数据交换技术论文范文

数据交换技术论文范文第1篇

本文简要介绍了用于各种软件间数据交换的STEP技术及其在国内外的发展状况和前景，介绍了作者在建筑热环境分析集成化环境中应用STEP技术构成基本数据库实现CAD工具与各种计算软件间数据交换的体会，对制定建筑和HVAC系统的标准STEP数据模型提出了建议。

关键词：数据库集成化技术建筑CADSTEP

Abstract

ThispaperoutlinesthedevelopmentandapplicationofSTEP(Standardforexchangeofproductmodeldata)technology,presentsapracticeofbuildinganintegrateddatamodelforbuildingthermaldesignandanalysiswithSTEPtechnologyandmakessomesuggestionsconcerningthedevelopmentofstandardbuildingandHVACdatamodels.

Keywords：databaseCIBSCADSTEP

1前言

开发集成化建筑设计系统的关键在于实现CAD工具、分析软件以及各种数据库间数据交换。而要实现"开放式"系统，使集成化系统中的各个部分都可以独立研究开发并不断扩充，就需要有一种标准的数据交换方式。80年代以来国外逐渐开发出STEP技术（StandardfortheExchangeofProductModelData）作为产品数据交换标准。目前该技术已广泛用于机械制造业的CAD、CAM系统中，国际标准化组织ISOTC184并制定了国际标准（ISOCD10303）。在建筑设计CAD和集成化系统的开发研究中，也开始采用STEP技术。我国1994年由国家技术监督局牵头成立了STEP技术中心，1995年国家技术标准委员会成立了STEP标准分委员会（CSBTSTC159SC4），开始制定我国的STEP标准，并组织推广STEP技术。

2STEP技术简介

不同软件间一般通过数据文件进行数据交换。正确的数据交换的前提是要使数据的接收方能够完整准确地"理解"所接收的全部数据。最初这是通过数据生成方与数据读取方的协议来实现的。此协议包括数据的格式、顺序、数量以及数据文件中每一个位置上的数据的物理意义。

随着产品和工程数据复杂的增加，上述方式就愈来愈不适应。同一类型的事物，具体对象不同，所要描述的数据的数量就不同，所表示的物理意义亦不同，甚至数据类型也不同。例如描述一座建筑物数据，其结构及数量随建筑的楼层、房间数及门窗墙数的不同百有很大差别；描述一个空气处理室的数据，对于不同结构的空气处理室（表冷器、喷雾室），有些数据代表的意义相联系才有意义，一组数据只有与它们的相互关系的定义相结合才有意义。仅依靠预先约定的一些协议，很难准确反映每个数据的物理意义及数据间的相互关系，更难以适应被描述事物类可能具有的各种变化。数据的物理意义、数据间的相互关系以及数据本身三者共同构成了对事物的描述。数据交换与传递也应包括这三部分内容，而决不仅是数据本身。

基于上述观点，提出了STEP数据交换技术。将数据组织为数据项储存。每个数据项包括描述该项内容的若干个数据，其中亦可有与此项内容有关的其它数据项名。每个数据与它的物理名共同储存。为了准确地描述数据项内部结构及各数据项间的关系，对种每数据项的内部结构及其中每个数据的物理意义都要用EXPRESS语言严格定义。这种数据项的EXPRESS定义称作数据模型。根据此数据模型可以准确写出STEP方式的数据文件，也可以很容易地理解按此模型生成的STEP方式的数据文件。

以描述一个建筑物的几何尺寸为例。建筑物可看成是由许多封闭空间组成；每个空间由若干个表面所围成；每个表面由若干条线段为边界；每条线段由它的起始坐标确定。同时，每条线段又是两个表面的相交边界；每个围护结构都以两个表面为其两侧。这个数据模型可以用如下EXPRESS语言描述：

ENTITY：建筑

iscomposedof:SETOF围护结构

contains:SETOF空间

ENDENTITY:

ENTITY：空间

iscomposedof:SETOF表面

ENDENTITY:

ENTITY：表面

hasareaof:REAL

iscomposedof:SETOF线段

issurfaceof:围护结构

faceof:ONEOF(空间，外环境)

ENDENTITY:

ENTITY：线段

Point1:点

Point2:点

boundaryofsurface1:面

boundaryofsurface2::面

ENDENTITY:

ENTITY：点

xis:REAL

yis:REAL

zis:REAL

ENDENTITY:

ENTITY：围护结构

Side1is:SETOF表面

Side2is:SETOF表面

ENDENTITY:

以上定义的EXPRESS数据模型中，大写字母为一些由语法决定的关键字。小写英文字母及中文说明物理意义。每一组ENTITY定义了一项数据项结构。按照这个数据模型，一个具体的建筑几何尺寸可用如下形式的STEP文件描述：

#1=建筑（（#80，#81，#82，#85，……），（#2，各围护结构的代号#3，#60，……））

各空间的代号

#2=空间（（#4，#5，#6，……））

各表面的代号

#3=表面（24.5，（#10，#11，……），#80，#2））

面积各线段代号所属围面对

护结构空间

#4=表面（32，（#10，#14，……），#81，#2）

……

……

#10=线段（#50，#51，#3，#4）

点1点2面1面2

#11=线段（#51，#52，#3，#6）

……

#50=点（0.3,12.8,0.3）

x坐标y坐标z坐标

#51=点（………）

……

#80=围护结构（#3，#4）

上述STEP文件中，#n仅作为一项数据的识别名，其顺序无任何意义。等号后的名称给出此项数据的结构。它表明括号内的内容必须与该项ENTITY在EXPRESS中定义的结构一致。括号内#n则给出各项数据间的相互联系。

这种方式的数据文件，各项数据顺序无关，根据被描述事物的复杂程度，总的项数亦可很不相同。只要得到它的数据模型，即可产生或理解全部数据内容。这样，EXPRESS定义的数据模型相当于严格定义的计算机化的数据文件协议。在它的公开与一致的基础上，即可实现数据的准确理解。

实际的建筑物涉及的信息当然远比上例复杂，但用同样方法亦可准确完整地描述清楚，并可灵活使用。

上例描述的基础，建立在数据模型的一致上。若数据模型不一致，也就是看待和描述事物的角度不一致，仍不能实现这种数据交换。例如，如果某个软件是用各面墙的中线描述建筑物几何信息，其数据就很难直接用上述数据模型表出。因此，制定统一的标准数据模型，即统一的EXPRESS形式的定义文件，是使用和推广STEP技术进行数据交换的关键。

经过十余年的努力，已开发出许多使用STEP的软件工具。例如以图形化方式定义数据模型并直接生成EXPRESS文件的NIAM；将EXPRESS文件自动转换为C++中数据类型说明的CCGEN；直接存储、管理和检索STEP形式数据的动态数据库软件等。目前随着STEP技术的普及与深入，新的工具还在不断出现。

3使用STEP的初步尝试

与英国建筑研究中心（BRE）合作，并结合国内的具体情况，作者近两年来开发出采用STEP数据交换方式的集成化建筑热环境分析系统IISABRE。它的基本思想就是试图将相关的各种计算软件及CAD工具集成到一起，每个软件可以使用其它软件的各种输出结果，它的输出结果亦可被其它软件所使用。系统的核心是使用STEP技术按照EXPRESS定义的建筑信息数据模型（IDM，IntergratedDataModel）。该数据模型包括建筑物的几何信息、围护结构热工性能、建筑物的运行管理方式以及微生物的能耗、采光、自然室温等各种物理性能。利用此数据模型可基本上描述与建筑热物理有关的各种信息。为了实现各软件与以此数据模型为原型的数据库交换数据，每个软件都配一个数据转换器。此数据转换器从STEP数据库中取出该软件所需要的数据，按其要求生成数据输入文件。数据转换器又将该软件的计算结果转换为STEP方式并存入STEP数据库中。

利用这一系统，用户首先AutoCAD上描述所分析建筑的三维几何形状，并通过从门窗墙部件库选择相应的部件来定义各建筑部件的材料和物理性能。这些输入结果都被转换为STEP的数据项，存入数据库中。用户可调用计算软件对此建筑进行分析。例如检查它的围护结构是否满足保温标准或进行能耗估算。用户还可进一步定义要求的房间范围以及HVAC形式，从而进行负荷计算或自然室温计算。这些计算结果亦存入数据库中，并可被其它软件利用。由于采用了开放式结构，此系统还可以运行现成的计算分析软件。目前已试将美国开发的SERIRES（建筑热模拟软件）和英国开发的BREDOM（建筑能耗估算）连入。利用这种方式现有的分析计算软件资源可以较方便地集成于此系统中。

此系统目前仍处于开发完善中，但已显示出STEP方式的优越。随着系统复杂性的增加，这种优越性会越来越明显地表现出来。

4建议和设想

随着计算机技术的发展，软件的相对成本越来越高。使开发出的软件能广泛和充分地利用是提高效率降低成本的关键。大型集成化系统复杂庞大，依靠一两个单位的力量很难承担。采用STEP技术可能性较容易实现开放式系统提高软件重复使用率，因此应大力推广。

数据交换技术论文范文第2篇

[论文摘要]本论文讨论计算机网络数据交换技术的发展历程，阐述数据交换每个发展阶段的技术特点。着重对分组交换技术进行分析论述。

交换设备是人类信息交互中的重要实施，在相互通信中起着立交桥的作用。交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术，以及控制技术的发展而螺旋型发展。从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换，交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。人们对可视电话、可视图文、图象通信和多媒体等宽带业务的需求，也将大大地推动异步传输技术（atm）和同步数字系列技术（sdh）及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。

从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。

一、电路交换

自1876年美国贝尔发明电话以来，随着社会需求的增长和通信技术水平的不断发展，电路交换技术从最初的人工接续方式，经历了机电与电子式自动交换、存储程序控制的模拟和数字交换、第三方可编程交换等技术的变革，当前正在发展中的融合多媒体格式相互通信的软交换技术。

随着电子技术，尤其是半导体技术的迅速发展，人们在交换机内引入电子技术，这类交换机称作电子交换机。最初是在交换机的控制部分引入电子技术，话路部分仍采用机械接点，出现了“半电子交换机”、“准电子交换机”。只有在微电子技术和数字技术的进一步发展以后，才开始了全电子交换机的迅速发展。

1 9 4 6年第一台电子计算机的诞生，对交换技术的发展起了巨大的影响。在20世纪60年代后期，脉冲编码调制(pcm)技术成功地应用在通信传输系统中，对通话质量和节约线路设备成本都产生了很大好处。随着数字通信与p c m技术的迅速发展和广泛应用，于是产生了将p c m信息直接交换的思想，各国开始研制程控数字交换机。1970年法国首先在拉尼翁(lanion)成功地开通了世界上第一台程控数字交换系统，标志着交换技术从传统的模拟交换进入到了数字交换时代。程控数字交换技术采用pcm数字传输和数字交换，非常适合信息数字化应用，除应用于普通电话通信以外，并且为开通用户电报、数据传送等非话业务提供了有利条件。目前在电信网中使用的电路交换机全部为程控数字交换机，可向用户提供电路方式的固定电话业务、移动电话业务和窄带isdn业务。

