C CS结构的局域网广播系统设计与实现3803.docx
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1、C/S结结构的局局域网广广播系统统设计与与实现摘要:目目前各类类学校相相继建起起了通过过无线发发射的方方式传播播信息的的局域广广播电台台,但是是这种广广播电台台发射功功率很小小,只能能小范围围传播与与接收,本文基于这个出发点,简要介绍了C/S结构的局域网的网络结构、功能特点、设备配置及可靠性管理,并通过网络知识和软硬件配置架构一套C/S结构的局域网广播系统。关键词:局域网网广播;网络结结构;设设备配置置Absttracct: Thee tyypess off scchoools havve bbeenn buuiltt thhrouugh thee raadioo too diisseemin
2、natee innforrmattionn thhe wway loccal raddio staatioons, buut tthe raddio traansmmitttingg poowerr iss veery smaall, onnly smaall-scaale traansmmisssionn annd rreceeptiion, Baasedd onn thhis staartiing poiint, gaave a bbrieefinng oon CC / S-LLAN nettworrk aarchhiteectuure, feeatuuress annd rreliiab
3、iilitty oof eequiipmeent connfigguraatioon mmanaagemmentt, aand thrrouggh tthe nettworrk oof kknowwleddge andd sttruccturre oof aa seet oof hharddwarre aand sofftwaare connfigguraatioons C / S strructturee off thhe llocaal aareaa neetwoork brooadccasttingg syysteem. Keyy woordss: LLAN brooadccasttin
4、gg, NNetwworkk sttruccturre, Equiipmeent connfigguraatioon目录第一章前前言31.1 TCPP/IPP简介31.1.1 TTCP协协议41.1.2 UUDP协协议5第二章CC/S结结构综述述62.1 C/SS结构的的分布模模式62.2 C/SS结构的的应用模模型82.2.1网络络硬件环环境82.2.2网络络软件环环境92.2.3中间间件92.3 C/SS计算模模式的特特点1112.3.1客户户机的特特点1112.3.2服务务器的特特点1222.4研研制C/S结构构应用系系统的方方法155第三章局局域网广广播的构成成163.1 广播网网络的
5、功功能特点点163.2 网络服服务器的的功能特特点1773.2.1 网网络操作作系统的的功能特特点1773.3 播出工工作站的的功能特特点1773.4 录制工工作站的的功能特特点1773.5 审听兼兼管理工工作站的的功能特特点1883.6 网络设设备配置置明细1183.7 网络的的可靠性性管理119第四章局局域网广广播的具具体实现现204.1广广播与多多播204.2广广播过程程中的多多线程实实现233参考文献献25致谢266第一章 前言数字音频频广播(DABB)技术术的逐步步成熟和和计算机机网络技技术的迅迅速发展展,为广广播技术术带来了了一次历历史性的的变革,开创了了广播电电台全新新的工作作环
6、境,架起了了通向数数字化信信息时代代的桥梁梁。传统统电台的的节目制制作与播播出基本本上是彼彼此独立立的,各各种音源源及制作作好的各各类节目目均以各各种磁带带或光盘盘这种物物理实体体为载体体,在录录音室、编编辑室与与直播室室之间交交换使用用,各种种音频设设备,大大到调音音台,小小到CDD机等,也是各各自独立立使用的的。目前,改改变这一一节目运运作模式式的是数数字音频频网络系系统。数数字音频频网络系系统的建建立,极极大地推推进了广广播电台台的数字字化、节节目播控控管理的的自动化化及节目目制作方方式的智智能化,实现了了对电台台整体节节目运作作的集成成。电台台所要求求的节目目录制、新新闻编辑辑制作、节
