网络教育技术论文

网络教育技术论文（精选11篇）

网络教育技术论文 第1篇

网络教育是指基于网络环境的教育。由于网络技术本身具有开放性、交互性、资源共享性等特性, 使网络教育也具有与传统学校教育不同的新特点。

一、教学系统的开放性

1. 教学对象的开放性

传统学校教育中由于教学条件、环境的限制, 教学对象一般是有限的, 且处于一种相对封闭并呈阶梯级发展的状态。相对封闭是指教学任务为特定年龄的教学对象设计, 无论学习者差异如何, 一般都只能按照规定进入相应的年级学习, 在规定的时间内完成学习任务。呈阶梯级发展指学习者必须按基础、中等、高等教育这样的顺序发展, 不可逾越。

2. 教学时空的开放性

传统教育一般是通过学校、课堂教学的形式, 学习者必须在学校里、在规定的时间里, 完成特定的学习任务。网络教育则可以使学习者在连上互联网的任何地方、任何时间去获取网上资源进行学习, 并且可以自主选择学习内容, 自行安排学习计划, 随时提出学习的问题, 并及时得到指导和帮助, 所以网络教育的时空也是开放的。时空的开放性使学习者在学习行为中具有更强的自主抉择性。

二、教学资源的丰富性

1. 多媒体、超文本方式的呈现方式

传统教育中的教学资源可以分别用文字、图形、音频、视频、动画等多种媒体以线性排列方式来呈现, 这种呈现方式系统性强, 但灵活性不够。

网络教育中的学习资源可以将文字、图形、音频、视频、动画等多种媒体按照教学需要集结在一起, 以超文本方式呈现, 兼具系统性和灵活性。这种基于Web的教育教学, “可以创设一种符合建构主义理念的全新教育情境, 让学习者更好地进行意义建构。

2. 电子图书馆、数据库作为资源库

拥有丰富的信息资源是网络的最大魅力之一, 而且网络信息资源是多样的, 它涉及社会生活的各个领域、各个学科。网络信息资源具有共享性, 没有人是信息的主宰者, 对于网络终端的每一个学习者而言, 他们在信息面前都是平等的。

三、教学过程的交互性

互联网络作为一种强大的交互型媒体, 有多种技术可以支持网上交流, 交流方式也是丰富多样的, 师生之间、学生与学生之间可以根据需要选择不同的交互方式。

四、学习方式的多样性

网络上学习资源的多样性, 决定了学习方式的多样性。网络学习方式有:个别化学习、小组协作学习、探究性学习、发现式学习等等。个别化学习是指学习者自主利用网络资源进行学习, 包括自主选择内容、自主安排时间地点, 其间可以寻求他人的帮助, 但学习任务由自己确定和完成;小组协作学习一般是利用网络资源以小组为单位进行学习, 小组内有明确的分工, 学习成果共享;探究性学习一般以一个选定的主题为研究对象, 充分利用网络资源, 围绕主题进行发现、探索、研究, 培养学生的科研意识、科学精神和创新能力。

五、普及条件的局限性

虽然网络教育具有诸多的优越性, 但就网络教育的普及来说, 也存在许多条件限制。比如购置计算机、上网的硬件和软件、网络使用费、网络资源的开发、网络教育者的培训等等都是制约网络教育普及和发展的重要因素。

网络教育技术论文 第2篇

吉林大学网络教育免试入学在职人员轻松拿大专

大学科门类；有本科专业115个，一级学科学位授权点12个，硕士学位授权点192个，博士学位授权点105个，博士后科研流动站17个；国家重点学科16个，省部重点学科58个，在一些学科和研究领域内具有明显的优势和特色，许多学科在国际上有重要影响并在国内处于领先地位。

一.报名条件 1.报考高中起点专科专业，须具有普通高中、职业高中、中专毕业文化程度或同等学力。2.报考专科起点本科专业，须具有国民教育系列大专毕业证书；报考第二学历的本科毕业生，须具有国民教育系列本科毕业证书。3.报考高中起点专科护理学专业或专科起点本科护理学专业的考生，必须是已取得卫生类执业资格的人员。

二.招生专业序号 专业 层次 科类 1经济管理 专升本 文史 2 会计学 专升本 文史 3 公共事业管理(卫生管理)专升本 管理 4 法学 专升本 法学 5 护理学 专升本 医学 6 计算机软件 专升本 理工 7 土木工程 专升本 理工 8 计算机科学与技术 专升本 理工 9 机电一体化技术 高升专 理工 10 土木工程 高升专 理工 11 计算机科

学与技术 高升专 理工 12 经济管理 高升专 文史 13 旅游管理 高升专 文史 14 护理学 高升专 医学

三、报名方法 ：学生持身份证复印件一份，3 张小一寸免冠彩照，来校填表、注册、交费（报读本科的大专生需验专科毕业证并交复印件一份，在校生提供学生证），报名后不办理退学。（网上预报名）

学院招生办公室联系电话： 0755-36607257邓：***QQ:790214933 地址：深圳宝安区龙华东环一路综合楼213号四楼（深兴灯饰四楼）

网络建设3G网络技术分析 第3篇

摘 要：随着网络技术的不断深化，宽带业务竞争越发激烈，但随着智能化载体的推成革新，人们对于移动网络的需求与日俱增，而传统的宏网建设，已经越发的不能满足群众需求，因此WLAN网络出现在人们视野之中，与传统宽带相比，WLAN网络不但成本低，而且具有极高的灵便性，因此在新时代发展中，增强WLAN网络建设，加快WLAN网络与3G网络技术融，对于未来网络发展具有重要意义。

关键词：WLAN网络建设；3G网络；技术融合

1 WLAN网络业务发展历史及现状

无线网络技术最早我们可以追溯到90年代中后期，由美国技术人员研发，最早并不是为了居民的应用，而是应用在军事行业之中。美国军队通过将无线信号进行加密手段，在利用其进行资料传输，这种方式不但方便快捷而且保密性质高，因此被广泛推行。但随着科学技术的不断发展，这种无线网络技术为许多科研学者带来了灵感，在1971年，夏威夷大学的科研团队，研制出一款被命名为ALOHNET的无线电通信网络，通过WLAN网络连线跨越4个岛屿的7台计算机，因此可以说，这款网络通信技术是如今WLAN网络的前身。目前WLAN网络主要是利用无线通信技术建立的范围性网络，它通过无限地址通道作为传输媒介，将有线局域网络进行传输，可以从环境和速率上与3G网络进行互补，使用户能够不限时间、不限地点，随时的进行网络切换，是当下最流行的数据传输系统。[1]

2 WLAN网络建设策略

2.1 独立建设方式

WLAN网络的独立建设方式，主要是针对大型人流区域，通过统一的网络规划，实现灵活的网络服务管理，是目前最常见的一种WLAN网络建设方式。WLAN网络分为漫游、半封闭、封闭三种领域。在公共场所提供的WLAN网络一般就为漫游时的，为办公区域、医院、学校等提供的WLAN网络就为半封闭或者封闭式的，因此在建立WLAN网络时，要根据不同地域和不同用户的需求建设WLAN网络，从而保证WLAN网络业务的区域性和准确性，因此运营商必须从四点出发，实现WLAN网络的独立建设。第一，多种网络计费方式，常用的计费方式是根据时间计算，按年或者是按月计费，如今我们也可以根据流量的多少进行计费，用多样的计费方式，满足不同客户的需求。第二，对于漫游客户的认证收费方式，由于如今城市人口工作的流动性，漫游客户越来越多，因此运营商在建立网络时必须要支持手机用户、宽带用户在WLAN网络范围内的漫游识别，在确保漫游客户的正常上网功能时，有效地进行漫游计费。第三，网络的保护功能，由于近些年网络黑客与病毒越来越多，因此运营商在建设网络时，必须要保障WLAN连入的安全性，防止由于非法用户的入侵，造成正常客户信息的外漏，从而对用户的财产安全造成一定的损失。第四是WLAN网络的无缝切换，运营商要保证居民在热点范围内，满足用户不同设备的无缝切换，从而确保用户网络数据的正常使用，尽可能地为居民的生活带来方便。

2.2 合作建设方式

WLAN网络合作建设方式主要分为合建和连锁加盟两种，在了解合建方式前我们可以了解一下内部无线局域网，内部无线局域网是通过运营商的网络标示，来实现对该区域提供WLAN网络服务。而合建方式就是针对一些区域有内部无线局域网需求，但是却没有没有建设WLAN网络的客户，例如医院学校、医院等，因此企业与运营商可以共同为客户提供接入、认证等系统设备，并提供线路、电源、路由器等配套设备，满足用户的上网需求。连锁加盟是对于一些已经建立无线局域网，并且可以提供收费业务的用户，例如酒店、咖啡馆等娱乐场所，运营商可以利用业务置换的方式，来换取企业客户设备的使用权，进而通过WLAN网络向客户传递一系列的品牌业务，实现运营商与企业的双赢。[2]由此可知，合作建设方式，是一种非常好的WLAN网络建设方式，不只可以降低运营商在WLAN网络上的投资成本，也可以扩大WLAN网络客户的使用人群，将无线网络的使用门槛降得更低，对于WLAN网络的建设与推动具有显著的优势。

3 WLAN网络与3G网络技术融合分析

3.1 松耦合方式

通过松耦合方式，将WLAN网络与3G网络技术融合，是目前应用最广的一种方式，松耦合方式的第一步就是在WLAN网络中接入相应的WLAN网关，我们可以通过与互联网的连接植入WLAN网关，而不是直接与3G核心网络交换机连接，这样就可以有效地增加网关的松散集成。[3]同时在进行技术融合时，我们要考虑到，访问WLAN网关的客户，不只是本地的注册用户，也包括很多外来人员的网络用户，因此在采用松耦合方式时，我们要从整体的用户需求出发，实现WLAN网络与3G网络技术的完全融合。我们可以把松耦合方式视为一个移动的IP，使其不仅可以对WLAN网络的配置进行独立管理，也可以对3G网络进行独立管理，这样通过松耦合方式，3G网络运营商就可以通过少量的资金投入，却可以从WLAN网络中提取利益，而用户可以在不同的区域，只通过对一个服务商的网络进行访问，就可以实现多种网络的认证，因此将WLAN网络与3G网络技术融合不只可以实现运营商的自身利益，也为群众提供了更多接入方式。

3.2 紧耦合方式

紧耦合方式对于WLAN网络来说，是一种另外的3G网络接入模式，这是通过WLAN网络对3G网络进行不断的功能模拟，来实现WLAN网关的增加，首先先将3G核心网络隐蔽，然后在建立一个WAG系统，最后将WLAN网络数据与3G网络数据系统通过WAG系统接入。[4]这种紧耦合方式可以将WLAN网络作为3G网络的接口，完成WLAN网络与3G网络技术的融合，进而扩大运营商的整体网络功能，不但可以将3G网络核心功能发挥到极致，也可以运用统一的服务器，为WLAN网络提供服务，对于WLAN网络与3G网络新型业务的发展，具有强大的带动作用。因此紧耦合方式也是目前最具有研究前景的一种融合技术。

4 结语

随着我国计算机通信技术的不断发展，网络的发展趋势逐渐走向大数据、高速度的发展模式，因此在这种网络技术的发展前景下，技术的可靠性尤为重要。网络设计者、管理者，只有站在群众的角度上，去思考网络建设的内涵，才能够从群众的需求出发，设计出抗干扰性强，容错辨识能力大，并且可以快速回复网络故障的网络通信技术，实现WLAN网络与3G网络技术的完美融合，极大程度提高居民的上网需求。

参考文献：

[1]王瑞峰.基于WLAN构建无线城市的规划设计分析[J].电信科学，2013（06）.

