防火墙技术探究论文范文第1篇
关键字:计算机;防火墙;功能;原理
本文著录格式:[1] 孙明美.防火墙技术研究[J].软件,2013,34(7):119-120
0 引言
信息化时代,们越来越注重放置于网络之上的资料或者是在网络上进行的交易等信息安全。计算机犯罪的危害性已经超过了传统犯罪,犯罪人员通过网络漏洞或缺陷,应用计算机技术,对网络及各种电子数据、资料等信息发动进攻,进行破坏。网络系统每天都在遭受着各种攻击,网络信息安全现状不容乐观。
1 防火墙基本概念
所谓“防火墙”,是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的方法,它是一种计算机硬件和软件的结合。防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成。常见的网络攻击有三种:拒绝服务攻击、侵入攻击、信息盗窃攻击。拒绝服务攻击通常都是针对某个特定的系统或网络而故意实施的恶意攻击行为。侵入攻击是最经常遭受到的攻击方式,它会使攻击者窃取到你系统的访问权并盗用你的计算机资源。信息盗窃攻击是指攻击者从目标系统里偷走数据的情形。
2 防火墙防范措施
基本的防火墙防御。我们可以通过包过滤型和应用代理型等防火墙技术防御SYNFlood 攻击。应用代理防火墙位于客户端与服务器端中间,所以充当代理角色。这样客户端要与服务器端建立一个TCP 连接,就必须先与防火墙进行三次TCP 握手,当客户端和防火墙的三次握手成功之后,再由防火墙与服务器端进行TCP 三次握手,完成后即可成功建立一个TCP 连接。所有的报文都通过防火墙转发,而且如果客户端未同防火墙建立起TCP 连接就无法同服务器端建立连接。
特殊的防火墙防御。针对SYN Flood 攻击,防火墙通常有三种防护方式。 (1) SYN 网关。防火墙在收到客户端的SYN包时,直接转发给服务器,防火墙在收到服务器的SYN + ACK包后,一方面将SYN + ACK 包转发给客户端,另一方面以客户端的名义给服务器回送一个ACK 包,完成一个完整的TCP 三次握手,让服务器端由半连接状态进入连接状态。当客户端真正的ACK 包到达时,如果ACK 包里有数据则转发给服务器,否则丢弃该包。(2)被动式SYN 网关。防火墙负责转发客户端发往服务器的SYN 包,以及服务器发往客户端的SYN + ACK 包和客户端发往服务器的ACK 包.如果客户端在防火墙计时器到期时还没发送ACK 包,防火墙即往服务器发送RST包,以使服务器从队列中删去该半连接。(3) SYN 中继。防火墙在收到客户端的SYN 包后,并不向服务器转发信息而是记录该状态信息,然后主动给客户端回送SYN + ACK 包。如果收到客户端的ACK包,表明是正常访问,由防火墙向服务器发送SYN 包并完成在三次握手。
3 防火墙实现的关键技术
3.1包过滤(Paket Filter)技术。通过检查数据流中的每个数据包,根据数据包的源IP地址、目的IP地址、TCP/UDP源端口、TCP/UDP目的端口、TCP链路状态等因素或它们的组合来确定是否允许数据包通过。只有满足过滤逻辑的数据包才被转发至相应的目的地出口端。其余数据包则被从数据流中删除。包过滤技术的实现方式相当简单,但包过滤防火墙是在网络层上工作的一种技术,因而对位于网络更高协议层的信息无理解能力,使得它对通过网络应用层协议实现的安全威胁无防范能力。
3.2应用网关(Application Gateway)。应用网关针对特别的网络应用服务协议指定数据过滤逻辑,并可根据在按应用协议指定的数据过滤逻辑进行过滤的同时对数据包分析的结果及采取的措施进行登录和统计,形成报告。
3.3代理服务(Proxy Service)。它是针对数据包过滤和应用网关技术存在的缺点而引入的防火墙技术。其特点是将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段,防火墙内外计算机系统间的应用层联系由两个终止于代理服务器上的链接来实现。外部计算机的网络链路只能到达代理服务器,由此实现了防火墙内外计算机系统的隔离,代理服务器在此等效于一个网络传输层上的数据转发器的功能。它可以将被保护网络的内部结构屏蔽起来,显著增强了网络的安全性能,同时代理服务器也对过往的数据包进行分析、记录,并可形成报告。当发现被攻击迹象时会向网络管理员发出警报,并保留攻击痕迹。
参考文献
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防火墙技术探究论文范文第2篇
