动态网络设计与开发篇1

【关键词】网络管理；SNMP；现状；发展趋势

进入90年代以来，随着计算机的普及以及计算机技术和通讯技术的发展，网络也越来越快地走近我们，计算机网络已成为当今信息时代的支柱。计算机与通信的结合产生了计算机网络，信息社会对计算机网络的依赖，又使得计算机网络本身运行的可靠性变得至关重要，向网络的管理运行提出了更高的要求。网络系统的维护与管理日趋繁杂，网络管理人员用人工方法管理网络已无法可靠、迅速地保障网络的正常运行；无法满足当前开放式异种机互联网络环境的需要，人们迫切地需要用计算机来管理网络，提高网络管理水平，使信息安全，快捷地传递。于是计算机网络管理系统便应运而生了。

一、计算机网络管理系统的基本知识

（一）计算机网络管理系统的概念

计算机网络管理系统就是管理网络的软件系统。计算机网络管理就是收集网络中各个组成部分的静态、动态地运行信息，并在这些信息的基础上进行分析和做出相应的处理，以保证网络安全、可靠、高效地运行，从而合理分配网络资源、动态配置网络负载，优化网络性能、减少网络维护费用。

（二）网络管理系统的基本构成

概括地说，一个典型的网络管理系统包括四个要素：管理员、管理、管理信息数据库、服务设备。

1．管理员。实施网络管理的实体，驻留在管理工作站上。它是整个网络系统的核心，完成复杂网络管理的各项功能。网络管理系统要求管理定期收集重要的设备信息，收集到的信息将用于确定单个网络设备、部分网络或整个网络运行的状态是否正常。

2．管理。网络管理是驻留在网络设备(这里的设备可以是UNIX工作站、网络打印机，也可以是其它的网络设备)中的软件模块，它可以获得本地设备的运转状态、设备特性、系统配置等相关信息。网络管理所起的作用是：充当管理系统与管理软件驻留设备之间的中介，通过控制设备的管理信息数据库(MIB)中的信息来管理该设备。

3．管理信息库。它存储在被管理对象的存储器中，管理库是一个动态刷新的数据库，它包括网络设备的配置信息，数据通信的统计信息，安全性信息和设备特有信息。这些信息、被动态送往管理器，形成网络管理系统的数据来源。

4．设备和管理协议。设备在标准网络管理软件和不直接支持该标准协议的系统之间起桥梁作用。利用设备，不需要升级整个网络就可以实现从旧协议到新版本的过渡。对于网络管理系统来说，重要的是管理员和管理之间所使用的网络管理协议，如SNMP，和它们共同遵循的MIB库。网络管理协议用于在管理员与管理之间传递操作命令，并负责解释管理员的操作命令。通过管理协议的作用，可以使管理信息库中的数据与具体设备中的实际状态、工作参数保持一致。

（三）网络管理系统的功能

ISO在ISO/IEC7498-4文档中定义了网络管理的五大功能，即配置管理、故障管理、性能管理、计费管理与安全管理。

故障管理：其主要功能是故障检测、发现、报告、诊断和处理。由于差错可以导致系统瘫痪或不可接受的网络性能下降，所以故障管理也是ISO网络管理元素中，被最广泛实现的一种管理。

配置管理：其主要功能包括网络的拓扑结构关系、监视和管理网络设备的配置情况，根据事先定义的条件重构网络等，其目标是监视网络和系统的配置信息，以便跟踪和管理对不同的软、硬件单元进行网络操作的结果。

性能管理：监测网络的各种性能数据，进行阈值检查，并自动地对当前性能数据、历史数据进行分析。其目标是衡量和显示网络各个方面的特性，使人们在一个可以接受的水平上维护网络的性能。

安全管理：主要是对网络资源访问权限的管理。包括用户认证、权限审批和网络访问控制(防火墙)等功能。其目标是按照本地的安全策略来控制对网络资源的访问，以保证网络不被侵害（有意识的或无意识的），并保证重要的信息不被未授权的用户访问。

计费管理：主要是根据网络资源使用情况进行计帐。其目标是衡量网络的利用率，以便使一个或一组用户可以按一定规则，利用网络资源，这样的规则可以使网络故障减到最小（因为网络资源可以根据其能力大小而合理地分配），也可以使所有用户对网络的访问更加公平。