[2]王焕义. WLAN+3G混合组网及建设策略研究[J].无线通信技术，2014（01）.

[3]唐治军. WLAN与3G网络融合方案及应用[J].江苏通信，2015（06）.

[4]徐荣，于永，张北江，赵陆文.双模紧耦合定时模块的技术实现[J].时间频率学报，2013（02）.

作者简介：高博晗（1997—），男，吉林长春人，沈阳理工大学学生。

刘寒（1995—），女，辽宁葫芦岛人，沈阳理工大学学生。

网络攻击技术与网络安全探析 第4篇

1 常见网络攻击技术

1.1 未授权访问攻击

在互联网技术的不断升级和更新中, 计算机操作系统的复杂性也在逐渐增强, 这虽然方便人们对计算机的操作, 但也给网络攻击埋下了隐患。在系统本身隐藏漏洞和系统管理策略的疏忽下, 攻击者以此为导线对系统进行攻击, 进而获得计算机的最高权限。就未授权访问攻击技术而言, 它通常在人们没有察觉的情况下就已发生, 而此时的计算机已经成为了黑客的傀儡机。

1.2 解码类攻击

所谓解码类攻击, 其实就是通过木马病毒获得用户密码文件后, 再使用口令猜测程序, 破解用户的账号和密码的一个攻击过程。通常, 解码类攻击的技术要求都比较低, 也是网络攻击中的一种常见手段。

1.3 电子邮件类攻击

网络的普及让电子邮件逐渐取代了传统信件, 并成为人们日常通讯中的一种重要方式。就电子邮件类攻击而言, 主要的攻击方式为电子邮件炸弹, 它通过垃圾邮件的大量发送, 导致目标邮箱空间撑爆。在电子邮件攻击目标较多, 垃圾邮件的发送量巨大的情况下, 电子邮件的系统运行会出现迟缓和瘫痪现象, 进而导致用户邮件的收发无法有效开展。

1.4 无线互联网功能计算机和外围设备窃密

网络通信技术的发展扩大着无线网络的覆盖范围, 并给人们的生活带来了极大的便捷, 但是, 其本身所具有的开发性也大大降低了信息传输的安全性, 即使采取了加密技术, 信息也会被破解, 用户信息也会遭到泄露。目前, 依靠移动计算机技术而生产的标准配置主流高端笔记本的应用非常普遍, 它能够有效实现无线网络的自动寻址和连接, 相同工具的计算机也能网络互连, 实现着网络信息处理的便捷性。但是, 搭配这种技术的笔记本电脑, 在网络无线连接中容易造成泄密, 且隐蔽性高, 而系统本身的漏洞, 也导致计算机权限易被黑客窃取, 造成信息的泄密。

1.5 依靠网络监听进行攻击

人们在使用计算机进行上网的过程中, 主机会通过网络监听本机的网络状态、信息传输和数据流情况。网络监听作为主机服务用户的一种主要模式, 能够有效的服务于用户网络冲浪, 但是, 网络攻击者依旧能够通过相应的工具, 将目标主机的接口设置为监听模式, 这就导致信息在传输的过程中被捕获, 用户权限的获得促使着攻击的开始。

2 网络攻击技术和网络安全关系分析

2.1 网络攻击技术是一把双刃剑

不论互联网技术如何发展, 它所具有的开放性和互联性都是不能推翻的, 而这个特征也决定了网络技术的跨国攻击, 在网络间谍技术中既可以用于防御, 也可以用于攻击, 攻防兼备。不能否认的是, 网络攻击技术的出现对相关的信息产业和软件开发商而言是一个不幸的消息, 但从长远角度分析, 它对网络的安全却是有利的。站在国家信息安全的高度考虑, 网络攻击技术的出现和发展对国家安全大局是有利的, 它的存在决定人们只有了解和研究它, 才不会受制于它。而信息战成败是由一个国家的整体网络水平来决定的, 信息技术越发达, 越需要加强对它的研究。

2.2 网络攻击技术推动了网络技术的发展

一直以来, 计算机和网络产品供应商对他们产品的改善都是针对弊端而言, 加强网络的安全性如同计算机病毒成就了杀毒产业一样, 网络攻击技术也促进着计算机网络产业的诞生, 推动着互联网产业的发展。随着网络攻击者对网络攻击步伐的加大, 互联网的创新力度也在随之加强, 此时系统管理员就能通过这些技术找出系统漏洞, 并采取有效的措施来加强网络安全, 促使网络攻击技术服务网络安全这一想法变成现实。在计算机网络系统安全工作的开展中, 网络攻击技术的贡献非常明显。

2.3 网络战需要网络攻击技术

如今, 社会信息化的发展程度越来越高, 使计算机、网络和人们生活关系更加紧密。所谓现代化, 其实就是社会的网络化, 就一个国家目前的发展而言, 若社会的信息网络遭到破坏, 那么, 人们的生活将会倒退几十年。就全世界的网络安全而言, 每一个国家都存在着一些被人忽视的管理漏洞, 一些信息机密和控制指令也总是会有渠道泄露出去。当前真正的信息站还没有到来, 在它到来的时候, 任何人都无法估计破坏的程度, 而这个攻守准备却是不能缺少的, 要想打赢这场无法预计的信息战, 不仅要准备先进的网络安全技术, 还需要充足的人力和物质准备。从这些角度考虑, 网络战的输赢, 需要本国不断的发现网络安全的薄弱点, 提高全民、全社会的信息防卫能力, 强化国家在未来信息站中的预警、防卫、反击和恢复能力。

3 结语

综上所述, 网络攻击技术的存在是多形式的, 可对网络安全造成了严重损害。从网络攻击技术和网络安全之间的关系分析, 两者之间是一个相互影响、相互作用的过程, 而面对网络安全的需要, 网络漏洞的存在, 需加强网络安全, 了解网络攻击技术, 并做好有效的防御和应对, 这样才能在网络安全战中取得胜利。

摘要：随着互联网技术的不断发展和进步, 网络安全问题成为了社会关注的焦点。互联网时代, 网络攻击技术层出不穷, 严重威胁网络的安全。为进一步加强互联网的信息安全, 有效防止网络失泄密事件, 从互联网运行中的常见网络攻击技术展开分析, 对网络攻击技术和网络安全之间的关系进行了探索。

关键词：网络攻击,网络安全,网络战

参考文献

[1]温伟强.网络攻击技术与网络安全探析[J].网络安全技术与应用, 2015, 16 (1) :79-81.

[2]张东生.计算机网络安全技术与防范策略探析[J].电脑编程技巧与维护, 2011, 16 (2) :103-105.

网络教育技术论文 第5篇

建设和谐网络教育教师环境 促进网络教育教学发展

寒池 陕西师范大学

摘要：构建社会主义和谐社会，是全面贯彻落实科学发展观的内在要求，体现了全党全国各族人民的共同愿望，具有重要的理论意义和现实意义。这也给网络教育事业提供良好的发展契机，增强了理论支撑与思想文化基础。网络教育的根本和谐是以人为本的教师环境的和谐，和为大众所需的学生环境的和谐。作为教学主体的教师环境的和谐更是网络教育教学发展的必然条件和基本保证。

关键词：社会主义和谐社会 以人为本 分配秩序

构建社会主义和谐社会是党的十六届四中全会提出的重大战略任务，实现和谐社会既需要雄厚的物质基础，也需要坚强的政治保障和良好的文化条件。历史的车轮已跨入21世纪，信息技术的应用逐渐步入成熟。在构建和谐社会的潮流下，网络教育也以其新兴形式和强大的生命力，成为传统教育的有力补充，为构建和谐、健康的教育环境贡献力量。创建和谐的网络教育环境，是当下网络教育事业发展的目标，也是符合建设和谐社会主义的必然产物，更是符合社会发展的必然要求。社会主义和谐社会的根本价值取向是以人为本，网络教育所追求的自主化学习、终身型学习就是以人为本的具体体现。对网络教育的教师队伍而言，建设和谐的教师环境更是促进网络教育教学发展的必然条件和基本保证。

任何一个教育部门，其教育定位，教育模式的不断发展、对社会需求变化的适应都基于一个的必要条件：教学质量，就是要有优质的教学质量作为基石与保障。作为新兴的网络教育事业的主体——网络教育学院，都是依托其所在高校强大的师资力量作为教学主体的，因此这就使得各网络学院没有自己专职教师。这也是它形式新颖的特点之一，因此如何构建一个和谐的教师环境，更加成为网络教育教学的一个难题与关键所在。

