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什么介质能阻碍网络

发布时间:2022-02-25 16:05:57

⑴ 网络主要传输介质有哪些

双绞线(Twisted-Pair)

双绞线是现在最普通的传输介质,它由两条相互绝缘的铜线组成,典型直径为1毫米。两根线绞接在一起是为了防止其电磁感应在邻近线对中产生干扰信号。现行双绞线电缆中一般包含4个双绞线对,具体为橙1/橙2、蓝4/蓝5、绿6/绿3、棕3/棕白7。计算机网络使用1-2、3-6两组线对分别来发送和接收数据。双绞线接头为具有国际标准的RJ-45插头和插座。双绞线分为屏蔽(shielded)双绞线STP和非屏蔽(Unshielded)双绞线UTP,非屏蔽双绞线有线缆外皮作为屏蔽层,适用于网络流量不大的场合中。屏蔽式双绞线具有一个金属甲套(sheath),对电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)具有较强的抵抗能力,适用于网络流量较大的高速网络协议应用。双绞线根据性能又可分为5类、6类和7类,现在常用的为5类非屏蔽双绞线,其频率带宽为100MHz,能够可靠地运行4MB、ICME和16MB的网络系统。当运行100MB以太网时,可使用屏蔽双绞线以提高网络在高速传输时的抗干扰特性。6类、7类双绞线分别可工作于200MHz和600MHz的频率带宽之上,且采用特殊设计的RJ45插头(座)。值得注意的是,频率带宽(MHz)与线缆所传输的数据的传输速率(Mbps)是有区别的——Mbps衡量的是单位时间内线路传输的二进制位的数量,MHz衡量的则是单位时间内线路中电信号的振荡次数。双绞线最多应用于基于CMSA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collission Detection,载波感应多路访问/冲突检测)技术,即10BASE-T(10Mbps)和100BASE-T(100Mbps)的以太网(Ethernet)中,具体规定有:
● 一段双绞线的最大长度为100米,只能连接一台计算机。
● 双绞线的每端需要一个RJ45插件(头或座)。
● 各段双绞线通过集线器(Hub的10BASE-T重发器)互连,利用双绞线最多可以连接64个站点到重发器(Repeater)。
● 10BASE-T重发器可以利用收发器电缆连到以太网同轴电缆上。

同轴电缆(Coaxial)

广泛使用的同轴电缆有两种:一种为50Ω(指沿电缆导体各点的电磁电压对电流之比) 同轴电缆,用于数字信号的传输,即基带同轴电缆;另一种为75Ω同轴电缆,用于宽带模拟信号的传输,即宽带同轴电缆。同轴电缆以单根铜导线为内芯,外裹一层绝缘材料,外覆密集网状导体,最外面是一层保护性塑料。金属屏蔽层能将磁场反射回中心导体,同时也使中心导体免受外界干扰,故同轴电缆比双绞线具有更高的带宽和更好的噪声抑制特性。
现行以太网同轴电缆的接法有两种——直径为0.4厘米的RG-11粗缆采用凿孔接头接法,直径为0.2厘米的RG-58细缆采用T型头接法。粗缆要符合10BASE5介质标准,使用时需要一个外接收发器和收发器电缆,单根最大标准长度为500米,可靠性强,最多可接100台计算机,两台计算机的最小间距为2.5m。细缆按10BASE2介质标准直接连到网卡的T型头连接器(即BNC连接器)上,单段最大长度为185米,最多可接30个工作站,最小站间距为0.5米。

光导纤维(Fiber Optic)

光导纤维是软而细的、利用内部全反射原理来传导光束的传输介质,有单模和多模之分。单模(模即Mode,入射角)光纤多用于通信业。多模光纤多用于网络布线系统。
光纤为圆柱状,由3个同心部分组成——纤芯、包层和护套,每一路光纤包括两根,一根接收,一根发送。用光纤作为网络介质的LAN技术主要是光纤分布式数据接口(Fiber-optic Data Distributed Interface,FDDI)。与同轴电缆比较,光纤可提供极宽的频带且功率损耗小、传输距离长(2公里以上)、传输率高(可达数千Mbps)、抗干扰性强(不会受到电子监听),是构建安全性网络的理想选择。

