動態網絡設計與開發范文

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關鍵詞：情景感知；移動社交網絡；推薦算法

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）15-0086-02

Abstract：With the popularization and development of Internet technology， mobile social networking platform because of its colleges and universities increasingly good mobility， carry convenience， timeliness， etc.， become the main trend in major colleges and universities to build mobile digital campus development.In this paper， based on context-aware mobile social networking platform for colleges and universities， use context-aware recommendation algorithm to achieve the collection and analysis of information， to provide users with more comprehensive services.

Key words： situational awareness； mobile social networking； recommendation algorithm

情境感知（Context Awareness）技術源于普適計算（ubiquitous computing）的研究。情境感知簡單地說就是利用傳感器和相關的技術使計算機設備能夠“感知”到當前的情境。情境感知計算的應用可以利用傳感器獲得有關用戶所處環境的信息，從而進一步了解用戶的行為動機等，特別地，對于移動產品而言，手機傳感器技術對用戶研究具有非常重大的意義。同時，情境感知技術對于了解用戶體驗是一個相當重要的方向，就是所謂的“主動服務設計”，即計算機（特別是可移動計算機）可以通過情境感知技術，根據用戶所屬的環境自適應地改變相應的條件，特別是用戶界面的改變方面，依照情景感知技術獲得的信息為依據，為用戶提供推送式服務。例如，手機可以根據用戶所屬的環境把鈴聲設為會議還是戶外等。

隨著互聯網技術的發展和移動社交網絡應用的廣泛普及，互聯網尤其是移動社交網絡平臺已經成為人們交流和通信的重要平臺，網絡交互行為逐漸成為社會生活中一種重要的交互方式和信息傳播方式。尤其是對廣大高校的學生，高校移動社交網絡在高校學生工作和生活中充當重要的角色。

1 高校移動社交網絡需求

1.1移動社交的基本需求

移動社交網絡是在移動通信和因特網相結合形成的，在移動通信和因特網基礎上發展而來的移動互聯網越來越受用戶關注，人們逐漸的喜歡上使用移動社交網絡進行通信交流，因為移動互聯網由于體積較小，攜帶方便，并且功能全面容易操作，用戶界面美觀容易理解，實時性也比較好，所以很快被大眾所接受。

隨著互聯網技術的不斷進步，使用移動設備上網的速度提高好幾倍，上網費用也越來越便宜，。隨著智能移動設備使用者的增多[1]，移動社交網絡平臺將成為未來社交網絡服務的主流，而且移動社交業務量越來越大，也歸功于移動社交網絡的發展壯大，移動社交網絡平臺將成為未來互聯網發展的一大趨勢。

1.2針對高校群體的特殊需求

近年來，我國高校移動社交網絡建設發展迅速，已經成為高校教學管理、科研資源共享、信息交流、對外宣傳的網絡平臺。高校移動社交網絡是智慧理工信息門戶的一個功能模塊，它提供了學校職能部門的組織架構以及部門職能介紹[2]，提供用戶直接向部門提出咨詢建議的渠道，并由黨政辦部門監督各部門對用戶提問的答復情況，切實幫助師生解決了很多他們關心的熱點問題。自從交流平臺開通后，以前作為反映問題主要渠道的校領導現場辦公次數減少一半、壓力大大減輕，高校移動社交網絡的發展成為一種必然趨勢。

2 平臺設計

2.1情景感知計算

情景感知有效利用在智能空間中收集的信息為用戶提供相關的服務和信息。情景感知計算可以發現和使用任何地方的情景信息，特別是移動計算。情景感知計算主要是利用傳感器技術獲取周圍的環境信息，通過情景模型中決策系統的處理與識別，為用戶提供服務支持。情景感知的特征主要有：適應性、前瞻性、及時性以及情景敏感性等。

2.2情景感知體系結構

在移動網絡平臺中，把情景感知服務框架置于資源環境之上，情景感知體系結構主要包括：情景感知傳感器采集層、情景感知推理層、情景感知數據庫以及情景感知訪問層[3]。情景感知體系結構如圖1：

情景感知傳感器采集層主要負責對智能空間中用戶周圍的環境進行數據采集，主要由傳感器和情景感知預處理器組成。情景感知推理引擎所使用的關系數據庫、規則庫、服務數據庫共同組成情景感知數據庫；其中情景感知推理層是整個系統的核心，主要負責利用情景數據進行推理工作，；情景感知訪問層為用戶提供了兩種不同的服務方式：查詢方式、推送方式組成；情景感知服務層主要向用戶提供各種所需要的業務。

2.3移動社交網絡拓撲結構和系統架構

移動社交網絡拓撲架構如圖2所示，各種移動設備以不同的方式接入互聯網中，它們之間共同形成了一個底層的混合通信網絡，除此之外這些移動設備之間還可以通過藍牙技術進行短距離共享數據。通過情景感知技術，自主聚合形成一個潛在的虛擬覆蓋社交網絡[4]，在此虛擬覆蓋社交網絡的基礎上，進一步實現主動的社交發現服務，向用戶主動推薦滿足此要求的社交關系。

移動社交網絡的系統架構如圖3所示，移動客戶端擁有的功能有：情景感知、自動聚合、社交發現以及社交維護等功能[5]。服務器端有：注冊管理、隱私控制、行為記錄和用戶偏好等功能。移動客戶端有：情景感知、自動聚合、社交發展和社交維護等功能。

2.4基本功能設計

此高校移動社交網絡平臺的基本功能設計主要包括三大板塊：學生動態、校園資訊和院系部門。其中學生動態：新生通告、校園地圖數字校園、學生學習（成績查詢、課表查詢、選課查詢）信息（賬戶名、私信、個人設置、密碼修改）、校園網址、（各個院系網址查詢）。校園資訊：動態（最新動態 公告信息 ）、搜索話題專區、失物招領、學生訴求（工作、生活、學習）、文件下載、校園備忘錄訂閱。院系部門：學院動態、圖書館、后勤信息（一卡通、后勤報修、公積金查詢）、教務處（招聘信息）、學生處、校團委。如圖4和圖5分別為軟件主界面和軟件側邊欄界面。

2.5高校特色設計

該高校移動社交網絡平臺主要包括新浪官微、決策參考、移動辦公、南信大網盤、映像南信大、畢業生舊書拍賣、健康飲食外賣、校園互動等幾個功能模塊。如圖6是校園互動模塊。

參考文獻：

[1] 李思進.基于Android平臺移動社交應用的設計與實現[D]. 北京：北京郵電大學，2014：3-9.

[2] 肖宇華.校園網絡信息傳播特性與用戶影響力研究[D].臺北：中華科技大學，2012：4-28.

[3] Qiao Xiu-Quan，Yang Chun，Li Xiao-Feng，Chen Jun-Liang.A trust calculating algorithm based on social networking service users' context.Chinese Journal of Computers，2011，34（12）：2403-2413.

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關鍵詞：互聯網PHP 動態網站 開發技術

中圖分類號：TP393.092 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0146-01

在進行傳統動態網站開發的過程中，主要是以建立單獨的編程形式為主，而這種方法無法保證網絡的安全性，而且在進行腳本開發時，也無法按照統一的設計標準進行，因此很容易出現漏洞。而隨著PHP技術的出現，從根本上改變了這樣的局面，這一技術不但可以及時的修補網絡漏洞，同時也在脫離原本單一代碼的基礎上，保護了動態網站的安全。以下是對目前動態網站開發過程中所采用的PHP技術的發展進行了簡要的闡述。

1 PHP技術闡述

隨著信息技術的迅速發展，其在人們生活中發揮的作用也越來越重要，目前，人們很多的生活習慣隨著各種網站的出現和應用都發生了明顯的改變，動態網站的出現更是加快了這樣的改變。在進行動態網站設計的過程中，大多數情況下都是利用PHP技術進行腳本程序的編寫。PHP技術作為超文本語言處理技術，也是一種開源的語言處理技術。而PHP技術在不斷發展和完善的過程中，自身的功能也越來越強大，到目前為止，利用這一技術已經可以有效的實現CGI的相關功能，而且這一技術在網站發展的過程中也發揮著極為重要的作用。其主要有以下幾方面的特點：（1）更新換代的速度較為迅速。作為一種極為強大的語言處理技術，其對JAVA、C以及Perl等進行了有效的整合，促進了網頁處理技術的進一步提高。（2）較之其他技術該技術的實用性相對較強，其主要的特點是預防輸入較為簡單，不管是網站的開發者或者是使用者都可以輕松的掌握和使用。（3）功能強大是PHP技術的主要特點，運用這一技術可以順利的完成復雜程序的編寫工作。比如，利用這一技術進行各種數據庫以及相關通信協議的操作等。

