远程通信研究论文

2022-04-16

摘要:在这个信息化高速发展的时代,网络通信技术已经得到了广泛的应用,为我国当前社会的发展提供了极大的便利。近年来,我国远程通信技术不断发展,远程通信对我国社会的稳定有着积极地作用,如何保障远程通信的可靠性已成为当代网络信息化技术发展的重要内容。本文基于远程通信的网络安全协议进行了相关的分析。今天小编为大家推荐《远程通信研究论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

远程通信研究论文 篇1:

谈远程通信技术的研究

在Internet飞速发展和广泛普及的今天,信息传输从两方面加强力度:一是多媒体化;二是实时化。在此基础上,高保真准动态图像采集、压缩和远程传输技术成为许多先进国家计算机领域的重要研究课题。

一、系统总体结构

在物理上,本系统分为发送站点和接收站点两部分。在逻辑上,本系统分为图像采集、压缩和传输子系统、性能控制子系统。整个系统包含如下六个独立的功能模块。

(1)图像采集、压缩和传输子系统 图像采集模块,发送站点从摄像机读原始视频流,按一定的格式存储为视频数据。

图像压缩模块,发送站点将视频数据压缩,为网络传输作准备。

视频传输模块,利用RTP和UDP协议将压缩后的视频数据发送到远程站点。

视频解压缩模块,接收站点将接收到的压缩数据用解压缩算法还原成视频数据。

(2)性能控制子系统 客户/服务器同步模块,使发送站点和远程接收站点在视频格式和设置方面保持一致。

自适应模块,在信道传输率较差时,能自动启动自适应功能,使系统的视频传输适应复杂的网络情况。

二、系统设计中的关键技术和优化策略

1、视频采集技术分析和选择 为了实时视频采集,需要安装相应的视频采集设备。即视频采集卡和摄像头等。并需要安装相应的驱动软件来支持这些设备的运行。

操作系统提供了VFW(Video for Windows SDK)。VFW包含了大量与视频采集有关的编程接口。这些编程接口通过操作系统提供的VFW-to-WDM Voide Capture Mapper调用设备驱动程序中的相关例程,为系统的图像采集提供了底层接口编程基础。

VFW提供了两种视频采集模式:Preview(简称P模式)和Overlay(简称O模式)。笔者在系统设计中通过实验和测试比较了这两种模式。

P模式占用较多的系统资源。在这种模式中,硬件将采集的视频帧传送到系统内存中,然后在视频采集窗口用Windows GDI函数进行显示;而O模式下,视频采集子系统直接通过硬件方法显示视频,相对来说节省内存,且速度较快。

O模式稳定性较好,但也要求电源性能较好。在直流电源性能较好情况下,采用Overlay模式进行视频采集。

实际运行过程表明,上述分析是正确的。本系统设计中采用了Overlay模式。这一选择对稳定性起到了较好的优化作用。

2、视频压缩、解压缩技术的优先和优化 针对视频应用中可能遇到的各种情况,本系统的压缩、解压缩模块设计采用三种压缩方案,使用时可以从中选择一种,以适应不同环境和不同需求。

一是国际通用的高压缩进比方案H.263,该方案压缩比高,但图像质量较差,适用于网络传输性能较差的情况,该方案大体符合现场图像的处理要求。二是图像压缩质量最好、算法最先进的MPEG-4方案,该方案图像质量好,便压缩比较低,适用于网络传输性能良好的情况。三是在H.263的基础上作为较大幅度修改和优化的TH.263方案,该方案在压缩比与H.263相近的情况下,图像质量有明显改善。

图像解压缩与压缩过程正好相反,即先将压缩的函数数据作行程解码和哈夫曼解码,然后进行反量化,并据此进行IDCT变换。如果此帧是关键帖,,则直接将这个宏块重组即得出还原后的图像;否则,根据运行矢量将各宏块的数据与上一帧进行组合才得出不定期原后的图像。由于解压缩不需要分析图像和网络的情况,也不需要考虑压缩比和压缩质量,只是简单地将图像还原,所以程序比较简单。

