机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建 65页

学校代号10731学号123085211137分类号TP393密级公开工程硕士学位论文机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建学位申请人姓名屈非培养单位计算机与通信学院导师姓名及职称张秋余研究员、雷亮高级工程师学科专业计算机技术研究方向计算机工程设计与开发论文提交日期2016年03月26日 学校代号：10731学号：123085211137密级：公开兰州理工大学工程硕士学位论文机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建学位申请人姓名：屈非导师姓名及职称：张秋余研究员、雷亮高级工程师培养单位：计算机与通信学院专业名称：计算机技术论文提交日期：2016年3月26日论文答辩日期：2016年6月4日答辩委员会主席：马志程教授级高工 ResearchonDesignofHubPlanningandKeyTechnologyforMobileVehicleNetworkbyQUFeiB.E.(Xi’anArmyOfficerAcademyofPLA)2005AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinComputerTechnologyintheGraduateSchoolofLanzhouUniversityofTechnologySupervisorProfessorZHANGQiu-YuSeniorEngineerLEILiangMAY，2016 工程硕士学位论文目录摘要.............................................................................................................................IABSTRACT...............................................................................................................II插图索引..................................................................................................................IV附表索引....................................................................................................................V第1章绪论...............................................................................................................11.1课题的研究背景与意义....................................................................................11.2国内外研究现状...............................................................................................21.3论文的主要研究目标与创新性.........................................................................31.4论文的研究内容与组织结构安排......................................................................5第2章机动式车载网络枢纽设计.........................................................................................62.1机动式车载网络枢纽载体设计.....................................................................62.1.1小型机动式车载网络枢纽载体选型及空间规划设计.........................62.1.2大型机动式车载网络枢纽载体选型及空间规划设计.........................72.2机动式车载网络枢纽供电设备选型及供电系统设计....................................92.2.1机动式车载网络枢纽供电设备选型....................................................92.2.2机动式车载网络枢纽供电系统设计..................................................102.3机动式车载网络枢纽设备集成设计............................................................112.3.1机动式车载网络枢纽设备选型.........................................................112.3.2机动式车载网络枢纽设备集成.........................................................132.4机动式车载网络枢纽设备互连设计............................................................132.5机动式车载网络枢纽配线单元设计............................................................152.6机动式车载网络枢纽物资体系、电磁兼容性及减震设计.........................162.6.1机动式车载网络枢纽物资体系设计..................................................162.6.2机动式车载网络枢纽电磁兼容性设计..............................................172.6.3机动式车载网络枢纽减震设计.........................................................182.7本章小结......................................................................................................18第3章机动式车载网络枢纽附属功能构建.....................................................................193.1路由监视分析系统.......................................................................................193.1.1基本原理............................................................................................193.1.2性能指标............................................................................................203.1.3系统功能............................................................................................203.1.4路由分析功能....................................................................................21i 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建3.2网络性能监测系统.......................................................................................213.2.1系统组成............................................................................................213.2.2系统基本原理....................................................................................243.3流量监视控制系统.......................................................................................263.3.1系统功能..............................................................................................273.3.2系统基本原理......................................................................................273.4通用节点网管系统.......................................................................................293.4.1系统组成..............................................................................................303.4.2系统基本原理......................................................................................313.5多功能电源检测平台设计............................................................................333.6本章小结......................................................................................................36第4章实验平台搭建..............................................................................................384.1应急通信网络实验平台搭建........................................................................404.1.1接入应急通信网..................................................................................404.1.2应急通信局域网搭建...........................................................................414.2依托车载网络设备搭建实验平台................................................................444.2.1依托K口模块开设机动式网络枢纽...................................................444.2.2依托频带MODEM开设机动式网络枢纽...........................................454.2.3依托基带MODEM开设机动式网络枢纽...........................................464.2.4依托EDSLMODEM开设机动式网络枢纽.........................................464.2.5基于多种网络设备组网.......................................................................474.3本章小结......................................................................................................47总结和展望...............................................................................................................48参考文献...................................................................................................................50致谢...........................................................................................................................53附录A攻读学位期间所获奖的设计目录.................................................................54ii 工程硕士学位论文摘要伴随着社会的进步、人口的膨胀、事故的多发、气候的恶化，传统意义上的通信应急机制已不能胜任，当城市固定通信系统设施遭到破坏和瘫痪时，就需要一套高效、快速、简便、可机动的应急通信网络枢纽。