二、报文交换

报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点。

每个节点在收到整个报文并检查无误后，就暂存这个报文，然后利用路由信息找出下一个节点的地址，再把整个报文传送给下一个节点。因此，端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文在每个节点的延迟时间，等于接收报文所需的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和。

三、分组交换

分组交换是交换技术发展的重要成果，代表着网络未来演进的方向。分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。分组交换技术使用统计复用，与电路交换相比大大提高了带宽利用率。这要求在交换节点使用存储转发，从而导致掉队现象的发生。因此，分组交换全引入不固定的延迟的概念。分组交换网络主要有面向连接和无连接两种方式．分组网络包含3个功能面，分别是数据面、控制面和管理面。数据面负责分组转发，因此需要高性能的实现。目前主要的分组交换网包括面向连接的x．25、帧中继、atm、mpls以及无连接的以太网、cp／ip网络。

分组交换网有两种主要的形式：面向连接和无连接。对于分组交换技术来说，面向连接的网络与电路交换类似，也需要通过连接建立过程在交换机中分配资源；但由于它采用统计复用，所分配的资源是用逻辑标号来表示的。自分组交换技术出现以来，已经有多种分组交换网投人运行。电信领域最早提出的是x．2 5网络，但由于它协议复杂，速度有限，逐渐被性能更好的网络如帧中继代替。帧中继网络可以认为是x．2 5的改进版本，它简化了协议以提高处理效率。

计算机领域的一个侧重点是局域网，即小范围、小规模的网络，用于互连办公室内的计算机。目前以太网已成为占统治地位的局域网技术。

在2 0世纪9 0年代中后期，因特网获得较大发展，规模持续扩大，对核心路由器吞吐量的要求也越来越高。由于路由器对i p分组进行转发时路由表的查找比较复杂，转发速度受到很大限制。前面指出，面向连接网络使用逻辑子信道标号进行转发表查找，速度是很快的。人们结合atm技术在这方面的优点，提出将核心网络改为使用类似于a t m的交换机，而只在边缘网络使用路由器的i p交换技术，最终发展为多协议标记交换(mpls)。然而，在随后的几年中，提出了多种实用的高速路由查找方法，使其不再成为瓶颈。此时，mpls最大的优点就是流量工程(tramc en小needng)能力，即人为控制分组流向。但是由于目前高速路由器还能够很好地工作，mpls技术并没有被广泛使用。

四、综合业务数字交换

综合业务数字网是集语音、数据、图文传真、可视电话等各种业务为一体的网络，适用于不同的带宽要求和多样的业务要求。异步传输模式atm(asynchronous transfer mode)就是用于宽带综合业务数字网的一种交换技术。a t m是在分组交换基础上发展起来的。它使用固定长度分组，并使用空闲信元来填充信道，从而使信道被等长的时间小段。由于光纤通信提供了低误码率的传输通道，因而流量控制和差错控制便可移到用户终端，网络只负责信息的交换和传送，从而使传输时延减小。所以a t m适用于高速数据交换业务。

随着通信技术和通信业务需求的发展，迫使电信网络必须向宽带综合业务数字网(b—isdn)方向发展。这要求通信网络和交换设备既要容纳非实时的数据业务，又要容纳实时性的电话和电视信号业务，还要考虑到满足突发性强、瞬时业务量大的要求，提高通信效率和经济性。在这样的通信业务条件下，传统的电路交换和分组交换都不能够胜任。电路交换的主要缺点是信道带宽(速率)分配缺乏灵活性，以及在处理突发业务情况下效率低。而分组交换则由于处理操作带来的时延而不适宜于实时通信。因此，在研究新的传送模式时需要找出两全的办法，既能达到网络资源的充分利用，又能使各种通信业务获得高质量的传送水平。这种新的传送模式就是后来出现的“异步转移模式”(atm)。

a t m是在光纤大容量传输媒体的环境中分组交换技术的新发展。在大量使用光缆之前，数字通信网中的中继线路是最紧张也是质量最差的资源，提高线路利用率和减少误码是最着重考虑的事情。光缆的大量使用不仅大大增加了通信能力，而且也大大提高了传输质量。这使得人们逐渐倾向于宁可牺牲部分线路利用率来减少节点的处理负担。

与此同时，人类对于通信带宽的需求日益增加。特别是传送图像信息和海量数据，已经使人们对于数据通信的速率由过去的几千比特／秒增加到几兆比特／秒。这样，节点的处理能力成了数据通信网中的“瓶颈”。a t m对于节点处理能力的要求远低于分组转送方式，更能适应现代的这种环境。

a t m方式中，采用了分组交换中的虚电路形式，同时在呼叫建立过程中向网络提出传输所希望使用的资源，网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。可以说，a t m方式既兼顾了网络运营效率，又能够满足接入网络的连接进行快速数据传送的需要。

五、计算机网络数据交换技术发展的展望

近年来。以internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，并且随着信息社会的到来，人们的日常生活、学习工作已经离不开网络，这导致了人类社会对网络业务需求急剧增长，并且对网络也提出了更高的要求，不仅要提供话音、数据、视频业务，也要同时支持实时多媒体流的传送，并且要求网络具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代网络应是—个能够屏蔽底层通信基础设施多样性，并能提供一个统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务平台，能够支持快速灵活地开发、集成、定制和部署新的网络业务。

下一代网络将是—一个以软交换为核心、光网络为基础、分组型传送技术的开放式的融合网。软交换的出现，可通过一个融合的网络为用户同时提供话音、数据和多媒体业务，实现国际电联提出的“通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路，使人类能在任何时间和地点，以一种可以接受的费用和质量，安全的享受多种方式的信息应用”的目标。

参考文献:

[1]金惠文　陈建亚　纪　红　冯春燕:现代交换原理.北京:电子工业出版社，2005

[2]桂海源:现代交换原理.北京:人民邮电出版社，2002

数据交换技术论文范文第3篇

[论文摘要]本论文讨论计算机网络数据交换技术的发展历程，阐述数据交换每个发展阶段的技术特点。着重对分组交换技术进行分析论述。

交换设备是人类信息交互中的重要实施，在相互通信中起着立交桥的作用。交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术，以及控制技术的发展而螺旋型发展。从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换，交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。人们对可视电话、可视图文、图象通信和多媒体等宽带业务的需求，也将大大地推动异步传输技术（ATM）和同步数字系列技术（SDH）及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。

从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。

一、电路交换

自1876年美国贝尔发明电话以来，随着社会需求的增长和通信技术水平的不断发展，电路交换技术从最初的人工接续方式，经历了机电与电子式自动交换、存储程序控制的模拟和数字交换、第三方可编程交换等技术的变革，当前正在发展中的融合多媒体格式相互通信的软交换技术。

随着电子技术，尤其是半导体技术的迅速发展，人们在交换机内引入电子技术，这类交换机称作电子交换机。最初是在交换机的控制部分引入电子技术，话路部分仍采用机械接点，出现了“半电子交换机”、“准电子交换机”。只有在微电子技术和数字技术的进一步发展以后，才开始了全电子交换机的迅速发展。

1946年第一台电子计算机的诞生，对交换技术的发展起了巨大的影响。在20世纪60年代后期，脉冲编码调制(PCM)技术成功地应用在通信传输系统中，对通话质量和节约线路设备成本都产生了很大好处。随着数字通信与PCM技术的迅速发展和广泛应用，于是产生了将PCM信息直接交换的思想，各国开始研制程控数字交换机。1970年法国首先在拉尼翁(Lanion)成功地开通了世界上第一台程控数字交换系统，标志着交换技术从传统的模拟交换进入到了数字交换时代。程控数字交换技术采用PCM数字传输和数字交换，非常适合信息数字化应用，除应用于普通电话通信以外，并且为开通用户电报、数据传送等非话业务提供了有利条件。目前在电信网中使用的电路交换机全部为程控数字交换机，可向用户提供电路方式的固定电话业务、移动电话业务和窄带ISDN业务。

二、报文交换

报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点。

每个节点在收到整个报文并检查无误后，就暂存这个报文，然后利用路由信息找出下一个节点的地址，再把整个报文传送给下一个节点。因此，端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文在每个节点的延迟时间，等于接收报文所需的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和。

三、分组交换

分组交换是交换技术发展的重要成果，代表着网络未来演进的方向。分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。分组交换技术使用统计复用，与电路交换相比大大提高了带宽利用率。这要求在交换节点使用存储转发，从而导致掉队现象的发生。因此，分组交换全引入不固定的延迟的概念。分组交换网络主要有面向连接和无连接两种方式．分组网络包含3个功能面，分别是数据面、控制面和管理面。数据面负责分组转发，因此需要高性能的实现。目前主要的分组交换网包括面向连接的X．25、帧中继、ATM、MPLS以及无连接的以太网、CP／IP网络。

分组交换网有两种主要的形式：面向连接和无连接。对于分组交换技术来说，面向连接的网络与电路交换类似，也需要通过连接建立过程在交换机中分配资源；但由于它采用统计复用，所分配的资源是用逻辑标号来表示的。自分组交换技术出现以来，已经有多种分组交换网投人运行。电信领域最早提出的是X．25网络，但由于它协议复杂，速度有限，逐渐被性能更好的网络如帧中继代替。帧中继网络可以认为是X．25的改进版本，它简化了协议以提高处理效率。

计算机领域的一个侧重点是局域网，即小范围、小规模的网络，用于互连办公室内的计算机。目前以太网已成为占统治地位的局域网技术。

在20世纪90年代中后期，因特网获得较大发展，规模持续扩大，对核心路由器吞吐量的要求也越来越高。由于路由器对IP分组进行转发时路由表的查找比较复杂，转发速度受到很大限制。前面指出，面向连接网络使用逻辑子信道标号进行转发表查找，速度是很快的。人们结合ATM技术在这方面的优点，提出将核心网络改为使用类似于ATM的交换机，而只在边缘网络使用路由器的IP交换技术，最终发展为多协议标记交换(MPlS)。然而，在随后的几年中，提出了多种实用的高速路由查找方法，使其不再成为瓶颈。此时，MPLS最大的优点就是流量工程(TramcEn小needng)能力，即人为控制分组流向。但是由于目前高速路由器还能够很好地工作，MPLS技术并没有被广泛使用。

四、综合业务数字交换

综合业务数字网是集语音、数据、图文传真、可视电话等各种业务为一体的网络，适用于不同的带宽要求和多样的业务要求。异步传输模式ATM(AsynchronousTransferMode)就是用于宽带综合业务数字网的一种交换技术。ATM是在分组交换基础上发展起来的。它使用固定长度分组，并使用空闲信元来填充信道，从而使信道被等长的时间小段。由于光纤通信提供了低误码率的传输通道，因而流量控制和差错控制便可移到用户终端，网络只负责信息的交换和传送，从而使传输时延减小。所以ATM适用于高速数据交换业务。

