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tpp协议大全11篇

时间:2022-11-06 05:13:09

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇tpp协议范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

tpp协议

篇(1)

tpp最开始是由文莱、新西兰等四个国家发起的一项多边贸易协定,而在2015年这一协定才算真正的谈判结束,协定中包含的领域非常广,比如服务贸易、投资、货物贸易等都在其中,而且这一协定还在环保、原产地及劳工等方面制定了非常多的高标准的内容条款,具有较强的约束力。

一、TPP协议对我国的影响分析

(一)TPP协议遏制了我国政治的发展

从实质上来说,可以将TPP协议当做是美国遏制中国的一种战略手段,美国希望借助这一协议在政治、经济等方面对中国的发展进行打压,从而削弱我国的国际影响力。美国希望通过TPP协议获得其自身国际地位及影响力的提高,利用TPP谈判的发展,美国可以评价自己在政治、经济、文化、外交等方面的优势,在成员国相互之间开展合作的基础上,借助现有的政治力量,联合与我国存在领土争端或者有潜在敌对态度的国家,对我国的发展造成一定的阻碍。TPP协议的标准较高,覆盖范围较广,包含有多方经济利益,这样一种贸易体系在挑选成员国的时候,不仅会考虑堆放的经济政治实力,还会比较关注这一国家与美国之间的密切度,这可以看作是美国为保持其在亚太地区的政治优势而开展的一个战略规划,它希望在TPP谈判的发展过程中,可以实现自身地位的强化与巩固,对中国当前的优势地位进行削弱。

TPP属于一项新型的贸易协定,它既是纯粹的自由贸易协定,也具备知识产权保护、消除关税等多样化的内容,在其今后的发展中,成员国之间的贸易互换会进一步的深入,从而对亚太地区经贸机制造成一定的冲击,还容易对那些处于边缘地段的非成员国形成“排他性”,使得亚太经贸区的政治经济格局产生改变,我国也是非成员国之一,因此也会受到一定的影响。

(二)造成贸易转移,增加负面的经济效应

在TPP协议中明确指出,各成员国之间进出口贸易实行零关税,关税同盟及自由贸易协定的推进要求成员国之间在货物互通领域实行最惠国待遇与无差别待遇。其中的各个成员国在互通货物时可以实现成本的降低,原有的从其他国家进口的货物或者原材料开始在成员国之间开展进口贸易,形成了货物转移效果。随着TPP影响规模的扩大,其造成的贸易转移现象也会得到强化。在以往的亚太地区经济发展中,我国可以通过自己的资源优势,给其他国家输送原材料,从而建立了长期的贸易伙伴关系,但TPP协议中出现的成员国间的零关税协定,使得从成员国之间进口货物的成本要比从我国进口低,这样就减少了我国出口量,对我国国际贸易的发展造成了一些不利影响。另外,国际贸易总量的降低还会减少我国的贸易收入,成员国之间贸易往来更加频繁,使得原来的国际市场缩小了范围,进而我国GDP总量呈下降趋势,使得相关的福利效应得到削减,强化了这方面的负面影响。

二、我国应对TPP协议的对策分析

(一)积极推动经济一体化、贸易自由化发展

当前我国经济实力及综合国力都得到了快速发展,我国在亚洲地区的国际市场中也具备了一定的影响力及话语权,我国应该把握这一优势,加强与亚太地区国家的联系,积极与其他未加入TPP协议的国家形成良好的贸易合作关系,强化两者之间的贸易往来,实现贸易力度与深度的发展,扩大我国的影响力。另外,TPP包含的范围比较广,各个成员国的发展实力也相差较大,文化差异也会增大。我国能通过这种文化上的差异,让亚太各国可以借此加强相互间的经济及贸易往来,本着宽容。多样的发展原则,努力实现更大范围的合作,建立亚太地区内部各国的循环经济,推动各国的经济进步。还可以借助当前中日韩、亚太自由贸易区等的地区间的优势互通有无,我国不仅应该通过引进更多的高科技产品去拉动内需,推动经济增长,还应该增加纺织、服装等轻工业产品的出口量,增加出口外汇,通过这种内外结合的方式,早日实现国内产业结构的革新,使其增强经济领先地位。

(二)积极推动与其他国家间的FTA建设

TPP协议内涵与我国的经济发展战略是相契合的,在当前TPP覆盖范围不断扩大的情况下,如果我国一直保持这种不加入的态度,就容易受到排挤。对原有的同盟关系发展也是不利的。因此,我国一方面可以借助中非自有贸易桥梁其实现各国间贸易联谊的强化,巩固经济贸易中的地位。中非FTA形成的伙伴关系更加深入,我国也会在这一市场中得到更大的利益。另外,我国还可以与TPP协议国中一些发达国家开展双边谈判,对双边自由贸易的状态重新协商,尽快的与这些国家形成良好的FTA关系,进而逐渐的与TPP多数成员国建立友好的FTA关系。

三、结束语

TPP协议的发展能够有效的推动贸易自由化及区域经济的进步,本文主要讲的是这一协议对我国的影响及相关的应对对策,TPP协议对我国造成的影响可以说是利弊共存的,要清楚的认识到这一协议的复杂、多层次的特点,能为其内部成员国带来多重利益,但是对于我国来说,还需要针对其带来的各种不利影响找到相应的解决对策,对其利弊进行多角度的剖析来迎接TPP带来的挑战。

参考文献:

篇(2)

[关键词]

环太平洋;战略经济;协议;农业经济

目前在我国经济问题中,如何参加TPP环太平洋战略经济伙伴关系协议是最大的问题。TPP解决了WTO(世界贸易组织)农业谈判中没有解决的更大范围,经济力更强的多地区间的环境保护认证问题,由此可以想象对我国农业带来的影响,所以参加谈判与否,舆论有2种情况。TPP于2006年由新加坡、新西兰、智利、文莱等四国发起,2010年上述四国加上美国、澳大利亚、秘鲁、越南等国扩大谈判。TPP不是单一的自由贸易,它包含服务贸易、资本转移自由化等经济合作协定,并就经济伙伴协议进行谈判。到目前为止,就我国是否参加TPP各方面发表了许多意见。为了确保意见的客观性,政府采用充分的数据进行了两个试算。其一是由内阁府完成,因参加TPP给经济带来了一定的增长。其二是由农林水产省完成,由于参加TPP免除了参加TPP地区农产品的关税,用供给热量计算的食品自给率从39%下降到12%,这就是给农业部门带来的影响。两个估算结果正好相反,没有表现政府的统一意见,估算结果公布后,媒体给予了批判。估算结果不仅没有反映政府内部的统一意见,而且政府就这一问题的意见也不清楚。

1估算的方法和模型

1.1模型的概要及前提

这一估算模型在相关产业模型中被称之为最完善的修正的“平衡产出额模型”,在产业部门中,可以计算操作一个特定部门的生产额时对其他部门带来的影响。普通的“平衡产出额模型”是一个把最终需要(消费、投资、输出)作为外生变量、把国内生产额作为内生变量的模型。相对于普通模型而言,农林水产省估算模型是一个最终需要不变、把特定部门国内生产额作为外生变量、其他部门同内生产额作为内生产变量的模型。从这个意义上看假定最终需要不变是必要的。最终需要包括消费、投资、输出等3项,所以消费不变。农产品、食品的最终需要是大部分消费,这意味着食品消费不变,由此可见最终需要不变是十分重要的。