通过分析和测试表明,格式转换、对关键帧和非关键帧离散余弦变换DCT、对非关键帧的帧间压缩是最重要最耗时的环节。为此,在设计中对这些环节进行了优化。

优化方案的思想是:通过传输模块反馈回来的信息,得知当前网络的传输速率,以此来调整压缩算法的各个参数,即压缩质量、每秒帧数等,获得当前最好的帧率和质量。

具体从两方面实施:一是对帧内压缩方法进行优化;二是对帧间压缩方法进行优化。

对帧内压缩方法的优化主要通过改变压缩质量的参数来调节图像质量和压缩比。

3、用UDP和RTP实现图像传输并进行实时优化 视频图像的实时传输有如下特征:

数据量大,尤其是高保真活动图像的数据量更大,从而带宽要求高;实时性要求高。

上述特点使视频图像传输对传输环境提出很高的要求。但另一方面,图像数据包在少量丢失情况下不影响还原质量。为此,采用建立在UDP基础上的实时传输协议RTP。

用UDP协议进行数据传输的优点是不需要建立连接,传输速度快。缺点是容易丢失数据包,而且数据包的顺序容易混乱。

本设计中,对实时可靠性进行了优化,具体程序设计中,采用了如下策略:

建立一条以UDP作为传输协议的数据通路,在传输时把压缩过的视频流打包,打包时考虑到两个因素:第一,某些压缩的关键帧会很大;第二,关键帧与非关键帧数据量相差很远。这两个因素可能导致数据包乱序,为此,不能简单地将视频帧作为打包单位,而是将数据流划分成等量的小包,并在包头标上序号进行顺序传输。

4、视频传输中的自适应技术 由于网络带宽有限且随机变化,因此视频传输的实时性会受到严重影响,甚至会使接收到的视频出现不连续或停顿现象。为此,在系统设计中,引入了视频传输的自适应机制。具体实现的,系统一边传输一边检测网络状态,并据此调整发送策略以适应网络变化。图2表示了在远程控制系统中加入自适应机制后的结构。

自适应机制由检测模块、反馈模块和决策模块组成。发送端将视频图像压缩后,打成RTP数据包,然后用RTP协议发送。发送站点的自适应检测模块检测并记录有关的发送信息,包括传输率、字节数等。接收站点通过自适应反馈模块检测有关的信息,并将其发送到接收站点的检测模块。后者将发送和接收时的信息相比较,再将比较结果传送到自适应决策模块。为了尽可能节省信息量,接收端自适应反馈模块向发送端检测模块只发送一个信息包序列号。这样后者可计算出信息包的传输时间,并在多次检测基础上得到带宽平均评估值。发送端再根据评估值改变视频采集频率和压缩比,调整视频数据量,从而实现自适应功能。

5、发送和接收的同步技术 本系统采用Client/Server结构。在这种结构中,只有Client端才能连接请求建立连接,而且一个Client端可与多个Server建立连接。因此,将接收站点作为Client,发送站点作为Server。当接收站点需要得到远端的视频图像时,便发出连接请求。这种方式适用于系统视频采集站点处于恶劣环境中无人看管的情况。

Server端采集视频数据并进行压缩后,发送给Client,Client将数据解压缩后显示视频图像。系统设计中,为了适应不同的网络环境和图像要求,对视频质量配置了双向调节功能。即一方面,视频采集站点可直接调节图像质量,另一方面接收站点也可以调节采集站点的图像采集和压缩参数,从而是调节图像质量。

具体实现时,设计了一个用8字节表示的comp_config_packet结构;当在Server端或Client端拖动控制面板上的滚动条时,将改变后的各项数据填充到comp_config_packet结构中,并将此结构发送到Client端或Server端;当Client端或Server端接收到该数据结构后,立即据此改变对应控制面板中的各项数据,并在控制面板上作相应显示。