一、构建和谐的教师环境，关键在于教学管理人员的灵活管理。教学管理人员在构建和谐教师环境中担负着把握方向的重任。与传统的教学方式相比较，网络教育要求教师以先进的多媒体技术进行教学，在大多数的教师已经习惯了与学生面对面的讲解、习惯了有学生配合的基础上的教学方式是不适合网络教育的。因此作为教学管理人员，能否引导教师并使他们快速把握新形式进行教学是非常重要的。网络课程教学业务的沟通交流、培训的实现则成为把握方向的方法之一，给教师提供沟通的环境，交流如何通过先进的多媒体技术进行教学，如何与远程学生形成互动，如何利用信息手段解决学生的疑问等等，这些问题无疑能使教师更加了解网络教育，更加了解网络教育将是教师教学水平发展进步的一个平台，也更加能适应网络教学；把

第 1 页

共 3 页

“我与网络教育一起成长”征文

握方向的方法之二就是做好教学设计的前期分析，这个过程就要以学生为本，调查学生所需要的、所能接受的教学模式，实现教学思想与教学实践的结合，以实践来促进教学成果，以教学成果来影响实践。

二、构建和谐的教师环境，需要建立健全网络教育教师的收入分配秩序。网络教学要求的课程资源量比常规课程丰富，而且形式多样，质量要求较高，这决定了进行网络教育的教师相对从事传统教学的教师收入较高。随着网络教育事业的不断发展壮大及形式的普及，适当调整网络教育教师的收入也成为必需，降低传统教学与网络教学收入的差异是网络教学在教学模式方面普及的标志。实行透明的可监测的“阳光报酬”能使得教师清楚其教学当中的问题所在，并逐渐了解如何做到以最少的工作量达到最多的报酬，这个过程也无疑使教师提供的资源质量更加趋向精华。

三、构建和谐的教师环境，要以建设学习型网络教育教师队伍为核心。目前我国的网络教育教师资源仍然稀缺，要逐步扭转这种局面，壮大优秀教师队伍，就要建立学习型网络教育教师队伍，从教师的根本利益出发，谋发展，促提升，让发展的成果惠及全体教师，从整体上推进学习型教师队伍建设。学习型教师环境能让教师队伍首先适应这种新的教学模式，并努力走在网络教学发展的前端，符合社会所需；用学习型环境提高教师的理论水平和教学实践能力，用学习型环境促使教师创造出更多的教学成果，符合教师自身所需，更符合教学所需，只有这样教师资源才会走上可持续发展之路，从而提高网络教育教学水平。

四、建立充满活力的教师队伍是构建和谐的网络教育教师环境的目标所在。网络教育以其灵活的教学方式被广大学生所接受，充满活力的教师队伍才能适应这种灵活的教学方式。人性化的管理、以人为本的教学也必将要求我们的教师队伍是充满活力的，是积极进取的。教师环境充满活力是网络教育教师环境和谐的一个基本特征，创造活力是教师活力的集中体现和显著标志，教师的创造活动能够得到支持，创造才能得到发挥，创造成果才能得到肯定。其实，网络教育本身就是多媒体技术发展的创造性成果，教学水平的创造性成果也必将需要充满活力的教师环境来维持。

在和谐的网络教育教师环境能促进网络教育教学发展的同时，网络教育教学的发展也必将反作用于和谐的教师环境的建设。

第一、教学的发展，教学成果的创新能够让教师更加适应全新的教育观，懂得面向未来的教育才是真正有价值的教育。网络时代，知识更新速度加快，网络将距离和时间缩短为零，谁能最早掌握知识信息，谁能更好的把握如何通过现代化工具与学生进行知识的交流，谁就是受学生欢迎的教师，谁就是适应时代的教师。因此在网络教育这个平台上会有更多的教师愿意加

第 2 页

共 3 页

“我与网络教育一起成长”征文

入，网络教育教师队伍逐渐扩大，教师会以具备网络教学的资格和能力为荣，整个教师队伍形成了和谐的氛围。

第二、教师的收入依赖于其教学水平的高低及教育成果的多少，网络教育给教师提供了良好的发展平台。在这样的一个平台里，教师的生活同时也向小康生活跨进了一步，甚至超越了小康生活水平，教师生活环境的进步促使了教师自身的心理和谐，在此基础上，网络教育提供的交流平台又促使教师之间的团结和睦，整个教师队伍在整个教学水平提高的基础上更加融洽，更加和谐。

鲁迅先生说，“世上本没有路，走的人多了，也便成了路。”网络教育在如今的知识经济时代，已经从没有路发展到开辟出了小道，再从崎岖的小道开辟出了一条宽阔的大道。我们能否在这条大路上走的更远，走的更好，就要看我们的步伐是否跟得上时代的发展与进步。在构建社会主义和谐社会的大潮流下，以网络教育事业教师环境的和谐来带动网络教育学生环境的和谐，最终达到整个网络教育事业的和谐。这是网络教育教学质量提高的必经之路，是网络教育事业以人为本的根本体现，更是网络教育事业的发展之路。

第 3 页

广播网络与通信网络融合技术研究 第6篇

近几年来随着数字技术和网络通信技术的飞速发展, 广播电视也正经历由模拟信号转向数字信号的巨大变革。清晰度大幅提升、交互性、多媒体信息丰富等是数字信号电视带给人们的直观感受。数字高清晰度电视 (HDTV) 、数字视频广播 (DVB) 、数字音频广播 (DAB) 已经慢慢走近我们的生活。

在这场变革中, 由数字电视衍生出来的一些增值技术也越来越受到人们的关注, 高速多媒体数据广播是其中非常重要的一种。它利用现有的有线电视网络资源, 可提供文件、数据、音频、视频和综合业务的广播服务;接收终端为PC卡, 系统兼容DVB系列标准;通过IP包可传输基于MPEG-l、MPEG-2或MPEG-4格式的视频数据流, 使用户能享受到高质量的视频实况图像, 充分体现宽带的技术优势。

同时, 互联网的普及和当今宽带通信网络 (以下简称宽带网) 技术的突飞猛进, 也使我们更加倾向于选择有交互性特点的信息。宽带网络技术是多种多样的, 有基于PSTN网络的xDSL技术、基于有线电视网络的Cable Modem技术、基于LAN的社区宽带综合布线技术, 以及将成为未来主流的FTTH技术, 这些都为我们的交互式应用打下了坚实的网络基础。

当今, 语音通信网络、数据通信网络和电视网络之间的界限越来越模糊, 三网融合的趋势越来越明显。

2 有线电视网络多媒体数据广播的概念

高速多媒体数据广播是继音频和视频广播之后融合音频、视频以及文字为一体的第四代广播方式。数据广播分为逆程数据广播 (又可称之为图文电视) 和正程数据广播 (又被称为高速多媒体数据广播) 两种。

有线电视网络多媒体数据广播利用电视信号加载的数字信号, 可由一点向多点高速传送数字化信息。它使用有线电视网络作为传输媒体, 充分发挥有线电视网络覆盖面广、价格低廉、宽带高速、稳定可靠的入户优势, 为广大有线电视用户提供影视节目、数字音频、远程教育、因特网网站广播、金融和证券信息、电子报刊订阅、高速点播下载及因特网游览等服务。

与有线电视网一样, 高速数据广播也是一种从上到下的单向传输机制。由于采用的是数字信号, 用户端可通过使用一些功能强大的软件, 有选择地接收广播数据, 并根据自己的需要对这些信息进行存储、浏览、分析;它的交互方式是一种虚拟的交互, 实际上是由PC首先将数据存储到本地硬盘中, 用户再从本地选择所需的内容, 如果用户提交的需求信息不在广播内容之中, 那么信息将无法取得。

3 宽带通信网络的概念

宽带通信网络指的是速率在1.544Mbps以上, 等待时间在几十毫秒以内的高速数字通信网络, 是建立在IP协议基础上的计算机通信网络。在短短的10年内, 用户接入速率便从早期的9.6kbps发展到现在的1Mbps、10/100Mbps, 增长了成千上万倍, 而且接入方式也多种多样, 比如xDSL、WLAN、Cable Mode、WLAN、FTTH等。

电力线上网 (PLC) 是目前的主要接入技术。用户端以PC为主, 操作系统大多数采用微软的Windows平台, 可在其上开展视频音频点播及下载, 远程教育网络游戏、即时通信、网页浏览等交互性强的业务, 同时各种网站数量更是以亿计, 几乎没有找不到的信息。如此丰富的内容, 网络已成为人们生活、工作、学习必不可少的工具, 它的突出特点是双向性, 实时性、交互性, 这也是高速多媒体数据广播所欠缺的, 且目前多媒体内容在宽带网上的传输还不够完善, 比如, IPTV用户接入带宽的要求达到3Mbps-4Mbps (使用MPEG-2编码) 或2Mbps (使用MPEG-4或更高压缩率的编码) , 一些清晰度较高的视频节目带宽需求更大, 宽带网难以满足, 这点正是高速多媒体数据广播的特点, 所以, 融合多媒体数据广播和宽带网的应用有一定的互补性和必然性。

4 有线电视网络多媒体数据广播系统的组成及功能

有线电视网络多媒体数据广播系统主要由数据播出子系统、用户子系统、外交互子系统、视频直播子系统和卫星接收子系统等部分组成, 各部分的功能分述如下。

4.1 数据播出子系统

数据播出子系统是宽带多媒体数据广播系统的一个核心部分, 它的主要功能是有效地组织各种信息资源, 通过特定的播出设备和软件将资源数据转化为可以在有线电视网上广播的信息, 并且把信息送到有线电视播出设备上, 同时, 对数据播出实行监控、对系统用户进行管理。数据播出子系统的主要设备包括:数据播出管理网络、播放服务器和多媒体数据广播系统前端调制器等。

4.2 用户子系统

用户为了接收多媒体数据广播的数据或者利用宽带网进行Internet接入, 需要配备相应的硬件设备和应用软件, 这些硬件、软件就构成了用户子系统。

4.3 外交互子系统

外交互子系统的主要功能是为系统实现双向接入业务, 它是在单向数据广播业务基础上的一个重要扩展。外交互子系统主要部件包括:城域网的汇聚层交换机、骨干路由器和网管服务器等。

