数据交换方式(opc及

数据交换方式(opc及dde)

一、概念介绍：

1 .OLE及DDE

操作系统流行以来，“剪贴板”（Clipboard）首先解决了不同程序间的通信问题（由剪贴板作为数据交换中心，进行复制、粘贴的操作），但是剪贴板传递的都是“死”数据，应用程序开发者得自行编写、解析数据格式的代码，于是动态数据交换（Dynamic Data Exchange，DDE）的通信协定应运而生，它可以让应用程序之间自动获取彼此的最新数据，但是，解决彼此之间的“数据格式”转换仍然是程序员沉重的

负担。对象的链接与嵌入（Object Linking and Embedded，OLE）的诞生把原来应用程序的数据交换提高到“对象交换”，这样程序间不但获得数据也同样获得彼此的应用程序对象，并且可以直接使用彼此的数据内容，其实OLE是Microsoft的复合文档技术，它的最初版本只是瞄准复合文档，但在后续版本OLE2中，导入了COM。

2 .OPC

OPC（OLE for Process Control）是一个软件标准，它可以使自动化应用程序方便地读取工

业企业的工厂级数据。OPC是基于Microsoft的组件对象建模（COM）技术定义一个标准接口，允许自动化和控制应用程序、控制设备、以及商业和办公应用软件之间相互操作。

3 .ODBC

开放式数据库连接 (ODBC) 技术为访问不

同种类的 SQL 数据库提供了通用接口。ODBC 是基于结构查询语言 (SQL) 的，以此作为访问数据的标准。此接口提供了最大的互操作性：一个应用程序可以通过一组公用代码访问不同的SQL 数据库管理系统 (DBMS)。

4 .SCADA

数据采集与监控系统（SCADA）是一种软件应用程序，它用于远程实时遥控数据采集过程，以实现对设备和条件的控制。SCADA可用于电场、石油和天然气精炼、通信、运输以及水和废物控制。

二、OPC及DDE的工作机制和差别

1.DDE技术的工作机制

dde是为在同一台计算机或不同计算机上运行的程序提供动态数据交换，最早由microsoft 公

司提出的。动态数据交换（dde）技术由于其具有实时性好、网络通信连接实现方便等特点，在控制软件与信息网络集成中得到了广泛应用。

动态数据交换基于windows消息机制，各应用程序间通过传递消息进行对话交换信息。windows dde消息传递采用client/server模式，客户（client）是数据的请求和接受者，而服务器（server）是数据的提供者，两者之间通过请求、应答、传输三个步骤来完成数据的传送。dde 协议使用服务（service）、主题（topic）和数据项（item）三级命名来标识dde所传递的数据单元。一般情况下，服务（service）就是应用程序的文件名，主题是对服务器有意义的信息单元。每次dde客户与服务程序之间的对话都是先由客户启动的，所以在每次客户启动之前，dde 服务器应当首先投入运行。

当客户程序需要向服务器程序请求数据时，客户程序发送一条wm-dde-initiate消息给当前运行的所有windows应用程序，这条消息不但包含了它所需要的服务器名（service）和主题名（topic），而且指明了它所希望的数据类型,收到wm-dde-initiate消息的应用程序通过判

别服务器名和会话主题决定是否应答，一旦dde 服务器响应了这条被传播的消息，dde会话就开始了。

dde的工作方式有冷连接（cool link）、温连接（warm link）和热连接（hot link）等3种。在冷连接方式下，当server中的数据发生变化后不主动通知client，但client可以随时从server读写数据；在温连接方式下，当server 中的数据发生变化后马上通知client，client 得到通知后将数据取回；在热连接方式下，当server中的数据发生变化后马上通知client，同时将变化的数据直接送给client。

dde的网络形式称为netdde，它包含了dde的全部特征，是动态数据交换（dde）的扩充，可以在跨越网络的计算机之间使用。采用netdde后，两个或更多网络上的应用能够通过dde共享来建立网络上不同工作站之间的连接，从而实现站站之间的动态信息共享。

2. opc技术的工作机制

在opc技术出现以前，dde技术是绝大多数控制系统都支持和采用的数据交换方式。但是，

由于dde是基于windows信息传递而建立的技术，因此，当通信量较大时，就会出现数据刷新速度慢、安全性管理机制差、可靠性能低等现象，从而就有可能致使dde客户程序在较长时间内

得不到回应。和dde 技术相比，基于com和dcom 技术的opc技术具有数传送性能高、安全性管理性能好、开发成本低等特点。

最初阶段的opc规范是由opc基金会的先fisher-rosemount、rockwell、opto 22、intellution、intuitive technology公司于1996年8月发布的，目前opc基金会成员在全球已超过300多个，其中包括世界上几乎所有主要的控制系统、仪器仪表、过程控制系统生产厂家。

opc以ole/com/dcom技术为基础，是ole （object linking and embedding）for process control的缩写，是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。与dde一样，opc 也采用client/server模式。opc服务器是数据源的提供者，数据源可以是plc、dcs、条形码读取器等控制设备，随控制系统的构成不同，作为数据源的opc服务器既可以是和opc应用程序

在同一台计算机上运行的本地opc服务器，也可以是在另外计算机上运行的远程opc服务器。opc客户是数据的使用者，它按照opc接口规范从opc服务器获取所需要的数据。

opc服务器主要包括三部分：服务器（server）、组（group）和数据项（item）。服务器对象保存服务器和服务器作为opc组对象容器的所有信息。opc组对象包括公共组和局部组（私有组）两种，公共组由多个客户共享，局部组只隶属于一个opc客户。一个组可能代表一个特殊设备的数据项，opc 客户可以通过组对象来读写数据，并可以设定opc服务器应该提供给opc client数据的更新速率。opc 数据项是读写数据的最小逻辑单位（在实际应用中，可能是物理设备的寄存器或寄存器的某一位），其数据值以variant形式表示，每个数据项包括值（value）、品质（quality）和时间戳（time stamp）3个变量。在一个组对象中，opc 客户可以加入多个opc数据项。

opc客户与opc服务器的接口有自定义接口（custom interface）和自动化接口（automation interface）两种形式。自定义接

口是一组com接口，主要用于采用c++语言的应用程序开发；自动化接口是自动化的ole接口，主要用于采用vb，delphi等基于脚本编程语言的应用程序开发。对于客户端应用程序的开发，采用自定义接口的方式运行效率高，但开发难度较大；采用自动化接口的方式运行效率低，但开发简单。这两种接口与opc服务器的通信方式可用1图所示。