摘要:在互联网高速发展的今天,网络的安全使用已成为企业信息化管理和正常发展的重要保证。本文基于下一代防火墙技术,对企业网络安全的设计与实现进行研究,首先介绍研究的背景及意义;然后传统防火墙的缺陷;接着对下一代防火墙进行特性分析并进行了安全策略研究及方案部署。
关键词:下一代防火墙 网络安全 安全策略
一、 论文综述
(一)背景
随着互联网发展,企业加大了信息化的建设投入,以此提高企业的竞争力。企业的网络规模越来越大,网上业务越来越重要,网络的安全问题也越来越突出。
传统防火墙是保障企业网络安全的重要手段,也是目前应用最广的安全产品。防火墙通过硬件或软件形式,控制企业与外部网络的信息传输,根据用户需求,制定不同的安全策略,有效针对外部网络对企业内部网络的非法访问,防止企业内部资料遭到窃取。防火墙也可以控制企业内部网络对外部网络的访问,防止员工进行不安全的网络活动。
(二)传统防火墙的缺陷
传统防火墙用以下几种方式进行报文过滤:
(1) 防火墙以端口作为依据控制报文的访问。根据报文的协议、源端口、目的端口来判断网络服务。例如防火墙收到80端口的TCP报文,判断为HTTP服务。
(2)防火墙以IP地址作为依据,控制报文的访问。
(3)防火墙以五元组作为依据,定义一条网络流。防火墙通过源IP、目的IP、源端口、目的端口、报文协议共五项数据来划分网络流。同一条网络流的所有报文的安全性是一致的。防火墙只对一条网络流的首个报文进行合法性检查,首个报文通过后,建立会话,后续的报文通过会话进行转发,无需重复检查,提高转发效率。
随着网络发展,传统的防火墙已经无法满足新的安全需求,无法良好的应对基于应用协议的攻击。
在新的网络应用中出现了各种P2P软件,通过非知名端口或随机端口进行通信。传统防火墙通过端口识别的方式无法有效识别非法程序。
传统防火墙以五元组作为依据定义一条网络流安全性的方式虽然效率高,但是却缺少对流量持续的安全防护,攻击者可以在一次正常的访问中植入木马与病毒。
VPN技术在企业中的应用十分广泛,但传统防火墙无法检测加密后的报文,容易被加密后的数据绕过,是一个很大的安全隐患。
二、下一代防火墙
(一) 下一代防火墙简介
由于以被动防御为主的传统防火墙,无法良好应对基于应用协议的攻击,所以已经无法满足企业新的网络安全需求。企业在发展信息化的过程中,需要网络的稳定运行,又需要对业务流量有足够的控制能力,于是就出现了以主动防御为主的新产品——下一代防火墙(Next Generation Firewall,简称NGFW)。NGFW在传统五元组上加入了应用和用户,以七元组作为依据,为企业制定安全策略。NGFW具备传统防火墙功能的同时融合了入侵防御系统的能力,通过全新的高性能引擎技术,提供了应用内容识别能力。
(二) 下一代防火墻特性分析
NGFW提供了两种先进的机制完善了应用层和内容识别的安全防护能力:
(1)一次扫描,对报文进行一次扫描,通过全新的高性能引擎,提取报文数据,智能识别出流量的应用类型、报文的内容、存在的网络威胁。
(2)实时检测,通过全新的高性能引擎,实时检测流量传输过程中的报文,实时阻拦不安全报文,持续保障网络安全。
三、基于下一代防火墙的企业网络安全方案
(一)迁移注意事项
企业目前使用的安全方案是传统防火墙、入侵检测设备、防病毒设备等多种安全产品的组合。由于现有的设备部署了大量的安全策略,所以在现有的环境直接将安全产品替换为下一代防火墙会对企业的网络服务造成很大的影响,一旦出现差错,会造成企业出现不可逆的损失。所以在迁移过程中,我们一定要注意以下事项:
(1)注意产品的兼容性。最好选购与原有防火墙同一厂家的新设备。防止设备不兼容造成网络的不稳定。同时网络管理员熟悉同一厂商的配置命令,迁移服务时的效率更高。
(2)逐步迁移,减少影响。不可以一次性将全部服务转移到新设备上,逐步迁移能控制风险,降低出错的概率,减少出错造成的损失。
(二)部署方案
1部署在三层的初始化配置
这种场景下的下一代防火墙工作在网络层(如下图1),作为网络层的网关,实现内部网络与外部网络的安全防护。需要对NGFW进行以下初始化配置:
(1)在NGFW上运行原有网关设备上有关于网络层协议的全部配置,例如IP地址的配置、路由协议的配置,尽量避免修改周边连接设备,影响整个网络拓扑。
(2)配置NAT,进行内网地址与外网地址的转换,保证内外网互通的同时,可以将内网地址隐藏,起到安全防护作用。
2部署在二层的初始化配置