微波传输和卫星传输

这两种传输方式均以空气为传输介质,以电磁波为传输载体,联网方式较为灵活。

⑵ 连接网络的介质有那些

局域网中,常用的网络连接介质有以下四种:双绞线、同轴电缆、光缆、无线介质。

⑶ 网络传输介质中,抗干扰能力最好的是哪种

光纤是最好的。

⑷ 常见的网络传输介质有哪几种

网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体。网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术等传输。目前常见的网络传输介质有:双绞线、同轴电缆、光纤等。
一、双绞线电缆(TP):将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中,为了降低信号的干扰程度,电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成,也因此把它称为双绞线。双绞线分为分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。

目前市面上出售的UTP分为3类,4类,5类和超5类四种:
3类:传输速率支持10Mbps,外层保护胶皮较薄,皮上注有“cat3”
4类:网络中不常用
5类(超5类):传输速率支持100Mbps或10Mbps,外层保护胶皮较厚,皮上注有“cat5”
超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小,抗干扰能力更强,在100M网络中,受干扰程度只有普通5类线的1/4,目前较少应用。

STP分为3类和5类两种,STP的内部与UTP相同,外包铝箔,抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。

双绞线一般用于星型网的布线连接,两端安装有RJ-45头(水晶头),连接网卡与集线器,最大网线长度为100米,如果要加大网络的范围,在两段双绞线之间可安装中继器,最多可安装4个中继器,如安装4个中继器连5个网段,最大传输范围可达500米。

二、同轴电缆:由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成,内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按直径的不同,可分为粗缆和细缆两种:
粗缆:传输距离长,性能好但成本高、网络安装、维护困难,一般用于大型局域网的干线,连接时两端需终接器。
(1)粗缆与外部收发器相连。
(2)收发器与网卡之间用AUI电缆相连。
(3)网卡必须有AUI接口(15针D型接口):每段500米,100个用户,4个中继器可达2500米,收发器之间最小2.5米,收发器电缆最大50米。
细缆:与BNC网卡相连,两端装50欧的终端电阻。用T型头,T型头之间最小0.5米。细缆网络每段干线长度最大为185米,每段干线最多接入30个用户。如采用4个中继器连接5个网段,网络最大距离可达925米。
细缆安装较容易,造价较低,但日常维护不方便,一旦一个用户出故障,便会影响其他用户的正常工作。

根据传输频带的不同,可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型:
基带:数字信号,信号占整个信道,同一时间内能传送一种信号。
宽带:可传送不同频率的信号。

三、光纤:是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码后再处理。与其它传输介质比较,光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。

分为单模光纤和多模光纤:
单模光纤:由激光作光源,仅有一条光通路,传输距离长,2千米以上。
多模光纤:由二极管发光,低速短距离,2千米以内。

⑸ 网络传输介质有哪些

传输介质

双绞线是由两条有绝缘外皮包覆的铀线相互缠绕在一起,我们将这两面三刀条对绞的线称为一个线对。这是双绞线最基本的度量单位。

市场上广泛出现的一般是每条双绞线由四对绞线组成,分别用橙、蓝、绿、综4种颜色标出(具体来说是橙、白橙、蓝、白蓝、绿、白绿、棕、白棕八种颜色),也就是有8条铜线。其外形如图4--11所示

由于市场上广泛应用了非屏蔽双绞线UTP ,所以美国电子工业协会与远端通迅会(EIA/TIA)制定UTP电缆的“电缆等级:。它们主要的差别在于缠绕的绞距,通常两条线缠绕得越密,代表绞距越小,传达室输性能也越好。

1类线:铜墙铁壁线没有缠绕,只能传送声音,不能传送数据;

2类线:无缠绕,可传送数据。最大传输速率为4Mbps;

3类线:铜线每分米缠绕1次,早期市场最常用,最大传输速率为10Mbps;

4类线:是一咱过渡型线材,市场不多见,最大传输速率为16Mbps;