7、节目直播播、广播播播出等等均可在在网络上上实现,大大提提高了节节目播出出质量及及运作效效率,大大幅度降降低了节节目的运运作成本本。1.1 TCPP/IPP简介TCP/IP协协议是众众多协议议中比较较完善的的一种网网络协议议,在TTCP/IP协协议成为为工业标标准之前前,它已已经过了了近122年的实实际测试试,TCCP/IIP协议议实际上上就是在在物理网网上的一一组完整整的网络络协议,用用与OSSI同样样的层次次模型来来描述TTCP/IP网网络协议议组,则则TCPP提供了了传输层层服务,而而IP提提供了网网络层服服务,TTCP/IP是是一组协协议的代代名词,它它还包含含许多别别的协议议,其层层次
8、结构构图1.1所示示:图1.11 TTCP/IP层层次结构构 TCPP协议和和UDPP协议都都使用IIP协议议,也就就是说这这个两个个协议在在发送数数据时,其其协议数数据单元元PDUU都作为为下面IIP数据据报中的的数据,在在接收数数据时,IIP数据据报将IIP首部部去掉后后,根据据上层所所用的是是何种协协议,把把数据部部分交给给上层的的TCPP或UDDP 。IP协议议的最大大作用是是屏蔽不不同物理理网络的的差异实实现互连连,并通通过IPP地址提提供互联联网中数数据包传传输时的的寻址和和路由。但但IP数数据包并并没有针针对具体体用户的的进程,IIP协议议也没有有提供流流量控制制、可靠靠传输等等
9、功能。TTCP/IP协协议族中中通过TTCP和和UDPP实现对对应用程程序的数数据封装装和传输输服务。1.1.1 TTCP协协议TCP协协议是面面向连接接的,以以建立高高可靠性性的数据据传输为为目的,通通常用于于数据传传输量较较大的场场合,如如文件传传输、TTELNNET等等,TCCP不提提供广播播或多播播服务。为为完成可可靠的数数据传输输任务,TTCP需需要具有有数据报报的顺序序控制,差差错检测测,校验验以及重重发控制制等功能能,同时时还要进进行流量量控制,因因此相对对UDPP协议,不不可避免免的增加加了许多多开销。在在本文讨讨论的电电子教室室广播系系统中,因因为其最最重要的的功能是是屏幕图
10、图像广播播,这要要求系统统具有很很强的实实时性,因因此在屏屏幕图像像广播这这一块是是不能基基于TCCP的。 TCPP是面向向连接的的协议,它它提供网网络中两两个主机机间可靠靠的顺序序的数据据传输。TTCP将将所要传传送的整整个报文文看成是是一个个个字节组组成的数数据流,并并对每一一个字节节进行编编号。在在它发送送数据之之间,收收发双方方先建立立连接关关系,并并协商好好初始的的报文段段的字节节序号。同同时TCCP采用用确认机机制,即即收方每每收到一一个来自自发送方方的报文文段,即即对其报报文段的的最高序序号进行行确认。如如果发送送方在一一定的时时间段内内未收到到来自收收方的确确认,则则会重发发对
11、应的的报文段段。这种种编号和和确认机机制保证证了TCCP传输输的可靠靠性。 TCPP还具有有流量控控制的功功能,发发送方监监视发送送的报文文段在收收发双方方之间的的传输时时延,从从而检测测是否发发生网络络拥塞,如如果传输输时延变变大,则则认为是是网络拥拥挤,发发送方自自动放慢慢发送速速度,从从而完成成流量控控制。当发送TTCP报报文时,网网络变化化可能会会使到达达双方的的报文段段出现乱乱序。TTCP接接收端识识别每段段内容并并按正确确的顺序序重组数数据。数数据重组组完成后后,再递递交给应应用层。1.1.2 UUDP协协议 UDPP是另一一个传输输层协议议,不同同于TCCP的是是它提供供无连接接
12、的数据据报服务务,即发发送数据据之前不不需要先先建立连连接,而而是可以以即时发发送数据据。与TTCP相相比,UUDP不不保证可可靠、顺顺序的传传输,也也没有流流量控制制机制,这这样使其其对于实实时应用用就非常常合适,且且允许网网络拥塞塞时丢失失一些数数据,但但不允许许数据有有太大的的时延。 UDPP协议是是一个不不可靠的的、无连连接但相相对高效效的协议议,UDDP协议议在传输输数据时时不需要要先建立立连接。远远程主机机在收到到UDPP数据报报后,不不需要给给出任何何应答,在在很多场场合下,它它是一种种有效的的工作模模式。UDP不不保障数数据的可可靠传输输,但能能够向若若干个目目标发送送数据,或