这种场景下的下一代防火墙工作在数据链路层(如下图2),以透明网桥的方式加入网络,无需改变网络拓扑,基于MAC地址对流量进行控制。需要对NGFW进行以下初始化配置:
(1)配置二层接口为Trunk模式,允许VLAN100与VLAN200的流量。
(2)预留接口与三层连接,用作管理口,保证管理员可以登录设备进行后期的升级维护。为三层接口创建VLAN子接口,分别加入VLAN100、VLAN200。
3 安全策略
(1)双机热备,两台防火墙互相备份,在一台防火墙出现问题后,另一台防火墙自动接替工作,保证网络正常运行,提高网络可靠性。
(2)防病毒功能,防止内网用户下载病毒文件、外网用户上传病毒文件到企业内网。
(3)入侵防御功能,检测外网入侵行为则阻断连接,内网用户访问外网恶意网页则阻断连接。
四、 总结
下一代防火墙用一台设备集成了防火墙、IPS等多种安全功能,降低了企业维护安全设备的难度,降低了企业网络安全的维护成本,并能有效应对传统防火墙无法解决的问题。使用下一代防火墙,制定有效的安全策略,提升企业网络安全水平,能有效保障企业利益不受侵害。
参考文献:
[1]喻晓. 企业网络的优化与安全[J]. 信息网络安全, 2010(9):46-47.
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[3]梅梦. 以防火墙技术为核心的网络安全架构[J]. 硅谷, 2013, 000(006):47-47.
作者简介:
廖伟国,男 ,工程硕士,华南农业大学珠江学院,讲师,主要研究方向:计算机网络、计算机科学与技术。
项目名称:广东省高等教育教学研究和改革项目《“移动互联网+”环境下的微信公众平台在高校课程教学中的应用探索与实践》
防火墙技术探究论文范文第3篇
摘要:本文介绍了数据加密技术的基本概念,分析了现有的两种密码体制:对称密钥加密体制和公开密钥加密体制,介绍了两种加密体制下常用的几种数据加密算法,并对不同的数据加密算法进行比较。
关键词:数据加密 传统密钥体制 公开密钥体制 RSA算法 椭圆曲线 背包加密算法
1 引言
数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理,使其成为不可读的一段代码,通常称为“密文”。其只能在输入相应的密钥之后才能显示出来内容,通过这样的途径来达到保护数据不被非法人窃取、阅读的目的。
2 两种加密体制的概述
2.1 对称密钥加密体制
对称式加密体制是指加密和解密密钥相同或等价,而且通信双方必须都要获得这把密钥,并保持其机密性。当给对方发信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在接受方收到数据后,用对发给的密钥进行解密,故它也称为私钥密码体制。因为加解密密钥相同,需要通信的双方必须选择和保存和他们共同的密钥,各方必须相信对方不会将密钥泄露出去,这样可以实现数据的机密性和完整性。
2.2公开密钥加密体制
所谓的公开密钥密码体制就是使用不同的加密密钥和解密密钥,是一种“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制。1976年美国斯坦福大学的两名学者迪菲和赫尔曼提出了公开密钥密码体制的概念。
在公开密钥密码体制中,加密密钥(及公开密钥)PK是公开信息,而解密密钥SK是需要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然秘密密钥SK是由公开密钥PK决定的,但却不能根据PK计算SK。与传统的加密方法不同,该技术采用两个不同的密钥来对信息加密和解密。它也称为“非对称式加密算法”。
3 对称密钥加密体制下的几种加密算法
3.1 DES数据加密算法
DES采用传统的换位和置换的方法进行加密,在56位密钥的控制下,将64位明文变换为64位密文块,加密过程包括16轮的加密迭代,每轮都采用一种乘积密码方式(代替和位移)。首先是处理原密钥,产生16个48位子密钥Ki,i=1,2,3,……16,接着处理64位数据块。算法可用如下公式表示:
Ek(m)=N(IP)*T16*T15*T14…….T1*IP(m)
上式中:IP为初始置换,N(X)是X的逆,Ti,i=1,2……16是一系列的变换。Ek(m)表示明文m在密钥k的作用下产生的密文。解密算法如下:
N(Ek)=N(IP)*T1*T2……T16*IP[Ek(m)]
3.2 AES数据加密算法