图1自定义接口和自动化接口与opc服务器通信

方式示意图

对于分布式计算机上的opc客户程序的开发，opc标准采用dcom技术实现服务器和客户程序的通讯。opc的数据访问主要有同步数据访问和异步数据访问两种方式。同步数据访问时，opc服务器在将按照opc应用程序要求的数据返回之前，opc应用程序一直处于等待状态，也就是说，同步方式的数据访问在要求的动作没

有完成前不能执行任何opc应用程序侧的处理。与之相比，异步方式的数据访问在对opc服务器提出数据访问要求后，立即返回到opc应用程序侧的主处理程序中，opc服务器完成数据访问时通知opc应用程序，opc应用程序从而得到数据访问结果。当opc应用程序采用自动化接口访问opc服务器时，同步和异步数据操作分别由syncread、syncwrite和asyncread、asyncwrite 四个opc组对象的方法函数来实现。

3.opc和dd e的差别

DDE动态数据交换机制是需要两个Windows 应用程序，其中一个作为服务器处理信息，另外一个作为客户机从服务器获得信息。客户机应用程序向当前所激活的服务器应用程序发送一条消息请求信息，服务器应用程序根据该信息作出应答，从而实现两个程序之间的数据交换。

OPC(bject Linking and Embeding for Process Control)是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OPC是一种基于开放标准的开放式连结，允许在自动化/控制应用、现场设备和商业/办公室应用之间进行简明的、标准化的数

据交换。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE2技术，OLE 标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。

OPC取代DDE的原因：DDE使客户应用能够独立于数据源的供应方，开发商不必再象以往那样定义专用的接口。于是DDE成为许多类型的自动化设备的标准接口。DDE的出现使人们以为数据访问的问题得到了有效解决，但在使用过程中，用户才发现采用DDE来在设备和控制系统之间传递实时信息并非理想的办法，因为它在传输性能和可靠性等方面都存在许多限制。为此开发商不得不对DDE标准进行扩展，他们开发出各种专用的信息格式，以提高客户应用程序的性能和通信吞吐量。于是出现了DDE的多种演化版本。多种版本的DDE违背DDE最初的宗旨，因为不同的DDE格式使得客户在选择时又不得不受开发商所用格式的限制，也最终使得DDE不能够再称

为统一的标准。另外DDE不适用于大量数据的高速数据采集，并且DDE从来没有为不同计算机之间的数据交换提供可靠的机制。上述这些原因促使工业界不得不重新制订更为高效、可靠的数据访问标准，这就是OPC。OPC比DDE更好，所提供的功能也更为强大。此外，OPC提供的是一个标准的通信协议，而不象DDE那样存在不同的DDE格式。OPC时代的到来使数据的交换与通信变得开放、高效、安全、可靠，同时也为信息的集成提供了更为合理和简便的方法。与DDE相比，OPC最主要的优势体现在数据传输速率上。由于OPC服务器每秒能管理成百上千个事务，而且与DDE不同的是它的每个事务能包含多个数据项，因此采用OPC传输数据要比DDE快得多。

三、DDE与OPC技术在自动化领域中的应用

当前，dde、opc技术在许多世界著名的自动化厂家的i/o通讯服务器、scada等自动化软件中都得到了体现。例如wonderware 公司的daserver和intouch、siemens公司的simatic net和wincc、 rockwell-ab公司的rslinx和rsview32等。其中daserver和rslinx既可作为opc server，又可作为dde server；wincc

和rsview32则既可以作为opc client，又可作为dde client。同时，由于各家的软件接口都合乎dde、opc接口规范标准，所以，不同厂家的i/o通讯、scada等软件产品也可以很方便的实现互连。

以太网数据访问的服务器软件，支持dde、opc、suitlink、fastdde等通讯方式。当客户程序通讯接口与dassidirect的连接采用dde方式时，dassidirect 的数据访问采用了节点名（node name）、应用程序名（application name，此处为dassidirect）、主题名（topic name）和项目名（item name）的层次结构。而当通讯接口以opc方式与dassidirect连接时，dassidirect 的数据访问则采用了节点名（node name）、服务器名（program name，此处为archestra.dassidirect.1）、组名（group name）、设备组名（device group）、连接名（link name）和项目名（item name）的层次结构。各层次项可在dassidirect软件界面中配置实现。工程应用时，需要在dassidirect管理界面smc archestra.dassidirect.1目录下根据需要依次添加接口类型（tcp/ip）、接口处理器类型（s7

plc），并进行必要的参数设置，然后还要为device groups添加不同的topic以方便对不同变量的归类管理。intouch标签变量对dassidirect的访问是通过“访问名”的设置来实现的，所以intouch中“访问名”的设置必须和dassidirect软件中的设置一一对应，例如，“访问名”中“应用程序名”应设置为dassidirect，“访问名”中“主题名”的设置应和dassidirect中所添加的topic名称完全一致。此外，intouch标签变量“项目名”的填写也必须遵从dassidirect中item name的定义形式，例如对s7 plc数据块地址word的访问形如db11.w80，对数据块地址dword的访问形如db11.d80，对输入/输出位的访问形式分别为i5.2/q7.5等。

和wonderware公司的dassid-irect一样，rslinx也支持opc/dde两种通讯方式。当intouch和rslinx以dde方式进行通讯时，首先需要在rslinx“dde/opc topic configuration ”对话框中添加新的topic，并建立该topic与要连接rslogix plc cpu之间的对应关系,然后再对intouch中“访问名”做相

