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關(guān)鍵詞:移動通信;網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控;系統(tǒng)設(shè)計
1 引言
目前。各個移動通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是異質(zhì)的,其中包括了GSM網(wǎng)、IP網(wǎng)、智能網(wǎng)、信令網(wǎng)、GPRS等,它們的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且管理和控制的費(fèi)用相對較高,更重要的是目前還不能將全網(wǎng)的管理信息集中起來進(jìn)行統(tǒng)一處理。隨著未來幾年IN、GPRS、移動IP、WAP等新業(yè)務(wù)的高速發(fā)展,這一切都迫切要求加快網(wǎng)管建設(shè),提高維護(hù)管理水平和規(guī)劃能力,保證移動通信業(yè)務(wù)向更深更廣層次的發(fā)展。
研發(fā)移動通信網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)是為了能夠?qū)崟r監(jiān)控移動通信網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量,從而為移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作人員優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)提供有力的科學(xué)依據(jù)。我國移動通信發(fā)展速度很快,而相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)水平滯后,從而出現(xiàn)通信容量不夠、小區(qū)劃分和話務(wù)量分配不合理、同頻干擾嚴(yán)重、無線覆蓋不好等亟待解決的問題。因此,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,搞好運(yùn)行維護(hù),改善網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量,保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和安全,已成為一項重要的課題。
2 移動通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計
2.1 層次架構(gòu)分析
移動通信多業(yè)務(wù)智能監(jiān)控系統(tǒng)是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的無線通信多業(yè)務(wù)仿真平臺。該仿真平臺可根據(jù)需要加載不同業(yè)務(wù)并對其運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行分析和評估,滿足多種移動業(yè)務(wù)的需求。此外,該平臺還可建立與BSC的連接,通過對特定通信過程中上行和下行信令的比較來對網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行深入分析。
監(jiān)控系統(tǒng)通常有兩種結(jié)構(gòu)形式:集中式和分布式。前者的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單、成本低,但由于信號電纜過長,信號易失真、易受干擾,且由于數(shù)據(jù)采集通道數(shù)和存儲量的增加導(dǎo)致監(jiān)測實時性差,只適用于測點(diǎn)較少且比較集中的場合;后者可靠性高、易于擴(kuò)展、適用于大規(guī)模且監(jiān)測點(diǎn)分散的場合。根據(jù)移動通信網(wǎng)絡(luò)分布的特點(diǎn),要能監(jiān)控移動通信網(wǎng)絡(luò)在任意點(diǎn)的通信質(zhì)景,必須采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。本文所設(shè)計的智能監(jiān)控系統(tǒng)是分布式的。
從體系結(jié)構(gòu)上,智能監(jiān)控系統(tǒng)一般包括3個層次:
(1)數(shù)據(jù)采集層主要包括由智能數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)上傳功能的數(shù)據(jù)采集前端。
(2)網(wǎng)絡(luò)通信層主要完成采集終端和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。
(3)監(jiān)控中心層主要面向具有管理和調(diào)度權(quán)限的管理人員,由計算機(jī)在此完成集中監(jiān)測。
2.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)終端監(jiān)測儀離散分布的特點(diǎn),移動通信網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。整個系統(tǒng)主要有終端監(jiān)控子系統(tǒng)、監(jiān)控中心和通信網(wǎng)絡(luò)組成。
(1)測試監(jiān)控子系統(tǒng):測試監(jiān)控子系統(tǒng)可以分布在任意測試監(jiān)控點(diǎn),負(fù)責(zé)采集監(jiān)控系統(tǒng)所要監(jiān)測的內(nèi)容,同時能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)按照設(shè)計的協(xié)議通過短消息的方式發(fā)送到監(jiān)控中心。終端監(jiān)控子系統(tǒng)由GSM模塊和測試控制兩部分組成,用于測試移動網(wǎng)絡(luò)在固定點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的相關(guān)參數(shù),同時可以使用短消息的方式將數(shù)據(jù)及時傳送到監(jiān)控中心。本系統(tǒng)中是采用單片機(jī)來實現(xiàn)的。
(2)移動短消息服務(wù)中心:完成系統(tǒng)中終端監(jiān)控子系統(tǒng)和監(jiān)控中心的短消息互發(fā)功能。
(3)監(jiān)控中心:通過短消息的方式和各個終端監(jiān)測儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,從而設(shè)置終端監(jiān)測儀的工作參數(shù)和控制它們采集數(shù)據(jù)。同時監(jiān)測中心軟件系統(tǒng)可以分析處理終端監(jiān)控子系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù),為移動網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作人員提供查詢和報表功能。所以監(jiān)控中心必須設(shè)計開發(fā)一套獨(dú)立的軟件系統(tǒng)。
3 移動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)
3.1 監(jiān)控平臺中的硬件設(shè)計分析
本系統(tǒng)的硬件核心設(shè)備由放置在基站或者直放站(主要)附近的監(jiān)控點(diǎn)組成,它們通過服務(wù)器端的終端進(jìn)行撥測。監(jiān)測點(diǎn)終端系統(tǒng)由手機(jī)終端和控制系統(tǒng)兩部分組成,該終端系統(tǒng)接收服務(wù)器命令,進(jìn)行業(yè)務(wù)測試,并將測試結(jié)果以短信方式發(fā)送至服務(wù)器控制終端以備查詢。
監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要使用兩套終端設(shè)備,終端設(shè)備由手機(jī)終端和終端控制系統(tǒng)構(gòu)成:一套是安置在監(jiān)控主服務(wù)器端的控制終端系統(tǒng),負(fù)責(zé)發(fā)送測試命令和測試數(shù)據(jù)的接收,并將數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)器;另一套是安置在監(jiān)測,該終端接收服務(wù)器命令,進(jìn)行業(yè)務(wù)測試,并將測試結(jié)果以短信的方式發(fā)送至控制終端。這兩套系統(tǒng)在硬件方面都是相同的,只是在具體的控制程序上有所不同。
3.2 監(jiān)控平臺中的軟件設(shè)計分析
移動業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟件的設(shè)計的總原則是:在不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行或者降低原網(wǎng)絡(luò)的性能和安全性的前提下,進(jìn)行分層次,模塊化設(shè)計,不僅可以集中操作維護(hù),而且可以靈活的升級和擴(kuò)展。下面以網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成:監(jiān)控主服務(wù)器、監(jiān)控從服務(wù)器和DB服務(wù)器為例進(jìn)行說明分析。
(1)監(jiān)控主服務(wù)器
它是監(jiān)控系統(tǒng)的核心所在。完成監(jiān)控系統(tǒng)的所有功能,包括:用戶的管理策略、監(jiān)控系統(tǒng)的接口配置(055接口、DB服務(wù)器、從服務(wù)器、監(jiān)測點(diǎn)、SMS、GPRS)、不同業(yè)務(wù)的處理單元(語音/SMS/GPRS)、信令分析和統(tǒng)計指標(biāo)形成模塊、告警信息的處理和生成、數(shù)據(jù)采集分析模塊、平臺配置模塊和日記文件系統(tǒng)。一個監(jiān)測系統(tǒng)只能有—個主服務(wù)器。