2 PHP工作原理

以Web網絡服務器為基礎，通過引擎編輯，最終實現相關功能的執行，就是PHP應用的主要原理。其實際的工作執行過程主要有以下步驟：（1）用戶可以根據自身實際的需求在Web瀏覽器上輸入相關的請求，并根據其后綴所顯示的形式進行相關的分析請求，然后以PHP和Web所傳輸的文件心態進行網站形態的編寫。（2）Web所接受的服務請求內容，必須根據其實際的后綴信息作出相應的判斷，才能實現對硬盤內存信息的排序，然后以此為基礎利用PHP編寫相關的程序。（3）在完成相關程序文件的掃描之后，就可以根據相關的信息發出后臺指令，最終實現所有數據信息的有效展現。（4）更引擎聲場所反映出的網絡頁面信息，及時的將相關信息反饋至客戶，同時將利用服務器展示所有的信息。

3 PHP在動態網站開發中的應用

3.1 系統框架的設計應用

在進行企業動態網站設計的過程中，必須要確保網絡的開放性、標準化，才能滿足企業對網站所提出的實際需求，而利用PHP技術就可以順利的實現這一目的。利用該技術所建立的先進的體系結構，并在設計的過程中添加必要的功能模塊，同時在進行動態網站開發和實際應用的過程中，必須設定統一的PHP默認編碼，才能保證整個系統的準確性以及統一性不受影響。

3.2 進行目標架構的制定并給予一定程度的限制

猶網站設計的過程中，主要包含了若干軟件部分的工作，而在這其中可以充分的利用PHP技術進行CMS系統的設計與開發，充分的發揮出PHP自身強大的數據庫操作功能，進行后臺數據庫的連接，并以此為基礎設計出適用于動態網站開發分裝置和應用環境。

3.3 系統功能模塊組成

作為動態網站而言，其主要包括了相關的功能模塊和后臺管理兩部分內容，而功能模塊則主要有以下七個主要的功能模塊。

（1）系統用戶登陸注冊模塊。進行新用戶的注冊和登錄是此模塊主要的功能。而新用戶注冊登錄的最終目的是為了信息信息的和查詢。（2）系統用戶搜索模塊。進行網站相關標題的搜索是此模塊的主要功能，根據已知的條件進行搜索最終顯示的結果就是標題頁面。（3）顯示標題模塊。使已經的信息可以顯示在主頁面上是此模塊的主要功能。而用戶只要點擊與頁面相關的鏈接地址，就可以查詢到詳細的頁面信息。（4）詳細信息的顯示模塊。存儲顯示用戶的相關信息是此模塊的主要功能。（5）友情鏈接功能模塊將用戶自動連接至指定的文字鏈接地址是該模塊的主要功能。充分的利用該模塊，使用戶可以及時準確的找到相關的信息。（6）對用戶進行管理模塊。進行相關用戶的添加、刪除以及密碼的修改等權限控制是該模塊的主要功能。并以此為基礎完成了對用戶組的訪問控制，而且用戶組不同其所獲得權限也不同，同時各個用戶組內的管理人員只負責各自版塊的工作。這種模式對于工作效率的提高具有極大的促進作用。（7）數據庫備份恢復模塊。對數據庫進行相應的備份以及恢復工作是這一模塊主要的功能。

3.4 對后臺業務子系統進行相應的管理

在進行動態網站全文檢索子系統錄入的過程中，必須根據不然系統的不同內容，及時的應用PHP進行相關腳本語言的編制，并量編寫好的內容及時錄入。在利用PHP技術完成腳本語言的編輯之后，才能確保整個管理界面的清晰和整潔，以及所有具體控制權限的進一步明確。一般情況下，動態網站的大部分管理系統都歸屬于輸出界面，比如，網站的首頁、里面的子頁面等等，而所有這些都必須經過后臺的子模板組合才可以順利的應用，而各個模塊的正常運行也必須利用PHP完成語言的編寫才可以合理的分類并使用。

3.5 動態網站中關于CMS的權限中應用PHP

安全授權以及角色相聯系是LDAP權限管理的主要內容。必須在網站設計開發的過程中建立專門的角色成員，同時必須給予所建立的角色成員一定的授權，才能確保權限管理的順利進行，而一定程度的權限，也可以簡化授權管理所需要的步驟。

4 結語

總之，PHP技術在動態網站開發過程中發揮的作業已經越來越顯著，而且隨著此技術的不斷更新和發展，網站的開發也會更加的科學合理。但是在應用PHP技術進行網站設計開發的過程中，必須要根據技術自身所具備的特點，科學合理的運用相關的技術，才能使其在動態網站開發的過程中發揮出積極的作用。

參考文獻

[1]王留洋.基于PHP的企業門戶網站的設計與實現[D].吉林大學，2015.

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西安思源學院陜西西安710038

摘要 隨著信息技術的不斷發展，網絡教學的優勢使其地位不斷上升，已經成為現代教學發展必不可少的途徑之一。本文以《電路》課程為例，對該課程的教學系統和網站的研發及建設進行了論述。

關鍵詞 電路；網絡教學；網站建設

《電路》是高校電學類專業必修的非常重要的專業基礎課程，經過長時間的發展，已經形成了較為成熟的基礎理論、分析方法和實驗技能。該課程教學中涉及大量的電力符號、電路原理和定量，給學生的學習帶來了極大的困難。隨著電氣自動化、電子通訊、信息技術的發展及廣泛應用，電路理論也發生了重大變革，在電氣越來越受重視的今天，傳統的教學方法已經無法滿足教學的需要，采用新方法提高《電路》教學效果是當下面臨的主要問題。

1 電路教學系統設計

1.1 教學設計電路教學系統設計的最終目的是服務于人，因此在對網絡課程進行開發設計時，要充分考慮教師的教學策略和學生的學習策略。

1.1.1 教學策略設計。網絡教學系統設計目的之一是為學習者提供在任何時候、任何地點都能學習的環境，因此在電路教學系統設計過程中，應采用演示實驗、仿真技術等教學策略，為學生創設可靠、有效的學習環境。

1.1.2 學習策略設計。網絡教學課程設計的重點是對學習策略進行科學設計。學習策略不同，所獲得的學習效果也具有差異性，對于學生來說，自主學習策略、協助學習或案例學習策略顯然更能體現網絡教學的優點。在設計教學系統時，應將界面設計盡量簡潔化，便于學習者操作。

1.2 電路教學系統設計原則電路教學系統在設計過程中，應遵循以下幾項原則：開放性、個性化、靈活性、共享性、可交互性、便利性、可評價性等。具體來說應從以下幾方面入手：首先，教學目標設計應注重整體性、靈活性和可操作性，將電路課程中的各章節知識點以不同的形式進行展現，以完成教學目標。其次，教學內容設計應注重科學性、系統性和先進性，增加學生的知識面，提高學生的學習興趣；對不同的知識內容進行劃分時，盡量保持不同模塊之間的獨立性。最后，學習評價設計時應遵循客觀性、整體性、指導性和科學性的原則，使學習評價更具有指導意義，提升電路課程的教學水平。

1.3 網絡課程學習系統設計網絡課程開發的首要任務是對教學對象、教學內容、教學目標進行分析，制定合理的教學大綱和教學計劃。在制定教學大綱時，應對課程性質和目的進行說明，對教學內容中各知識點的關聯性進行說明，對所需要的教學方法、教學環境進行說明。

2 網站建設

2.1 網站模塊及功能管理員管理模塊，網站涉及的用戶可分為一般用戶、學生、教師和管理員四類，管理員可對各個用戶的申請進行審核；教師工作模塊，教師用戶登錄該模式界面后，可對各管理模塊進行調整、修改或更新。如公告、作業批改、網上答疑、講義上傳等；學生學習模塊由目錄導航和信息展現兩部分組成，通過導航，學生可獲取相關的學習內容，完成學習任務；公共信息模塊，可為用戶提供學科動態、知識拓展、教研論文或熱點新聞等內容，豐富學生的學習面，節省查找信息的時間。

2.2 開發平臺和工具

2.2.1 網站開發工具。網頁編輯器采用由Macromedia 公司推出的Dream Weaver 網頁編輯器，該產品具有所見即所得的特點，且帶有站點管理功能，為用戶設計和管理多個站點提供了極大的便利。Dream Weaver 的功能較為齊全，如表格控制、站點管理、多媒體插件等，使用該工具編輯網頁的效率較高，而且對HTML 語言的相關知識需求不高。

2.2.2 網絡開發工具。在動態網絡開發技術中，應用較為廣泛的是由微軟公司推出的服務器端腳本環境（ASP），該技術可向頁面嵌入動態元素，這對于WEB 功能的擴展、動態交互和數據庫的讀寫是十分方便的，而且該技術對客戶端的要求較低，降低了環境成本，減少了后期的維護工作。ASP 技術不足之處是穩定性較差、可支持的數據庫較為單一，更新速度慢，因此在實際應用過程中，可與HTML網頁、ActiveX 元件組合使用提高網站的交互能力；并建立專門的管理員客戶端，對網站內容進行修改或更新。