5类线:是一咱向高速率发展的开始,最大传输速率为100Mbps;

超5类线:迎合千兆网的出现而出现的新的线材;

6类线:新一代高速率线材,估计在今年度会通过标准议案。

细同轴电缆,电缆制造商RG58作为它的代号,这个代号常常应制在线外面的料表皮上。它的规格如下:

线宽:0.26厘米

最大传输距离:185米

阻抗:50欧姆

特点:RG58电缆较细、弹性好、容易安装,而且连接方式非常简单,但它的传输距离比较短,超过去185米后信号就会开始衰减,必须使用一些专用的设备(如中继器来增强信号,但它的线材及连接成本均相当便宜,因此常用于室内的小型局哉网架设。

2、粗同轴电缆RG11

粗同轴电缆,电缆制造商用RG11作为它的代号,这个代号也是常常我制在线外面的普表皮上。它的规格如下:

线宽:1.27厘米

最大传输距离:500米

阻抗:50欧姆

特点:线较粗,因此弹性较差,而且制作方式较为复杂,在室内安装时会遇到订烦;但它的最大传输距离远远大于RG58,可以达到点00米,学用于主干或建筑间连接。但要说明的是,由于网络技术的不断进步,这种电缆公能提供10MBPS的速度,所以主干或建筑间的连接渐被速度更快的光纤代替。

现在,大家可以很容易在电脑配件商处购买到已制好的同轴电缆。你也可以自己动手制作,主要是基于如下考虑:

(1)进一步降低成本;

(2)需要随心所欲地调整电缆的长度;

(3)希望动手度一度电缆的制作

光纤的材质以玻璃为主,通过光来传递信号,其物理结枸如图

在实际应用中光纤常常是成捆地构成光缆以方便运用。它由下面几个部分组成:

表皮:它处于光缆的最外面,将一捆光纤包容在一块,起到较好的光纤保护作用;

线芯:每条光纤都是由一条极细的玻璃丝构成,它是实际传输数据的媒体;

包覆:在每条光纤的线芯——细坡璃外层环绕有一层包覆玻璃,这层包覆的密度与线芯的密度不同,可造成光的全反射,实际情况是光纤传输的方式。

光纤的性能特点

光纤与前面介绍的电缆完全不同,它不再是用电子信号来传输数据,而是使用光脉部来传输传输信号。正是这种特殊的材质,使它拥有电缆无法比拟的优点:

频带极宽:拥有极宽的频带范围,以GB位作为度量;

抗干扰性强:由于光纤中传输的是光束,光束是不会受外界电磁干扰影响;

保密性强:由于传输的是光束,所以本身不会向外幅射信号,有效地防止了窃听;

传输速度快:光纤是至今为止传输速度最快的传输介质,能轻松达到1000Mbps;

传输距离长:它的主减极小,在较大的范围内是一个常数,在许多情况下几乎可以忽略不计的,在这方面比电缆优越很多。

多模光纤与单横光纤

光纤有单模光纤和多模光纤之分;

单模光纤采用窄芯线,使用激光作为发光源,所以其地散极小;另外激光是发一个方向射入光纤,而且仅有一束,使用其信号比较强,可以应用于高速度、长距离的应用领域中,便也合得它的成本相对更高。

而多模光纤则更广泛地应用于短距离或相对速度更低一些的领域中,它采用LED 作为光源,使用宽芯线,所以其散较大;在加上整个光纤内有以多个角度射入的光,所以其信号不如单模光纤好,但相对低的价格是它的优势。

在应用中可以综合考虑上述情况,作出适应于实际的选择。 微波

超出无线电使用的频率范围的微波也能用于传输各种数据信号。虽然微波说到底也是无线电波的一种,但是由于它们的工作性质完全不同,所以在此将其列入专门的一类。

无线电波是向各个方向传播的,而微波则是集中于某个方向, 样可以有效地防止他人窃取信号,并且,微波还能用RF传送承载更多的信息,但是它不能透过金属结构,它在传输时一般需要在发送端与接收端之间无障碍存在。