AES即高级数据加密标准,是一个迭代的、对称密钥分组的密码,是基于排列和置换运算的,现在已经成长为新一代的数据加密标准。AES加密的分组长度和密钥的长度都是可变的,其密钥可以使用128位、192位和256位密钥,一般较常使用的是128位,并且可以根据自己的需要选择分组的长度和加密的轮数来保证数据的安全。AES加密与DES相比有较强的保密强度,安全级别较高,且能经受住时间的检验,在密钥的长度以及速度都高于DES,并且资源的消耗较少,但是其同时也为对称密钥,密钥必须通过安全的途径传送,属密钥管理困难级加密标准。
4 公开密钥加密体制下的几种加密算法
4.1 RSA数据加密算法
1976年,Diffie和Hellman提出了一种全新的加密思想———公开密钥算法RSA算法。公开密钥算法的思路与对称式加密算法不同,加密密钥和解密密钥不同,加密算法E和解密算法D必须满足以下三个条件:D(E(P))=P;从E导出D非常困难;使用“选择明文”攻击不能攻破。研究者们努力寻找符合以上条件的算法,较好的策略是RSA算法:选择两个大素数(素数又称为质数)p 和q;计算n=p*q 和z=(p-1)*(q-1);选择一个与z 互质的数,令其为d;找到一个e,使满足e*d=1(mod z)。而对于明文M,首先满足M 应该指出的是,RSA算法虽然安全方便,但运行速度很慢,因此其通常只用来进行用户认证、数字签名或发送一次性的秘密密钥,而数据加密仍使用秘密密钥算法。 4.2 基于椭圆曲线的加密算法 椭圆曲线加密法ECC(Elliptic Curve Cryptography)是一种公钥加密技术,以椭圆曲线理论为基础,利用有限域上椭圆曲线的点构成的Abel群离散对数难解性,实现加密、解密和数字签名。 ECC总的速度比RSA要快得多,同时ECC系统的密钥生成速度比RSA快百倍以上。所以在相同条件下,ECC有更高的加密性能。在相同安全强度下,ECC密码比RSA密码的密钥尺寸及系统参数小得多,即ECC密码所需的存储空间要小得多,传输所需的带宽要求更低,功耗更小,硬件实现更加容易。 4.3 基于背包问题的加密算法 背包问题的加密算法是第一个公钥密码系统,有较好的理论价值。它表示了如何将NP完全问题用于公开密钥算法。然而该加密系统的缺点也很明显,首先,在实践过程中,大多数的背包方案都已被破解,或者证明存在缺陷。再者,背包加密算法的不安全性很大,目前已有一个攻击基本的Merkle-Hellman体制的多项式时间的算法。 5 结语 尽管非对称密码体制比对称密码体制更为可靠,但由于计算过于复杂,对称密码体制在进行大信息量通信时,加密速率仅为对称体制的1/100,甚至是1/1000。正是由于不同体制的加密算法各有所长,所以在今后相当长的一段时期内,各类加密体制将会共同发展。 参考文献 [1] 高传善,等.数据通信与计算机网络(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2000. [2] 林安.数据加密技术浅析[J].科技情报开发与经济,2009(9). [3] 张玉秀.浅谈数据加密技术的发展[J].电脑学习,2008 (4). 摘 要:在当下社会经济与上层建筑不断发展中,人们对于土木工程建筑施工中技术的要求也在上升。在土木工程建筑施工中,施工技术的好坏,不仅关系到建成后的质量,还与建筑施工行业的经济和效益有直接联系。对此,文章就针对土木工程建筑施工技术创新进行阐述,以供同行参考借鉴。 关键词:土木工程;建筑施工技术;创新 1、土木工程建筑施工内容及其特点 1.1土木工程建筑施工内容 土木工程项目涉及到大量的工程量,诸如:施工设备调试、机械安装、混凝土配置、建筑结构建造等等,所以需要在正式开始施工之前务必要制定出详细的施工计划,提升工作效率[1]。 1.2土木工程建筑施工特点 第一,土木工程具备复杂性的特征。土木工程具有较强的复杂性特征的根源是,因为建筑产品的性质与性能的实际需要的不同,再有就是现实设计与种类方面的差别所导致的。土木工程各个工序之间存在密切的联系,所以要从各个细节进行全面的管控。第二,相对的流动性。由于从工程立项、招投标、工程设计、施工以及验收等多个工序都需要灵活的开展施工工作,各个阶段的都具有专门的施工目标,并且施工时都需要不同的机械设备来辅助进行。第三,长期性。结合建筑工程各方面实际情况我们总结出,一个新的工程项目的建造持续时间较长,施工涉及的工作量很大,并且施工人员构成较为复杂。 