应的配置。不过，此时“访问名”中“应用程序名”应设置为rslinx，“访问名”中的“主题名”则应和在rslinx中所添加的topic名称完全一致。而intouch标签变量“项目名”的填写也应遵从rslinx中item name的定义形式，例如对rslogix plc cpu中全局变量controller tags地址的访问即为 plc变量地址的tag name，而对cpu中程序变量program tags地址的访问则为program：.的形式。

当采用siemens 公司的wincc作为opc client与opc服务器进行opc方式连接时，首先需要在wincc资源管理器中添加opc通讯驱动程序opc.chn，然后在出现的opc通道单元的“连接属性”和所建变量的“变量地址属性”对话框中分别填写“opc服务器名称”和“变量地址名称”，这样便可建立该变量到opc服务器的连接。需要说明的是，

dde、opc技术的出现与发展已经在包括工业自动控制在内的诸多领域得到了广泛的应用。dde作为一种较成熟的数据交换方式已拥有最全面的支持，而opc技术也越来越受众多自动化软硬件企业的支持与青睐，所以，在将来很

长的一段时间里，dde与opc将继续在各自的应用领域发挥重要作用，dde、opc技术的出现和发展为我们提供了一个方便的数据访问接口，从而使控制系统进一步走向开放,用户系统因此受益。

数据交换过程详解

数据交换过程详解前言：本文主要介绍数据交换过程中常用的数据交换方法和方式以及数据交换在新技术下所面对的“挑战”，方便大家深入理解数据交换过程。普元实施数据交换项目已有多年成功经验，本文也将分享大数据时代数据交换所遇到的问题和应对策略。目录： 1、为什么要进行数据交换 2、数据交换存在的问题 3、数据交换面临的挑战 4、数据交换破解“数据孤岛” 5、总结 1.为什么要进行数据交换企业大量的IT投资建立了众多的信息系统，但是随着信息系统的增加，各自孤立工作的信息系统将会造成大量的冗余数据和业务人员的重复劳动。企业急需通过建立底层数据集成平台来联系横贯整个企业的异构系统、应用、数据源等，完成在企业内部的ERP、CRM、SCM、数据库、数据仓库，以及其它重要的内部系统之间无缝的共享和交换数据。数据是在流通、应用中创造价值的，这就涉及“数据共享”和“数据交换”。在实施数据交换的过程中，不同的数据内容、数据格式和数据质量千差万别，有时甚至会遇到数据格式不能转换或数据转换格式后丢失信息等棘手问题，严重阻碍了数据在各部门和各应用系统中的流动与共享。因此，对企业内各系统异构底层数据进行有效的整合已成为增强企业商业

竞争力的必然选择。 2.数据交换存在的问题企业对数据服务的需求日趋迫切，如何有效的管理数据、高效的提供数据服务是目前企业对所面临的关键挑战。目前集团层面客户信息分散，各子公司之间的客户信息无共享。内部系统获取客户数据来源系统分散，方式多样难以管理，且获取客户数据时效性较低，供数标准不统一，缺乏统一的客户数据服务平台。 1.数据平台中数据内容繁多，难以全面掌控。通过多年的信息化建设和运营，企业已经建立了完善的业务应用系统，有效的支撑了核心业务的创新和发展，但随着应用系统的增多，数据量和数据应用环境增大，在对这些数据进行使用的过程中逐渐存在不合理、不统一的问题。 2.数据平台中数据的流转和逻辑过程复杂，难以追溯数据来源。许多企业目前没有统一的数据资产标准，各业务系统中数据质量参差不齐，存在信息孤岛现象，不同部门同一名称数据可能有不同的含义，同一个数据可能又有不同的命名，数据有效交互和共享存在问题。存在部分系统数据更新不及时的问题，核心业务数据无法朔源，数据的准确性和及时性较低，现有报表在建模时几乎每个报表都要重复建模，人为参与工作过多且层次复杂，无法高效的对流程及指标进行精确监控及分析，数据的利用效率和模型重复使用率较低。 3.业务部门对数据结构和质量无法管控目前数据管控的发展方向和需求是由业务部门提出，但业务人员对公司复杂的系统无法进行全面深入掌握，特别是技术层面。为了使业务部门从数据结构到数据质量上更好的管控，梳理业务系统与数据库结构关系，成为目前急需解决的问题之一。

数据交换技术.

数据交换技术教学目标：（1）了解三种数据交换技术及用途；（2）能比较三种数据交换技术的优缺点；（3）理解IP电话的工作原理；（4）培养学生分析、比较问题的能力。教学重点：三种数据交换技术教学难点：比较三种数据交换技术的优缺点教学用时：1课时教学过程设计：一、创设情境，引入问题。（数据交换技术是一个比较抽象的内容，学生不易理解，以学生相对较熟悉的生活例子作为铺垫，通过情境设计，先培养学生分析问题的思维方法，通过知识的类比、迁移，使学生对所学知识能有更深刻的认识。） 1、问题提出问题：假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，现要求大家一起讨论这三种方案的优劣。前提条件：假设使用每一线路所需费用均相等。 2、问题分析（在讲这部分时，应该引导学生对速度、对火车头的依赖、铁路利用率（即费用）进行比较，培养学生分析问题的能力，为后面的实践题打下基础。）甲线：专门使用一列火车来运输火箭，并使用专线，其他车次不得占用。乙线：专门使用一列火车来运输火箭，但不使用专线，该火车按照正常的火车时刻表，服从铁路部门的调度。如：现按照正常的车次进入第一个站点停靠，听候调度，有合适的火车头和线路才能继续往下一站点，如此循环，直至将火箭运到目的地。与甲线相比，使用乙线的优点、缺点有哪些？大家一起来分析（速度：比甲线慢；费用：由于与其他火车共用一条线，可降低费用；对火车头的依赖：火箭整体总量较大，需要较大功率的火车头才能推动，所以对火车头的依赖较大。）丙线：不使用专门的火车来运输，而是将火箭进行拆分，拆分之后火箭与普通货物一样进行运输。可见这是在乙线运输方案的基础上进行的改进，由于火箭拆分之后可看成与普通货物同等对待，对火车头的依赖较小，可挂靠在任一火车头上。一来可以有效地提高运输速度，二来可以提高铁路的利用率，与其他货物均担费用，降低了运输火箭的费用。由此可见，相对于乙线，丙线的方式更加灵活。但相比之下它也有个缺点：运输前后需要对火箭进行拆分和组装。下面我们通过表格来比较这三种运输方式的优劣。

