關(guān)于局域網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)的探析

殷泉

摘 要：在互聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用中，由于各個(gè)方面的影響，計(jì)算機(jī)的上網(wǎng)端口數(shù)量往往不能滿足人們的需求，因此需要大力的發(fā)展局域網(wǎng)互聯(lián)端口。文章介紹了網(wǎng)絡(luò)處理器、局域網(wǎng)以及無(wú)線通信的概念以及功能，并對(duì)無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：局域網(wǎng)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；無(wú)線通信

1 網(wǎng)絡(luò)處理器、局域網(wǎng)以及無(wú)線通信的概念介紹

網(wǎng)絡(luò)處理器，根據(jù)國(guó)際網(wǎng)絡(luò)處理器會(huì)議（Network Processors Conference） 的定義：網(wǎng)絡(luò)處理器是一種可編程器件，它特定的應(yīng)用于通信領(lǐng)域的各種任務(wù)，比如包處理、協(xié)議分析、路由查找、聲音/數(shù)據(jù)的匯聚、防火墻、QoS等。網(wǎng)絡(luò)處理器器件內(nèi)部通常由若干個(gè)微碼處理器和若干硬件協(xié)處理器組成，多個(gè)微碼處理器在網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)部并行處理，通過(guò)預(yù)先編制的微碼來(lái)控制處理流程，而對(duì)于一些復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)操作（如內(nèi)存操作、路由表查找算法、QoS的擁塞控制算法、流量調(diào)度算法等）則采用硬件協(xié)處理器來(lái)進(jìn)一步提高處理性能，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)靈活性和高性能的有機(jī)結(jié)合。局域網(wǎng)是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)成的計(jì)算機(jī)組，可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的，由兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)組成。無(wú)線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無(wú)線電波，它傳送的距離一般只有幾十km，微波通信每隔幾十km要建一個(gè)微波中繼站，但微波的頻帶很寬，通信容量很大。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微波通信聯(lián)系。在無(wú)線局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)研究中，網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上最具代表的產(chǎn)品為Intel公司研制開發(fā)的IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器。

2 IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器的基本構(gòu)架與具體功能

IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器與其他網(wǎng)絡(luò)處理器相比較，其組成構(gòu)架一樣，主要包括：處理器、異步收發(fā)端口、網(wǎng)絡(luò)口以及總線，與此同時(shí)，IXP42還具備了其他網(wǎng)絡(luò)處理器所沒(méi)有的構(gòu)架，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 硬件加速單元

在計(jì)算機(jī)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)中，網(wǎng)絡(luò)處理引擎也可以用NPE來(lái)表示，主要包括：算術(shù)邏輯運(yùn)算單元、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等。NPE在一定程度上還可以出來(lái)鏈路層以及網(wǎng)絡(luò)層中的一些數(shù)據(jù)，而與NPE連接的硬件加速單元，也是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)處理器的具體功能而專門設(shè)計(jì)的。同時(shí)，每一個(gè)硬件加速單元都能夠加快網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的運(yùn)行速度，從而加快了網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸速度。

2.2 網(wǎng)絡(luò)處理引擎的IPSEC加密單元

在網(wǎng)絡(luò)處理引擎中，還包含了IPSEC的加密單元，其工作地點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)層，其主要作用是在數(shù)據(jù)包的使用過(guò)程中加入了驗(yàn)證頭，從而使數(shù)據(jù)在接收的過(guò)程中，必須通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送方的驗(yàn)證才能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，不僅為數(shù)據(jù)的傳輸提供了安全保障，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)發(fā)送方驗(yàn)證處理和數(shù)據(jù)加密處理，從而確保了數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)被查看或復(fù)制，有利的保障了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全。

2.3 控制器的集成

2.3.1 IXP425與媒體信號(hào)

IXP425良好的設(shè)計(jì)構(gòu)架，在使用的過(guò)程中能夠支持對(duì)流媒體信號(hào)的相關(guān)處理。首先，IXP425能夠?qū)⒄Z(yǔ)音加解碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)處理同時(shí)集中到一個(gè)芯片，其次，由于IXP425的中央處理器中，擁有乘法運(yùn)用以及加速單元設(shè)備，從而使IXP425中央處理器在處理多種流媒體加解碼的過(guò)程中，不僅能夠獨(dú)立的執(zhí)行這一過(guò)程，同時(shí)還不需要額外添加相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理芯片。

2.3.2 IXP425與數(shù)字信號(hào)處理軟件庫(kù)

IXP425的使用過(guò)程中，還具有支持強(qiáng)大數(shù)字信號(hào)處理軟件庫(kù)的優(yōu)勢(shì)。在IXP425的中央處理器上，依據(jù)其具體的功能，從最大程度上優(yōu)化了功能強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理軟件庫(kù)，從而使IXP425能夠同時(shí)處理內(nèi)部四個(gè)不同的語(yǔ)音接口數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，在IXP425中央處理器的內(nèi)部，能夠憑借其足夠的空間優(yōu)勢(shì)，將網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)存中數(shù)字信號(hào)的處理方法集中收集起來(lái)，從而在一定程度上節(jié)省了數(shù)字信號(hào)處理的時(shí)間。