这五个基本功能之间既相互独立，又存在着千丝万缕的联系。在这些网络管理功能中，故障管理是整个网络管理的核心；配置管理则是各管理功能的基础，其他各管理功能都需要使用配置管理的信息；性能管理、安全管理和计费管理相对来说具有较大的独立性，特别是计费管理，由于不同的应用单位的计费政策有着很大的差别，计费应用的开发环境也千差万别，因此，计费管理应用一般都是依据实际情况专门开发。

（四）网络管理协议

由于网络中广泛存在着多厂家、异构异质和固有的分布性等特点，人们才在网络管理中引入了标准，以规范网络设备的生产和网络管理系统的开发。这种标准就是网络管理协议。目前最有影响的网络管理协

议是SNMP(简单网络管理协议)和CMIS/CMIP(公共管理信息协议)，它们也代表了目前两大网络管理解决方案。CMIP因为太复杂，标准化进度太缓慢，所以没有得到广泛接受；SNMP以其简单实用，因而得到各厂商支持，应用广泛。本文只对SNMP做一简单介绍。

动态网络设计与开发篇2

【关键词】智能路由IPRAN网络SDN技术集约化

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.20.012中图分类号：TN915.06文献标志码：A文章编号：1006-1010（2016）20-0061-05

1引言

随着宽带互联网业务与LTE移动承载网络的大规模部署与快速发展，以中国移动的PTN网络、中国联通和中国电信的IPRAN网络为典型，基站业务的接入承载网络都在大规模地进行建设部署。IP网络规模日益庞大，作为运营商如何为客户提供高速协同接入、高效运维管理、质量按需保障的业务差异化服务，这也是运营服务商网络由传统的“哑管道”向精细化的“智能管道”转变的动力源泉[1]。国内外目前只有美国的PacketDesign公司研发的ExplorerRouter是一款比较成熟的路由分析系统，但是该系统非常昂贵而且是基于license来实现服务网络规模，并且运维人员在没有经过特殊培训的情况下使用该系统有一定的技术难度。运营商是网络服务中智能管道的提供者，而数据IP网是一种动态的、智能的网络。路由协议的动态性及网络路由故障的未知性一直困扰着网络管理者和维护人员，使网络管理人员难以掌握全局的网络路由控制能力[1，3，6]。针对超大规模的IPRAN网络维护问题以及如何提高智能管道差异化服务问题，网络服务提供者有必要针对自己网络的特性，对IP网络路由实现智能化管理进行深入的应用研究，实现对IPRAN超大规模网络路由状态进行观察、监控、分析。

2IPRAN网络发展及面对的问题

IPRAN是指以IP/MPLS协议及关键技术为基础，主要面向移动业务承载并兼顾提供二三层通道类业务承载，以省为单位，依托CN2骨干层组成的端到端的业务承载网络[3]。在IPRAN网络中主要包括接入层、汇聚层和核心层，而核心层又分为城域核心层、省核心层，具体IPRAN承载网络的基本架构如图1所示[3，4]：

接入层A设备接入的业务主要包括基站业务、政企类业务。政企通道业务主要采用二层PW方式。对于汇聚层B设备，主要实现的是终结pw业务，开启L2VPN或L3VPN业务。逻辑上接入环内采用的是IGP路由协议中的OSPF协议，而汇聚环以上采用ISIS路由协议与接入环实现路由隔离。IPRAN承载网络随着4G及4G+的部署商用和政企专线业务承载，甚至后续作为新建DCI云承载网络的延伸接入，使得IPRAN这张网络显得越来越重要，采用的技术也就越来越复杂，对于超大规模IPRAN网络路由管理和维护将会出现以下几个问题：

（1）超大规模的IPRAN网络路由管理

未来5G时代IPRAN网络需要接入更多基站、承载带宽更大、时延要求更低、网络调度能力更智能。因此对IPRAN承载网而言，整张网络路由数量也会对应增加。如果网络域内或域间路由发生变化或是异常抖动，路由收敛速度直接影响到整张网络的稳定性，进一步增加了运维人员排除网络障碍的难度。

（2）多种网络路由协议维护

IPRAN承载网络设备之间运行了多种网络路由协议，比如IGP、BGP、IBGP、MPLSVPN路由信息等。当网络间路由抖动或部分路由发生异常时，通过传统网管展现的物理链路拓扑已经无法监测逻辑路由的变化，因此无法准确定位网络故障的根源，很难监测网络的服务质量以及缺少对VPN路由管理的监控手段，只能通过一段一段地测试进行排除，工作量大，耗时长。