2.3 網站素材準備網站素材需要用到文字、圖形、圖像、動畫和視頻等多種媒體形式，因此需要耗費的人力、時間較多。文字素材需要用錄入和編輯功能，可使用Microsoft Word 2003；圖形素材可使抽象內容直觀化、形象化，還能起到美化界面的作用，圖形可用畫圖工具完成；圖像素材是反映真實情景的圖片或者錄像，可由網絡獲得；動畫素材需要用到專業的制作軟件，如常用的flash 工具。

2.4 動態網站的設計和制作動態網站是指具有交互性的網站，既能根據用戶的需要進行改變或響應，還可自動更新的網站；另外，網站還能根據用戶的特點，顯現不同的內容，當不同時間、不同用戶訪問同一網址時，可顯示不同的內容。目前，已經實現以上功能的幾大模塊有登錄模塊、教案上傳模塊和網站調查模塊。

2.5 網站評價

2.5.1 課程、運行及調試。網絡課程只有經過運行、調試后才能供學生瀏覽學習。課程完成后，插入超鏈接集成就可通過服務器到網站上去，由于制作中技術失誤或運行環境的差異性，課程到網站上可能會出現多種錯誤，如鏈接失效、內容中有瑕疵、文件不顯示、交互部分功能出現異常等，在對各項功能進行檢查、調試，確認無誤后進行上傳。

2.5.2 網站評價。學習系統開發的重要步驟是能夠展示運行系統的評價內容，網站經過試行評價，才能檢驗其有效性。參與網站評價的人員應該由教學專家、網站開發人員、學生及教師，以確保評價的全面性。本次電路教學系統網站評價，可利用“在線學習的認證標準”進行評價，該標準從可用性、教學性和技術性三方面對教學網站進行客觀評價。

3 總結

利用網絡資源進行電路課程教學，對于提高教學資源利用率，豐富教學形式，改善教學效果具有十分重要的意義，在對電路課程教學系統和網站進行設計和建設時，應利用多種簡潔、實用的工具對其進行設計，以實現動態、交互式現代網絡教學。

參考文獻

[1]宋衛菊.電路教學系統設計及網站建設[D].南京師范大學,2007.

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關鍵詞: 技術 高職網絡實驗仿真系統 設計方案

一、概述

我們在對計算機網絡實驗仿真系統的現狀和研究過程中取得的成果作了分析之后,總結了現有的高職網絡實驗教學存在的一些弊端,如忽視了實驗動手能力的實質性培養和難以保障實驗安全性等問題。以技術的應用分析的研究為前提,我們提出基于的高職網絡實驗仿真系統的設計方案:在系統開發方面,在應用服務器上開發了基于的四層平臺,以提高系統開發效率、可維護性和可擴展性,采用深入人心且能開發高質量系統的面向對象方法來構建系統模型;在系統技術實現方面,通過設置中介模塊來實現動態界面生成與動態功能綁定;在系統優化方面,使用現有框架與函數庫,巧妙處理生成與銷毀數據幀以確保系統運行效率,在雙緩沖前提下使用繪制函數改進圖形的更新算法,等等;結合諸多功能組件的靈活應用使界面更人性化。通過本系統,使用者均可不受地域時間限制地通過互聯網方便地操作計算機網絡課程中大綱涉及的大多數實驗,實現遠程網絡實驗教學的基本要求。

二、設計方案

該系統最大的優點是成本低,效率高。因為“軟件即為儀器”,這樣就可解決因實驗經費不足或高檔次、高價位設備缺乏不能進行實物實驗的問題,同時也不會造成因使用不當、管理不善等因素造成的儀器損壞、元器件丟失等現象。同時還可以模擬實驗室中沒有的設備,而且可以不受時空的限制方便地進行實驗。另外,應具備一些基本特征:與現實的一致性(或現實的延伸)、高度交互性、實時的信息反饋。本系統是一個集虛擬實驗教學管理系統、實驗課教學指導系統,網絡實驗仿真等為一體的功能強大的網上運行系統。各部分之間相互聯系、相互補充,僅具有相對獨立性。開發虛擬環境,實現實驗仿真應是計算機網絡實驗仿真系統建設的核心部分。本設計的體系結構圖具體參見圖1,系統結構功能主要模塊如圖2。

三、技術實現

首先安裝Windows Server 2000 SP4的操作系統,然后安裝NET框架軟件開發工具包和Visual 2003,最后安裝數據庫連接組件.NET Framework Data Provider for SQL Server和數據庫SQL Server 2000。Web服務器層服務器端編程語言采用編程比較簡單的Visual 語言,應用服務器層采用速度相對較快的C++語言。為了提高系統開發效率和提高系統的可維護性和可擴展性,本文在應用服務器上開發了基于開發的平臺。該平臺共有四層,具體參見圖3平臺層次圖。

接下來運用的關鍵技術主要包括面向對象技術和系統效率優化技術等。其中關鍵技術實現包括網絡模型與網絡命令的實現機制和實現動態界面的生成與動態功能的綁定。前者大體的實現思想是:將網絡軟件和實際網絡發送的數據報聯系起來定義一種消息格式,再在設備模型中定義消息響應方式,讓消息在網絡設備中發送,這樣就可根據網絡拓撲結構形成消息發送的路由,從而不僅可以模擬真實網絡的工作情況,而且使系統具有良好的擴展性。后者基本思想是:設置一個中介模塊來動態讀取器材所要的操作,同時生成操作所需的相應控件,當用戶操作該控件,控件對象就將消息傳遞給中介模塊,并由中介模塊解釋消息并調用對應器材的相應操作。例如:重新啟用一個器材操作,如圖4,該系統本身特色還在于結合諸多功能組件的靈活應用使界面更人性化。

至于系統效率的優化可考慮以下幾點:一是使用現有的框架及函數庫,有利于提高系統構建的效率;二是有效及時地處理數據幀(Frame)的生成與銷毀;三是圖形繪制方面采取的總的優化思想是使用雙緩沖,可以獲得較平滑的動畫。

四、應用測試

本系統主要是針對高等職業教育教學要求而開發的,測試對象為專業授課教師、高職大二學生;測試周期:教學工作時一周以上。系統測試滿意度是最為綜合的參數指標,涵蓋了多方面細節指標,系統測試的滿意度無疑可作為系統是否達到設計初衷的及格線;而測試的成績最能真實地反映使用后的教學效果,綜合分析測試結果對于此后的教學開展意義更是不容忽視。鑒于以上原因,我們特選取了系統測試滿意度和系統測試成績分布分析兩方面作為主要的兩個測試效果分析方向。結果統計具體參見圖5系統測試滿意度調查情況和圖6系統測試成績分布圖。從使用滿意度看來定制實驗模塊效果略差,從了解的情況看來除了模塊本身確實有待改善,主要是不少學生因為沒能順利完成所有系統定制自測實驗而無法繼續進入自定制實驗環節,由此可以得出系統軟件以外的一個教學實施上的結論:必須加強學生的基礎實驗操作能力,特別是要針對大綱將基礎夯實,而從系統實驗和自測實驗測試成績分布圖看來,成績(等級設定如下:90以上優秀、80―90良好、70―80中等、60―70及格,60以下不及格)分布整體趨于正態分布,教學效果比較良好。結合滿意度和測試成績分布這兩個重要方面的測試數據看來,本系統測試結果大體屬于正常范圍,能夠較好地實現實驗教學目的。

五、結語

我們通過對當前成熟穩定的面向對象建模和網絡編程技術進行了深入學習和研究,奠定了實現和改善計算機網絡實驗仿真系統較為堅實的基礎。在對虛擬實驗室的應用現狀和計算機網絡實驗仿真教學進行了概況分析的前提下,結合高等職業教育中的網絡實驗教學要求,研究并實現了基于的計算機網絡實驗仿真系統,并可用來解決當前高職教學中的實際問題。

參考文獻:

[1]王剛.計算機網絡硬件通信虛擬實驗系統[D].[碩士學位論文].天津:天津師范大學,2006.

[2]王群燕,商建東,胡東方.基于虛擬儀器的網絡虛擬實驗室的研究[J].礦山機械,2006,34,(9):123-125.