2、土木工程建筑施工技术创新的必要性 在社会快速发展的影响下,对于居住环境人们有了更高的要求,不仅要满足安全方面的需要,还要满足舒适方面的需要。同时,现代居民对于环保也更加注重,越发重视建筑工程的环保度。国家较为重视建筑事业发展的科学性,要求建筑企业具备科学的发展理念,进而实现发展的可持续性。目前,在我国第二产业中建筑业占有重要的比例,支撑着我国国民经济的快速发展。创新土木工程建筑中的施工技术显得非常有必要,将对建筑行业的不断发展产生积极的推动作用, 推动生产力的有效提高,提高实际施工中科学技术的含金量,满足了我国倡导的科技兴国的实施战略。同时,对于建筑物中个性化的需求在不断的增加,对施工技术进行创新,能够满足各个项目建设中所提出的要求,进而使生产效益进行提高,保证项目建设的高质量[2]。 3、土木工程建筑施工技术创新策略 3.1强化创新理念 理念是行动的指导,进行土木工程施工技术创新前,应当进行技术理念创新, 用先进理念指导技术创新行为。在土木工程建筑施工中,施工企业应更加重视技术创新的作用,加强创新理念的有效确立,将创新技术与施工过程相结合,以增强施工技术人员的创新意识,使施工人员能够采用科学方法进行技术创新,加强施工过程中对相关技术问题的思考,从而有效提高施工技术水平。强化创新发展理念,不仅是现代土木建筑工程施工的必然需要,而且还是现代社会经济发展的必然条件。传统的施工技术手段也需要逐渐让位于新型材料技术和先进工程技术,与此同时,国内的土木建筑工程企业还通过借鉴国外一些创新发展理念,进而为当代我国土木建筑施工所用, 提升当前我国土木建设工程施工技术质量。 3.2建立健全创新机制 就目前的发展现状来看,在土木工程建筑中,施工技术日新月异,但是由于企业工作人员知识储备缺乏,专业技术能力比较低以及综合素质比较差,这样企业在招聘人才的时候要不断完善聘用机制,对招聘的流程进行不断规范,就能确保企业招聘的人才能够满足建筑施工的岗位需要。其次企业要针对工作人员的具体岗位进行培训创新,主要通过招聘专业教师、开设专业课程以及对培训方式进行丰富等方式对培训机制进行创新,并且还要不断提升工作人员的素质。第三,在企业内部要建立科学合理的奖励惩罚机制,对成绩突出的员工要给予表扬和奖励,对表现差的员工要耐心进行引导和鞭策,这样能充分调动员工的工作热情,只有这样不断健全和完善创新机制才能确保土木工程建筑的顺利开展和实施。 3.3深基坑技术创新 在土木工程的施工过程中,一旦出现了深基坑开挖深度过深的现象,并且周围的基坑坑壁土层不够密实,可采用预应力锚杆一灌注桩的体系,此种体系具有较强的适应能力,特别是在部分地下水位偏高的情况下,能够获取到较好的应用效果。但是,在实际应用预应力锚杆一灌注桩体系进行施工时却无法提高施工效率,因此,在采用此种体系时,应该最大限度地保证支挡结构与承重结构之间呈现出一体化。除此之外,在土木工程的实际施工中,还应该对部分临时支挡桩的设置高度重视,倘若能够与地下室墙体、永久性桩以及连续墙的一体化要求相符合,就可以有效地提高土木工程的施工效率,甚至还能够节约较多的资源。值得注意的是,在土木工程钻孔灌注桩施工中,还可以采用旋挖施工技术,从而不仅能够在某种程度上避免部分不确定因素对土木工程施工过程造成影响,而且还能够确保土木工程的质量。随着土木工程施工技术的快速发展,此项技术一定会获得更好的发展前景。 3.4新型预应力创新 预应力施工技术在土木工程建设中占据着重要的地位,而体外应力技术更是重中之重,体现了现代预应力施工技术的创新与发展。体外预应力主要应用在跨度较大的土木工程、混凝土道路及特种结构的施工中。体外预应力具体施工方法为在进行钢筋张拉力施工时,将预应力筋放置到混凝土截面上,新型预应力技术分有粘结和无粘结两种体系。有粘结预应力技术具有整体性好的特点,后期施工维护较为方便;无粘结预应力不必预留孔洞、穿筋、灌浆,简化施工程序,由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大,降低造价,适用于跨度大的曲线配筋的梁体,可使用单根张拉展开施工的特点[3]。 3.5灌注技术创新 土木工程灌注技术创新应包括两个方面,首先钻孔技术施工环节是灌注施工的基础。因此要注意钻孔技术的创新,创新钻孔技术要求在钻孔环节进行之前, 对钻孔桩周围进行清理,同时通过高精度测量工具对孔位进行精准定位,保证成孔位置符合设计要求,此外在钻孔之前钻孔技术人员应及时调试钻机,使钻机在钻孔作业中能够保证钻孔质量,同时在钻孔施工出现塌孔及卡钻现象时,技术人员应立刻停止钻孔,对出现的问题及时进行分析并解决,保证工程施工质量。