如何将车载网络枢纽小型化、集成化、机动化是本文的主要研究目标，本文旨在研究机动式车载网络枢纽的设计集成、附属功能构建和多种组网方式。具体设计工作如下：1.将机动式车载网络枢纽划分为驾驶区、设备区、工作区，设备区集成采用模块化设计，可随时升级或替换老旧设备；选用折叠式显示器、抽屉式键盘，结合KVM有效地节省了车内空间；安装电源中控面板，控制所有车载设备加电，增配UPS外设电池包，提高了UPS的独立供电能力；采用内外配线面板直连设计，外接线缆可直连车外壁面板，实现了设备数据接口外设功能；选取航空插头作为设备电源及数据接口，防止机动式过程中接口松动脱落；车载机柜上下安装减震弹簧，减轻了设备在机动过程中的损耗；从设备电磁兼容性的考虑，做到传输、通信、电力供应和控制系统分离，采用强弱电分离布线的方法，减少了电磁干扰。2.通过机动式车载网络枢纽附属功能构建，对网络路由进行监视分析，对网络性能进行监测，对流量进行监视控制；利用通用节点网管系统对信道分配做到统一管理，实现了应急通信网开通后网络资源的合理利用及管理；多功能电源检测平台是一种综合智能化计算机电源及外设检测便携设备，采用ARM芯片及嵌入式LINUX操作系统，利用高速AD数模转换技术，通过对VGA插口、RS232串口、PS/2口、音频口、打印机并口、以太网口、硬盘串口进行检测，可实现对机动式车载网络枢纽故障设备进行快速检测与定位。3.网络实验平台搭建：依托1台机动式车载网络枢纽接入应急通信网，下设4个中心，双绞线连接指挥中心、被复线连接救治中心、光缆连接搜救中心以及同轴缆连接物资中心；利用3台机动式车载网络枢纽搭建应急通信局域网，其中二级节点1台，三级节点2台，下设救援现场，后勤基地。救援现场由三级节点机动式车载网络枢纽B划分2个VLAN，后勤基地由三级节点机动式车载网络枢纽C划分3个VLAN，三级节点通过二级节点接入应急通信网；设计5种组网方式，根据用户群类型和数量，地理环境、以有线网络为主，无线网络辅助的组网方式，依托K口模块、频带MODEM、基带MODEM、EDSLMODEM分别进行组网。关键词：机动式车载网络枢纽；应急通信；机动；网络平台I 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建AbstractThetraditionalemergencycommunicationmechanismhasbeenunabletomatchtherequirementwiththesocietyprogress,populationexplosion,multipleaccidentandthedeteriorationofclimate.Asetofhighefficiency,rapid,simpleandmechanisticemergencycommunicationsnetworkhubisneededwhentheurbanfixedcommunicationsystemisdamagedorparalyzed.Themainresearchgoalofthisstudyistominiaturize,integrateandmotorizemobilevehiclenetworkhub.Thisstudymainlyfocusesonthedesignandintegrationofmobilevehiclenetworkhub,thestructureofauxiliaryfunctionandavarietyofnetworkmode.Thespecificdesignisasfollow:1.Todividethemobilevehiclenetworkhubintodriverarea,centralfacilitiesarea,workingarea.Centralfacilitiesareaintegrationappliesmodulardesign,itcanbeupgradedorreplacedbyoldfacilitiesanytime;itselectsfoldingscreenanddrawertypekeyboard,itsavesinteriorspaceeffectivelywithKVM;itinstallsthepowercontrolpanel,itcontrolsalltheelectricityofon-boardequipment,itaddsperipheralsUPSbatterypacktoimprovetheabilityofindependentofUPSpowersupply;itusesthedesignofwiringpanelforinsideandoutsidewires,outsidewirescanbeconnecteddirectlytothepaneloutsidethemobilevehicle,itimplementthedatainterfacefunctionofperipheralequipment;itselectsaviationplugforequipmentanddatainterface,topreventtheconnectionsgetlooseduringtheprogress;itinstallsthedampingspringupanddownthecabinetforvehicle,toreducethelossintheprocessoftheequipmentworking;fortheconsiderationofequipmentelectromagneticcompatibility,itshouldseparatethetransportation,communication,powersupplyandcontrolsystem.Italsoadoptsthemethodofseparatingstrongandweakelectricitywiring,toreducetheelectromagneticinterference.2.Itmonitorsandanalyzesthenetworkrouting,networkperformanceandquantityofflowthroughtheconstructionofauxiliaryfunctionforthemobilevehiclenetworkhub;itusesunifiedmanagementforthechannelallocationthroughgeneralnodenetworkmanagementsystemandimplementstherationaluseofnetworkresourcesandmanagementafteropeningtheemergencycommunicationnetwork;multi-functionpowertestingplatformisatypeofintegratedintelligentcomputerpowersupplyandperipheraldetectionofportabledevice,itadoptsARMchipandembeddedLINUXoperationsystem,ituseshigh-speedADanalog-to-digitalII 工程硕士学位论文conversiontechnology,itteststhroughtheVGAinterface,RS232serialport,PS/2port,audio,printerparallelport,Ethernetfront-endports,andhardserialport,toimplementtherapiddetectionandpositioningformotorvehiclenetworkhubfaultequipment.3.Tobuildnetworkexperimentplatform:connectingemergencycommunicationnetworkthroughonemotorvehiclenetworkhub,buildfourcenterswhicharetwisted-pairconnectioncommandcenter,coveredwireconnectiontreatmentcenter,fiberopticcableconnectionsearchandrescuecenterandcoaxialcableconnectionsuppliescenter;tobuildemergencycommunicationareanetworkbyusingthreeon-boardnetworkhub,oneforsecondlevelnodeandtwoforthirdlevelnode,therearerescuersandsupportbase.Rescuersisdividedinto2VLANbythirdlevelnodesmobileon-boardnetworkhubB,supportbaseisdividedinto3VLANbythirdlevelnodesmobileon-boardnetworkhubC,thirdlevelnodesisbeingconnectedtoemergencycommunicationnetworkthroughsecondlevelnodes;todesignfivetypeofnetworkingmode,designthenetworkingmodeaccordingtouserbasetypeandquality,geographicalenvironment,itmainlyfocusesonwirednetwork,andrepliesonKmodule,frequencybandMODEM,basebandMODEM,EDSLMODEM.KeyWords：Mobile/ON-boardNetworkhub;Emergencycommunication;Mobile;NetworkplatformIII 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建插图索引图2.1小型机动式车载网络枢纽舱体左侧剖面图.....................................................6图2.2小型机动式车载网络枢纽舱体平面图.............................................................7图2.3大型机动式车载网络枢纽设备舱平面图.........................................................8图2.4大型机动式网络枢纽车载设备剖面图.............................................................9图2.5机动式车载网络枢纽供电示意图..................................................................10图2.6车载设备集成前视图.....................................................................................13图2.7车载设备连接关系图.....................................................................................14图2.8外配线单元面板.............................................................................................16图3.1IP网络性能监测系统运行的基本环境..........................................................22图3.2以分布式方式工作的IP网络性能监测系统..................................................23图3.3NETSCOUT流量监测系统的运行环境.............................................................28图3.4OSI模型与各层次数据源对应关系...............................................................28图3.5通用节点网管系统体系结构..........................................................................30图3.7应急通信网节点网管系统组成......................................................................32图3.8多功能电源检测平台原理框图......................................................................34图3.9电源检测主流程图.........................................................................................35图4.1机动式车载网络枢纽接入应急通信网...........................................................41图4.2应急通信局域网拓扑图..................................................................................41图4.3K口模块组网示意图......................................................................................44图4.4频带MODEM组网示意图.............................................................................45图4.5使用基带MODEM组网示意图.....................................................................46图4.6使用EDSLMODEM组网示意图...................................................................46图4.7多种网络设备组网示意图..............................................................................47IV 工程硕士学位论文附表索引表2.1网络设备IP地址及线路配置........................................................................15表3.1三种获取数据源信息的方式比较..................................................................29表3.2多功能电源检测平台技术参数......................................................................36表3.3多功能电源检测平台设备功能......................................................................36V 工程硕士学位论文第1章绪论1.1课题的研究背景与意义近年来各种自然灾害及突发性事件（如战争、恐怖袭击、突发事故等）对城市通信基建设施的破坏一直考验着各国政府的应急通信能力。