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数据通信原理及安全应用技术孟格尔丹

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：孟格尔丹哈力埔•叶克牙

[导读] 摘要：数据通信是依照一定的通信协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。

        (国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司新疆阿克苏 843000)
        摘要：数据通信是依照一定的通信协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。本文对数据通信原理及其安全应用技术进行简要的分析说明。
        关键词：数据通信，网络协议，安全
        1、数据通信的构成原理和交换方式分析
        1.1数据通信的构成原理分析
        一般情况下，数据通信系统的构成主要包括中央计算机系统、数据终端设备以及数据电路三个部分。其中数据终端的形式可以分为分组型终端和非分组型终端两种。分组型终端可以将数据网之内的各种数据通信设备进行有效的链接，并将信息直接传输到相应的终端上面。同时，分组型终端还可以建立一条或是多条虚电路，为数据通信用户通过网络进行交流或是视频提供了支持。而非分组型终端也被叫做无规程终端，其和分组型终端存在的区别是，不可以直接进行数据传输，必须将非分组型终端和交换器进行连接之后才能进行数据的传输。
        1.2数据交换方式
        数据通信技术的数据交换方式可以分成分组交换和电路交换两种，结合现阶段数据通信技术的应用现状来看，分组交换的应用较为广泛。这种交换方式的主要应用领域为交互式技术的处理和完善，具备业务量低、持续时间长等优势。由于数据交换实现了一条线路共享，因此数据传输的速度也获得了大幅度的提升。但是数据交换同样存在一定的缺陷，例如在通信线路处于共享状态时，会出现一定的延迟问题，因此数据交换下一阶段研究的重点内容就是消除这种数据延时。在分组交换方式下，通过分组可以将数据从一个节点传输到另一个节点，在这一过程中，除了需要进行相应的转换之外，还需要将传输的数据分成多个部分，不同部分都包含了的各种面对地址和序列号，在数据传输效率提升方面发挥了极大的作用。
        2、数据通信的网络协议
        2.1计算机网络
        计算机网络(computer network)，就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享，如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分，分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。internet是世界上最大的网际网；广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络，全国公安系统的信息中心互联起来，也是一个广域网。广域网一般分布距离在100～1000公里之间；城域网又称为都市网，它的覆盖范围一般为一个城市，方圆不超过10～100公里；局域网的地理分布则相对较小，如一栋建筑物，或一个单位、一所学校，甚至一个大房间等。局域网是目前使用最多的计算机网络，一个单位可使用多个局域网，如财务部门使用局域网来管理财务账目，劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。
        2.2网络协议
        网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言，网络协议很多，有面向字符的协议、面向比特的协议，还有面向字节计数的协议，但最常用的是 TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。TCP/IP实际上是一种标准网络协议，是有关协议的集合，它包括传输控制协议(transport control pro-tool)和因特网协议(internet protocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据，IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性，现已成为internet 的标准连接协议。网络协议分为如下四层：a. 网络接口层：负责接收和发送物理帧；b. 网络层：负责相邻节点之间的通信；c. 传输层：负责起点到终端的通信；d. 应用层：提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据。

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        3、数据通信的应用
        3.1移动数据通信在业务上的应用分析
        移动数据通信技术主要是通过移动通信系统完成相应数据的传输，除了可以进行固定数据通信之外，还支持图文传真的移动传输、计算机联网以及远距离接入。数据通信具有较为显著的个性化特点，在进行数据传输的过程中往往是许多用户共用一个网络端口，因此很容易出现网络拥堵现象。一旦出现这种情况，则必须保持位置不变才能保障数据传输的顺利进行。而移动数据通信则解决了这一问题，用户只要严格的按照相应的流程执行，一个移动终端只负责一个用户，这样就可以有效的提升数据传输的效率。此外，移动数据通信还可以支持不同电脑之间的远程操作，一定程度上减小了数据通信的限制，为人们的工作生活带来了极大的便利。
        3.2帧中继技术的应用探究
        帧中继技术即使用光纤作为主要数据传输工具的数据通信技术，这种技术的优势在于误码率低、错误少，因此得到了广泛的应用。当前阶段，帧中继技术已经成为主要的带宽网数据库入口，为交换过渡提供了一种更加有效的方法和途径。由于帧中继技术采用了基于变长帧的异步多路复用技术，因此不适用于语音、视频等对时间延时较为敏感的信息传输，但是在数据传输中却可以发挥出较好的效果。需要注意的是，帧中继技术只能对传输错误进行检测，却无法纠正错误，因此只能采取将错误帧抛弃的方法。帧中继端口通常情况下使用PVC进行连接。
        3.3光纤通信技术
        其一，数字电路。目前，数字光纤通信在通信中的应用范围十分广阔，随着通信容量和传输距离的不断提升，传统的电缆传输通信已经无法满足时代需求，数字光纤通信技术应运而生。在数字光纤通信中，数据传输的流程如下：首先通过光电转换将数据传输信息转换成脉冲数字信号，使用光纤光缆进行传输，接收端在接收到脉冲数字信号之后，再通过光电转换获得数据信号。其优势在于传输距离较长，容量大，同时具有较强的抗干扰和耐腐蚀能力。其二，SDH电路。SDH属于通信数据技术，其核心为时分复用，因此在所有的上层网络上，SDH都发挥着物理通道的作用，且具备透明的特点。在宽带的支持下，能够提供电话、数据以及数字视频等服务。SDH的优势在于用户不需要签订通信协议，且可以根据自身的需要选择相应的通信协议和网络设备，业务质量也十分优异。
        4、数据通信的安全应用技术
        在利用互联网或其他通信系统进行数据通信时，系统本身对于信息的保密措施和安全性往往考虑得并不完备，由此引起的安全问题也就日益严重。数据通信中通常采用以下几种安全加密技术来解决其应用中遇到的安全问题：(1)数字信封。数字信封技术结合了秘密密钥加密技术和公开密钥加密技术的优点，可克服秘密密钥加密时秘密密钥分发困难和公开密钥加密时加密时间长的问题，使用两个层次的加密来获得公开密钥技术的灵活性和秘密密钥技术的高效性，从而保证信息的安全性。(2)数字签名。数字签名用来保证信息传输过程中信息的完整性以及提供信息发送者的身份认证和不可抵赖性。使用公开密钥算法是实现数字签名的主要技术。使用公开密钥算法实现数字签名的技术，类似于公开密钥加密技术。(3)双重数字签名。双重签名是为了保证在事务处理过程中三方安全地传输信息的一种技术，用于三方通信时的身份认证和信息完整性、交易防抵赖的保护。(4)身份认证技术。身份认证是指对电子商务业务参与者的认证过程。在公共网络上的认证，从安全角度分有两类：一类是请求认证者的秘密信息(如口令)，并在网上进行传送的口令认证方式；另一类是使用公开密钥签名算法而不需要在网上传送秘密信息的认证方式，这类认证方式中包括数字签名认证方式和挑战响应(Challenge-Response)认证方式。
        结语：数据通信可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间的数据信息传递，是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。展望未来，通信网络将向着综合业务数字网方向发展，数据、语音、图像等各种数据通信在各个层次、各个领域得到综合利用。
        参考文献：
        [1]池天通.浅谈数据通信及其应用前景[J].信息通信,2017(02):184-185.
        [2]王书林.浅析计算机网络数字数据通信技术[J].无线互联科技,2016(04):1-2.
        [3]林明绢.试论数据通信技术发展及其应用前景[J].通讯世界,2014(07):28-29.