其次灌注技术的创新还体现在泥浆制备和泥浆灌注上,泥浆配合比经过试配要符合施工需要,向钻孔灌注泥浆时应充分的完善灌注技术,及时补充孔内泥浆,使泥浆充分填满钻孔,防止塌孔避免桩体不出现缩頸和断桩以保证成桩质量。 3.6高效应用现代信息技术 现阶段土木工程的发展对于施工技术的要求持续增强,这时就需要增强土木工程技术和现代信息技术的联系,进而提高施工质量及施工效率。因此,工程技术人员需要提高自己的业务水平,并将专业知识应用到土木工程建设施工中。 结束语 总之,为了保障土木工程建筑施工项目质量,只有持续创新建筑土木工程施工技术,才能从中获取更多动力,并总结施工经验,分析施工中可能出现的问题,制定可行的措施,为建筑施工创造优质环境。因此,施工单位要认识到传统技术存在的问题,并进行改进,构建科学发展理念,进而强化企业的核心竞争力。 参考文献 [1]曹勇.土木工程建筑施工技术与创新思考[J].建材与装饰, 2018(40): 33-34. 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[3]王斌,张宏博.土木工程建筑施工技术及创新[J].科技经济导刊,2016(03): 101. 摘要:数控技术可以说是21世纪机械制造业最重要的技术,它使各种机械制造领域都取得了质的飞跃。其高精度、高效率、高质量等特点不仅有效地保证了产品加工质量和生产效率,同时也为工人改善了生产环境,为企业节省了人力资源,使企业获得更可观的经济效益。本文笔者从数控技术在加工机械上的应用以及数控技术在加工机械上的发展趋势两方面对加工机械中数控技术应用及发展进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。 关键词:加工机械 数控技术 应用 发展 前 言: 数控机床的水平和拥有量,已经是衡量一个国家工业现代化水平的重要指标,所以我国应该加大对数控技术的投入与研究,使我国的机械制造业在国际中的地位不断提高。 1. 加工机械中数控技术应用 1.1.工业中的应用 工业生产中,数控技术主要运用在生产设备和机械上。主要实现机械的自动化控制,在制造方面,通过计算机输入相应的程序,并通过一系列的程序设计完成工厂制造需要的完整的工序,实现制造工序的有序化进行。在工业中应用数控技术主要是代替工作人员完成一些人工不能完成的工作。与数控技术紧密相连的是计算机技术的发展,计算机主要应用于程序设计和处理相应的数字信息。 在工业生产中应用数控技术,主要可以实现制造的高精度化,还能保证生产的质量,实现人员的合理化运用。数控技术中反馈系统可以有效的减小事故和质量事故的发生,在问题出现之前采用反馈系统的预警功能,在源头上消除问题的发生,进一步保证生产的质量和安全。而且在数控技术的实现上比较简单,按照图纸安装好设备,编好程序输入后就可实现自动化控制,实现高精度生产和安全生产,实现各种加工要求。 1.2.机床设备应用 在数控技术中机床设备应用占了很大的部分,可以说是重要的发展对象。像上述的工业生产中数控技术应用也是基于机床设备上的。比如说和化工生产中的精馏塔的操作,将编好的程序输入计算机,就可以完成精馏塔的温度控制,并能选择最佳的温度进行精馏,实现高效率的生产。数控技术在机床设备上运用主要是通过计算机控制,把操作条件数字化,实现高强度的生产。 数控技术也进一步的取代人工操作,实现精度上的提高,而且在操作过程中可以实现数控机床的一体化控制和加工生产。计算机数控技术帮助各项装置之有序的合作。数控技术在机床设备上的最有利的方面就是,在改变生产时,不需人工,不需改变机床的位置,只需改变相应的程序,就可实现生产的多功能加工的需求。 1.3.机械加工系统应用 随着机械化生产的普及,对设备的要求也越来越高。所以在加工方面对数控技术的要求也越来越高,零件的精度越高,对于设备的自动化要求也越高。而且在加工后的零件的后续使用中,质量问题也是数控设备性能好坏的体现。就比如说从毛胚到成品的过程中,内外环凹凸面的加工,对密封性要求高,人工无法做到,所以,许多细微的加工要求人工无法做到,就只能靠数控机床去实现。 好在现在的数控技术结合了许多实际应用的新技术,可以帮助工厂更好的完成这些要求。采用数控机床编程后,数控机床根据不同要求可以很好的完成各种精度要求。这样的优化过程满足了加工的要求,更好的实现了数控技术的使用,制造出更好的加工零件。从长远看进一步提高了我国的机械加工水平,增加了我国的综合实力。