如何高效的、及时的利用有限的通信资源，掌握财产损失、人员伤亡情况，并为后续的抢险救灾、灾后重建提供便捷的通信指挥服务；如何加强相关应急部门对灾害事故的应急处理能力和快速反应能力，对灾难灾害发生地的居民提供医疗、人道救助，一直困扰着各国政府及相关部门。伴随着社会的进步，人口的膨胀，事故的多发、气候的恶化，传统意义上的通信应急机制已不能胜任，当城市固定通信系统设施遭到破坏和瘫痪时，就需要一套高效、快速、简便、可机动的应急通信网络枢纽。机[1][2][3]动式网络枢纽集成有线通信系统、无线通信系统、计算机骨干网络系统、[4][5][6][7]语音记录系统、无线数据传输系统、视频图像传输系统、地理信息系统、[8][9]移动目标定位系统、无人机侦测系统、移动通讯指挥车系统等为一体，为政府应急部门处理自然灾害、事故危害、突发恐怖袭击、反社会群体性事件提供有力的通信保障，并可对该区域内各个具有处置突发事件职能的应急联动单位进行统一的指挥协调。为联动不同部门之间处置灾区内的紧急、突发、重大事件提供信息通信与网络通信支持。随着现代信息化建设的不断深入及通信理论的发展创新，对应急通信指挥保障水平提出了更高的要求，在近年来的实践应用中，以应急通信车为主的装备既体现了不可取代的重要地位和作用，但也同时暴露出了一些设计上的缺陷和功能上的不足，在组网形式、网络运行环境、安全防护和稳定性等方面明显滞后于信息化条件下应急通信指挥实际需求。因此，对应急通信车等通信装备的运用方式，保障模式进行研究，同时根据任务不断提升性能，拓展功能，对于提高应急通信保障水平、更好地满足信息化条件下的应急通信需求有积极的现实意义。机动式网络枢纽可以在第一时间机动至事发地并在短时间内搭建应急通信网络，开通应急通信网络后将事发地的情况以语音或图像等方式上报至相关指挥中心，对提高政府部门应对突发事件的能力有很大的帮助。机动式网络枢纽是各国应急通信建设中不可缺少的关键部分，其作用可分为2个部分——应急通信网络和指挥调度网络，作为应急通信网络，二者互为支撑互为依靠。近年来，机动式网络枢纽不仅是一个现场的指挥中心，还是一个计算机网络中心、通信中心、监控中心、信息发布中心、各类信息的综合应用点及无线专网信号临时增补覆盖范围等。1 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建机动式网络枢纽通过常规的通信手段，比如：卫星、微波、光缆、双绞线、同轴缆、被覆线等搭建临时的应急通信网络，并通过无线或有线的传输方式接入专用网络或应急通信网络，加之软件及多媒体系统的应用，构成一个方式多样、反应快捷、决策迅速的“数字化移动式指挥中心”。1.2国内外研究现状[10-11]在国际上，许多国家非常重视机动式网络枢纽（应急通信车）的研究和开发工作，特别是欧美发达国家和亚洲的日本。美国从20世纪70年代开始建设机动式网络枢纽，目的是为了满足美国政府对于紧急事件的指挥调度需求。“9·11事件”之后，美国更是投入巨资建设与互联网物理隔离的政府专网，推行通[12-13]信优先服务计划并利用自由空间光通信（FreeSpaceOptics，FSO）、[14]WiMAX和Wi-Fi等技术来提高机动式网络枢纽保障能力。美国由于南部飓风等自然灾害的影响，加上技术条件的成熟，特别是911事件以后，指挥车民用化的进程更为迫切，Ackerman，RobertK在2002年明确[15-16]指出指挥车开始应用于民用领域。美国的应急指挥车有卸载式和整体式两种形式，使用卸载式的指挥车可以提高车头的利用率，适用于需要长时间定点指挥的场合。从外观看，美国的应急指挥车应用性较强，车型无论大小，外部均设置有各种适用于野外指挥的可视电话、电插座和电缆等，且有把应急指挥车的指挥区扩展至车外的案例。美国应急指挥车的设计尺寸、外观跨度较大，指挥车内部设计多样化。从2009年起，美国每年会举办一次移动指挥中心展会(MobileCommandCenterRally，MCCRally)，MCCRally的侧重点集中在通信系统先进性、设备小型化、各部门协调的有效性等方面。旨在分享、交流和学习新技术，提高[17-18]移动指挥平台的指挥能力及与其他救援部门的交互能力。德国拥有一个比较健全的空中救援网络，由欧洲ADAC汽车协会[19-20]（AllegemeinerDeutscheAutomobilClub，ADAC）下属的非盈利的空中救助公司、德国飞行救助队（DRF）和德国内务部三家共同运作。ADAC救助公司目前有45架救援直升机，分布在全德各地，从事件发生到开始抢救，陆地救援需40分钟，直升机救援只需8分钟；DRF在28个站点有近50架飞机和直升机；内务部有为数不多的搜索直升机，由联邦警察执飞。这样的空中救援网络可以使得，在德国任何地方发生突发事件时，配有相关人员和设备的医疗直升机都能在[21]15分钟之内到达事件现场。日本在应急中心设有急救车、消防车且车辆24小时处于待命状态，道路管理部门可自行应对处理事件，减少了事件的处理时间，提高了救援效率。当需要医疗部门协助处理事件时，已改进的救援和救护系统为抢救伤员争取了很多时[22]间，从而降低了死亡率。2 工程硕士学位论文就国外救援装备来说，美国应急指挥车发展较快，外观尺寸跨度大，外型和内设丰富，指挥车的协调能力较好。德国具有较先进的空中救援装备，在很大程度上较少了救援时间。日本的救援装备为各部门的车辆，如急救车、消防车、公路巡逻车等。国内许多企业也在积极研发机动式应急通信相关产品，目前已有一些研究所和公司涉足该领域：1.中国电子科技集团公司第二十八研究所该所为2008年北京奥运会研制了应急指挥车，其应急指挥车的方舱能由液压装置扩展面积，便于多人进行会议及指挥，该车装备多台计算机、通讯设备、监控设备、摄像装置，能够在事故现场进行数据采集与处理、可进行远程通信、监控。该应急指挥车还可以用于地震、水灾、泥石流等自然灾害，也可用于火灾、[23]恐怖袭击等突发性事件的现场调度指挥。2.南京中网通信有限公司[24-25]该公司于现已开发出卫星应急通信车和DVB-RCS卫星应急通信指挥平[26-27]台，其技术已成功拓展到多个领域，如政府信息中心、消防、军队、环保、武警等领域均有其公司的技术应用。从事应急指挥通信车汽车改装的厂家主要有：江苏中意汽车有限公司、重庆迪马汽车有限公司、南京凯迪专用车有限公司，这些厂家主要与其他通信公司合作，提供车辆的改装服务，一般没有能力开发和研制功能完善的应急通信指挥车。[28-29]从国内外现状及上述公司开发的产品来看，目前应急通信指挥车通信手段单一，用卫星链路传输的音频、视频及数据信息初期投入成本偏高，在租用卫星信道时，花费也过高。而且应急通信车与应急通信车之间音频、视频及数据信息传输时通信方式单一，缺乏多种可替换备份的手段。支撑车载指挥平台的软件系统匮乏，没有通用、知名、完整的软件平台保证。1.3论文的主要研究目标与创新性根据我国目前的实际情况，提出建立集通信、指挥和信息处理于一体的，高度智能化、多层次的机动式网络枢纽应急系统建设方案。快速搭建应急通信网络，为自然灾害、人为事故发生后现地信息交互提供和有效通信服务，保障了重大自然灾害、突发事件处理的指挥与部署。为指挥通信与调度配置以及上级决策的及时传达，提供了信息和通信的平台，从而进一步提升和促进政府职能的有效发挥。紧贴应急通信网络建设的实际需要，能够在复杂的事故地点、恶劣的环境下快速机动，灵活的组建多种模式的应急通信网络，提供安全、可靠、快捷的信息3 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建服务，有力的保证了应急通信网络通信的顺畅及其抢险救灾效能的发挥。突出应急通信、应用，认真总结使用经验，按照“先内部集成、后系统集成，先单元集成、后体系集成”的思路，将机动式网络枢纽设备体系集成与软件系统应用、通信系统搭建综合考虑，搞好需求与技术、理论与实践的结合，形成一套全面、系统，操作性和指导性较强的书面研究成果。针对机动式车载网络枢纽设计与集成，本论文总结有6点创新性：1.车载设备线缆接口设计不同于固定网络枢纽，机动式网络枢纽设备电源接口均采用航空插口，而数据接口根据线序不同自行焊接至航空数据插口，这样可以保障在机动途中线缆接口不会脱落或松动。2.机动式车载网络枢纽空间布局设计机动式车载网络枢纽采用积木式、嵌入式的布局方式，将现有所有有线网络设备集成在有限的空间内，采用折叠式显示器、抽屉式键盘，结合KVM有效地节省了车内空间。利用大型机动式车载网络枢纽车头与舱体之间的空间安装轨道式油机，实现了机动途中舱体内设备正常运转；合理有效地利用车辆底盘与甲板之间的空隙进行设备连线及电源布线。综合应用系统集成技术，科学优化系统设计方案，有针对性的改进了应急通信网络通信连通的一些缺点和不足，有效增强了机动式车载网络枢纽的整体效能。3.内、外配线单元设计该项目创新的应用了内、外配线设计思想，使机动式车载网络枢纽具备了机房式配线能力，内外配线连接关系更加清晰，配线调整更加方便灵活，在某一路配线出现故障时能快速转接代通，有效增强了网络连接的可操控性。4.设备加固与减震设计选用应用于航空领域的、减震效果好的钢丝绳减震器，根据设备质量、激振频率和加速度、设备允许加速度等，严格计算减震系数，科学选定减震器的安装位置和承重，机动式网络枢纽机柜上下前后均设有减震器，有效的防止了路途颠簸及前后缓解速度变化对设备造成的冲击，将设备在机动中的振动幅度减至最低。5.设备电磁性设计结合设备和电路设计，利用电磁干扰的距离衰减特征，电磁兼容性设计尽可能做到最好。集体设计方案时，从设备电磁兼容性（EMC）的考虑，做到传输、通信、电力供应和控制系统分离，采用强弱电分离布线的方法，减少电磁干扰。6.提供多种有线接入方式4 工程硕士学位论文网络系统是整个系统的核心。本课题全面考虑了现用的各种网络接入技术模式，紧贴实际需求，兼顾与现有固定应急通信网络通用设备的兼容性，最终形成了现有的网络系统设计方案，基本涵盖了现有应急通信网络的各种连接模式，组网能力比较全面。采用先进的组网技术，选用高性能网络设备，能够同时提供多种接入带宽、接口模式和线缆连接模式，实现了配置的合理性和技术的创新性，并衍生出多种组网方式。1.4论文的研究内容与组织结构安排如何将网络枢纽小型化、集成化、机动化是本课题主要研究的内容，本课题旨在研究机动式网络枢纽的组成、附属功能构建和多种联通手段，其不同于现在的大型固定网络枢纽，可提供特定区域内信号无法覆盖的通信接入服务，可在抢险救灾，维稳处突中免去临时网络枢纽搭建，第一时间实现网络局部恢复、为指挥中心、媒体、应急处突向外界发布信息及共享提供保障，并可在后期的网络恢复中起到临时抢、代、通的作用。论文的研究内容包括机动式网络枢纽设计与集成、机动式网络枢纽附属功能构建、网络实验平台的搭建与设计。论文主要内容包括四个章节，组织结构与安排如下：第1章绪论。阐述机动式网络枢纽的研究意义、国内外发展现状、研究目标、课题创新性、主要内容及论文结构安排。第2章机动式网络枢纽设计与集成。主要就机动式网络枢纽载体、机动式网络枢服务器、终端及外设设备设计、机动式网络枢纽车载供电设备选型及供电系统设计、机动式网络枢纽物资体系和机动式网络枢纽车载设备集成进行设计研究。第3章机动式网络枢纽附属功能构建。本章主要介绍机动式网络枢纽的附属功能及软件构成，路由监视分析系统、网络性能监测系统、流量监视控制系统和多功能电源检测平台设计。第4章网络实验平台的搭建与设计。本章重点就机动式网络枢纽有线网络搭建进行多种组网方式进行实验。最后，是总结与展望部分，在总结本文工作的基础上，对待解决的问题进行了深入分析，并指出了未来的发展方向。5 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建第2章机动式车载网络枢纽设计2.1机动式车载网络枢纽载体设计机动式车载网络枢纽体现了机动性、便捷性、功能性等多个方面，所以对车辆的选型、设备的选择、设备的集成、设备的加固有着特殊的要求。车辆选型方面采用后挂式方舱车厢，根据车辆用途的不同对车厢的选择也有要求，针对机动式网络枢纽，本项目选择南京依维柯公司生产的移动方舱车，由于设备对环境的要求特殊，车厢本身要集成有空调设备、通风设备，并采用防止电磁辐射的箱体。车辆的改造要满足国家的改装规定和上牌要求，并进行合理的载重分布，以应对不同的环境和区域，以便在恶劣的条件下仍然可以正常移动并提供正常的通信保障服务。2.1.1小型机动式车载网络枢纽载体选型及空间规划设计1.小型机动式车载网络枢纽载体选型：机动性及越野性能优越；舱体空间可以满足小型或中型机架安放；舱体长度要大于3个车头长度，以便划分相关操作及设备区域；原车舱体配置空调，以便于控制舱内温度，便于设备散热；车壁具有一定的抗电磁干扰能力；舱体甲板可拆卸，便于布设设备线缆。小型机动式车载网络枢纽以南京依维柯宝迪A50车型为载体，舱体采取后开门设计，自重3.3吨，有效载荷1.5吨。整车尺寸为：7133（含备胎）*2000（含后视镜）*2875MM2.