4.4 视频直播子系统

视频直播子系统的主要功能是通过视频采集模块实时采集视频信号, 并将其送入播出系统, 从而在数据广播系统中实现视频信号的实时转播或直播。

4.5 卫星接收子系统

卫星接收子系统主要用于接收来自卫星信道的各种信息资源, 并将接收到的数据送到数据播出管理网络存储或直接通过播放服务器转播到有线电视网上。

5 多媒体数据广播和宽带网传输技术分析

根据对网络流量的统计分析表明:用户在接入网络后, 更多的时候是从网上下载各种信息, 而向外传输的信息量却很小, 这就使得下行数据流量大大超过上行数据流量。对一定区域的用户, 其信息需求既有个性又有共性, 在许多情况中, 用户对信息需求表现出强烈的共性, 用户所需要的个性化的信息相对较少。多媒体数据广播采用DVB/QAM调制技术可在每个8MHz的电视频道上达到40Mbps的单向下行传输速度, 可向用户传输大量的音频、视频、文字、图片等多媒体内容。

目前, 宽带网的接入主要采用ADSL (非对称用户数字环路) 、Cable Modem (电缆调制解调器) 、以太网接入这三种接入方式, 而FTTH (光纤到户) 具有其他接入方式无法达到的传输速率, 且具有安全性高、抗干扰性强、传输距离远等优势, 无疑将是未来接入的最佳选择, 但因其造价高、布线复杂, 还不是当前的主流接入技术。下面我们对这三种接入方式进行了简单比较, 如表1所示。

由表1可以看出, ADSL传输速率最低, 无法满足一些高质量的视频服务, 且ADSL和Cable Modem都是非对称传输, 上行速率有一定的限制;而以太网是双向对称传输, 可满足双向视频通信要求, 具有较高的速率, 且升级方便, 但需要重新布线, 施工有一定的困难, 对于可能产生的交互性强的应用, 如多媒体教育、视频交流等, 以太网的传输效果会更好一点。

6 对多媒体数据广播和宽带网融合的一点思考

目前, 网络正朝着相互融合、渗透的方向发展。有效利用多媒体数据广播的优势, 结合宽带网的多业务特点, 可提高有线电视网和宽带网的价值, 带来更多的利润增长点。同时, 两项业务相辅相成, 可使用户享受信息科技带来的更大、更多的惊喜。

在多媒体数据广播的内容方面, 要有其突出的特点, 同时要结合宽带网互动的优点。要按受众的不同, 分类制作节目内容, 比如按年龄分层次的多媒体教育节目, 不仅由多媒体数据广播向用户传送固定的内容和丰富多彩的信息, 使用户“被动地”接收教育, 当然, 教育内容的新颖和生动是非常重要的, 要充分利用多媒体的视听结合、动静结合、寓教于乐, 使用户愿意接受灌输;还要使用户能主动的“寻找信息, 查缺补漏”, 形成“老师”与“学生”之间的互动。再比如, 新闻频道每天将国内、国际发生的大事、要事、有趣事收集在一起, 经过精心组织和深度加工, 以最快的速度传递给用户, 该频道每天更新的新闻条目上百条, 包括国内国际要闻以及社会文体和图片分类新闻等;同时, 要有一个新闻的门户网站, 可以方便用户对自己感兴趣的新闻或相关内容进行详细查看, 还可以增设电子报刊频道, 为用户组织数十份电子报刊, 包括全国性和地方性的综合和专业报刊, 用户可以根据自己的爱好有选择地阅读。这样, 在进行内容组织的同时, 又在不知不觉中建设着自己的门户网站, 为Internet用户提供更为丰富的内容, 同时, 也可减轻Cable Modem用户访问互联网的出口压力。

7 总结

高清晰电视、数字电视、数字音频的时代正在走近, 宽带网逐渐成熟, 宽带网的作用日益突出, 在不久的将来, 融合多媒体数据广播和宽带网的PC机将成为家庭的娱乐、学习、生活的中心, 充分发挥高速、多媒体、交互的优势, 带给用户前所未有的享受, 会领先一步享受数字时代带来的快乐。

摘要：本文介绍了高速多媒体数据广播和宽带网系统的构成和各自的特点, 以PC为中心, 使多媒体数据广播与宽带网相结合, 实现交互式多媒体应用。

网络的技术意蕴、特性与网络伦理 第7篇

一 网络的技术意蕴

在现代社会, 科学技术不仅能加强人们对于生活世界的认知, 而且能够增强人们对于自然界的认知和改造能力。人们“通过实践创造对象世界”, 变革自然界和人类社会, 创造出人的“现实世界”和现实的人类社会, 不断地突破人们生活世界的疆域, 创造出新的生活空间和生存状态 (是一种创造性变革) 。同样地, 网络技术的运用和发展也是这样, 有着其客观的技术意蕴, 是一种创造性变革。我们可以从以下几个方面来说明:

第一, 认知方式和思维方式的变革。网络是以信息技术和网络技术为支撑的网络世界, 是一种虚拟世界。它是计算机信息技术所营造的三维影像与人的感觉经验相结合的结果, 其本性在于技术的工具性运用, 使人们能够超越直接经验对于事物的体验对在技术事实上或技术效果上的虚拟现实 (virtual reality) 进行体验和感知。它作为一种“情景仿真”, 将信息技术的“图文一体化”、“视听一体化”推进到“人-境”一体化, 实现了人类感知与认知方式的共用、逻辑思维与形象思维的结合。[2]它的意义不仅仅在技术上的网络社会得以出现, 更在于使人类认识自然界和人类社会获得了新的思维方式:即新的计算机视觉化技术把人的形象思维与抽象思维结合起来使人的认识能力产生新的飞跃 (电脑模拟) , 使以往在现实中无法展现的一些可能性在电脑的虚拟性的空间中展现, 使人们对于现实世界的认知“图式”产生超越于常识的思维方式的“惊人的变故”。

第二, 生产方式的变革。在人类社会, 劳动生产的组织方式是随着科学技术的不断进步和生产工具的改进而不断发展的。在近代社会, 随着蒸汽机的运用, 人被机器拴得紧紧的, 劳动者成了生产流程的一个环节, 机器成了人的主宰。为了人类的解放, 新的生产方式的变革就一定要到来。它只有随着工业的充分发展才是可能的, 并且, 在机器装上大脑后才能实现“劳动者不再是生产流程中的一个环节”, 才能使劳动者成为“站在生产流程旁的进行管理和监督的人”。在这方面, 在现代社会, 新科技革命和互联网络以微电子技术、信息技术为主导, 生产出各种信息技术设备为新生产方式的变革提供了条件, 其功能不再是像过去科技革命一样生产出一些主要是代替和减轻人类体力劳动负担的机器设备, 而是为机器装上了“大脑”, 使人类社会的生产组织形式 (生产方式) 从自动化向智能化转变, 促进生产力的发展, 提高了劳动生产率。

第三, 意识观念和生活方式的变革。互联网络通过创造网络群体, 创设“虚拟现实”的环境, 通过创设某种现实的环境去现实地帮助个体进行角色承担的情感体验和生活方式的变革。当网络化的快捷、方便成为基本需求后, 体现个性自我存在的文明内涵必然成为新的文明特征, 塑造真实世界的新文明, [3]网络个体的生活方式也在技术意义上达到了自主和自由, 社会心理学上的失真将减少, 使人们更容易进行思想和观念的交流。

二 网络的技术特性

在人类社会, 每一项技术的运用总是会使道德伦理问题以新的面目出现。在现代社会, 网络以技术工具为中介进行, 如E-MAIL (电子邮件) 、BBS (电子公告版) 、ICQ (点对点聊天) 和在线聊天等, 使网络具有其独特的技术特性, 在技术上倾向于形成新的伦理规范。

第一, 间接性。

互联网络的分散式网状的信息交往突破了人们“主体-客体”认知模式, 人们对信息的传输和获取工具的设计使人们的认知模式向“人-机-人”一体化演变, 每一个人在网络交互主体的界面环境中形成了非中心化的网际关系, 形成网络社会“非熟人”的交往关系, 拓宽了人们的交往关系 (超时空限制、改变活动方式) , 改变了传统的社会组织结构中人与人之间的以“血缘-地缘-业缘”为基础建立起来的“熟人”关系, 使人与人之间可以通过网络建立起“非熟人”的交往关系, 创造新的交往方式。[4]在这种情况下, 计算机网络改变了现实中人们基于血缘、地缘建立起来的主体间的生活关系, 使得现实“熟人社会”中伦理道德规范难以直接对网络进行行为评价。

第二, 自主性。

互联网络是一个由许多独立的计算机节点相互联结成了一个各自地位平等的、绝无主从之分的开放的网络系统。互联网络的技术环境, 使处于不同计算机节点上的人们也因之具有主观独立的自主性和平等的技术地位, 在一个没有时空限制、没有权威控制的网络世界中获得了一定程度上按照自己的意志从事复杂的信息传输过程。网络个体在经验领域实现了与外在的道德规范在意义关系上的分离, 在“生存孤立”的私人空间里实现了能按自己意愿自主自由进行网络活动的权利。人们在享受技术上的自主自由权利的同时理所当然地要承担由于自己自主自愿的行为带来的道德责任和义务。

第三, 全球性。

网络建设的目的就是要实现信息的共享和通讯的自由 (不被意外事故打断) 。随着人类的计算机网络科学化、技术化和知识化水平的提高, 现实社会中不同国家、不同地域人们作为是网络信息行为的责任主体, 他们的网络行为远远超出了个人的范围, 其影响一开始就是社会性的, 甚至是国际性的。同时, 由于人们所在的国家或地区的社会性的伦理规范和道德观念也不一样, 现实的社会关系和信息需要、信息要求也不一样, 网络信息与特定的文化背景不可分割, 具有价值负载, 与人们的知识结构、文化背景相互规定而具有不同的意义, 他们的网络行为一开始就有不同的评价标准, 这种评价标准的相对性意味着需要有一种能被全球各地的人们都能理解、愿意接受、共同遵守的网络观念和规范 (伦理底线) 来保护网络信息的共享和通讯的自由, 保护每一个网络个体的自主自愿地进行网络活动的权利。

三 网络技术的伦理关怀

网络的技术意蕴、特性决定了网络的运行机制与传统社会的运行相比, 网络的运行机制为人们带来对于人们的行为不管是道德约束还是法律制裁上的技术难题, 需要适合于人类社会进步发展的道德观照和伦理关怀。