数据交换技术

假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。一、数据交换技术数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换 1、电路交换技术【实例】：打电话 2、报文交换技术【实例】：发电报 3、分组交换技术【实例】：IP电话二、几种交换技术的比较 (1)电路交换。在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。 (2)报文交换。报文从源点传送到目的地采用"存储一转发"的方式,在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。在交换节点中需要缓冲存储,报文需要排队,故报文交换不能满足实时通信的要求。 (3)分组交换。

交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送,在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文，分组交换技术是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。假设：我们要到上海海洋馆参观，那我们就要借助一些交通工具，比如先做长途汽车到达中兴路汽车站，然后在火车站座地铁，到达海洋馆附近的地铁站点，最后步行到达海洋馆，其间我们要通过若干个中转点才能到达目的地。计算机世界中也是如此，发送方和接收方通信也是如此，必须经过若干个中间节点的转接，这就是今天我们要学的数据交换技术。一、数据交换技术数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换 1、电路交换技术【实例】：打电话 2、报文交换技术【实例】：发电报

网络隔离下的几种数据交换技术比较

防火墙是最常用的网络隔离手段，主要是通过网络的路由控制，也就是访问控制列表(ACL)技术，网络是一种包交换技术，数据包是通过路由交换到达目的地的，所以控制了路由，就能控制通讯的线路，控制了数据包的流向，所以早期的网络安全控制方面基本上是使用防火墙。很多互联网服务网站的“标准设计”都是采用三区模式的防火墙。但是，防火墙有一个很显著的缺点：就是防火墙只能做网络四层以下的控制，对于应用层内的病毒、蠕虫都没有办法。对于访问互联网的小网络隔离是可以的，但对于需要双向访问的业务网络隔离就显得不足了。另外值得一提的是防火墙中的NAT技术，地址翻译可以隐藏内网的IP地址，很多人把它当作一种安全的防护，认为没有路由就是足够安全的。地址翻译其实是代理服务器技术的一种，不让业务访问直接通过是比防火墙的安全前进了一步，但代理服务本身没有很好的安全防护与控制，主要是靠操作系统级的安全策略，对于目前的网络攻击技术显然是脆弱的。目前很多攻击技术是针对NAT的，尤其防火墙对于应用层没有控制，方便了木马的进入，进入到内网的木马看到的是内网地址，直接报告给外网的攻击者，地址隐藏的作用就不大了。 2、多重安全网关防火墙是在“桥”上架设的一道关卡，只能做到类似“护照”的检查，多重安全网关的方法就是架设多道关卡，有检查行李的、有检查人的。多重安全网关也有一个统一的名字：UTM(统一威胁管理)。实现为一个设备，还是多个设备只是设备本身处理能力的不同，重要的是进行从网络层到应用层的全面检查。 ^ 流量整形| 内容过滤 | 防攻击| 防病毒AV | 防入侵IPS | 防火墙FW | 防火墙与多重安全网关都是“架桥”的策略，主要是采用安全检查的方式，对应用的协议不做更改，所以速度快，流量大，可以过“汽车”业务，从客户应用上来看，没有不同。

数据交换方式

数据交换的方式一、数据交换方式概述：在计算机网络中，传输系统的设备费用常常要占整个计算机网络费用的一半左右，所以当通信用户较多而传输的距离较远时，通常采用交换技术。交换又称为转换，这种交换是通过某些交换中心将数据进行集中和传送，使传输线路为各个用户所共用，从而大大节省通信线路，提高传输设备的利用率，降低系统费用。当前的数据交换技术有三种最基本的方式：电路交换、报文交换、分组交换。一个数据通信网的有效性，可靠性和经济性直接受网络所采用的交换方式影响。二、数据交换的三种方式： 1、电路交换 1.1电路交换的基本工作原理：在数据传输期间，源结点与目的结点之间有一条由中间结点构成的专用物理连接线路，在数据传输结束之前，这条线路一直保持。如果两个相邻结点之间的信道容量很大时，这两个相邻结点之间可以同时有多个物理电路。 1.2电路交换技术实现通信的3个过程： ①电路建立在传输任何数据之前，必须建立端到端的连接。整个阶段通过源站点请求完成交换网中对应的逐个结点连接过程，以建立起一条由源站到目的站的传输通道。 ②数据传输源站和目的站沿已建立的传输通道，进行数据或信号传输。这种传输在经过中间结点时几乎没有延迟，并且没有阻塞问题，除非有意外的线路或结点故障而导致电路中断。 ③电路拆除在完成数据或信号的传输后，就要结束连接。通常是由源站或目标站提出终止通信，各结点相应拆除该电路的对应连接，释放由该电路占用的结点和信道资源。 1.3电路交换的优缺点：

优点：（1）由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。（2）通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。（3）双方通信时按发送顺序传送数据，不存在时序问题。（4）电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。（5）电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。缺点：（1）电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说偏长。（2）电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用率低。（3）电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。 2.报文交换 2.1报文交换的基本工作原理：无需在两个站点之间建立一条专用通路，其数据传输的单位是报文，长度不限且可变。传送过程采用存储-转发方式，即发送站在发送一个报文时把目的地址附加在报文上，途经的网络结点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个结点，通过逐个结点转送，直到目的站点。每个结点在收下整个报文后，暂存报文并检查有无错误，然后利用路由信息找到下一个结点的地址，再把整个报文传送到下一个结点。在同一时间段内，报文的传输只占用两个结点之间的一段线路。而在两个通信用户间的其他线路段，可传输其他用户的报文，不像电路交换那样必须占用端到端的全部信道。在电路交换网络中，每个结点是一个电子设备或是机电结合的交换设备，这种设备发送和接收的速度一样快。报文交换结点通常是一台小型计算机，它具有足够的存储空间来缓冲收到的报文。 2.2报文交换的优缺点：优点：（1）报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。