1.2模型

供需平衡式该模型由作者于1990年4月提出,发表于日本《农业总会研究》,具体形式见公式①.假设最终需要不变,外生部门生产额XG减少ΔXG时,求其他部门生产额XN的变化ΔXN。假设最终需要不变,Δy=ΔE=0,则③式的右边为零,由③式左边可以得到ΔXG和ΔXN的关系如④式(①式右边是外生部门,没有制约条件)。数列矢量ΔXI的成分合计为国内生产额合计的变化值。附加价值率Vj定义如下:Vj=(粗附加价值额-家计外消费支出)/国内生产额将{Vj}作为对角要素,作对角要素为零的对角行列为V,则1次效果的附加价值(国内总生产)诱发额ΔVI由下式表示:ΔVI=V•ΔXI矢量ΔVI的合计成分用ΔVt表示,则ΔVt就是一次效果诱发的国内总生产。消费性向量η定义如下:η=民间最终消费支出会计/国内总生产则Δct=ΔVt˙η就是1次效果诱发的民间最终消费支出额。将单位民间最终消费支出矢量用Cu表示,则有:X2=[I-(I-M)A]-1(I-M)Cu•ct上式可以看出ΔX2是消费诱发的2次效果。由2次效果的国内总生产诱发额(ΔV2)和1次效果一样,可以用下式表示:V2=V•X21次效果{ΔX1,ΔV1}和2次效果{ΔX2,ΔV2}加在一起就是影响总额。国内生产额的变化ΔX=ΔX1+ΔX2国内总生产的变化ΔV=ΔV1+ΔV2所谓国内总生产量就是GDP,ΔV就是GDP的变化值。

2农林水产省的计算

考虑内外价格差和品质差,验证因进口产品的竞争代替国产产品的可能性,推算因关税等国产产品保护措施的弃除,进口产品增加,在最终需求不变的情况下国产产品生产减少率,不同品种的结果见表1(表1中的结果是国产品被进口品代替的最好结果)。根据农林水产省的资料,假定个别品种生产减少,这样生产减少的品种大多是关税率高,内外价格差大的品种。鲜度是蔬菜品质的重要构成因素,所以关税率低的蔬菜的生产理所当然地没有减少。把以上国内生产减少的农业部门作为其他部门引入模型,产业关联模型使用的产业关联表就是《平成17年(2005年)产业关联表》。从表中的数据可以看出大米部门以及国内农业的主要部门生产减少,与国内农业有关的产业(肥料、农药、饲料、商业、金融等)也相应减少。结果显示农业及相关产业的从业者的收入也减少,所以消费减少,国内经济缩小。估算结果是GDP(国内总生产)为7.9兆日元,减少1.6%。根据这一估算有几点意见。(1)价格高的国产品被价格低的进口品替代,食品价格即使低结果也不变,食品消费是否会增加?(2)食品消费如果增加,整体需要可能增加,国内的农业生产是否会缩小?(3)农村不利,而在城市由于价格下降得到了实惠是否会增加?在使用产业相关模型时,假设固有的相对价格固定,结果是没有得到上述结论的反面观点。有关模型的界限问题特别是“#”点,我们用内阁府采用的GTAP模型(全球贸易分析模型)进行估算正好出现了一点。设定GTAP模型使用的国产品和进口品的代替系数(阿曼屯系数)后,即使采用GTAP模型估算,结果显示内阁府的估算结果也会发生大的变化。随着食品价格下降食品消费增加,哪怕是这样的主张,最近我国通货紧缩经济下食品价格也下降,在代表我国食品消费代表性指标的《食品供需表》中人均日供给热量下降的情况下也没有得到有力的反面佐证材料。

3重新估算的结果

重新估算是在第2中介绍的农林水产省估算之后,并将农林水产省估算之后到目前为止的实际变化代入到模型中重新进行估算。按照前述条件,我国大米生产减少,大米供应由参加TPP协议的美国、澳大利亚等国供应是不现实的,主要原因是美国、澳大利亚等国大部分大米为糯稻品种,与我国大米的品质不一样,可能取代我国大米的粳稻品种很少,难以满足市场需要,同时由于水的供给能力影响,其取代我国大米的可能性不大。据统计,我国近期大米的总需要量大约为900万t,其中的94%为846万t,即使是这点量由TTP参与国家进口,替代国产大米的需要也是难以做到的。因此,将大米生产减少率修正到50%。(即使考虑从没有参加TTP协议的中国进口,94%的数量也难以实现。因此,既要考虑TTP参加国的矢量,还要考虑大米进口的可能性)。将关税率583%的高关税品种红薯进口率调整为50%(考虑国产红薯淀粉的固有需要,所以没有减少到100%)。其他品种生产减少率按农林水产省估算采用。使用的产业关联表则使用经济产业省公布的《2009年(平成21年)延长产业关联表,产业部门进一步细分403个部门。把以上结果换算成产业关联表中的国内生产额(见表2),计算结果汇总见表3。表3中结果和农林水产省估算结果比较,GDP由7.9兆日元减少到4.2兆日元,GDP减少率由1.4%减小到1.0%。由此可以看出进一步减少大米生产的地方加大。其他使用的产业关联表由2005年的变更为2009年,农产品价格整体下降,农业部门的比重更小。与农林水产省估算比较若干变小,即使是这样给日本农业也带来了很大的伤害。对蔬菜、果实而言几乎没有影响,这是因为蔬菜、果实以往的关税率低,商品质量重视新鲜度,适应贸易自由化的竞争力强。畜牧业部门生产减少的影响主要是饲料产业的生产减少36%,结果造成饲料进口减少,主要向我国出口饲料的美国饲料生产者受到了影响。考虑大米生产减少率计算卡路里自给率时,结果由农林水产省估算的12%提高到22%(这一结果没有考虑大米以外的影响)。这一结果没有得出其他品种参加TPP协议后给日本带来多大的影响。

篇(3)

跨太平洋伙伴关系协议(Trans-Pacific Partnership Agreement,以下简称TPP)是以美国为主导,澳大利亚、秘鲁、新加坡等12个国家参与谈判的并已取得阶段性成果的综合自由贸易协议。由于此次谈判采用了秘密谈判方式,对于其中的具体内容和条款没有正式公布,从已知的协议内容来看,关于“版权和相关权利”部分,提高了与现行世界组织《与贸易有关的知识产权协议》的保护标准和执行标准,充分体现了美国化、全面化、高标准化的特点[1],主要体现在关于版权中的复制权、平行进口、反规避标准、职务作品和损害赔偿方面。

1、版权人享有的复制权范围扩大

TPP谈判协议中扩大专有复制权,规定了版权所有人对临时复制和缓存的专有权利。谈判协议规定应授予知识产权持有人“禁止所有的复制,无论以何种方法或形式,永久的或暂时的(包括以电子形式的临时存储)复制行为。这样的临时存储是指在打开网页点击网络上的视频或其他视听资料而产生的。除此之外,在使用中使用者的计算机本身也会产生临时存储,如缓冲副本等。该条规定将版权人对其作品的权利扩大到该作品的任何再创形式,包括电子的临时存储形式。不管从国际公约、美国国内法还是司法实践来看(Cartoon Network LP,LLLPv,cscHoldings一案),这一规定将版权人的复制权范围扩大到前所未有的水平,不利于文化产业的创新和互联网用户。

2、禁止平行进口

TPP谈判协议中首次在国际知识产权法律中授予版权人阻止版权作品平行进口的权利。版权作品的平行进口标志着进口商可以有选择性的从价格不同的国家进口同一版权作品。关于该问题,国际通行做法是各国法律自主解决平行进口问题。如一些发展中国家指出:”为了在世界各地合法获得其所需要的馆藏作品时,图书馆不应受到进口权和出口权的妨碍“。[2]在该次谈判中,版权的平行进口会被论及,是代表好莱坞利益的”美国电影协会“和代表IBM等大公司利益的“商业软件联盟”等强力推动的结果,[3]体现了该次谈判美国化的特点。

3、版权期限

TPP谈判协议中延长了版权的保护期限。协议中规定将版权的保护期限延长为作者的有生之年加70年,或如果不以自然人的生命为基础计算,则从作品第一次被授权出版、表演或唱片发行之日起不少于95年,或作品创作之日起25年内并没有授权出版、发行,其保护期为该作品完成之日起不少于120年。这种“地板“式的最低保护标准,是版权保护的下限,在此基础上还可以进一步延长,这完全突破了大多数国家支持的TRIPS协议规定的作者有生之年加50年的最低门槛,这种延长剥夺了公众利用现有文化进行再创作的权利,强行提高了知识产权的公共成本而没有提供任何公共利益,打破了公益与私益的平衡,违法了著作权法促进文化繁荣的宗旨。[4]