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關鍵詞：軟件工程技術；網絡時代；發展趨勢；問題與對策

網絡時代的到來為社會的發展帶來了許多變化，對于軟件工程技術而言，其在網絡時代環境中的發展有著更加有利的條件，因此就會對社會的發展產生更大的影響。隨著使用軟件產品人數的不斷激增，軟件工程技術的使用范圍越來越大，因此其發展也就開始面臨著更高的要求。本文就是關于軟件工程技術在網絡時代背景下的發展的研究。

1軟件工程技術的分析

1.1軟件工程技術的內涵

軟件工程技術是時代進步的產物，是一種由計算機技術與程序設計而延伸出來的邏輯實體。軟件工程涉及的范圍十分廣闊，不僅規模龐大，而且還具有非常復雜的特點，涵蓋了設計語言、數據庫、系統平臺、模式等各種內容、在軟件工程技術中，其在對軟件工程方法進行研究的時候，還必須要對計算機軟件產品的管理、開發與后期維護等工作負責，以便能夠提高軟件工程的可靠性與正確性。就目前來說，軟件工程技術已經得到社會各界的高度關注，其也在人們的日常工作與生活中得到了普遍的應用，因此就使得軟件工程技術開始向生活化與商業化的方向發展，對于軟件工程技術的整體發展產生了很多不良影響。一些環境異常、惡意攻擊等問題開始頻繁出現在軟件工程系統中，不僅導致軟件系統失去了其本應用的效用，而且還大大降低了軟件工程系統的可靠性與安全性，阻礙了軟件工程技術的長遠發展。

1.2軟件工程技術的發展趨勢

1.2.1發展重點逐漸向軟件工程轉移軟件行業是一個非常多元化的領域，隨著軟件工程技術的不斷發展，使得相應的軟件開發業務也出現了許多變化。為了確保軟件工程系統的質量，軟件工程師就必須要保證其具有更加明顯的精確化與全球化特點。而且，還要對UseCase技術加以充分利用，不斷深化軟件工程系統的需求體系，讓其發展成為一種分析模式，將分析與需求實現相互分離。這樣一來，UseCase的發展空間與前景也就更加廣闊。1.2.2迭代化與敏捷性的標準工作效率是軟件工程師在日常工作中最值得引起重視的問題，這是因為工作效率不僅會對軟件系統開發所需的時間產生影響，而且還會影響著軟件系開發周期的長短。因此，在軟件開發的過程中，迭代化就成為了其中的焦點問題，也對軟件工程師的測試能力與協調能力有了更高的要求。于是，以敏捷進行導人的方式開始形成，其中對軟件開發人員的迭代開發能力、團隊合作能力、自適應能力十分注重，也讓軟件開發人員能夠以激情、樂觀、積極的態度投入到工作中。

2軟件工程技術在網絡時代背景下的發展中存在的問題

2.1軟件系統的安全性有待進一步提高。網絡信息技術自出現以來就一直保持著快速的發展，雖然為社會的發展作出了許多貢獻，但與此同時也使得黑客技術得到了不斷的發展，網絡黑客攻擊事件常有發生，網絡病毒也層出不窮，使得軟件系統的安全問題已經成為了社會各界高度關注的重大問題。

2.2網絡化軟件與大眾編譯軟件發展帶來的問題。網絡化發展是軟件工程技術的發展趨勢之一，其要求軟件不僅要能夠與動態網絡與事務性模型相適應，保證其與網絡發展環境之間實現協調，同時還要發展多樣化的互聯網軟件功能，為用戶提供更加全面的服務，并且還要將服務時間延長，使其穩定性與安全性得到保證。而大眾編譯軟件就是大眾使用的程序設計軟件，移動電話軟件就是最為常見且是使用最普遍的大眾編譯軟件，要求在程序設計中要將受眾作為核心，進行人性化的系統軟件設計。

3完善軟件工程技術發展的對策

3.1將軟件構件技術引入到軟件工程中。所謂軟件構件技術，也就是由軟件開發人員對已有的軟件進行重新組裝，將其打造成一個具有全新功能的新軟件，擴大原有軟件的應用領域與范圍。在軟件工程技術中引入了軟件構件技術之后，整個軟件開發工程的工作效率都會得到提高，而且還能夠使軟件系統的質量得到充足的保證，有利于為軟件工程技術的發展創造一個良好的環境。

3.2創新軟件程序設計方法。過去在開發軟件程序的時候，采用的是面向數據流、面向數據結構與使用過程的方法，經過不斷的發展后，后來開始采用面向對象的軟件程序設計方法。因此，在網絡時代背景下，更要對程序設計方法加以總結與完善，結合軟件工程技術發展的具體情況以及需求，在設計程序的時候采用面向角色的方法，讓設計模式、訪問控制與需求建模這些問題得到更好的解決。

3.3加強軟件工程技術的自適應能力。目前，對于軟件的需求在不斷增加，軟件不斷復雜化，用戶在使用的時候存在著各種方面的問題，因此首先要對軟件系統的操作過程加以簡化，擴大軟件的適用人群范圍。其次，對軟件工程技術進行升級，讓軟件工程技術更加完善。最后還要確保軟件工程技術的升級與進化均在其母體軟件規模范圍之內，嚴格依照母體的變化來變化。

3.4提高軟件檢測技術。軟件開發者要對軟件工程技術進行不斷改進與優化，將辦公類的軟件系統進行完善，發揮出軟件對人們工作與生活的積極作用。同時還要加強對軟件安全的檢測，使人們的信息安全得到最充足的保障，為用戶提供更加便捷安全的服務。

4結語

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企業組織方式發展的趨勢

隨著全球一體化的趨勢不斷加速以及網絡化和信息管理技術的飛速發展，企業商業模式的創新就一直沒有停止過。在研究中國企業創新與發展的過程中，我們不難發現：眾多企業的組織方式在發展過程中都發生了分拆、聚合、合并、分離、租賃等變化。這些新的企業組織方式即為多組織企業，亦稱為動態網絡化的企業組織形式。

組織管理中的權變理論告訴我們：沒有一成不變的、普遍適用的、最佳的組織模式。不同的企業以及同一個企業的不同發展階段，都應當根據當時的企業內部條件和外部環境來設計與之相適應的組織結構。也正是這樣，多組織方式因為符合全球經濟一體化發展的需要，順應網絡時代的發展潮流，成為企業發展的必然趨勢。

SOA是管理軟件未來趨勢

企業組織方式的改變注定管理軟件的發展方向也會隨之改變。也正因此，SOA作為全新的企業IT架構開始走入人們的視野。

市場調查機構IDC預計，中國SOA軟件與服務市場規模到2010年將達5億美元，在未來5年中將呈現出復合增長率(CAGR)每年以兩位數的速度增長的強勁勢頭。

從當前中國管理軟件市場發展趨勢來看，SOA無疑已為其帶來良好的發展機遇?！懊嫦蚍盏腟OA架構是世界軟件技術發展的必然趨勢，用好SOA就意味著中國管理軟件的后發優勢得已釋放，誰用好SOA誰將進入世界級管理軟件供應商行列。”用友公司董事長兼總裁王文京曾這樣形容SOA帶給管理軟件的影響。

透過U9看SOA對管理軟件的提升

隨著SOA日益被接受，作為最貼近用戶、更加強調面向服務的管理軟件廠商對SOA的敏感性無疑更加突出。像用友集團推出的用友U9便是很好的例證。

UFIDA U9作為是全球第一款完全基于SOA架構的新一代世界級企業管理軟件產品。它的出現，不僅是用友產品本身的提升，更是中國管理軟件業走向世界的一個里程碑。因此，對U9的研究可以讓我們更直觀的看到SOA對中國管理軟件的提升。

作為具有國際競爭力的世界級企業管理軟件產品，U9最能體現它的產品關鍵特性是按需應用，場景驅動，最佳實踐。它完全采用面向服務架構(SOA)，使企業管理軟件具有多項新技術應用特點：企業信息資源變得可重用、透明化，并且系統具有高可擴展性，讓業務處理更加高效、簡潔、安全。用戶可以使用包括企業建模、領域建模、服務設計、UI設計、報表設計、規則設計、數據庫設計等全方位的設計器，并通過可視化的界面和友好的交互操作，自動生成用戶所需要的各種服務部件。

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隨著電力通信網絡規模逐年的增加，采用傳統的人工管理龐大的網絡資源變得效率低，且成本高。本文介紹了GIS系統的組成及其工作的技術路線，并結合工程實際，開發、應用了基于GIS的電力通信網絡資源管理系統，介紹該系統的軟件平臺、數據的存儲與管理、主要功能及其發展趨勢。該系統的成功開發與應用使電力通信網絡資源的管理變得優質高效，為供電企業提供先進的管理手段。

關鍵詞:

GIS，電力通信，光纜，MapInfo

目前電力通信網絡資源的運維和管理水平還比較落后，大部分企業還停留在以手工管理為主、計算機輔助管理的階段，而且相關的通信網絡資源管理較為獨立，沒有進行有機的結合和統一的管理。尤其是與地理信息有關的管道、電纜、設備等的大量基本資料、運維記錄、數據等都是采用卡片或圖紙的行式分散在不同的部門、科室或者個別員工手中，缺乏高效、統一管理［1］。對于交換設施以及輸電線路的管理水平同樣處于手工和計算機管理之間，而且同樣是各自獨立，沒有與其他資源有效地結合起來統一管理。

1GIS概述

1．1GIS的組成

GIS由硬件、軟件和數據三個部分組成［2］。其中硬件部分是指計算機、數據存貯設備、數字化儀、掃描儀等電子設備。對于軟件部分，除包括GIS軟件外，還包括數據庫、制圖、數據處理、圖像分析等程序。GIS軟件分為5大子系統，分別為空間數據輸入和轉換子系統、空間數據管理子系統、空間數據編輯子系統以及空間查詢與分析子系統、繪圖與輸出打印子系統。數據是指以空間坐標為參照的自然環境、社會狀況、人文等空間數據，比如圖形、影像、文字和數字指標等，可以采用遙感衛星圖像、數字化儀、掃描儀及相關專業軟件等設備輸入到GIS系統的數據庫，是系統程序工作的對象，是GIS中重要的組成部分。

1．2GIS的技術路線

為解決目前各供電企業在電力通信網絡資源管理中存在的實際問題，急需開發一套統一的、智能的、高效率的電力通信網絡資源管理系統。數據庫是GIS的基礎，首先將供電企業通信網絡的傳輸、動力、交換、纜線等資源的數據進行采集。然后需要對收集各種數據資料進行分類、歸納和整理，導入數據庫，采用統一的編碼格式存貯，以便于系統對數據庫進行更新與維護，確保數據的及時性、準確性和可應用性。對數據進行編輯和整理，建立空間位置信息與資源屬性數據之間的拓撲關系，充分利用GIS系統的查找和空間分析功能，實現空間數據與資源數據的關聯、對接。通過系統客戶端可以調用GIS服務器對數據庫進行查詢和相關的統計分析。

2電力通信網絡資源管理系統的開發與應用

2．1系統的建設目標

根據供電企業通信網絡的工作功能與特點，從網絡資源數據的自動化、電子化管理為切入點，應用GIS軟件，開發一套圖形化、智能化、綜合的電力通信網絡資源管理系統。系統應能夠高效地管理通信網絡的物理資源及邏輯資源，同時能動態管理企業機房設備、纜線設備和光接入網資源等。并與現有的其他電力信息系統(如綜合網管系統INMS、調度MIS、光纜監測系統FOMS、輸配電系統)相互聯接，充分融合，將滯后的靜態的資源管理系統變為實時的動態網絡資源管理系統，使該系統成為一個綜合的資源管理平臺。除此之外，系統還應具有較高的安全可靠性、實用性、先進性以及開放性。

2．2軟件平臺選取

隨著計算機技術及科技的快速發展，地理信息系統也隨之迅速發展起來，市場上研發出數十種GIS軟件。在我國常用的國外GIS軟件有:美國環境系統研究所(EnvironmentSystemResearchInstitu-te，ESRI)的ArcGIS;美國MapInfo公司的桌面地理信息系統軟件MapInfo;美國克拉克大學克拉克實驗室開發IDRISI;國內GIS軟件有:武大吉奧信息技術有限公司的GeoStar;中地數碼集團的MapGIS;北京超圖軟件股份有限公司的SuperMapGIS等［3－5］。目前比較常用的GIS軟件是組件式GIS，即將GIS的各種功能模塊進行分類，劃分為不同類型的控件，每個控件完成各自相應功能。各個控件之間，以及GIS控件與其它非GIS控件之間，通過可視化的軟件開發工具集成起來，使系統能夠滿足用戶的特定功能需求。

2．3數據存儲與管理

GIS桌面系統(GeoDesktop)是應用GeoStar5．0組件開發平臺開發的桌面系統，同時提供二維與三維功能，其主要功能包括:地理空間數據管理與分析、空間查詢等。地圖符號設計工具(GeoSymDe-signer)它能很好地幫助用戶完成地理數據的點符號、線符號、面符號的設計、配置工作。數據庫采用甲骨文公司的Oracle10g數據庫，用于存儲、管理通信資源屬性數據。該數據庫的核心是是支持空間數據存儲和處理的OracleSpatial，可存儲和處理數據類型包括:矢量、柵格以及持續拓撲數據的原生數據類型，因此，該數據庫可用于存儲和管理通信網絡資源的空間數據。通信網絡資源管理涉及龐大的各項資源數據，除傳輸、動力、交換、纜線等資源外，還要考慮與現有的智能網管、設備網管等系統的關系。電力通信網絡的光纜大部分采用OPGW或ADSS，這些光纜通常隨電力線路一同敷設，因此，當電力線路改接或更新后，數據庫中相關資源的數據就需要更新。系統通過設計接口連接，可與供電企業現有的綜合網管、生產管理系統、智能網管等各個系統的數據實現共享，使數據能夠實時更新，確保系統數據的及時性、準確性和可操作性。

2．4基于GIS的電力通信網絡資源管理系統功能

該系統是將電力通信網絡所有繪制在相應的地圖背景之上，用戶對通信線路和設備的分布情況能夠直觀地觀察、了解。將數據庫中存儲的網絡資源的屬性數據和圖像數據進行處理和共享，使地理數據與屬性數據進行關聯，可以更加直觀的、明了地顯示各資源的運行狀態及相關信息。

2．4．1查詢統計和分析

根據不同需要，采用系統生成不同形式的專題地圖或統計圖，可以供不同部門和層次的人員提供相應的統計信息，便于有關人員查詢、掌握相應資源的信息和數據情況。系統可以對全網資源、纜線資源、站點資源、設備等資源進行統計，對設備位置、故障影響、管道資源、光纜資源等進行分析。除此之外，系統還可以統計通信網絡中的物理光纜資源、邏輯光路和電路資源使用情況等，為通信機房的設計、纜線規劃、通信設備升級與維護、通信故障處理提供決策依據。對于數據的分析功能，系統可以展現具體的地理形式，而不是簡單、抽象地以示意圖方式展示。

2．4．2通信設備和線路的管理

系統對設備及線路的管理包含對機房設備、通信站點、光纜資源、電路、光路以及載波頻率的管理。其中機房設備的管理是對通信機房內設備的位置、屬性、運行狀態及設備間相互關聯的情況等進行管理。站點管理的對象是指供電企業總部、下屬各供電所、變電站以及其它電力通信站點［6］。光纜資源管理是對通信光纜、接頭盒、終端盒以及光纜預留和相關附屬設備的管理。光路管理是指光路調整與設置、傳輸系統拓撲圖管理、路由器運行查詢等。

2．4．3生產運行管理

生產運行管理包括制定生產計劃、統計通信線路及設備運行故障率、生成運行狀況報表和各種統計數據。通過局域網絡，還可以對電力工作票的申請、批復、執行等工作進行管理［7］。

2．4．4故障分析

故障分析包含對故障進行定位分析以及故障的影響區域分析。該系統依據網絡資源的拓撲關系，對邏輯光路、物理光纜以及電路的故障影響區域進行分析，通過確定故障所處的物理位置及邏輯位置，對故障進行定位、分析，分析出故障位置的上、下游將受到影響的光路、光纜以及其他通信資源，保存故障問題、成因及其處理解決信息，為通信網絡檢修部門提供精確實時的動態信息，為故障處理制定相應的應急預案和操作幫助。

2．4．5數據顯示

該系統不僅能將各類數據的處理過程進行顯示，還能把處理結果顯示在屏幕上。不同用戶可以根據各自需要，選擇想要觀察、顯示的對象和形式，對于各類圖形數據，用戶還可以放大或縮小顯示。除此之外，該系統還可以輸出全要素地圖、各類專題地圖以及各類統計圖、數據表等。

2．5系統的發展趨勢

基于因特網和客戶端采用相應的網絡協議，在因特網上運行工作的地理信息系統稱為網絡地理信息系統(WebGIS)。分布式的地理信息通過WebGIS可以向全世界范圍內的用戶實現共享。組件式GIS(ComGIS，即ComponentGIS)是GIS技術與組件技術結合的產物［5］。ComGIS不依賴于某一種開發語言，可以嵌入通用的開發環境(如VisualC++、VisualBasic、Delphi或VisualStudio等)中實現GIS功能，專業模塊可以通過以上開發環境來實現，還可以采用專業性的模塊分析控件。隨著ComGIS的發展和分布式對象Web(DistributedObjectWeb)技術的逐漸成熟，未來的GIS將是基于COM/ActiveX或是COBRA/Java分布式對象的WebGIS［8］。