（3）统一可视化的网络路由智能化管理

新型SDN技术的兴起，根据现网建设和维护的要求如何在现有的IPRAN网络中采用SDN技术架构设计理念对IPRAN网络中海量网元进行统一性管理，掌握全局网络路由信息，实现全网IGP、BGP路由拓扑可视化管理、路由抖动监测、故障报表、VPN路由时间监测、路由回放等功能，满足业务快速响应、故障快速定位等功能要求是实现智能路由管理重要的研究内容。

SDN技术是一种新的网络架构发展[5，12]，它的兴起改变了传统网络的发展模式，同时也为整个通信领域的后续发展和演进提供了技术支持和方向选择，是简化网络管理和运维最为理想的实现方式。本文针对上述几个问题，重点对IPRAN承载网络中路由管理问题进行研究，并根据网络的实际要求对研发的路由管理系统进行了实验测试，取得了一定的成果。

3基于SDN技术的IPRAN网络智能路由系统

3.1RAN智能路由管理系统架构

IPRAN这张网所采用的设备和技术都是新技术的集合，是一张扁平化和集约化管理的承载接入网络。IP数据网络是通过路由协议的交互来保证整个网络的通信。对于刚接触IPRAN网络维护的人员来讲，现有的简单运维技术还无法准确对网络路由抖动及故障进行定位，也没有一套完整的分析系统对现有网络资源数据进行整合和挖掘分析。

在IP网络中网络路由具有动态性、可变性等特点，本文对现有网络特点及路由特征进行分析，确定基本的路由管理系统实施方案。以SDN技术理念为指导，初步设计了基于SDN技术的智能路由管理系统的基本架构[5]，在系统设计中根据路由管理功能要求，确定各模块功能并对其进行开发，系统架构如图2所示：

由图2可知智能路由管理系统主要分为三层，每层之间通过开放接口协议来实现各组件之间的信息交互，各模块之间信息处理由控制器统一进行，数据都存入在DB（DataBase）库中。

（1）应用层：这是系统的展示层，该层的主要功能是将SDN控制器处理后的数据通过北向接口，按照规定的格式要求提出相关数据，并将数据转换成对应的图形界面及按钮形式展现给运维人员。可以实现路由全局逻辑拓扑视图，在该视图上可以实时动态地监测路由状态、路由抖动、故障分析报表、路由快照回放、VPN路由监测等功能。

（2）控制层：主要是由处理核心控制器、事务处理模块、数据库管理等子模块组成。该层主要是实现整个网络中路由信息收集和加工处理以及完成对历史事件的存储。考虑到设备的支持能力及要求，系统设计方案可以有两种实现方式：一种是在基础设施层本地网或单域内设置普通路由器方式，通过该区域路由器收集全局路由信息，再经过TCP协议封装上报给控制层的管理中心。另一种是基于开源技术的ODL方式，在不同区域部署ODL方式开发的仿真路由器通过标准的REST北向接口上报全局路由信息给控制层[2]，实现全网路由监测。

（3）基础设施层：主要是被监测物理网络的路由器设备，在路由器中运行了各种路由协议，物理路由器与开发的路由仿真器之间通过路由协议交互信息。

3.2智能路由管理系统路由器与控制层通信设计

（1）路由与控制层中心管理平台通信建立流程

步骤1：协议启动，加载所开发的路由器通信模块，打开TCP连接并周期性地发送Hello心跳报文；

步骤2：若3次发出Hello后未收到控制层中心管理平台发送Hello报文，则路由器通信组件将连接状态置为DOWN；

步骤3：连接状态为DOWN时路由器模块不处理任何数据上报消息，直到TCP连接状态变为UP为止；

步骤4：当控制层的中心管理平台启动并发出Hello报文后，路由器模块收到心跳Hello后将接口通信连接置为UP；

步骤5：路由器模块通过路由协议模块请求网络路由信息，并全量上报路由（状态）信息。

（2）控制层中心管理平台主动请求数据上报流程

步骤1：路由器仿真节点在IPRAN智能路由管理系统启动后，会主动与路由管理系统进行会话通信，完成会话后，主动上报网络路由信息；

步骤2：中心管理平台根据自身需求（如同步数据等），发送请求到模块请求指定类型数据上报；

步骤3：路由器节点根据请求消息向内部协议请求相应数据并上报给中心管理平台。

路由启动与中心平台请求上报数据交互过程如图3所示：

通过上述的两个交互过程，路由器和中心控制平台之间已经建立起可靠的TCP连接用来彼此传输需要的数据。在建立好连接的情况下，中心管理平台向路由模块发送请求上报路由状态信息，本地路由进程将路由状态信息全量发送给路由中心，然后路由将收集路由信息（如IGP路由状态、BGP路由信息、路由、OSPF、ISIS、BGP/RTM），数据按照路由协议标准封装成标准的TCP数据流，全量上报给中心管理平台。由中心平台控制器还原所收集的区域网络逻辑拓扑结构，在监控管理平台以可视化的网络图形展现给维护人员。该平台还能根据链路监测要求对链路路由拓扑进行实时分析。