数据通信的交换方式

第二章数据通信的交换方式两个异地终端之间若要进行数据通信时，我们可以建立专用线路把两终端连接起来即可。如果一个终端要与多个终端进行通信，终端间都照此办理，那末进出一个终端的线路将会太多。如图2-1所示的六个终端间进行数据通信，就需要15条线路（全连方式）。这样的结果，一是线路利用率太低。因为终端之间通信的业务量总是不均匀的，一天内只有部分时间较忙，其余时间将会闲着不用；二是不经济，终端与终端都需线路直接连接，线路数量多，投资大。图2-1 六个终端之间的连接（全连接方式）图2-2 信息交换示意图解决的办法是将各地的终端连至一个交换设备上，该交换设备能按用户的要求将需要进行数据通信的终端连接起来完成信息的交换任务，如图2-2所示。

在信息传输方面，由于数据通信网与电话通信网相比，有它自己的特点（实时性要求不如电话通信网那样高），因而，在数据通信网中引入一些特殊的交换方式。目前，数据通信网中可采用的信息的交换方式有以下三类： ●分组交换方式(Packet Switching) ●电路交换方式( Circuit Switching) ●报文交换方式(Message Switching) 2.1 电路交换电路交换方式能为任一个入网的数据通信用户提供一条临时的专用的物理信道（又称电路），这条物理信道是由通路上各节点内部在空间(布线接续)或时间上(时隙互换)完成信道接续而构成的，这为信源的DTE与信宿的DTE之间建立一条信道。在信息传输期间，该信道为一对DTE用户所占用，通信结束才释放该信道。实现电路交换的主要设备是具有电路交换功能的交换机，它由电路交换部分和控制部分组成。电路交换部分实现主、被叫用户的连接，构成数据传输信道；控制部分的主要功能是根据主叫用户的选线信号控制交换网络完成接续。具有电路交换功能的交换机可采用布线逻辑控制和存储程序控制两种方式完成接续功能。存储程序控制方式采用计算机技术，把完成控制功能的逻辑操作，以“程序”的形式预先存储在存储装置的。计算机的中央处理装置根据储存的程序，执行加减、比较、转移、逻辑变换等基本运算来实现控制功能。由于在这种方式中，规定控制功能是程序而不是硬件，所以，可以用改写程序的方法来变更或扩充功能。可以看出，这种方式具有很大的灵活性。布线逻辑控制方式是把开关接点和电子元器件等通过布线连接起来，完成要求的逻辑动作。采用这种方式，要变更功能必须变更布线，因而灵活性较差。图2-3是存储程序控制交换机的构成示意图。其中，固定存储器存放规定交换机动作的程序和各种数据；随机存储器存储交换网络的忙闲状态、外部各装置的动作状态、逻辑运算的中间结果等；扫描电路则监视用户线和中继线的

数据交换技术

《数据交换技术》教学设计开课人：涂雨露【教学目标】知识与技能：掌握三种数据交换技术的工作原理、工作特点及用途。过程与方法：通过学习数据交换技术的过程，能进一步理解数据的传输。情感态度与价值观：培养学生类比案例、分析问题的能力。【教学重点】：三种数据交换技术的工作原理。【教学难点】：比较三种数据交换技术的优缺点。【教学方法】：讲授法、讨论法、类比法【教学过程】一、创设情境，引入问题 1、问题提出假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，现要求大家一起讨论这三种方案的优劣。前提条件：假设使用每一线路所需费用均相等。 2、问题分析甲线：专门使用一列火车来运输火箭，并使用专线，其他车次不得占用。乙线：专门使用一列火车来运输火箭，但不使用专线，该火车按照正常的火车时刻表，服从铁路部门的调度。如：现按照正常的车次进入第一个站点停靠，听候调度，有合适的火车头和线路才能继续往下一站点，如此循环，直至将火箭运到目的地。丙线：不使用专门的火车来运输，而是将火箭进行拆分，拆分之后火箭与普通货物一样进行运输。由于火箭拆分之后可看成与普通货物同等对待，对火车头的依赖较小，可挂靠在任一火车头上。特点优点缺点甲线速度最快费用最高乙线费用较低速度最慢、对火车头要求较高丙线费用最低、速度较快，对火车头要求低。运输前后需对火箭进行拆分、复原工作。

（小结：在这三种方案中是通过提高线路的利用率来有效地降低费用的。）在现实生活中要运输货物，同样，在网络中要传输大量的数据。网络中的数据是通过什么样的方式来进行传输的呢？下面我们来学习三种网络中数据的传输方式，他们的工作原理和我们刚才讨论的三种运输方案有许多相似的地方，大家在学习的时候可以用来做类比。二、三种数据交换技术 1、电路交换技术（1）介绍工作原理：电路交换技术即为已对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用传输通道。（引导学生让其与甲线的运输方式进行类比）播放《电路交换技术》动画。（2）举例 2、报文交换技术（1）介绍工作原理：报文交换技术不需要事先建立物理线路，它将发送的数据作为一个整体发给中间交换设备。中间交换设备先存储，然后选择一条合适的空闲线路将数据转发给下一个交换设备，循环直至数据发送到目的节点。（引导学生让其与乙线的运输方式进行类比）。播放《报文交换技术》动画。说明：在这里报文交换技术采用“存储－转发”机制（2）报文与电路进行对比（3）举例：电报系统 3、分组交换技术（1）介绍工作原理：分组交换技术是报文交换技术的改进，它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的地，这一过程称为分组交换。（引导学生让其与丙线的运输方式进行类比）分组交换技术是在数据网络中最广泛使用的一种交换技术。