第一, 道德观照。

正如中国青年政治学院陆士祯教授所说的一样, 构建网络道德在于三方面需要:“一是网民本身的需要, 目前我国网民已超过1亿, 网络道德建设能够确保网络行为的合社会性;二是互联网健康发展的需要, 净化网络空间、树立网络新风就必须大力倡导网络道德;三是建设社会主义精神文明和构建社会主义和谐社会的需要。”[5]对于网络使用和网络运行过程中出现的网络道德问题和网络伦理问题, 我们应制定一些相应的规则, 明确规定一些网络不道德行为的类型, 指明“应该”或“不应该”的网络行为, 确定“道德”的、合法的或“不道德”的、非法的网络行为。

第二, 伦理关怀。

佛兰克纳说:“道德是一种生活的社会体系”, 人类社会生活的一切领域的历史活动作为是人们的行为和活动, 都浸透着人们的意志、情感, 都是人们有意志、有目的的活动, 蕴涵着伦理关系和道德责任。[6]在现代社会, 科学的功利主义运用使科学技术在现代社会开始变成一个“独立于人的力量”, 现代技术开始不再是为人类的目的而是在为自身的逻辑去寻找技术的目的 (如黑客技术) , 往往会使人类自己付出沉重的社会代价。鉴于计算机信息网络技术的运用过程中产生着网络社会的技术规则与现实社会的传统伦理规则的冲突, 带来网络社会与现实社会中人们相互关系和利益关系的磨擦产生着网络伦理问题, 因而, 网络伦理不是现实社会伦理规范的“网络化”, 人们只能通过网络实践发展出网络社会新的道德观念和伦理规范才能进行自我调节。我们应以人的社会活动为契合点, 在认识和研究网络伦理与既有伦理的差异和联系的基础上赋予网络技术的伦理关怀。

四 网络伦理的内涵

网络伦理就是以传统的伦理学理论和原则为指导的人们思考计算机伦理问题、调节在网络社会中进行的以电子信息为媒体的网络交往关系和利益关系的伦理规范, 是人们对于一定的网络环境和网络利益关系的反映。我们可以从以下两个方面来说明:[7]

1、理性的层面:

马克思说, 人不仅像在意识中那样理智地复现自己, 而且能动地现实地复现自己, 从而在他所创造的世界中直观自身。网络作为联结世界各国、部门和个人的高速信息交换系统, 必然要求至善的道德行为, 不仅要求目标选择的正确性, 而且要求达至目的的手段必然是无害于社会和他人的。因而, 现实社会的道德规范、现实社会中传统的伦理学理论和原则就是人们思考计算机伦理问题的指导性原则和规范性判断的依据, 是我们构建计算机伦理的理论基础。在内容上看, 我们可以借鉴国外经验回到对“元伦理” (即分析伦理学, 崇尚道德观念的至善性和目的性) 的考察和教育, 增强人们的责任意识和内心信念, 并将功利论与道义论结合起来, 构建网络伦理的规范体系。

2、经验的层面:

人类社会的道德存在着两种情形:“有些道德是跟着社会来的, 只要有社会, 就得有那种道德, 如果没有, 社会就根本组织不起来, 最后也要土崩瓦解。有些道德是跟着某种社会的, 只有这一种社会才需要, 如果不是这种社会, 就不需要它。前者我称之为‘不变的道德’, 后者我称之为‘可变的道德’”。[8]“不变的道德”作为普遍的伦理规范隶属于普遍人性, 是具有生物学和社会进化论基础的, 在不同的历史时期和社会中延续, 而且作为体现普遍人性的道德元素融入人类社会之中 (包括网络社会) ;“可变的道德”作为社会意识的和精神生活的表现, 是对社会存在的反映, 是人们现实社会活动的产物。当网络成为现代社会组织赖以存在的技术条件, 以全球性、开放性、互动性的因特网为基础的“网络社会”带来人们的思想观念、道德情感、价值取向和利益关系的调整, 人们的社会生活、交往活动有了实质性的改变, 会产生出一些新的道德要求和利益需要, [9]网络伦理就是人们对于一定的网络环境和网络利益关系的反映, 不是先验的, 而是伴随着网络的运用过程中人们相互关系和利益冲突的结果, 是人们对于在网络社会中应该遵守的道德准则和行为规范。

五 网络伦理的原则

网络是一种促进个性化的技术媒介, 由于互联网络等科学技术已不再是中立的, 它包含着行动计划, 无论从研究手段 (实验) 或研究目的 (应用) 来看都逃脱不了人类社会现实的道德观念的评价。因而, 网络社会与现实社会生活中的道德评价和伦理规范都是建立在人们的社会活动之上的, 我们应该以人们的社会活动为契合点, 认识和说明网络伦理应有的伦理原则。

(一) 自律性和他律性原则

1.自律性的原则。

在网络社会, 对于尚未形成道德良心的个人, 正确的社会舆论可以为个体的道德行为的选择提供指引和规范, 最终养成道德良心 (私德) , 实现个体道德行为的自律性。在这方面, 网络伦理是随着计算机网络技术的发展和运用而形成的一种新的人类社会关系的反映, 它更注重道德自律, 在强调平民立场和自我完善的基础上解决技术伦理问题。[10]网络伦理的价值在于借助于道德智慧的指引, 形成出于“慎独”基础上的网络私德和出于自愿的自律性的原则。

2.他律性的原则。

在网络社会, 主体生活与现实的文化情景是不可分的, 网络社会的自由和开放是生活在现实社会中的人们通过网络技术创造出来的技术性的生活环境, 在伦理意义上决不是单纯的“人-机”对话活动, 而是“人-机-人”的社会关系, 是一种建立在技术之上的人类社会关系。现实的道德只能建立在普遍性的基础上, 通过许多相关的伦理规则体系表现出来, 而不是只停留在个人的“慎独”、 (私德) 自律之上。在这方面, 网络伦理的价值在于借助于人们的道德智慧和伦理精神的指引, 建立现代技术规范, 注重并建立可操作的他律性的原则, 培养人们的社会公德, 在运用各种手段改造现实的社会关系的基础上实现网络社会的有效治理。

(二) 正义性和道义性原则

1.正义性原则。

在现实社会, 利益是道德的基础。利益产生于个人的需要, 个人有什么样的需要, 就会有什么样的利益;个人有什么样的利益, 就会有什么样的道德。个人的需要和欲望本身不是利益关系, 只有通过一定的目的和手段把它们转化为现实时才构成一种社会利益关系, 才具有道德性。因此, 人类社会的正义性就在于维护正当的个人私利, 人类活动应以实现利益为前提, 以维护和尊重正当的个人私利、维护和尊重合法的个人权益为道德基础。在现代网络社会, 我们必须认真研究这些当代科技与社会相互作用的问题, 建立以维护网络个体利益为基础的正义性原则, 以维护和尊重正当的个人私利、维护和尊重合法的个人权益。

2.道义性原则。

现实社会是由不同的利益主体构成的, 他们的利益有一致的一面, 也有不一致甚至相互冲突的一面, 利益的实现要考虑它的目的和手段, 要建立一种通过社会活动来实现权益的社会关系。目前, 由于网络技术所引起的问题绝大多数源于个人或黑客追逐利益时的技术崇拜和奉行“黑客伦理”的行为而使人们的行动陷入困境之中。对于现代科学技术的发展及其运用过程中的效应, 解决问题的方法不是要回避科学技术和建立在科学技术之上的现代文明, 而是要建立一种彼此之间相互合作、协调行动的社会新秩序来克服社会非理性行为, 建立一个既能满足个人需要、又能使人们进行合理选择时创建一个良好的、共同的生存环境的理性的社会生活, 建立关心所有各国人民的利益、价值和平等权利的道义性原则, 如爱国原则、守法原则、无害原则、友善原则等等。[11]

六 网络伦理的价值

在网络社会, 对于人们无法用现实社会的伦理道德规范去预期他人的网络行为而出现网络社会中的信任危机的现象, 网络伦理的价值就在于通过对网络社会中网络使用和网络运行过程中出现的现实问题进行伦理分析。我们可以从以下两个方面来说明:

(一) 网络伦理的精神价值。在网络社会, 网络伦理作为在计算机信息网络专门领域调节人与人、人与社会特殊利益关系的道德价值观念和行为规范, [12]它的价值在于使人们在网络的运用过程中人们相互关系和利益冲突中形成清晰、明确的网络道德观念。[13]

一是, 网络正义感:对于“善”的追求。随着网络运用于社会的政治、经济、文化和生活的各个领域, 成为人们的“第二生存空间”, 人们对于网络的理解就不应再停留在“技术”的界面这一层次上, 而应把它理解为人类生活的现实社会的组成部分, 在伦理意义上也包含着人们对于自己现实利益和“意义世界”的关注, 即对于“善”的追求。

二是, 主体责任感:为人类的“意义世界”承担选择的后果。在网络社会, 独立、自主的网络个人决不是说他们可以摆脱人与人的社会关系, 而是说他们必须在社会性的联系中把个人融入人们统一的社会活动之中去, 以自己的自觉的意志和自由的活动为人们的幸福生存的“意义世界”负责自己的行为, 选择自己的命运, 每一个人都应该在这一社会的普遍联系中为人类的意义世界选择自己的行为, 承担选择的后果。

三是, 技术审美感:实现科技活动的认知和评价的统一。如果说, 网络主体的责任感是建立在对于网络关系理解基础上的自觉选择, 那么, 网络技术的审美感则是人们在科技活动中对于网络技术及其价值追求中的理解的基础上形成的追求和谐的技术环境的审美情趣, 体现着人们在自己的创造物中反观自身的心灵定性和自觉本质, 是人们通过自己的知 (知识) 、情 (情感) 、意 (意志) 给自己创造和谐、幸福生活的伦理基础和价值选择, 是人们对于网络技术和网络社会的认知活动和评价活动的统一, 也是人们摆脱被技术控制的理性“激情”的自我确认。