小型机动式车载网络枢纽载体空间规划设计：后舱车门125W电台本田5000汽油发电机工作台卫星电话伸缩式轨道1200mm图2.1小型机动式车载网络枢纽舱体左侧剖面图6 工程硕士学位论文小型机动式车载网络枢纽舱体左侧剖面图如图2.1所示：舱体左侧设置1个工作台，工作台用于操作人员工作及放置笔记本电脑，工作台下左半部分固定汽油发电机，右半部分固定短波电台、天线调节器、短波调制解调器及配电单元，工作台设计杂物柜一个，用于放置地钉、工具、线缆等。小型机动式车载网络枢纽舱体平面图如图2.2所示：1160mm2300mm外配线面板TPTPTP柜机柜操作台携机便门车柜机备设柜机备设门车配电箱面板125W电台柜机工作台轨道式油机图2.2小型机动式车载网络枢纽舱体平面图电源引接模块及外配线模块均在车体外右侧。2.1.2大型机动式车载网络枢纽载体选型及空间规划设计1.大型机动式车载网络枢纽载体选型：整车结构分为驾驶室和方舱舱体两部分，驾驶室与方舱舱体之间要有不少于150MM的间隙，便于油机安放；方舱舱体适用于机房机架摆放；可满足大功率、高性能设备所需空间；方舱舱体内顶部配置通风口及空调；方舱舱壁两侧附属箱不少3个并可配置有外配线单元；方舱舱体与驾驶室配备通信设备；方舱舱体顶部可固定无线网桥后侧可固定微波天线。大型机动式网络枢纽载体采用南京依维柯生产的军用2046方舱车,侧开双门，自重4.7吨，有效载荷2.3吨。7 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建整车尺寸为：8000MM*3000MM（含后视镜）*4200MM。2.大型机动式车载网络枢纽载体空间规划设计：所有设备均集中在方舱内。方舱分为前后两部分，前半部分为维修舱，后半部分为设备舱，两舱不互通，舱门均在方舱右侧。大型机动式车载网络枢纽设备舱平面图如图2.3所示:车体天线箱尺寸（宽*深*高）650*590*230MM车厢车壁多接口面板附件箱通轨道式油机车载机柜风扇窗车车载机柜通线缆箱风配件箱电源中控台工具箱扇车载空调通道车壁电源面板箱体后车门图2.3大型机动式车载网络枢纽设备舱平面图设备舱内后部设置工作台和杂物柜，装备箱，车箱侧设置活动工作台和座椅；方舱外后部设计2个小仓，左侧仓放置汽油发电机，右侧仓放置野战光缆、电缆盘、微波设备连接线、地线等。电源引接模块及外配线模块均在车体外左侧。大型机动式车载网络枢纽车载设备剖面图如图2.4所示：舱体前部设置4个机柜，由于设备尺寸不同，设备机柜长宽高尺寸分别为350*480*1625MM、350*440*1625MM，从左至右第1机柜放置备用设备、线缆等；第2和第3设备机柜安装固定网络、交换、安全、电源设备和加固服务器；第4机柜放置资料、配件、工具等物品。中间2组机柜下方放置UPS电源，每组机柜UPS分别连接每组机柜的设备电源，机柜下方固定31Ah电池组。第四组机柜抽屉下方，放置加固打印机及2台便携加固笔记本电脑，加固打印机与加固笔记本电脑通过卡槽固定于机柜下方。每组机柜上下均固定减震弹簧。8 工程硕士学位论文图2.4大型机动式网络枢纽车载设备剖面图2.2机动式车载网络枢纽供电设备选型及供电系统设计2.2.1机动式车载网络枢纽供电设备选型1.UPS的选择UPS的选择，是基于对车载设备功率的精确计算。经测算，所有车载设备总功率约2KW，选用3KW的UPS，完全可以满足需要。另外，在实际应用条件下，电源系统的独立可持续供电能力直接影响系统整体效能的发挥。我们通过增配UPS外带电池包的方法，将UPS的独立供电能力提高了一倍。2.油机的选择油机容量的确定是由车载设备功率和UPS功率决定的，同时必须考虑到体积和重量能否适用于预留的车体空间。从电源系统稳定性考虑，油机发电功率应该达到UPS功率的一倍，也就是6KW。但是，6KW的油机无论是柴油机还是汽油机，其体积和重量均超出了车体空间和承重能力的要求。经测算，车载设备功率只使用了UPS容量的70%，所以，选用发电功率为5KW的油机基本可以满足需求。经广泛的市场调查，最终选用了本田EF6600汽油发电机，其功能、尺寸和重量均能满足需求。9 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建2.2.2机动式车载网络枢纽供电系统设计市电/油机供电UPS电源中控车载设备电池组接地车壁电池面板图2.5机动式车载网络枢纽供电示意图如图2.5所示机动式车载网络枢纽电源系统提供了市电、油机电和UPS三种供电方式，在无外部供电的条件下，UPS可以为全部车载设备供电1小时。通过优化设计，实现了市电、油机电的方便切换，保证了直流、交流设备的同时稳定供电，并对各类设备进行分类单独控制，操作方便，安全系数高，有效节约了设备用电。机动式车载网络枢纽电源系统支持市电交流电和油机发电机供电，车载设备除车厢应急灯和空调采用车载电频供电外其他设备供电需经过车载UPS，UPS与电源中控台相连，由中控台控制各个设备的加电。车体内部安装下列电源设备：3KWUPS主机1台（型号：APCSUPT3000XLI）；UPS外带电池包1个（型号：APCSUPT192XLBT）；5KW汽油发电机1台（型号：本田EF6600）；分控式交/直流配电单元1台。配电单元设计重点考虑了自动检测反应部分，能够实时监测电源系统工作情况，发现电源异常，立即切断故障电源并自动切换，确保人员、设备安全。通过在配电单元的电源入口处安装一个低通滤波器，有效降低了电源线产生的电磁干扰。同时提供了直流和交流供电。对各类设备进行分类单独控制，既方便了工作，又提高了设备供电的安全系数，同时节约了设备用电。10 工程硕士学位论文2.3机动式车载网络枢纽设备集成设计在设备选型环节，严格进行论证和筛选，全面、细致、精确地掌握每一台设备的尺寸和重量，在实现功能相近的前提下，尽量选用体积小、重量轻的设备。空间规划采用机房式设计，设备固定至机架上，机架上下两端安装钢丝绳减震器。2.3.1机动式车载网络枢纽设备选型设备选择标准：尽量选用加固型设备；尽量选用可民用的军工设备；尽量选用国产知名厂家生产的设备；尽量选用与网络节点机房现用设备兼容的设备。设备的选择不同于机房设备，由于户外环境的差别（针对西北地区）、与车体震动、电压稳定性有关系的设备应根据具体需求采用厂商定制的方式。由于硬件设备更新速度快，在定制方面要采用模块式设计。1.机动式车载网络枢纽有线网络设备选型车体内部安装下列网络设备：路由器1台（型号：中兴ZXR10GAR（G3608）；含4端口E1接口板、4端口V.35接口板、4端口RS232接口板各1块）；三层千兆交换机1台（型号：华为H3CS5510－24P；配备2个1000M单模光接口模块）；千兆防火墙1台（型号：联想网御PowerV-3203J，配备2个1000M单模光接口模块）；基带调制解调器2台（型号：RADASM－40）；E1/Eth接口转换器2台（型号：三威讯通）；K口/RS232接口转换器2台（型号：JWKI－01A）；内配线单元1个。2.机动式车载网络枢纽无线网络设备选型1）短波电台通过安装短波电台，实现了机动中、远距离（2000公里）与一线抢险救灾各中心、救灾人员或后方固定指挥中心的无线通信。同时，利用无线短报文系统结合固定网络应急文电系统，可以实现机固指挥自动化系统的互连互通，极大地延伸了机动式车载网络枢纽的工作范围。2）微波设备由于大型机动式车载网络枢纽载体为方舱车体，车内空间和承重能力相对宽11 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建裕，在该车上设计安装了1台8M微波机和配套的手摇式可升降微波天线。这一设计，使得该车具备了在较远距离和机动通信系统建立2M无线信道的能力，也可作为微波接力站参与微波通信网络的组织，有效的增加了组网方式，扩充了组网能力。3）无线设备及天线选型每车安装短波125W电台1台，短波调制解调器1台，短波天线1套。另外，大型机动式车载网络枢纽安装8M微波机1台，手摇式可升降微波天线1套。短波125W电台1台（型号：TCR－154）；短波调制解调器1台（型号：TCP－301A）；短波天线1套（型号：柯顿9350，含天线调节器1台，软、硬天线延长杆各1根）。大型机动式网络枢纽安装8M微波机1台（型号：富瑞普F－Link8E）,手摇式可升降微波天线1套。可以在较远距离和机动通信系统建立带宽为2M的无线信道，也可作为微波接力站参与组织微波应急通信网络。3.服务器选型选取2套加固服务器，采用传统模式设计，所占用机架空间为：服务器4U×2，键盘1U×2，鼠标1U×2，显示器6U×2，总共24U，明显不适合车上机架的有限空间。所以，我们采用了如下设计，以有效节省空间：选用加固式服务器使用KVM选用机架式可折叠液晶显示器选用键鼠一体防水键盘采用这一设计后，2套服务器占用机架空间为：服务器4U×2，键盘、鼠标1U，KVM1U，显示器1U，总共11U，有效的节省了宝贵的机架空间。4.终端设备选型摈弃了传统的台式计算机，而是配备轻便、易携行的笔记本电脑，既有效地节约了宝贵的车内空间，减轻了车体载荷，又可以灵活放置，必要时可随时携带，增加了抗毁性，便于抢代通。5.外设配备选型选配激光打印机1台，型号为HP1020，为目前市场上体积最小、最轻便的激光打印机。采取装箱携行，而不是在车上固定安装的方式，以节约有限的工作台面空间。选配军用野战数字传真机1台，实现纸质文字信息的传递，方便指挥救援。每车安装铝合金初级加固服务器2台，激光打印机1台，野战数字传真机1台，小型机动式车载网络枢纽配备笔记本电脑2台，大型机动式车载网络枢纽配12 工程硕士学位论文备笔记本电脑3台。2.3.2机动式车载网络枢纽设备集成图2.6车载设备集成前视图机动式车载网络枢纽设备集成如图2.6网络设备集成前视图所示：在有限的车体空间内，高密度集成安装数量众多、种类繁杂的设备，同时必须考虑配重、设备连接、人体工学、走线空间等技术细节，还要容纳尽可能多的车载物资器材，是该车设计过程中的一大难题。为此，在设备选型、布局设计、空间规划等方面采取了多种技术和手段，最大限度地增加了机柜容纳能力和设备安装密度。机动式车载网络枢纽系统设计与机房系统设计最大的不同，就是车体空间极为有限。不仅要考虑设备性能，同时必须考虑配重、设备连接、人体工学、走线空间、散热、能耗等技术细节，还要容纳尽可能多的车载物资器材。为此，我们采取了多种技术和手段：选用可折叠机架式液晶显示器、键鼠一体防水键盘和多主机切换器,使多台服务器共用一套鼠标、键盘和显示器，有效的节省了机柜空间。采用积木式设计，对机柜空间进行立体划分，最大限度地增加了机柜的容纳能力，不浪费一点空间。科学优化设备安装布局，尽量做到直接设备间距离最近，线缆最短，操作最便利，有一定的预留空间，设备配重合理。2.4机动式车载网络枢纽设备互连设计机动式车载网络枢纽主干采用光纤或千兆以太网1000M交换，下属子网采用13 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建百兆以太网，网络协议采用TCP/IP协议，在设计整个应急通信网络搭建时，考虑到视频、数据、语音等综合应用。网络设备及服务器要求采用主流、成熟、防震、信誉和售后服务均佳的国产产品，核心路由器采用多模块插入式及可扩展式、核心交换机采用三层交换机、支持Vlan功能、访问控制、可扩展光口接口模块，而且都能较好的解决突发数据量增加和密集服务请求的实时响应等问题。服务器采用机架式并配备有防震外壳及可折叠式KVM,此枢纽处理的信息包括数据、语音和图像等，因此要考虑实时性问题，特别要考虑包括实时监控在内的视频信息传送等方面的实时性要求。机动式车载网络枢纽的UPS电源的配备，保证网络中所有的服务器、交换机、路由器、集线器、接口转化器等设备的连续、正常地运转；通过联想的网御防火墙对网络带宽进行统一分配，分配原则根据VLAN的划分，以充分利用网络带宽，提高了网络的运行效率。其连接关系如图2.7车载设备连接关系图所示：图2.7车载设备连接关系图为提供尽可能多的组网模式，该项目设计集成了千兆交换机、基带调制解调器、K口/RS232接口转换器、E1/ETH接口转换器、千兆防火墙、路由器等多种网络设备，实现了128K、2M、100M、1000M等多种宽带接入，提供了以太网电口、以太网光口、光缆接口、BNC接口、电话接口等多种网络接口模式，可以通过双绞线、光缆、光纤、铜轴缆、被覆线等各种线缆模式实现网络连接。14 工程硕士学位论文网络设备IP地址及线路配置如表2.1所示：表2.1网络设备IP地址及线路配置设备线路号路由器内部端口号网间网地址基带调制解调器（左）1（2M）Hserial_4/2200.1.9.2/30基带调制解调器（右）2（2M）Hserial_4/1200.1.9.6/30E1/Eth接口转换器（左）3（2M）E1/Eth接口转换器（右）4（2M）阻抗转换器（后左）5（2M）Cel_3/1.1200.1.9.10/30阻抗转换器（后右）6（2M）Cel_3/2.1200.1.9.14/30K/RS232接口转换器（左）4（音频）Serial_6/4200.1.9.22/30K/RS232接口转换器（右）5（音频）Serial_6/3200.1.9.18/301．路由器以太网接口地址200.1.8.1/242．交换机管理地址（Telnet地址）200.1.8.50/24备注3．AIC服务器（上）地址200.1.8.100/244．AIC服务器（下）地址200.1.8.101/24STM-1/4/16光接口：通过紧急布防应急光缆，铺设机动式车载网络枢纽到附近的电信运营企业光缆接入点，通过光缆专线将现场信号传送至市应急指挥中心。100M/1000M以太网电口及E1接口：用于采集各网元之间的各类电接口及光接口信令数据；Tap方式或旁路监听方式采集、汇聚以太网接口数据，汇聚、复制、分发到后端各类应用服务器。E1/T1接口：任何端口之间接口速率信号进行交叉连接，可作为信令采集系统的前端汇聚设备，汇聚信令时隙或区分信令及语音时隙，发送到后端不同类型的采集设备（信令采集设备或录音设备）。2.5机动式车载网络枢纽配线单元设计车载网络枢纽采用内直接口面板与车壁多接口面板直联方式，提供单模（FC/LC/SC）及多模光接口、100M/1000M以太网电口、E1接口、接线柱、电源输出及输入、地线柱等接口。外配线单元是车内外各种连接线缆的汇接中心。其排列位置如图2.8外配线单元面板所示：最上的位置是8对音频接线柱；下面是16对2MBNC接口；再下是12个FC光纤接口；15 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建最下面左侧是24个以太网电口，中间是两个光缆接口，右侧是信号地。