李喜林

摘要：TCP/IP協(xié)議因其對于通信環(huán)境適應性較強，得以在通信行業(yè)中廣泛應用。但因當下網(wǎng)域逐漸擴展，誤碼率有所提升，鏈路中斷問題的發(fā)生概率大幅度增加。為了進一步提升網(wǎng)絡通信的質(zhì)量，則需要從TCP/IP協(xié)議入手，配合其他協(xié)議強化通信的穩(wěn)定性。本文圍繞TCP/IP協(xié)議為切入點提高通信網(wǎng)絡穩(wěn)定性展開了研究、探討。

關鍵詞：TCP/IP協(xié)議;網(wǎng)絡通信;穩(wěn)定

1、網(wǎng)絡通信和TCP/IP協(xié)議概述

1.1 網(wǎng)絡通信

對于一些規(guī)模較大、覆蓋面積較廣的大型網(wǎng)絡應用系統(tǒng)而言，內(nèi)部包含了多個不同區(qū)域內(nèi)的子系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)構(gòu)成背景下，傳統(tǒng)意義上系統(tǒng)維護、管理工作則就自然轉(zhuǎn)變?yōu)獒槍ψ酉到y(tǒng)的維護、管理，但卻需要投入大量的人力，且管理工作效果也達不到既定的要求。網(wǎng)絡通信的應用、發(fā)展在電腦之間的通信問題解決中發(fā)揮了巨大作用，實現(xiàn)了電腦之間的長距離數(shù)據(jù)傳輸。雖然網(wǎng)絡通信是一個獨立存在的完整系統(tǒng)，但卻過分依賴軟硬件的架構(gòu)、設計。網(wǎng)絡通信服務器的應用，則可以針對不同標準進行了合理的劃分，在針對性、開放性具備一定優(yōu)勢，但其安全、穩(wěn)定性相對較差。

1.2 TCP/IP協(xié)議

從本質(zhì)上來看，TCP/IP協(xié)議是一種存在于物理網(wǎng)上的完整網(wǎng)絡協(xié)議[1]。TCP、IP分別負責的是傳輸層和網(wǎng)絡層服務的提供，其中的TCP主要囊括了以數(shù)據(jù)報和連接作為基礎的UDP和TCP協(xié)議，UDP協(xié)議不需要在數(shù)據(jù)傳輸過程中負責應用程序端口連接的建立，只需要在數(shù)據(jù)發(fā)送的過程中，將與之相對的數(shù)據(jù)報發(fā)送即可。以連接為基礎的TCP協(xié)議，可以在有效使用來自底層IP的不可靠數(shù)據(jù)報服務的基礎上，借助重發(fā)、自適應等技術提供一個滿足應用程序的可靠、安全的數(shù)據(jù)傳輸服務。IP層則是在將物理網(wǎng)絡具體細節(jié)屏蔽的前提下，提供了一個統(tǒng)一化的編址方案。在數(shù)據(jù)具體傳輸?shù)倪^程中，IP層會盡最大可能將每個數(shù)據(jù)報進行傳遞，但卻并不保證諸如數(shù)據(jù)報重復、延遲、丟失、損壞等問題的避免，這些問題需要經(jīng)由上層協(xié)議軟件進行處理。

對于TCP/IP協(xié)議而言，傳輸層協(xié)議、網(wǎng)絡層協(xié)議、物理接口是其核心組成部分，通常這三部分都是在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中實現(xiàn)。在具體的程序編寫環(huán)節(jié)中，其界面形式具備包括了內(nèi)部核心直接提供的系統(tǒng)調(diào)用和庫函數(shù)提供的各類函數(shù)，分別屬于核內(nèi)和核外實現(xiàn)方式。需要注意的是，用戶服務必須借由核外的應用程序方可實現(xiàn)。