(二) 网络伦理的实践价值。在现实社会, 人们对于网络进行强有力的社会控制虽然可以维护网络社会秩序, 规范人们的网络交往, 但这与网络的技术本性 (自由和共享) 是相背离的。因此, 技术本身不可能有效地解决超出技术范围之外的社会伦理问题而需要对网络社会进行伦理分析。[14]我们通过对网络社会中网络使用和网络运行过程中出现的现实问题进行伦理分析, 既有助于培养责任心、善良的情感等“独善其身”的个体的道德自觉 (网络私德) , 可以对网络中人们的行为进行调控, 对人们分析和探索计算机网络运用中出现的具体的伦理问题的处理方式提供现实社会的伦理原则的比照, 培养他律性的“相善其群”的伦理规范, 在实践过程中养成他律性的网络公德。这样一来, 网络伦理既可以使技术本身不可能解决的非技术的社会问题得到人文关怀, 又可以使个体把公共利益作为维系个体与社会的纽带, 也不会使网络调控以失去网络的本来意义 (网络自由与信息共享) 为代价。它在维护社会性的伦理关系的同时, 又可以促进网络这一种个性化的技术媒介的发展。

结束语

网络教育技术论文 第8篇

一、聚集众智, 主题式网络教研论坛的兴起

随着网络技术的发展, 网络上出现了基于论坛的交流形式。信息技术教研论坛具有展示教师才华、实现资源共享、结识教研同道、进行主题教研的功能。

1. 信息技术教研论坛聚集教师智慧

(1) 信息技术课程专家引领的教研论坛。信息技术学科从课程标准的制定到教材的编写, 再到进入高考, 跨时虽短, 但是这种专家引领的主题式教研论坛对促进信息技术课程改革却功不可没。主要代表是引领全国的信息技术课程改革的两大学术论坛:“大路论坛”和“中小学信息技术教育论坛”。论坛里, 专家“下野”指导, 一线教师“上台”表演, 实现专家和一线教师的平等交流和对话, 相互取长补短。特别是专家帮助信息技术教师正确解读高中信息技术课程标准, 对信息技术教育教学中出现的突出问题和典型现象进行深入的交流分析。

(2) “草根”教研论坛的“家常”研讨。这是由信息技术教师自发组织, 面向教学实际的论坛, 为网络教研带来生机。这种“民营式”网络教研以轻松、平民化的气氛吸引众多信息技术教师参与研讨, 其中的发帖讨论更注重解决教学实际。主要代表论坛有“I C T教育”和“福建信息技术教师联盟”。

(3) 信息技术类刊物引领的教研论坛。由于信息技术教师增强了知识版权保护的意识, 他们以更为谨慎和务实的态度, 开始关注对自己劳动成果的保护, 信息技术类刊物为他们提供了发表成果的规范渠道。一类是信息技术类刊物自办的论坛, 如信息教研论坛;另一类是刊物进驻“草根”式教研论坛, 实现编辑采用优质稿源, 实现教研成果在刊物发表。“I C T教育”和“福建信息技术教师联盟”都采用了这种做法。

2. 网络教研人群的分化, 从“常客”到“过客”, 再到另立门户

由于信息技术教研论坛是公共交流场所, 其定位和研讨重点有所不同, 有的重视学术研究, 有的着重草根式的“家常”研讨。网络教研参与者的积极性取决于信息技术教师自我实现价值程度。因此, 论坛以包容的姿态允许信息技术教师互相“串门”, 或者关注课题研究和著书立说, 或者通过另辟途径提升自我, 网络教研的终极目标是让教研成果遍地开花, 应用于课堂实践。

二、博客——教师个性化专业成长的家园

教研论坛是聚集众智的大家庭, 而教育博客则是信息技术教师个性化表达的私人场所, 承载着信息技术教师的专业发展之重。教育博客主要由教育叙事、教育反思、教育研究、教育资源和教育教学交流组成。其中教育叙事主要是教育故事和课程故事, 教育反思主要是对教育教学中出现的问题和现象进行分析和总结。

1. 追求人气, 营造交流环境

早期的信息技术教师, 在不同的网站上注册了教育博客。由于缺少统一的交流圈, 所以需要自我宣传和推广, 如利用Q Q、论坛等推广和介绍网站。根据笔者统计, 信息技术名师博客访问量较高, 普通信息技术教师博客只有零星访客光顾。因此在学科地位不高的情形下, 教育机构和商业机构组织的博客群里, 信息技术教师所占的比重很少。虽然有博客圈互访、精华博文推荐、博客人气排行榜, 但是和其他学科相比, 其热情大打折扣。因为一定的访问量, 是博客交流的基础。

2. 没有平等的对话、互相的提升, 就达不到深度的交流

笔者浏览了很多信息技术教师的博客, 发现回复量少, 而信息技术名师博客相对较多。但是一些博客充斥着“学习了”、“受益匪浅”等空洞式的赞扬回复, 这是访客缺少思考和随意回复的表现, 在一定程度上影响着深度交流。

有些有关信息技术教师待遇和地位的回复, 虽然能引起大家暂时的共鸣, 但是却成了发泄的场所, 游客说完就走, 交流时还不能做到持久和热情。只有在回复中恰如其分地提出自己的见解, 中肯地指出对方的优点和不足, 才能引起对方足够的重视、彼此的受益和提升, 才能激起对方深度交流的欲望。

3. 反思——写博的最高境界

反思, 承载教师专业成长之重, 教育叙事则是反思的基础。信息技术教师通过记录大量的教育故事和课程故事, 特别是信息技术课堂教学实例, 触发自己的教育感悟。如钟和军老师和黄利锋老师的博客, 有大量课堂教学实录, 给很多信息技术教师以借鉴和指导。

通过教育个案的积累, 再进行比较和分析, 从中抽象出一般的教育规律, 这样进入了反思的第二个层次。如王爱胜老师的苍山博客行, 以“热点解码”专题形式分期推出探索课堂教学规律的博文, 包括课堂教学变化、课堂价值的探索等, 为信息技术教师专业成长提供了值得借鉴的宝贵经验。

对信息技术教育现象的探索, 一些专家的博客提供了较高层次的反思, 如李艺教授的博客, 其中对于信息技术教育整体现状的反思, 发人深省;对于远程研修的寄语“从以前的‘我该怎么做’到现在的‘我要怎么做’”, 反映了信息技术教师的逐步成长。

4. 热情——写博的动力

由于信息技术教师具有技术的优势, 接触博客后便“迷途”不知返, 虽然博文的质量参差不齐, 但是每天坚持写博, 记录自己的心路历程。特别是一些名师的博客访问量非常大, 从而把写博的热情推向高处。

当教育博客进入在沉静中反思、在交流中碰撞的阶段时, 更注重生命的教育意义。当其承载信息技术教师专业发展之重时, 会通过不断反思触动内心, 激发对教育的持续热爱来维持写博的激情。

5. 博客的交流与反思

交流促进反思, 反思是交流的基础, 交流能产生不同观点的碰撞, 同时包容别人反思自我, 而深刻的反思能够进一步吸引他人, 通过这种交流能够促使信息技术教师不断成长。

三、网络教研向多元化方向发展

以论坛和博客为依托的网络教研, 好比茫茫人海中的偶然相遇;Q Q群则是更为稳固的网络教研群, 由一些志同道合的信息技术教师组成, 其研讨的内容更具针对性和即时性。还有基于M o o d l e和G o o g l e协作平台的网络教研、较为庄重的电子邮件、最近讨论热烈的云技术, 为信息技术教师网络教研提供了广阔的天地。虽然各种网络教研平台出现此起彼伏, 但是都有各自的优点和劣势。

高校网络的维护与网络技术的应用 第9篇

1 校园网的现状以及安全隐患

校园网是普遍存在于各个高校中。随着时间的推进, 校园网络越来越普及, 目前, 很多高校基本实现了数字化校园, 没有实现的也在建设当中, 使得校园网速度加速发展。而且在近几年的发展中, 无线网络的加入也使得学生, 教职工在网络方面得到了更好的上网速度。从目前情况来看, 无论是学校师生还是教职工, 对网络的使用越来越普及。依赖性也越来越强。随着网络的普及和使用, 对网络的管理的难度也随着增加。许多教师和学生的计算机网络安全意识薄弱、安全知识缺乏。学校的规章制度还不够完善, 还不能够有效的规范和约束学生、教工的上网行为。在以下的一些方面存在明显的安全问题。

1.1 网络设备的维护与管理

校园网络的维护一般分为硬件和软件两块, 在硬件方面。主要是网络设备的安全性考虑, 有很多因素会造成网络设备的不稳定性。比如有些设备如交换机, 路由器的保护措施不当, 下雨, 打雷时就是很容易对设备造成损坏, 一旦损坏, 就需要重新更换, 此外, 人为的因素也存在其中, 如果网络维护人员看管和监督不当, 某些不法分子就会盗取或者损坏设备, 这也会给我们带来很大的影响, 从而影响校园网的正常使用。

1.2 软件方面的维护与管理

校园网是一个公共的资源, 很多用户难免在其上安装很多软件, 操作系统本身也可能会存在不稳定和不安全性, 病毒的攻击也是其中一个安全隐患, 这样便给校园网造成了很大的负担, 还有可能因为某些软件而导致校园网的瘫痪, 所以会给系统造成很大的负担, 会使校园的速度大大降低, 影响网络。所以需要我们去维护和建立更安全的软件系统资源。

2 校园网的常见故障分析

在高校校园网络维护中, 最常见的几个故障有:用户自身故障、线路故障、设备故障等三大类。

2.1 用户自身故障

一般高校网络中出现故障可以分为很多类型, 用户自身故障往往分为用户电脑或者用户自己的设备故障, 用户自身故障常常划分为用户电脑自身故障, 比如说IP地址没有正确输入, 用户自身系统出现故障, 用户自身的网线无法使用以及用户自身所带的交换机、路由器出现了假死, 损坏等故障。一般出现这种现象, 网络中心相关人员会告知其自身解决或者告知如何解决。

2.2 设备故障

设备故障出现的几率比较大, 常常会遇到, 这就需要我们凭借自身的经验去解决。一般设备故障分为交换机端口假死, 交换机损坏, 跳线松动, 收发器损坏, 光纤线路出现故障等, 端口假死只需要重启交换机便可, 但是如果出现交换机损坏现象, 就必须安装新的交换机并且重新配置方可使用, 跳线松动只需要拔插跳线。如果遇到收发器损坏或者光纤线路出现故障, 则需要更换收发器或者安装光纤模块来解决。如果出现大的线路故障, 比如线路被挖断等就需要通知相关施工人员去处理维护。