音频123456782MBNC接口T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T15T16R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R12R13R14R15R16光口123456789101112以太网接口12345678光缆接口光缆接口微波接地柱910111213141516INOUT1718192021222324图2.8外配线单元面板机动式车载网络枢纽创新的应用了内、外配线设计思想，使车载网络枢纽具备了机房式配线能力，内外配线连接关系更加清晰，配线调整更加方便灵活，在某一路配线出现故障时能快速转接代通，有效增强了网络连接的可操控性。2.6机动式车载网络枢纽物资体系、电磁兼容性及减震设计2.6.1机动式车载网络枢纽物资体系设计科学、合理、完备的车载物资器材配备，是充分发挥系统整体效能的可靠保证，是拓展系统功能的坚实基础，是独立执行任务的前提。在研发设计过程中，始终把车载设备、物资、线缆、器材的配置作为该项目的一个重要部分来考虑，作为一个体系来设计，从各类网络设备的冗余配置、各类物资器材的位置设计、户外光缆的购置、各类线缆的配备，到各类接头的数量考虑、各类工具的需求，都经过了慎重的考虑。这一优势，在“玉树地震”、“舟曲特大泥石流灾害”得到了很好的应证。以往户外网络系统的开设，对通信要素的依赖性很强，尤其是与通信系统的连接，独立执行任务能力不强。这一问题的出现，直接的原因是车载物资器材体系不完备，未充分考虑到各种可能和需求。所以，在设计该项目时，把科学配置车载物资器材，提高独立执行任务能力作为一个研发重点，充分利用车内空间，谨慎考虑各类网络设备的冗余配置、各类物资器材的位置设计、光缆的购置、各类线缆的配备、各类接头数量、各类工具的需求等各方面的因素，形成合理、完16 工程硕士学位论文备的车载物资配置方案，能够满足独立组建一个小型局域网的需求，以及与机动通信要素的接入需求，有效提高了机动式枢纽独立执行任务的能力。机动式网络枢纽采用方舱式车厢，积木式设计，对车内空间进行立体划分，最大限度地增加了车内的容纳能力。车内配备1个配件箱、1个工具箱、1个附件箱、1个线缆箱，其中配件箱和工具箱分别固定在电源中控台下部两侧，附件箱固定在操作台右下方，线缆箱与轨道式油机，固定至车头与车厢连接处，大型工具（例如：铁锨、镐、铁锤等）则采用挂靠在车厢门内侧的设计。1.备用设备交换机2台（型号：华为S1526；各配备1个1000M单模光接口模块）；基带调制解调器2台（型号：RADASM－40）；E1/Eth接口转换器2台（型号：三威讯通）；K口/RS232接口转换器2台（型号：JWKI－01A）。2.线缆、配件野战光缆盘1个（长度1KM）；电缆盘1个（长度30M）；铜轴缆1盘（长度200M）；双绞线1箱（长度300M）；电源线1盘（长度100M）；野战光缆转接头2个；各种尾纤、BNC接头、BNC对通头、BNC三通头、RJ-45水晶头、RJ-45直通头法兰等若干。3.工具器材电源插线板工具应急灯医疗包电池网络工具包4.附件各类设备说明书专用配置线缆2.6.2机动式车载网络枢纽电磁兼容性设计电磁兼容性保障了应急通信车可以正常使用，当机动式网络枢纽整个设备集成已经完成，为了设备运行时之间相互不会发生电磁信号的干扰。所以在方案设17 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建计阶段，要认真统计设备的电磁兼容性，在有限的空间内仔细结合设备和电路设计，利用电磁干扰的距离衰减特征，电磁兼容性设计尽可能做到最好。集体设计方案时，要从设备电磁兼容性的考虑，可以传输、通信、电力供应和控制系统分离，减少电磁干扰,一些敏感的设备可以使用强弱电分离走线的方法。2.6.3机动式车载网络枢纽减震设计机动式网络枢纽选用的电子设备的共同点是体积小、重量轻、结构紧凑，精密度高，这给设备加固和减震设计增加了相当大的难度。所以具体到各种设备时可以选择空悬、箱体减震、单体减震等方式，避免由于震动对设备的使用造成影响。在该项目设计过程中，我们高度重视系统的设备加固与减震设计，选用应用[28]于航空领域的、减震效果好的钢丝绳减震器，根据设备质量、激振频率和加速度、设备允许加速度等，严格计算减震系数，科学选定减震器的安装位置和承重，机动式网络枢纽机柜上下前后均设有减震器，有效的防止了路途颠簸及前后缓解速度变化对设备造成的冲击，将设备在机动中的振动幅度减至最低，提高了机动式车载网络枢纽的机动性和稳定性。2.7本章小结本章全面地考虑了现用的各种有线网络接入技术模式，和事发地通信设施损毁的条件下可能出现的各种网络接入需求，设计集成了多种先进网络设备，提供了可供选择的网络接口模式。在有限的车体空间内，采用折叠式显示器、抽屉式键盘，结合KVM有效地节省了车内空间。安装电源中控面板，控制所有车载设备加电，增配UPS外设电池包，提高了UPS的独立供电能力。采用内外配线面板直连设计，外接线缆可直连车外壁面板，实现了设备数据接口外设功能，确保了应急通信网络开通的适用性和灵活性。选取航空插头作为设备电源及数据接口，防止机动式过程中接口松动脱落。高密度集成安装数量众多、种类繁杂的设备，同时必须考虑配重、设备连接、人体工学、走线空间等技术细节，还要容纳尽可能多的车载物资器材，为此，在设备选型、布局设计、空间规划等方面采取了多种技术和手段，最大限度地增加了机柜容纳能力和设备安装密度。车载机柜上下安装减震弹簧，减轻了设备在机动过程中的损耗。从设备电磁兼容性考虑，做到传输、通信、电力供应和控制系统分离，采用强弱电分离布线的方法，减少电磁干扰。18 工程硕士学位论文第3章机动式车载网络枢纽附属功能构建本章主要就路由监视分析系统、网络性能监测系统、流量监视控制系统、通用节点网管系统、多功能电源检测平台作为机动式车载网络枢纽附属功能进行构建。机动式车载网络枢纽在运行过程中需要有软件系统的支持，就好比人的骨骼和血液，如何让应急通信网络稳定、高效、可控的运行，是本章重点探讨的内容。3.1路由监视分析系统[30]路由监视分析系统是基于IP路由分析技术的第三层网络路由管理分析工具。该系统由路由监控、数据库和系统管理软件三部分组成。目前应急通信网络使用的路由监视分析系统是PacketDesign公司生产的RouterExplorer（以下简称RE），能够对网络中使用的大部分路由协议进行分析处理，能将路由器的路由表以图表方式显示，提供详细的路由信息，完成路由监控、分析、告警、报告、路由事件重现、故障根源分析、路由规划仿真等功能。根据实际网络结构和管理层次的需要，可以在网络中部署一台RE监测多个管理域、侦听多种协议。也可以部署多台RE，各RE之间建立分布式从属结构关系、对多种协议和跨越多个管理域的网络进行监控分析。3.1.1基本原理1.IP路由分析技术IP路由分析技术主要通过采集网络中的路由协议（例如OSPF、IS-IS、BGP、EIGRP）报文、进行复杂的数据结构计算，建立动态的网络路由映射图，分析比较报文的更新信息，诊断网络已经出现的故障和存在的隐患。IP路由分析技术试图从路由器的角度观察网络，在任何指定的时间，网络管理员可以看到网络中每个网络链接的故障和迂回路由情况，就像网络中的路由器看到的一样。将IP路由分析技术与网络管理技术相结合，可以把传统网管以设备为中心的轮询方式改变为以路由更新为中心的路由分析网管方式，但并不是要取代传统的网络管理解决方案，而是与现有的网络监测技术相结合，使管理人员可以看到曾经模糊的网络云图中所发生的情况。实现这一功能并不需要增加额外的网络负载，RE正是这两种技术结合的产物。2.RE的工作原理RE是基于IP路由分析技术的网络管理系统，在网络中相当于一台普通的路由器，它通过路由器间的协议会话来理解网络行为，以网络本身的视角来监视网19 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建络的运行状况。[31]对于链路状态协议（OSPF或者IS-IS），RE与对等体间不需要直接的物理连接，只要能接收到下一跳属性里包含了某BGP路由器地址的路由信息，它就认为该路由器对等体“活着”。RE每隔10分钟就在数据库中保存一个完整的路由拓扑图，在保存间隙，所有的路由通告都被打上时间戳并且被记录下来，结合这些有时间戳的数据和拓扑图，RE就能计算出任意时间点的精确路由拓扑图，同时这些记录数据也是路由分析和网络诊断的依据。3.1.2性能指标支持路由协议：根据License的不同，支持的协议不同。全协议的License[32]支持OSPF、BGP、IS-IS、EIGRP，MPLSVPN。支持路由器数量：根据产品系列模型和License的不同有所不同，如果使用的路由器数超过支持的路由器10台以上，数据库将崩溃。支持的路由天目数量：在数据库容量范围内不限。响应时间：配置完成后，立即生效，精确到毫秒。工作温度：5℃~30℃工作湿度：10%~95%存储温度：-25℃~70℃存储湿度：10%~95%3.1.3系统功能RE能对运行多个路由协议或者跨越多个管理域的网络进行实时可视化的路由监控和网络设计仿真，能够帮助网络管理员找出路由异常的根源，测量端对端的服务级别与性能，预测改变配置之后的结果，提供应用程序与服务的性能标准。RE系统功能主要包括：实时路由拓扑、监测与告警、路由事件记录、历史事件导航、路由分析、网络规划仿真、网络状况报告等。1.实时路由拓扑功能实时路由拓扑功能指RE以协议实例为对象观察复杂的网络层次、自制系统及IGP域，并实时将监测域的实际路由情况绘制成可视化的拓扑图，使管理者对网络的当前路由一目了然。2.监测与告警功能RE通过监测网络参数（网络抖动、前缀丢失等），观察指定的端到端路径和前缀变化情况，在路由动荡或者所监测的参数到达临界值时发出报警。3.路由事件记录功能RE与传统的轮询监测设备不同，它实时记录所有路由事件及事件相关的时20 工程硕士学位论文间、协议属性值、参数值等。这些事件可按任意时间段进行检索，用于分析网络状况。4.历史事件导航功能历史事件导航功能是RE分析网络故障根本原因的主要手段，导航器根据数据库中记录的路由事件及相关参数回放事件发生的过程，历史导航窗口可以再现重大事件发生时的状况，分析器给出事件发生的可能原因，以动画方式回放路由变化的过程。3.1.4路由分析功能RE提供一系列用于路由分析的工具，包括：路由信息列表、路由事件前后参数比较列表、端到端路由冗余列表、前缀列表等。管理员可以根据需要，组合使用这些列表信息，借助历史导航，动画回放、事件根源分析等工具，交互式的分析当前网络路由状况。1.网络规划仿真功能网络规划仿真功能可以帮助网络规划人员仿真网络未来的规划，以网络当前的数据为依据，动态模拟网络组织结构的变化，验证结构变化对路由的实际影响，优化网络结构。例如可以模拟链接中断或者改变链路metric值，观察路由拓扑[33]的更新响应情况。模拟过程不影响当前网络的运行和RE的正常工作。2.网络状态报告功能RE为网络管理者提供一系列网络情况报表，包括：网络抖动报表、metric值变化报表、链路中断报表、前缀变化报表、自治系统可达性报表、来自客户端路由反射的路由分布报表、网络事件汇总报表、路由冗余报表等，管理员可以自行选择生成报表的时间段。3.2网络性能监测系统目前，性能管理常用方法主要有创建服务质量（QualityofService，QoS）[34-35]参数和度量体系；监测所有用于性能瓶颈和门限资源；在故障出现之前用定量数据进行预测；日志评价，如记录系统活动、差错文件；处理度量数据并编辑性能报告；执行性能和容量规划等。性能管理能够使网络级管理更为迅速、直观、准确和稳定，能够提高各种IP网络的维护保障能力，提高网络多种业务的服务质量；能够变定性管理为定量管理，变人工干预为自动化处理；能够提高网络管理者的管理水平和科学决策能力；能够降低网络管理费用。3.2.1系统组成1.概述21 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建IP网络性能监测系统运行的基本环境如图3.1所示，被监测对象（如路由器、交换机、运行Unix/Windows的主机或服务器等）通常选择被测网络边缘的设备。IP网络性能监测系统有集中式端到端和分布式两种监测方式。IP网络性能监测系统运行的基本环境如图3.1所示：如图3.1所描述的端到端网络性能监测方式构成的系统称之为集中式端到端网络性能监测系统。图3.1IP网络性能监测系统运行的基本环境理论上，端到端网络性能监测方式可以测试任何范围网络，但是，当网络规模太大时，该方式会因往返时延（RoundTripTime，RTT）过大和消耗网络带宽过多而导致效率降低。为提高系统的工作效率，可以将一个大型网络划分为若干个逻辑区域，每个区域都采用集中式端到端网络性能监测方式，再通过分层部署依次将数据向上层汇总构成分布式网络性能监测系统。1）将被监测的大型网络划分为若干个逻辑监测子网，为每个逻辑监测子网设定一个监测服务器；假定性能监测服务器A配置为整个系统的逻辑中心，而Ai（i=1,2，…）配置为各逻辑监测子网的监测服务器，Ai上收集的网络性能数据能与A共享。2）共享的数据包括Ai的网络拓扑图、当前的性能曲线图、告警信息和定期报表等。其中，报表可以通过定时和手动两种方式上报，其他信息采用异地同步更新的方式上报。3）对于每个逻辑区域还可以迭代地采用上述方式。分布式网络性能监测系统如图3.2所示：22 工程硕士学位论文图3.2以分布式方式工作的IP网络性能监测系统2.网络性能监测功能网络性能监测系统可以完成分层测量、监视和分析、系统管理等功能。1）分层测量功能分层测量功能包括：数据链路层测量；IP层测量（往返时延、双向丢包率、时延抖动、路由和该路径上的节点数量、路径容量、路由器输入/输出流量）；TCP/UDP层测量（TCP/UDP带宽、TCP/UDP丢包率、TCP/UDP时延、TCP单向丢包率）；应用层测量（Web/电子邮件/数据库等服务器）。2）监视和分析功能监测和分析功能包括：实时测量数据显示与分析；历史测量数据显示与分析；Web实时测量数据监测；往返时延、双向丢包率、可达性、非忙率、不可预测性和时延抖动参数分析；数据汇总分析、多种表格报告显示、打印、电子邮件发送；路由分析；用户视图（网络拓扑发现工具、网络作图工具、故障可视化显示）；故障定位；告警处理（声音提示、颜色提示、电子邮件转发）；各种测量记录查询。3）系统管理功能系统管理功能包括：测量域和测量策略的定义和管理；网络设备信息管理；系统管理员管理；Web用户管理；系统安全性管理；操作日志管理；数据字典管理；电子邮件配置；数据库表备份、恢复、导入和导出；联机帮忙。