZigBee联盟定义的各层有没有事件发生。在用户自定义事件中加入一个判断网络是否连接成功事件，如果GPRS模块已经连通网络就不做处理，判断下一事件;如果没有成功连接远程服务器端那么就去连接。具体的做法是由协调器向GPRS模块发送一条判断网络是否成功连接的AT指令:AT%IPOPEN?;如果连接成功，该条指令会返回已经连接上的远程服务器的一些信息，比如IP地址，端口号，连接类型和一个表示成功的“OK”标示等等，通过判断返回的信息里面是否包含某些特定的字符或单词就可以判断是否已经连接成功。

打开一条TCP链接还需用到的AT指令如下:

(1)AT+CGDCONT=<cid>,<IP>,<APN>//为PDP上下文定义参数;APN为接入点名称，如中国移动为“CMNET”，成功返回OK;

(2)AT%ETCPIP=[<u＿name>,<psw>,<c＿id>]//实现PDP激活和TCP/IP的初始化;参数都是可选的;

(3)AT%IPOPEN=<type>,<dest＿ip>,<dest＿port>,[[<udp＿dest＿sent＿port>],[<local＿port>]]//打开一条TCP或者UDP链接;如果因为网络或者输入不正确造成的连接失败，会自动再次连接，直至75秒后返回错误信息;

(4)AT%IOMODE=[<n>],[<link＿flag>],[<buffer＿flag>]//选择对发送的数据是否进行编码;设置buffer＿flag为0，使用接收缓存;

(5)AT%IPSEND=<data>//发送数据;

(6)AT%IPDR=[<index>]//读取接收缓存中的数据包。

使用这些指令基本可以完成对远程服务器端的访问和控制。该系统运行的流程图如图4所示。

在整个系统中用到的通信协议格式如表1所示。

用起始码和结束码来确定一个包数据的开始和结束，以特定的字符开始和结束加强了数据的安全性;包长就是整个数据的长度，用包长减去其他固定部分的长度最终来确定数据的长度;包类型用于表明这一个包数据是用于什么用途，包类型有:请求包、确认包、命令包、响应包和数据包;网络地址是该ZigBee网络中协调器为每一个节点唯一分配的地址，在ZigBee网络中通信主要就是依靠这个地址，相当于Internet网中的IP地址;父节点地址表明该节点是经过哪些路由器最终连接上协调器的，它能够更好的反应出ZigBee网络的结构;设备类型用于表明特定的传感器设备;数据可以是温度、湿度、亮度、压力、速度、位移等等一系列根据用户自己需求定义的内容;校验码用于检验这一个包数据在传输的过程中是否有变动。这一通信协议基本能够满足普通通信的需要。

1.3.2 上位机软件设计

上位机监控系统的软件架构采用C/S结构，使用C++语言编写。考虑到该系统的扩展性，上位机软件在Qt平台上开发，实现监控软件的平台无关性。为查询数据方便，使用了Sqlite数据库。因此，整个上位机监控系统由数据库管理服务器、数据处理服务器和系统管理服务器3部分组成。数据处理服务器将接收到的数据进行分析和处理后送到系统管理服务器，由系统管理服务器和用户进行交互，用户可通过界面实时监控和历史查询。监控界面如图5所示。

2 实验结果

选取几个房间作为测试地点，每个房间分别安装3～5个带有烟雾和温度传感器的节点，组成一个小型星型网络，每个传感器节点每隔1分钟发送一帧数据到路由节点或直接发送给协调器，然后进入休眠状态，数据经过协调器后发送至GPRS模块，GPRS模块再将数据发送到远程监控终端。从远程终端监控各节点发来的信息，任意节点与路由器之间的距离为30m以内，相隔1～2堵墙。

测试结果:

(1)当通信的距离超过30m或相隔3堵以上的墙，节点难以加入Zig Bee网络或者出现掉包的情况。

(2)GTM900C的串口缓存大小为512字节，在数据量小于128字节时，通信延时约为2s。经过长时间的测试，从ZigBee网络发送到Internet的数据没有出现丢包的情况，在节点少于50个且每个节点传输的数据小于20个字节的情况下通信比较稳定。

3 结束语

ZigBee网络与Internet的融合必定推动物联网更快的发展，本文提出了一种基于GPRS的ZigBee接入Internet的技术，并且提出了以网络协调器和GPRS模块为核心的硬件设计实现，最后通过实验验证了功能的有效性。Zig Bee节点采集的数据能够通过网关上传至Internet网络服务器端，实现了ZigBee网络的管理，数据收发等功能，达到了两种异构网络互通互联的目的。

摘要：为了实现对ZigBee网络远程监控,讨论了在ZigBee网络中采集的物品信息如何用GPRS接入Internet的方式,从而实现远程对ZigBee无线局域网络的信息监测与控制。

关键词：ZigBee,GPRS,Internet

参考文献

[1]Atzofi L,leraand A,Morabito G.The Internet of things[J].A survey Computer Networks,2010,54(15):2787-2805.