作者:哈 玮

远程通信研究论文 篇2:

基于远程通信的网络安全协议的研究

摘 要:在这个信息化高速发展的时代,网络通信技术已经得到了广泛的应用,为我国当前社会的发展提供了极大的便利。近年来,我国远程通信技术不断发展,远程通信对我国社会的稳定有着积极地作用,如何保障远程通信的可靠性已成为当代网络信息化技术发展的重要内容。本文基于远程通信的网络安全协议进行了相关的分析。

关键词:远程通信;网络安全协议

在这个网络高速发展的时代,人们利用网络来进行各种动作的完成,节省了人们的时间,丰富了人们的生活。随着网络的广泛应用,网络服务面临着巨大挑战。越来越多的人使用网络必然会使得网络性能上出现问题,在这个快捷的社会当中,人们对网络的需求日益剧增,满足人们日益增长的物质文化需求是当代网络发展的重要内容。远程通信作为当代社会发展中的一部分,其在我过当前社会领域中已得到了广泛的应用。为了促进我国社会的健康发展,就远程通信而言,要想保障远程通信网络的可靠性、稳定相,就必须运用到网络安全协议。

1 远程通信网络安全协议的重要性

远程通信是指,在连接的系统间,通过使用模拟或数字信号调制技术进行的声音、数据、传真、图象、音频、视频和其它信息的电子传输。随着Internet的发展,远程通信已经逐渐成为人们进行社会活动的新方式。远程通信在人们的生活当中扮演着不可替代的角色。在远程通信快速发展的时代,其安全问题也变得越来越突出,如何建立一个安全、便捷的电子商务应用环境,对信息提供足够的保护,已经成为商家和用户都十分关心的话题。远程通信是与现代计算机网络精密结合的,而网络是一般双刃剑,它在带给人们便利的同时,也使得用户面临着严重的网络安全问题。在这个网络快速发展的时代,人们利用网络来进行攻击、窃取信息、篡改信息,针对远程通信而言,如果其网络系统中缺乏必要的网络安全协议,那么攻击者就可以接入网络,对网络中的信息进行修改,掌握网上的机要信息,甚至可以潜入网络内部,造成严重的后果[1]。一旦远程通信被错误信号干扰,或是遭到破坏时,就会引起不必要的财产损失和人员伤亡。而网络安全协议通过一定的协议来实现用彼此的信息交流,在这一过程中,协议具有较强的防盗、防窃听功能,可以有效的保障通信性能的稳定性。

2 远程通信的网络安全协议

随着网络时代的发展,网络的使用越来越频繁,面对日益暴涨的网络业务,提高网络服务的效率和互通性已经显得尤为重要。在远程通信网络数据链路中,针对网络通信性能的发展需求,其网络协议必须保障网络效率,提高网络互通性能。

2.1 SSL协议

SSL(安全套接字层协议)位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间,为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为两层:SSL记录协议(SSL Record Protocol),这个协议用于交换应用层数据。应用程序消息被分割成可管理的数据块,还可以压缩,并应用一个MAC(消息认证代码);然后结果被加密并传输。接受方接受数据并对它解密,校验MAC,解压缩并重新组合它,并把结果提交给应用程序协议。它建立在可靠的传输协议(如TCP)之上,为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持[2]。SSL握手协议(SSL Handshake Protocol),它建立在SSL记录协议之上,用于在实际的数据传输开始前,通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。

2.2 TLS

数据传输层协议(TLS)是为了满足宽带网络用书对信息的需求,以高服务水平来满足人们的需要。它是用于在两个通信应用程序之间提供保密性和数据完整性。因此数据传输层的协议可以根据宽带数据链网络的需求进行设计。为了提高网络传输信息的效率,可采用专用的传输层协议来实现,如UDP和TCP等协议,这种协议有效的保障了网络的互通性,提高了网络的效能。