这三个方面只是数控技术最常见的应用,其实在加工制造方面数控技术还有很多的应用。也许在未来,数控技术会应用到更为广阔的领域,帮助加工制造业完成精度更高的工作。 2.加工机械中数控技术应用的发展趋势 目前为止,数控技术已经在我国机械制造业中有了广泛的应用,而且扮演着越来越重要的角色,数控技术的发展趋势和研究方向将是人们所关注的焦点。随着计算机技术的不断发展,数控技术实时智能化、软件硬件开放化等将成为数控技术的主要研究方向,数控技术实时智能化可以使机械加工过程中各种工艺参数自动生成、加工过程自适应控制、电机参数自适应运算。这些功能将不仅可以保证制造过程顺利稳定的独自进行,还可以大大节省劳动力,为企业带来更大的经济效益。数控系统软、硬件开放化,可以让用户更具自己的需要,随意对数控系统进行第二次开发,其使用权限和使用范围也将不受出厂商的限制。如果数控系统在这两方面取得了发展,不仅可以使数控技术的操作更简便,而且会使数控技术的应用领域更广泛。除此之外,如果数控系统采用高频率的中央处理器、高分辨率的检测元件、交流数字伺服系统,再结合配套电主轴、直线电机等先进技术就可以大大提高生产效率和产品的质量,缩短产品的市场周期,使企业能拥有更大的市场竞争力。 数控技术并不是一成不变的,它也在随着时代的变化,渐渐的发展,变得更加符合生产的需要。进一步的优化,使得数控技术慢慢改进了本身的功能,也修复了存在的漏洞和缺点。而且,随着经济全球化的发展,机械加工技术变成了评价一个国家综合实力的重要因素。所以,经过一代又一代科学家的努力,现在的数控技术变得更加符合生产的需要。 数控技术在加工机械上的发展重点集中在数控技术本身的优化上。随着数控集成技术的发展,数控技术也实现了,多台机器集中控制,并且制造的加工品的精度越来越高。数控机床不仅在时间上缩短了生产周期,还进一步提高了精度,大大节省了生产成本。这样的优化既有利于厂家又使得制造商能够增加经济效益。可以预见,随着数控技术的发展,加工制造业的精度和生产强度会越来越高。数控技术也会朝着自动化更高的方向发展。 3.结语 总的来说,数控技术的发展在我国还算成熟,而且随着国家政策的号召,越来越多的加工制造企业也会趋于利用数控技术完成精度更高的工作,实现企业竞争力的提高。从而间接提高我国的综合实力,提升我国在国际上的地位。但是,数控技术在我国的发展还有很长的路要走,数控技术还有很多可以运用的领域,这些就需要靠广大的数控技术工作者去探索和发现了。 参考文献: [1] 丛高祥 , 陈丽 , 李凯 , 等 . 浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程,2011(3). 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[3] 朱瑞 , 周洪 ,李功飞 , 等 .数控等离子切割技术在钢结构生产中的应用和发展[J].信息技术与信息化 ,2011(3).谈数控技术及其在加工机械上的应用及发展 摘要:本文以数据中心网络环境为立足点,就组播通信技术进行介绍与分析。首先对overlay与underlay通信概念进行简要介绍,并分析大规模网络环境条件下overlay通信技术面临的主要问题及解决方法,介绍主流数据中心网络下overlay多播流量的转发模型。 关键词:数据中心网络;overlay流量;underlay流量;组播通信 一、网络逻辑层次分类 1、Underlay Underlay就是当前数据中心网路基础转发架构的网络,是多学科相互交融的复杂系统工程,可以实现互联互通的底层网络技术。 2、overlay Overlay指的是一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式,其大体框架是在对基础网络不进行大规模修改的条件下,实现应用在网络上的承载,并与其它网络业务分离,是基于IP的网络技术。一个Overlay网络主要由三部分组成,1边缘设备:是指与虚拟机直接相连的设备。2控制平面:主要负责虚拟隧道的建立维护以及主机可达性信息的通告。3转发平面:承载Overlay报文的物理网络。 简单地说,overlay就是基于底层网络互联互通的基础加上隧道技术去构建一个虚拟的网络。overlay的核心其实就是隧道(tunnel)技术。VXLAN(VirtualeXtensibleLAN)技术是当前最为主流的Overlay标准。 二、应用场景 通常数据中心的多播流量都是通过头端复制的方式转发,如果上行流量特别大,就会占用过多的上行带宽。