随着通信技术和通信业务需求的发展，迫使电信网络必须向宽带综合业务数字网(B—ISDN)方向发展。这要求通信网络和交换设备既要容纳非实时的数据业务，又要容纳实时性的电话和电视信号业务，还要考虑到满足突发性强、瞬时业务量大的要求，提高通信效率和经济性。在这样的通信业务条件下，传统的电路交换和分组交换都不能够胜任。电路交换的主要缺点是信道带宽(速率)分配缺乏灵活性，以及在处理突发业务情况下效率低。而分组交换则由于处理操作带来的时延而不适宜于实时通信。因此，在研究新的传送模式时需要找出两全的办法，既能达到网络资源的充分利用，又能使各种通信业务获得高质量的传送水平。这种新的传送模式就是后来出现的“异步转移模式”(ATM)。

ATM是在光纤大容量传输媒体的环境中分组交换技术的新发展。在大量使用光缆之前，数字通信网中的中继线路是最紧张也是质量最差的资源，提高线路利用率和减少误码是最着重考虑的事情。光缆的大量使用不仅大大增加了通信能力，而且也大大提高了传输质量。这使得人们逐渐倾向于宁可牺牲部分线路利用率来减少节点的处理负担。

与此同时，人类对于通信带宽的需求日益增加。特别是传送图像信息和海量数据，已经使人们对于数据通信的速率由过去的几千比特／秒增加到几兆比特／秒。这样，节点的处理能力成了数据通信网中的“瓶颈”。ATM对于节点处理能力的要求远低于分组转送方式，更能适应现代的这种环境。

ATM方式中，采用了分组交换中的虚电路形式，同时在呼叫建立过程中向网络提出传输所希望使用的资源，网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。可以说，ATM方式既兼顾了网络运营效率，又能够满足接入网络的连接进行快速数据传送的需要。

五、计算机网络数据交换技术发展的展望

近年来。以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，并且随着信息社会的到来，人们的日常生活、学习工作已经离不开网络，这导致了人类社会对网络业务需求急剧增长，并且对网络也提出了更高的要求，不仅要提供话音、数据、视频业务，也要同时支持实时多媒体流的传送，并且要求网络具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代网络应是—个能够屏蔽底层通信基础设施多样性，并能提供一个统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务平台，能够支持快速灵活地开发、集成、定制和部署新的网络业务。

下一代网络将是—一个以软交换为核心、光网络为基础、分组型传送技术的开放式的融合网。软交换的出现，可通过一个融合的网络为用户同时提供话音、数据和多媒体业务，实现国际电联提出的“通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路，使人类能在任何时间和地点，以一种可以接受的费用和质量，安全的享受多种方式的信息应用”的目标。

参考文献:

[1]金惠文陈建亚纪红冯春燕:现代交换原理.北京:电子工业出版社，2005

[2]桂海源:现代交换原理.北京:人民邮电出版社，2002

数据交换技术论文范文第4篇

关键词：XML；Web Service；数据交换；异构数据

中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)26-6356-02

Research on Application of Heterogeneous Data Exchange Technology Based on XML+Web Service

MIN Jie, LIU Li-juan

(Xinyang Agricultural College, Xinyang 464000, China)

Abstract: With the popularization of the network and the development of the university informationization, Under the Internet environment there are a growing number of heterogeneous database systems, the "information isolated island" phenomena stands out gradually. This paper presents a technology based on XML and Web Service to solve the problems existing among data exchange in heterogeneous database application system so that can provide an effective way for heterogeneous data sharing and exchange.

Key words: XML; Web services; data exchange; heterogeneous data

随着数据库技术和信息化的发展，数据成为Internet环境下的核心资源。企事业单位内部各职能部门根据需要构建了众多业务系统，各业务系统之间不可避免的会遇到数据交换的问题。这些业务系统通常采用不同的技术和体系结构，且大部分是相互独立的应用系统，因此使WEB环境下的数据交换变得更为复杂。针对此问题本文提出了一种基于XML和Web Service技术实现异构应用系统之间的数据交换系统体系结构，用统一的方式，对各系统之间不同结构、不同格式的数据进行共享和交换。

1 XML和Web Service介绍

1.1 XML介绍

XML[1]为eXtensible Markup Language的简称，即可扩展标记语言。它是用来自动描述信息的一种标准语言，并提供了一种独立的运行程序的方法来共享数据。XML与其它语言相比，在Web数据交换应用中具有以下优势：1）跨平台，可扩展性。XML允许组织、个人建立适合自己需要的标记集合，采用纯文本格式而非二进制格式表示数据，避免了不同平台对数据表示的不一致性。2）简单灵活，异构系统间自由互通信息[2]。XML描述的是数据的结构和语义，而不是格式，能有效地实现数据与格式的分离。由于不负责显示，XML在网络中扮演着不同显示平台、不同格式数据源之间进行数据交换的中介角色，获得了浏览器无关的特性。3）便于对XML数据加密[3]，以保证数据交换的安全性。XML加密的方法可以嵌入到文档内部，并且把安全粒度细化到XML文档元素和属性级别，实现同一文档的不同部分的安全要求。

1.2 Web Service技术

Web Service是由应用程序完成的服务，通过Internet标准可以和其他Web Service集成，它是一个URL服务资源，客户端可以通过编程方式请求得到它返回的信息，而无需知道所请求的服务是怎样实现的。Web Service是在各种协议集下大家共同遵守，使商务应用能够在Internet网上进行交流并且同其他应用系统进行协同工作。其相关标准协议有：1）SOAP[4] (Simple Object Access Protocol)简单对象访问协议，它是一个基于XML的开放性协议，是Web Service的核心。其采用HTTP作为底层通讯协议，RPC作为一致性的调用途径，XML作为数据传送的格式，允许服务提供者和服务客户穿越防火墙在Internet进行交互通讯。2）UDDI[5] (Universal Description, Discovery and Integration)统一描述、发现和集成协议标准，为Web Service在技术层次上提供了三个重要支持：标准化的、透明的、专门描述Web Services的机制；调用Web Services的简单机制；可访IP的Web Service注册中心。3）WSDL[6] (Web Service Description Language，服务描述语言)是一种用来描述Web Service的语言。它是一种XML格式，定义了一种绑定机制，这种机制用于附加协议、数据格式、抽象消息或用于定义服务位置的端点组。在Web Service模型[7]的核心中，WSDL用作定义Web Service的元数据语言，描述服务提供方和请求方之间如何进行通信。

2 异构数据交换系统体系结构

利用XML和Web Service技术实现异构数据库之间的数据交换，需要约定数据交换的内容，各个异构数据库只需针对XML进行交换而无需考虑其他数据库的内容。利用WEB服务的方式，源系统通过Web服务提供需要交换的内容，目的系统则根据请求得到的数据进行处理。在实际交换过程中总是面向XML进行设计，增加了系统的灵活性。

2.1 数据交换系统总体架构设计

通过对现有的数据交换技术进行研究，并结合实际应用对数据交换的要求，针对不同异构应用系统之间的数据交换设计了下述数据交换系统体系结构，其具有会话层、数据处理层、数据持久层的三层结构。如图1所示。

每个系统在WEB环境下可以都是对等的节点，但是在进行数据交换时，分为服务器端和客户端两种，因此功能各有不同。

1）会话层

会话层作为系统与系统之间的交互窗口，实现数据的、交互、接收和发送功能。

① XML接收模块：负责接收XML数据，该模块实际上是一监听组件，监听并接收来自分节点传入的数据。服务器端负责监听客户端的请求XML(request)并作出响应，客户端负责接收服务器端的响应数据XML(data)并进行处理。

② XML发送模块：负责通过各种传输协议把XML数据发送到指定目的地。服务器端负责发送数据XML(data)到客户端，客户端负责生成的请求XML(request)并发送到服务器端。

③ web服务：传统的数据通信使用简单的HTTP协议，由服务器提供接口，用户需要详细了解服务器接口的使用细则，在服务器提供的接口变更以后，客户端需要重新定义。针对此问题系统之间的通信采用了Web服务的方式，由服务器端提供Web服务接口，这样整个系统间的数据通信使用Soap协议来进行交流，服务器端使用WSDL用来描述Web服务和说明如何与Web服务通信。

2）数据处理层

也可称为业务逻辑层，是整个系统体系结构的核心，实现用户的身份、权限认证，数据的解析、转换和处理。

① XML解析模块：负责将XML解析成数据。该模块主要完成如下功能:

XML解析DD首先分析该XML文档的语法和格式是否正确，这里需要用到XML的一个关键技术XML Schema[8]，利用用户的XML Schema，可以严格的检查接收的XML数据，以确保在传输过程中没有数据丢失和错误；分析业务系统所用的schema是否和平台使用的Schema一致，如果不一致，则需要用到转换处理；然后处理XML文档中的数据，在服务器和客户端各有不同。服务器端XML解析，负责处理Soap请求中所包含的数据，即客户请求的内容，其中还包含了客户端的资料和信息。客户端的XML解析，负责处理服务器端发送的Soap文档中的return数据，即需要进行数据交换的源数据端数据。

身份验证[9]DD服务器端根据Soap请求中的信息验证用户身份，是否提供服务。

数据请求/处理DD通过XML解析到得数据连接数据库进行操作，主要包括了数据库的读取、存储等操作。

② XML封装模块：负责将数据封装成XML。该功能块主要完成如下功能:

数据/请求封装DD服务器端将从数据库中读取的数据封装成XML，通过Web服务发送给客户端。客户端封装的内容为Soap请求中的数据。

数据/请求生成DD数据生成是根据数据请求读取数据库中的内容；请求生成是客户端根据需求决定需要对哪些数据进行数据交换。

XML映射DD客户端根据映射表将数据映射成XML文件。

3）数据持久层

该层只有一个模块，即数据持久化模块，它直接同数据库或各应用接口相互交互。面向不同的异构数据库进行处理。其包括数据库的各种操作：选择，更新，插入，删除等。并处理异构数据库中的各种异构数据类型，如各种字符串的转换等。并且通过事务，保证写入数据的完整性和一致性，防止写入失败后数据不一致，在出错后进行回滚。

2.2 数据交换过程

针对上述两个不同异构应用系统间的数据交换系统架构设计，假设两个应用系统中，源系统是SQL Server数据库，目的系统是MySQL数据库，两个系统间数据通过XML进行交换，数据交换时的数据流程图如图2所示。

3 结束语

利用XML和Web Services技术为解决异构数据库应用系统间数据共享和交换的问题提供了一种有效方案，也为数据交换提供有力的支持，能避免“信急孤岛”繁多数据的重复录入、资源浪费、数据不一致性问题，实现各信息系统的信息共享，以充分利用现有资源，避免重复开发。

参考文献：

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[3] 叶枝平.基于XML的数据交换平台及其关键问题的分析与设计[D].广东工业大学硕士学位论文,2008:9-11.

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[5] 顾宁,刘家茂.Web Services原理与研发实践[M].北京:机械工业出版社,2006:19-90.