一种结构化数据交换格式及方法

一种结构化数据交换格式及方法本文提供一种结构化数据交换格式及方法，数据交换包的结构主要由数据项值对与数据记录集两种结构组成，能很简明地描述数据，并使用特殊的不可输入分隔符将数据项分开，包含数据项值对与数据记录集的格式实现，只增加了很少的冗余数据，序列化编码、解码的方法简单，体积小，编码的效率较高，能支持文本和二进制数据，可直接阅读。与XML、JSON等格式相比，有数据包小、数据交换速度快、应用方便等特点，可以把它用在C/S/S架构、B/S/S架构或分布式应用之间的数据通信，异构环境下的数据交换也适用。标签：XML JSON 结构化数据交换 1 技术背景随着计算机技术的发展，计算机网络的应用无处不在，应用软件的架构也已脱离桌面式单机时代，发展到C/S（客户/服务架构）、C/S/S(客户/中间件应用服务/数据库服务)、B/S/S(浏览器客户/Web应用服务/数据库服务)和分布式多层异构平台。这些结构都能实现多客户端、多并发和大型数据访问的软件管理信息系统，大大提高了信息流通的速度和效率，吸引了越来越多的企业、个人通过网络从事其相关活动，基于网络的数据交换和业务协作越来越频繁。数据交换的协议主要是基于TCP/IP、HTTP等底层协议，数据的访问方法不同架构有不同的方式： C/S主要使用数据库服务器专有协议和数据格式，使用如SQL（结构化查询语言）等方法，利用客户端的开发工具（如PowerBuilder，Delphi，Vb等）实现数据的访问。 C/S/S架构客户端使用与中间件应用服务器的专有协议访问，如Oracle Bea Tuxedo使用简单的字串到复杂的FML等多种交换方式实现客户端与中间件的数据交换。中间件与数据库的访问同C/S架构。 B/S/S是基于浏览器瘦客户端，使用HTTP协议与WEB服务器交互，在文本交互方式的基础上发展出如XML、JSON等开放的交换格式。当前流行的数据交换格式和方案主要有XML、JSON和Google的Protocol buffer等。 XML：以文本格式描述数据的标记语言，缺点是用XML描述的数据比原始数据大很多，而且数据访问解析比较慢，格式复杂，传输占用带宽。服务器端和客户端都需要花费大量代码来解析XML，不论服务器端和客户端代码变的异常复杂和不容易维护，客户端不同浏览器之间解析XML的方式不一致，需要重复编写很多代码，服务器端和客户端解析XML花费资源和时间都较多。 JSON：(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式，它基于JavaScript Programming Language，相对于XML，它更加易读。但JSON中的分隔符只限于单引号、小括号、中括号、大括号、冒号和逗号等可输入字符，若数据内容中本身包含这些字符时，要做转移处理，会增加解析的复杂度，且对于其它语言编码解码相对复杂。 Protocol buffer：是Google公司开源的结构化数据格式，功能类似XML，但结构复杂，编码与解码API比较复杂，编码过程需要专门的编译步骤，压缩的二进制格式，无法直接阅读。 2 一种结构化数据交换格式及方法

数据交换服务

1.1.1数据交换服务本项目的数据交换应用主要包含在以下两个方面，即：（1）内外网门户平台之间由于逻辑隔离，需要进行数据交换。（2）在内网范围内存在已建系统、在建系统和待建系统，系统之间存在数据交换的需求。 1.1.1.1 数据交换功能分析本交换服务基于统一的数据交换平台，数据交换平台基于面向服务的SOA 架构，采用消息服务服务总线（ESB）技术实现多个节点之间的数据交换。数据交换平台在统一数据规范和数据接口的基础上构建，主要功能如下：（一）实现（但不限于）以下多种信息资源的共享交换方式基于SOA的设计思想，数据交换以统一的基于服务的交换来管理。服务可以绑定文件，也可以绑定数据库或其它服务产生的SDO。在源服务到目标服务的执行路由上，我们设置中间格式转换服务，注册到ESB上，负责适配数据格式。通过ESB的交换也可以和操作权限、数据权限的管理相结合，满足管理需求。主要交换方式如下： 1、文件交换。实现各委办局之间、各应用系统之间灵活的、可定制的一对一、一对多的文件交换。 2、数据库之间的数据交换。实现各应用系统数据库之间的数据交换及中间格式转换。 3、基于服务的交换。能够实现基于Web服务的信息资源交换，能够方便、快速地包装、解析委办局提供的各类服务接口中的数据，并转化为需求方的数据格式。（二）支持多种会话策略实时：基于事件驱动，由系统运行时动态产生和控制的会话方式；定时：由系统定时器根据预设的定时策略产生和控制的会话方式；手工：系统运行时由用户手工产生和控制的会话方式。

（三）支持多种灵活的交换策略。包括两种数据交换方式交换共享(数据“落地”集中)模式：各应用系统之间通过交换服务实现交换，数据中心在ESB上注册源到目标的路由监听服务。交换数据时，ESB将源数据及目标返回数据作为参数，调用数据中心注册的服务。交换的数据通过此监听服务，将数据“落地”，存储在基础数据库中，形成需要共享的基础数据。对等交换(数据“不落地”)模式：各应用系统之间通过交换服务实现交换，交换的数据不需存储在交换中心节点中。这种模式实际上建立了一种数据交换通道或交换总线。（四）支持多种数据接口和传输协议基于数据交换产品可提供数据库、文件系统、WebService等多种接口服务方式，支持不同格式数据内容的交换共享。同时，遵循国际主流成熟的、通用的传输标准、规范和协议，如TCP/IP、XML等。以XML应用为例，XML数据交换格式和标准：以XML为基础，定义了数据标识、数据传递、数据操作、数据存储映射等内容。根据行政学院的数据情况和SOA平台的实际采购情况，可以有两种对协议的处理。数据提供方及数据接收方都使用标准协议，SOA平台对此交换支持协议间转换；数据提供方及数据接收方都内部处理数据，产生XML或SDO，SOA 平台提供接口适配功能，处理数据接口的适配。（五）支持跨网段数据交换：支持HTTP、HTTPS协议，能够在不影响交换性能的前提下跨网段、跨防火墙访问，提供相同或不同网络之间的消息传输服务，以透明方式支持数据各类数据的交换共享。（六）交换安全保障服务能够基于产品自带的安全服务功能，对敏感信息交换进行MD5、DES、SSL 加密，根据数据加密应用途径进行交换信息内容的加密（可逆或不可逆），保障数据交换传输过程中的安全。同时还将具有数据合法性验证功能，能够对交换服务与应用系统之间以及交换系统之间的两类合法性验证，确保数据可信交换。拥有断点续传功能，保证数据“只传一次”，即不重传、不漏传、断点续传,