[2]Drew Gislason[M]:ZIGBEE WIRELESS ETWORKING.Newnes,2008.

[3]项雷军.基于ZigBee、GPRS和TCP/IP协议的无线网关设计[J].网络与通信,2013,32(8)51-54.

[4]张艺粟,李鸿彬,贾军营,等.物联网Zig Bee网关的设计与实现[J].计算机系统应用,2013,22(6):34-38.

[5]张猛,房俊龙,韩雨.基于ZigBee和Internet的温室群环境远程监控系统设计[J].农业工程学报,2013A(01):171-176.

Internet接入 第5篇

现在所拥有的IPv6的协议其实是在MIPv4协议的基础之上所完成的对于传统IPv6做出了修改的情况下得到的结果。这样做的结果就是能够保证IPv6无论处于哪个网络归属环境下,都能够保证其与Internet形成良好的连接。这种网络的连接方式其实是将通信设备的连接点固定在最初的注册基点之上。而移动的Ad Hoc的网络是一种不需要设置基础移动设施的通信网络,而用户所使用的通信设备其实就是一个集收发于一体的移动终端节点,其网络中心是多个无固定中心的网络,因此,其可以在任何时间,任何地点完成移动网络的构建,在这个网络中,每个移动的终端都拥有平等的通信地位,可以自由移动完成通信,而不需要固定的网络设施来支持通信。这种全新的通信形式将会给我们的生活带来巨大的影响。

1 移动 Ad Hoc 网络

1.1 Ad Hoc 网络结构的分析

我们通常将Ad Hoc网络的基本结构划分为两种,即:平面结构和分级结构。首先就平面结构而言,这是一种对等式的结构模式,在一定的范围内,所有的通信网络之间具有平等的通信地位。而对于分级式的通信结构而言,其网络被划分成为簇,而每个簇又划分为簇头和基本的成员,所有的成员信息都是由簇头负责转发的。就平面结构而言,虽然说在这个网络体系中,所有的用户都具有了平等的通信权利,但是整个网络的可扩充性十分有限,对于路由信息的控制会消耗比较多的能量。分级结构虽然具有很好的可扩充性和抗毁灭性,但是由于它是通过簇头的信息转发完成通信的,这点可能成为整个网络发展的限制点。假如网络的整体规模比较小,那么应当采用平面式的结构,反之,则需要采用分级式的结构才能够保证通信的正常。

1.2 对 Ad Hoc 网络路由技术的分析

在Ad Hoc网络之中,所有的通信节点都是一台路由器,都可以向其他的节点发送信息,而不需要固定的基站的支持。在这一环境下,就要求该网络的路由协议能够在最短的时间内完成各节点路由之间的寻找和连接,而要实现这一目的就必须做到以下几点:第一,对于网络拓扑结构的变化能够迅速感知;第二,能够维护网络拓扑的连接;第三,具有较强的适应能力。我们通常将Ad Hoc网络的路由协议划分为三种形式,即先验式,反应式和混合式。

2 移动 IPv6 的基本操作过程

移动IPv6的基本操作流程如图1所示,主要由以下几点组成:第一,移动节点只有一个本地地址被标识,而在不同的线路之间进行移动时,移动着的节点并不需要改变自身的IP地址。当移动节点在本地的线路中连接时,应当有一台以上的路由器负责本地的代理工作,将本地的移动数据信息转发到其他的节点。而移动节点在获取自己的代理地址的时候可以通过本地的代理商获取;第二,假如移动节点转移到了外部的连接线路1之后,其所获取的将变为Care-of-Address-1;第三,我们将本地地址和被转交的通信地址之间产生的关联关系称之为绑定,而当移动节点转交到了新的地址之后,必须进行绑定信息的更新,将新的绑定信息移交给当地的代理商,再完成新的注册。而本地的代理商应当完成新绑定信息的使用,从而对消息节点做出回应;第四,对于移动节点发出的信息包,要先按照正常的IP线路完成本地发送,再经过本地代理拦截这些信息包,然后再根据所缓存的绑定信息,以隧道技术来完成信息包的转发,进而让移动的节点能够收到信息包。而在完成了线路的基本升级之后,用户就不必再通过本地代理商完成信息的中转,而是直接通过自身所携带的路由装置完成信息的发送和接收;第五,当某一移动节点在使用的过程中,其IP地址发生了变化之后,就要通过本地代理商对通信的节点信息的变化更新,进而缓存其移动节点变化的转交地址信息;第六,在移动节点的地址信息发生变换时,不应当中断一通信节点的信息交换,保持Internet访问的连续性;第七,当移动节点返回原归属地之后,应当要求当地的代理商接触注册,结束移动节点的封装和隧道传输。

