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解析:
tcp/ip
TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Inter Protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Inter国际互联网络的基础。
TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Inter协议族,而不单单是TCP和IP。
TCP/IP是用于计算机通信的一组协议,我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准,以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络,正因为INTERNET的广泛使用,使得TCP/IP成了事实上的标准。
之所以说TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名称和用途作一介绍:
TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议
IP(Interneorking Protocol)网间网协议
UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
ICMP(Inter Control Message Protocol)互联网控制信息协议
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议
SNMP(Simple Neork manage Protocol)简单网络管理协议
FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议
从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网间网层、传输层、应用层。
其中:
网络接口层 这是TCP/IP软件的最低层,负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。
网间网层 负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,填充报头,选择去往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报:首先检查其合法性,然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。
传输层 提供应用程序间的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。
应用层 向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念,现在我们来看一看,相对于七层协议参考模型,TCP/IP协议是如何实现网络模型的。
OSI中的层 功能 TCP/IP协议族
应用层 文件传输,电子邮件,文件服务,虚拟终端 TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Tel
表示层 数据格式化,代码转换,数据加密 没有协议
会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协议
传输层 提供端对端的接口 TCP,UDP
网络层 为数据包选择路由 IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP
数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP,CSLIP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110,IEEE802。IEEE8022
数据链路层包括了硬件接口和协议ARP,RARP,这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息;
网络层中的协议主要有IP,ICMP,IGMP等,由于它包含了IP协议模块,所以它是所有机遇TCP/IP协议网络的核心。在网络层中,IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务,如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。
传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递,传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式:TCP是一个基于连接的协议(还记得我们在网络基础中讲到的关于面向连接的服务和面向无连接服务的概念吗?忘了的话,去看看);UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。
应用层位于协议栈的顶端,它的主要任务就是应用了。上面的协议当然也是为了这些应用而设计的,具体说来一些常用的协议功能如下:
Tel:提供远程登录(终端仿真)服务,好象比较古老的BBS就是用的这个登陆。
FTP :提供应用级的文件传输服务,说的简单明了点就是远程文件访问等等服务;
SMTP:不用说拉,天天用到的电子邮件协议。
TFTP:提供小而简单的文件传输服务,实际上从某个角度上来说是对FTP的一种替换(在文件特别小并且仅有传输需求的时候)。
SNTP:简单网络管理协议。看名字就不用说什么含义了吧。
DNS:域名解析服务,也就是如何将域名映射城IP地址的协议。
HTTP:不知道各位对这个协议熟不熟悉啊?这是超文本传输协议,你之所以现在能看到网上的,动画,音频,等等,都是仰仗这个协议在起作用啊!
I=randi(100,1024,768); %这里用随机矩阵,你改自己数据
A=mat2cell(I,8ones(128,1),8ones(96,1));
Sum=cellfun(@mean2,A);
Edge=Sum>50;
不是富士康
中国星网应用公司承担国家卫星互联网应用产业发展主责,与重庆市共同构建卫星互联网产业体系,打造卫星互联网应用创新特区,加快产业孵化,培育产业生态,建设卫星互联网融合发展新格局。而重庆星网系统研究院公司则致力于卫星互联网地面系统建设及运行维护、体制协议开发验证、仿真系统建设主责,是卫星互联网系统总体专业支撑单位。
随着计算机技术、网络技术以及通信技术的高速发展,智能家居成为近几年的一个研究热点,人们对智能家居的智能化要求也越来越高。在现有的智能家居产品中,家居网络大多是有线的,随着电子产品、传感器数量的增加,有线网络体现出了其不足:布线麻烦;终端节点数量多,需要数量多的电缆;增加或者删减网络中的节点不方便等。无线通信技术的发展能很好地解决以上缺点。因此,智能家居的内部网络系统的研究重心也从有线网络转为无线网络 。