4基于SDN的IPRAN网络智能路由系统验证实验

4.1验证系统性能网络仿真测试

为了验证系统的基本功能是否满足路由的可视化监测以及动态路由管理等功能，为此通过思博伦仪表仿真不同路由节点，节点数量为4000个，模拟一个完整的网络模型。该模型中主要分为三层：接入层、汇聚层、核心层，具体测试网络部署的拓扑示意图如图4所示。

图4中路由基于TCP传输方式，主动收集区域内路由信息，与智能路由管理系统建立通信连接后，当中心管理平台请求全量上报时，路由的通信组件将当下路由信息以定义好的数据格式主动上报给中心管理平台数据中心，从而实现实时的路由拓扑视图。当域内或域间路由发生变化时，路由监控到路由变化，应用层能动态地展示路由抖动状态，并保存原有路由状态信息，实现路由抖动监控和路由状态统计。

4.2IPRAN网络智能路由系统测试结果

在智能路由管理系统中，为了实现可视化查询路由状态的变化情况，该系统能完成全局路由拓扑信息视图展示、路由统计报表、TOPN报表、路由故障告警展示、路由历史事件回放等可视化管理。

（1）测试结果1：全网路由拓扑及路由抖动实时展现

路由器将接收的模拟网络的LSP路由信息上报给智能路由管理系统的控制器处理，控制器按照路由协议及定义的封装格式将提出的数据进行封装。然后由智能监控平台处理后将数据转换为可视化的方式实时展示给网络维护者和相关使用用户，同时系统支持实时刷新加载网络中新增的路由逻辑拓扑管理。根据图4的要求进行网络部署，登录系统点击对应的可控键就可以看到实时的路由拓扑展示，具体如图5所示。当路由发生抖动时该界面视图会产生红线（闪动）提示用户该段路由发生故障，如图5中的红色线条所示。

（2）测试结果2：链路路由故障告警统计展示

在模拟的网络中选择一条或数条原本正常的路由，在路由器上经过配置操作使其路由不断发生撤销然后又重新收敛建立等操作，IPRAN智能路由管理系统根据系统收集的数据处理，将对应的路由关键标识存入到后台的数据库中，用户只要在系统界面点击对应的按钮，通过筛选查询就可以获得该段时间路由故障的报表，并将所有监测信息以TOPN的报表形式呈现在网络维护人员面前。

（3）测试结果3：路由历史事件回放功能展示

IPRAN网络智能路由管理系统可以根据用户需要在界面指定时间间隔来定期生成路由拓扑快照并存储在系统中。通过该事件的回放功能对比处理用户可以轻松观察一段时间内路由的变化过程，用户可全天候查看整个过程的各个时间段的回放基准点，回放全网路由在什么时间段发生了哪些变化。对于路由历史事件回放功能，维护人员可以自由选择记录的路由快照作为路由回放起点，观察这期间路由拓扑前后时间段发生的变化，实现路由故障定位、定点分析。

5结束语

超大规模IPRAN网络的复杂路由管理、路径优化和业务质量保障等问题一直困扰着网络运维人员。本文对IPRAN网络特点进行了分析，为了进一步提高IPRAN网络智能化管理程度，重点对SDN开源技术和网络运维需求进行了深入研究，提出了基于SDN的超大规模IPRAN网络智能路由管理系统设计方案。根据网络维护管理的实际要求对智能路由管理系统进行了定位分析和系统软件研发，最终完成了系统功能测试。研究及测试结果表明所研发的智能路由管理系统能实现网络路由拓扑可视化管理、网络路由抖动实时监测、路由故障告警、TOPN统计等管理功能，并对系统的可靠性做了充分的论证。同时研究内容对进一步推动IPRAN网络向SDN智能网络演进提供了重要的指导意义。