2.3 IPSEC

IPSec是安全联网的长期方向。它通过端对端的安全性来提供主动的保护以防止专用网络与Internet的攻击。IPSEC以IP Packet为单位对信息进行暗号化的方式,来对传输途中的信息包进行加密或者防止遭到篡改的一种协议(Protocol)。是保护IP协议安全通信的标准,它主要对IP协议分组进行加密和认证。在通信中,只有发送方和接收方才是唯一必须了解IPSec保护的计算机。在Windows XP和Windows Server 2003家族中,IPSec提供了一种能力,以保护工作组、局域网计算机、域客户端和服务器、分支机构(物理上为远程机构)、Extranet以及漫游客户端之间的通信[3]。

3 结语

在当今网络飞速发展的时代里,远程通信的网络安全不仅关系到通信用户的利益更关系到电信企业的发展。一台计算机只有在遵守网络协议的前提下,才能在网络上与其他计算机进行正常的通信,网络安全协议网络通信中的作用是无法替代的。我国远程通信行业要想在这个网络化飞速发展的时代里巩固自己的地位,就必须根据现代网络发展的要求,以网络性能和网络效益为出发点,不断规范网络协议,确保网络协议标准化,确保网络通信安全,从而满足网络用户的需求。

[参考文献]

[1]张峤.基于远程通信的网络安全协议的研究[D].太原科技大学.2013.

[2]曹利峰.面向多级安全的网络安全通信模型及其关键技术研究[D].解放军信息工程大学.2013.

[3]朱鹏.基于TCP/IP协议的工业控制网络远程数据通信网关的安全技术研究[D].昆明理工大学.2013.

作者:王京

远程通信研究论文 篇3:

Java远程通信及应用

摘要:就目前的远程通信领域发展方面而言,Java技术及其应用相对较为广泛,并且在实际应用当中效果显著。为此,本文首先对Java远程通信进行了简要介绍,并对Java技术的实际应用和相关远程通信平台建设方面都进行了详细的探讨,以期促进Java技术在远程通信领域中更好应用。

关键词:Java技术;远程通信;平台设计

如今,随着信息技术的不断发展,远程通信技术在各行各业都得到了广泛的应用。所谓远程通信技术,就是通过数字化处理,将相应的声音、图片、视频或文字等转换为数据的形式,再加以传递,就实现了相关信息的远程传输。当前,在远程通信领域,Java远程通信是应用最广的方式之一,通过Java技术,能够建立多种远程通信方式,以适应不同的工作场景。

1.Java远程通信概述

Java远程通信基于Java语言实现,相较于传统的C语言,Java语言的简洁性和可移植性更好,安全性也更高,在互联网中有着相当广泛的应用。就应用层面而言,Java远程通信的主要过程是,当接收到客户端的请求时,远程服务端对此进行处理,最后向客户端输出反馈,以此完成远程通信。该远程通信过程主要基于应用级协议和传输协议加以实现。

2.Java远程通信技术的实际应用

2.1线程创建与应用

线程的创建分为继承和新建两种方法,分别针对THREAD和RUNNABLE两类对象进行。如需要继承其他的类似线程,则必须先建立RUNNABLE接口[1]。

2.2多线程的同步运行

计算机网络应用中多线程的情况颇为常见,为了防止出现死锁问题,必须在处理线程的基础上确保这些线程能够同步运行,同时这也是确保通信及时高效的关键。在实际应用中,Java技术会通过数种方式对线程进行处理,如遇到当前线程已经调用SUSPEND()时,则将此线程自动调整为阻塞状态,直到该线程被其他线程调用,才会转为运行状态。

