電子信息工程中計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實踐研究

李 華

(泰安日報發(fā)行有限責(zé)任公司 山東 泰安 271000)

0 引言

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為電子信息工程領(lǐng)域中的一項重要研究方向,自20世紀70年代以來,隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,得到了廣泛的關(guān)注和研究。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅僅是連接計算機設(shè)備的一種技術(shù)手段,更是現(xiàn)代社會信息傳遞和資源共享的重要基礎(chǔ)設(shè)施。在電子信息工程領(lǐng)域中,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實踐研究具有重要意義。通過實際操作和實踐探索,可以深入理解計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的原理、應(yīng)用和發(fā)展趨勢,掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置、管理和維護技能。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概念及特點

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種通過物理設(shè)備,如電纜、光纖、無線電波等和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,如傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)、Ethernet等連接多臺計算機,使其能夠相互通信和共享資源的技術(shù)。計算機網(wǎng)絡(luò)可以包括局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、互聯(lián)網(wǎng)和云計算等不同范圍和規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。在電子信息工程中,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一門關(guān)注計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、構(gòu)建、管理和優(yōu)化的學(xué)科,涵蓋了多種網(wǎng)絡(luò)類型、協(xié)議、技術(shù)和應(yīng)用[1]。結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點來看,具體表現(xiàn)為以下7點。

(2)全球性。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以連接全球范圍內(nèi)的計算機和網(wǎng)絡(luò),形成了全球性的互聯(lián)網(wǎng)。這使得人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行跨地域、跨國家和跨文化的信息傳輸和交流,促進了全球范圍內(nèi)的信息化和數(shù)字化發(fā)展。

(3)多樣性。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括了多種不同類型的網(wǎng)絡(luò),如有線網(wǎng)絡(luò)(如以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)等)和無線網(wǎng)絡(luò)(如Wi-Fi、藍牙、4G/5G等),以及不同層次和協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)(如TCP/IP、OSI模型等)。這種多樣性使得計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和需求。

(4)高度可靠性和安全性。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在設(shè)計和實現(xiàn)時注重網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。通過采用冗余設(shè)計、容錯技術(shù)、加密協(xié)議、防火墻等手段,可以確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性,保護網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的機密性、完整性和可用性。

(5)可擴展性。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以根據(jù)需求進行擴展和升級,以滿足不斷增長的網(wǎng)絡(luò)流量和應(yīng)用需求。通過增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等方式,可以擴展網(wǎng)絡(luò)的容量、性能和覆蓋范圍。

(6)網(wǎng)絡(luò)管理和控制。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要進行有效的網(wǎng)絡(luò)管理和控制,包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、配置管理、性能優(yōu)化、故障診斷和安全管理等。網(wǎng)絡(luò)管理和控制的目標是確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行和高效管理,提供良好的用戶體驗和服務(wù)質(zhì)量。

(7)開放性。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用開放的標準和協(xié)議,使得不同廠商和組織可以自由地開發(fā)和部署網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用,促進了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。開放性特點使得計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠不斷適應(yīng)不同應(yīng)用需求和技術(shù)演進[2]。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的類型

2.1 無線通信技術(shù)

隨著移動計算和無線通信技術(shù)的發(fā)展,無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中也得到廣泛的研究。包括了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動自組織網(wǎng)絡(luò)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等。研究人員會研究無線網(wǎng)絡(luò)中的信道調(diào)度、功率控制、移動性管理、多路徑傳輸?shù)燃夹g(shù),以實現(xiàn)高效、可靠的無線通信。

式中,Y為響應(yīng)值(即GASP提取率)；β0為回歸截距；Xi為第i個變量；βi、βij、βii為回歸系數(shù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)安全防護技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)安全是電子信息工程中計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中的一個重要方向,具體包括了網(wǎng)絡(luò)防火墻、入侵檢測與防御、安全認證與加密、安全管理與策略等技術(shù)。研究人員會針對網(wǎng)絡(luò)中的安全漏洞和威脅進行研究,設(shè)計和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全解決方案,以保護網(wǎng)絡(luò)通信的機密性、完整性和可用性[3]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計

在計算機網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)拓撲是網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點(如計算機、交換機、路由器等)之間的連接方式。網(wǎng)絡(luò)拓撲的設(shè)計直接影響到網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。在電子信息工程中,研究人員會根據(jù)具體的應(yīng)用需求,設(shè)計合適的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),如星型、總線型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀等,以滿足網(wǎng)絡(luò)通信的要求。

2.4 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計與優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機網(wǎng)絡(luò)中用于通信的規(guī)則和約定,包括傳輸層協(xié)議(如TCP、UDP)、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(如IP、ICMP)、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議(如Ethernet、PPP)等。在電子信息工程中,研究人員會進行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計、實現(xiàn)和優(yōu)化,以提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。例如,對傳輸層協(xié)議進行擁塞控制算法的研究,對網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議進行路由算法的研究,以及對數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行幀同步、差錯檢測和糾錯等技術(shù)的研究[4]。