23 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建3.2.2系统基本原理1.系统工作模式IP网络性能监测系统共有两种工作模式：C/S（客户端/服务器）模式和B/S(浏览器/服务器)模式。1）C/S模式系统C/S模式系统可以完成本地配置测量任务，实现核心的测量功能以及监视网络状态。C/S模式系统分客户端和服务器两个部分。客户端向服务器端发送服务请求并显示处理结果。服务器端响应客户端服务请求，执行业务逻辑和数据逻辑，返回处理结果。C/S模式系统的优点是交互能力强，有较强的处理能力，客户端的用户界面可按用户需求定制，响应速度较快，容易保证数据交互的安全性。缺点是客户端实现和配置较为复杂，通用性、开放性较差，跨平台支持不足，维护复杂，升级困难。2）B/S模式系统B/S模式系统可以通过浏览器远程配置测量任务并通过浏览器远程监视网络状态。B/S模式系统分为浏览器端和服务器端两个部分。浏览器端接收用户请求，通过HTTP与服务器端通信，服务器端响应浏览器端请求并返回结果。B/S模式系统优点是通用性和开放性较好，对操作系统和平台要求不高，自动升级方便，用户可在网络任意节点接入访问，使用方便。缺点是交互能力弱，仅使用HTTP协议进行数据交互，数据查询时响应速度较低，难以实现C/S模式下的所有功能，安全性难以控制。2.系统工作过程IP网络性能监测系统工作过程为：系统参数配置；系统根据配置信息自动提取网络性能参数；系统自动分析网络性能参数；系统自动根据测量结构得出网络性能分析报告。3.系统关键技术IP网络性能监测系统以端到端、定量、可视化的方式，监视、分析、管理网络性能参数。该系统技术特点包括端到端主动测量机制、测量域、分布式协同测量和用户视图。1）端到端主动测量机制该系统采用Probe、Traceroute、PathCap、Iperf和SNMP等多种主动测量机制。24 工程硕士学位论文Probe测量机制：Probe测量机制可以批量测量网络层RTT、丢包率、时延抖动参数和连通性，可以对100个点同时进行监测，该机制对百兆网络影响约为万分之一。TraceRoute测量机制：TraceRoute测量机制可以测试路由和定位故障。采用该机制测量时，源主机向目的主机发送一个TTL=1的UDP请求，中途经过的路由器检测到TTL为0时，会向源主机发回ICMP的超时报文。可依次递增TTL值，以确定路径中的每个路由器。这样将能依次发现从源主机到目的主机路径上节点的IP地址和时延。利用该功能，与预先设定的基准路由进行对比定位故障。PathCap机制：PathCap机制可以测试端到端链路容量。该机制通过产生大量报文来测试网络的容量，对网络性能影响极大，一般在新建网络或判断网络故障原因时使用。Iperf机制：Iperf机制可以测量TCP和UDP带宽、时延和丢包率。该机制通过Server端和Client端程序配合实现测量功能，当测量时间持续10秒时对网络有一定影响。SNMP机制：SNMP机制测量输入/输出带宽、链路质量和系统性能（CPU/缓存利用率）。该机制利用网络节点具有的SNMP管理功能，读取其参数判断其性能，其主要参数有路由器输入/输出流量、交换机各端口流量、端口传输质量和CPU/缓存利用率等，此测量方式对网络性能有一定影响。上述五种不同的网络测量机制获取的性能参数之间具有相关性，在系统设计时尽可能使用较低开销的测量机制，再由较低开销的测量机制触发较高开销的测量机制。例如：用Probe测量参数处理的异常结果来触发Traceroute机制，对某些网络故障进行定位和预测。2）测量域为方便地测量网络系统中包含的大量被测对象，定义了测量域机制。测量域是一个对象，它代表应用同一个公共管理策略的一组对象的集合。被测对象存在于测量域中，但这种关系并不具有严格的包容关系。事实上，测量域所包含的是成员对象的索引。此外，测量域提供了一种灵活的构造命名空间的方式以划分各类被测对象。例如：可以将主干网上的路由器包含在“主干网路由器”域中，设定按泊松分布标准测试参数每15分钟测量一次它们的性能参数；也可以将该路由器包含在为某重要活动定义的“X事件”域中，设定每3分钟按低强度测量参数来测量它们的性能参数。测量域提供了命名策略及被管对象应用相同测量策略的方法。25 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建3）分布式协同测量独立测量方式只需一台设备就能够得到测量结果，而协同测量方式需要多台设备交互工作才能测量到所需要的结果数据。对于大型网络系统，集中式网络测量方式因其具有耗时、费资源等缺点而不可取，需要采用分布式的协同测量技术。4）用户视图先调用系统功能，依据最小生成树算法生成网络拓扑图，再根据用户需求和关注重点进行适当简化形成用户视图。简化的原则是能够沿生成树将多个节点和其间的链路用两个节点和一条链路代替。用户视图能够以可视化方式进行故障定位。此外，此系统还提供了一系列图形化工具用于网络拓扑图的生成、修改、存储和嵌套调用。3.3流量监视控制系统由于IP网络环境的开放性以及IPv4在设计时缺乏对安全问题的周祥考虑，目前IP网络安全形势严峻，从2001年的红色代码，到2004年的冲击波、震荡波等蠕虫病毒，无不造成大规模的网络中断，带来了大量的资源浪费和数以亿计的经济损失。IP网络迫切需要针对蠕虫和大规模拒绝服务攻击等异常流量的控[23-24]制技术，网络流量监视控制技术是解决异常流量问题的一种重要手段。网络流量异常监测技术根据采集方式的不同分为：基于SNMP协议、基于[36-37]NetFlow和基于网络流量全镜像等三种监测技术。基于SNMP协议的监测技术直接从网络设备中收集网络流量信息，但该流量信息是根据链路层地址进行聚合的，无法反映分组中IP地址和端口号等信息，因此它不能提供丰富的网络监测信息；同时由于对IP流量的统计需要网络管理中心每隔一定时间就要向网络设备发送SNMP请求，当监测的网络规模较大时，就会对网络带宽及网络设备性能造成较大影响。基于NetFlow的监测技术虽然部署容易、配置简单，但其实施前提条件是网络中交换机和路由设备必须能支持NetFlow技术，这样在进行组网设备选型或后期扩展时将受到较大限制；另外由于NetFlow技术是基于聚合的技术，其对路由器上的数据包测量要等到一个流结束或指定的时间间隔到达才能完成测量，因此它不能提供实时的测量信息。基于网络流量全镜像的监测技术其原理是通过交换机等网络设备的端口镜[27]像或者通过分光器、网络探针等附加设备，实现网络流量的镜像采集和无损复制。与前述两种方式相比，流量镜像采集的最大特点是能够提供丰富的应用层信息，但由于其采集的信息丰富，处理起来需要占用较多的资源，因此其镜像数据若直接为流量采集及分析设备所接收则会因受限于系统的处理速度而不适用于高速交换网络。26 工程硕士学位论文一般专用网络上采用的流量监测控制系统是由Netscout公司开发的网络探针和流量分析系统。Netscout公司的流量探针和PM（PerformanceManager）系统是基于流量分流和NetFlow实现流量数据采集，能够给出网络2-7层流量数据分析。在某些专用网络上采用的流量监测控制系统是由中科院计算机所开发的流量探针与分析系统。该系统是基于流量分流实现流量采集，能够给出2-7层流量数据分析。但是目前这两种流量监测系统均不能主动对流量进行控制。3.3.1系统功能Netscout流量监测系统功能主要包括网络设备监控与维护、网络流量分析、应用分析、应用响应、异常流量管理、统计报表等。1.网络设备监控与维护网络设备监控与维护功能可监控设备运行状态；分析链路性能（比如链路流量、误码率等）；监控链路的实时性流量；根据网络设备端口状态产生告警；根据网络设备CPU、内存使用情况产生告警。2.网络流量分析网络流量分析功能可分析流量的规律及分布特点；分析监测异常流量；对突发流量进行深入分析；分析对网络使用最大的用户。3.应用分析利用应用分析功能可分析各应用的流量分布规律；分析应用的流量峰值产生规律；分析应用在特定时间点的流量规律；分析应用的响应时间；分析各应用的客户端数量与流量规律关系；诊断应用故障。4.应用响应采用体验质量（QualityofExperience，QoE）技术实现应用响应时间获取，能提供应用响应时间的时间分布图；应用响应客户端数量；应用服务器时间、网络时延、客户端响应时间；应用的最差响应客户端列表；应用响应次数的时间分布图；应用重传时间分布图。5.异常流量管理[38-39]可监测异常流量与拒绝服务攻击（DenialofService,DOS）6.统计报表利用统计报表功能可产出高精细度的历史数据，最小为1分钟；能自动生成日报、周报和月报；产生的报表可以通过邮件自动分发；能进行链路流量趋势预测；有实时报表功能；能制作个性化报告。3.3.2系统基本原理Netscout流量监测系统通过SNMP/RMON、NetFlow/sFlow、探针与数据包记录器等三种方式获取数据源信息进行流量监测与分析，参见表3.1三种获取数27 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建据源信息的方式比较。Netscout流量监测系统能根据数据源对应的OSI模型的层次不同进行数据分析。Netscout流量监测系统的运行环境如图3.3所示：图3.3Netscout流量监测系统的运行环境OSI模型与各层次数据源对应关系如图3.4所示：7层-应用层6层-表示层Netflow探针5层-会话层4层-传输层3层-网络层MIBII2层-数据链路层1层-物理层图3.4OSI模型与各层次数据源对应关系如果采集的数据源为SNMP信息，该系统能进行1、2层的分析；数据源为NetFlow信息，系统能进行3-5层的分析；如果通过探针采集数据则能够进行1-7层的分析。nGenius探针是一台直接数据流采集设备，其采集精度为1分钟；nGenius[40]Flow采集器是一台流采集设备（NetFlow，sFlow），其采集精度也为1分钟。28 工程硕士学位论文二者均能提取网络设备的SNMP信息进行分析。nGenius探针和nGeniusFlow采集器均用于数据采集和分析。PM系统使用友好的人机界面，完成对关键设备运行状态监控；个别链路性能分析：流量、误码率；实时性流量监控；根据端口状态告警；根据网络设备CPU、内存生成告警等。表3.1三种获取数据源信息的方式比较数据源数据内容优点缺点部署地点缺乏链路层以上物理层、链路层设备内置，无需SNMP/RMON信息，无法进行所有网段信息额外投资终端定位只有部分设备支网络层、传输层、设备内置，无需路由器网段、核NetFlow/sFlow持；缺乏应用层会话层信息额外投资心交换机分析功能数据内容丰富、探针与数据包完整信息，包含骨干、服务器等对网络设备无影需要额外投资记录器原始数据包关键网段响3.4通用节点网管系统通用节点网管系统主要有网络管理、服务管理、主机系统管理、设备接入控制、运维管理、性能管理和路由管理等八大功能。网络管理是实现对基本拓扑、故障、配置和性能管理，能够实时监控网络故障、性能信息、提供网络运行情况统计报表，并对网络故障实施告警。服务管理能够监控网络公共应用服务器状态，以及文电服务器收发报文情况。主机系统管理是对主机软硬件配置、资源使用情况、软件安装、进程运行情况的自动监测、存储和查询。设备接入控制能够全过程的控制设备入网，提供入网设备注册、开通、监控、验证、统计和告警以及定位阻断功能，并实现全网入网设备情况的逐级汇总与统一监控，建立入网设备全网可控可管的管理体系。运维管理实现日常值勤维护值班交班功能，能够整合监控、处理、日志和交接班等信息。资源管理实现对网络资源的统一管理和维护，包括单位、设备、人员、文档和应用资源等，提供网络资源的使用情况统计。性能管理是实时采集、分析和存储网络性能数据，为网络管理和安全监测系29 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建统提供数据。路由管理是实时监测网络路由拓扑变化情况、记录路由事件、分析诊断路由故障、为网络管理系统提供基础网络路由数据。3.4.1系统组成1.体系应急通信网络管理系统建立了1级、2级、3级、4级共四级节点管理体系结构。网络管理中心部署1级、2级、3级共三级管理体系结构。如图3.5通用节点网管系统体系结构所示。图3.5通用节点网管系统体系结构2.功能应急通信网络节点网管系统具有通用网络管理、网络应用管理、主机系统管理、终端接入管理、执勤维护管理、网络资源管理、系统安全管理等七大功能。通用网络管理分为拓扑管理、故障管理、性能管理和配置管理四大功能。拓扑管理能自动发现拓扑，以图形化方式显示网络拓扑结构；故障管理是以图表形式显示链路故障信息、链路连通情况，计算链路连通率，反映Cisco路由器CPU与内存使用情况，延时丢包测试情况；配置管理可以显示网络中被管设备的配置信息。网络应用管理以图表形式显示被管服务器的流量、CPU利用率和明细情况，还具有对文电服务器工作状态监测、收发报文的统计，实现WWW和DNS服务30 工程硕士学位论文端口的监测等功能。终端接入管理具有终端注册、发现、校验、辅助定位功能。主机系统管理提供主机系统的基本配置、存取情况、软件安装和当前进程等信息。值勤维护管理具有值班日志记录、交接班、通知管理、报表管理和勤务消息等功能。网络资源管理用于辅助定位网络故障、规划网络配置、组织网络维护。系统安全管理具有用户管理、访问控制、系统日志、自身监控等功能。3.4.2系统基本原理1.软件结构[41][42]应急通信网节点网管系统是基于SNMP技术体制，同时结合ICMP、ARP等管理协议，实现网络运行数据的采集，并按照一体化设计、模块化开发的思路，采用了多层结构设计，基于统一的XML消息总线进行流转控制，数据库采用Oracle，通过JDBC建立于数据库访问接口。如图3.6应急通信网节点网管系统软件结构所示为该系统的软件结构。拓性配故应终事资系功扑能置障用端务源统能管管管管管管管管管层理理理理理理理理理连接池存JDBC储网管数据库层拓拓网主陷性延终服扑扑络机阱能时端消息服务务管发轮轮管阈测管层理现询询理值试理代设备代理分布探头理层图3.6应急通信网节点网管系统软件结构应急通信网节点网管系统采用B/S/S方式操作。前台与用户交互采用IE浏览器，用户通过浏览器进行系统配置、信息查询、值勤维护等功能操作。后台由一系列服务引擎组成，负责运行数据采集，所有网管数据统一存储在数据库服务器中。31 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建后台服务引擎部署在网管服务器上，一般有消息服务器、拓扑搜索、拓扑管理、网络轮询、主机轮询、延时测试终端发现、陷阱管理等多种服务引擎，不同的引擎负责不同的数据采集，可根据网络管理的需要启动或停止引擎来控制采集数据的取舍。