2.3 线路故障

高校校园网大部分是由核心机房里的核心交换机来控制, 然后每个宿舍及家属区分别配置相应的交换机来控制, 一般线路故障是从核心出发分散到每个节点, 每台小的交换机, 小的交换机在连接到配线架, 在由配线架分散到每个宿舍及住宅。大多线路故障多出现在配线架到住宅区这段, 如果用测线仪测得这段线路不通, 则需要检查配线架这段的接触情况以及住宅信息点的接触情况, 如果两端接触不良, 则需要重做水晶头或者重新安装信息点, 如果两端都没出现接触不良的现象, 则需要施工人员来处理。

第二种常见的就是光纤线路出现故障, 如果是因为光纤线路出现故障, 通过测光仪测到线路不通, 则需要检测是光纤跳线还是光纤线路问题, 如果是光纤跳线出现问题, 重新更换即可, 如果是光纤线路问题, 则需要找相关施工人员来检测维修。

3 校园网中的技术应用分析

高校中校园网的维护和管理不仅仅存在于硬件上, 就像电脑, 本身也需要安装操作系统和一些必须的软件才能正常使用。高校中的网络设备一般是针对交换机而言的, 交换机本身就是硬件产品, 也需要重新配置好才能投入使用, 而且稍微配置不当就不能正常使用。而在交换机配置中, 有一种技术就是VLAN技术, VLAN是虚拟局域网的英文缩写, 是为解决以太网广播问题和安全性而提出的一种协议, 用VLAN把用户划分为更小的工作组, 每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围, 并能够形成虚拟工作组去动态管理网络。在交换机配置中, 一般先划分管理VLAN, 然后在划分对应的VLAN号, 有些高校校园网会将一个端口划分到一个VLAN号, 有些会划分两个端口到一个VLAN号, 不同高校不同的划分方法。VLAN的使用会使校园网更加安全, 不同的VLAN管理不同的端口, 互相之间不受影响, 一个端口出现故障, 不会影响到其他用户, 这就增加了网络的安全性。给VLAN指定接口时, 要给VLAN配置IP地址和掩码, 一般一栋住宅区会存在几台不同的交换机。其中有一台是第零台交换机, 是由核心交换机分配到每栋住宅区的, 第零台交换机分别通过光纤模块或者收发器控制下面的几台交换机。交换机配置中有一个VLAN Trunk管理, 一般会将每台的23, 24口设置为Trunk端口, 将其设置为Trunk端口并指定该端口允许通过的VLAN后, 则该端口就允许一个或多个不同VLAN的报文通过, 从而实现本交换机上的VLAN与对端交换机上相同VLAN的互通。

4 结束语

高校校园网是一种教育科研网络, 它构建在多媒体技术与现代网络技术之上, 随着网络的普及, 人们对网络的依赖性也越来越强, 所以构建一个安全、有效的上网环境是目前首要的任务, 这就需要我们加强网络管理能力, 提高网络维护技术, 才能为师生提供一个美好的上网环境。

摘要：网络基本已经覆盖大部分高校, 不同的高校里都有自己的校园网络文化, 未来发展的趋势要求对高校校园网络要加强研究的步伐, 文章从高校校园网络的现状入手分析了高校校园网的特征、高校网络文化的建设以及如何去管理维护校园网, 介绍了与校园网相关的VLAY技术。

关键词：校园网络,网络维护,网络建设,VLAN技术

参考文献

[1]刘静.VLA N技术在高校校园网络中的应用[J].计算机网路技术, 2010, 8.

[2]王磊.校园网络虚拟局域网设计探讨[J].科学技术信息, 2010, 10.

[3]戴云.高校图书馆计算机网络信患系统安全现状及对策[J].现代情报, 2004, (10) :20-24.

网络监视技术研究 第10篇

关键词:网络监视;故障监视;性能监视

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2010) 03-0011-02

Research on Network Monitoring Technology

Han Yongqi1,LI Taihao2,Zhang Yun3

(1.Information and technology college of Jilin Agricultural University Changchun130118

China; Information Center for Teaching and Management of Jilin Agricultural University

Changchun130118,China; Development College of Jilin Agricultural University, Changchun130600 China)

Abstract: Network monitoring system is a collection about consisting of a set of tools for network monitoring and control, a combination of organic is used to manage networks and ensure the normal operation of the network software and hardware.It is not only to improve the efficiency of network management, but also continue to monitor the network, creating blogs, research and analysis of network status.

Keywords: Network monitoring;Fault monitoring;Performance monitoring

一、概述

网络监视(Networking Monitoring)主要是对那些终端系统、中间系统以及子网的状态和行为进行观察和分析。主要包括设备的性能监视和故障监视。性能监视关注的是可用性、时延、准确性、吞吐量、利用率、丢包率等。故障监视则主要关注引起网络系统故障的硬故障和软故障,收集告警信息以及其他与故障相关的网络数据,以便及时发现故障。要想及时发现网络故障,自然离不开对网络设备的监视,以掌握设备的工作状态。

网络监视具有三个主要的设计部分:

(一)对被监视信息的访问:如何定义被监视信息以及如何将它们传递给网络管理者。

(二)监视机制的设计:从被管资源获取信息的最佳方式是什么。

(三)被监视信息的应用:在各种管理功能区中如何充分利用那些被监视的信息。

二、信息采集

可以使用两种从网络设备上收集信息的技术:轮询和事件报告。

轮询是网络管理者和代理之间进行的请求和响应的过程。管理者可以对它授权范围内的代理发送查询命令并请求各种信息的值,代理则将其MIB中的信息作为响应。为了进行实时监视,管理者必须不断地去轮询代理,获得数据来评价网络的运行状况。

事件报告则由代理主动发起,管理者则处于监视的角色来等待接收信息。代理可能定期或预先设置周期,也可能当有重大事件或异常事件发生时主动生成报告,这对于实时监视很有效。对于那些状态或值变化相对较小的监视对象而言,可以比轮询更有效一些。

轮询和事件报告是网络监视系统所采取的两种最有效方法,但是,对于不同的管理系统,二者各有侧重。电信管理系统更多使用事件报告,而SNMP管理则不依赖事件报告。OSI系统管理更倾向于在两种方法间找个平衡点,在进行选择时,可以基于以下几点:

(一)每种方法所生成的网络数据流量。

(二)关键情况下的可靠性。

(三)所需的时延。

(四)所支持的网络监视应用等。

三、性能监视

管理一个网络需要能够对网络的性能进行衡量,只有在对某个系统性能能够监视的情况下才能对它进行管理。管理者多面临如何选择合适的性能指标,网络数据指标的选取与多种因素有关,但大多数的网络监视系统中最常用的指标基本上相同。如吞吐量、利用率、丢包率等。

(一)吞吐量

吞吐量是指数据在网络上发送的速率,是一种面向应用的指标,一般表示为每秒位数(bps)、每秒字节数(Bps)或者每秒的包数(pps)。计算公式为:

Throughout = bytes/time(某段时间间隔内传输的字节数/时间间隔)

吞吐量的测量只能使用被动式单点测量方法,目前吞吐量的测量方法主要有两种:提取关键设备的相关变量;用包捕获的方法在关键节点上捕获数据包并分析统计。监视一定时间段的吞吐量指标可以规划带宽需求,有可能发现性能故障点。

(二)利用率

利用率是网络资源使用频度的动态参量,是比吞吐量更精细的指标。用于搜索潜在网络瓶颈和拥塞区域,也可以知道哪些资源未得到充分使用。网络管理者通过分析有可能发现资源被过度使用或者利用率不高,对网络进行调整,规划负载平衡,有效的使用资源。

1.接口利用率。

接口利用率是网络利用率的主要指标。接口的运行状况可以通过监视利用率来实现,接口利用率可以表示为流过指定接口的字节数相对于接口带宽的百分比。利用采集interfaces组的变量进行计算,公式如下:

IfUtilizationRate =

其中:Δt是时间长,ΔifInOctets是采集的输入字节数,ΔifOutOctets是采集的输出字节数,ifSpeed是接口的传输速率。

同样,也可以利用接口表中输入字节数和输出字节数分别计算输入利用率和输出利用率。

2.CPU和内存利用率。

CPU利用率反映了设备的繁忙程度,对发现网络拥塞和均衡网络负荷起到重要作用。但是,CPU利用率在公有的MIB中没有定义,大多在厂商自定义的私有变量中表示,Cicso定义了CiccoProcessMIB(标识为:1.3.6.1.4.1.9.9.109)与ciscoMemoryPoolMIB(标识为:1.3.6.1.4.1.9.9.48)来管理CPU和内存。要得到设备的CPU和内存利用率就必须知道该设备的生产厂商和设备的型号,然后在对应的MIB库定义文件中查找相应的MIB变量。

(三)丢包率

数据包的丢失有时是网络出现异常的不良征兆,所以丢包率是网络监视的又一重要指标。一般要低于15%,高于这个数值网络通常就不可用了。可以利用采集interfaces组的变量进行计算,公式如下:

DropRate =

Indrop=ifInUcastPkts2+inInNUcastPkts2-ifInUcastPkts1- ifInNUcastPkts1

Outdrop=ifOutUcastPkts2+inOutNUcastPkts2-ifOutUcastPkts1-ifOutNUcastPkts1

其中,DropRate为包丢弃率;ifInDiscard2和ifInDiscard1表示两个不同的时刻所取得的ifInDiscard变量的值,ifInDiscard表示输入方向丢弃的报文数,ifOutDiscard表示输出方向丢弃的报文数,ifInUcastPkts表示发送给上层协议的子网单播通信的报文数,ifOutUcastPkts表示上层协议请求发向子网的单播通信地址的报文数,ifOutNUcastPkts表示上层协议请求发向子网的非单播通信地址的报文数。

四、故障监视

故障监视的目标是尽可能在故障出现时及时发现并找到故障原因以采取修复措施或在故障出现之前进行预警。在一个复杂的网络环境中,定位和诊断故障比较困难。对于故障的观测而言,有以下三个相关问题:

(一)不能观测的故障:一些故障不能在本地所观测的。

(二)可以部分观测的故障:故障可能能够观测到,但是仅靠观测可能不能确定发生问题的原因。

(三)观测的不确定性:即是能够对故障进行细致观测,但是观测过程也可能存在不确定性甚至不一致性。

如果观测到故障,就要将故障进行隔离排查,定位,修复。但是,在这个过程中仍然可能出现几个问题:

1.太多的观测结果和潜在原因。

2.诊断过程和本地恢复过程有冲突。

3.缺乏自动化测试工具。

因此,故障监视应具有以下功能:

(1)必须能够检测并报告故障。管理代理可以维护有关重大事件的日志,管理系统可以使用这些日志。主要通过轮询来运行的系统需要依靠这些日志。监视代理可以向管理站主动报告,但为避免网络过载,应合理限制故障报告。

(2)最好能够故障预警。这需要设置门限值,当被监视的变量超过门限值则发出报告。如果门限值设置的比较低,则网络管理者可以能够在问题萌芽时得到及时的通知并采取措施以避免出现更为严重的问题。

(3)帮助故障进行隔离诊断。管理系统应当包括一些连通性测试、完整性测试、诊断性测试等测试功能。

(4)一个有效的用户界面。通过监视系统与管理者的密切协作,才能更好的实现故障的隔离、诊断和修复。

五、发展趋势

网络监视技术随着网络技术的发展与成熟,已成为网络管理领域的研究重点和热点。相应于网络的发展,对网络监视也提出了新的要求:

(一)灵活性

网络管理框架可以适应网络配置快速和经常的改变。

(二)可伸缩性

能够管理不同规模、不同复杂度的网络,并可随着网络规模的增长而不断扩展。

(三)简化性

减少必须的人为参与的因素,提高自组织能力,并减少学习延迟。

(四)可靠性

能够对网络故障做出预测,并且即使网络的部分区域失效但整个网络仍能正常运行。

参考文献:

网络教育技术论文 第11篇

随着人类对海洋的探索、开发和利用程度越来越深入,无论是军用还是民用领域,都对海洋环境下的信息传递有着巨大的需求。建立可靠、安全的水下通信网络,是实现海洋国土安全、海下科学研究、海洋勘探开采各种工作的关键问题。声信号在水下的传播有扩散损耗、吸收损耗和边界损耗,且传播距离越大、信号频率越高,传播损失也越大[1]。由于水下设备多采用电池供电,能够利用的能量十分有限,因此需要设计一个具有高可靠性、大吞吐量、低功率消耗和短传输时延的水声通信网络[2]。传统的路由算法只对数据存储和转发[3],不对传输的信息进行处理,最终导致多播通信可以实现的传输容量远远小于最大流最小割定理( Max-Flow Min-Cut Theorem) 所确定的容量上限,不能实现吞吐量的最大化[4]。网络编码技术不同于传统路由算法,该技术能够使网络中间节点对信息进行融合处理,即中间节点不仅仅是简单的存储转发,还可以对信息进行一定处理,增加单次传输的信息量,提高网络的性能[5]。大量研究显示网络编码技术可以提升多播、单播和广播等方式的网络吞吐量,可明显提高传输效率[6],该技术已经在P2P网络中、分布式存储、无线网状网、无线自组织网络、无线传感网络以及网络安全中得到有效应用[7,8,9]。

传统水声通信广播信息一般采用泛洪法,泛洪方式是一种节点广播数据方式[10,11],这种方法主要特点是算法简单,尤其在网络拓扑结构时常发生变化时适合使用该方法,但是由于众多非目的节点都接收到数据包并参与了数据包的转发,导致网络开销太大,数据传输率低,甚至造成广播风暴[12]。

1 NCR协议算法原理

NCR协议将随机网络编码算法应用于网络中除源节点以外的所有中间节点。编码系数均在有限域GF( q)[13]上随机选取,且对节点数据包进行线性组合[14],因此该算法也称随机线性网络编码算法。解码时采用高斯消元法,通过求解编码系数组成的线性方程组来恢复原始消息,文献[14]已经证明只要有限域GF( q) 足够大,就可以使目的节点的全局编码矩阵满秩,从而能够以较高概率完成解码操作。

在随机线性网络编码算法中,各中间节点先将要发送的数据包进行编码,形成新的组合再发送出去,所有其他节点收到足够的已编码数据包进行再编码并转发出去,当目的节点收到足够多的编码包后,就可以解码得出原始数据包。因此各节点输入端收到的一定数量的已编码数据包,是原始数据包的线性组合。

用理论模型描述如下: 在有向无环网络G =( V,E) 中,源节点S ∈ V ,接收节点T ∈ V ,具有单位容量的链路e ∈ E ,广播容量h是发送节点和接收节点间所有割的容量中的最小值,x1,. . . ,xh为源符号,g( e1) ,. . . ,g( eh) 为有限域GF( q) 上全局编码向量,数据包中的每个元素编码后得到的线性组合y和带有随机系数的向量g( e) ( 编码向量) ,线性组合y可以表示为:

通常取q = 2n,局部编码向量的元素在有限域GF( 2n) 上随机选择,所以只要全局编码向量g( e1) ,. . . ,g( eh) 的矩阵Gt秩为h ,接收节点T就可以恢复出源符号x1,. . . ,xh。

假设数据包能够携带N个符号,每条链路上的符号y( e) 流可以被分组成向量y( e) = [y1( e) ,y2( e) ,. . . . ,yN( e) ],源符号xi流被分组成向量xi=[xi,1,xi,2,. . . ,xi,N],则任何接收端可以从接收的数据包中恢复出h个源向量x1,. . . ,xh,如式( 2) :

解码方案采用渐进式译码方法[15],每收到一个编码数据包,对由系数和线性组合组成的增广矩阵使用行初等变换化简一次,使增广矩阵变为行最简型阶梯矩阵,收到第h个线性分组经过化简后,原来的增广矩阵的左侧为h阶单位矩阵右侧为化简后得到的原始数据分块,如式( 3) 所示,以h = 4 为例,如图1 说明解码过程。

NCR协议流程如图2 所示。

2 协议仿真结果分析

采用NS-2 仿真软件对NCR协议进行仿真,应用层为CBR数据流。建立50 个节点的随机网络拓扑结构,如图3 所示,各节点服从[0,1]均匀分布,随机分布在1 km × 1 km的矩形区域内。

由于NS-2 仿真软件提供的无线电环境的传输模型不适用于水声传输模型,需对其修改。式( 4)是无方向性发射声源,W为平均辐射声功率。参考基准声压pref一般取1 μPa,对应的水中基准声强式( 5) 代入式( 4) 可以得到距离为r处的辐射声功率式( 6) :

式中,发送因子 ρ 为每个节点发送数据包数量与接收的新数据包数量的比[16]。ρ 决定了节点的转发概率每个节点能发送数据包的数量,对于NCR协议而言,若 ρ 值较大节点的解码率越高,若 ρ 值较小可能使节点不能收到足够数量的编码包用于解码。因此,仿真部分给出各协议发送因子 ρ 在[0,1]范围内不同取值下的仿真结果。

以下是在节点数为50 的随机网络拓扑结构对数据包投递率、数据包投递平均时延、协议开销和冲突率的仿真结果。曲线“NC”表示NCR协议的仿真结果,曲线“Flooding”表示泛洪协议的仿真结果。

图4 是数据包投递率的仿真结果,可以看出NCR协议投递率一直高于泛洪协议,大约提高了20% ~ 50% ,投递率随发送因子的增长快速增长,且在发送因子较小时就可以得到很高的数据包投递率,图5 是数据包投递平均时延的仿真结果。

从图5 可以看出NCR协议传输时延远低于泛洪协议,随着发送因子的增长时延相对平稳,没有明显增加。因此在节点数量较多的网络中,NCR协议能够显著提高数据包传输率,从而降低传输时延。

图6 是协议开销的仿真结果,可以看出,在相同发送因子的条件下NCR协议开销始终比泛洪协议的协议开销大。主要原因是节点对数据包编码后,将每个数据包的编码向量作为头部信息添加到数据头部,从而有大量携带编码向量的数据包进行转发,使协议开销相对增大; 而泛洪协议的网络开销主要是大量重复数据包发送造成的。

图7 是数据包冲突率的仿真结果,可以看出,在节点数为50 的随机网络拓扑结构中,接收到的数据包数量较小时NCR协议和泛洪协议的冲突率相当;但当网络节点传输数据增大时,NCR协议的冲突率明显低于泛洪协议。因此,NCR协议通过数据包编码,提高了数据包转发机会,减少了数据包碰撞,降低了冲突率,有效降低了数据丢包,具有较高的可靠性。

3 结束语

将随机网络编码方法应用于节点广播数据包中,采用NS-2 仿真工具模拟仿真了水声网络环境中随机拓扑结构中的对NCR协议网络数据传输。在节点数量为50 的随机网络拓扑结构中,与传统的泛洪协议相比,NCR协议的数据包投递率大约提高了20% ~ 50% ,时延降低了大约50% ~ 60% ,同时数据包的冲突率也减小。网络编码方法使网络性能获得改善。

仿真结果表明,NCR协议比传统泛洪方法,明显提升了数据包投递率,减小了投递平均时延,降低数据包的冲突率,从而提高了传输可靠性以及传输效率,虽然在协议开销方面有所增加,但提高了数据传输效率,减小了数据包发生冲突的可能性,总体网络性能获得明显改善。

摘要：针对水声通信传输速率低、时延大的缺点,提出在水声环境下将随机网络编码方法应用于节点之间广播通信,利用NS-2仿真软件对网络编码路由协议NCR(Network Coding Routing)进行仿真,并分别从投递率、投递时延、协议开销和冲突率4个网络性能评价指标进行了分析。发现在节点数量为50的随机网络拓扑结构中,与传统的泛洪(Flooding)方式相比,NCR协议的数据包投递率大约提高了20%~50%,网络时延降低了大约50%~60%,NCR协议改善了水声通信网络传输效率,提高投递率,提高能量利用效率和传输可靠性,时延和数据冲突率有效降低,网络性能获得明显改善。