这时候可以考虑underlay组播复制的方式,降低上行带宽压力。具体实现就是为VNI分配一个Underlay的组播组,所有VTEP都加入这一组播组。对于接收到的多播流量,交换机只发出一份,这一份报文的目的封装为基于VNI分配的组播IP。报文发出后经过Underlay的IP组播进行复制,分别发给不同的VTEP设备。在此情况下,组播复制对上行带宽的要求为:接收流量本身的带宽。如果数据中心存在较大的密集组播流量,即同一个VNI内存在多个主机间发送接收组播流,采用underlay转发方案,可以大大降低带宽压力。 三、数据模型 1)单一网络环境下的业务转发流程,也是最简单的组网。具体如下图所示: 这是最简单的组网环境,VM1是组播源。组播到达leaf1后,经过underlay网络通过组播复制到spine1与spine2及leaf2、leaf3,如上图红色箭头所示,然后再通过overlay转发给其他虚拟终端,参考上图的绿色箭头。 2)叠加M-lag的组网场景 a、PIM-SM作为Underlay组播路由协议,非M-LAG节点发送多播,M-LAG节点接收多播,如下图: 假设VM1发出多播流量; 1Leaf1上(VTEP1,Group)的出接口指向Spine1、Spine2,Leaf1接收VM1的多播流量后封装成组播VXLAN报文,分别发送给Spine1、Spine2; 2Spine1作为组播RP结点,对于(VTEP1,Group)有出接口指向Leaf2,将流量发送给Leaf2; 3Spine2作为组播RP结点,对于(VTEP1,Group)有出接口指向Leaf3,将流量发送给Leaf3; 4Leaf2、Leaf3作为M-LAG,有主备之分,假如Leaf2是主设备,能转发组播隧道的报文Leaf3 是备设备,不能转发组播隧道的报文,underlay报文只在Leaf2被转发,发送给VM2、VM3; 5Leaf2通過peerlink的overlay互联,将报文同步给Leaf3,Leaf3接收后只发给单归的VM4。 b、PIM-SM作为Underlay组播路由协议,M-LAG节点发送广播,其他节点接收多播报文, 假设VM3发出多播流量,流量转发模型如下; 1 Leaf2上(VTEP2,Group)的出接口指向Spine1(因为Leaf2、Leaf3的VTEP一样,RP只会向其中一个引流,可能出现两个RP都向M-LAG同一个节点引流或分别M-LAG不同的节点引流),还有一个出接口为经过Underlay的PeerLink口; 2 报文发送给Spine1、Leaf3;Leaf2同时通过peerlink接口同步一份overlay流量,发送一份给VM4; 3 Leaf3从peerlink口接收的overlay流量发送给VM4;Leaf3上PeerLink口的Underlay互联口为Underlay组播入接口,出接口指向Spine2与PeerLink口,流量只被发送给Spine2,因为Peerlink链路上由于源剪枝不会往回发送多播流量; 4 Spine1、Spine2各自根据(VTEP2,Group)将流量发送给Leaf1、LeafX; 5 Leaf1、LeafX剥掉vxlan封装后将流量发送VM1、VM5; 四、结束语 数据中心网络分为Underlay和Overlay两个部分,是数据中心虚拟化大背景下的产物,Overlay和Underlay网络相互独立,又密不可分。Overlay网络使用Underlay网络点对点传递报文,而报文如何传递完全取决于Underlay网络的控制平面和数据平面,Overlay网络的封装协议决定报文网络出入节点的处理。Overlay核心是隧道技术,VXLAN,NVGRE及STT是典型的三种隧道技术,我们在对物理网络不做任何改造的情况下,通过隧道技术在现有的物理网络上创建一个或多个逻辑网络即虚拟网络,有效解决了物理数据中心,尤其是云数据中心的许多问题,实现数据中心的智能化和自动化。 参考文献: [1]左加阔,杨龙祥.D2D组播通信中的高能效资源分配研究[J].中南大学学报(英文版),2019,26(11):3034-3044. [2]肖海林,吴彬,张中山.C-V2X下车载安全数据两阶段组播的中继选择与功耗分析[J].电子学报,2019,47(11):2248-2255. 华为南京研究所 江苏南京 210000防火墙技术探究论文范文第4篇
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