4、版权人反规避范围的扩大

TPP谈判协议大大提高了反规避标准,扩大了法律禁止的范围。协议中的反规避条款更为严苛,协议规定任何关于规避或买卖规避物件或服务的法规应制定有民事和刑事处罚的措施。其中刑事处罚措施应适用的主体是除非营利的图书馆、档案馆、教育机构或公共非商业广播机构以外的任何人,只要采取了“为商业利益或个人财务收益之目的“的规避措施,这一规定,在主观方面,超过了《反假冒贸易协议》与《美韩自由贸易协定》[5]后两个协议中均规定:只有在(行为人)知道或有合理的理由知道行为是违法的情况下,才能对规避行为采取法律惩罚。但关于“主观要件”的要求在TPP的反规避条款中并不存在,它只要求对技术规避进行惩罚,而毫不考虑行为人的主观故意。

当然,TPP谈判协议中也规定了一系列有限的对规避责任的限制和例外,但是这些限制和例外类似但不等同于美国《数字版权法》1201条。其1201条,确立了一种常设的行政规则制定程序,用来评估禁止规避控制访问技术措施所带来的影响。对此行为的禁止规定要到两年后才生效,即应对某种特殊类型作品的使用者适用一项例外,条件是如果这种连非侵权性使用也禁止的规定对这些使用造成或可能造成不良影响。该例外规定的适用要由版权局局长和负责通讯和信息的商务部长助理商议后提议,由国会图书馆通过一定的规则决定。

除此之外,TPP建议案还构建了一种新的版权权利管理信息制度,从而降低了相关侵权门槛,扩大了法律禁止的范围(如对于电子权利管理信息,被移除或改变的作品、表演、录音制品的复制品,禁止任何人播放、传输及将作品向公众提供。)

5、法定损害赔偿

TPP谈判协议中关于损害赔偿的具体规定基本类似于美国国内严格的损害赔偿体系。其中关于损害赔偿,谈判协议中知识产权部分第162条规定:在版权和邻接权的侵权案件中,每个成员国应该提供民事诉讼程序,成员方的司法当局有权命令侵权者赔偿被侵权者所遭受的损失。第163条规定了损失的计算方法,在确定损失的数额时,成员方的司法当局有权考虑到侵权人的损失的利润、侵权物品的价值。这里损失的数量是侵权物品的数量,这里的价值是以市场价格进行衡量或建议零售价。在163条中还规定了版权和邻接权的加赔偿(附加赔偿)。从以上规定来看,中谈判协议关于版权侵权损害赔偿的计算方式的特点,首先,在确定赔偿物品的数量上,其规定的是侵权商品的数量,这里的侵权商品的数量肯定会比减少的发行量或者复制品的市场销售量多。正如有学者所言:因为并不是有多少侵权复制品就卖出了多少。[6]其此,T谈判协议中规定了”附加赔偿“(additional damages)。这里的附加赔偿就是惩罚性赔偿。

6、无限增加雇用作品(职务作品)中雇主的权利

TPP谈判协议第4.7条要求TPP成员方许可“任何人均可通过合同获得或掌握作品中所有的经济权利并可以自己的名义使用这些权利和充分的享有这些权利所派生的利益。这与当前关于职务作品的权利规定有很大不同。

从以上谈判协内容可以明显看出版权权利内容的扩张,文化信息的产业化偏离了促进文化创新、增长、流动传播的道路,反而形成了文化信息上的认为闭塞、阻碍、限制,遏制了文化产品的创新,减损了社会公众本应有享有的信息福利。(作者单位:四川大学)

参考文献:

[1] 丛立先,《TPP》知识产权谈判对我国的影响及其应对策略,2015,10,8,IPR daily.

[2] 见“版权及相关权常设委员会第二十四届会议“文件,2012年7月16至25日,日内瓦,SCCR/2318,世界知识产权组织,2012年8月1日出版.

[3] 郑万青,《从TPP建议案版权条款看美国的版权扩张政策》,知识产权,2015年第1期.

篇(4)

WWW(World Wide Web,3W,Web)中文译名为万维网,环球信息网等。是欧洲核物理研究中心(CERN)为全球范围的科学家利用Internet建立在客户机/服务器模型之上,为了方便地进行通信、交流和查询所建立的。Internet采用超文本和超媒体的信息组织方式,将信息的链接扩展到整个Internet上。万维网是一个分布式的超媒体(Hypermedia)系统,它是超文本(Hypertext)系统的扩充,所谓超文本是包含指向其他文档的链接文本,超文本是万维网的基础,在万维网中,主要使用了两个协议,分别是HTTP协议和FTP协议。

1 HTTP协议

超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol,HTTP)提供了访问超文本信息的功能,是万维网与Web服务器之间的通信协议,属于应用层。HTTP协议是用于分布式协作超文本信息系统的、通用的、面向对象的协议。可以用于传输各种超文本页面和数据。

HTTP协议包括以下4个步骤:

第一,建立连接。客户端向服务器发出建立连接HTTP报文的请求,服务端将响应发送回客户端,连接建立。

第二,发送请求。客户端按照HTTP协议通过连接线路向服务端发送请求。

第三,给出应答。服务器按照客户端的要求给出应答,将结果HTML文件返回给客户端。

第四,关闭连接。客户端接到HTTP报文请求后关闭连接。

HTTP协议是基于TCP/IP之上的协议,它不仅保证是否能够正确传输超文本文档,而且还要确定传输文档中的哪一部分,以及哪部分内容首先显示等。通常HTTP报文消息包括客户向服务器的请求报文和服务器向客户的响应报文。这两种类型的报文消息由一个起始行,一个或者多个头域,一个指示结束的空行和消息体组成。HTTP的报文结构包括通用首部、请求首部、响应首部、实体首部和实体主体五个部分。每个头域由,和三部分组成。(注意:域名与大小写无关,可以在域值前添加任何数量的空格符,可将万维网的头域扩展为多行。)

通用域名首部包含请求和响应报文,其中的头域还包含Cache-Control、Connection、Date、Pragma、Transfer-Encoding、Upgrade、Via等。对通用头域的扩展要求通讯双方都支持,如果存在不支持的通用头域,一般将会作为实体处理。

一次HTTP操作其工作过程可分为以下几步:

第一,浏览器分析链接指向页面的URL。

第二,浏览器向DNS请求解析IP地址。

第三,域名系统DNS解析出微软服务器的IP地址。

第四,浏览器与该服务器建立TCP链接。

第五,浏览器发出HTTP请求GET。

第六,服务器通过HTTP响应把文件index.heml发送给浏览器。

第七,TCP连接释放。

第八,浏览器将文件index.heml进行解释,并将Web页显示给用户。

如果在以上过程中的某一步出现错误,那么产生错误的信息将返回到客户端,由显示屏输出。对于用户来说,这些过程是由HTTP自己完成的,用户只要用鼠标点击,等待信息显示就可以了。HTTP采用TCP作为运输层协议,保证了数据的可靠传输,HTTP不需要考虑数据在传输过程中丢失后是怎样重传的,但是HTTP协议本身是无连接的,即通信双方在交换HTTP报文之前不需要先建立HTTP链接。

2 FTP协议

文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)是因特网上使用最广泛的文件传输协议,FTP运行在TCP上采用客户/服务器模型,包括两个组成部分,分别为FTP服务器、FTP客户端。其中FTP服务器用来存储文件,用户可以使用FTP客户端通过FTP协议访问位于服务器上的资源。FTP使用20和21这两个端口,如果采用主动模式,那么数据传输端口就是20;如果采用被动模式,数据传输端口就是21。

FTP提供以下功能:

第一,提供不同种类的主机系统之间的传输。

第二,使用户对远程服务器上的文件进行管理。

第三,提供文件共享能力。

另FTP还有两种模式,主动方式Standard(PORT方式),被动方式Passive(PASV方式)。Standard模式下FTP客户端发送PORT命令到服务器。Passive模式下FTP的客户端发送PASV命令到FTP Server。