3 DSR 与 FMIPv6 融合的实现机制

3.1 DSR 与 FMIPv6 融合的体系架构

本篇文章所展开的关于网络形式的讨论都是建立在IPv6的基础之上的,其所涉及到的节点的运行包含了FMIPv6和DSR两种路由协议,而当路由器和网管同时运行的时候还会涉及到FMIPv6的协议和DSR协议以及Internet的路由协议。图2所示的就是有多个Ad Hoc网络和固定节点组成的通信系统,就每个Ad Hoc的网络来说,都属于整个网络的一个子网络,只有经过代理才能够接入Internet的连接中,而代理则具有了移动代理和网关的双重功能,将有线网络和无线网络有效的结合在了一起。而基于对FMIPv6技术的支持,在代理网关接入连接信息的同时还要定期发布代理的公告消息,而且必须符合Ad Hoc路由协议、FMIPv6协议、传统Internet协议。要完成自组网络内部路由器的维护和通信功能,就必须取得Ad Hoc协议的支持,而FMIPv6则是保证当所属的移动信息节点移出所属的网络范围的时候,可以顺利的连接到另一网络之中,而不会产生通信中断的情况。而支持Internet协议能够完成Ad Hoc网络和Internet网络的互相连通。

3.2 路由发现

在Ad Hoc的网络环境下,网络内的移动节点和合其他的移动节点进行通信时,这些移动节点所组成的网络是一个独立的网络环境,网关也可以看作是一个普通的Ad Hoc节点,它对于信息的转发和数据的分析都会按照相关的标准进行,而不会与Router产生任何的联系。而Ad Hoc网络的移动节点需要和Internet的主机进行通信联系时,必须获取和Router相连接的网关,进而实现和Internet的服务连接。

3.3 网关发现

对于Ad Hoc网络和Internet连接来说,网关发现是一个极其重要的技术,其可以通过适当的网关发现办法同时将地址和分配路由存在的问题加以解决。而对于网关的发现方法的分类可以划分为以下几种,即:主动、被动和混合。对于不同情况的网络分析,我们可以采用合适的办法来获得比较好的吞吐率,延迟以及低开销。其中,主动式的网关发现是一种周期性的广播网关,应当包含一个IPv6的全局地址,网络的前缀地址,以及整个的生命周期等,这些信息都应当通告到Ad Hoc的网络之中的所有节点。在接收到网关的通告之后,节点的前缀信心就会自动配置一个路由IP地址,并且将网关的IP地址作为默认的路由地址插入到路由表格中。被动式的网关信息需要有网关发起主动请求,然后在将信息转播到其他的网关信息接收节点之中。收到应当信息节点的网关就可以成为一个网关路由。而混合式的网关发现是将主动式和被动式的网关路由进行有效的结合。网关的信息发送有一定的距离限制,而如果有范围外的节点要求接入Internet的网络,则必须自己发送相关的网关请求来获取相关的网关信息。

3.4 数据通信

在使用了IPv6的网络通信方式之后,在该网络中的每个节点在全世界都只有一个IP地址,而其归属权应当由网络完成分配,在后期的移动定位,通信以及数据的转移过程中,我们都是以IP地址作为基础展开的。图2所示的,自组网1内部的各节点之间进行通信的时候,其他所有的节点都会遵循相关的规定和程序,展开数据的传输和转发。节点Mn的移动预测转移到自网络系统,但是连接的有效路径还在原有的子网络系统上的时候,切换是不启动的,使用的是DSR协议展开通信。而当Mn和CN之间要形成通信网络的时候,不会有有效的网络路由产生,而且Mn在脱离了其他的子网络系统之后,会收到来自其他的网络系统的路由信息,但是,如果节点是自己拥有的,那么将会直接接通网络通信;在进行自网络信息的截获,切换到子网络系统以及注册的完成,其程序与FMIPv6的切换程序一致。当注册的信息移出这一网络系统的时候,就会通过AR完成新的网络信息的绑定,而MN在接收到新的绑定信息的时候会回复一个新的IP地址,从而完成MN移动通讯的连接切换工作,然后再按照传统的FMIPv6技术完成数据的传输和转发工作;当Mn移动要回到以前的子网络系统时,需要归属的AR进行绑定信息的更新,撤销以前的注册信息,将现有的数据通讯恢复到最先进的数据水准。

4 结束语