[6] 王宣,李燕.应用Web Services构建多层架构的高效.Net应用[M].北京:科学出版社,2005:31-39.

[7] 纪兆辉,胡孔法.基于和XML实现数据交换[J].微计算机信息,2009(18):265-266.

[8] 周杭霞,夏荣钊,何利力.基于XML数据安全交换的方法[J].计算机应用研究,2006(4):126-128.

数据交换技术论文范文第5篇

【关键词】移动办公 安全接入 隧道交换

【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0160-01

1 引言

随着信息化时代的来临，信息系统已成为日常工作的基础手段，发挥了越来越重要的作用，而移动办公能使用户随时随地处理工作，极大地提高工作的便利性和处理效率，与此同时移动办公网络的安全性、兼容性也成为一种急迫的需求。

隧道交换技术可以使不同的服务提供商、不同安全域的网络之间实现安全的隧道联系，将目的地址相同的隧道聚合，实现隧道复用，减少隧道维护开销，在保证安全性的同时最大限度的增加移动接人的灵活性。所谓隧道交换就是采用点安全隧道交换模块一点的通信方式实现传统的点到点的隧道通信方式，在两条不同的安全隧道之间交换数据，实现安全隧道的延伸和转发。本文首先分析移动办公网络在安全方面的需求，然后引入隧道交换技术，提出了一种高效的安全接入机制，可以有效提高移动办公网络的安全性、兼容性和部署的灵活性。

2 移动办公网络的安全需求

移动办公就是需要使用移动终端设备，通过相对不安全的信道，通常是Internet网络，接入单位内部网络，以实现随时随地可以办公的目的，但是近年来来自网络的安全威胁越来越大，因而移动办公网络必须至少满足如下的一些安全需求：数据交换需求：保证信息公开服务的准确性与实时性。安全性需求：保证外网服务与内部网络不混杂，杜绝安全患。保密性需求：在数据交换的过程中，必须保证数据传输通道的安全，对数据进行加密，以防止数据被窃取导致的严重后果。可控性需求：保证数据格式统一，不含任何病毒木马。可管理性需求：网络安全设备要能够统一进行管理，可以及时方便掌控整个网络的运行情况。

3 基于隧道交换的移动办公网络安全接入机制

3.1 隧道交换技术

按照隧道交换完成的功能，也就是隧道交换的目的可以分为两类：内外网之间交换和外网两条隧道之间的交换。前者实现内外网之间的隧道交换，类似于隧道中继，使隧道得以向内网延伸，可以进一步保证内网传输数据的安全性和完整性，使得隧道可以终止在网络的任意位置，使得安全隧道的构建更加方便灵活，极大地提高系统得扩展性，能够将数据引导到不同的子网，实现数据流调度。后者实现外网的两条隧道之间进行隧道交换，类似于路由转发。这种方式可以使没有直接隧道互联的实体，借助与双方都有隧道关系的第三方实体实现互联，即可以以较小的隧道开销实现全联通，使不同服务商、不同的安全域之间建立安全通道。

3.2 隧道交换方式

所谓交换方式是指在隧道交换阶段，交换设备采用何种方式处理数据包，实现交换。不管何种处理，交换设备都必须记录需要交换的两个实体的一一对应关系及双方的相关信息，大致可以分为两种隧道交换方式：加解密方式和IP封装方式。在加解密模式下，交换实体均要和隧道交换设备建立安全隧道，隧道交换记录内网地址之间的交换关系以及与保护它们的安全实体之间的安全隧道信息。在IP封装方式中，隧道协商过程可以是在实际通信双方之间直接协商，当然也可以认为协商数据是“透明”的通过隧道交换转发来完成的，也就是说，隧道交换并不解密数据包，进一步确保数据在安全传输途中不会出现安全隐含，这种方式可以实现隧道的嵌套，可以有效提高产品部署的灵活性和可扩展性，本文采用后一种方法但也兼容第一种方式。

3.3 基于隧道交换的安全接入

基于隧道交换的移动办公网络安全接入机制可以支持所有类型的移动办公需求，本文以典型的三种应用为例来论述该机制的原理。

（1）移动用户通过互联网接入内部网络

这里移动用户可以是笔记本、手机等各种移动终端，通过事先安装的隧道交换模块，经过必要的认证与密钥协商之后，与内部网络或主机建立安全隧道，分配内部网络地址，之后这个移动用户就可以像在内部固定地点登陆内部网络一样，自由的处理各种工作，而安全隧道的交换对于用户完全透明，这是由于隧道交换对其进行了必要的封装，存在外部和内部两个IP头部，并对内部地址进行加密、完整性保护，只有到达内部网络经过解密后才能看到内部地址信息。

（2）分支机构通过互联网接入内部网络

分支机构通过互联网接入内部网络的情况与移动用户类似，其不同之处主要在于，分支机构中可能存在多个用户同时在异地接入位于总部的内部网络，这时就需要隧道交换模块建立隧道交换表，分别登记来自同一分支机构的不同用户，并分别设置安全策略、访问权限。这里需要明确的是，分支机构接入内部网络，也只有一个安全隧道，只执行一次加解密和完整性保护运算，并不会增加系统开销，不同用户的区分是由隧道交换来完成的。

（3）多个移动用户通过互联网以及内部网络实现互联

移动办公不仅需要随时随地接入网络，有时也需要多个移动用户之间可以随时随地安全的沟通，比如同时出差的两个单位领导之间，这时二者直接通信由于受到移动设备的限制，比如手机，无法安装复杂的安全模块（如加解密模块等），这时就可以通过隧道交换，即每个移动用户分别与内部网络建立联系，由内部网络执行隧道交换，以实现它们之间的间接连接。这样做还有一个好处，每个移动用户仅仅需要掌握一个安全通信方式，而不必要掌握与每一个可能的移动用户的安全通信方式，大大降低了存储和计算开销，尤其适合计算、存储能力受到限制的移动设备。

4 结束语

本文分析了移动办公网络的安全需求，引入了安全隧道交换机制，给出了两种不同的隧道交换方式，提出了一种高效的安全接入机制，可以有效提高移动办公网络的安全性、兼容性和部署的灵活性。

参考文献

[1]陈娜，李之棠.层次交换式VPN体系结构的设计与研究.华中科技大学硕士学位论文，2004 5

[2]韩儒博，邬钧霆，徐孟春.虚拟专用网络及其隧道实现技术.微计算机信息，2005年14期，6-8页

[3]杜学绘.一种新的一体化移动安全接入体系结构.计算机工程.2007年13期

数据交换技术论文范文第6篇

关键词：产学研 信息平台

一、引言

产学研信息平台是指采用计算机、网络等现代信息技术构筑开放的产学研网络平台。通过对产学研各个环节的相关信息进行采集、、分类、控制和管理，满足企业、学校和相关行业对信息的需求。目前，高校与企业产学研合作过程出现了信息不对称，技术需求和技术供给不能有效对接等问题，高校大量科研成果还停留在论文和高校的科研院所的实验室里，一些学校的教师反映，他们愿意参与产学研结合工作，但苦于得不到技术输出方面的信息。而对于企业来说，他们需要技术，因为没有灵活的技术来源渠道而找不到合适的技术。

在加拿大，为了增加中小企业获得信息的渠道，让企业知道在哪里可获取相应的技术，加拿大产业部就把高校研究机构和研究领域放在网上，方便企业查找；还有一些国家和地区，积极扶植技术中介，让技术中介负责推广技术，并将企业的需求及时反馈给高校和科研院所。

二、高职学院产学研信息平台建设的关键技术

长沙环境保护职业技术学院2006年在教育部人才培养工作水平评估中被认定为“优秀”等级，2009年被确定成为湖南省示范性高等职业学院立项建设单位，是目前国内唯一一所以专门培养高素质技能型环保一线人才为宗旨的高职学院。学院目前有环境影响评价技术服务中心、分析测试中心、湖南省清洁生产审核中心、环境工程治理技术中心、生物技术研发与食品检测中心、环境监测技术研究所、环境科学技术研究所等科研机构，还有一个环保职教集团和校友会平台。在环保专业领域，学院科研处于全国先进水平，因些如何利用这些优秀资源为产业服务，与企业进行深度合作，形成一个“人才共育、过程共管、责任共担、成果共享”的紧密型合作办学机制成为一个摆在目前急需解决的一个重要议题。

1.平台的功能与应用层面。产学研公共信息平台应实现如下基本功能：最新环保行业研究技术等信息资源的整合与共享；学院科研项目成果信息；企业、政府、学院科研项目的信息沟通。

2.总体结构设计。产学研信息平台的系统结构如下：

产学研信息平台由数据采集接口、平台数据库、数据处理模块、企业接口模块、信息模块五部分组成。各部门业务系统如环评系统、分析测试中心系统、清洁生产审核中心业务系统等，通过数据采集接口模块与平台相连，数据处理模块是整个平台的核心，这一部分是连接数据库和外部系统之间的纽带。平台数据库存放产学研平台数据，它的数据来源是各个部门业务系统里的数据。企业接口模块主要处理企业与平台之间的安全连接。WEB用户通过信息模块来浏览平台信息。

3.平台关键技术。（1）数据存储采集技术。产学研信息平台的数据库管理软件可以选择SQL Server 2005或者Oracle。原因有二：首先，平台数据库要集中多个业务系统数据库的数据，必须具备大容量和可扩展的高性能处理能力。SQL Server 2005和Oracle采用了RAC（ Real Application Clusters） 集群等新技术，配合分区技术、海量存储设备技术，即使是10TB 级别的单一数据库也完全可以轻松实现。另外，两个软件都具体ETL （ Extract Transform Load）功能，即数据抽取加载转换功能，主要用途是提取数据、转换数据并将它们写入到目的地，能把各个业务系统数据库的有用的数据加载到平台数据库中。

长沙环境保护职业技术学院产学研信息平台采用SQL Server 2005数据库管理软件，数据库名称为CanXueYan.mdf，如下图2所示，数据库服务器放在学院网络中心，网络中心以百兆光纤连接学院各个部门，从而保证了数据传输速度。

在数据采集方面，SQL Server 2005中提供的SQL Server 集成服务（ SQL Server Integration Services， 即SSIS） 是一种优秀的ETL 工具，使用SSIS 平台可以生成高性能数据集成解决方案。它的主要步骤是：①设计源表，建立目的表和字段映射关系；②确定字段的计算法则；③实现数据流任务设计。源和目的数据库的映射关系具有层次结构，主要有实体映射、表映射和字段映射。在源库和目的库结构已建好的情况下，一般只需考虑表映射和字段映射。当源表中字段抽取出来不能直接迁移到目的表中， 而需要进行一系列的变换和运算时， 就要使用运算法则， 这种情况称为数据转换。在SSIS 工具中，数据流任务设计过程是以可视化方式使用数据流组件构建数据迁移的运行体系结构。