(2)監(jiān)控從服務(wù)器
從服務(wù)器是Web Service服務(wù)器。一個監(jiān)控系統(tǒng)可以有多個從服務(wù)器組成,根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要可以增加相應(yīng)的從服務(wù)器來擴(kuò)充功能。主服務(wù)器和從服務(wù)器直接的通信是通過基于XML的SOAP(簡單對象訪問協(xié)議)進(jìn)行通信。它的功能是監(jiān)控任務(wù)的定制和調(diào)度,SMS短信收發(fā)和配置管理。
(3)DB服務(wù)器
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要完成數(shù)據(jù)的存儲:基礎(chǔ)數(shù)據(jù),統(tǒng)計信息等所有設(shè)計到的數(shù)據(jù)的存儲。各個服務(wù)器與DB的數(shù)據(jù)交互通過ADO.NET高效數(shù)據(jù)訪問技術(shù)和SQL語句。
近年來,隨著我國電信業(yè)重組、3G牌照發(fā)放以及全業(yè)務(wù)運(yùn)營戰(zhàn)略的有序推進(jìn),特別是移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展,我國電信運(yùn)營企業(yè)再次面臨業(yè)務(wù)創(chuàng)新策略、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略、產(chǎn)業(yè)整合策略乃至整個經(jīng)營管理策略的全面調(diào)整,從而對通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維提出了新的挑戰(zhàn)。全業(yè)務(wù)運(yùn)營的環(huán)境下,各大運(yùn)營商的業(yè)務(wù)產(chǎn)品類型更加趨同,因此急需將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理的焦點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量轉(zhuǎn)移到以客戶為中心客戶體驗。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理的對象不再僅僅是網(wǎng)絡(luò),更強(qiáng)調(diào)面向客戶和面向業(yè)務(wù)的維護(hù)管理,即網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)部門要成為各項電信業(yè)務(wù)、客戶、企業(yè)客服部門和業(yè)務(wù)經(jīng)營部門的強(qiáng)大技術(shù)支撐,面向業(yè)務(wù)計量和評價體系來調(diào)整運(yùn)行維護(hù)部門內(nèi)部組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置,強(qiáng)調(diào)運(yùn)維向運(yùn)營延伸,體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的理念。關(guān)注用戶感知成為運(yùn)營商的工作重點(diǎn)。改善用戶感知,不僅可以幫忙運(yùn)營商降低投訴率,還可提升客戶的體驗滿意度,增加用戶黏度。
常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營管理目標(biāo)是服務(wù)質(zhì)量(QoS)。QoS是網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的衡量機(jī)制,用來保證用戶的感受,其考核指標(biāo)可在網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用中監(jiān)測或監(jiān)控。隨著運(yùn)維服務(wù)向運(yùn)營延伸,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的指標(biāo)體系也由單純追求QoS轉(zhuǎn)向注重用戶體驗質(zhì)量(QoE)。QoE可以理解為用戶體驗或用戶感知,即終端用戶對移動網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)性能的主觀感受,其考核指標(biāo)是用戶對服務(wù)所作的定性評價,如:優(yōu)、良、中、差、劣。其本身是一項綜合指標(biāo),影響因素包括:客觀因素,如源端內(nèi)容質(zhì)量、端到端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、承載通道的透明性等;主觀因素,如用戶期望、投訴處理、體驗行為等。
2 目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控存在的不足
目前通信行業(yè)對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)的監(jiān)控和分析已經(jīng)非常成熟,但仍然存在著一些不足,具體表現(xiàn)在如下幾個方面:
首先是大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控對象和獲取的指標(biāo)主要仍停留在單個的網(wǎng)元、逐段的鏈路,缺乏業(yè)務(wù)層面的全程全網(wǎng)的質(zhì)量監(jiān)控。
其次是監(jiān)測到的大多是單個專業(yè)/網(wǎng)元的KPI,而非具體的用戶體驗的衡量,與真實用戶體驗相距甚遠(yuǎn)。以常見的“無線尋呼成功率”為例,具體指標(biāo)的高低不一定能夠真實反映用戶體驗。如一次用戶通話過程中,在無線側(cè)可能會出現(xiàn)多次尋呼失敗,但最后一次尋呼成功,只要中間的時延足夠地小,用戶感知不到多次連接,用戶的最終體驗會比較好,而此時無線尋呼成功率不一定很高。而當(dāng)無線尋呼成功率指標(biāo)數(shù)值很高時,客戶感知的業(yè)務(wù)質(zhì)量也不一定很好,用戶的體驗還受到通話建立過程中其他網(wǎng)絡(luò)(如核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)等)的接通率/質(zhì)量的影響,如果其他協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量不足,用戶通話質(zhì)量也就難以提升。
3 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營管理能力的轉(zhuǎn)變
越來越多的運(yùn)營商已經(jīng)認(rèn)識到,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)KPI并不能完全反映終端用戶的感受。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計:82%的用戶離網(wǎng)是由于對產(chǎn)品或服務(wù)體驗不滿意,以及運(yùn)營商無法有效地處理他們的投訴;平均每個不滿的客戶會將不滿傳播給13個人。由此,運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營支撐思路不能仍然停留在網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)元層面,而應(yīng)該逐步向客戶、服務(wù)、體驗轉(zhuǎn)變。
首先,運(yùn)營管理對象必須從網(wǎng)絡(luò)向業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的基于網(wǎng)元、網(wǎng)絡(luò)性能的監(jiān)控和分析已經(jīng)研究得非常充分,但最終給予客戶的是產(chǎn)品和服務(wù)。從面向用戶出發(fā),運(yùn)營管理對象必須進(jìn)行調(diào)整。
其次,運(yùn)營管理模式必須從專業(yè)向全網(wǎng)轉(zhuǎn)變。要打破現(xiàn)有以專業(yè)為主的監(jiān)控管理模式和壁壘,為客戶提供全專業(yè)、全網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營管理,從而提供端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量體驗。
再次,運(yùn)營管理思路必須從監(jiān)控向管理轉(zhuǎn)變,由被動的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控,轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥臉I(yè)務(wù)質(zhì)量管理。監(jiān)控的目的是為了發(fā)現(xiàn)問題,需要進(jìn)一步提升支撐能力、預(yù)測能力乃至主動的管控能力。
基于上述目標(biāo),運(yùn)營商必須進(jìn)一步加強(qiáng)以客戶為中心的業(yè)務(wù)QoE的監(jiān)控和管理。由于其特殊性,QoE的建立方法和模型一直是各運(yùn)營商及研發(fā)機(jī)構(gòu)關(guān)注的熱點(diǎn),如何構(gòu)建合理的QoE就成為首要解決的問題。
4 QoE評估的難度