2.3SOCKET通讯机制及其通信方式

为了提供远程通信的初始编程界面,通常应用TCP/IP协议,该协议主要包括传输层、物理层和网络层三个层级,其在现代通信网络中应用广泛。而对于网络中的一些应用程序而言,其初始编程界面则主要为CLIENT/SERVER模型,该模型以三元组的形式来完成其标识进程。概括来看,SOCKET通讯机制主要由协议名称、本地址名称及端口号码、远程地址名称和端口号码等结构组成。其主要描述形式则为ASSOCIATION相关内容,由两个协议半相关来实现。在SOCKET通讯机制的运行方面,其一致性和准确性都很高,能够生成专门的SOCKET号,实现对网络进程的精准定位,进而实现对网络进程的准确描述。整体来看,SOCKET通讯机制的关键点在于通过ASSOCIATION相关内容来建立客户端和服务端之间的通信描述形式。

SOCKET通讯机制包括有关联通讯和无关联通讯两种形式,有关联通讯是构建通信双方的通讯链路,来提供高效率和可靠的字节流服务。这种形式下的通信使用临时搭建的通信进程,通信结束后通讯链路也随之关闭。与此不同的是,无关联通讯的系统开销更低,但所提供的远程通信服务的质量也相对较差。对此,在实际的远程通信中,需要结合实际需要来选择性价比最高的通信方式。

3.Java远程通信平台及其安全建设

3.1安全监测部分的设计

安全监测部分主要包括数据处理和数据采集两个模块,通过Java技术的支持,这两个模块就能夠顺利运行。但在实际的设计工作中,其数据传输稳定性问题仍需要进一步解决。以往的通信平台在设计中往往忽略了这一问题,而侧重于数据传输速度,对此,在安全监测部分的设计中,其首要任务是明确设计目的。为确保数据能够安全进行传输,就要做好数据的监测和采集,同时,数据处理模块主要承担的任务是对测量数据的安全性进行检查,并对通信数据进行解析,确保对网络通信数据有效保护。

整体来看,利用Java技术设计的远程通信平台应当包括以下几方面的内容:计算机终端遗留地址的搜索数据包、构成信息访问请求数据包、平台处理或发送请求的数据包。

3.2服务器和客户机的设计

服务器和客户机部分同样使用Java技术进行设计,其主要工作原理是,将电信号转换为逻辑信号以进行信息传输。为了实现信号的快速传输,则需要使用脉冲运用介质来进行。这一过程通过Java技术写串口操作,来利用数据包中的CommPort来定义电子信息流,以实现信号转换和传输[2]。

具体来看,首先要使用平台服务器进行串口数据监听器的注册,确保Java读串口的实现,并将捕获到的数据进行整理,形成有效数据列,方便进行数据的读取操作。当远程信息平台进行数据监测过程中出现安全问题,则可将其设置在警告页面中加以显示,确保及时提醒用户终止访问行为,避免不必要的财产损失。

Java远程通信技术的应用,对于提升生产生活的便利化水平有着重要作用,但由此也难免会有一些不法分子对数据信息进行盗取或破坏。这就需要远程通信系统中的服务器与客户机能够完美连接,以做好数据保护工作。数据保护的重要途径就是做好软件设计和选取,为此,可通过相应的软件来简化信息传输环节,在数据传输前,先压缩数据,确保数据更容易传输。同时设置好警告方式,以提高用户的注意力。

一些研究人员对这种远程通信方式进行了测试,测试结果表名,这种方式对于数据传输中的问题识别程度更高,同时响应时间减少了30%以上,显然,这种远程通信平台及方法具有更高的应用价值。

4.结束语

通过对Java远程通信技术的有效应用,就能够实现不同设备之间的顺利连接和远程通信,当然,这种通信技术的安全问题也值得重视。对此,应当设计相应的安全防范措施,在确保提高传输效率的基础上,有效保证数据信息远程传输的完整性与安全性,确保Java远程通信得到更好应用。

参考文献:

[1]张光平.Java多线程的分析[J].科技风,2018,(1)71.

[2]元尼东珠.基于Java技术的多媒体远程信息平台构建[J].电子元器件与信息技术,2018,(8):29-31.

作者:王飞 谌骅

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