（2）异构平台数据交换技术。平台数据库存放企业各个部门之间常用的数据。这些数据是存在不同的操作系统和不同的数据库管理工具里，也就是我们所说的异构平台。这就涉及到到数据库之间的数据转换问题。目前，实现异构平台数据交换的技术主要是基于XML的技术。XML 是可扩展标志语言（ eXtensible Markup Language） 的简称，已经为Web 应用标准之一。XML 具有强大的数据表现能力， 能够以简单的形式表达复杂的数据，可以根据用户的需要进行扩展。尤为重要的是，XML具有强大的自描述能力，同时实现了数据与表现形式的分离，这些特点决定了XML 能够作为数据交换中的媒介，从而实现异构系统的信息交换。

长沙环境保护职业技术学院现有多个信息系统，如环评系统，分析中心系统等，各个系统的数据库格式不统一，有的采用MySQL，有的采用简单的Acess 2003，为了能在这些系统中互相传输数据、交换数据必须采用一种“中间桥梁”——即XML技术，如下图3，XML本身不用来当作最终存储数据库，它只是起到中间数据交换作用，通过XML技术，系统A与系统B能实现数据交换。

目前基于XML的异构平台数据交换技术方法主要分为二类：目前经常采用的异构数据转换方法可以分为两类：基于模板的转换和基于模型的转换。前者只能用于在关系数据库和XML文档之间传递数据，它不需要预先定义XML文档模式和数据库模式间的映射关系，而是直接将命令语句（如SQL语句）嵌入XML模板中，由专门的数据传输中间件来执行该模板，获得的执行结果用来替换模板中对应的命令语句部分，从而得到结果XML文档；后者则使用某种数据结构在XML文档模式和数据库模式间建立对应关系，进而进行数据的转换。

（3）平台程序开发技术。产学研信息平台编程语言可以用面向对象开发语言，如.NET平台上的C#，这种语言在开发B/S系统方面非常快捷方便。还有整个信息平台的框架可以采用MVC模式，即Model-View-Controller"，中文翻译为"模型-视图-控制器"。如果你用编程的话，在ASPX页面中开发用户接口来实现视图，控制器的功能在逻辑功能代码（.cs）中实现，模型通常对应应用系统的业务部分。

长沙环境保护职业技术学院信息平台采用B/S系统框架，程序开发语采用.NET平台上的C#，平台的登录界面如下图4所示：

三、总论

构造产学研信息平台，使学校企业双方能加强合作、优势互补、平等互利、共同发展。对学校而言，能使学校能主动了解企业行业对技术的需求，充分发挥学校人才和实验室优势，有针对性地展开合作。对企业而言，能及时了解行业新技术成果动态，从而引进一些高科技含量的项目，来解决一些企业生产过程中的技术难题。

参考文献：

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[7]李军.一种从用例模型到分析模型的设计方法[J].计算机系统应用，2012，21（1）：191～193

数据交换技术论文范文第7篇

为更好地贯彻落实总理在政府工作报告中提出的“互联网+”行动计划，2015年5月商务部研究制定了《“互联网+流通”行动计划》。这是首个落实“互联网+”的专项行动计划，其目的在于加快互联网与流通产业深度融合，推动流通产业转型升级，创新服务民生方式，释放消费潜力。[1]这一计划主要面向广大农村，并提出了具体目标。同时，针对总理的报告，不少专家提出了“物联网+农业”的智慧农业发展方向，并预测该方向具有巨大的发展潜力，而农产品电商和农业物联网在五个方面应用明显，其中一个非常重要的方面就是农产品物流。在农产品物流研究中，生鲜农产品物流是十分重要的研究课题，本文对物联网技术应用于生鲜农产品配送的阶段进行研究，尝试解决生鲜农产品配送过程中存在的一些问题。1.生鲜农产品配送生鲜农产品通常是指含水量高、保鲜期短、极易腐烂变质的果蔬、肉类及鲜活水产品。近年来，生鲜农产品产量逐年增长，特别是最近三年生鲜农产品总量每年都在11亿吨左右，超过了农产品总量的一半。配送是整个农产品供应链非常重要的组成部分，这是因为农业生产和流通对自然环境及农产品个体生命特征的依赖性很强，使得农产品配送较工业产品难度更大。而生鲜农产品配送难度尤其大，因其本身具有鲜活性、生产地域性、季节性等特点，加之蔬菜、水产品等鲜活农产品又是日常生活必需品，需求弹性较小，具有产地分散性和消费普遍性等特点，[2]与玉米、小麦等其他农产品配送相比，生鲜农产品配送具有对运输技术要求高、对物流时效要求高、对分拣包装要求高、检验项目复杂等特点。[3]“天津地产蔬菜物流标准化运作体系的构建研究”课题组对我国的一些重点生鲜农产品市场进行了深入调研，发现这些批发市场几乎没有高水平配送体系，没有检验检疫手段和设备，大多只是交易平台，分拣和流通加工过程比较粗放，生鲜农产品特别是叶菜类农产品在这一环节损失严重，几乎占到总损失的50%，按照这个比例计算，生鲜农产品仅配送环节的损失每年就要超过500亿千克。2.物联网介绍1999年，美国麻省理工学院Auto-ID实验室的艾什顿（Ashton）教授提出了物联网（InternetofThings）的概念，当时叫传感网。在2005年国际电信联盟（ITU）的报告中，这一定义和范围已经发生了变化，即发展成了现在真正意义上的物联网概念。物联网概念是在互联网概念基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，即在物与物之间进行信息交换和通信的一种网络概念。[4-5]物联网通过在物品上安装识别装置，通过无线处理设备，实时收发物品所有相关信息，实现完全的信息智能交互。当前，学术界比较认可的物联网定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。[6]因此，一个物联网可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为射频识别二维码、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。3.相关研究现状和拟解决的问题在中国知网上，我们以“物联网+农产品”作为关键词，对核心期刊论文进行篇名搜索，截至2014年底，发现了十几篇相关论文，数量较少，但至少可以说明，已有学者对物联网在农产品管理中的应用进行了初步探索；接下来，我们以“物联网+配送”作为关键词，对核心期刊论文进行篇名搜索，只找到了很少的几篇文章，说明有关物联网技术在配送中应用的研究相对较少；进一步，我们以“物联网+生鲜农产品+配送”和“物联网+生鲜农产品配送”作为关键词进行篇名搜索，没有发现类似的文献，说明有关物联网在生鲜农产品配送中应用的研究几近于零。因此，考虑到相关研究的重要性，课题组在这方面进行了探索。课题组在走访调研及对调研数据进行整理分析时，发现了几个比较典型的问题：一是配送属于流通环节，不易监控，是假冒伪劣产品鱼目混珠的重要环节；二是现代化管理手段在农产品配送管理中应用较少，导致生鲜农产品配送效率低下，农产品流通过程浪费严重，成本居高不下，且生鲜农产品在这一环节腐烂变质严重，污染环境；三是作为连接上游生产和下游零售环节的重要纽带，配送环节信息管理的好坏直接影响着物流企业对生鲜农产品物流过程的监控，影响着用户能否方便快捷地追溯生鲜农产品来源。因此，本文引入物联网概念，尝试建立农产品配送环节的物联网构架以解决上述问题。

二、生鲜农产品配送管理中的主要信息技术

随着社会的不断进步，我国农业现代化水平也迅速提高，农产品物流取得长足发展，但由于生鲜农产品易腐烂、数量大、种植区域性等特点，对物流过程要求更加苛刻，尤其是物流过程中的重要一环——配送，传统物流方式很难适应人们对生鲜农产品的品质要求。随着物联网概念的提出，生鲜农产品配送信息化有了新的发展趋势，即向着自动化、网络化、智能化方向演进。这些物联网信息技术主要包括：配送过程追溯和跟踪技术、包装标识识别技术、信息交换和处理技术。[7]1.配送过程追溯与跟踪技术主要包括两个方面，即农产品配送环节的追溯系统和物流跟踪技术。农产品追溯系统包括生产追溯、管理追溯两个部分，但配送环节的追溯主要涉及管理追溯的内容，是供应链管理追溯的研究内容。在农产品供应链管理中，把农产品初加工、仓储、库存以及供应商和客户的数据合并，用标准化的方法和统一的规范对农产品供需、仓储、库存、分销等物流过程进行全程管理。而农产品追溯体系的设计正是在供应链管理的基础之上发展来的，它遵循GS1条码规则，在分拣包装时给生鲜农产品贴上产品唯一码，将产品配送信息与下游供应链系统整合，使消费者可以在终端进行供应链全程追溯，包括产品信息、运输环境、流通环节等消费者关注的信息，一旦买到的产品有问题，即可迅速明确问题产生的根源，在一定程度上保障食品安全。物流跟踪技术主要指3S技术，这里的“3S”是全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）、地理信息系统（GeographicalInformationSystem，GIS）、遥感技术（RemoteSenescing，RS）三个词语的英文缩写。全球定位系统、地理信息系统、遥感技术与其他技术集成，可以很好地应用于农产品物流管理。例如，与全球移动通信技术（GlobalSystemforMobileCommunication，GSM）集成，车辆可通过全球定位系统定位，可通过全球移动通信系统发送车辆位置、在途货物相关信息到管理监控中心，监控中心管理员可通过车载系统向驾驶员发送查询、控制及调度指令，实现对配送过程中生鲜农产品的实时监控；与射频识别技术集成，可应用于农产品配送管理系统，实现对物流车辆的集成化可视化管理。2.包装标识识别技术包装识别技术是农产品追溯系统中的重要一环，主要通过数据载体——条码、二维码及射频识别标签，整合物流与信息流，以便配送过程各环节进行数据交换。二维码和射频识别技术是目前主流的农产品配送过程自动识别技术，该技术在生鲜农产品配送管理中的应用极大地提高了生鲜农产品配送管理中数据与信息采集的准确性和效率。条码和二维码是目前农产品配送管理过程中应用最广的自动识别技术，借助这种技术我们可以快速而准确地采集流通过程中的农产品信息。条码和二维码是农产品在基地或初级加工厂加工包装后，由生产线的管理及工作人员将产品配送信息输入系统后自动生成的，然后再将之打印出来贴在包装上。在产品配送过程中，通过读取设备扫描产品包装上的条码及二维码，能够迅速读取农产品所有的配送信息。这样就极大地提高了生鲜农产品配送管理的效率，降低了生鲜农产品配送过程中的运营成本。射频识别是近几年迅速发展起来的自动识别技术，与条码和二维码相比，它具有防水、耐高温、远距离读取、存储容量大、芯片可重复使用等优点。将全球定位与射频识别技术集成使用，对农产品进行动态跟踪，可实现在途货物信息收集和传输，实现实时监控和跟踪。当整车货物通过配送中心或物流站道口时，可以对整车产品进行信息收集，免去装卸过程，避免生鲜农产品装卸过程中的损失，与条形码技术相比，其信息收集效率又有了很大提高。3.信息交换和处理技术（1）无线局域网技术。近几年，网络技术发展迅速，为农产品配送管理带来了极大的便利，物流信息系统通过网络技术将分散在不同地理位置的分支机构、供应商和客户联系起来，使得供应链上的节点信息可以实时交互和共享。无线局域网就是基于这一理念发展起来的，它与条码技术、移动终端技术相结合，应用于农产品物流管理，如电子标签拣选系统、无线终端拣选系统、自动拣选系统等，这些系统可对物流信息进行实时而准确的交换和处理，并将所储存数据与处理结果共享，使生鲜农产品在配送过程中可以更加便利地进行收发、盘点、分拣等工作。（2）电子数据交换技术。电子数据交换（ElectronicDataInterchange，EDI）是指商业合作伙伴间或自身各管理模块间，按照某种标准，在各自的数据终端对规范化、格式化的信息数据进行自动交换和处理，这项技术是农产品物流信息平台建立的基础。对农产品配送过程中每天收发的订单信息进行程序化处理，再通过电子数据交换技术将这些经过编译的交易数据规范化、格式化，然后汇总到数据库，各物流节点也按照同样的格式和规范对数据进行处理，然后进行网络数据共享。农产品种类繁多，品质不一，产地不同，如何高效而准确地进行信息交换和共享，是实现农产品高效配送管理的关键，因此农产品配送过程中的信息处理系统是农产品配送管理的核心与中枢神经。在生鲜农产品配送管理过程中，集成了条码（二维码）技术、射频识别技术、3S技术、电子数据交换技术、网络技术等，实现了物流、资金流、信息流的实时交互和共享，并且可对信息进行实时处理，大大提高了生鲜农产品配送管理水平，方便了用户，降低了社会成本。