2.5 云計算和網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)

云計算已經(jīng)成為現(xiàn)代計算和存儲的重要模式,而網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是云計算的關(guān)鍵支持技術(shù)之一。研究人員會研究云計算中的虛擬化技術(shù),包括了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)和軟件定義的數(shù)據(jù)中心(SDDC)等,以實現(xiàn)在云環(huán)境中靈活、高效、可擴展的網(wǎng)絡(luò)資源管理和分配。

2.6 物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是將各種設(shè)備、傳感器和物體連接到互聯(lián)網(wǎng),并實現(xiàn)互聯(lián)互通的技術(shù)。在電子信息工程中,研究人員會研究物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、邊緣計算等技術(shù),以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備互聯(lián)和信息傳輸[5]。

以上所述僅是電子信息工程中計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中的一部分具體技術(shù),實際上還涵蓋了很多其他的技術(shù)和領(lǐng)域。這些技術(shù)在電子信息工程中的實踐研究中發(fā)揮著重要的作用,推動著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,為現(xiàn)代信息社會的發(fā)展和應(yīng)用提供了有力的支持。

3 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用

3.1 電子信息處理

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用,為電子信息的傳輸、處理和存儲提供了高效、安全、可靠的解決方案,推動了電子信息工程領(lǐng)域的發(fā)展。

首先,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中應(yīng)用廣泛,實現(xiàn)了信息的高效傳輸。在電子信息處理中,信息的傳輸是一個重要環(huán)節(jié)。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過構(gòu)建局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了跨越時空的信息傳輸。通過使用傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,實現(xiàn)了信息的可靠傳輸和錯誤檢測與糾正,保障了信息傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。此外,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還支持多種網(wǎng)絡(luò)通信方式,如有線通信、無線通信、光纖通信等,為電子信息處理提供了多樣化的傳輸方式,滿足了不同場景下的信息傳輸需求[6]。

其次,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用,實現(xiàn)了信息的高效處理。電子信息工程中涉及大量的數(shù)據(jù)處理任務(wù),如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析等。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過云計算、邊緣計算、分布式計算等技術(shù),實現(xiàn)了大規(guī)模數(shù)據(jù)的高效處理。通過使用分布式數(shù)據(jù)庫、分布式計算框架等技術(shù),可以將大規(guī)模數(shù)據(jù)分布到不同的計算節(jié)點上進行處理,實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的并行處理,提高了數(shù)據(jù)處理效率。此外,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還支持遠程訪問和協(xié)同處理,使得多個用戶可以同時對同一份數(shù)據(jù)進行處理和共享,提升了信息處理的效率和靈活性。

最后,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用還實現(xiàn)了信息的安全存儲。電子信息處理中的數(shù)據(jù)安全是一個重要的問題,特別是在涉及敏感信息和隱私信息的場景下[7]。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過使用網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、身份認證技術(shù)等手段,保障了信息的安全存儲。通過使用防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、安全認證等技術(shù),可以有效防范網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露。

3.2 電子設(shè)備研發(fā)

當(dāng)前電子設(shè)備研發(fā)已經(jīng)越來越依賴計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持,從而推動了電子信息工程領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。在電子設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)過程中,需要對設(shè)備進行監(jiān)控、管理和控制。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過遠程管理和控制的方式,使得工程師和技術(shù)人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠程訪問和控制設(shè)備,實現(xiàn)對設(shè)備的實時監(jiān)控、調(diào)試和維護。這種方式不僅提高了設(shè)備的管理效率,還節(jié)省了時間和成本,特別是在設(shè)備分布較廣、跨地域的情況下,遠程管理和控制成為一種高效的方式。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子設(shè)備研發(fā)中實現(xiàn)了設(shè)備之間的互聯(lián)互通,為人們提供更加優(yōu)質(zhì)、便捷、智能的服務(wù),例如智能家居、智能醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動化等[8]。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過構(gòu)建設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)連接,實現(xiàn)了設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸、通信和協(xié)同工作。例如,通過LAN、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)、IoT等網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以將多個電子設(shè)備連接到一起,實現(xiàn)設(shè)備之間的信息傳輸和共享,從而實現(xiàn)了設(shè)備的互聯(lián)互通,促進了電子設(shè)備的智能化和自動化。廣州某電子設(shè)備公司在不同地區(qū)或不同國家設(shè)有多個研發(fā)團隊,他們通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了一個遠程協(xié)同設(shè)計平臺。這個平臺可以通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)或云服務(wù)將各個團隊連接起來,實現(xiàn)實時的協(xié)同設(shè)計和開發(fā)工作。團隊成員可以在平臺上共享設(shè)計資源,如電路圖、原理圖、PCB設(shè)計文件等,協(xié)同解決問題,進行版本管理,從而提高團隊的協(xié)同效率和研發(fā)速度[9]。