分布探头部署在用户网络中，对网络中用户主机上网进行监视与合法性校验，向终端管理引擎传递数据。2.系统组成应急通信网节点网管系统主要包括数据库服务器、Web服务器、网管服务器、网管客户端、分布探头程序等。系统组成示意图如图3.7应急通信网节点网管系统组成所示。图3.7应急通信网节点网管系统组成数据库服务器、Web服务器和网管服务器可以安装在同一台服务器上。其中，数据库服务器提供网管数据存储服务；Web服务器提供网管信息发布服务；网管服务器提供网管信息采集服务。网管客户端是网络中符合软硬件要求的任意一台终端，它能提供网管系统的网络在线查询与维护功能，多台客户端可以同时登录查询与维护。分布探头程序安装在用户网络内任意一台终端上，能提供用户终端上网发现功能。3.性能指标应急通信网节点网管系统提供对1000个对象（网络设备、端口）的系统管理容量；在正常负载情况下，连续运行168小时，无死机、无内存泄漏、无工作异常。32 工程硕士学位论文1）系统管理容量（1）可管理的设备（网元）数网络设备（路由器、交换机、服务器）≥1000个测试对象（路由器端口、主机）≤500个（2）可并发的性能采集数支持硬/软件探针端口≥10个虚拟接口≥2000个2）系统响应时间平均响应时间≤30秒进行复杂操作的平均响应时间≤5分钟3.5多功能电源检测平台设计目前高速采样及A/D转换技术相对比较成熟，ARM嵌入式计算机控制系统广泛用于自动控制领域。某些专用电源检测设备并非计算机电源专用，且其检测指标相对简单，不能对电源软故障指标进行检测。有些计算机外设检测设备功能单一，功能集成化低。而专门针对计算机ATX电源及常用计算机外设的综合集成检测装置尚未见报道。多功能电源检测平台采用ARM芯片及嵌入式LINUX操作系统，利用高速AD数模转换技术，通过自主设计研发电路，自主开发应用系统和彩色液晶交互式人机界面，设计成一种综合智能化计算机电源及外设检测便携设备，极大提高不具备维修条件下设备的保障效率，具有良好的经济效益和社会效益。多功能电源检测平台是用来检修个人计算机周边设备和ATX电源的一种检测仪器，可连接到待测试的ATX电源输出插头进行检测，从而判定ATX电源是否故障。同时，可将多功能电源检测仪内的备用电源输出插头连接到待测的计算机主板上，这样，可快速检测出是主板故障还是ATX电源故障。多功能电源检测仪还可进行VGA显示器检测、RS232串口检测、鼠标检测、键盘检测、耳机麦克风检测、音箱检测、打印机检测、网络检测、硬盘检测等等。多功能电源检测平台可对计算机ATX电源相关故障进行快速检测与定位，操作非常简便，维护维修人员使用该仪器可以节省人力和物力。多功能电源检测平台便于携带，适合计算机的上门维修服务，以及灾区计算机的维护服务。多功能电源检测平台是用来检修个人计算机周边设备和ATX电源的一种检测仪器，可连接到待测试的ATX电源输出插头进行检测，从而判定ATX电源是否故障。同时，可将多功能电源检测仪内的备用电源输出插头连接到待测的计算机主板上，这样就可快速检测出是主板故障还是ATX电源故障。33 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建多功能电源检测平台原理框图如图3.8所示：通讯30路AD数模备用应急电转换数据源输出接口采集ARM处理器显示、存储逻辑分析30路AD数模电源检测转换数据输入接口采集按键图3.8多功能电源检测平台原理框图另外还可进行VGA显示器检测、RS232串口检测、鼠标检测、键盘检测、耳机麦克风检测、音箱检测、打印机检测、网络检测、硬盘检测等等。主要功能：检测计算机ATX电源是否故障。检测计算机主板的电源部分是否有故障。检测和显示计算机ATX电源各路输出电压。检测和显示计算机ATX电源各路输出电流。检测和显示计算机ATX电源各路输出纹波。检测和显示计算机主板各路输入电流。检测电流、电压、纹波数据保存到本电源检测仪，也可将检测记录上传到PC计算机进行长期保存和分析。作为代用电源应急使用，即给个人计算机、服务器、交换机等计算机和网络类指控装备做应急备用电源。标准VGA信号输出，测试外接显示器是否正常。音频输入输出接口，测试外接音箱、麦克风是否正常。PS/2键盘鼠标接口，测试键盘鼠标是否正常。USB接口测试。网络联通状况测试。电源检测主流程图如图3.9所示：34 工程硕士学位论文电源检测主流程图显示设备基本信息、使用信息选择待测电源型号采集未启动待测电源电压电流数据分析未启动待测电源电源未启动数据、显示启动电源键吗？电源启动采集启动后待测电源电压电流数据待测电源启动后数据对比分析和逻辑分析待测电源启动后分析结果显示测主板测主板键吗？测试主板流程存储数据键按存储键存储处理吗？有通讯有通讯吗？通讯处理菜单键按菜单键吗？菜单处理程序继续循环图3.9电源检测主流程图35 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建表3.2多功能电源检测平台技术参数指标参数指标参数工作电压AC220VATX电源测试输入插座13个功耗≤5WATX备用电源输出插座9个备用电源功率1250W外型尺寸36*18*45cm显示7英寸彩色液晶屏重量3.5Kg人机交互输入7英寸触摸屏环境温度-20℃～50℃ATX电源输入、ATX备用电源输出、VGA、RS232、检测输出接口安装方式台式PSMOUSE、PSKEY、USB、MIC、SPEAK、LAN表3.3多功能电源检测平台设备功能序号功能描述对于有问题的ATX电源进行检测，可以检测出线路1ATX电源检测的通断、电压和纹波内部1250W的ATX备用电源可以输出，同时可以2ATX备用电源输出检测检测输出的每路电流、电压和纹波通过VGA输出接口再带一台显示器，可实现待测3VGA显示器检测的显示器与本机显示器同步显示4RS232串口检测有RS232串口可以通过串口来检测其它串口设备5PS2、USB鼠标检测可以检测PS、USB鼠标6PS2、USB键盘检测可以检测PS、USB键盘7MIC耳机麦克风检测可以进行MIC耳机麦克风录音和放音8SPEAK音箱检测可以放音；检测音箱9PRINTER打印机检测可以检测USB接口的打印机10LAN网络检测可以检测网络11HARDDISK硬盘检测可以检测SATA接口的硬盘12USB接口设备检测可以检测USB接口设备。3.6本章小结网络技术手段指在计算机网络值勤维护中监控网络运行状态，采集网络运行数据、执行网络管理操作的软件系统和硬件设备集合的总称，是网管技术体系的36 工程硕士学位论文重要组成部分。网管技术手段的管理对象时被网络、网络设备等客体，网管技术手段的服务对象时上层的业务管理系统（为其提供必要的数据支撑）。机动式车载网络枢纽在正常运行后，需要各种网络工具对网络的稳定性进行控制，对有限的网络资源进行合理的分配，本章主要介绍了各种网络监测软件的在机动式车载网络枢纽组建的应急通信网络中的应用。37 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建第4章实验平台搭建网络实验平台的组织搭建工作要按照“地址选择、接口连接、设备供电、启动设备、连通测试”的步骤进行，着重把握以下五点：1.应急网络搭建要统一规划要根据抢险任务和通信意图，制定统一的开设计划，对装备的使用数量、开设规模、人员分工、保障方法、通信联络、互联要求等进行明确和规定，并迅速、准确的把联通方式传达至有关中心，各中心要按照分级负责、自上而下的原则展开工作。2.确定配制地域要考虑周全受领任务后，为防止次生灾害，按照人员安全与中心选址的要求，实地勘察地形，确定机动式车载网络枢纽的位置，通常在一定范围内，根据网络通联技术参数要求，利用地形地物，疏散配置，有效分散人员，各中心互不干扰。3.组织结构要安全可采用无中心方式，尽量避免所有的主干通信线路连接到同一机动式车载网络枢纽，防止该各中心通信设施在遭到次生灾害时系统全部瘫痪；或多中心结构，即在每个机动式车载网络枢纽内设置备份及功能互备，当某一机动式网络枢纽发生故障时能够快速接替，系统瘫痪时能独立工作。4.网络连接要安全可靠应急通信局域网是一个多级多用户网络，在网络开设时，无论内部或外部、上级或下级，都应采用有线、无线信道互备、多路由迂回的网络连接原则，以增强系统的安全性和可靠性。通常利用数字接力车的数字接口（K口）拨号电路或磁石电路建立与应急通信网络与各中心的网络连接，也可依托国防光纤网或宽带数字通信网，就近接入应急通信网络，各中心内部各用户采用高速光纤网，双绞线或电话实线K口进行网络连接。5.开设组织的三种方法：平行作业法设备展开、网络连接电源供电等工作、要同步展开，同时进行。主次作业法即突出重点、统筹兼顾、采用先内部、后外部、先枢纽、后终端，先指挥中心后其他中心的方法进行。层次作业法即按级负责，分级实施，做到先本级后上级，再下级；先指挥机构、后各中心、再相关单位。在硬件设施准备充分的同时，还要做好软件的准备工作。38 工程硕士学位论文6.加电操作用铁锤将地钉打入大地，深度为约为40cm—50cm，并且尽量保持地钉周围土地湿润，地钉与车外地线接线柱通过6方地线连接。地线连接完毕后开始连接市电电源。市电电源连接完毕后将外配电的总控开关打开（一个为车内电源总控，一个为空调总控）。总控打开后进入车内打开UPS，长按UPS启动键，当听到嗡声长鸣后松开启动键，此时UPS指示灯常亮，表示UPS开启成功。UPS开启后，打开配电箱面板的“UPS”开关，后面可以根据需要打开面板上各种设备的电源。油机供电连接方式与市电连接方式相同。7.断电操作关闭所有设备后，先关闭配电箱面板上各设备的电源开关，后关闭配电箱总控开关，接下来关闭UPS，然后关闭车外总控开关。8.机动式车载网络枢纽UPS操作流程开启在接好市电的情况下，按一下UPS的“TEST”键，UPS即可开启。如果没有市电，则需长按UPS的“TEST”键，当听到嘀的一声后，松开TEST键，此时由UPS对设备直接供电。关闭按一下UPS的“Ｏ”键，UPS即可停止工作。需要注意的是，在有市电的情况下，此时UPS的风扇并没有关闭，必须要在断开市电后，再长按UPS的“Ｏ”键，直到听到风扇停止转动，UPS才可以彻底关闭。跳开如果小型机动式网络枢纽的UPS故障，必须使用专用跳接线将市电的输入与配电箱的输入直接相连，实现市电直接向设备供电。大型机动式网络枢纽则无需跳线，只需打开配电箱的交流电电源电键，即可实现跳过UPS市电直接向设备供电。9.电源注意事项开设前必须先打地钉再连市电，遇到雨雪天气电缆盘一定要放于车底盘下方并且要垫高电缆盘。每次开设时应注意用万用表测试车内外电压差，压差如果偏高要向地钉周围洒水。125W短波数字电台由直流电池供电，打开配电箱的“交流电”开关后再打开39 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建面板上的“电池”开关，即可向直流电池充电。机动式网络枢纽配电箱的“交流电”开关与“UPS”开关不能同时打开。实验平台在搭建过程中需注意电源接地杆周围要经常洒水，以便导电。4.1应急通信网络实验平台搭建4.1.1接入应急通信网机动式网络枢纽可作为二级网络结点接入应急通信网络。作为网络二级节点，机动式网络枢纽可以通过无线或有线方式接入应急通信网，在指挥、救援、后勤、媒体等机构开设的同时，根据各个机构职能、开设的地点和对网络带宽的需求，合理选取线缆类型、规划架设线路、统一分配流量。及时、快速、准确向上级指挥机构汇报事故发生地的情况，对接入应急通信网的线缆选择有着很高的要求，有线接入情况下，依托事故地点没有损毁的有线通信设施根据实际情况选择合适的线缆接入。指挥中心在现场负责各指挥中心的协调、事故现场的图像回传、对灾情进行汇总、研判并向上级指挥机构进行汇报，接受上级的指示等工作。在信息传输方面需要占用大量的带宽，所以机动式网络枢纽的开设地点要选在指挥中心附近，并且选用双绞线连接指挥中心与机动式网络枢纽，保证指挥中心的信息传输稳定、快速、便捷。搜救中心一般位于事故发生地的前线地带，地点开设会选择在事故发生损毁最严重的地方，在没有无线高带宽传输设备情况下，与指挥中心信息要实现实时双向传输，电话与对讲机并不能准确、详实、快速地向指挥中心反映事故现场的情况，选取光纤可以满足现场音视频的不间断地双向传输，保证了指挥中心及时、有效、准确了解事故现场的情况。物资中心开设地点一般会选择远离事故地点安全或开阔区域，便于物资的接收、调配、发放、运输。相对于其他机构物资中心与指挥中心的距离较远，但信息传输方面要求不高，线缆选择传输距离长、耐用、方便的同轴缆。救治中心开设地点与物资中心类似，会选择相对安全的地点。与指挥中心距离较远，对信息通信要求不高，被覆线可以满足其的信息传输。如图4.1机动式车载网络枢纽接入应急通信网所示：40 工程硕士学位论文图4.1机动式车载网络枢纽接入应急通信网4.1.2应急通信局域网搭建如图4.2应急通信局域网拓扑图所示：图4.2应急通信局域网拓扑图机动式网络枢纽可以根据不同要素划分为一个或多个局域网，各个要素组建41 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建的局域网之间进行图像数据传输。现场救援队队员的图像采集设备通过无线设备实时传输至救援中心，救援中心汇总图像数据并将重要图像录制并回放发送到指挥中心，指挥中心通过对事故地点的图像研判、分析，将指挥决策反馈给救援中心，救援中心再将指挥中心的意图发送给救援队。救援队在指挥中心的直接指挥下开展有组织的救援行动。在现场情况上报至指挥中心后，指挥中心对事故地点人员伤亡、建筑受损等情况进行初步的了解，同时协调组织物资中心、救治中心开展相关的后续工作。媒体中心通过指挥中心反馈的现场情况对人员伤亡、财产损失、建筑物受损等情况进行整理，将新闻消息发送到指挥中心，再由指挥中心相关人员上传至应急通信网，接入应急通信网的各大媒体将这些新闻消息对外进行发布。如图4.2应急通信网络局域网拓扑图所示：二级节点的机动式车载网络枢纽的华为S1526A三层交换机与救援现场（三级节点）的机动式车载网络枢纽的华为S1526B三层交换机，之间配置静态路由。由于华为S1526三层交换机默认vlan之间可相互通信，所以vlan之间可不配置中继Trunk。S1526A划分3个vlan，分别为vlan2、vlan3、vlan4，S1526A分配端口serial1/1/2（主端口）和端口serial1/1/3（备用端口）给vlan2，vlan2的网间网地址为10.1.1.1/30；分配端口serial1/1/4（主端口）和端口serial1/1/5（备用端口）给vlan3，vlan3的网间网地址为10.1.1.4/30。