廣義的QoE不僅僅與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量相關(guān),而且與用戶使用的終端、所接受到的服務(wù)(如客服人員在業(yè)務(wù)宣傳、辦理時的方式態(tài)度、賬單清單的清晰程度)相關(guān)。因此,一個全面的QoE模型,牽涉到網(wǎng)絡(luò)、終端、用戶和服務(wù)等多個復(fù)雜且難以量化的因素。
一般為簡化QoE模型的建立,首先需要排除一些難以量化和監(jiān)測的因素(如用戶及運(yùn)營商所提供的售前、售后服務(wù)等),僅將用戶終端(也可以排除)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)作為重點(diǎn)考察因素。
以彩信業(yè)務(wù)為例(如圖1所示),一條彩信的成功發(fā)送和接收包含手機(jī)、無線接入網(wǎng)、GPRS網(wǎng)絡(luò)、WAP網(wǎng)關(guān)、彩信中心及底層的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)等多個環(huán)節(jié)的協(xié)同配合;如果細(xì)分下去,還會包含如路由器、防火墻、交換機(jī)、各類服務(wù)器等具體設(shè)備,因此彩信業(yè)務(wù)的QoE模型的建立就非常復(fù)雜。
5 QoE評估方法
文獻(xiàn)[1]提出的一套KPI/KQI設(shè)計思路與架構(gòu),提供了自KPI向KQI的由下至上的評估方法以及相對應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量管理模型。但這個模型僅僅提供了QoE的評估思路,具體如何實現(xiàn)還有待進(jìn)一步細(xì)化。
基于長期的運(yùn)營商業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和分析經(jīng)驗,在TMF GB 923的基礎(chǔ)上,本文提出一種QoE評估方法。QoE評估過程的進(jìn)一步細(xì)化,可以按照如下五個步驟開展:
(1)分析研究標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
主要是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(例如GB 923),研究QoE的定義方法和原理,對具體的業(yè)務(wù)實現(xiàn)層次和流程進(jìn)行細(xì)化,建立起QoE評估的初步思路。此部分為后續(xù)的QoE相關(guān)指標(biāo)的定義和測算提供原則性的指引,可以采用向上匯總和向下挖掘的思路確立指標(biāo)。
向上匯總:通過合理的評估算法生成業(yè)務(wù)質(zhì)量KQI,選擇重點(diǎn)、具有較大影響力的KPI參數(shù)作為KQI的基礎(chǔ),關(guān)鍵指標(biāo)如:PDP激活成功率、掉話率等,非關(guān)鍵指標(biāo)如:CP負(fù)荷、端口利用率等。
論文關(guān)鍵詞:3G-EVDO,無線局域網(wǎng)絡(luò),稅源監(jiān)控系統(tǒng)
稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務(wù)機(jī)關(guān)利用現(xiàn)代信息技術(shù)對稅源信息進(jìn)行全面采集、分析和利用的稅務(wù)信息化應(yīng)用系統(tǒng)。一般由企業(yè)端和稅局端組成。安裝在企業(yè)的企業(yè)端系統(tǒng)功能是用于對企業(yè)進(jìn)行稅源信息監(jiān)控、采集和數(shù)據(jù)傳輸;安裝在稅務(wù)機(jī)關(guān)的稅局端系統(tǒng)功能是用于接收所采集的稅源信息,并對信息進(jìn)行分析和利用。稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務(wù)機(jī)關(guān)對重點(diǎn)稅源企業(yè)進(jìn)行實時監(jiān)管的重要工具,應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)提高系統(tǒng)功能,對稅務(wù)機(jī)關(guān)降低稅源監(jiān)控成本,提高稅源監(jiān)控實效,從源頭堵塞稅收流失具有重大意義。
一、無線監(jiān)控技術(shù)簡介及3G-EVDO優(yōu)勢分析
1. 無線監(jiān)控技術(shù)簡介
目前無線監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)上有下面幾種方式:
(1)模擬無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊實現(xiàn)。該類監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸距離主要由發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率來決定,監(jiān)控范圍受發(fā)射距離的限制,范圍?。粩?shù)據(jù)在空中傳播,易受電磁等干擾,數(shù)據(jù)可靠性不好;模擬傳輸沒有很好的加密模式,安全性不好;數(shù)據(jù)傳輸率很低,不能滿足稅源監(jiān)控要求的從企業(yè)原料采購到成品銷售的多個重要環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)采集及時性、準(zhǔn)確性、安全性等要求。
(2)GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。這類監(jiān)控通信方式是依托全球的GSM網(wǎng)絡(luò),它的最大特點(diǎn)是打破了距離的限制,從而可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。主要是利用GSM短消息業(yè)務(wù)或語音業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)控。語音業(yè)務(wù)就是利用語音信道進(jìn)行通信,把各種信息轉(zhuǎn)化成語音信號計算機(jī)論文,通過語音信道發(fā)送。缺點(diǎn)是:由于網(wǎng)絡(luò)傳輸不穩(wěn)定,短信中心容量等問題,信息發(fā)送不可靠,并且缺乏安全性;消息的發(fā)送到接受很多情況會有較大時延,加上內(nèi)容長度限制和GSM上網(wǎng)速度只能達(dá)到9.6kbps,這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無法滿足企業(yè)稅源實時監(jiān)控和準(zhǔn)確性的要求。
(3)GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。GPRS是由中國移動推出的2.5G服務(wù),是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)論文服務(wù)。GPRS與GSM語音的根本區(qū)別是,GSM的基礎(chǔ)是電路交換,GPRS的基礎(chǔ)是分組交換。因此,GPRS特別適用于突發(fā)性的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。和GSM相比的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度較快,缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度偏低,有跳躍性,只能滿足部分視頻監(jiān)控的要求。
(4)3G-EVDO即CDMA2000 1x EVDO,是3G系統(tǒng)CDMA2000的演進(jìn)版本,基于CDMA的集群技術(shù)。3G-EVDO系統(tǒng)設(shè)計的基本思想是將高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與低速語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分離開來,利用單獨(dú)載波提供高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),而傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)和中低速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)仍由 CDMA2000 1x系統(tǒng)提供,這樣可以獲得更好的頻譜利用效率,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計也比較靈活,抗干擾能力強(qiáng)、信號穿透能力強(qiáng)、系統(tǒng)容量大。1x EV-DO 于2001 年被ITU-R 接受為3G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。
2. 3G-EVDO技術(shù)優(yōu)勢分析