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动态网络设计与开发篇3

关键词：网络课程；生态系统结构；模型

中图分类号：TP3-05文献标识码：A文章编号：16727800（2013）004000403

作者简介：徐飞飞（1989-），女，浙江师范大学教师教育学院硕士研究生，研究方向为生态化网络课程；蒋园园（1988-），女，浙江师范大学教师教育学院硕士研究生，研究方向为网络课程建设与应用。

0引言

生态学是20世纪初发展起来的一门学科，主要研究生物有机体与其无机环境之间的关系。随着教育信息化的不断推进，以网络为基础的虚拟学习或在线学习方式正挑战着人类传统的学习方式。目前，生态学原理已经被应用到各个学科领域。而网络课程作为虚拟学习或在线学习的实践载体，用生态学的原理和规律去研究，为维持网络课程的和谐、可持续发展提供了一个新的视角。

网络课程的生态系统是指在一定时间和空间内，系统内的生态主体与生态环境组成的一个整体，整体中的各组成要素借助能量流动、信息传递以及物质循环，形成具有自我调节功能的复合体。网络虽然不向外直接输出物质和能量，但信息本身可以创造财富。其中的生态主体是指网络课程生态系统中的学生、教师和助学者，生态环境则是指网络课程生态系统中的所有环境因素，如学习资源、学习活动等。

1网络课程的生态系统

1.1生态因素

对于生态系统结构的研究，首先需要对生态系统的种、种群及群落进行界定，其次需要对生态系统中反映种与种之间、种群与种群之间以及群落与环境之间的相互关系进行界定，同时还需要对生态系统的输入输出进行分析。只有通过这些分析，生态系统的结构分析才相对完整，基于生态系统构成与结构所建立的生态系统模型也才相对完整＼[1＼]。

网络课程生态系统由生态主体和生态环境构成＼[2＼]。个体，指生活在一定环境中的生物个体。在网络课程的生态系统中个体主要是教师及学生个体。学生个体是学习者，网络课程的使用者，在学习过程中会遇到很多问题；教师则是指提供教育者、课程搭建者，并解决学生在平台上遇到的各种问题。种群，是指生活在特定环境中的同种个体组成的群体。对于一门网络课程来说，其生态系统中的两大种群就是由教师组成的群体及由学生组成的群体。

网络课程的生态环境主要以学习者为主体，教师和助学者为辅。由物理环境、社会环境和规范环境三大子环境相互作用、相互影响、相互协调而构成的综合系统＼[3＼]。

（1）物理因子。物理因子指的是物理环境，包括物化的硬件、软件和信息等，是构成网络课程生态坏境的基础要素，支撑着学习的发生，承担着信息存储、能量传递等职责。

（2）社会因子。社会因子又称社会环境，这里主要包括教与学过程中的师生关系、生生关系，是影响学习者学习的关键要素，承担着建立环境内主体间各要素相互关系的职责。

（3）规范因子。规范因子又称规范环境，主要指学习者在相互作用和联系过程中形成的观念、道德、行为准则、法律法规等，在生态环境中主要表现为学习氛围、学习方法、学习模式等，直接影响着学习效果，承担着维护环境氛围与秩序的职责。

在整个网络课程的生态系统中，生态主体与生态主体之间、生态主体与生态环境之间相互作用、相互联系组成了一个有机整体。如图1所示。

1.2生态系统输入和输出

网络课程作为一个独立的生态系统，要维持其生命力，就需要与外界不断地进行物质、能量和信息的交换。系统外的信息输入到系统中，同时系统中的信息、能量也不断输出到系统外，及时更新系统中的信息，以维持系统的平衡。输入系统主要包括人力资源输入、经费输入及物质设备输入等；输出系统主要包括学习资源输出等。在网络课程的输入输出生态系统中，按其对信息的处理可以分为三类角色：信息生产者、信息消费者和信息分解者，这三类角色比例关系协调是保证网络课程学习环境平衡的关键＼[4＼]。

如图2所示，一般情况下，在网络课程的学习环境中，“信息生产者”（教师、助学者）所输入的信息正是“信息消费者”（学生）所需要的信息，当信息的输入满足信息输出的要求时，网络课程中的信息环境保持平衡状态。如果生产者输入的信息大于消费者所需要的“信息输出”，就难以保持原来的平衡状态，就会产生“冗余信息”，这些多余的信息，将会干扰学习者的学习，造成学习负担，从而影响学习效率。要使该环境重新回到平衡状态，就需要生态系统中另一个重要角色――“信息消费者”来“分解”这些冗余信息，保持网络课程的环境清洁。如果生产者输入的信息小于消费者所需要的信息，同样也会造成网络课程生态系统的不平衡，“信息消费者”就会认为该网络课程满足不了他们的需求，从而影响学习者的积极性。系统中的每一个学习者都可能成为信息的生产者和消费者，都有义务成为信息的分解者＼[5＼]。但在网络课程特定的环境中，学习者往往是信息的主要消费者，教师主要承担信息生产者的职责，课程管理员或助学者扮演着信息分解者的角色。

