本站小編為你精心準備了船舶通信網絡互信認證體系設計研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:近幾年來，互聯網技術和計算機技術在通信領域的應用越來越深入，逐漸改變了傳統的單一無線通信方式，且信號傳輸類型和傳輸模式的差異化程度也越來越高。本文主要針對船舶的通信網絡體系設計，系統介紹船聯網的通信協議、通信架構和數據鏈路等技術模塊，并利用船聯網技術設計和改進出納表的通信網絡互信認證體系，對提高船舶通信能力有重要意義。

關鍵詞：船聯網；通信網絡；互信認證體系；數據鏈路

0引言

近年來，互聯網技術和計算技術的發展促進了船舶通信網絡的技術升級，性能優越的處理芯片和網絡層次架構不僅提高了船舶通信網絡的信息處理效率，還為船舶通信軟件程序的開發提供了穩定、可靠的平臺。本文主要面向船舶的通信網絡，結合目前常用的無線網絡技術和網絡通信協議，在ZigBee和Wifi無線通信基礎上，設計一種新型的TCP/IP協議，并針對該協議實現了船舶通信網絡的互信認證體系設計[1]。

1船聯網的異構網絡體系設計

船聯網技術是建立在互聯網和物聯網的基礎之上的，不論是船聯網的異構網絡層次，還是網絡通信協議等技術，都具有技術先進性。船聯網的異構網絡體系具有重要的意義，一方面，異構網絡可以實現多種模式無線網絡的垂直切換；另一方面，異構網絡有效的促進了無線局域網與以太網的相互融合，大大提高了通信信息的時效性。

船聯網的異構網絡節點決定了通信網絡的性能，通常節點的有效通信需要滿足以下幾個方面的協同：

1）無線異構網絡的數據接入端口與無線自組網的協同；

2）無線網絡的通信協議具有不同的數據格式，不同格式的轉換需要協同操作；

3）應用層方案的共享協同。本文在傳統的船聯網異構通信網絡基礎上，充分利用Wifi網絡的高速傳輸通道和ZigBee網絡的自組網等功能模塊，設計一種新型的無線異構網絡架構模型。該新型無線異構網絡架構主要分為網絡層、傳輸層和數據鏈路層，可以實現數據的高速、無損流動。

本研究設計的船舶異構通信網絡架構的層次及功能模塊如下：

1）數據鏈路層和物理層船舶通信異構網絡的物理層主要包括802.1數據鏈路、802.15.4數據鏈路、802.15.1數據鏈路和802.11物理層等結構。該網絡架構的物理層和數據鏈路是基于IEEE802的ZigBee協議，該頻段的無線通道具有傳輸速度快、帶寬大等優點。

2）網絡層該異構通信網絡的傳輸層與網絡層主要包括TCP/IP網絡傳輸協議、ZigBee無線傳輸協議、RF-COMM協議和L2CAP鏈路邏輯控制協議。網絡傳輸層的多種協議為數據傳輸和處理提供了可靠的標準支持，同時，又保證了開發工具和程序的兼容特性，提高了船舶通信異構網絡的性能。

3）信息會話層在無線異構網絡中，信息會話層是內嵌在TCP/IP協議棧中的，該層次結構的主要功能有2個：其一，會話層為通信網絡的會話接入提供規范和維護功能；其二，會話層可以改善網絡中信息的交換方式，保障應用層軟件的正常運行。

4）應用層應用層是本研究設計的船舶通信異構網絡的核心層次，主要包括應用對象庫、數據管理模塊、顯示報文模塊、I/O端口和報文路徑管理模塊等。應用層的服務類型分為核心和非核心服務2種，其中非核心服務主要有FTP協議等標準協議；核心服務主要包括協議棧管理與應用服務、協議棧套接字服務等[3]。

2基于船聯網的通信網絡互信認證體系設計

2.1互信認證體系的報文處理與協議設計

在本研究設計的新型船舶通信異構網絡中，包含眾多種類不同的無線網絡技術，必然會存在多種無線網絡通信協議。這些網絡通信協議在異構網絡的傳輸層中起到的作用不同，相互之間的兼容性也需要重點考慮。為了實現多種無線網絡協議的相互兼容，使該新型船舶無線異構通信網絡的整體性得到保障，本研究重點對異構網絡的協議棧進行了優化設計，具體的協議棧優化包括如下：

1）網絡報文分類本研究設計的船舶無線異構網絡在對網絡報文分類時，充分考慮到不同場合下無線網絡協議的適用特性，將網絡報文分為顯性報文和隱性報文兩種。顯性報文的處理時效性要求高，比如I/O端口數據報文等；隱性報文的時效性要求較低，信息傳輸的要求較低，比如網絡硬件的故障報文、網絡時序更新報文和網絡配置報文等。

2）報文處理報文處理的優化是無線異構網絡協議棧設計的重點，對無線異構通信網絡的信號傳輸速度有重要影響。在報文處理過程中，套接字映射接口首先根據報文內容對報文分類，然后利用相應的功能模塊對報文處理。具體的報文處理流程如圖2所示。由圖2可知，網絡報文首先經過聯接套接字端口，然后根據報文內容分別進入應用層服務端口、管理功能端口和擴展端口中。應用層服務端口對報文信息進行判斷，如果報文符合應用服務信息類型，則進一步將該報文發送至應用層函數模塊中，否則將該報文舍棄；同樣，管理功能端口對報文內容進行判斷，如果報文屬于管理服務信息，則進一步發送至管理層處理函數模塊，同時舍棄不屬于該類型的報文。

3）模型定義與網絡連接在無線異構網絡的互信體系中，模型定義與網絡連接設計有重要意義。為了保障異構網絡中硬件設備與功能模塊之間的通信，網絡層連接設置需要將多種制式的通信協議整合，采用統一的連接標識符和IP節點。標識符的定義以目標節點為準，包括單向網絡連接標識符和雙向網絡連接標識符。連接標識符可以保障網絡連接的效率，提高無線異構網絡的整體性能。

2.2基于船聯網的通信網絡互信認證體系設計

本文充分利用船聯網的無線異構網絡，同時結合Wifi，ZigBee等制式的無線通信技術，設計了基于船聯網的通信網絡互信認證體系。該通信網絡互信認證體系主要分為以下3個結構層次：1）感知層：互信認證體系的感知層主要負責信息的采集，比如網絡連接請求等。本研究以ZigBee無線網絡為感知層網絡，建立信息采集的分布式無線感知層。2）控制層：該層次結構主要控制互信認證體系的信息接入和識別。3）信息層：該層主要包括信息存儲器、服務器、計算域和ZigBee節點等結構，負責互信認證體系的信息管理、存儲等功能。

3結語

近年來，船聯網技術引起了研究人員的廣泛關注。本文系統介紹了船聯網的異構網絡，并在此基礎上，結合Wifi和ZigBee無線網絡，設計和優化了船舶通信網絡的互信認證體系，并對其結構和網絡連接原理做了系統的介紹。

參考文獻：

[1]張博,朱璇,高熾揚.數字證書互信互認技術探討[J].網絡安全技術與應用,2012(9):35–37.

[2]李響.淺析網絡社會誠信體系建設的現狀、問題和對策[J].品牌與標準化,2016(1):80–81.

作者：李樂 單位：重慶工業職業技術學院