3G-EVDO是基于CDMA系統(tǒng)的升級,兼容了IS-95系統(tǒng)的空中接口技術(shù),在升級上只需進(jìn)行軟件方面的升級。而CDMA網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過7年多的建設(shè),通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國,基礎(chǔ)設(shè)備完善齊全,將會是最快升級到3G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。通信過程中不會產(chǎn)生脈沖式射頻,當(dāng)在周圍各種強(qiáng)電設(shè)備密布的情況下,不會給其他電器設(shè)備造成射頻破壞。3G-EVDO通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國,并成為成熟和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò),為無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定、安全的接入環(huán)境。3G-EVDO系統(tǒng)本身網(wǎng)絡(luò)的安全性就好,傳輸過程中滿足IP化和多媒體化的需求,系統(tǒng)具備視頻編解碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動控制等強(qiáng)大功能計算機(jī)論文,直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理,使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。比較符合以后的發(fā)展方向。3G-EVDO可提供高達(dá)153.6kps的無線數(shù)據(jù)通訊帶寬,采用信道資源分配方式,可確?;跓o線局域網(wǎng)絡(luò)的稅源監(jiān)控系統(tǒng)企業(yè)信息傳輸?shù)膶崟r性。目前從技術(shù)先進(jìn)性上來看,3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)中最新的改良技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢。
二、3G-EVDO技術(shù)在稅源監(jiān)控中應(yīng)用的意義
伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3G業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,基于3G系統(tǒng)的無線局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)將會用到各個領(lǐng)域,3G技術(shù)與稅務(wù)信息化的結(jié)合也是大勢所趨。目前國內(nèi)有關(guān)無線局域網(wǎng)稅源監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品多數(shù)為針對2G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的,由于稅源監(jiān)控圖像所包含的信息量非常大,而2G通信系統(tǒng)本身又具有帶寬小、抗干擾能力差、衰落嚴(yán)重、誤碼率高等特點(diǎn),稅源監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸容易掉包的問題沒有得到很好解決,無法達(dá)到實時監(jiān)控的作用。如何將遠(yuǎn)程的監(jiān)視、系統(tǒng)遙控、監(jiān)控?zé)o線化有機(jī)地結(jié)合起來,做到既可以基于無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸,又具備通常稅源管控的功能,并且投入費(fèi)用合理,能夠更加有效地確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,將安全防范技術(shù)提高到一個新的水平,是目前稅源監(jiān)控信息化的應(yīng)用的最大需求. 開發(fā)基于3G-EVDO無線局域網(wǎng)絡(luò)的稅源監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)稅源監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)化、無線化、遠(yuǎn)程化具有積極的現(xiàn)實意義,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.有利于實施全方位的稅源動態(tài)監(jiān)控
基于3G-EVDO的企業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng),可深入企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營全部環(huán)節(jié),進(jìn)行實時監(jiān)控、采集企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營真實信息,實施全方位的稅源動態(tài)監(jiān)控和納稅評估,對提高稅源信息采集質(zhì)量、加強(qiáng)信息共享和綜合分析利用、查找和堵塞征管漏洞、提高稅源管理實效具有重大意義。
2.有利于解決復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下有線網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控技術(shù)難題
有關(guān)稅源監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用,在國內(nèi)也已有少量報道,但企業(yè)現(xiàn)有的局域網(wǎng)絡(luò)都是有線網(wǎng)絡(luò),在工業(yè)環(huán)境復(fù)雜的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中有線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用受到環(huán)境的很大限制,存在布局困難、損耗大、傳輸距離短、分布范圍有限、運(yùn)行成本高的缺陷。無線局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)具有無限的無縫擴(kuò)展能力,可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的結(jié)合,它可以將不同地點(diǎn)的現(xiàn)場信息實時通過無線通訊手段傳送到無線監(jiān)控中心。
3.有利于降低稅源監(jiān)控成本
目前從技術(shù)先進(jìn)性上來看,3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)中最新的改良技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢,具有綜合成本低計算機(jī)論文,只需一次性投資,性能穩(wěn)定可靠,維護(hù)費(fèi)用低,無需專人管理的特點(diǎn)。建立無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng),有利于提高稅收行政管理的效率、降低稅源監(jiān)控成本,解決有線局域網(wǎng)絡(luò)下監(jiān)控中存在的監(jiān)控點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍寬、實時性強(qiáng)、適應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境等技術(shù)瓶頸。。
三、基于3G-EVDO的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
1.總體目標(biāo)
在目前已有的基于有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠髽I(yè)稅源監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,以3G-EVDO集群技術(shù)替代現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸,設(shè)計實現(xiàn)基于3G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)。相比現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)功能可在以下方面達(dá)到提升:
(1)稅源監(jiān)控范圍擴(kuò)大?;?G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)可實施全方位的動態(tài)稅源監(jiān)控,對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的采購、生產(chǎn)、庫存到銷售都進(jìn)行了全方位的動態(tài)監(jiān)控,實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全過程的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實時采集傳輸和分析利用。使稅務(wù)管理部門能夠全面了解企業(yè)的實時經(jīng)營情況,全面掌握稅源信息,減少稅收流失論文服務(wù)。
(2)稅源監(jiān)控能力提高?;?G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)不再受企業(yè)地理位置的限制,適合遠(yuǎn)距離傳輸,數(shù)字信息抗干擾能力強(qiáng),不易受傳輸線路信號衰減的影響,能夠進(jìn)行加密傳輸,可以在數(shù)千公里之外實時監(jiān)控現(xiàn)場。特別是在現(xiàn)場環(huán)境惡劣或不便于直接深入現(xiàn)場的情況下,數(shù)字視頻監(jiān)控能達(dá)到親臨現(xiàn)場的效果。即使現(xiàn)場遭到破壞,也照樣能在遠(yuǎn)處得到現(xiàn)場的真實記錄。