三、配送环节的网络结构

1.配送环节与前后各环节间的信息网络在农产品物流日常管理中，配送环节一般是上游与农产品加工企业和生鲜农产品基地相连，下游与销售终端相连，因此物联网的信息传递与交换也基于这种管理中的紧密联系而设计。通过物联网的信息平台，前后环节间的数据交换几乎并不占用宝贵的流通时间，同时政府部门和消费者也可很方便地进行监管和查询。[8]配送环节与农产品物流其他环节间的信息交换如图1所示。2.配送环节内部功能间的信息网络生鲜农产品配送效率除需要配送中心与上游加工环节、下游销售环节进行信息共享和同步管理外，配送中心自身的入库、分拣、包装、出库、盘点等操作环节也同样需要信息共享，只有对每一个操作环节的信息做好记录，到数据平台上，才能对产品进行快速配送与质量溯源。[9]配送环节内部功能间的数据信息平台如图2所示，至于数据库所需的具体内容，接下来将专门进行解释。

四、基于物联网的配送系统设计

1.系统框架根据物联网技术特征与农产品物流配送特点，设计农产品配送系统构架，[10]如图3所示。它主要包括数据采集、数据传输、配送管理三个环节。[11]其中，数据采集主要是通过传感器等无线感知设备获取农产品物流过程中的信息，便于对配送环节的管理；数据传输主要是借助通信网络等基础设施将信息传送到互联网上；配送管理主要是对互联网传输的相关数据进行实时的管理和控制。三个环节无缝衔接，构成了基于物联网的配送系统。2.系统功能设计（1）实时监控。这一功能主要是无线接收设备可以实时接收到全球定位系统的信号传输，并通过以太网将数据传输到配送数据库中心，配送中心管理端发出查询指令，即可定位被查询车辆位置、车辆状况、车内温度、湿度等信息，同时配合服务器中的地图，在地图中显示车辆位置。（2）过程追溯。对于射频识别信息，在农产品流通过程中，每经过一个环节，都会加载该环节信息，如企业名称、产品流通加工记录、产品检验数据、操作员姓名等，无论产品到达任何一个环节，配送中心都可在管理系统中进行查询并监管。（3）路径寻优。系统内配有地图软件和路径优化软件，配送中心在地图上标注订货客户的地点，由系统根据订货量与路径长短，自动计算最优路径。配送车辆在城市进行配送的过程中，系统可实时监控车辆所在的地点和车上的货物量，车辆一旦发现原路径拥堵严重，可及时向管理中心反馈，中心可通过路径优化系统重新安排车辆剩余部分的行驶路线。另外，一旦原订单客户在车辆出发后对订货量进行调整，管理中心也可及时通知该配送车辆，同时对所有配送车辆的运行路线进行重新规划并发出指令，以达到总体配送路径最优。[12]（4）数据管理。传统的物流配送过程由于不能实时操作，一般采取以下处理方式：一是分批配送，配送中心对每天的订货进行一到两次统计，根据统计结果分批安排发货，不能实时根据客户要求进行调整；二是对于突发配送任务，要进行特殊处理，如利用专门的车辆进行配送等。对于物联网配送系统，其数据传输、统计、分析、管理等都是实时的。例如，车辆出发后又有新订单或原订单有变化时，中心可随时通知在途车辆进行调整，从总体上分配所有已经出发的车辆，及时根据车辆位置和订单变化调整配送路线与未出发车辆配载，实现整体配送效率最高，成本最低。配送车辆在货物送达并签收后，会通过车辆配载的终端配送信息采集系统将到货签收通知实时传到总部，客户一旦完成签收，总部的订单状态就会由配送自动修改为配送完成，并对产品配送批次、零售客户签收批次、客户信息等进行同步修正，使产品生产加工、配送、零售的所有信息数据对应起来。3.系统数据库配送中心一般靠近城市，通常是规模化采购，并根据消费地点的客户订单进行分拣和零散配送。另外，农产品生产受气候、地理位置等自然条件限制，一般其产地和初级加工厂距离配送中心较远，在途物流时间较长，运输过程中可能会导致产品变质，因此入库前需要经过严格的检测，为达到前面设计的系统功能，配送环节的数据库应包括配送中心信息、中心工作人员信息、农产品检测信息、配送环节追溯信息四个部分，具体数据项目参见表1。当然，对系统数据库而言，这些信息是最基本的，我们还可根据具体的企业、行业等对数据进行修正，以达到促使系统更有效运行的目的。

五、基于物联网的配送系统应用

具体实践中，为完成整个生鲜农产品物流配送，基于物联网的配送系统主要包括如下几个子系统：1.智能包装子系统生鲜农产品在实际流通过程中，长距离运输多数情况下并不采用小包装运输。这是因为，即使采用小包装，经过长距离运输后也会产生腐烂变质的枝叶，到达物流节点时仍然需要重新清理，所以长距离运输大多采用比较粗犷的包装，甚至没有包装。这样，配送环节的流通加工和包装对物流效率和产品品质的影响就显得尤为重要了。智能包装是指在包装上嵌入自动读取和存储数据的芯片，以便实时存储包装物内与产品内容、品质、运输及销售过程有关的信息，利用物联网技术在配送节点高效地进行数据交换，从而达到提高物流效率的目的。2.智能流通加工子系统流通加工环节是在配送节点对生鲜农产品进行辅加工生产，以提高效率，提高资源使用率，方便用户和促进销售，同时也可提高产品的附加值和配送环节操作的便利性。这项工作主要是品种的组合、黄叶及腐烂部分的处理、清洗、标识制作、称重等，同时配合智能化包装，方便配送管理。3.智能装卸搬运子系统配送环节的装卸和搬运效率直接影响着整个配送环节的效率。这个环节主要包括装车、卸车、移送、堆垛、出入库等操作，根据生鲜农产品类别和装卸搬运要求，其智能装卸系统主要由输送系统、智能搬运车、控制系统、通信系统等部分组成。4.智能仓储管理子系统智能仓储管理与传统仓储的不同之处在于，传统仓储以储存为主要工作内容，而智能化仓储是通过现代化技术，结合库存理论，来实现合理高效的仓储服务，解决生产与消费节奏不一致的问题，减少浪费并保障物流的及时性。在物联网技术下，智能仓储可以做到准确而实时地记录并保存库存信息，自动分配货位，实时盘点库存，实时查询产品位置，汇总各类库存信息，并且可以统计各品类产品的出入库数量和信息，对生鲜农产品需求的季节性和周期性进行预测等。5.智能分拣子系统智能分拣系统是配送中心根据顾客订单要求或配送计划，迅速、准确地将商品从其储位或其他区位拣取出来，并按照一定的方式进行分类与集中的作业过程。自动分拣机一般由输送机械部分、电器自动控制部分、计算机信息系统联网组合而成。它可以根据用户要求及场地情况，根据订单对产品种类、数量、出库时间、用户、地名等进行自动分拣、装箱、封箱等连续作业。智能分拣系统不受气候、时间、人的体力等限制，可以连续运行。同时，智能分拣系统单位时间内分拣件数多，且误差率极低。分拣误差率的高低主要取决于所输入分拣信息的准确性，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，误差率在3%左右；如果采用条形码扫描输入，除非条形码印刷本身存在差错，否则不会出现差错。因此，目前智能分拣系统主要采用条形码技术来识别货物。分拣作业基本可实现无人化，建立智能分拣系统的目的之一就是减少人员的使用，降低人员的劳动强度，提高人员的工作效率。6.智能产品可追溯子系统它以产品追溯码为信息传递工具，以追溯标签为表现形式，以查询系统为服务手段，实现对生鲜农产品原料来源、流通加工、仓储及零售各环节的全程监控，并对追溯信息进行整理、分析、评估、预警，完善生鲜农产品流通过程质量安全监管体系。配送是整个物流过程中非常重要的一环，对生鲜农产品全产业链的追溯是保障配送环节生鲜农产品质量的基础，可保障对配送环节信息的全面收集，保障配送环节的可监管性，使配送环节信息更加透明，使生鲜农产品配送行业更加规范。[13]上述几个子模块的有机结合，使物联网技术在生鲜农产品配送中得以实现，推动了生鲜农产品配送的自动化和智能化。物联网配送系统的应用始于生鲜农产品由生产基地和初级加工厂发货的那一刻，尽管货物还没有到达配送中心，但此时配送中心已经可以实时接收到产品在途的一些信息，如气候、温度、车辆状况等，便于配送中心提前安排人员、物资与仓储场地。货物到达配送中心之前，检验人员就已经对产品数量、品种、来源、在途情况等有了一个详细的了解，并对检验所需的设备、材料等进行了准备，货物一旦到达即可马上进行产品检验，并通过扫描产品的射频识别电子标签，记录检测指标和检验结果，根据系统提示判断是否合格，进而安排入库或退货。产品入库、出库、调拨、移库、越库、盘点等各环节操作都是通过射频识别电子标签和传感器进行自动化整批采集的，不需要对单个产品进行扫描，可确保配送中心各环节数据输入的高效性和准确性，大大缩短生鲜农产品配送环节的物流时间，同时确保企业及时、准确地掌握真实库存数据，帮助配送中心合理安排进货并控制库存。

六、结论

物联网技术这一最先进管理手段在生鲜农产品配送中的应用，可大大改善生鲜农产品配送现状，提高生鲜农产品配送效率，降低生鲜农产品配送损失率，同时可对整个生鲜农产品物流过程进行优化。另外，终端客户可实时了解生鲜农产品整个物流过程，很好地阻止假冒伪劣农产品在配送环节进入农产品市场，从根本上解决我们在实际调研中发现的问题。