另外,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子設(shè)備研發(fā)中還實現(xiàn)了設(shè)備的固件升級和遠程更新。電子設(shè)備的固件(firmware)是設(shè)備的軟件程序,控制著設(shè)備的各種功能和操作。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過遠程固件升級和更新的方式,可以方便地對設(shè)備的固件進行更新和升級,從而提升了設(shè)備的性能、功能和安全性。這種方式可以迅速響應(yīng)市場需求和技術(shù)變化,提供了一種便捷的方式來對設(shè)備進行升級和優(yōu)化。

3.3 電子信息資源傳輸和共享

電子信息工程中涉及大量的數(shù)據(jù)、信息和知識,如電路設(shè)計數(shù)據(jù)、工程模型、仿真結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)等。這些信息資源需要在不同的地點、不同的時間進行傳輸,以便進行進一步的處理、分析和應(yīng)用。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)連接,實現(xiàn)了電子信息資源的高速傳輸、遠程訪問和共享。通過LAN、WAN、云計算等技術(shù),可以將電子信息資源傳輸?shù)讲煌牡乩砦恢?從而實現(xiàn)了資源的共享和協(xié)同工作。這為電子信息工程研究者提供了方便快捷的合作和交流平臺,促進了研究成果的傳播和應(yīng)用。例如QQ郵箱,是一種基于計算機網(wǎng)絡(luò)的信息通信方式,可以通過互聯(lián)網(wǎng)將電子郵件從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方,實現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的信息傳遞和通信。又比如華為云平臺通過計算機網(wǎng)絡(luò),用戶可以通過文件共享服務(wù),如云存儲、文件傳輸協(xié)議(FTP)等將文件上傳到網(wǎng)絡(luò)上,并授權(quán)其他用戶訪問、下載和共享這些文件。這種方式可以實現(xiàn)跨地域、跨組織的文件傳輸和共享,方便了合作團隊、公司部門和個人之間的文件交流和合作[10]。

電子信息工程中的資源包括了不同形式的數(shù)據(jù)和信息,如文本、圖像、音頻、視頻等。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過支持不同類型的數(shù)據(jù)傳輸和共享方式,滿足了電子信息工程中多樣化的需求。例如,FTP、電子郵件、云存儲等技術(shù),可以實現(xiàn)電子信息多途徑傳輸和共享,切實提升電子信息資源利用率[11]。

3.4 網(wǎng)絡(luò)信息安全防護

隨著信息時代的不斷發(fā)展,電子信息工程中涉及的數(shù)據(jù)和信息越來越豐富和復(fù)雜,因此數(shù)據(jù)信息安全防護成為一項不可忽視的任務(wù)。如,“梅麗莎病毒”主要是經(jīng)由微軟Outlook傳播,郵件一經(jīng)打開,病毒將會快速、自動傳播,造成巨大的經(jīng)濟損失。例如:熊貓燒香病毒能夠感染系統(tǒng).com、.exe、.src、.asp、.html等文件,用戶打開網(wǎng)頁文件時瀏覽器會自動跳轉(zhuǎn)病毒網(wǎng)站,自動下載病毒,導(dǎo)致計算機頻繁重啟、藍屏,破壞系統(tǒng)硬盤和文件數(shù)據(jù)[12]。

電子信息工程中的數(shù)據(jù)和信息需要在傳輸和存儲過程中得到保護,以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和信息泄露。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過采用多層次的安全措施,如訪問控制、加密通信、防火墻、入侵檢測等,保護了數(shù)據(jù)的安全性。通過傳輸層安全協(xié)議(TLS)、VPN、身份認證和授權(quán)技術(shù)等,可以確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的機密性和完整性。而通過網(wǎng)絡(luò)邊界設(shè)備的配置和管理,如防火墻和入侵檢測系統(tǒng),可以阻止未授權(quán)的訪問和攻擊行為,保護了數(shù)據(jù)資源的安全。

由于電子信息工程中的數(shù)據(jù)資源涵蓋了多種類型,如用戶信息、工程設(shè)計數(shù)據(jù)、仿真模型、實驗數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)需要在不同的環(huán)境和場景中進行處理和傳輸,因此需要針對不同的應(yīng)用場景提供相應(yīng)的安全保障措施。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過提供多角度的安全保障,如網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、應(yīng)用安全等,保護了電子信息工程中數(shù)據(jù)的安全。在網(wǎng)絡(luò)安全方面,可以采用防火墻、入侵檢測和防御系統(tǒng)等措施,防止網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意訪問;在系統(tǒng)安全方面,可以進行權(quán)限管理、補丁更新和安全審計等措施,保障系統(tǒng)的安全運行;在應(yīng)用安全方面,可以使用加密技術(shù)、身份認證和訪問控制等手段,確保應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的安全。

4 結(jié)語

總的說來,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類型多樣,經(jīng)過不斷創(chuàng)新完善,在電子信息工程逐漸得到了廣泛應(yīng)用,能夠提供豐富、多樣的功能,提升信息傳輸和共享效率。因此,在認識到各種計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢特點的同時,也要結(jié)合實際需要靈活運用,旨在推動電子信息工程更高水平發(fā)展。