(3)稅源監(jiān)控實效提升。系統(tǒng)采用3G-EVDO集群技術(shù)、視頻壓縮編碼等諸多先進(jìn)的信息化技術(shù)進(jìn)行信息采集與傳輸,由于對視頻圖像進(jìn)行了數(shù)字化,可以充分利用計算機(jī)的快速處理能力,對其進(jìn)行壓縮、分析、存儲和顯示。通過視頻分析,可以及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行聯(lián)動報警,從而實現(xiàn)無人值守。提高稅源監(jiān)控范圍、質(zhì)量和效率。
2.技術(shù)路線與技術(shù)關(guān)鍵
(1)技術(shù)路線:系統(tǒng)從設(shè)計到開發(fā)采用基于無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源管理思想,利用3G-EVDO集群技術(shù)、視頻壓縮編碼等諸多先進(jìn)的信息化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng),運(yùn)用H.264視頻壓縮編碼技術(shù)和3G-EVDO無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸解決方案,通過建立統(tǒng)一的信息采集機(jī)制、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息監(jiān)控機(jī)制,構(gòu)建面向應(yīng)用監(jiān)控、預(yù)警的信息化系統(tǒng)。采用跨平臺跨數(shù)據(jù)庫的設(shè)計技術(shù)、J2EE技術(shù)、三層/多層結(jié)構(gòu)技術(shù)、3G通訊標(biāo)準(zhǔn)、TCP/IP協(xié)議等技術(shù)進(jìn)行分析設(shè)計和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。
(2)技術(shù)關(guān)鍵:基于3g-EVDO無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)稅源監(jiān)控應(yīng)用研究,提供3G網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、共享、分析、預(yù)警;網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)技術(shù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬自動調(diào)整視頻幀率計算機(jī)論文,適應(yīng)爆發(fā)性、大容量數(shù)據(jù)傳輸;基于無線網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、多點(diǎn)對多點(diǎn)的遠(yuǎn)程實時企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)場監(jiān)視;具有面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合管理能力。
3.技術(shù)創(chuàng)新
(1)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù),實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營“購、產(chǎn)、存、銷”關(guān)鍵經(jīng)營環(huán)節(jié)監(jiān)控,解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的無法適應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍寬、實時性強(qiáng)、適應(yīng)復(fù)雜等網(wǎng)絡(luò)稅收監(jiān)控瓶頸問題,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸、接收,保證信息的安全性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、及時性;
(2)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)實時的稅源信息采集,從源頭控制發(fā)票開票信息的不實,通過技術(shù)手段對企業(yè)真實的經(jīng)營信息的分析,測算銷售數(shù)據(jù),與納稅申報信息比對,實現(xiàn)異常預(yù)警。
(3)采用3G-EVDO網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)通過一個系統(tǒng)將多種系統(tǒng)整合在一起,將信息自動化,財務(wù)分析,稅源監(jiān)控功能集于一身,實現(xiàn)對各類稅源信息的傳遞、交流、共享、存儲、協(xié)同,實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成及數(shù)據(jù)的集中展現(xiàn),做到全方位稅源實時控管,有效解決企業(yè),稅務(wù)機(jī)關(guān),政府,生產(chǎn)者之間信息不對稱問題。真正實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
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【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)欺騙;嗅探技術(shù);網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽;定位
1 緒論
1.1 研究背景與意義
早在2000年,基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)欺騙病毒就開始襲擊多個大型網(wǎng)絡(luò),從2006年開始,又一輪基于網(wǎng)絡(luò)欺騙的病毒更是大范圍肆虐, ARP(全稱為Address Resolution Protocol)欺騙讓全國很多企事業(yè)單位的局域網(wǎng)出現(xiàn)問題,甚至讓網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)陷入癱瘓。近幾年來,APR欺騙攻擊已經(jīng)成為了影響企事業(yè)單位網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的重要風(fēng)險之一,如何采取切實可行的措施來實現(xiàn)對ARP欺騙攻擊的防范至關(guān)重要。
針對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中存在的ARP欺騙原理展開分析,力求實現(xiàn)一種可針對ARP欺騙攻擊的檢測控制系統(tǒng)。本論文的研究具有以下幾方面重要的意義:首先,對于企事業(yè)單位能夠正確而且較為深入地了解ARP協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制及其本身所存在的缺陷具有重要的現(xiàn)實意義;其次,通過研究對于明確并揭示基于ARP協(xié)議的欺騙攻擊的原理,從而以此為基礎(chǔ)展開對ARP欺騙的應(yīng)對方法具有一定的參考價值;此外,本文中對于嗅探技術(shù)、數(shù)據(jù)包捕獲、訪問控制等技術(shù)和ARP防范的結(jié)合,設(shè)計的基于ARP協(xié)議的欺騙檢測系統(tǒng),可以為企事業(yè)單位對于網(wǎng)絡(luò)欺騙的防范提供一種工具,為徹底杜絕ARP欺騙攻擊,加強(qiáng)各企事業(yè)單位的信息化安全奠定基礎(chǔ)。
1.2 本文研究內(nèi)容和方法
1.2.1 本文研究內(nèi)容
本文主要針對局域網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)欺騙進(jìn)行深入分析研究,并提出一套基于嗅探技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)欺騙檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法,研究的主要內(nèi)容分為如下三大部分:
1)相關(guān)理論概述。
2)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中防范網(wǎng)絡(luò)欺騙攻擊的措施。
3)基于嗅探技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。
1.2.2 研究方法
1)文獻(xiàn)研究法:通過對國內(nèi)外有關(guān)網(wǎng)絡(luò)欺騙原理與防范措施的大量文獻(xiàn)進(jìn)行研究,加深相關(guān)理論的認(rèn)知程度,奠定本文進(jìn)一步研究和分析的理論基礎(chǔ)。
2)歸納總結(jié)法:通過使用歸納總結(jié)的方法,對當(dāng)前常用的針對網(wǎng)絡(luò)欺騙攻擊的防范技術(shù)進(jìn)行研究,總結(jié)出這些技術(shù)的共同點(diǎn),在此基礎(chǔ)上設(shè)計出全新的ARP監(jiān)控系統(tǒng)。
3)理論聯(lián)系實際法:本文以局域網(wǎng)絡(luò)為基本研究對象,在對局域網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)進(jìn)行實際考察的基礎(chǔ)上,運(yùn)用嗅探技術(shù)和捕獲理論,對網(wǎng)絡(luò)防范欺騙攻擊的具體方法做了深入的研究。
2 ARP欺騙攻擊的防范分析
2.1 ARP攻擊的危害