3結語

通過開發基于GIS的電力通信網絡資源管理系統，對通信網絡資源可以實現全面、優質、高效的管理，優化網絡規劃設計，提升網絡運行效率，保障網絡通信順暢，降低通信網絡故障率。該系統與其它實時信息系統相聯的特點，使系統由滯后的靜態網絡資源管理變為實時動態的高效管理。除此之外，隨著智能電網技術的發展，通信網絡的規模也將隨之壯大、復雜程度也不斷增加，借助地理信息系統技術的高速發展，將GIS應用在通信網絡資源管理方面是發展的必然趨勢。該系統的開發及應用，為電力通信網絡資源的管理提供了一種方便快捷、優質高效的管理手段。

作者：姚雅悅 劉益良 余萍 李宗杰 單位：華北電力大學電氣與電子工程學院 國網冀北固安縣供電有限公司 北華航天工業學院建筑工程系

參考文獻:

［1］彭珍．基于GIS的光纜資源管理系統在電力通信網的應用［J］．中國電力，2011，44(8):68－70．

［2］程路明．談GIS系統在電力通信中的應用［J］．湖州師范學院學報，2010，32(6):285－288．

［3］陳海東，王仲東，尹平林．GeoStar組件式GIS技術在10kV配電網絡中的應用［J］．先進制造與管理，2006，25(11):32－33．

［4］李琦，張剛．基于GIS技術的電力通信網資源管理系統［J］．電力系統通信，2003，24(127):7－9．

［5］PENGZhen．ApplicationsofGIS-basedcableresourcemanagementsysteminpowercommunicationnetwork［J］．ElectricPower，2011，44(8):68－70．

［6］程路明，楊加榮，楊宏偉．GIS系統在電力通信中的應用［J］．湖州師范學院學報，2011，33(S1):302－305．

篇8

電力系統的計算任務繁重，實時性強，準確性高，對中心計算平臺的承載能力要求極高。現有的電力系統主要采用嵌入式測量工具，可拓展性差，信息集成分析能力弱，升級空間小，因而傳統落后的電力計算結構、技術需要進行創新研究。

通過提高電力系統的互聯程度與智能化操控，加強電力系統分析數據的可靠性，建立計算分析模型，保證電力信息的采集、合成、分析、抵御等功能發揮，針對電力可靠指標的靈敏度、有效性等環節作出合理規劃，以云計算作為嶄新電力計算平臺的計算模式，成為整合動態虛擬抽象的電力資源的服務工具。云計算是以互聯網覆蓋技術為支撐，綜合運用若干計算技術的統稱。它是指分布式處理、并行處理和網絡計算的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現，是基于網絡的超級計算模式。經由遠程操控有效地切換數據實用，協同區域網絡的共享資源，為每位用戶提供配套服務。

1　電力系統的云計算

電力云計算是根據國內電網管轄進行的仿真模型構制，各網絡都針對所轄區域內的電網建立了較為詳細的電力系統模型，而對相鄰電網的模型則在一定程度上進行簡化和等值，并在此系統模型的基礎上進行計算機仿真，為電力系統調度、運行、監控、保護、營銷提供重要依據。

1.1　電力云組成 本文由收集整理

由于電力具有分布自然、可靠性強、實時性高、生產、輸送、配置、使用同時完成的特點，因而電力系統的管理與控制的本質特征就是“分級管理、分層控制、分布處理”。根據電力系統的分布計算、集群應用的特征，構建云計算網絡的物理結構。

為保證電力系統的層次清晰、布局合理科學，以主云和子云的級別區分資源調度，優化電力系統的數據運行水平。如下圖所示，主云指電力系統終端整體結構，子云指各個節點資源分配，相互之間的數據切換是通過分級管理控制。

1.2　電力系統云體系結構

電力系統的云體系實質上是類似于金字塔結構形式，由基礎設施、服務平臺、應用程序組成。云體系按照層次劃分為高級訪問層、應用接口層、基礎管理層、物理儲存層，通過分層協同開發，能夠滿足各級電網的計算要求。

2　電力系統的云計算技術

針對傳統電網測量技術中存在的模糊、不完全覆蓋、損耗程度嚴重等問題，現行投入應用的智能化電網測量發展顯得更加靈活使用，特別是針對跨區域、跨平臺的電力數據計算，云計算具有高精度低損耗的特點，保證各級電網部門之間工作的協調性。

2.1　云計算的資源整合

電力系統是多用戶多節點復雜電力資源的集合體，這就要求電力云計算具備較強的自我組織能力、動態協同能力、資源共享能力，云計算可針對電力資源數據庫中存儲的數據，發出請求，進而接收反饋信息，調配云機制中的資源，加以整合。

2.2　云計算的資源調度

電力云計算需要就動態網絡環境中任務需求進行整理調度，　降低任務調配的重復率，簡化客戶需求　，均衡云計算中可利用資源量。電力云需要針對資源的分布形式及客戶的參考要求，進行有效的調度管理。由于對云資源進行了虛擬化，云內部任意終端可以像本地資源一樣訪問。在實際訪問中，采用云調度來實現對云資源的管理。系統根據動態得到信息對系統中的資源進行優先排序，從而在得到計算請求后可以很快訪問到云中可用的資源。

2.3　云計算的技術標準

云計算具有安全性高、可靠性高、協作性高、通用性高、計算能力強、服務范圍廣等特點，配合電力系統的運用要求。云計算技術還具備自身的技術標準，首先采用規范化的數據模型，以iec　cim國際標準為依據，穩態數據交換可采用e格式規范，暫態技術數據分析以綜合程序psasp的數據格式為準。電力云計算為電力系統規劃、調度、科研提供了強大的技術支撐與服務效率，節約電力系統的維護成本。

3　電力云計算的展望

國內關于電力系統的信息化建設仍然處在起步階段，各應用系統相互獨立運行，在系統內部形成了一個個信息孤島。重復處理交叉信息，容易造成系統數據庫信息的浪費與失效。因而在進行云計算技術拓展的同時，需要就云計算本身存在的問題進行有效地調節，對其未來發展進行積極的展望。

3.1　安全穩定

對于大規模電力系統而言，時域仿真的計算量很大，因此目前尚只能應用于離線分析。一方面在提高云計算控制協作效率，另一方面要保證云計算處理干擾問題的穩定性要求，特別是基于網絡隨機性的分析處理因素，更需要對電力處理中的穩定性和安全性進行保障。

3.2　調度監控

電力系統調度與監控的力度隨著分布式電源的增加呈現正比增強的要求，逐漸改變電力系統監理控制的集中式方式，通過云計算處理信息的能力實現大范圍的實時監控與調度。通過云計算，增強信息協作共享效果。

3.3　評估運行

相對于傳統的電力系統評估運行方式來說，存在評估效率低，運行成本高，制約信息可靠性分析。而基于網絡云計算的計算速度、實時性等功能能有效地解決計算瓶頸，達到評估的標準要求。

3.4　發展展望

云計算適用于電網公司、發電公司、市場投資監管企業等不同類型，為了促進信息共享與安全保障之間的協調性，必須在設計云計算平臺時，考慮計算數據吞吐量、負荷分配量、　廣闊度、精度等，統一規劃電力信息系統，解決云計算分析與控制能力。

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關鍵詞:動態網絡訪問控制 防泄漏 錯誤鑒別

DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.10.049

1 前言

網絡發展到現在,各部門或多或少都通過網絡辦公或交流。網絡的防泄漏隨著成為各部門重點關心的問題。傳統的網絡防泄露方法是在網絡的上層來負責(如應用層IDS)訪問控制和監控。并過于信任內部網的一些設備,從而極易造成復雜的和錯誤配置信息并導致不可靠的安全策略。

為了克服上述問題,人們開始提出各種方法來適應其需要。本文中介紹的自適應訪問控制方法(Adaptive Access Control, AAC)就是對當今網絡防泄漏的一種研究,利用AAC的自適應特點產生動態的、細力度的內部網訪問控制策略并自動的進行錯誤鑒別、分析,以達到有效地保護內部網絡設備的安全及整個網絡系統的安全。

2 AAC的相關研究背景

在介紹本文設計的動態訪問控制方法之前,先來看下內部網絡中的訪問控制和監控管理所遇到的問題和基于可編程交換機的訪問控制技術。

2.1 訪問控制和監控

內部網絡往往是大型的、異構的、和不可管的。網絡的管理者為了內網的安全常陷入人為復雜的管理問題中,同時也必須面對不同的網絡設備被攻擊或處于不安全狀態的情況。這種訪問控制和監控方式是低效的、和不靈活的。新的網絡訪問控制應該動態自適應的以減輕網絡管理者的管理負擔。