数据交换格式

数据交换格式 1.JSON JSON 是 JavaScript 原生格式，这意味着在 JavaScript 中处理 JSON 数据不需要任何特殊的 API 或工具包。JSON可以将JavaScript对象表示的一组数据转换为字符串，然后在函数之间传递这些字符串，或者在异步程序中将字符串从Web客户端传递到服务器端。 JSON是一种轻量级的数据交换格式，没有文件的存储形式。 JSON的对象object数据格式：（name/value），name是String类型的，value 是String、number、Boolean、null、Object或数组类型。数组array是多个value的有序序列。 2.XML XML是SGML标准通用标记语言的子集，允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言。格式统一，跨平台和语言，业界公认的标准。 3.JSON与XML的比较 JSON在JavaScript中比XML有优势，一般在Web开发中不用XML作为数据交换格式，它的解析会造成复杂的编码和降低运行效率。 3.1 解析方法目前，XML提供两种解析方案：DOM和SAX。 DOM需要把整个XML文件读入内存，这一点上DOM和SAX是一样的，但是XML 需要考虑父节点和子节点，而JSON是键值对的集合，他比XML解析难度小很多。 SAX不需要读入整个文档就可以解析出内容，是一种逐步解析的方法，适合大规模的解析，这一点JSON做不到。所以JSON适用于少量数据的传递，而大量数据的处理依靠XML。 3.2编码 JSON的语法简单，XML的语法规范；JSON编码简单，而XML更适用于标记文档。都是基于文本的，且都是用Unicode编码。

数据交换方式(opc及

数据交换方式(opc及dde)

业企业的工厂级数据。OPC是基于Microsoft的组件对象建模（COM）技术定义一个标准接口，允许自动化和控制应用程序、控制设备、以及商业和办公应用软件之间相互操作。 3 .ODBC 开放式数据库连接 (ODBC) 技术为访问不同种类的 SQL 数据库提供了通用接口。ODBC 是基于结构查询语言 (SQL) 的，以此作为访问数据的标准。此接口提供了最大的互操作性：一个应用程序可以通过一组公用代码访问不同的SQL 数据库管理系统 (DBMS)。 4 .SCADA 数据采集与监控系统（SCADA）是一种软件应用程序，它用于远程实时遥控数据采集过程，以实现对设备和条件的控制。SCADA可用于电场、石油和天然气精炼、通信、运输以及水和废物控制。二、OPC及DDE的工作机制和差别 1.DDE技术的工作机制 dde是为在同一台计算机或不同计算机上运行的程序提供动态数据交换，最早由microsoft 公

网络隔离中的数据交换方式

网络隔离中的数据交换方式一、背景网络隔离是很多专用网络的没有办法的办法，网络上承载专用的业务，其安全性一定要得到保障，然而网络的建设就是为了互通的，没有数据的共享，网络的作用也缩水了不少，因此网络隔离与数据共享交换本身就是天生的一对矛盾，如何解决好网络的安全，又方便地实现数据的交换是很多网络安全技术人员在一直探索的。网络要隔离的原因很多，通常说的有下面两点： 1、涉密的网络与低密级的网络互联是不安全的，尤其来自不可控制网络上的入侵与攻击是无法定位管理的。互联网是世界级的网络，也是安全上难以控制的网络，又要连通提供公共业务服务，又要防护各种攻击与*。要有隔离，还要数据交换是各企业、政府等网络建设的首先面对的问题。 2、安全防护技术永远落后于攻击技术，先有了矛，可以刺伤敌人，才有了盾，可以防护被敌人刺伤。攻击技术不断变化升级，门槛降低、漏洞出现周期变短、*传播技术成了木马的运载工具...而防护技术好象总是打不完的补丁，目前互联网上的"黑客"已经产业化，有些象网络上的"黑社会"，虽然有时也做些杀富济贫的"义举"，但为了生存，不断专研新型攻击技术也是必然的。在一种新型的攻击出现后，防护技术要迟后一段时间才有应对的办法，这也是网络安全界的目前现状。因此网络隔离就是先把网络与非安全区域划开，当然最好的方式就是在城市周围挖的护城河，然后再建几个可以控制的"吊桥"，保持与城外的互通。数据交换技术的发展就是研究"桥"上的防护技术。关于隔离与数据交换，启明星辰公司有比较的安全策略研究，总结起来有下面几种安全策略：修桥策略：业务协议直接通过，数据不重组，对速度影响小，安全性弱 ◆防火墙FW：网络层的过滤 ◆多重安全网关：从网络层到应用层的过滤，多重关卡策略渡船策略：业务协议不直接通过，数据要重组，安全性好 ◆网闸：协议落地，安全检测依赖于现有的安全技术 ◆交换网络：建立交换缓冲区，采用防护、监控与审计多方位的安全防护人工策略：不做物理连接，人工用移动介质交换数据，安全性最好。二、数据交换技术 1、防火墙防火墙是最常用的网络隔离手段，主要是通过网络的路由控制，也就是访问控制列表(ACL)技术，网络是一种包交换技术，数据包是通过路由交换到达目的地的，所以控制了路由，就能控制通讯的线路，控制了数据包的流向，早期的网络安全控制方面基本上是防火墙。国内影响较大的厂商有天融信、启明星辰、联想网御等。但是，防火墙有一个很显著的缺点：就是防火墙只能做网络四层以下的控制，对于应用层内的*、蠕虫都没有办法。对于安全要求初级的隔离是可以的，但对于需要深层次的网络隔离就显得不足了。值得一提的是防火墙中的NAT技术，地址翻译可以隐藏内网的IP地址，很多人把它当作一种安全的防护，认为没有路由就是足够安全的。地址翻译其实是代理服务器技术的一种，不让业务访问直接通过是在安全上前进了一步，但目前应用层的绕过NAT技术很普遍，隐藏地址只是相对的。目前很多攻击技术是针对防火墙的，尤其防火墙对于应用层没有控制，方便了木马的进入，进入到内网的木马看到的是内网地址，直接报告给外网的攻击者，NAT的安全作用就不大了。