盡管ARP協(xié)議的缺陷在不同的操作系統(tǒng)上所表現(xiàn)的形式不完全一樣,但無論哪種操作系統(tǒng),在遇到ARP的攻擊時,依舊需要承受一定的損失。ARP攻擊對網(wǎng)絡(luò)造成的危害主要有造成網(wǎng)絡(luò)異常、導(dǎo)致數(shù)據(jù)被篡改、數(shù)據(jù)被惡意竊取、使網(wǎng)絡(luò)主機(jī)被非法控制
2.2 防范ARP攻擊的主要措施
2.2.1 針對接入設(shè)備的ARP攻擊防范措施
針對接入設(shè)備的ARP攻擊防范措施主要有三種,即ARP報文檢測措施、ARP網(wǎng)關(guān)過濾保護(hù)措施以及ARP報文限速措施。
1)ARP報文檢測措施
ARP報文檢測措施是非常有效的防范ARP網(wǎng)關(guān)攻擊和主機(jī)攻擊的重要手段之一,其原理是當(dāng)一個VLAN(虛擬局域網(wǎng))內(nèi)開啟了ARP報文檢測功能后,該虛擬局域網(wǎng)內(nèi)任何端口所接收到的ARP請求包或者應(yīng)答包的報文都會被重定向到主機(jī)系統(tǒng),并對該報文的用戶合法性及報文有效性進(jìn)行全面檢測,當(dāng)檢測結(jié)果認(rèn)為ARP報文合法時,則進(jìn)行下一步轉(zhuǎn)發(fā),否則直接丟棄該ARP報文。ARP報文檢測措施的主要方法有對ARP報文進(jìn)行有效性檢測、對用戶合法性進(jìn)行檢測以及對ARP報文進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)發(fā)。
2)ARP網(wǎng)關(guān)過濾保護(hù)措施
ARP網(wǎng)關(guān)過濾保護(hù)措施包括兩個部分,一是ARP網(wǎng)關(guān)保護(hù),二是ARP過濾保護(hù)。這兩種保護(hù)措施實現(xiàn)起來比較方便,只需通過具有過濾與保護(hù)功能的設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的功能配置即可。
3)ARP報文限速措施
由于在ARP欺騙攻擊過程中,主要利用了ARP協(xié)議的當(dāng)初設(shè)計缺陷,根據(jù)前文的ARP欺騙攻擊的原理,可以看出光靠對ARP報文的有效性檢查還不夠,還需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口采取一定的限速措施,使某個端口一旦受到攻擊,就暫時采取關(guān)閉動作,從而避免網(wǎng)絡(luò)帶寬資源和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的CPU資源被ARP攻擊耗盡。
2.2.2 針對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的攻擊防范措施
針對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的ARP攻擊防范措施主要有三種,即有授權(quán)配置ARP緩存表的防范措施、ARP主動確認(rèn)的防范措施以及源主機(jī)IP或MAC的抑制防范措施。
1)授權(quán)配置ARP緩存表的防范措施
多數(shù)情況下,ARP欺騙攻擊是通過非法或錯誤地修改ARP緩存表來造成的,如果將ARP緩存表的修改或配置進(jìn)行授權(quán),則可以在一定程度上避免這種情況。這種授權(quán)配置ARP緩存表的方法適合于采用DHCP協(xié)議進(jìn)行主機(jī)IP地址動態(tài)分配的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。
2)ARP主動確認(rèn)的防范措施
ARP主動確認(rèn)是網(wǎng)關(guān)設(shè)備防范ARP欺_攻擊的重要手段之一。ARP主動確認(rèn)的主要目的就是在網(wǎng)關(guān)設(shè)備對ARP緩存表進(jìn)行更新時主動確認(rèn),防止ARP緩存表更新產(chǎn)生錯誤,這種主動確認(rèn)的工作過程首先是對新建ARP緩存表項目時的主動確認(rèn),其次是更新已有ARP緩存表項目時的主動確認(rèn)。
3)源主機(jī)IP或MAC的抑制防范措施
針對源主機(jī)IP或MAC發(fā)送的攻擊報文進(jìn)行抑制,是一種配置簡單且適用的功能,常采取的抑制措施有如下三種:進(jìn)行ARP報文的源主機(jī)MAC的一致性檢測措施、對IP報文的抑制措施、限制ARP緩存表項目最大數(shù)目的抑制措施。
2.3 各類防范措施的優(yōu)缺點(diǎn)比較
有關(guān)防范ARP攻擊的措施確實很多,但卻各有不同??偨Y(jié)歸納起來主要有兩類:一類是基于接入設(shè)備或網(wǎng)關(guān)設(shè)備的報文監(jiān)控檢測措施,另一類是基于ARP緩存表項的安全配置措施。這兩種措施所適用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不盡相同,在其配置過程中也會受到網(wǎng)絡(luò)條件和環(huán)境的限制。
以上傳統(tǒng)防范措施的優(yōu)缺點(diǎn)匯總?cè)绫?所示。
3 基于嗅探技術(shù)的ARP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
3.1 系統(tǒng)需求分析及架構(gòu)設(shè)計
3.1.1 系統(tǒng)需求分析
本設(shè)計是基于ARP欺騙原理的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)對ARP欺騙攻擊的實時監(jiān)控,并能夠完成數(shù)據(jù)采集、協(xié)議分析、日志記錄、實時監(jiān)控等功能。
綜合以上功能需求,設(shè)計出本系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3.1.2 功能模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計
ARP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)是基于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽技術(shù)及數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)的,因此其功能模塊的實現(xiàn)實際上對這兩種技術(shù)的應(yīng)用,本系統(tǒng)的功能主要由ARP攻擊檢測、數(shù)據(jù)包捕獲、數(shù)據(jù)包過濾、攻擊定位等技術(shù)實現(xiàn),本系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。
現(xiàn)從技術(shù)角度對本系統(tǒng)的功能模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析如下:
1)ARP攻擊主動檢測
在本系統(tǒng)的監(jiān)控功能與定位功能中,大量使用了ARP攻擊檢測的技術(shù)。包括系統(tǒng)能實現(xiàn)對ARP應(yīng)答報文的檢測、系統(tǒng)能實現(xiàn)對ARP請求包的檢測。
2)數(shù)據(jù)包捕獲
數(shù)據(jù)包捕獲是本系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)包分析及定位的必需手段,主要基于WINPCAP驅(qū)動開發(fā)包進(jìn)行數(shù)據(jù)包獲取的開發(fā)。
3)數(shù)據(jù)包過濾
在系統(tǒng)捕獲的數(shù)據(jù)包的數(shù)量往往非常多,而過多的數(shù)據(jù)包量并不利于系統(tǒng)對ARP攻擊的分析,對此我們只需要針對某些特定的端口或服務(wù)的數(shù)據(jù)包感興趣,例如我們監(jiān)聽的端口只有8080端口與23端口,就需要通過使用WINPCAP數(shù)據(jù)包的過濾功能來實現(xiàn)。在系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)包過濾是通過設(shè)置一定的過濾規(guī)則來進(jìn)行的,進(jìn)而將不符合條件的端口數(shù)據(jù)包丟棄掉,只留下符合要求的數(shù)據(jù)包。系統(tǒng)對此功能的實現(xiàn)使用了WINPCAP的幾個關(guān)鍵函數(shù),通過關(guān)鍵函數(shù)對布爾表達(dá)式字符串進(jìn)行翻譯,使其成為低級的二進(jìn)制字符串,那么WINPCAP的NPF會判斷該表達(dá)式是否是過濾規(guī)則所設(shè)定的,如果是,則存儲該數(shù)據(jù)包,如果不是,則丟棄該數(shù)據(jù)包,從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)包捕獲的過濾。
4)定位技術(shù)
定位功能是本系統(tǒng)的重要功能之一,通過對網(wǎng)絡(luò)中所有的ARP攻擊類別進(jìn)行劃分,并為每種攻擊設(shè)置攻擊度,當(dāng)系統(tǒng)檢測到ARP攻擊數(shù)據(jù)包時,會將這些攻擊信息提交給系統(tǒng)的分析統(tǒng)計模塊,當(dāng)分析統(tǒng)計模塊對這些攻擊信息分類并進(jìn)行不重復(fù)計算總的攻擊度之后,按照攻擊度高低分成不同級別,從而幫助網(wǎng)絡(luò)管理員對攻擊源進(jìn)行更有效的定位。
5)自定義發(fā)包技術(shù)
本系統(tǒng)主動防御的一個特色之處在于能夠?qū)Ρ籄RP欺騙的主機(jī)通過一定的技術(shù)實現(xiàn)恢復(fù)其IP地址與MAC地址的正確映射關(guān)系。
3.1.3 系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)表設(shè)計