Port:FTP客户端与服务器的21端口建立控制连接,用来传输控制信息,客户端发送请求,通过控制连接发送给服务器端的控制进程。服务器通过自己的数据连接端口连接至客户端的指定端口并发送数据。

FTP服务器在很多情况下是不支持PASV模式的,因为很多防火墙在设置时,是不允许接受外部发起连接的,因而位于防火墙后或内网的客户端无法穿过防火墙打开FTP服务器的高端端口,故许多内网的客户端不能用PORT模式登陆FTP服务器,造成无法连接。

文件交换协议(File Exchange Protoco,FXP)相当于是FTP的控制器,也可以认为FXP本身其实就是FTP的一个子集,使一个FTP客户端控制两个FTP服务器,在两个服务器之间传送文件。FTP协议的任务是使计算机将文件传送至另一台计算机,它与这两台计算机所处的位置、联接的方式、是否使用相同的计算机操作系统均没有关系。例如,两台计算机通过FTP协议连接,并且能够成功地访问Internet,用户就可以使用FTP命令来传输文件。

其传输方式可分为两大类:ASCII传输和二进制数据传输。

ASCII传输模式:若客户端当时正在拷贝的文件中包含的简单ASCII码,在机器上运行的是不同的操作系统,当文件传输时,FTP协议通常会自动地调整文件的内容以便于将文件“翻译”成另一台计算机存储的文本文件格式,就是我们通常所说的翻译。但是时常会有这样的情况发生,用户正在传输的文件包含的不是文本文件,它们可能是程序、数据库、字处理文件或者压缩文件等信息。那么这时,ASCII传输模式则会消耗大量的时间、资源进行翻译,与我们所希望的相去甚远,于是,出现了第二种传输方式,二进制传输。

参考文献:

[1] 沈红,李爱华.计算机网络(第二版)[M].清华大学出版社,2010.

[2] 谢希仁.计算机网络(第5版)[M].电子工业出版社,2011.

篇(5)

中图分类号:TP391 文献标识码:A

一、HTTP协议简述

HTTP是一个客户端和服务器端请求和应答的标准。所有基于Web的应用都要使用到HTTP协议。通过使用Web浏览器、网络爬虫或者其它的工具,客户端发起一个到服务器上指定端口的HTTP请求。尽管TCP/IP协议是互联网上最流行的应用,HTTP协议并没有规定必须使用它和(基于)它支持的层。事实上,HTTP可以在任何其他互联网协议上,或者在其他网络上实现。HTTP只假定可靠的传输,任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。

二、HTTP协议的概念

超文本传输协议(HTTP)是一种通信协议,它允许将超文本标记语言(HTML)文档从Web服务器传送到客户端的浏览器。

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、快速的方式,适用于分布式超媒体信息系统。经过几年的使用与发展,得到不断地完善和扩展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版。

三、HTTP协议的主要特点

1 支持“客户/服务器”模式。

2 简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。

3 灵活:HTTP允许传输任意类型的数据。正在传输的类型由Content-Type加以标记。

4 无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

5 无状态:HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大。它并不知道这两个请求来自同一个客户端。 为了解决这个问题, Web程序引入了Cookie机制来维护状态。另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

四、HTTP协议与URL

HTTP(超文本传输协议)是一个基于请求与响应模式的、无状态的、应用层的协议,常基于TCP的连接方式,HTTP1.1版本中给出一种持续连接的机制,绝大多数的Web开发,都是构建在HTTP协议之上的Web应用。

http表示要通过HTTP协议来定位网络资源;host表示合法的Internet主机域名或者IP地址;port指定一个端口号,为空则使用缺省端口80;abs_path指定请求资源的URI;如果URL中没有给出abs_path,那么当它作为请求URI时,必须以“/”的形式给出,通常这个工作浏览器自动帮我们完成。

五、HTTP消息的结构

先看Request 消息的结构, Request 消息分为3部分,第一部分叫请求行, 第二部分叫http header, 第三部分是body。 header和body之间有个空行。

第一行中的Method表示请求方法,比如“POST”,“GET”,Path-to-resoure表示请求的资源, Http/version-number 表示HTTP协议的版本号。当使用的是“GET” 方法的时候,body是为空的。

Http协议定义了很多与服务器交互的方法,最基本的有4种,分别是GET,POST,PUT,DELETE。 HTTP中的GET, POST, PUT, DELETE就对应着对这个资源的查,改,增,删4个操作。 我们最常见的就是GET和POST了。GET一般用于获取/查询资源信息,而POST一般用于更新资源信息。

我们再看Response消息的结构, 和Request消息的结构基本一样。 同样也分为三部分,第一部分叫request line, 第二部分叫request header,第三部分是body。 header和body之间也有个空行。

HTTP/version-number表示HTTP协议的版本号,status-code 和message 为状态代码。

Response 消息中的第一行叫做状态行,由HTTP协议版本号,状态码,状态消息 三部分组成。

状态码用来告诉HTTP客户端,HTTP服务器是否产生了预期的Response。

HTTP/1.1中定义了5类状态码,状态码由三位数字组成,第一个数字定义了响应的类别 。

200 OK-最常见的就是成功响应状态码200了, 这表明该请求被成功地完成,所请求的资源发送回客户端。

302 Found 重定向,新的URL会在response中的Location中返回,浏览器将会使用新的URL发出新的Request。

304 Not Modified 代表上次的文档已经被缓存了, 还可以继续使用。

400 Bad Request 客户端请求与语法错误,不能被服务器所理解。

403 Forbidden 服务器收到请求,但是拒绝提供服务。

404 Not Found 请求资源不存在。

500 Internal Server Error 服务器发生了不可预期的错误。

503 Server Unavailable 服务器当前不能处理客户端的请求,一段时间后可能恢复正常。

结语

以上便是HTTP协议的工作原理及基本结构,在实际工作学习中我们可以使用Fiddler软件工具来帮助我们具体分析http协议的工作流程。

篇(6)

超文本传输协议(HTTP)是目前通过Internet进行信息交换最主要的方式。HTTP协议是建立在请求/响应(request/response)模型上的。首先由客户建立一条与服务器的TCP链接,并发送一个请求到服务器,请求中包含请求方法、URI、协议版本以及相关的MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)样式的消息。服务器响应一个状态行,包含消息的协议版本、一个成功和失败码以及相关的MIME式样的消息(包含服务器的信息、资源实体的信息和可能的资源内容)。图1给出了HTTP协议实现的一个简单模型。HTTP/1.0[3]为每一次HTTP的请求/响应建立一条新的TCP链接,因此一个包含HTML内容和图片的页面将需要建立多次的短期的TCP链接。一次TCP链接的建立将需要3次握手。另外,为了获得适当的传输速度,则需要TCP花费额外的回路链接时间(RTT)。每一次链接的建立需要这种经常性的开销,而其并不带有实际有用的数据,只是保证链接的可靠性,因此HTTP/1.1[4]提出了可持续链接的实现方法。HTTP/1.1将只建立一次TCP的链接而重复地使用它传输一系列的请求/响应消息,因此减少了链接建立的次数和经常性的链接开销。

可持续链接减少了每次TCP链接建立的时间,但是一个空闲的TCP链接将需要一个Socket和相应的存储缓冲区。一个Socket缓冲区的最小长度必须大于一个TCP包的最大长度,即64 KB,而且很多实现方法在链接建立时将预分配一些缓冲区。可用的Socket的数量是有限的,很多基于BSD的操作系统对于能够同时打开的链接数都有一个缺省的最大值。

无线掌上设备PDA的应用(如浏览器)[5]特点表现在:① 因为页面是针对掌上设备制作的,一般在1 K~2 K字节,比较小;② 目前无线通信网络的带宽很窄,GSM的数据信道带宽只有9.6 K。当前Web页面的访问大多通过HTTP协议,并使用TCP作为下层的传输控制协议。但不幸的是,TCP并不适合短会话的应用情况,不同于现在采用的使用单一TCP传输协议进行数据传输的方式。本文提出了采用动态选择传输层协议(TCP、UDP)的方法来改善取回页面的延迟、网络拥塞以及服务器的负荷。