13、或接收来来自若干干个源的的数据。一一个客户户机向服服务器发发送数据据,这一一数据会会立即发发出,而而不管服服务器是是否已准准备好接接收数据据。如果果服务器器接收到到客户机机数据,它它也不会会确认数数据报收收到与否否。正是UDDP的这这一特点点,本系系统中实实现的屏屏幕图像像广播部部分就是是基于该该协议的的,然而而由于UUDP广广播数据据包不能能超过664K,而往往往很多屏屏幕图像像经过压压缩仍超超过644K,这这就带来来了本文文需要解解决的一一个重要要问题,即即大数据据包如何何分割发发送,接接收方如如何组装装,不可可靠发送送过程中中的丢包包问题如如何解决决等。第二章CC/S结结构综述述2.1
14、C/SS结构的的分布模模式C/S分分布模式式是指将将不同任任务分布布到客户户平台和和服务器器平台的的多种形形式。下下面是几几种常见见的模式式,它们们的区别别体现为为单个客客户请求求得到服服务响应应过程中中所涉及及到的客客户和服服务器数数目不同同。(1)单单客户-单服务务器模式式这是最简简单的一一种模式式,客户户向一个个服务器器提出请请求,并并收到响响应。在在UNIIX系统统的文件件传输协协议任FFTP中中,客户户对远程程机器上上某个文文件的读读取请求求,通过过远程机机上一个个相应服服务器处处理,便便可得到到结果。简简单图示示见图22.1。图2.11单客户户一单服服务器模模式(2)单单用户一一多
15、服务务器模式式在这种模模式中,一一个客户户可与多多个服务务器交互互。简单单图示见见图2.2。图2.22单客户户一多服服务器模模式这里再举举一个较较为复杂杂的应用用实例来来说明后后面几种种模式。这是一个个大规模模商品交交易系统统的实例例,由于于商品交交易种类类多、交交易会员员数目大大,整个个系统设设计为运运行在由由网络相相连的多多个服务务器主机机和交易易微机上上。每个个服务器器主机负负责一个个不同种种类商品品的交易易,而交交易会员员通过一一台微机机可以做做多个种种类商品品的交易易。在这个例例子中,单单客户一一多服务务器的模模式体现现在交易易系统对对交易会会员提交交交易意意向的校校验功能能上。这这
16、时的客客户是在在交易会会员微机机上的校校验程序序。它需需要从存存放会员员资金信信息的服服务器得得到该会会员交易易保证金金余额信信息,还还要从会会员交易易品种所所在服务务器取得得品种价价格等信信息。校校验程序序根据这这些信息息做出是是否允许许该会员员进行所所提交易易的判定定。(3)广广播模式式这种模式式是指一一个客户户产生的的信息被被多个服服务器接接收。客客户平台台通常不不要求服服务器的的响应。简简单图示示见图22.3。图2.33广播模模式在上述交交易系统统中,交交易主机机定时向向各个交交易微机机发出交交易实况况信息是是典型的的一种广广播模式式。这时时交易主主机成为为客户,而而交易微微机就起起服
17、务器器作用。交交易微机机收到交交易实况况后,并并不向交交易主机机返回响响应。这这种设计计主要是是出于性性能考虑虑,因为为交易微微机不断断收到实实况信息息,过多多的处理理会导致致微机、主主机和网网络性能能的下降降。(4)链链式服务务器模式式这种模式式是指在在执行单单独一个个客户请请求中,多多个服务务器以对对客户透透明方式式参与完完成,即即客户调调用某个个服务器器操作,在在该服务务器执行行操作过过程中,又又调用其其它服务务器的一一些操作作。简单单图示见见图2.4。图2.44链式服服务器模模式在交易系系统的例例子中,也也有这种种模式的的实现。交交易意向向通过微微机提交交给交易易主机后后,交易易主机调
18、调用有关关程序进进行处理理,一旦旦成交,将将结果返返回交易易微机。在在这一处处理过程程中,交交易主机机访问过过存放会会员资金金信息的的服务器器主机,进进行回退退交易保保证金处处理,而而交易会会员在微微机一方方对这种种交互是是无须知知道的。从从这种模模式还可可以看出出,某台台机器会会兼有服服务器和和客户功功能。(5)任任务承包包模式在这种模模式中,一一个客户户将一些些任务程程序存放放在一个个服务器器中,该该服务器器承包执执行该任任务,这这中间也也可能会会访问多多个服务务器。简简单图示示见图22.5。图2.55任务承承包模式式在上述交交易系统统中,这这种模式式体现在在交易会会员微机机一方(即客户户