數(shù)據(jù)庫是本系統(tǒng)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要支撐,無論是系統(tǒng)對數(shù)據(jù)包的捕獲還是對數(shù)據(jù)包的分析,都需要將一定的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中,以下對本系統(tǒng)涉及的主要數(shù)據(jù)庫表進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
1)ARP數(shù)據(jù)包存放表
當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用WINPCAP驅(qū)動將處于數(shù)據(jù)鏈路層的ARP數(shù)據(jù)包捕獲后,便會將其中的關(guān)鍵信息存放在這個表中,ARP數(shù)據(jù)包存放表命名為arppackets,其具體的字段結(jié)構(gòu)如表2所示。
2)IP與MAC對應(yīng)表
IP與MAC地址對應(yīng)表是將局域網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)存節(jié)點(diǎn)主機(jī)的IP與MAC進(jìn)行對應(yīng)的表,也可稱之為映射表。
3)ARP攻擊源表
ARP攻擊源表主要是為了給系統(tǒng)對攻擊源的追蹤提供方便,是屬于和系統(tǒng)定位模塊配合使用的數(shù)據(jù)表,該表被命名為Arp_attack。
3.2 ARP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)
3.2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)包捕獲及過濾的實現(xiàn)
數(shù)據(jù)包的捕獲和過濾是最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的模塊之一。前文已經(jīng)描述了數(shù)據(jù)包捕獲的流程,其在系統(tǒng)中的基本實現(xiàn)過程為:首先通過調(diào)用WINPCAP中pcap_findalldevs()函數(shù)進(jìn)行可用網(wǎng)卡的查找并獲取網(wǎng)卡的詳細(xì)信息;然后用pcap_open_live()函數(shù)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備打開,并建立捕獲會話;之后使用pcap_compile()函數(shù)對過濾器進(jìn)行編譯,通過對過濾規(guī)則的編譯形成內(nèi)核過濾碼,并將其傳遞給pcap_setfilter()函數(shù),此時過濾器才能產(chǎn)生作用;最后通過調(diào)用pcap_loop()函數(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)包的循環(huán)捕獲,完成后調(diào)用pcap_close()函數(shù)進(jìn)行資源的釋放,處理過程隨之結(jié)束,關(guān)閉返回。
3.2.2 ARP主動防御功能的實現(xiàn)
本系統(tǒng)擁有專門針對客戶端主機(jī)的ARP主動防御功能模塊,其主要目的是能夠在內(nèi)核層主動分析接收的ARP稻蒞是否是合法的,從而防止本地主機(jī)被不明來源的ARP攻擊,實現(xiàn)對本地主機(jī)的ARP欺騙攻擊防御。防御功能的實現(xiàn)是通過專門的ARP數(shù)據(jù)包檢測函數(shù)來實現(xiàn)的,主要經(jīng)過以下幾個關(guān)鍵步驟:
系統(tǒng)在實現(xiàn)此功能時首先定義一個結(jié)構(gòu)類型的鉤子函數(shù),即struct nf_hook_ops arp_ops={{NULL,NULL},arpfilter,nf_arp,nf_arp_in,0},該函數(shù)在鉤子節(jié)點(diǎn)上注冊ARP關(guān)鍵檢測函數(shù)arpfilter,nf_regedit_hook(&arp_ops)。當(dāng)關(guān)鍵檢測函數(shù)從內(nèi)核中移除時,需要對其進(jìn)行注銷操作,操作函數(shù)為Nf_unregedit_hook(&arp_ops)。
在本系統(tǒng)針對ARP欺騙攻擊的防御過程中,檢測函數(shù)通過對ARP緩存表的對比,從而判斷接收的數(shù)據(jù)包是否為非法攻擊數(shù)據(jù)包。其檢測實現(xiàn)的機(jī)理如上圖4所示。
3.2.3 監(jiān)聽功能的實現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)嗅探不僅是攻擊者的利用工具,同樣也可以被網(wǎng)絡(luò)管理員所利用。本系統(tǒng)的監(jiān)聽功能就是在網(wǎng)絡(luò)嗅探的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的,從而使管理員獲得較多的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。如前文所述,在大多數(shù)的以太網(wǎng)內(nèi),數(shù)據(jù)包的發(fā)送與接收實際上都是基于物理地址的,這也是網(wǎng)絡(luò)嗅探的基礎(chǔ),因此,當(dāng)系統(tǒng)實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)包的截獲時,只要本地主機(jī)設(shè)置了IP路由功能,真正的目的主機(jī)就會監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)間的通信了,實際上,監(jiān)聽功能實現(xiàn)的重點(diǎn)在于構(gòu)造一個ARP應(yīng)答包,然后發(fā)送給被欺騙主機(jī)。
當(dāng)系統(tǒng)能夠接收到數(shù)據(jù)包后,就能夠即時進(jìn)行監(jiān)聽,甚至對其進(jìn)行分析。以下就分析當(dāng)系統(tǒng)能夠接收到數(shù)據(jù)包后,就能夠即時進(jìn)行監(jiān)聽,甚至對其進(jìn)行分析。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:高校;網(wǎng)絡(luò)輿情;素質(zhì);專業(yè)人才
互聯(lián)網(wǎng)時代自媒體的發(fā)展和壯大,使每一個人都可能成為信息的創(chuàng)造者和擴(kuò)散者,而“信息的網(wǎng)狀傳播結(jié)構(gòu)形成,將每個個體的信息傳播能力以指數(shù)級放大,形成裂變式效應(yīng),信息傳播影響力立體效應(yīng)呈現(xiàn)”,甚至最終演變成為全民參與的社會現(xiàn)象。高校學(xué)生正處在對新鮮事物最熱衷的階段,喜歡標(biāo)新立異,推崇言論自由,但很多大學(xué)生本身“三觀”未定,尚且缺乏明辨是非的能力,最易受到網(wǎng)絡(luò)信息的影響,甚至在不知不覺中成為虛假網(wǎng)絡(luò)輿論的推手。近年來,高校輿情危機(jī)時常發(fā)生,把高校一度推向輿論的風(fēng)口浪尖,如何有效應(yīng)對這種新問題,已成為高校必須要研究的新課題。
一、高校網(wǎng)絡(luò)輿情的內(nèi)涵
網(wǎng)絡(luò)輿情是指在互聯(lián)網(wǎng)上流行的對社會問題不同看法的網(wǎng)絡(luò)輿論,是社會輿論的一種表現(xiàn)形式,是通過互聯(lián)網(wǎng)傳播的公眾對現(xiàn)實生活中某些熱點(diǎn)、焦點(diǎn)問題所持的有較強(qiáng)影響力、傾向性的言論和觀點(diǎn)。BBS論壇、微博、微信,新聞評論、跟帖及轉(zhuǎn)帖等是其主要表現(xiàn)形式。
目前學(xué)術(shù)界對高校網(wǎng)絡(luò)輿情的理解大致分為兩種。第一種理解認(rèn)為高校網(wǎng)絡(luò)輿情是在校園網(wǎng)絡(luò)上傳播的具有一定規(guī)模的師生對某一“焦點(diǎn)”“熱點(diǎn)”問題所表現(xiàn)出的具有一定影響力、帶有一定傾向性的共同意見或言論,載體是校園網(wǎng)絡(luò),行為主體是教師和學(xué)生,客體是社會“焦點(diǎn)”“熱點(diǎn)”。第二種理解認(rèn)為高校網(wǎng)絡(luò)輿情是與高校有關(guān)工作相聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)評論或觀點(diǎn),載體擴(kuò)展到整個互聯(lián)網(wǎng),行為主體涵蓋所有網(wǎng)民,客體是高校有關(guān)工作。
不管我們怎么理解高校網(wǎng)絡(luò)輿情,不可否認(rèn)的是,每次出現(xiàn)的高校網(wǎng)絡(luò)輿情都會打破高校寧靜的育人環(huán)境,對學(xué)校的教學(xué)管理產(chǎn)生較大且多為負(fù)面的影響。因此,高校必須重視對高校網(wǎng)絡(luò)輿情的引導(dǎo)和應(yīng)對。
二、高校網(wǎng)絡(luò)輿情管理現(xiàn)狀
1.大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)有待提高
大學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)政治素質(zhì)、法律素質(zhì)、道德素質(zhì)有待提高已經(jīng)是不爭的事實。據(jù)我們的調(diào)查問卷顯示,88.4%的大學(xué)生對國家關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)方面的法律、法規(guī)知之甚少,5.3%的大學(xué)生甚至是零接觸。所謂知法守法,大學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)法律法規(guī)知識的缺乏,使得大學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)發(fā)表各種言論時“不知者不畏”,沒有底線,過于自由。