这种混合TCP-UDP的方法结合两个方面的优点:首先,对于需要比较少数据传输的情况,它将使用UDP作为传输层的协议,从而避免了TCP链接的多次握手开销;另外,对于需要较多数据传输的情况,它将使用可靠的带有重排序和拥塞控制的TCP协议作为传输层的协议。混合TCP-UDP的实现方法只需要对应用层的改动,而操作系统的核心代码不用任何更改。仅采用UDP协议的缺点在于,需要在应用层建立一套类似于TCP复杂的控制协议,从而进行重排序和拥塞控制来保证传输的可靠性。

1 背 景

HTTP是一个请求/响应协议,客户端的应用程序通过提供一个URL可以从服务器上得到所需的数据。HTTP可以用来访问各种不同类型的资源,其中包括文本、图形、影音、可执行文件、数据库查询结果等等。

图2给出了在客户端发起HTTP GET请求后,在客户端和服务器之间进行数据包交换的示意。图中只有两个数据包是有用的(即携带了数据):一个是HTTP GET请求,另一个是HTTP的响应。其它的都是TCP用来进行握手操作的数据包。为了减轻Web服务器的负荷,经常采用重定向机制。这样从服务器发来的重定向响应报文是很短的数据包。使用TCP作为传输协议需要至少7个数据包,而使用UDP则只需要2个数据包就足够了。

2 设 计

我们使用混合传输层[6]的方法即对于少量数据传输的链接采用UDP,而对于大量数据传输的链接采用TCP作为传输层协议。这样对于短链接而言就避免了TCP经常性的握手开销,而对于长链接则仍可获得TCP的优点,如超时重传、拥塞控制、错误恢复机制等。这种方法中,客户端首先尝试使用UDP作为传输层的协议,如果对于所请求的URL UDP并不适合,则再次使用TCP链接。这种方法提供了以下保证:

如果初始的UDP数据包丢失,将采用TCP重新链接而不会受到影响。

如果所链接的服务器没有使用混合传输层的实现机制,客户端将使用TCP重新进行链接。

图3给出了混合TCP、UDP的实现算法。一个采用混合算法的HTTP客户端首先使用UDP作为传输层的协议发出HTTP GET请求,同时启动超时定时器。

当服务器处理客户端发来的请求时,它可以从以下两点做出选择:

① 如果响应的数据足够小(比如,可放到一个数据包中),服务器将使用UDP发回响应。像比较小的网页或HTTP REDIRECT响应就属于这一类。

② 如果响应的数据很大,无法放进一个UDP数据包中,服务器则要求客户端使用TCP重试。这可以通过添加一个HTTP的头部字段来解决如 TCPRETR。

在客户端,将会出现以下三种情况:

客户端从服务器接收到响应。如果响应中包含了所需的HTTP响应,客户端将对数据进行处理。如果服务器要求客户端重试,客户端将使用TCP作为传输层重试。

如果服务器没有处理通过UDP传输的HTTP包,客户端就会收到ICMP错误消息(目的地址无法到达/协议无法到达)。此时客户端将会使用TCP重试。

如果定时器超时,客户端应使用TCP重试。

图4给出了在定时器超时情况下,客户端和服务器之间数据包的交换。这种超时机制提供了可靠性,以及与未使用混合TCP-UDP方法的服务器的兼容性。

图5示意了服务器要求客户端使用TCP重发请求时,客户端和服务器之间的数据包交换。

3 结 语

混合TCP-UDP方法改善了参与HTTP传输的三个方面:客户端、服务器和网络。

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中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)02-0028-02

Simulation and Optimization of IEEE1588 Time Synchronization

LV Bao-qiang, WEN Jin-bao

(Guangdong Technical College of Water Resources and Electric Engineering , Guangzhou 510925 , China)

Abstract: In this paper, we present the simulator we developed for PTP time synchronization in 802.11 WLANs. The behavior of the PTP time synchronization, the simulation results and the factors that affect the PTP performance are presented and evaluated.

Key words: WLAN; time synchronization; IEEE 1588PTP

1 引言

目前,在包交换网络中,时间同步算法主要采用了时间包交换技术。网络时间同步协议(NTP)[1]已被广泛应用于因特网中,然而,在理想情况下,NTP在有线局域网(LANs)的精度也仅能够控制在毫秒级。在有线的工业以太网中,IEEE1588 PTP将时间同步精度提到了微秒级。近年来,许多时间同步协议已被提出用于无线传感器网络(WSN)中,其中典型的时间同步协议有参考广播同步(RBS),延迟测量时间同步(DMTS),洪泛时间同步协议(FTSP),时间同步协议的无线传感器网络(TPSN)[2-4]等。然而,这些协议均未能在能源效率及同步精度上实现很好的优化。

在有线分组包交换网络中,IEEE 1588精确时间协议(PTP)[5]已经被提出。PTP的时间同步精度可控制在微秒级,比基于NTP的时间同步精度要高得多。由于操作简单,所需的带宽相对较低,相比于传统的时间同步协议(例如,RBS,FTSP等)PTP更适合用于通信带宽和能源受限的WLAN设备中。

本文详细阐述了PTP性能的仿真和优化。对PTP时间同步精度的因素进行了分析,研究结果表明:PTP的盖戳适合在物理层附近,rate对精度也有影响。

2 PTP包装交换的实现

一个典型的PTP同步过程是基于延迟请求-响应机制。PTP同步过程中包括四种类型的数据包[3],分别是:Sync消息包,Follow_Up消息包,Delay_Req消息包和Delay_Resp消息包。

首先,主时钟在t1时刻向从时钟发送Sync消息包,从时钟接收到Sync消息包并记录下其到达时间t2。用[dms]表示Sync消息包在主从时钟间的传播延迟,然后,从时钟于t3时刻向主时钟发送Delay_Req消息包,主时钟在t4时刻接收到该消息包,随后主时钟立即将时间戳t4嵌入到Delay_Resp消息包中,并⒏冒发送给从节点。用[dsm]表示Sync消息包在从主时钟间的传播延迟。在实际的网络中,节时钟之间的传播延迟很有可能是不一样的,即[dms]≠[dsm]。当从时钟获得t1、t2、t3、t4四个时间戳后,时钟偏移的观测值如下:

[θM(n)=[(ts1-tm1)-(tm2-ts2)]2] (1)

3从时钟的校正

假设基于PTP包交换所获得的时间戳是绝对精确的,于时钟偏移(offset)和的观测值可直接用于矫正本地时钟,以实现PTP时间同步。然而,由于主从时钟包交换过程中存在着各种不确定因素,期间获取的时间信息通常是不精确且不可靠的。为了实现从时钟与主时钟的时间同步,在每个同步时刻要得到时钟偏移(offset)校正量,用校正量来直接校正从时钟的offset。

[μθ(n)=θM(n)] (2)

4 仿真结果

图6表示PTP采用硬件时间标记时从时钟的时钟偏移的仿真结果。我们发现当PTP采用硬件时间标记时,从时钟的时钟偏移保持-0.3/s到0.3/s之间变化,这PTP采用软件时间标记时从时钟的时钟偏移小了很多,且达到了PTP微妙级同步精度的设计初衷。这也再次验证了,PTP进行同步时采用硬件时间标记机制的重要性和必要性。

5 结束语

本文详细地阐述了一种基于802.11网络的IEEE1588协议的仿真的实现过程。该仿真对分析和评估PTP时间同步协议提供了一种高能效、可视化的方法,能够对时间戳不确定性以及其他因素对PTP性能的影响进行分析,研究结果表明:PTP的盖戳适合在物理层附近,rate对精度也有影响。

参考文献:

[1] PHILLIPS J, KUNDERT K. Noise in mixers, oscillators, samplers, and logic an introduction to cyclostationary noise[C]//Proceedings of the IEEE 2000 Custom Integrated Circuits Conference. Orlando, FL: IEEE, 2000: 431-438.