2.3.3 IXP425中NPE的獨(dú)立運(yùn)行

IXP425中的NPE不僅具有獨(dú)立執(zhí)行信息數(shù)據(jù)加密算法和相關(guān)的數(shù)據(jù)認(rèn)證算法，其中主要包括：DES、3DES、AES等。同時(shí)還具有在獨(dú)立執(zhí)行的過(guò)程中不占用IXP425的中央處理器的優(yōu)勢(shì)。由此，在VPNs.802.11和802.11i的程序執(zhí)行中，能夠取得高效的程序執(zhí)行率。

3 無(wú)線通信技術(shù)的設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

顧名思義，無(wú)線通信技術(shù)在信息的傳輸方式以及信息的收集上，是與有線通信技術(shù)相對(duì)的。在有線通信的信息傳輸中，是以固定的電路為通道，同時(shí)采用電流的傳輸方式，將信息中的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，在傳輸?shù)倪^(guò)程中往往受到電路的限制，從而在一定程度上限制了信息數(shù)據(jù)的傳輸范圍。無(wú)線通信中的信息傳輸，則是以電磁波為傳輸載體，信息數(shù)據(jù)通過(guò)電磁波的傳輸，到達(dá)指定接收的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)中，不受到任何電路的范圍限制，方便快捷，操作簡(jiǎn)單。

3.2 無(wú)線通信技術(shù)的設(shè)置原理

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的設(shè)置，是以O(shè)SI網(wǎng)絡(luò)模型為基礎(chǔ)的，在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層中，通常是以802.11協(xié)議為使用途徑，（802.1l是IEEE最初制定的一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無(wú)線接人，速率最高只能達(dá)到2Mbps。由于其在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此IEEE小組又相繼推出了802.1lb和802.11a兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。三者之間技術(shù)上的主要差別在于MAC子層和物理層）而802.1l協(xié)議的來(lái)源，則是計(jì)算機(jī)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。而在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的管理過(guò)程中，則和有線通信一樣，都由計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)具體的管理，其中主要包括：網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層以及會(huì)話層等。同時(shí)，在通信技術(shù)的使用中，能夠?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)卡提供其所需要的驅(qū)動(dòng)，換而言之，也能在有線的網(wǎng)絡(luò)通信程序中支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的執(zhí)行及使用。

3.3 802.11協(xié)議中的設(shè)備類型

在日常使用的802.11協(xié)議中，包含了兩種設(shè)備類型，一種是以通過(guò)一臺(tái)PC機(jī)器和一塊無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口卡組合而成的無(wú)線站，另一種是無(wú)線接入點(diǎn)。在無(wú)線接入點(diǎn)的功能中，主要有以下兩點(diǎn)：首先，它是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信和有線網(wǎng)絡(luò)通信的橋梁，使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信能夠與有線網(wǎng)絡(luò)通信在條件允許的情況下相互轉(zhuǎn)換，為網(wǎng)絡(luò)信息的數(shù)據(jù)傳輸提供了極大的便利；其次，無(wú)線接入點(diǎn)在一定條件下還可以作為IXP425的無(wú)線路由器，不僅具有無(wú)線接入的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具備路由管理的具體使用功能。

4 IXP425與無(wú)線通信程序的結(jié)合

IXP425無(wú)線通信程序的實(shí)現(xiàn)，是以IEEE802.1lb協(xié)議為基礎(chǔ)的，同時(shí)，在無(wú)線通信組網(wǎng)的過(guò)程中，主要有四種組網(wǎng)方式，分別是：網(wǎng)橋連接、基站連接、HUB連接以及端對(duì)端連接。在運(yùn)行IXP425通信程序的過(guò)程中，首先要依據(jù)具體的使用狀況對(duì)IXP425進(jìn)行相關(guān)的配置，主要包括以下幾個(gè)步驟：首先，將redboot.bin文件通過(guò)相應(yīng)的程序制作出來(lái)，接著將其傳到windows等共享目錄中，與此同時(shí)及時(shí)地切換windows系統(tǒng)，然后利用系統(tǒng)中的JTAG將redboot.bin傳輸?shù)絀XP425中的16M Flash中。 這樣就可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行相應(yīng)的配置；其次，在IXP425操作的過(guò)程中，首先應(yīng)下載GCC編譯器，從而保證IXP425的順利運(yùn)行。同時(shí)，在無(wú)線通信程序下載安裝之后，需要用chmod 755來(lái)充分的改變程序的使用屬性，使其由原來(lái)的只讀轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓤?zhí)行操作之后，就表示可以正常的運(yùn)行。

5 總結(jié)

綜上所述，在詳細(xì)地介紹了網(wǎng)絡(luò)處理器中局域網(wǎng)以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)應(yīng)用后，同時(shí)也詳細(xì)地描述了其工作方法以及工作原理。此外，局域網(wǎng)以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，不僅大大節(jié)省了人們的日常開銷，同時(shí)還給人們的網(wǎng)絡(luò)使用提供了極大的方便。但是，在局域網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)安裝的過(guò)程中，仍需要專業(yè)人員依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安裝，以確保局域網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)的安裝使用，同時(shí)也為今后的網(wǎng)絡(luò)使用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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