数据交换技术论文范文第8篇

关键词： 物流元数据； 存储模型； 同步机制； 元数据的存储； 元关系

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2013）10-13-03

0 引言

元数据在各领域有不同的定义，在综合各种定义的基础上，对物流元数据定义如下：物流元数据是在物流活动中所产生的数据（包含知识和规则）的描述，包括数据的格式、技术和业务过程、数据的规则和约束以及数据结构等。

物流元数据也是一种数据，在形式上与其他数据没有区别，它可以以数据存在的任何一种形式存在。但是，物流元数据目前缺乏统一的标准，部分企业所建立的规范也不能满足全行业的需要。本文探讨采取另一种方式，即从存储模型上着手，尽量在不改变现有各系统的基础上，融合已有的元数据规范，解决这一问题[1-3]。

1 物流元数据

1.1 企业间物流信息交换现状

目前国内很多企业都无法顺利地实现物流信息的交换，大部分企业的物流信息系统是封闭运作的，企业在各自的内部网络采用共同的标准协议进行数据交换，但在企业间、整个物流行业间还没有形成一套统一的、规范化的物流数据交换标准， 企业物流信息没有共同的数据规范统一约束，导致了数据交换的困难。

1.2 基于元数据的物流信息交换技术

OAI（Open Archive Initiative）技术的目的是实现异构系统间资源的共享和交换。其主要思想是：将服务提供者和数据提供者分离， 服务提供者只提取元数据信息，对元数据信息进行重新组织，不需要了解数据提供者的内部数据格式，只需要遵循协议的格式，将参数传给数据提供者就可以得到所需的元数据，进行资源共享和互操作[4]。

在物流联盟中制定了统一的元数据规范，各成员只需提取元数据信息，无需再对异构数据进行复杂的数据交换，就可以对资源进行共享和信息的互操作，达到高效、合理、及时完成项目运作的目的。另外，通过元数据映射也可达到各类系统间的数据交换。为此，基于OAI的思想，从物流信息交换的研究角度出发，提出一个元数据框架的设想和信息交换模型，可以作为一个物流系统间异构数据交换的可行解决方案。

1.3 物流信息元数据框架

这里把目前第三方物流的业务概括为两个中心，即物流中心和配送中心。物流中心承担着订单管理、货物管理、仓库管理、财务管理等，而配送中心主要负责货物的配送管理、车辆管理等。

第三方物流业务流程产生如下数据流：发货订单、验货单、货物通知单、货物维护单、货物入库单、发货通知单、配送计划单、货物记录单、货物运输单、回单、退货单；还有基础资料信息，包括企业信息、人员信息、车辆信息、储位信息等。

根据物流信息资源，划定了物流信息元数据的基本框架。按元数据方法划分成三个类型，即货物信息元数据、单证元数据、人员信息元数据。依据各数据之间的相互关系，可以确定一个合作模型中物流信息元数据基本框架。这个框架可以支持对物流信息的组织、存储、检索和交换，依据元数据性质把物流信息元数据分为两类，一类是结构性元数据，另一类是管理性元数据[5]。

2 存储模型

2.1 存储策略

元数据的存储包括元数据标准的存储和元数据本身的存储。二者之间的关系是类和实例之间的关系，XML文件是表示元数据最佳方法。由于元数据是树状文件，XML本身也是树型层次结构，能够很好地说明元数据的元素类型、元素之间的关系，并且能够对元数据进行严格验证。不过，在将XML文件存入关系数据库时存在一些问题：XML文件和关系数据库之间的对象映射关系比较复杂。如果将XML文件作为关系数据库的一个字段进行存储，则不便于对元数据元素进行检索和展现。

根据以上分析，我们需要一种存储策略，把XML Schema的元数据标准映射并存储到关系型数据库中。为此，建立了图1所示的基于XML Schema的物流元数据存储体系，将物流元数据按照模式和内容分别存储。在由XML Schema模式到关系型模式的转换过程中，核心工作是制定转换规则，而建立转换映射规则的前提是对XML Schema文件建立有效结构。DOM（Document Object Model，文档对象模型）是一种抽象数据结构，它将XML文档表示为由节点构成的树。在DOM树中，节点用来表示元素、属性和文本。每棵DOM树都有惟一的根节点。Element代表元素.是最常用的节点，它可以组成以它为根的DOM的子树。元素节点还可以有元素子节点、属性子节点等。利用DOM树的思想将XML SChema转换为DOM树结构，分别对根元素和各级子节点的复合元素建表。并且，为了保持它们的父子关系，需要在数据表中建立指向其子节点的复合元素的外键（FK）。其结构解析过程如图2所示[2，6]。

2.2 存储组织模型

由于各企业、各部门依照自身的需要，使用不同的开发工具建立的物流管理系统，大多数有不同或不能兼容的内部元数据和特有的元数据接口。在没有统一的物流元数据标准之前，数据集成存在很多问题，也非常困难。因此，可靠的存储组织模型，成为高效集成的关键。

本文采用如图3所示的模型，一个物流共享元数据库由多个元数据库提取得到，一个元数据库包含多个物流元数据规范，每个规范可包含多个元数据对象。其中，每一个规范代表一个被采用的元数据标准。基于上述的层次组织模型，就可以实现元数据按照规范的分类组织，新的元数据标准以新的规范形式加入到某一元数据库中。该模型具有一定的开放性。

3 同步机制

3.1 元关系

关系按照其类型，可分为一般关系、组合关系、继承关系、属性型关系等。其中，属性型关系是指两个对象之间的关系仅用外键字段关联无法实现，而需用独立属性表来维护关联关系，如图4所示。基于属性表建立物流元数据和信息实体之间“元关系”。维护两者之间的数据一致性，解决同步更新问题。

为了实现一个库房信息和一条元数据的关联，首先需要在它们各自所属的要素类和元数据集之间建立一个元关系。这一步交由数据库中的关系类表来管理和维护，与此同时，产生一张对应该条元关系的属性表。它用于维护两类对象所管理实体之间的关联操作。基于这种“元关系”机制，通过定义一个物流信息实体与基于不同规范的元数据集之间的多条元关系，实现一个信息实体与多条元数据的关联。这将有助于借助元数据系统，在分布、异构的信息资源中更快捷、更有效地查询、访问、获取所需要的数据[9-10]。

3.2 利用元关系实现同步机制的过程

首先在物流信息实体和元数据集之间建立元关系，填入关系类表；在关系类表中查询数据库中所有关系类型为元关系、原始类ID为ItemsID的关系类；考虑到一个物流信息实体可能与不同模式下的多个元数据集都建有关系，所以对查询所得到的每个关系类。按照下列步骤进行处理。

⑴ 在关系类对应的元关系属性表中查找满足原始键值为EntityID、目的键值为MetaID的属性记录。

⑵ 若没有找到元关系属性记录表明该物流信息实体没有元数据，则根据元数据可同步元素列表的定义，自动从物流信息实体中获取相关信息，生成一条新元数据。添加到元数据集中。

⑶ 若找到相关属性记录集，则对其中每一条属性记录，先根据元数据可同步元素列表的定义，自动从物流信息实体中获取相关信息，然后再对该条记录进行更新操作。

参考文献：

[1] 傅海洋，黄俊，刘晓晨.物流元数据及其管理研究[J].物流科技，2008.10.

[2] 吴宝山.基于XML的物流元数据的存储研究[D].安徽大学硕士学位论文，2007.

[3] 肖珑，赵亮.中文元数据概论与实例[M].北京图书馆出版社，2007.

[4] 朱毅.元数据存储框架及服务[J].科技信息，2009.23.

[5] 肖珑，赵亮.中文元数据概论与实例[M].北京图书馆出版社，2011.

[6] 杜楠，彭宏.混合式的元数据管理系统研究[J].计算机工程与设计，2009.15.

[7] 黎建辉，吴威，阎保平.一种基于XML的元数据映射与转换算法[J].微电子学与计算机，2008.1（25）.

[8] 郑琳曦.内容管理研究与实现[D].北京工业大学工程硕士学位论文，2007.

[9] XML Linking Language（XLink）Version 1.0.

[10] World Wide Web Consortium.XML Schema.

[11] Open GIS Geography Markup Language （GML）Implementation Specification3.0：OpenGlS Consortium，Inc，2013.

[12] Yan Jie， Zhu Yaolong， Xiong Hui. A Design of Metadata ServerCluster in Large Distributed Object-based Storage. In： 12th NASA Goddard， 21st IEEE Conference on Mass Storage Systems and Technologies，2012.

数据交换技术论文范文第9篇

关键词：校园网；星型拓扑；IPSec；虚拟专用网

1 概述

随着互联网、多媒体、软件工程等技术的快速发展和进步，校园信息化系统覆盖面积越来越广泛，从教师、学生一进入校园开始，就开始操作各类应用系统，比如门禁系统、餐卡系统、教务管理系统、学生信息管理系统、科研管理系统、辅助教学系统、图书馆系统等，涉及到教师、学生的科研、教学、学习和生活等各个方面。校园信息化系统安全运行需要一个稳定的、强大的、可靠性的互联网，这样才能保证教师和学生共享数据资源，协作配合完成教学工作任务。目前，学校已经采用星形拓扑结构网络，购置了Web服务器、DNS服务器、数据库服务器、路由器、交换机等软硬件设备，为学校构建了一个简单网络系统，但是，其面临着互联网信息技术的发展、学校网络承载业务的增多和访问频次急剧上升等现状，已经无法满足当前业务处理需求。因此，需要构建一个并发性、安全性、稳定性更高的校园网，以保证校园信息数据处理、共享的质量和水平。

2 校园网网络承载应用系统分析

校园网的主要功能是连接各类型的软硬件设备，实现各个系统之间的数据通信和共享。校园网承载的应用系统很多，主要包括教务管理系统、学生信息管理系统、学校OA系统和图书馆系统。

教务管理系统主要帮助学校完成教学课程制定、考务工作管理、课程教学等，同时随着互联网教学资源的增多，目前许多教务管理系统开始引入大型在线教育网站，比如MOOC网站、新东方学习网等，学校只需购买这些在线教育平台的资源，就可以将这些网站的接口集成到教务管理系统中，学生登录教务管理系统便可直接进入网站学习。

学生信息管理系统主要实现学生基本信息管理、成绩信息管理、住宿信息管理、缴费信息管理、毕业设计信息管理等。学生通过网络进入系统之后，可以注册、修改个人信息，也可以查看各门课程的成绩信息和住宿信息；如果学生使用大学贷款，也可以直接查询学费缴纳情况等；最主要的是毕业设计信息管理，从学生选题、开题、创作设计和写作毕业论文，能够全程和教师交流，指导学生完成论文。

学校OA系统可以帮助教师、行政管理人员共享信息，主要功能是学校公文管理、新闻管理、人力资源管理、后勤管理等，处理学校的各类型的综合事务，并且将这些有信息选择性地推送到学校前台门户网上，供学校人群以及关心学校发展建设的社会人士浏览。