[2] SUNDARARAMAN B, BUY U, KSHEMKALYANI A D. Clock synchronization for wireless sensor networks: a survey[J]. Ad Hoc Networks, 2005, 3(3): 281-323.

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1 概述

随着信息科学技术和通信技术的不断快速发展,基于互联网的网络通信应用在社会各个领域中的应用越来越广泛,使得互联网通信应用成为现代人日常生产生生活不可或缺的一部分,通过互联网络通信,网络用户之间可以实现数据传输、信息共享,从而极大地提高了人们的生活质量。然而,互联网络中的数据传输过程,并不是杂乱无章的随机传送,而是在计算机网络通信协议的基础上,双方都按照协议的内容和机制,来发送数据信息和读取分析数据信息,进而实现互联网络的数据传输和信息共享的功能,TCP/IP协议就是互联网络中重要的通信协议,它的存在奠定了整个互联网络通信的基础,所以对于TCP/IP通信协议的学习对于理解互联网通信机制来辅助互联网学习和工作具有很大的帮助。

2 计算机网络的TCP/IP通信协议

TCP/IP协议是“Transmission Control Protocol / Internet Protocol”的简写,是Internet网络基本的协议,它为计算机通讯的数据打包传输以及网络寻址提供了标准的方法。由于TCP/IP协议的优越性,使得越来越多的通信设备支持TCP/IP协议,使互联网络逐步走向规范化,最终TCP/IP协议成为了当前网络通信协议标准中最基本的网络通信协议、Internet国际互联网络的基础。

2.1 计算机网络TCP/IP协议

针对计算机互联网络的通信协议,国际标准组织ISO创立了七层OSI网络模型,自上而下,分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。而TCP/IP协议则是应用在传输层和网络层的数据传输控制协议,来规定网络设备接入互联网络以及设备间数据通信的标准。在通信设备经过互联网络进行数据传输时,通信设备数据发送端,发送TCP/IP通信报文,此时TCP/IP协议携带着通信设备发送端的传输数据内容以及目标通信设备的地址标示在互联网络中进行寻址,从而正确地传送到目标通信设备。当目标通信设备接收到TCP/IP通信报文后,按照协议内容,去除通信标示,来获取传输数据内容,并加以校验,如果经校验后发生差错,目标通信设备会发出TCP/IP信息重发报文,让发送通信设备再次将TCP/IP通信报文发展目标通信设备,去掉通信标示来获取传输数据信息。

2.2 TCP/IP通信协议报文格式

在互联网络中,基于TCP/IP通信协议传输的数据内容都是以通信报文的形式在互联网络内部进行传输,通信报文实质上就是一串二进制字符串,而字符串内不同位置的二进制字符标示不同的含义。从TCP/IP通信协议的主要报文格式可以看出,IP协议是基于TCP协议至上的,TCP协议报文时作为IP通信报文的数据部分来进行传输的。实际上,互联网内传输的通信字符串还有其他的通信协议,TCP/IP通信报文也是作为其外层协议的通信数据部分嵌入到通信报文中在互联网内进行传输。

在IP协议首部,包含了一些关于IP协议的标示、通信地址等信息,主要包括数据字符串总长度的信息、通信标示号、源IP地址和目标IP地址等信息,当IP通信报文经过路由寻址时,会根据首部内记录的目标IP地址来选择传输方向,最终根据目标IP地址传输至目标通信设备。此外,IP通信报文首部还包含其他信息,比如IP协议版本号、首部长度、校验信息、该IP通信报文生存时间(即该报文经过多少个路由后自动取消传输)等与IP通信报文相关的信息,以确保IP报文传输的正确性和安全性。TCP协议通信报文是作为IP通信报文数据内容存在的,TCP协议也分为TCP报文首部和TCP通信数据。TCP通信报文首部主要包括了源端口号和目标端口号等信息,当TCP/IP通信报文经过互联网络到达目标通过新设备后,通信设备会根据TCP报文首部的目的端口号选择设备端口号来接受该数据信息,进而实现互联网络的数据传输。

2.3 TCP/IP协议通信过程

互联网络的通信设备基于TCP/IP协议建立通信过程,也是根据TCP/IP协议来实现的。当源通信设备想向目标设备发送数据时,首先会发送一个TCP/IP通信报文来确认连接,该通信报文在互联网络中经过寻找传输后找到目标设备,目标设备也会向源通信设备发送一个TCP/IP报文以确认建立通信连接,此时,源通信设备就会将通信数据以TCP/IP通信报文的形式进行数据打包,然后向目标数据进行传输,在收到数据后,目标设备同样会发送TCP/IP报文以确认收到信息。当然,TCP/IP通信数据长度是一定的,当通信数据超过报文长度时,源通信设备会将其分段发送,而目标设备则会根据IP报文首部的标识号进行数据重组来重现传输数据信息,进而完成互联网络通信设备数据传输。

3 总结

TCP/IP网络协议是当前互联网络最基本的通信协议。根据TCP/IP网络协议,连接在互联网内的通信设备可以根据TCP/IP通信报文格式的内容将传输数据打包在TCP/IP通信报文内,并以其规定的通信流程进行数据传输,从而实现互联网络内的数据高效安全的传输。

参考文献:

[1]杨绍文.谈计算机网络的TCP/IP协议[J].科技信息.2011(02)

[2]查东辉.试论计算机网络通信协议[J].电脑知识与技术.2013(14)

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TCP/IP协议是Internet各种协议中最基本的协议,也是最重要和最著名的两个协议,即传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和网际协议IP(InternetProtocol),简单的说,就是主要由底层的lP协议和TCP协议组成。因此,我们经常提到的TCP/IP并不一定是指TCP和lP这两个协议,而往往是指Internet所使用的体系结构或是指整个的TCP/IP协议族。

一、TCP/IP参考模型

TCP/IP协议将Internet分为五个层次,也称为互联分层网模型或互联网分层参考模型。这五个层次分别是应用层(第五层)、传输层(第四层)、网络层(第三层)、数据链路层(第二层)、物理层(第一层)。模型如下图所示:

由于TCP/IP协议在设计时考虑到要与具体的物理传输媒体无关,因此在TCP/IP的标准中并没有对数据链路层和物理层做出规定,而只是将最低的一层取名为网络接口层。这样,如果不考虑没有多少内容的网络接口层,那么TCP/IP体系实际上就只有三个层次:应用层、传输层和网络层。

1、物理层:对应于网络的基本硬件,是Internet的物理构成,例如,PC机、互联网服务器、网络设备等。物理层的任务就是透明的传送比特流。在物理层上所传送数据的单位是比特。传递信息所利用的一些物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,并不在物理层之内而在物理层的下面。

2、数据链路层:定义了将数据组成正确的帧的规范和在网络中传输帧的规范。帧:是指一串数据,是数据在网络中传输的基本单位。数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。在传送数据时,若接收结点检测到所收到的数据中有差错,就要通知发送方重发这一帧直到这一帧准确无误的到达接收结点为止。在每一帧所包含的控制信息中,由同步信息、地址信息、差错控制、以及流量控制信息等。

3、网络层:定义了在Internet中传输的“信息包”的格式,以及从一个源,通过一个或多个路由器到达最终目标的“信息包”转发机制。这里要强调指出,网络层中“网络”二字,已不是我们通常谈到的网络的概念,而是在计算机网络体系结构中的专用名词。

4、传输层:为两个用户进程之间、管理和拆除可靠而又有效的端到端的链接。这一层曾有几个译名,如传送层、传输层或转送层。现在比较一致的意见是译为运输层。在运输层,信息的传送单位是报文。当报文较长时,先要把它分割成若干个分组,然后再交给下一层(网络层)进行传输。

