通信及編程技術(shù)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理中的應(yīng)用

孫海

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，通信和編程技術(shù)作為互聯(lián)網(wǎng)背景下的核心技術(shù)，其在各個產(chǎn)業(yè)內(nèi)的發(fā)展中均產(chǎn)生了積極的推動作用?；诖?，本文通過對通信技術(shù)和編程技術(shù)的詳細(xì)介紹，從而分析了通信及編程技術(shù)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理中的具體應(yīng)用路徑，期望以此來為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理水平的提高提供有效的理論依據(jù)，減少日常工作中的重復(fù)工作量。

關(guān)鍵詞：通信技術(shù)；編程技術(shù)；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；設(shè)備管理

前言：近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活中的廣泛應(yīng)用和普及，針對互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究也更為深入。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，在實(shí)際使用的過程中，尤其是其中的光纖用戶，在處理重復(fù)登記設(shè)備時通常都需要往返多次，不僅增加了工作難度，同時也會導(dǎo)致在設(shè)備出現(xiàn)其他故障時出現(xiàn)大量的工作積壓，嚴(yán)重影響了工作質(zhì)量，用戶體驗(yàn)相對較差。因此，有必要在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理的過程中加強(qiáng)對通信及編程技術(shù)的有效應(yīng)用，才能為提高工程效率產(chǎn)生積極的影響。

1 通信及編程技術(shù)的應(yīng)用背景

通信技術(shù)也被稱為通信工程，其作為電子工程領(lǐng)域中的重要組成部分，其主要以通信過程中的信息傳輸以及信號處理利用為基礎(chǔ)的一種技術(shù)類型，編程技術(shù)即為借助于計算機(jī)而實(shí)現(xiàn)對某一問題解決的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)主要以某種程序設(shè)計語言編寫程序代碼為基礎(chǔ)[1]。從通信及編程技術(shù)的應(yīng)用背景來看，不同網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理方式不同，傳統(tǒng)的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)配置，是修改其配置文件代碼，需要后臺工程師通過遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程服務(wù)器，修改服務(wù)器配置文件的參數(shù)，該方式不僅工作效率相對較低，同時在手動輸入的作用下也容易出現(xiàn)錯誤輸入的情況，尤其是針對光纖到戶用戶[2-3]。為了有效實(shí)現(xiàn)對該問題的解決，目前主要引進(jìn)了傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（TCP/IP）套接字（socket）雙向的通信連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。

其中，TCP/IP是互聯(lián)網(wǎng)的基本協(xié)議，主要由傳輸層TCP協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議共同構(gòu)成，通過對電子設(shè)備聯(lián)入Internet的方式和各類數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)鏈路中的傳輸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義，進(jìn)而為網(wǎng)絡(luò)通訊提供良好的通訊協(xié)議保護(hù)。套接字（socket）是網(wǎng)絡(luò)通信中用于表示端點(diǎn)的抽象形式，其主要包括了五種信息，分別為本地與遠(yuǎn)地主機(jī)IP及進(jìn)程的協(xié)議端口。應(yīng)用程序通常通過"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請求，利用程序代碼編寫管理方式，統(tǒng)一對客戶端的端口進(jìn)行配置，并根據(jù)實(shí)際情況編寫或者修改相應(yīng)的配置，達(dá)到需要功能的實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器的整體管理[4-6]。

2 通信及變成技術(shù)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理中的應(yīng)用

本文講述通信程序的軟件開發(fā)軟環(huán)境均為Visual Studio2017，軟件編寫所用的語言統(tǒng)一為C++，相較于傳統(tǒng)的C語言，C++能夠?qū)崿F(xiàn)基于抽象數(shù)據(jù)的對象程序設(shè)計，能夠同時完成面對對象與基于過程的程序設(shè)計，具有良好的適用性和時效性。對于程序軟件的調(diào)試，是在Windows 7系統(tǒng)環(huán)境上進(jìn)行調(diào)試。