2.高校對網(wǎng)絡(luò)輿情管理工作重視不夠,缺乏各種機(jī)制保障
(1)對網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)管重視程度不夠
從意識和態(tài)度上說,大多類高校管理人員對網(wǎng)絡(luò)輿情懷著輕視和漠視的態(tài)度,對輿情反應(yīng)遲鈍,對網(wǎng)絡(luò)輿情缺乏預(yù)防和監(jiān)管,一般情況下都是在網(wǎng)絡(luò)輿情發(fā)展到事態(tài)嚴(yán)重、引發(fā)重大后果時,才采取措施,多部門聯(lián)動,導(dǎo)致工作措施缺乏及時性和連貫性。對網(wǎng)絡(luò)輿情危機(jī)的預(yù)防和監(jiān)管認(rèn)識不夠,缺乏必要的輿情預(yù)警意識和預(yù)警措施,沒有把對網(wǎng)絡(luò)輿情的監(jiān)管納入日常工作中去。
(2)高校網(wǎng)絡(luò)輿情管理制度缺失
據(jù)我們對河南鄭州、新鄉(xiāng)、許昌、洛陽等地幾十所高校的調(diào)查發(fā)現(xiàn),幾乎所有高校對網(wǎng)絡(luò)輿情沒有科學(xué)合理的處置預(yù)案,尚且缺乏完整有效的制度,大多局限于國家出臺的規(guī)范性法律法規(guī)。高校對于校園網(wǎng)上信息者的資格審查、內(nèi)容的審核、傳播的監(jiān)控等,缺少行之有效的制度規(guī)范。在這種狀態(tài)下,師生往往過于追求言論自由而對自己所發(fā)表的言論缺乏道德自律,極易引發(fā)網(wǎng)絡(luò)輿情問題。
(3)輿情管理主體不清,專業(yè)性人才缺乏
當(dāng)前,針對網(wǎng)絡(luò)輿情的日常管理,我國大多數(shù)高校采取的模式是,學(xué)生處、網(wǎng)絡(luò)中心、團(tuán)委等多頭負(fù)責(zé),分工不清,權(quán)責(zé)不明。在實際工作中,每個部門觀念上的分歧導(dǎo)致各部門對網(wǎng)絡(luò)輿情的“同抓共管”演變成相互推諉,無人問津。此外,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)輿情的管理人員觀念落后,專業(yè)知識匱乏,不能適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代信息管理的要求,直接表現(xiàn)在高校應(yīng)對突發(fā)網(wǎng)絡(luò)輿情時反應(yīng)遲鈍,不能搶占網(wǎng)絡(luò)輿論的先機(jī),及時消除不良網(wǎng)絡(luò)輿情的負(fù)面影響,引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)輿論的正確方向。
(4)缺乏有效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管技術(shù)手段
高校對網(wǎng)絡(luò)輿情從思想上缺乏重視,導(dǎo)致在行動上資金和精力投入過少。資料顯示,國內(nèi)僅有極少部分高校引入了比較先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和信息過濾技術(shù),大多數(shù)高校采用的仍然是單一的人工監(jiān)測手段,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)輿情管理的新要求。
三、加強(qiáng)高校網(wǎng)絡(luò)輿情管理
1.加強(qiáng)高校師生網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)培養(yǎng),提高師生網(wǎng)絡(luò)道德自律能力
加強(qiáng)大學(xué)生的思想政治教育,培養(yǎng)自覺的網(wǎng)絡(luò)政治素質(zhì)和道德意識,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)言論的道德自律是高校網(wǎng)絡(luò)輿情管理的關(guān)鍵。在實踐中倡導(dǎo)大學(xué)生用科學(xué)唯物論的觀點(diǎn)分析問題,遵守《全國青少年網(wǎng)絡(luò)文明公約》,做到文明上網(wǎng),不瀏覽不良的內(nèi)容,要誠實友好交流,不侮辱欺詐他人,不發(fā)表違反國家法令、違背社會公德的言論。躬行道德實踐,做到知行合一,切實增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)道德意志。
高校還應(yīng)把對學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)教育納入大學(xué)生思想政治教育體系當(dāng)中,定期組織與網(wǎng)絡(luò)輿情相關(guān)的座談、學(xué)術(shù)報告,通過專家授課、討論辨析,引導(dǎo)大學(xué)生把加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)統(tǒng)一到樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀的過程中,切實加強(qiáng)他們的網(wǎng)絡(luò)道德意識。
2.建立健全高校網(wǎng)絡(luò)輿情管理機(jī)制
(1)提高認(rèn)識,完善制度
要想管理提升,必須理念先行。當(dāng)前形勢下,高校必須轉(zhuǎn)變觀念,首先要在思想上對高校輿情工作進(jìn)行再認(rèn)識,充分重視網(wǎng)絡(luò)輿情。其次要主動了解網(wǎng)絡(luò)輿情,要組織人員針對高校網(wǎng)絡(luò)輿情個案進(jìn)行剖析、總結(jié),分析網(wǎng)絡(luò)輿情發(fā)展的過程和規(guī)律,制訂針對性強(qiáng)的制度,建立行之有效的諸如高校網(wǎng)絡(luò)輿情信息監(jiān)控預(yù)警制度、隊伍建設(shè)制度、應(yīng)急處置制度、追究問責(zé)制度等,以規(guī)范網(wǎng)絡(luò)輿情管理的各個環(huán)節(jié)。
(2)加強(qiáng)隊伍建設(shè),做好人員保障
建立一支既有過硬的技術(shù)水平又有堅定政治信仰的專職高校網(wǎng)絡(luò)輿情信息監(jiān)控隊伍。一方面要加大對技術(shù)人員的培訓(xùn)力度。充分借助網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)搜索引擎等現(xiàn)有技術(shù)手段并大力研發(fā)新的防控技術(shù)。對相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息有針對性地瀏覽監(jiān)控,定期對所監(jiān)控信息進(jìn)行整理、匯總,形成網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控分析報告,制訂網(wǎng)絡(luò)輿情警示信息,及時掌握當(dāng)前師生的輿論信息熱點(diǎn)并及時予以引導(dǎo),消除不良影響。另一方面積極開拓創(chuàng)新、與時俱進(jìn),通過搭建貼吧、微信公共號、校友論壇等方式大家關(guān)注的社會熱點(diǎn)敏感問題,加強(qiáng)對學(xué)生的正面引導(dǎo),掌控輿論宣傳的主動權(quán)。還要通過宣傳高校師生在學(xué)術(shù)、科研、競賽中的新成就,營造濃厚的校園文化和優(yōu)良的校風(fēng)學(xué)風(fēng),把高校師生的注意力吸引到教育教學(xué)、科研進(jìn)步等正能量上來,形成積極向上的網(wǎng)絡(luò)輿論氛圍,搶占網(wǎng)絡(luò)輿論高地。
3.加大硬件投入力度,做好技術(shù)保障
危機(jī)管理的關(guān)鍵是預(yù)防危機(jī)的發(fā)生。高校應(yīng)當(dāng)了解并研究借鑒國內(nèi)外較為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控技術(shù),建立較為完善的高校網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)管系統(tǒng),成立專門的高校網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測室,形成分級的網(wǎng)絡(luò)輿情預(yù)警機(jī)制。利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),捕捉和識別具有較高敏感性和較強(qiáng)傾向性的網(wǎng)絡(luò)輿情信息,進(jìn)行預(yù)測評估,及時做出預(yù)警反應(yīng),實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)輿情安全態(tài)勢的把握。
總之,網(wǎng)絡(luò)輿情管理工作任重而道遠(yuǎn),高校必須腳踏實地,切實轉(zhuǎn)變觀念,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)輿情管理意識,著力加強(qiáng)和完善輿情管理制度機(jī)制,提高管理人員業(yè)務(wù)技術(shù)水平,積極引導(dǎo)學(xué)生輿論導(dǎo)向,并加強(qiáng)利用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行主流輿論引導(dǎo)的研究和探索,努力構(gòu)建文化校園、平安校園、和諧校園,為高校教育事業(yè)的健康發(fā)展保駕護(hù)航。
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