2、如何基于TCP/IP協(xié)議維護網(wǎng)絡通信的穩(wěn)定性

2.1 引入高速 IP 網(wǎng)絡體系

現(xiàn)如今，網(wǎng)絡技術的覆蓋范圍處于一種持續(xù)拓寬的狀態(tài)下，且應用率也逐漸得以擴張，促使通信次數(shù)頻率，傳播效率得以不斷強化。TCP/IP協(xié)議因其并不具備對數(shù)據(jù)更改與否的檢驗性，很容易在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。為了更好的解決TCP/IP協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的丟失問題，可以由設計人員在結(jié)合網(wǎng)絡體系實際狀況的前提下，強化對TCP/IP協(xié)議的功能層面開發(fā)，在其中加入一定數(shù)量的安全協(xié)定，并通過認證和保密系統(tǒng)的設置，持續(xù)強化IP網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)保護能力水平[2]。就目前的情況看來，網(wǎng)絡的應用范圍已經(jīng)逐漸拓展到建筑、金融等行業(yè)中，且用戶的群體類型囊括了學生、工作人員、行政人員等各個階層職業(yè)，這也使得通訊數(shù)據(jù)的類型變得越發(fā)復雜化，數(shù)目呈現(xiàn)出一種指數(shù)級增加的趨勢。在這種情況下，TCP/IP協(xié)議的通信網(wǎng)絡穩(wěn)定性也必須要實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)應用之間的綜合管理。對于電力自動化和過程控制而言，在網(wǎng)絡通信，尤其是遠程網(wǎng)絡通信中，將TCP/IP協(xié)議以及Modbus協(xié)議進行結(jié)合，設計出如圖1所示的網(wǎng)絡，有效克服了之前在傳輸距離、速度等方面的缺陷。設計人員需要在全面開發(fā)和突破網(wǎng)絡通信功能的前提下，為其設置功能更為全面的安全認證和保密協(xié)議，以此進一步提升整個網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的專業(yè)性以及數(shù)據(jù)針對性。

2.2 IP協(xié)議中協(xié)定的加入

為了更好的基于TCP/IP協(xié)議促進網(wǎng)絡通信的穩(wěn)定發(fā)展，需要在IP協(xié)議的設定過程中加入AH、ESP、IKE三項協(xié)定，其中的ESP協(xié)定是一種封裝安全負載類型協(xié)議，IKE則是一種密鑰交換協(xié)定，三者都是在IP協(xié)議的設定過程中發(fā)揮著作用，并負責密鑰的管理和交換。從某種程度上來看，這三種協(xié)定之間的鏈接是以SA安全協(xié)定作為基礎而落實的，在用戶進行數(shù)據(jù)傳輸通信的過程中，IP協(xié)定通常都會以安全策略數(shù)據(jù)庫的查詢來確定數(shù)據(jù)的接受與否。在整個的功能設計過程中，AH協(xié)定主要負責的是認證數(shù)據(jù)來源，并檢查數(shù)據(jù)傳輸本身的完整性，ESP則是負責對IP的有效負載進行檢驗，確保信息傳輸雙方的相互操作穩(wěn)定。在借助網(wǎng)絡渠道進行文件傳輸?shù)倪^程中，為了保護整個傳輸業(yè)務的正常和穩(wěn)定性，從而維護網(wǎng)絡通信的穩(wěn)定，IP網(wǎng)絡中的ESP協(xié)定與加密所用算法需要處于一種完全獨立的狀態(tài)，這也就使得ESP協(xié)定在開放和競爭性方面具備一定的優(yōu)勢，能夠?qū)Ω鞣N對稱密鑰加密算法應用給予支持。其中的IKE作為負責密鑰交換的一種協(xié)定，主要是在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中負責使用的協(xié)議，并加密算計和進行密鑰協(xié)。其具體的傳輸工作模式包括了傳輸、隧道兩種。一旦ESP協(xié)定進入傳輸模式的時候，系統(tǒng)就可以使用IP頭部。ESP在使用隧道模式的時候，IP數(shù)據(jù)包需要在經(jīng)過加密之后成為ESP協(xié)定的有效負載[3]。在實際的網(wǎng)絡通信發(fā)展過程中，使用者可以完全根據(jù)系統(tǒng)信息傳輸需求和安全需求，從AH和ESP協(xié)定中任選其一。還需要注意的一點是，在加密協(xié)議的影響下，IP網(wǎng)絡通信通常會自行落實認證數(shù)據(jù)源這一步操作，確保在網(wǎng)絡通信的過程中用戶的信息沒有出現(xiàn)竊聽或者是被篡改的現(xiàn)象。在使用AH協(xié)定進行通信保護的過程中，IP數(shù)據(jù)包一般都會被添加到身份驗證報頭，且報頭內(nèi)部也完全包含了帶有余額的Hash散列，這一散列也會被整個納入到IP數(shù)據(jù)包的計算過程中。一旦在網(wǎng)絡通信過程中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)更改或其他情況，Hash散列則會直接出現(xiàn)無效化現(xiàn)象，只有在使用者接收到通信數(shù)據(jù)的情況下，借助Hash計算，并針對字段值進行比較，就能夠有效地確定在數(shù)據(jù)通信的過程中是否出現(xiàn)了丟失修改等問題，進一步維護數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩头€(wěn)定性。

3、總結(jié)

網(wǎng)絡通信的穩(wěn)定性提升也是進一步促進國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎條件，基于TCP/IP協(xié)議促進網(wǎng)絡通信穩(wěn)定性發(fā)展的過程中，需要在其IP協(xié)議中添加AH、ESP、IKE三種協(xié)定，更需要將高速的IP網(wǎng)絡體系引入其中，以此保證數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。

參考文獻：

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