2网络课程的生态系统模型

生态主体与生态环境的三大因子在相互联系、相互影响、相互作用之下构成一个完整的生态系统，即网络课程的生态系统。网络课程环境中的人和物总是处于不断的变化与发展之中。由于环境中生态主体的需要总是处于不断的变化中，因此为了保证与主体变化相适应，其直接的生态环境（学习资源、学习活动等）也必须与主体的需要保持同步。另外，环境对主体也存在反作用，主体的变化应该与环境的变化相呼应。“学习可以被看成是对一些环境变化的适应过程＼[6＼]。”例如，不同的人对学习活动的形式和学习方法的要求不同，而学习平台上不可能提供适合每一位学习者的学习活动形式和学习方法，因此就有一部分学习者必须要去适应平台上提供的活动形式，改变原有的学习方式和方法。总的来说，网络课程生态系统中的主体与环境是一个相互适应、彼此促进的过程，并最终达到协调统一的状态。网络课程生态系统的整体模型如图3所示。

如图3所示，信息、能量的流动不仅存在于网络课程生态系统的内部，而且也存在于系统之间。系统中学习活动的进行维持着网络课程机体的新陈代谢。为完成同一个学习任务，不同的学习者有不同的完成途径，这就促成学习方式的多样性。既然学习途径存在多样性，为满足不同学习者的要求，网络课程平台的资源应当根据学习者的需要流动，平台的知识结构以及学习情境的创设也应当根据学习者的学习风格和差异性，自适应性地调整。自适应性机制可以对系统中的数据源进行分析，掌握学习者的入门情况和学习风格，根据学习者情况提供与之相符的课程信息、课程资源、辅助资源、讨论答疑等内容，这就促成了相互关联的学习资源自主流动，组成因学习者需求的不同结构和情境的学习单元＼[7＼]。因此，作为一个生态系统，网络课程机体总是处于不停的同化和异化、资源组合和资源分解过程中，而Web2.0的可读写促进了网络课程的社会参与，如wiki，就为“创作共享”提供平台，促进网络课程机体的新陈代谢＼[8＼]。每个学习者在创造资源的同时也在消费和分解资源，保持着资源的流动状态。因此信息、能量在系统内外交换时，助学者的监控是十分必要的，这样才能保证系统环境的生态平衡。

3网络课程生态系统的特点

3.1系统性

系统性强调构成系统的各要素之间的相互关系、相互作用以及功能上的统一。网络课程的生态环境是由教师、学生以及助学者和各种支持学习的条件相互作用所形成的功能实体，是众多要素的统合。系统的总体功能依赖具有良好系统性的学习环境。例如，网络课程中学习资源的安排应当符合学习活动的设计，学习活动的设计要尽量根据现有的学习资源；学习策略的选择也应当与学习内容、活动的设计相呼应，只有这样，学习者在学习网络课程时才不会觉得空洞、学无所依。

3.2平衡性

生态平衡是生态学的核心理念。一个系统整体的稳定性是保证系统有序发展的重要保障，其各部分的稳定发展被认为是一种平衡。生态学中的生态平衡是指生态系统通过发展和协调所达到的一种稳定状态；而网络课程的生态平衡是指在一定时间内学习者与虚拟学习环境之间在各个方面都相互适应、相互协调的状态。一个优秀的网络课程学习环境，应具有良好的系统平衡性，实现网络课程中的资源优势最大化。

3.3开放性

网络课程生态系统是生态化虚拟学习环境的一个子系统，与生物界的生态系统一样，它不是一个封闭的系统，需要与外界不断地进行物质、能量和信息的交换，才能维持生命。具体表现在两个层面：第一，资源的开放性，通过信息、资源的流动实现自身知识的更新，来满足不同学习者的需求；第二，系统的开放性，学习者通过与外界的交流，从而获得更为广阔的空间和资源。因此为避免网络课程犹如一滩死水的问题，增强网络课程学习环境的开放性才是关键。例如在网络学习平台中可以引入“外来物种”来调节角色的失衡＼[9＼]，“外来物种”带来的新鲜血液就会给网络课程注入新的生命力量。