分配端口serial1/1/5（主端口）和端口serial1/1/6（备用端口）给vlan4，vlan4的网间网地址为202.64.156.1/30。S1526B划分3个vlan，分别为vlan2、vlan3、vlan4，S1526B分配端口serial1/1/2（主端口）和端口serial1/1/3（备用端口）给vlan2，vlan2的网间网地址为10.1.1.2/30。S1526B分配端口serial1/1/4（主端口）和端口serial1/1/5（备用端口）给vlan3，根据指挥中心用户数分配124个地址（不包括vlan3的管理地址192.168.1.1），vlan3分配地址段为192.168.1.2-126/25。S1526B分配端口serial1/1/6（主端口）和端口serial1/1/7（备用端口）给vlan4，根据救援中心用户数分配124个地址（不包括vlan4的管理地址192.168.1.129），vlan4分配地址段为192.168.1.130-254/25。S1526C划分4个vlan，分别为vlan3、vlan4、vlan5、vlan6，S1526C分配端口serial1/1/2（主端口）和端口serial1/1/3（备用端口）给vlan2，vlan3的网间网地址为10.1.1.5/30。S1526C分配端口serial1/1/4（主端口）和端口serial1/1/5（备用端口）给vlan4，42 工程硕士学位论文根据指挥中心用户数分配62个地址（不包括vlan3的管理地址192.168.1.65），vlan3分配地址段为192.168.1.66-126/25。S1526C分配端口serial1/1/6（主端口）和端口serial1/1/7（备用端口）给vlan5，根据救援中心用户数分配62个地址（不包括vlan5的管理地址192.168.1.129），vlan5分配地址段为192.168.1.130-190/25。S1526C分配端口serial1/1/8（主端口）和端口serial1/1/9（备用端口）给vlan6，根据救援中心用户数分配62个地址（不包括vlan4的管理地址192.168.1.193），vlan4分配地址段为192.168.1.194-254/25。华为S1526三层交换机端口配置参数：!创建vlan2RouterA（config）#set_vlan2！添加2个端口到vlan2RouterA（config）#interface_vlan2RouterA（config）vlan2#add_FastEthernet_1/1/1RouterA（config）vlan2#exitRouterA（config）#interface_vlan2RouterA（config）vlan2#add_FastEthernet_1/1/2！配置vlan2管理地址RouterA（config）vlan2#ip_add_10.1.1.2255.255.255.252RouterA（config）vlan2#exit！查看vlan2信息RouterA（config）#show_vlan2!vlan2!noservicepassword-edcryption!InterfaceFastEthernet1/1/1!InterfaceFastEthernet1/1/2S1526A与S1526B、S1526C之间配置静态路由。S1526A静态路由配置参数：RouterA（config）#inter_vlan2RouterA（config）vlan2#ip_route_10.1.1.0_255.255.255.252_area_0RouterA（config）vlan2#save43 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建S1526B静态路由配置参数：RouterB（config）#inter_vlan2RouterB（config）vlan2#ip_route_10.1.1.0_255.255.255.252_area_0RouterB（config）vlan2#saveS1526C静态路由配置参数：RouterC（config）#inter_vlan3RouterC（config）vlan3#ip_route_10.1.1.0_255.255.255.252_area_0RouterC（config）vlan3#save!!查看路由信息RouterB（config）#show_ip_routeC10.1.1.0/30isdirectlyconnected¸loopback0........................................................................................................................................................................!4.2依托车载网络设备搭建实验平台依据现场条件确定组织方案。根据不同的地理环境、抢险需求，利用现有设备，本节设计了五种机动式网络枢纽的组网方式。4.2.1依托K口模块开设机动式网络枢纽如图4.3所示：图4.3K口模块组网示意图44 工程硕士学位论文说明：环形网络，示意图中只是利用4个节点示意，实际的开设网络过程中，可根据需要增加节点，同时为了网络的健壮性，可以在节点B和节点C之间增加一条通信线路（如图4.3虚线所示）。组网中各个节点位置比较灵活，每台指挥车需配备一台通信接力车，两台接力车传输距离最高可达到40公里，传输速率最高能达到128k/s。适合环境：开设区域内无就近网络节点接入应急通信网络，通信接力车能提供0-128K的K口数据传输线路。优点：K口是通信接力设备的标准接口，适应性较强，组网灵活，能轻松将指挥自动化系统接入应急通信网，实现远程网络连接，是目前应用最可靠、最广泛的一种连接方式。缺点：带宽低，接力设备受地形影响较大。4.2.2依托频带MODEM开设机动式网络枢纽适合环境：开设区域内无就近网络节点接入应急通信网络，通信线路仅提供电话线，电话线路可以是有线通信或卫星通信。优点：组网方便，对线路要求低。缺点：被复线连接时1-3公里的传输距离难以满足指挥系统通信要求，传输速率很低，仅为33.6k/s。如图4.4所示：图4.4频带MODEM组网示意图说明：星型网络。频带MODEM池为信息处理车载设备，该方式中心节点45 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建为信息处理车，其余节点为各中心车载频带MODEM。4.2.3依托基带MODEM开设机动式网络枢纽适合环境：开设区域内有就近网络节点接入应急通信网络，光缆引接车能提供2M的数据传输线路。如图4.5所示：图4.5使用基带MODEM组网示意图说明：光缆引接车之间采用微波通信，通信距离可达60km，传输速率最高能达到2Mb/s。光缆引接车只提供光缆引接任务，并不提供数据交换机服务功能，根据现场情况，实际开设中可采用多种通信手段并用的方式。4.2.4依托EDSLMODEM开设机动式网络枢纽图4.6使用EDSLMODEM组网示意图46 工程硕士学位论文如图4.6所示：适合环境：开设区域内有就近网络节点接入应急通信网络。说明：一对EDSLMODEM之间采用被复线，最大距离可达12km，传输速率可达2Mbp/s-10Mbp/s。4.2.5基于多种网络设备组网如图4.7所示：利用现有通信装备构建应急通信网络，组织开设指挥中心通信系统。图4.7多种网络设备组网示意图说明：机动式车载网络枢纽通联采用光缆引接车就近接入应急通信网络；光缆引接车与机动式车载网络通联采用自购的EDSLMODEM；应急通信局域网由各中心组成，各中心之间根据实际需求可采用图4.2连接方式通信。4.3本章小结本章主要介绍了多种组网方式，根据地形条件，用户需求，可以有针对性地进行组网。通过实验平台搭建与设计，根据任务及用户需求，使用不同的线缆、接口与设备，可以实现多种有线组网方式。在局域网实验平台搭建中，可根据用户种类，划分多个Vlan以便于网络管理和网络维护；主干线布设中需考虑备用线路，以备各中心与指挥中心的网络阻断；在一些特定的环境下，不便于布设线缆，可采取微波通信的方式，如果需要大数传输据量传输，可在不影响救灾开展的情况下，由数据接力车暂时保存数据，待数据存储完毕后，数据接力车机动式至附件的中心连接机动式车载网络枢纽，进行数据上传。47 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建总结和展望中国近年来经历“汶川5.12地震”、“舟曲8.7泥石流灾害”和“天津港8.12爆炸事件”等事件，在这类事件发生后，政府第一时间在现场成立了抢险指挥中心，但是各要素通信手段单一，通信质量无法保障，如何在事发地快速、高效地搭建应急通信网，是摆在应急冲突部门前的一个首要问题。从国内外现状及上述公司开发的产品来看，目前应急通信指挥车通信手段单一，用卫星链路传输的音频、视频及数据信息初期投入成本偏高，在租用卫星信道时，花费也过高。而且应急通信车与应急通信车之间音频、视频及数据信息传输时通信方式单一，缺乏多种可替换备份的手段。支撑车载指挥平台的软件系统匮乏，没有通用、知名、完整的软件平台保证。因此，本文主要完成了以下设计工作：1.全面地考虑了现用的各种有线网络接入技术模式，和事发地通信设施损毁的条件下可能出现的各种网络接入需求，设计集成了多种先进网络设备，提供了可供选择的网络接口模式。在有限的车体空间内，采用折叠式显示器、抽屉式键盘，结合KVM有效地节省了车内空间。安装电源中控面板，控制所有车载设备加电，增配UPS外设电池包，提高了UPS的独立供电能力。采用内外配线面板直连设计，外接线缆可直连车外壁面板，实现了设备数据接口外设功能，确保了应急通信网络开通的适用性和灵活性。选取航空插头作为设备电源及数据接口，防止机动式过程中接口松动脱落。高密度集成安装数量众多、种类繁杂的设备，同时必须考虑配重、设备连接、人体工学、走线空间等技术细节，还要容纳尽可能多的车载物资器材，为此，在设备选型、布局设计、空间规划等方面采取了多种技术和手段，最大限度地增加了机柜容纳能力和设备安装密度。车载机柜上下安装减震弹簧，减轻了设备在机动过程中的损耗。从设备电磁兼容性考虑，做到传输、通信、电力供应和控制系统分离，采用强弱电分离布线的方法，减少电磁干扰。2.通过机动式车载网络枢纽附属功能构建，对网络路由进行监视分析，对网络性能进行监测，对流量进行监视控制；利用通用节点网管系统对信道分配做到统一管理，实现了应急通信网开通后网络资源的合理利用及管理。多功能电源检测平台是一种综合智能化计算机电源及外设检测便携设备，采用ARM芯片及嵌入式LINUX操作系统，利用高速AD数模转换技术，对机动式车载网络枢纽故障设备进行快速检测与定位。3.根据机动式车载网络枢纽有线连通方式搭建网络平台，对上接入应急通信网络，对下结合地形、用户群类型、带宽需求情况，分别采用光缆、同轴缆、双48 工程硕士学位论文绞线、被覆线连接各中心。机动式网络枢纽A作为二级节点，下设2个由机动式车载网络枢纽B和C分别组成的三级节点，机动式网络枢纽A划分2个VLAN，通过光缆分别连接机动式车载网络枢纽B和C。机动式车载网络枢纽B在救援现场将指挥中心划分为VLAN3，救援中心划分为VLAN4；机动式车载网络枢纽C在后勤基地根据用户群种类划分3个VLAN，将物资中心划分为VLAN4，救治中心划为VLAN5，媒体中心划分为VLAN6。设计5种组网方式，根据用户群类型和数量，地理环境、以有线网络为主，无线网络辅助的组网方式，依托K口模块、频带MODEM、基带MODEM、EDSLMODEM分别进行组网。通过实验平台搭建与设计，根据任务及用户需求，使用不同的线缆、接口与设备，可以实现多种有线组网方式。针对机动式车载网络枢纽集成和搭建应急通信网络过程中遇到的问题，总结为3点：1.设备之间线缆过多，虽然采用强弱电分类布设，但是电磁信号存在互信干扰，而且在有限的空间中设备产生的辐射，会对操作人员有一定影响。2.与现场人员的通信手段单一，图像传输无法实现实时传输，只能在录制之后回传给指挥中心。3.无线组网方式匮乏，尚未采用最新的无线通信技术。随着无线网络技术的成熟，机动式车载网络枢纽需要加强无线互连部分的设计与改造，在下步的设计中，应采用ADHOC网络设计，实现机动式车载网络枢纽之间的数据的共享并由多个机动式网络枢纽组成的一个大型无线应急通信网络，机动式网络枢纽可拓展的功能包括：1.加大天线功率，加装大功率无线网桥，可作为覆盖范围10公里的无线基站节点。2.增加无线中继设备，通过代替接力车，起到对无线信号的中继放大作用。3.增加设计机动式车载网络附属通信设备研制，设计研究及语音、视频、数据传输为一体的便携式无线通信装备。4.机动式网络枢纽加装无人机控制通信系统，实现现地图像情况的实时传输。随着网络技术的发展，机动式网络枢纽需要考虑设备的可替换性，在下步设计过程中可采用模块化设计，实现车载网络设备的及时更新。49 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工程硕士学位论文致谢本课题是在导师张秋余研究员和本人兼职导师雷亮高级工程师的悉心指导下完成的，同时也得到了许多老师和同学的大力帮助，在此，我表示深深的感谢。首先我深深地感谢我的导师张秋余研究员。张老师严谨的治学、敏锐的思维和渊博的学识给我留下了深刻的印象。张老师还言传身教了许多科学研究的方法，使我受益匪浅，必将对我今后的工作将产生重大的影响。从课程选排，到论文选读；从论文题目确定，到论文框架构建；从论文撰写，到精修细改，无不倾注了他的大量心血。在此，谨向张老师表示最衷心的感激。其次特别感谢本人兼职导师雷亮高级工程师在本人论文写作期间给予的悉心指导与耐心帮助！雷高工敏捷的思维，严谨求实的作风，和忘我的敬业精神，给我留下了深刻的印象。在此谨向雷高工致以最诚挚的谢意！另外感谢这三年间，感谢相关部门的各位老师和同窗好友、同事给我的帮助和支持，工作在这样一个充满活力和团结气氛的集体中使我受益匪浅。谨以此文献给所有关心我的人。53 机动式车载网络枢纽规划设计及附属功能构建附录A攻读学位期间所获奖的设计目录1.《军区园区网终端远程监测维护系统》荣获2012年度人民解放军总装备部军队科技进步三等奖（第4人）。2.《基于软件无线电的GPS接收机》荣获2012年度人民解放军总参谋部军队科技进步三等奖（第4人）。54