针对智能家居环境监测系统对环境参数(如温度、亮度、湿度等)数据的传输速率要求不是很高,而对设备的功耗要求却较高的情况,本文设计了一种ZigBeel 智能家居无线传感器网络。但是,由于实验室条件以及其他客观因素的限制,设计的节点数目有限,只能做简单的组网和数据传输测试。为了测试所设计的节点在节点数目较多的网络中的运行情况,因此,利用MAT—LAB 70的TrueTime工具箱对所设计的ZigBe无线传感器网络进行了仿真。
1 ZigBee无线传感器网络
11 ZigBee节点
ZigBee是IEEE 802154协议的代名词。根据该协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低功耗、低数据速率、低成本,可以嵌入各种设备。
根据不同的应用,无线传感器节点的组成也不相同,但是一般都由数据采集、数据收发、数据处理和电源4部分构成,如图1所示。
温度、亮度、湿度等传感器将采集到的环境数据经MSP430微控制器处理后,通过CC2480无线射频收发器发送到其他节点或者系统主控制器。
MSP430单片机最大的特点是超低功耗,工作电压为18~36 V,待机电流<1 IxA,通过控制位可以设定1种活动模式和5种低功耗模式,同时内部集成有丰富的片内外设。根据不同的应用场合采用不同型号,主要是根据应用程序选择芯片RAM和Flash存储单元的大小。
无线数据收发模块采用TI公司的CC2480无线射频芯片。CC2480是首款经ZigBee认证的新Z—Accel系列网络处理器产品,它能够简化设计,缩短上市时间。当配置为终端设备时,自动转换到低功耗模式(<05 A),具有SPI或UART两种通信模式和l0个函数调用的Sim—pleAPI,简化了开发过程。
在该设计的节点中,MSP430主控制器和CC2480采用UART通信方式,软件设计上以嵌入式实时 *** 作系统~C/OS—II为软件设计平台。设计应用程序时,节点之间通信采用符合ZigBee2006协议栈标准的Z-Stack协议栈。超低功耗处理器和超低功耗无线收发模块的结合,使节点的功耗得到了极大的降低。
12 无线传感器网络功能
整个无线传感器网络由温度、亮度、湿度等传感器子节点构成,不同子节点采集不同的环境数据,将采集到的数据通过无线收发模块发送到主控制器或其他节点。主控制器根据接收到的数据,结合控制策略,发出控制指令,通过无线收发传输到终端控制器。如某个房间检测到温度是A1,通过无线传感器网络传输到主控制器,而控制策略的期望值是A2,于是主控制器发出调节空调温度的指令至终端控制器。无线传感器网络主要完成数据采集、处理以及传输等功能。
由于实验室条件和其他客观条件的限制,共设计了4个传感器节点进行温度检测、数据传输交换以及简单的自动组网等试验。
由于篇幅的限制,这里就不再详细介绍。本文的侧重点是在MATLAB 70的TrueTime工具箱中对设计的网络节点进行仿真,根据实际节点的参数验证所设计的网络节点在构建大网络的情况下的网络性能。
2 无线传感器网络仿真
TrueTime工具箱是一种基于MATLAB的实时控制与网络控制仿真工具箱,包括4个模块:实时内核模块、网络通信模块、电池模块和无线网络模块。无线网络模块中,目前的TrueTime15版本中支持两种协议:IEEE 80211 b/g(WEAN)和IEEE 802154(ZigBee)。
本文设计的ZigBee传感器网络节点之间的通信采用符合ZigBee 2006协议栈规范的Z—Stack协议栈。ZigBee 2006协议栈的物理层(PHY)和媒体接入层(MAC)协议为IEEE 802154协议标准,网络层由ZigBee技术联盟制定,应用层的开发根据用户自己的应用需要对其开发利用。
TrueTime工具箱中的无线模块的IEEE 802154(ZigBee)协议主要是物理层(PHY)和媒体接入层(MAC),ZigBee 2006协议栈的网络层路由是基于Ad Hoc按需矢量路径协议AODV(Ad hocOn demand Distance Vector),支持在环境中移动、连接失败和包丢失的环境应用。
21 仿真模型构建
利用TrueTime工具箱的模块,结合MATLAB/Simulink仿真环境,构建具有20个传感器节点的仿真模型。传感器节点主要是以True—Time Kernel模块为核心,节点与节点的数据传输通过TrueTime Wireless Network无线模块。无线模块中的协议选择IEEE 802154(ZigBee)协议,结合设计的节点参数,对网络的参数进行设置。模块中的IEEE 802154(ZigBee)协议只是包含了物理层(PHY)和MAC层协议,而所设计节点是运行在ZStack协议之上的。因此,根据ZigBee 2006协议栈规范,在仿真节点上必须添加AODV路由协议。
22 初始化与参数设置
初始化主要包括两个方面的初始化:一是仿真场景的初始化;二是节点的初始化。场景初始化主要包括节点个数、位置初始化、路由表初始化、AODV参数初始化(如Hello信息的生存时间等参数的初始化)。初始化文件以M文件形式存在,模块属性中的initialization function中调用该初始化文件。在仿真过程中,通过修改文件中的参数,可以设置不同的仿真场景条件。
节点的初始化文件也以M文件形式存在,在TrueTime Kernel模块中调用节点初始化文件。初始化主要是以创建任务为主进行初始化,由TrueTime工具箱提供的各种不同函数初始化内核模和网络模块,创建仿真所需要的任务。
参数设置主要是根据采用的CC248无线收发芯片的参数对无线网络模块的参数进行设置。
……
开始,00002s时,节点1要发送数据到节点10,没有路由路径存在,于是开始查找、发现路由。如图4(a)所示,在00l1 884 S时,建立了一条新的路由路径:l—l2—1O。在该路径一直保持的时间内,数据都是经过节点12发送到节点10上。
在仿真过程中,让节点l2缓慢移动,移动到一定的位置范围时,会与节点1失去连接,于是路径就被破坏了,数据就先暂时存储在缓冲区中,寻找新的路径。在8507 4 S时新的路径建立后,数据路径l—3一l2一l0发送到节点10。在8514 1 S时,又寻找到一条跳数更少的路径,于是数据就经1—13—10发送到节点10。
从仿真结果可以看出,所设计的ZigBee无线传感器网络在节点较多的情况下,能够实现路由发现、路由维护以及路由路径重组等。经仿真证明,所设计的网络节点可以在较大的网络环境中运行。
3 结 语
本文利用MATLAB 70的TrueTime工具箱对所设计的智能家居的ZigBee无线传感器网络进行了仿真验证,验证所设计的无线ZigBee网络节点在节点较多的情况下能够实现路由建立、路由保持、数据发送以及路由重新创建等。仿真试验结果表明,网络运行稳定。
随着智能家居系统智能化的不断提高,传感器数量会越来越多,无线传感器网络在智能家居中的地位会越来越重。
ZigBee无线网络具有低功耗、组网方便等优点,相信今后在智能家居的家庭网络中,ZigBee无线传感器网络会逐渐取代有线网络。
答:NS2 路由协议的仿真是: 1、可以输出cwnd看看,两个仿真应该是不一样的。 2、能够发送的数据包总数跟tcp拥塞窗口有关,窗口越大,发的越多。路由协议不同,网络的拥塞状况也应该不同,会导致发送端的拥塞窗口变化不一样。 3、在发送端生成的数据
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