2.2 基于可編程交換機的訪問控制技術

該種技術利用可編程的交換機在交換機內部設置訪問控制規則,可以實現在OSI的低層有效地對數據流進行訪問控制、監控。目前使用的技術是一個管理架構:包括一個可編程的支持OpenFlow協議的交換機和一個中心控制器。利用OpenFlow協議在交換機中設置數據流表條目信息來管理訪問控制,同時在一個安全通道上,交換機和中心控制器通信來控制交換機的操作行為。

3 自適應訪問控制方法的設計

本文提到的AAC由一個策略規范框架、分布式網絡監控策略和一種基于可編程交換機的動態規范制定策略。

3.1策略規范框架

已有的訪問控制框架會為每個安全類分配一個網絡設備。因此AAC中的訪問控制是動態的,基于某個網絡設備的安全類和狀態,AAC允許網絡操作者制定不同的安全防漏功能。如當某個網絡設備進入不安全狀態時,AAC能夠基于某個定制好的高層的安全策略,去指導交換機處理內部網絡數據流。本文中重點介紹訪問控制框架的設計,而非策略語言制定。

相對于傳統的方法,AAC的策略規范框架提供了大量的更加細力度的訪問控制。在內部網中,屬于相同安全組的網絡設備屬于同一個虛擬局域網,在相同虛擬局域網中的數據流會接受相同的策略。另外,由于虛擬局域網的標識符只有12bits,一個網絡所能配置的虛擬局域網數目最多為212個。在一個網絡中運用AAC細力度的策略,不會有速度的影響。

3.2 分布式的網絡監控策略

AAC改變傳統基于網絡設備的安全防漏策略,由網絡本身檢測網絡安全任務。后文的實驗仿真表明,基于網絡流量的分布式分析推理能很好的完成主要的和基本的網絡管理任務。如處于不安全狀態的網絡設備、垃圾郵件過濾、網絡性能下降誘因檢測等。

AAC的分布式網絡監控策略流程:網絡單元轉發有關網絡流量信息的報告給專門進行信息分析和推理的中心服務器;中心服務器根據網絡流量報告進行分析和推理,如發現網絡信息泄漏相關的信息,則發送警告信息給系統。

傳統的監控系統也是基于各個主機的網絡行為、性能等進行推理并發起警告信息的。但是,傳統的監控系統遺漏了網絡設備之間的聯系行為的信息,而這些信息恰恰放映出大量不同類型的網絡安全問題。AAC通過分布式網絡監控策略可有效避免這些隱患,達到防御大量的網絡攻擊。

3.3 一種基于可編程交換機的動態規范制定策略

不同于傳統的內部網絡防漏系統完全弱化了對低層流量控制的監控,AAC允許交換機基于不同的輸入信息動態地映射客戶。警報系統為了控制流量,首先會發送信息給系統控制器,緊接著,通過標準的、基于OpenFlow的交換機接口系統控制器控制交換機的行為以控制流量。

通過分布式的推理的警告系統與可編程交換機的結合和通過可以處理系統中網絡設備狀態和安全類差別性流量的網絡設備,AAC實現了動態的訪問控制。相對于傳統的人工網絡配置方式常常會導致映射在一個虛擬局域網中的網絡設備數目過載,和導致大量的人工操作的干預,AAC能夠避免這些問題。

4 自適應訪問控制策略的錯誤鑒別和分析

框架由兩個相互連接的模型組成:鑒別模型和錯誤分析模型。通過一個高層策略規范語言,鑒別模型先對內部網絡的全局安全策略進行建模;接下來,從對應策略的分布式ACL執行中,抽取一個執行模型(MI);最后,利用精簡為boolean函數的策略模型(Mp)來鑒別ACL執行模型。并利用quaffle QBF解析器檢測如下公式是否滿足:

錯誤分析模型基于底層網絡拓撲分析一個正確的ACL執行(從鑒別模型中抽取的),并找到該ACL執行在滿足全局策略的情況下,能夠容忍的最大網絡鏈接數目。

一個策略規范語言,也就是ESPSL(Extended Security Policy Specification)被給出以用于對策略規范建模。利用一個完整有序的規則集,策略規則之間的沖突被去除。這個無沖突的策略規范表示規則模型Mp。執行模型MI 從網絡策略規范對應的分布式ACL執行中抽取。MI 包含一組分布在不同網絡接口的ACL規則。出于鑒別的目的,規則沖突和拓撲依賴信息從ACL規則中刪除。在鑒別過程中,Mp和 MI 被簡化為boolean模型。這要求規則部件和它們之間的關系被簡化為boolean函數。潛在訪問路徑可以通過一組謂詞邏輯來表示。

在boolean模型簡化之后,通過兩個模型的異或(也就是

),一個QSAT查詢被公式化表示,并符合QDIMACS CNF標準。最后,鑒別模塊利用quaffle QBF SAT解析器,解析QSAT查詢F的滿意度。QBF SAT解析器的輸出(SAT/UNSAT)表示對于全局安全策略執行的正確/不正確。對于給出的鑒別問題,SAT的結果提示ACL的執行與策略規范不相符。這樣,鑒別模塊可有助于系統去查找和修改ACL的執行。

錯誤分析模塊獲得一個正確的ACL執行模型(ACL規則在網絡接口中的正確分布)和底層網絡拓撲,并找到網絡允許的最大鏈接失效數目。錯誤分析模塊源于網絡拓撲的建模和用于網絡訪問圖形模型的ACL規則。根據考慮了與圖形邊界相聯系的“permit/deny”ACL規則的網絡服務,錯誤分析模塊從服務流圖形(service flow graphs, Gs)中產生。然后,模塊對每個服務流圖形,(Gs),找到可裁剪的最小邊數目Ts。最后,找到在當前網絡情況下,正確ACL執行所對應的錯誤容忍值min(Ts)。

安全策略執行的錯誤分析:

錯誤分析模型的一個前提是符合全局策略規范的正確的ALC執行。從鑒別模塊中可以獲得正確的ACL執行。首先,基于網絡訪問模型,網絡拓撲和對應正確的ACL執行的ACL規則分布被表示。網絡訪問模型被定義為一個三元組

N=

其中: D是一組有限的網絡設備。網絡設備D能分為兩類: DR表示一組有限的網絡路由器,DE表示網絡設備終端。

I表示網絡設備之間的有限網絡接口,對于每對網絡設備D1和D2之間的物理接口,都有一對通道,即I12= 和I21=。網絡接口I能分為兩類: IE 表示一組DR和DE之間的接口;IR DE表示DR之間的接口。

F表示分配給圖形的每個邊的一組有限ACL規則。

因為對于一條鏈接,ACL規則是雙向有效的,假設集合I對于每條鏈接,包含兩個成員,和;R是一組路由器和網絡區間;集合I包含路由器和網絡區間之間的接口連接。

基于網絡訪問模型(N=),服務流圖形被表示為Gs,其中,,且F(IS).action = “permit”。

只有服務訪問被允許的邊才能被加入到Gs中。通過從N 中刪除一些不合格的邊,產生Gs。這些被刪除的邊都與服務S的“deny”規則相聯系。為了保持Gs的連接性,未連接的節點(D的子集)會被刪除。

5 實驗

通過一個具體的校園網應用本文設計的AAC方法,AAC利用分布式的推理技術(如SNARE、BotMiner等)持續地進行網絡設備掃描,并在必要時候,進行隔離安全防疫。很好的解決了安全狀態的轉換和數據流的管理。相對于傳統的網絡訪問控制方法,校園的安全性和訪問速度得到了很大的提高,杜絕了校園內信息泄露和服務器信息惡意攥改的事情發生。

6 總結

本文提到的AAC網路信息防泄漏的設計方法,體現了“事前防范、事中控制、事后審計”的思想。從信息載體和信息流轉途徑進行防泄漏的整體考慮,在信息的整個生命周期進行有效的管理控制,杜絕信息泄漏的可能。

參考文獻:

[1] 徐瓊. 內網安全訪問控制中進程訪問控制的設計與實現.西安電子科技大學, 2008

[2] 封富君,李俊山.新型網絡環境下的訪問控制技術.軟件學報, 2007 (04)

[3] 郭瑋,茅兵,謝立.強制訪問控制MAC的設計及實現.計算機應用與軟件, 2004 (03)

[4] 王宇,吳忠望,盧昱.信息網絡安全控制.計算機工程與設計,2005 (12)

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關鍵詞：網絡安全 簡單網絡管理協議 設備管理 拓撲發現 網絡監控

隨著互聯網的迅猛發展，高校作為培養人才的基地，對網絡的要求越來越高，對在互聯網上查找信息、在BBS上發表言論、發送郵件、建立博客、瀏覽網頁、看網上視頻等寬帶要求越來越高，這就在設備的管理、網絡安全與網絡監控上向校園網絡管理人員提出了更高的要求。在這里，校園網絡管理人員至少需要考慮四大問題：一是確保網絡設備管理正常工作，過濾非法用戶使用網絡資源情況的出現；二是檢測系統漏洞預防病毒和網絡黑客攻擊；三是實時做好在線遠程控制設備控制；四是監控當前網絡使用狀況，實現網絡流量的合理配置。而這一系列問題的根本性措施是要設計出合理的校園網絡安全管理系統。