传输层的任务是根据下面的通信子网的特性最佳的利用网络资源,并以可靠和经济的方式,为两端主机(也就是源站和目的站)的进程之间,建立一条运输连接,以透明地传送报文。或者说,运输层向上一层进行的通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端的服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。在通信子网内的各个交换结点以及连接各通信子网的路由器,都没有运输层。运输层只能存在于通信子网外面的主机之中。运输层以上的各层就不再关心信息传输的问题了。正因为如此,运输层就成为计算机网络体系结构中非常重要的一层。

5、应用层:定义了应用程序使用Internet的规范。应用层是原理体系结构中的最高层,应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要(这反应在用户所产生的服务请求)。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作,而且还要作为互相作用的应用进程的用户(useragent),来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用提供服务。需要注意的是,应用层协议不是解决用户各种具体应用的协议。

二、TCP/IP主要协议

TCP/IP是一组通信协议的带名词,是由一系列协议组成的协议簇。它本身至两个协议集:TCP-传输控制协议,IP――互联网协议。网络层、传输层、应用层中使用的TCP、lP主要协议有:

2.1、网络层

TCP/IP网络层包括以下协议:

IP(网间协议)――定义一套在网络中通讯的规则。IP包括地址信息和一些控制信息。IP有两个主要任务:在网络中提供无连接的、尽力而为的数据报传送,以及提供数据报分片和重组以支持具有不同最大传输单元(MTU)的数据连路。IPv4是当前网络中使用的版本;IPv6是新的协议版本。

ARP(地址解析协议)――允许主机动态的发现对应于特定IP网络层地址的MAC(传输媒体访问控制)地址。给定网络中的两个设备,若要通信,它们必须要知道对方设备的物理地址。

RARP(逆地址解析协议)――用于将MAC地址以射到lP地址。未知其IP地址的无盘工作站在启动时可使用RARP,它在逻辑上是ARP的逆过程。RARP依赖于具有MAC地址到lP地址映射表项的RARP服务器。

ICMP(网际控制报文协议)――用以将错误以及其他有关lP分组处理的信息报告给源站。

2.2 传输层

TCP/IP传输层中定义了一下两个传输层协议:

TCP(传输控制协议)――提供IP网络中面向链接的、端到端的可靠数据传输。

TCP使用三次握手机制建立连接。三次握手通过允许各方对初始序列号达成一致来使得连接两端同步。此机制也保证了各方已准备好数据发送/接收,并且知道对方也已准备好。使用此机制保证会话建立期间和会话终止后不会传输或重传分组。

UDP(数据报协议)――作为IP和上层进程接口的无连接协议。与TCP不同,UDP并未给IP加入可靠性、流量控制或差错恢复等功能。由于UDP的简单性,UDP头比TCP包含更少的字节,同时消耗更少的网络开销。

TCP和UDP使用协议端口号来相互区分运行在同一设备上的多个应用。端口号是TCP和UDP段的一部分,用来识别数据段属于哪个应用。众所周知的或标准的端口号被分配给各种应用,以使得TCP/JP协议的不同实现可以互操作。这些众所周知的端口号的例子包括一下几种:

①FTP(传输协议)TCP端口20(数据)和端口21(控制)。②Telnet TCP端口23。③TFTP(普通文件传输协议)UDP端口69。

2.3 应用层

在TCP/IP协议中,对应OSI模型的上面三层并成一层,称为应用层。这里由许多应用层协议,它们代表多种应用,主要包括一下几种:①FTP(文件传输协议)和TFTP(普通文件传输协议)用于传输大量数据。②SNMP(简单网络管理协议)用于网络管理,报告网络异常,并设置网络阈值。③SMTP(简单邮件传输协议)提供电子邮件服务。④DNS(域名系统)讲网络节点名转换成网络地址。

三、lP协议和TCP协议所提供的服务分析

3.1 lP协议服务分析

3.1.1 不可靠的投递服务

lP协议提供不可靠的、尽力的、无连接的数据投递服务,它无法保证数据报投递的结果。在传输的过程中,数据报可能会丢失、重发、延迟和乱序等,但是IP服务的本身却不关心这些结果,也不讲这些结果通知收发双方。

3.1.2 无连接的投递服务

每个数据报独立处理和传输,因此,由一台主机发出的数据报序列。可能取不同的路径,甚至其中的一部分数据报会在传输过程中丢失。

3.1.3 尽力的投递服务

lP协议软件决不简单的丢弃数据报,只要有一线希望,就向前投递;尽力投递的另一种体现方法是lP协议软件执行数据报的分段,以适应具体的传输网络,数据报的合段则由最终节点的lP模块来完成。

3.2 TCP协议服务分析

3.2.1 面向流的投递服务

TCP协议在IP协议软件提供的服务基础啊上,支持面向链接的、可靠的、面向流的投递服务。应用程序之间传输的数据可被视为无结构的字节流(或位留),流投递服务保证收发的字节顺序完全一致。

3.2.2 面向链接的投递服务

流传输之前,TCP收发模块之间需建立链接(类似虚电路),其后的TCP报文在此连接基础上传输。TCP连接报文通过lP数据报进行传输,由于IP数据报的传输导致ARP地址映射表产生,从而保证了后继的TCP报文可以具有相同的路径。

3.2.3 可靠地投递服务

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中图分类号:TN919.6 文献标识码:A

嵌入式系统的定义是“控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。目前,随着通信及网络的迅猛发展,各种设备上物理硬件的网络接口就应运而生,然而传统单片机的工作性能以及对通信网络的支持具有局限性,而嵌入式设备已经内嵌了各种网络接口,或者对网络通信具有硬件支持,在软件方面支持的协议有:TCP/IP协议、IEEE1394,USB,CAN,Bluetooth或IrDA通信接口中的一种或者几种。同时嵌入式设备也具有相应的组网协议以及物理层的驱动软件,实现了各种网络设备上网以及网络维护的功能。我国有线电视网络建设不断发展,网络规模不断扩大,因此如何管理网络中的设备就变得十分重要。广电部于2004年了国家标准的《HFC网络设备管理系统规范》,对网络管理设备运行的参数进行了详细规定,为了实现来自不同厂家的不同网络管理设备间进行通信,本文采用TFTP协议,实现数据以该协议的方式进行传输。

1 ARM微处理器概述及特点

嵌入式系统是一个基于计算机的专用系统,或者是大型应用系统中的一部分。该处理器具有CISC或者RISC体系结构,也可以是一个微控制器或者数字信号处理器(DSP)。

嵌入式系统硬件设计者必须选择一个适当的处理器和适当的存储器集合,并设计处理器、存储器和I/O设备之间适当的接口电路。这些都是在充分考虑了各种可用的处理器、结构单元和体系结构、存储器类型、大小和速度、总线信号和时序图的基础上完成的。

基于ARM(Advanced RISC Machines)体系结构的处理器,每一系列的ARM微处理器除了具有共同的特点之外,随着硬件的不断升级,各系列的ARM微处理器具有应用于特定应用领域的特点。此外,ARM芯片还获得了许多实时操作系统RTOS(Real Time Operating System)支持。作为一种高性能、低成本、低功耗的32位嵌入式RISC微处理,ARM已成为目前应用最为广泛的微处理器。在军用,工业用,办公用,医用电子设备,尤其是民用方面,取得很好的市场前景。

微控制器是控制或者通信电路中一个基本的组成部分,它尤其适用于具有片上此程序存储器和设备的用于实时控制的应用的嵌入式系统。ARM架构是面向低预算设计的第一款RISC微处理器,是一种可扩展、可移植、可集成的微处理器。ARM内核具有4个功能模块T、D、M、I,可供生产厂商根据不同用户要求来配置生产。本文采用Samsung公司推出的S3C44B0微处理器,是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器,具有每瓦产生690MIPS的高性能低功耗能力,对内存容量及系统成本的要求大大降低。此外,通过嵌入式ICE调试技术可以简化系统设计,并通过一个DSP增强扩展功能来改进性能。

2 RTL8019AS网络芯片驱动程序

由于S3C44B0没有集成以太网控制模块。因此外接了以太网接口芯片RTL8019AS,达到数据通过以太网传输的目的。RTL8019AS是由台湾Realtek公司生产的以太网控制器。由于具有较高的性价比,在嵌入式硬件的网络扩展中经常被使用。其性能如下:

(1)适应EthernetⅡ、IEEEE802.3、10BASE5、10BASE2、10BASET;(2)采用8位16位数据线;(3)全双工数据收发,传输数据达到10Mbls,具有睡眠模式;(4)内置16K的SRAM,用于收发缓冲;(5)可连接同轴电缆和双绞线,可自动检测所接物质;(6)100脚TQFP封装。

RTL8019AS内部可分为远程DMA接口,本地DMA接口,MAC逻辑、数据编码解码逻辑和其他端口。完成控制器与网线的数据交换采用本地DMA,主处理器收发数据只需对远程DMA操作。当主处理器要向网上发送数据时,先将一帧数据通过远程DMA通道送到RTL8019AS中的发送缓冲区,然后发出传送命令。RTL8019AS在完成上一帧的发送后,再完成此帧的发送。RTL8019AS接收到的数据通过MAC比较、CRC校验后,由FIFO存到接受缓冲区,收满一帧后,以中断或寄存器标志的方式通知主处理器。RTL8019AS硬件原理图可在相关书中查阅。

在S3C44B0进行TFTP协议的数据传输,则编写RTL 8019AS驱动程序就很必要。

关闭8019AS芯片

void NicClose(void){

nic_write(NIC_PG0_IMR,0);

nic_write(NIC_PG0_ISR,0xff);//清中断

nic_write(NIC_CR,NIC_CR_STP | NIC_CR_RD2);}

以上是基于寄存器组0的关闭8019AS的程序,当然还有寄存器组的初始化,其中也有发送数据,接收数据的驱动程序,其中用到函数Etheroutput()与Etherinput().

3 TFTP网络管理协议编程分析

3.1 TFTP分析

TFTP是一个传输文件的协议,它基于UDP协议实现。TFTP协议的数据传输来自于读出或写入文件的要求,当服务器批准传输请求,服务器打开连接后,数据以512字节传输。每个数据包包括一块数据,当上一个数据包得到客户端的确认后,服务器才能发下一个数据包。如果一个数据包的容量小于512字节,则表示传输结束。如果数据包在传输过程中已经丢失,服务器在超时后重新发送一个未被确认的数据包。通信双方都是数据的发出者与接受者,一方传输数据接收应答,另一方发出应答接收数据。如果数据包丢失,则采用超时机制。

3.2 TFTP数据传输实验

在S3C44B0上,用Embest仿真器连接目标板,通过交叉网线,接到与PC机同一局域网HUB上,将PC机添加一个到目标板的地址解析,通过编译,链接,下载,运行程序:

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1 前言

某型测量船内所有终端的数据时标必须统一,同一时刻采集的数据必须打上相同的时间印章,才能进行数据处理。离开时间同步系统,数据采集不能反映整个网络的性能状况;各终端时间不同步,各处网络节点上的数据包存在较大时差,故障排查无法进行。高可靠高精度的时间同步系统成为决定网络性能的重要因素。

2 问题分析

该船使用的网络时间同步系统基本架构以最小化客户端配置为原则,利用试验IP网的传输通道,构建前端和后端两个独立的系统架构,通过SNTP时间同步协议实现全网时间同步。

NTP协议是当前使用最为广泛的国际互联网时间同步协议。通过端口号123封装成UDP格式的数据包在网络中传输,1个NTP协议包的大小为64byte或72byte。时间服务器与时间同步终端通过TCP/IP的客户/服务器方式交换NTP数据包。

对于对时间同步精度要求越来越高的试验IP网而言,满足其高精度对时需要的是2008年的IEEE 1588标准第2版定义的用于分布式测量和控制系统的精密时间协议(precision time protocol,PTP),从目前国外的原型实验和应用来看,仅使用软件实现PTP时间同步的方案精度为微秒级,而采用硬件辅助的PTP时间同步的方案则可以实现纳秒级的精度。

3 PTP授时原理

PTP协议的整体思路是通过硬件和软件将网络中时间同步终端与时间服务器的主时钟实现同步,建立微秒级的同步运用。硬件单元由高精度的实时时钟和时间印章单元组成,软件部分通过与实时时钟和印章单元的联系来实现时钟同步。PTP协议实现时间同步过程分为偏移测量补偿阶段和延迟测量补偿阶段。

3.1 偏移测量补偿

偏移测量补偿是用来测量并补偿从时钟与主时钟的时间差。在偏移测量补偿阶段,主时钟周期性的发送确定的时间信息,其中包含有精确的时间印章,描述了数据包发出的预计时间。

主时钟在TA1时刻发送同步信息,其中包含数据包发出的预计时间T,从时钟在精确的TB1时刻收到该数据包。主时钟在数据包发出后,发送Followup信息,其中包含有主时钟发出同步信息的精确时刻。设从时钟相对于主时钟的时钟偏移为TBA,则

TBA=TB1-TA1-Tdelay

其中Tdelay为主从时钟的时间延迟。

主时钟相对于从时钟的时钟偏移为TAB,则

TAB=TA2-TB2-Tdelay

故,时钟偏移Toffset=(TBA-TAB)/2=(TB1+TB2-TA1-TA2)/2

则,时钟偏移的补偿为:T(从)=T(主)-Toffset

3.2 延迟测量补偿

延迟测量补偿是用来测量并补偿主从时钟间的时间延迟。PTP协议定义了延迟请求数据包。

从时钟在TB3时刻发出延迟请求数据包,主时钟在TA3收到数据包,并发送给从时钟,从时钟能精确的计算出从时钟到主时钟的时延,为DelayBA=TA3-TB3+TBA

同理,当主时钟在TA4时刻发送延迟请求数据包时,主时钟到从时钟的时延为:

DelayAB=TB4-TA4-TBA

故,网络时间延迟为:

Delay=(DelayBA+DelayAB)/2=(TA3-TB3+TB4-TA4)/2

则,从时钟延迟补偿为:T(从)=T(主)-Delay

4 方案设计

为建立高可靠性高精度的时间同步网络,需要解决两个问题:一是高精度的外时钟源系统,二是高可靠性的PTP服务器架构。

4.1 外时钟源的选择

考虑到时钟源的精度及特殊情况下的可靠授时,外时钟源最好选择GPS及北斗双授时系统,且本地配置铷频标或铷频标以上的频率标准。从节约成本及减少维护工作量的角度出发,外时钟源选择为船现有的SB-123站时统系统。

本时钟源系统具备同时接收解调GPS授时信息及北斗授时信息的能力,并配备高性能铷原子频标。经长期实际应用检验具有较高的可靠性和稳定性。

4.2 PTP集群服务器架构

考虑到终端较多和用户对时间同步系统的可靠性要求甚高,本系统拟采用集群服务器架构方案。

由于PTP采用多播通信,服务器发送数据包不存在瓶颈问题。但众多的PTP 客户机一起向服务器发送时延请求数据包时,服务器需要逐个对数据包处理并发送相应的返回数据包。为了减轻PTP服务单元的处理压力,通过对试验IP网时钟拓扑结构的分析,在网络机房和中心机机房分别设置PTP服务单元,构成集群服务架构。并可以通过故障处置机制,及时跳开故障服务单元并告警。

PTP服务单元可以通过数据集信息的计算确定各网络内时间同步终端PTP 端口状态,基本分为主时钟状态、从时钟状态、失效状态、预备主时钟状态、未校准状态等。当网络性能下降或主时钟发生故障时,也可以通过数据集信息计算产生新的PTP服务单元,并上报PTP服务分配单元。

5 结语

试验IP网对时间同步精度要求越来越高,本文通过PTP集群服务器架构,将网络中的数据包打上精确的时间印章,提供了高可靠高精度的时间平台。

参考文献:

[1]鞠阳.数字化变电站的网络通信模式[J].电力系统保护与控制,2010,38(1):92-95.JU Yang.Modes of Web communication of digital substation[J].Power System Protection and Control,2010,38(1):92-95.

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