数据交换技术教案

1.3信息交换方式――数据交换技术数据交换技术是一个比较抽象的内容，学生不易理解，通过情境设计，先培养学生分析问题的思维方法，使学生对所学知识能有更深刻的认识。教学目标：（1）了解三种数据交换技术及用途；（2）能比较三种数据交换技术的优缺点；（3）理解IP电话的工作原理；（4）培养学生分析、比较问题的能力。教学重点：三种数据交换技术教学难点：比较三种数据交换技术的优缺点教学过程设计：一、创设情境，引入问题。（数据交换技术是一个比较抽象的内容，学生不易理解，以学生相对较熟悉的生活例子作为铺垫，通过情境设计，先培养学生分析问题的思维方法，通过知识的类比、迁移，使学生对所学知识能有更深刻的认识。） 1、问题提出问题：假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，现要求大家一起讨论这三种方案的优劣。前提条件：假设使用每一线路所需费用均相等。 2、问题分析（在讲这部分时，应该引导学生对速度、对火车头的依赖、铁路利用率（即费用）进行比较，培养学生分析问题的能力，为后面的实践题打下基础。）

甲线：专门使用一列火车来运输火箭，并使用专线，其他车次不得占用。乙线：专门使用一列火车来运输火箭，但不使用专线，该火车按照正常的火车时刻表，服从铁路部门的调度。如：现按照正常的车次进入第一个站点停靠，听候调度，有合适的火车头和线路才能继续往下一站点，如此循环，直至将火箭运到目的地。与甲线相比，使用乙线的优点、缺点有哪些？大家一起来分析（速度：比甲线慢；费用：由于与其他火车共用一条线，可降低费用；对火车头的依赖：火箭整体总量较大，需要较大功率的火车头才能推动，所以对火车头的依赖较大。）丙线：不使用专门的火车来运输，而是将火箭进行拆分，拆分之后火箭与普通货物一样进行运输。可见这是在乙线运输方案的基础上进行的改进，由于火箭拆分之后可看成与普通货物同等对待，对火车头的依赖较小，可挂靠在任一火车头上。一来可以有效地提高运输速度，二来可以提高铁路的利用率，与其他货物均担费用，降低了运输火箭的费用。由此可见，相对于乙线，丙线的方式更加灵活。但相比之下它也有个缺点：运输前后需要对火箭进行拆分和组装。下面我们通过表格来比较这三种运输方式的优劣。（小结：在这三种方案中是通过提高线路的利用率来有效地降低费用的。）在现实生活中要运输货物，同样，在网络中要传输大量的数据。网络中的数据是通过什么样的方式来进行传输的呢？下面我们来学习三种网络中数据的传

数据交换方式(opc及dde)

一、概念介绍： 1 .OLE及DDE 操作系统流行以来，“剪贴板”（Clipboard）首先解决了不同程序间的通信问题（由剪贴板作为数据交换中心，进行复制、粘贴的操作），但是剪贴板传递的都是“死”数据，应用程序开发者得自行编写、解析数据格式的代码，于是动态数据交换（Dynamic Data Exchange，DDE）的通信协定应运而生，它可以让应用程序之间自动获取彼此的最新数据，但是，解决彼此之间的“数据格式”转换仍然是程序员沉重的负担。对象的链接与嵌入（Object Linking and Embedded，OLE）的诞生把原来应用程序的数据交换提高到“对象交换”，这样程序间不但获得数据也同样获得彼此的应用程序对象，并且可以直接使用彼此的数据内容，其实OLE是Microsoft的复合文档技术，它的最初版本只是瞄准复合文档，但在后续版本OLE2中，导入了COM。 2 .OPC OPC（OLE for Process Control）是一个软件标准，它可以使自动化应用程序方便地读取工业企业的工厂级数据。OPC是基于Microsoft的组件对象建模（COM）技术定义一个标准接口，允许自动化和控制应用程序、控制设备、以及商业和办公应用软件之间相互操作。 3 .ODBC 开放式数据库连接 (ODBC) 技术为访问不同种类的 SQL 数据库提供了通用接口。ODBC 是基于结构查询语言 (SQL) 的，以此作为访问数据的标准。此接口提供了最大的互操作性：一个应用程序可以通过一组公用代码访问不同的 SQL 数据库管理系统 (DBMS)。 4 .SCADA 数据采集与监控系统（SCADA）是一种软件应用程序，它用于远程实时遥控数据采集过程，以实现对设备和条件的控制。SCADA可用于电场、石油和天然气精炼、通信、运输以及水和废物控制。二、OPC及DDE的工作机制和差别 1.DDE技术的工作机制 dde是为在同一台计算机或不同计算机上运行的程序提供动态数据交换，最早由microsoft 公司提出的。动态数据交换（dde）技术由于其具有实时性好、网络通信连接实现方便等特点，在控制软件与信息网络集成中得到了广泛应用。