19、)的某某些功能能,通过过服务器器数据库库中存储储的过程程实现。这这些服务务器平台台上的存存储过程程专门由由客户一一方调用用执行,负负责完成成客户要要求的任任务。总之,从从对C/S的分分布模式式的介绍绍中可以以看出,一一个简单单的应用用可能只只采用一一种分布布模式,而而一个复复杂的应应用,可可能会采采用多个个不同的的分布模模式。采采用不同同的分布布模式,会会为应用用实现带带来灵活活性,但但同时也也导致设设计的复复杂性。2.2 C/SS结构的的应用模模型C/S应应用模型型源于局局域网中中的共享享设备处处理,包包括网络络硬件环环境、网网络操作作系统、网网络协议议、各种种客户系系统和服服务器系系统以及
20、及各种中中间(mmidddlewwaree)等。简简单图示示见图22.6。2.2.1网络络硬件环环境从目前全全球LAAN市场场来看,以以太网(Ethhernnet)和令牌牌环网(TookennRinng)的的占有率率在800%以上上,处于于主导地地位。虽虽然从技技术上各各具特色色,但EEtheerneet以其其组网方方便,价价格适中中,深受受广大用用户喜爱爱,在国国内情况况更是如如此。TTokeenRiing的的价格是是Ethhernnet的的数倍,但但由于其其与Ettherrnett不同的的技术思思想,越越来越受受到对数数据比较较敏感的的企业和和部门的的重视,大大有后来来居上之之势。FFDD
21、II(Fiiberr Diistrribuutedd Daata Intterffacee),特特别是双双绞线FFDDII标准的的出现,使使它更易易被人们们接受。尽尽管FDDDI的的价格相相对昂贵贵,但其其高速带带宽和容容错等特特点使它它在网络络主干和和网络互互连网等等领域大大有作为为。图2.66 Clliennt/Seerveer结构构的应用用模型2.2.2网络络软件环环境网络软件件环境包包括网络络协议和和网络操操作系统统两个方方面。其其中,网网络协议议用于实实现各种种操作系系统的网网络连接接及数据据通讯。目目前可供供选择的的网络协协议很多多,但最最主要的的是Noovelll的SSPX/IP
22、XX和事实实上的工工业标准准TCPP/IPP。TCCP/IIP协议议是当今今世界上上应用最最广而不不基于任任何特定定硬件平平台的网网络通信信协议。采采用TCCP/11P协议议的关键键是可以以用来解解决异种种机连网网和异种种机互连连的问题题,并可可访问IInteerneet网。网网络操作作系统是是网络协协议上的的网络服服务系统统。目前前主要的的网络操操作系统统有Neetwaare、UUNIXX、WIINDOOWS NT等等。另外外,工业业标准的的网络文文件系统统(NFFS)也也具备网网络操作作系统文文件服务务的功能能,从而而也被广广泛使用用。由于于C/SS应用一一般直接接建立在在网络协协议之上上
23、,所以以人们关关心网络络协议胜胜过于网网络操作作系统。但但在实现现C/SS计算环环境时,仍仍然要借借助于网网络系统统提供的的文件服服务功能能在网络络环境下下开发各各种应用用。 随着PPC机在在C/SS应用模模式中的的使用越越来越重重要,基基于PCC的各种种网络协协议也应应运而生生。著名名的有PPC/TTCP和和Novvelll网的PPC SSPX/IPXX等。2.2.3中间间件1.中间间件出现现的背景景C/S模模式的优优点已被被人们广广泛地承承认,但但是它并并没有导导致基于于C/SS模式应应用的大大量出现现。这中中间的原原因是多多方面的的,但其其中最主主要的是是缺乏有有效的开开发工具具。从现在
24、开开始到以以后很长长一段时时间内,网网络将被被各种开开放和专专用系统统占据,MMVS、VVMS、OOS/22、WIINDOOWS、SSNA、TTCP/IP、OOSI和和IPXX/SPPX等系系统和协协议是程程序员最最主要的的环境。直直接针对对原始的的网络协协议编写写软件对对少数通通信领域域的专家家来说是是很适宜宜的,但但是对大大多数开开发应用用程序的的程序员员来说,编编写这种种跨平台台的、多多协议、多多编程语语言的应应用软件件是一种种很困难难并且很很费时的的事。当当程序员员针对底底层网络络工作时时,C/S模式式的软件件将很难难发展。这主要表表现在两两个方面面:程序序对底层层网络技技术的严严重依
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