3.4自适应性

系统的自适应指的是系统本身所具有的自我调节、自我完善和自我发展的能力。在网络课程的生态系统中，自适应能力的实现通过核心监控调节机制的设计来实现。例如，当系统发现某位学习者需要帮助时，就可以根据诊断系统来判断产生该问题的原因，是因为学习活动设计不恰当，还是教学策略的选择不正确，又或是学习资源的不合理；教师或者助学者进一步根据诊断结果采取相应的措施适应学习者的学习，最终解决问题并完善虚拟学习环境。

4结语

生态学不仅为网络课程的建设提供了新的视角，同时也为学习者学习网络课程提供了新的理论依据。在今后的网络课程设计和开发中，网络课程的学习资源如何为学习者自主选择学习资源提供便捷？如何提高学习者在网络课程生态系统中的主体地位？如何提高教师在网络课程生态系统中的地位？如何实现系统的自适应功能等，成为设计和开发优良网络课程资源的关键所在。

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动态网络设计与开发篇4

关键词：无线自组网；服务质量；跨层设计；信令交互

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：2095-1302(2012)09-0058-04

Applicationofcross-layerdesignforQoSguaranteeinAdHocNetworks

JIANGHua-long,ZHANGShuai,WANGZhi-peng

(CollegeofPhysicsandElectronicEngineering,NanyangNormalUniversity,Nanyang473061,China)

Abstract:Thebackgroundofcross-layerdesignforwirelessAdHocnetworksisintroduced.ItisindicatedthatitisnotsuitabletoapplythetraditionalInternetQoSmethoddirectlyinAdHocnetworks,andcross-layerdesignisabletoeffectivelysolvetheAdHocnetworkqualityofserviceproblemseffectively.Theprincipleofcross-layerdesignisdiscussed,andthenacross-layerdesignschemeisproposed.Inaddition,thecross-layersignalinginteraction,internalmessageformatandexternalmessageformatareprovided,andanexampleisusedtodemonstratetheconcreteimplementationprocessofthecross-layerdesign.

Keywords:AdHoc;QoS;cross-layerdesign;signalinginteraction

0引言

无线AdHoc网络,又称移动自组织网络,是不依赖于任何固定基础设施的移动节点的动态联合体[1]。它具有无需基础设施支持、高度动态、移动通信等优点,因而得到了广泛的应用(如军事应用、紧急救助、灾难援助、医疗应用、电子商务等)。随着无线网络技术的迅速发展,人们需要移动AdHoc网络支持多种多媒体应用[2-4],例如VoIP、视频会议、实时协作等。

在上述应用中,通常都要求语音图像等应用信息能实时准确传送,文件下载等应用则要求有较好的带宽和较低的丢失率。因此,人们迫切需要移动AdHoc网络具备良好的QoS机制。但是,由于移动AdHoc网络所具有的节点对等性、动态性和能量有限性等特点，互联网QoS控制机制在移动AdHoc网络上往往无法使用,而且在移动AdHoc网络上要提供QoS控制支持则更为困难[4]。

1跨层设计的背景

目前，对无线AdHoc网络的研究主要的仍然是采用传统的Internet分层协议体系结构，在该体系的指导下，在网络的不同层展开了大量的研究。但是，这些研究基本上都忽略了网络设计的整体需求和各层功能之间的相关性[6]。协议栈的每一层都是独立设计和工作的，只在层与层之间有静态的、与网络各层的限制和应用无关的接口。分层结构极大程度地简化了网络设计，并导致了因特网中健壮的、可升级的协议，然而这种严格的分层设计方法缺乏灵活性，不能很好地适应无线AdHoc网络的特点[7]。在实际的网络通信过程中，层与层之间的信息难以共享，也增加了大量难以控制的链路开销、信息冗余以及对等层间的通信开销。对于有线网络来说，为了应对这些开销以及网络其它层的动态变化，设计大都是通过过度的冗余设计网络每一层来处理的。然而，无线AdHoc网络的能量和带宽等资源严重受限，因为对等层通信要消耗大量的带宽和能量资源，所以，分层结构的这种设计方式进一步加剧了无线AdHoc网络带宽资源和能量资源的限制，使得网络性能恶化。