2.1 程序開發(fā)環(huán)境及套接字

本文研究軟件開發(fā)，程序的開發(fā)環(huán)境是Visual Studio2017，Visual Studio2017是微軟公司較新的軟件開發(fā)環(huán)境，Visual Studio2017開發(fā)環(huán)境利用Visual Studio Community技術(shù)進(jìn)行安裝。Visual Studio Community是一種可以為不同開發(fā)商、學(xué)術(shù)研究以及開發(fā)源代碼項目等多個團(tuán)隊，免費(fèi)使用的軟件開發(fā)產(chǎn)品，任何個人開發(fā)人員，都可以用Visual Studio Community軟件產(chǎn)品，開發(fā)屬于個人的免費(fèi)或付費(fèi)項目。套接字是一種抽象層，應(yīng)用程序可以通過對套接字的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和數(shù)據(jù)傳遞，socket的使用方式是雙向數(shù)據(jù)信息的傳輸，socket打開接收文件并用本地程序閱讀操作和數(shù)據(jù)寫入到服務(wù)器操作是相同的。通過使用socket的過程中，發(fā)現(xiàn)socket可以允許應(yīng)用程序連接到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器，并可以連接到同一網(wǎng)絡(luò)IP內(nèi)的其他應(yīng)用程序，而進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。通常情況下，一臺機(jī)器內(nèi)應(yīng)用程序所寫入的套接字信息可以利用其他機(jī)器內(nèi)的應(yīng)用程序進(jìn)行讀取。

2.2 程序基本結(jié)構(gòu)

本文所涉及到的程序是在微軟所提供的底層框架類基礎(chǔ)上，進(jìn)行程序?qū)ο蟮拈_發(fā)與設(shè)計，程序開發(fā)的界面是以圖形形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，這樣便于管理員的正常使用，在實(shí)際應(yīng)用中能在很大程度上杜絕傳統(tǒng)命出現(xiàn)交互的現(xiàn)象。在實(shí)際構(gòu)建微軟基礎(chǔ)類工程項目的期間，應(yīng)適當(dāng)?shù)倪x擇合適的模塊和選項，這樣能在完成程序設(shè)計后，各個模塊得以穩(wěn)定的運(yùn)行。此外，程序在設(shè)計的過程中主要采用雙線程運(yùn)行的模式，其中一個線程需要的工作是完成用戶和電子設(shè)備的通信支持工作，并對端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽。另一個線程需要對傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)，利用套接字傳輸，實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器之間的相應(yīng)命令操作。而雙線程的運(yùn)行方式，是將數(shù)據(jù)監(jiān)聽和處理的工作進(jìn)行合理分配，以此來保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。

2.3 基本通信結(jié)構(gòu)

套接字的通過結(jié)構(gòu)，是對TCP/IP的封裝，TCP與服務(wù)器通信的結(jié)構(gòu)共分4個組成部分，第一步是用Socket建立TCP套接字，第二步是connect方法建立與服務(wù)器的連接，第三步是用send以及recv方法進(jìn)行與服務(wù)器通信，在關(guān)閉時用close方法，來關(guān)閉通信連接。在通信設(shè)備開始工作之前，必須建立服務(wù)器程序和本地設(shè)備之間的有效連接，才能用WSAStartup命令啟用windows套接字進(jìn)行信息的傳遞，本文采用winsock2類型套接字進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，winsock2類型的連接命令方法如下：

WSAStarup開啟命令

本文使用IPv4網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，通信協(xié)議用socket，進(jìn)行與服務(wù)器之間的信息獲取，如下文所示：

Socket（AF_INET，SOCK_STREAM，IPPROTO_TCT）；

用socket與服務(wù)器進(jìn)行連接后，設(shè)置本地通信設(shè)備的IP地址，與服務(wù)器設(shè)備之間的端口號，采用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，默認(rèn)端口號是23，srvaddrsin是C++語言中套接字的信息傳遞結(jié)構(gòu)體，在信息連接傳輸過程中，選擇相應(yīng)的通信參數(shù)，與服務(wù)進(jìn)行交互。只需要傳入規(guī)定的socket通信參數(shù)，比如本地設(shè)備的IP地址、規(guī)定的通信端口號。基本連接通信的結(jié)構(gòu)如下所示：