图书馆系统能够实现图书借阅、归还、采购、入库、报损管理，以便能够满足师生借阅图书资源进行辅助学习的需求，定期更新图书库存现状，及时地补充图书资源。同时，图书馆还可以将知网、万方、维普等大型数字化期刊学术资源库集成接入到系统中，师生登录图书馆系统可以直接进入学术库查询文献资源，便于掌握先进的专业理论和知识，提高学习的自主性。

3 校园网络组建与设计

3.1 校园网网络拓扑结构设计

校园网承载的业务众多，并且许多终端分布在不同的区域，同时各个院系、管理部门使用的系统存在较大的不同。因而，在校园网网络拓扑结构设计时，可以将其划分为三个关键层次，分别是核心交换层、单元交换层、服务器层，以保证系统按照部门、位置等进行VLAN划分，实现应用系统的数据传输和共享。

（1）核心交换层。核心交换层是校园网骨干网，该层不执行网络控制管理功能，其为校园网数据交换提供一个高速传输通道，并且具备冗余性，以便优化核心交换层的传输性能。

（2）单元交换层。单元交换层可以满足校园网应用系统的数据发送、传输请求，这些数据包括客户端发出的控制命令和数据请求信息，并且单元交换层可以按照部门划分为不同的VLAN，以便能够限制用户访问权限，保证校园网控制的灵活性。

（3）服务器层。校园网服务器层主要包括组网的相关硬件设备，主要包括Web服务器、数据库服务器、FTP服务器、防火墙服务器，这些服务器可以构成一个组群，实现校园网业务处理、数据访问、安全控制等，并且可以利用虚拟化技术提高服务器的并发性和存储效率。

3.2 校园网组建关键设备

校园网组建的关键设备是交换机，常用的包括三层交换机、普通交换机，其可以部署于核心交换层和单元交换层，连接Web服务器、DNS域名服务器、FTP服务器、计费认证服务器，将硬件资源集成在一起。为了保证校园网组建成本最低、效率最高，每一层都可以根据实际需求采用不同的交换机。校园网设计和组建时，可用二层交换机作为接入层设备，连接各部门的终端，用质量较高的二层交换机作为汇聚层设备，将每栋楼各层的交换机进行汇聚，用三层交换机作为核心交换机，用来对汇聚层交换机转发过来的数据作高速转发。根据实际需要和布线标准，为方便管理和维护，通过网控中心的24口三层交换机拉光缆连接各栋楼顶的SW00N交换机。普通办公楼机房均放置48口的二层交换机，为每个部门提供一个网络端口接入，在一楼机房放置一台8端口的二层交换机，将接入层交换机进行汇聚。核心办公楼机房均放置24口的二层交换机，为每个房间提供一个网络端口接入，并且在一楼机房放置一台8端口的二层交换机，将该栋楼各单元机房的接入层交换机进行汇聚。网控中心部署一台24口的交换机，供工作人员使用，连接一台服务器，并放置一台路由器连接外网，一台防火墙作防御，同时做好相应连接。在汇聚层到各单元交换机的连接上，采用光钎，因为考虑到汇聚层到接入层比较近，网络通信采用双绞线。

4 结束语

校园网是数字化校园的基础，其承担教学管理等多种业务系统，并且校园管理部门较多。因此，校园网建设可以采用三层网络架构，以保证网络控制的安全性和灵活性，使得任一层的网络结构发生改变不会影响其它层，不需要改变整个网络环境，降低网络建设成本，使网络更容易管理。

参考文献

[1]罗和华.基于三层交换技术及VLAN技术组建校园网[J].电脑知识与技术，2015，7（3）：11-13.

[2]吴强.论校园网的规划与安全设计[J].数字技术与应用，2015，17（11）：210-210.

数据交换技术论文范文第10篇

关键词：云计算、3G VPDN、虚拟化、移动专网、应用交付

中图分类号：F120文献标识码： A

Abstract：This paper introduces in a cloud computing environment, through the application of design concept, virtualization application systems and desktop office resources will be issued to users’ mobile terminal, so as to realize a mobile office new pattern of the virtual mobile office

Keywords: Cloud computing, 3G VPDN, virtualization, Mobile private network, Application delivery

一、引言

云计算、虚拟化技术、高速移动网络等新技术的成熟与发展为移动办公开创了一个崭新的模式--应用交付模式。早期的移动办公系统需要针对每个应用系统开发单独的适用于移动终端的版本，再通过较窄的移动带宽进行数据交换。受到移动终端、应用系统和承载网络三方面的限制，开发任务重，建设周期长，功能简单，效率低下。而采用应用交付模式设计的移动办公系统集强大的计算能力、高度整合的数据资源和高速安全的移动网络优势于一身，将用户的业务应用系统无需任何二次开发直接交付到移动终端上，完全避免了早期移动办公的缺陷，使移动办公真正走向实用阶段。

二、何为应用交付模式

应用交付直观上表现为将所需的应用系统如OA(办公自动化)、CIQ2000（检验检疫系统平台）或者是一台电脑桌面等应用通过到用户所操作的终端上的方式交付给用户，本质上是一种云计算平台的设计构架。它包含三个部分，一是利用服务器虚拟化技术将计算、存储和网络资源虚拟化形成资源整合、按需分配的高性能虚拟化数据中心，二是利用应用虚拟化或者桌面虚拟化技术将运行在虚拟化数据中心的业务应用系统或者独立的电脑虚拟成可用于交付的应用资源，三是通过高速移动网络（目前是3G网络）传送到移动终端上。简而言之，云计算平台是实现了应用交付的虚拟化平台，虚拟移动办公是云计算条件下的应用交付移动办公系统。

山东检验检疫局移动办公系统采用应用交付设计理念，应用了服务器虚拟化、应用和桌面虚拟化以及高速移动专网（3G VPDN）等技术搭建了一个私有云计算平台，实现了用户按需获得内部应用的虚拟移动办公。这种模式的优势在于跨平台实现现有应用系统和桌面等办公资源的迁移。

三、虚拟数据中心及虚拟应用交付平台的建设

一个完整的虚拟数据中心，必然包括虚拟计算资源、虚拟存储资源和虚拟网络资源。当用户通过终端访问服务时，他并不关心数据具体通过哪一台虚拟机、经过哪一个硬件服务器、从哪一条网络链路经过、从哪个存储上读取数据，服务端所有的一切对用户而言是一个私有云。而且虚拟数据中心具备智能化的按需分配计算、存储和网络资源的能力，既使用户体会到资源整合后强大的云计算能力，又充分发挥了硬件设备的性能，节约建设维护成本，降低能耗。

服务器虚拟化的技术已经日臻成熟，但网络层对虚拟化技术的支持更不能忽视，它直接关系到服务器和存储虚拟化技术能否完美实现。山东局移动办公数据中心在建设网络虚拟资源时，选用了DOE技术。DCE技术的重要目标是实现传统数据中心最大程度的资源整合，从而实现面向服务的数据中心SODC的最终目标。在传统数据中心中存在三种网络：使用光纤存储交换机的存储交换网络（Fiber Channel SAN），便于实现CPU、内存资源并行化处理的高性能计算网络（多采用高带宽低延迟的InfiniBand技术），以及传统的数据局域网。DCE技术将这三种网络实现在统一的传输平台上，即DCE将使用一种交换技术同时实现远程存储、远程并行计算处理和传统数据网络功能。这样才能最大化的实现三种资源的整合，从而便于实现跨平台的资源调度和虚拟化服务，提高投资的有效性，同时还降低了管理成本。

利用虚拟数据中心的计算、存储和网络资源，建立移动办公所需系统（OA、CIQ2000等）虚拟服务器和一批虚拟桌面，用于虚拟应用交付平台给移动终端用户。

虚拟应用交付平台是移动办公的关键技术，它将应用及桌面虚拟化后通过移动终端上的虚拟应用接受客户端，到移动终端的系统中，实现不受移动终端操作系统的限制自由使用现有的业务办公应用系统。形象一点说，是将一个屏幕画面从一个台式内网终端上拖到另一个移动终端上。虚拟应用交付既可以交付应用系统又可以交付桌面，以满足各类移动办公的需求。另外虚拟桌面与虚拟应用可以嵌套使用，既体现了虚拟应用交付技术的灵活性，实现各种技术需要，又进一步增强了系统的安全性。

图 1虚拟数据中心及虚拟应用平台

四、高速移动网络建设及网络安全措施

高速移动网络为云计算提供了必要的网络基础，更为应用交付式移动办公创造了必须的条件。高速移动网络必须保证速率高、覆盖范围广、加密算法强。目前运营商提供的高速移动网络为3G网络，3G信号暂不能被破解。今后将发展到LTE（长期演进）技术、HSPA（高速分组接入）技术、4G等。

为了保证移动办公系统的网络安全，山东局虚拟移动办公系统采取了一下措施：

采用3G虚拟拨号专网（VPDN）线路，实现移动办公3G网络与互联网的有效隔离。VPDN线路由运营商提供3A认证，包括3G SIM卡信息认证和帐号用户名认证，将来更可以研发在SIM卡上存储数字证书进行认证等身份认证控制措施。在移动终端上，可以通过APN设置来选择VPDN线路。

图 2 3G VPND专网

采用SSL VPN设备，在移动终端和业务应用服务间进行数据再加密。加密后的无线信号有专网隔离、3G编码加密和SSL VPN加密三重保密技术。

将虚拟办公系统按不同功能划分网络区域，分区域管理。共划分了内部资源区、虚拟数据中心及虚拟应用交付平台和3G专网区三个区域。将虚拟数据中心和虚拟应用交付平台作为内部资源与移动3G专网的数据交换区域，内部资源之通过物理隔离网闸进行单向数据摆渡，保证内部资源不被暴露。如同下图：

图 3 移动办公网络结构

五、待解决的问题

1、虚拟应用与非标准化数字证书相互融合的技术问题。

2、移动终端操作台式终端应用系统的易用性问题。

3、虚拟化技术自身的稳定性与安全性，以及安全技术的虚拟化问题有待进一步研究

六、发展前景展望

随着移动终端性能不断进步，私有云、公有云逐步建设，基于WEB2.0技术的在线应用的发展，应用交付的范围和内容都将快速增大和丰富，移动办公也将从辅助办公手段发展成常规甚至主要办公方式。

参考文献

[1]许玮.3G技术在移动通信中的发展研究. 《中国电子商务》2010年第10期

[2]张应福.黄鹏.陈超.云计算技术及其在下一代数据中心建设中的应用.《通信与信息技术》2011年第1期

[3]许志敏.白克壮.服务器虚拟化技术在数据中心的应用探索.《2010年第二十四界全国计算机信息管理学术研讨会》（会议论文）

[4]范君.应用交付网络架构设计与研究.《计算机与数字工程》2010年第12期

作者简介：

赵谦 1980年 山东人 中国海洋大学硕士，山东出入境检验检疫局科长

郑文 1983年黑龙江人 中国海洋大学硕士，山东出入境检验检疫局科员