一、校園網網絡安全環境概述

網絡軟、硬件存在的安全漏洞會導致網絡系統遇到各種威脅，導致絡安全事件發生，因此為維護這個網絡系統，要利用其他手段來創造一個良好的網絡環境。本文認為應該建立一個網絡安全防護體系，該系統既包括先進的技術，還包括安全教育、法律約束和嚴格的管理。也就是說，當前制定的網絡技術安全包括網絡安全、物理安全和信息安全。

1、網絡安全

網絡安全是指主機、網絡運行安全、服務器安全、子網安全及局域網安全。網絡安全的實現需要內部網與網絡安全域之間的隔離、內外網之間的隔離、還要對計算機網絡進行審計和監控、及時檢測網絡安全，同時做好了網絡系統備份和網絡反病毒。

要實現網絡安全，在內、外部網間設置防火墻是最有效、最主要、最經濟的措施之一。內部網的不同網段之間的敏感性和受信任度不同，存在很大的差異，所以非常有必要在它們之間設置防火墻，從而限制局部網絡的不安全因素影響到全局，以實現內外網的隔離與訪問控制。對網絡系統可以運用網絡安全檢測工具進行定期安全性檢測和分析，及時發現并修正其存在的弱點和問題。從而運用反病毒環節對網絡目錄和文件設置訪問權等，對網絡服務器中的文件進行頻繁掃描和監控。在網絡系統人為失誤或硬件故障的情況下，或者在對網絡進行攻擊破壞數據完整性或入侵者非授權訪問時，備份系統文件可以起到很好的保護作用。

2、物理安全

通過設置裝置和應用程序等方式方法來保護計算機和存儲介質的安全稱為物理安全。一般有兩層含義：一是環境安全，通過設立電子監控，設立災難的預警、應急處理和恢復機制，將災難發生時的損失盡可能減小，保障區域環境安全。二是設備安全，主要是防線路截獲、抗電磁干擾及電源、防電磁信息輻射泄漏、防盜、防毀等設備的安全保護。三是媒體安全，主要是指媒體數據的安全，即防復制、防消磁、防丟失等，另外是媒體本身的安全，包括防盜、防毀、防霉等。

3、信息安全

管理和技術兩方面的安全統稱為網絡安全。信息安全重要體現主要表現在數據的機密性、可用性、完整性和抗否認性等，包括用戶口令鑒別，計算機病毒防治，數據存取權限，用戶存取權限控制，方式控制、安全問題跟蹤、安全審計和數據加密等。

二、網絡安全系統設計開發的出發點

針對不同的網絡管理人員，網絡安全管理系統憑借著能夠提供不同的服務的應用功能，可以讓使用者在方便使用網絡資源庫的時候達到良好的管理效果。其關系如圖1所示。

圖1：人機交互關系圖

現在很多校園網絡管理者都能夠做到嚴格管理高校校園網網絡線路、設備和用戶。在整個高校，網絡安全管理是網絡安全管理系統的核心環節。但從上圖可以看出，網絡的管理應不限于此，還應該對于其他廠商設備以及網絡業務的擴展與應用等方面也相應地采取有效措施。

三、網絡安全管理系統功能及分類

路由管理、網絡安全審計、用戶認證管理、網絡故障管理、網絡監控等是整個網絡安全管理的重要組成成分。

圖2：網絡安全管理系統基本功能

檢測潛在的網絡安全隱患、及時監控和發現系統中的病毒，并及時查殺可疑的外來入侵者，并及時發現管理以及網絡的訪問熱點上的薄弱環節。為幫助網絡管理人員及時采取現場措施，收集來自路由器的重要信息（如用UDP或TCP協議受到的攻擊）數據，確保相關網絡安全信息，保障校園網的信息完整性。

（1）路由安全管理

網絡管理員可以用圖形化界面顯示各路由器所在物理位置，察看路由器的端口運行情況，核實路由器的CPU占用率和網絡路由拓撲結構，還可以核對路由器的MAC地址及路由協議的性能優化等功能，做到實時地對路由器信息進行添加、刪除、修改等操作。對全校所有路由器進行遠程管理的功能。

(2)用戶認證管理

校園網要實行有效的用戶管理。上網用戶提交的用戶信息可以在安全系統系統上進行修改、刪除等操作；對用戶提交的信息，可以提交至上層進行審批；查看網絡管理中心對申請上網的審批結果；可在校范圍內上查看全網登記用戶信息申請，一一查看和打印審批過程中的審批記錄，有效得出審批結果。

（3）網絡監控

安全系統對校園網目前所有環節，包括路由器、服務器、交換機客戶端等進行監控，可以使網絡管理人員對整個網絡在圖形化的界面下一目了然，直觀地表示當前各環節如路由器、服務器等是否處于正常工作狀態，便于管理人員進行查閱、統計等工作，詳細地記錄下監控數據后存放至后臺數據庫中，便于對其進行信息方面的統計。

(4)網絡故障管理

借助網絡安全系統，網絡中心管理人員可對用戶提交的信息進行及時處理，比如提供給用戶便捷查看學校網絡中心對各種申請的審批結和報修的新增網絡點的功能，修改、刪除網絡配置等各種申請，調整并反饋給用戶。

運用網絡安全系統，一旦發生網絡故障，網絡管理人員可啟動快速自動響應功能，實時鑒別和判斷故障發生的原因，從而將網絡故障時間或影響校園網的網絡問題降低到最小程度。

四、校園網絡安全體系的設計原則與任務

按照“統一規劃，分步實施”的原則，在建設網絡系統初期應著重考慮到安全性問題，同時要建立一個基礎的安全防護體系，再根據應用的變化，補充上防護體系并進一步增強。

（一）校園網絡安全體系的設計原則

設計網絡安全體系時應根據網絡安全性設計的要求，遵循可行性原則、多重保護原則、安全性原則、動態化原則、可承擔性原則等原則。

一是可行性原則：校園網用戶設計網絡安全體系不能純粹地從理論角度考慮，更應該考慮到設計網絡安全體系的目的是指導實施，設計方案在實施中需要切實可行。如果僅僅是為了追求理論上的完美以至于無法實施，那么網絡安全體系本身就毫無實際價值。

二是多重保護原則：在硬件上采取冗余、備份等技術多角度保護系統。因為任何安全措施都不能保證絕對安全，所以要建立一個多重保護系統，當一層保護被攻破時，其他層仍可保護信息安全。

三是安全性原則：安全性成為首要目標。原因在于設計網絡安全體系的最終目的是保障信息與網絡系統的安全。構建網絡安全體系的目的是保證系統的正常運行，需要進行權衡網絡安全是否影響系統的正常運行，必須選擇在安全和性能之間合適的平衡點。網絡安全體系包含一些硬件和軟件，它們會占用網絡系統的一些資源。因此，在設計網絡安全體系時必須考慮系統資源的開銷，要求安全防護系統本身不能妨礙網絡系統的正常運轉。

四是動態化原則：安全防護隨著用戶的增加、網絡技術的快速發展也需要不斷地發展，所以制定安全措施要盡可能引入更多的可變因素，使之具有良好的擴展性。

五是可承擔性原則：考慮校園本身運行特點和實際承受能力，要切實可行，沒有必要按電信級、銀行級標準設計。

（二）校園網絡安全體系設計的任務

校園網絡安全體系設計的根本任務是為了讓高校網絡管理人員掌握各種網絡安全技術。具體在管理校園網中提供如下服務：

（1）為校園網用戶和網絡管理者之間提供一個動態網絡交流系統，同時，提供對用戶的管理功能，對用戶的網絡運行狀況進行動態判斷，并為將來創造用戶自主服務知識庫提供基本條件。

（2）建立能夠存放與網絡信息相關的各種數據，較為規范的網絡安全信息庫。

（3）全面管理網絡路由設置、網絡流量控制、用戶防火墻設置、系統漏洞、網絡版殺毒軟件安裝及工作情況等信息，并對網絡網絡故障響應、用戶報修登記等業務提供實時在線服務。

五、結束語

為了控制好一個復雜的計算機網絡并運行好其全過程，保證其效率，需要把高校校園網的安全作為一個龐大的系統工程來對待，需要全方位防范。因此，一定要在技術上和管理上強化基礎工作。從而達到一個好的網絡安全管理系統，即達到網絡可靠、安全和高效運行的目的，從而對對各種網絡設備及其軟件資源進行有效的監視、解釋和控制。

參考文獻:

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