Srvaddr.sin_addr.S_un_s_addr=inet_addr（IP）；

Srvaddr.sin_port=htons（23）；

Srvaddr.sin_family = AF_INET；

到這里，本地設(shè)備與服務(wù)器之間的通信連接完成，通過使用Conect（）方法就可以創(chuàng)建socket連接。在接收服務(wù)器數(shù)據(jù)時用recv（）方法，而發(fā)送數(shù)據(jù)用send（）方法，就可以與服務(wù)器進(jìn)行信息的交互。

2.4 數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)

本地軟件開發(fā)的設(shè)計是在遠(yuǎn)程登陸協(xié)議下開展通信操作，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議下數(shù)據(jù)的接收和實(shí)際socket套接字通信配置相同，鑒于這樣的狀況只要能接收到目標(biāo)信息便可。在實(shí)際應(yīng)用中為實(shí)現(xiàn)避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)重疊的現(xiàn)象，在完成不同信息和數(shù)據(jù)接收后，需要對相應(yīng)的符串進(jìn)行刪除，這樣能有效的防范后續(xù)數(shù)據(jù)辨別出現(xiàn)的問題。在完成數(shù)據(jù)信息接收之后，要在第一時間對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的工作，處理的操作主要的目的是開展信息和數(shù)據(jù)的反復(fù)匹配工作，一次來的實(shí)現(xiàn)對信息和數(shù)據(jù)的交互命令。在遠(yuǎn)程登陸協(xié)議下發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并非是所有反饋的數(shù)據(jù)信息，而是在反饋數(shù)據(jù)和信息量超過協(xié)議限制的狀況下，會分成多個數(shù)據(jù)文件進(jìn)行發(fā)送，雖然在設(shè)計的過程中無法了解到得每一次發(fā)送數(shù)據(jù)和信息的具體長度，但期望的數(shù)據(jù)和與之相配匹配的參數(shù)可能出現(xiàn)被隔斷的現(xiàn)象，鑒于該種狀況，在程序選擇接收完全部的反饋信息后，才能開展分析和處理的操作。在實(shí)際設(shè)計和應(yīng)用期間，為了更好的避免接收的線程自身的存儲功能和出處理功能出現(xiàn)相互影響現(xiàn)象的出現(xiàn)，在設(shè)計階段加入了一種信號量的功能，以此來做作為信息和數(shù)據(jù)處理的一種計算標(biāo)準(zhǔn)，通過這樣的處理方式，接收線程在工作過程中信號量發(fā)生變化之后，信息和數(shù)據(jù)處理線程能按照檢測到的信號量對數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼＠?，在信號量不發(fā)生量變后，是表示，所有的數(shù)據(jù)文件，本地設(shè)備已接收完畢。此時，處理線程便處于監(jiān)聽的狀態(tài)下工作，不會對需要存儲的數(shù)據(jù)做任何處理。同時，在本地設(shè)備連接到服務(wù)器后，本地設(shè)備要發(fā)送對應(yīng)的命令與服務(wù)器進(jìn)行對話，來對本地設(shè)備進(jìn)行配置操作，本地設(shè)備接收到服務(wù)器傳遞的操作命令后，服務(wù)器負(fù)責(zé)處理線程后續(xù)工作，并再次返回到檢測信號量的狀態(tài)，等待后續(xù)傳遞信號和指示。

結(jié)束語：綜上所述，目前針對以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)和光纖到戶用戶的數(shù)據(jù)接入方式依然存在一定的差異性，針對以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的開通，需要填寫相應(yīng)的IP地支以及端口序號即可，而針對光纖到戶，需要用戶利用OLT設(shè)備的IP地址、PON端口號以及設(shè)備序列號等進(jìn)行自動配置工作。對比過去的連接方式，通過本研究所引進(jìn)的通信編程技術(shù)，不僅可以為用戶開通工作，同時也實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的有效管理，減少了重復(fù)性的數(shù)據(jù)管理工作，有效提高了工作質(zhì)量，為管理工作的順利開展產(chǎn)生了積極的影響。

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