无线AdHoc网络的能量效率、QoS支持、安全和可扩展性问题都涉及网络协议栈的各个层次，需要多个协议层共同配合得以优化。在实际的网络优化过程中，各个层次的独立优化不一定会带来整个系统的性能优化[8]，尤其是当能量受到限制、或是应用程序带宽需要很大、或者延迟受到严格的限制的时候。为了达到这些要求，需要具有自适应性和协议栈多层优化的跨层协议设计[9]，因而就出现了无线AdHoc，同时在网络中出现了支持跨层交互和实施性能优化的跨层设计方法。近年来，在无线AdHoc网络中，应用跨层设计的思想受到了越来越多的关注。

动态网络设计与开发篇5

1JavaScript和Java语言的特性及功能

1.1JavaScript的特性及功能。JavaScript数据计算机网络系统中脚本语言的范畴，主要应用于NetscapeNavigator和MicrosoftInternetExplorer中，某些具有兼容性的浏览器也可以使用该语言。JavaScript与网络平台之间保持着相互独立的关系，主要原因是该脚本语言不能完成对特定机器编译的功能。

JavaScript在没经过改造之前主要在浏览器Netscape中使用，其功能是脚本编写语言，原名是LiveScript。经SUN公司认可并进一步开发后，JavaScript编写的脚本语言还可以在Netscape或者Livewrie开发状态下使用。虽然JavaScript支持的平台十分有限，但是，JavaScript可以在转换后对Web网站进行管理，这给我国网页系统的设计带来了极大的福利。

1.2Java语言的特性及功能。Java语言属于应用程序的范畴，其从属的应用程序是网络上两个或两个以上计算机执行的程序，具有分布式、简单以及容易运行等特点。Java具有超强的移植、多线处理以及联网功能，是网络编程中使用频率最高的工具。Java在企业中的应用可以使企业在网络系统上全方位地部署与企业发展建设相关的信息。Java常见的程序有以下三种：第一，小程序；第二，小服务程序；第三，应用程序，其中小服务程序在Java中占据着重要的地位。

2JavaScript和Java语言的差异

JavaScript和Java语言在动态网页设计中均占据着重要的作用，基于JavaScript和Java语言的动态网页设计要求设计人员明确JavaScript和Java语言特点和功能后，对二者之间的差异进行分析：第一，Java属于程序设计语言的范畴，JavaScript是网页中的解释性语言；第二，Java主要运用于Internet应用程序开发，JavaScript主要作用是嵌入Web网页中完成相关任务；第三，Java是面向对象的语言，JavaScript是基于对象的语言编程；第四，JavaScript属于脚本语言的范畴，软件的制作不需要依靠网络，可以与用户之间进行双向沟通，Java的源代码必须经过编译才能将其传输到客户端，客户必须在改程序上配置相关的解释器，不能与之完成双向交流；第五，Java代码是存在于独立文件中的字节，JavaScript不仅可以动态装载，还可以嵌入HTML文档中。

3JavaScript和Java语言的动态网页设计

JavaScript和Java语言在动态网页设计中的应用能从根本上提高动态网页的使用水平，JavaScript和Java语言是我国网页设计人员必须综合考虑的重点。因此，要想提高动态网页的整体水平，设计人员应该从实现Java执行JavaScript的整合以及JavaScript的事件控制解决方案两方面着手，为提高动态网页的应用效益打下坚实的基础。

3.1实现Java执行JavaScript的整合。实现Java执行JavaScript的整合要求设计人员在网页中综合使用Java？Servlet编程，将HTML页面传送到Servlet中进行转换，该过程中Java调用被转换成JavaScript结构，JavaScript结构如下图1所示。例如，

4结束语

在社会主义市场经济快速发展的大环境下，科学技术取得飞速发展，信息技术在各行各业的发展建设过程中取得了广泛的应用。随着网络技术的不断更新变化，网站给日常生活带来了极大的变化，人们的生活逐渐向动态性、个性化以及多元化的方向快速发展。在现代科技发展的影响下，传统静态网页已经很难满足现代社会发展的实际需求，静态网页逐渐被动态网页取代。在实际应用过程中动态网页具有交互性和开放性强的特点，是现代网络发展的主要选择。因此，设计人员必须对JavaScript和Java语言的动态网页设计方法进行深入研究和探讨。

参考文献：

[1]张岩.动态网页设计中JavaScript和Java语言整合应用探究[J].大学教育，2012（08）：63-64.

[2]冀潇，李杨.JavaScript与Java在Web开发中的应用与区别[J].通信技术，2013（06）：145-147+151.

[3]郑丹青.项目教学法在动态网页设计课程中的教学应用[J].中央民族大学学报（自然科学版），2014（02）：67-70.