微波对环境与天气的影响相对不是十分每敏感,而且其保密性要比士顿无线电波高得多。

红外线

红外线传输其实对于我们并不陌生,各种电器使用的摇控器基本上是使用红外线进行通信的。红外线一般局限在很小的区域内,并且经常要求发送器直接指向接收器,红外线硬件与其它设备相对比较便宜,且不需要天线。

另外,大家一定能在许多新型主板上看到内置的红外线收发器所以在一些这们的情况下使用红外线进行通信也是一种有效的选择。

激光

前面提到的光纤就是通过光纤将光用于通信中的一种手段。附此之外,一吵光也能用于在空中传输数据。与微波通信类似地,彩这种通信方式 的两个丫站点都应拥有发送和接收装置。

和微波传输一样,激光发出的光束走的是直线,在发送与接收方这间不能有障碍物,而且泊光的光束并不能穿过植物、雨、雪、雾等。所以汽激光传送的局限性很大。

⑹ 网络传输介质中,抗干扰能力最好的是

常用的网络传输介质中,抗干扰能力最好的是:光纤。
同轴电缆远距离传输需要放大器,否则信号失真;5类双绞线组建局域网不能超过100m。光纤采用光信号传播数据,容量大,传输距离特别远,不易失真。

什么是传输介质,影响其网络数据通信质量的因素有哪些

传输介质就是在通信过程中传输信息的载体,如光纤、同轴电缆、自由空间等
通信三要素:发射信号(信号源)、传输(介质)、接收(接收机),从这些方面可以找到很多原因,比如说上网业务中传输介质,用光纤传输明显质量比一般电缆传输就快;同条件下有线比无线快等这些都是由于介质损耗、容量引起的

⑻ 计算机网络的介质有什么

网络传输介质是指在网络中承担信息传输的载体,它是网络中发送方与接收方之间的物理通路,它对网络的数据通信具有一定的影响。

常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。

①有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方,常见的有线传输介质主要有电话线、双绞线、同轴电缆和光纤。

②无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何物理连接,而是通过空间传输的一种技术。无线传输介质主要有微波、红外线、无线电波、激光等。

不同的传输介质,其特性也各不相同。他们不同的特性对网络中数据通信质量和通信速度有较大影响!这些特性是:

①双绞线

双绞线简称TP,由两根绝缘导线相互缠绕而成,将一对或多对双绞线放置在一个保护套便成了双绞线电缆。双绞线既可用于传输模拟信号,又可用于传输数字信号。

双绞线可分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP,适合于短距离通信。

屏蔽双绞线抗干扰能力较好,具有更高的传输速度,但价格相对较贵。

双绞线需用RJ-45或RJ-11连接头插接。

②同轴电缆

同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成。具有抗干扰能力强,连接简单等特点,信息传输速度可达每秒几百兆位,是中、高档局域网的首选传输介质。

同轴电缆分为50Ω和75Ω两种。50Ω同轴电缆适用于基带数字信号的传输;75Ω同轴电缆适用于宽带信号的传输,既可传送数字信号,也可传送模拟信号。在需要传送图像、声音、数字等多种信息的局域网中,应用用宽带同轴电缆。

同轴电缆需用带BNC头的T型连接器连接。

③光纤

光纤又称为光缆或光导纤维,由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成。具有不受外界电磁场的影响,无限制的带宽等特点,可以实现每秒几十兆位的数据传送,尺寸小、重量轻,数据可传送几百千米,但价格昂贵。

光纤需用ST型头连接器连接。

无线传输媒介
无线传输媒介包括:、红外线等。
网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体。网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术等传输。目前常见的网络传输介质有:双绞线、同轴电缆、光纤等。

⑼ 介质可以分为几种写出常见的网络传输介质。

按材质分为空间(包括无线电波,可见光,红外),金属线材,非金属线材(光纤)。按具体的种类分为无线电,红外,同轴电缆,双绞线,光纤。

⑽ 什么是UPNP(功能) 如何使用

6月9日 19:32 认识UPnP

问:我刚上宽带网,我听说如果运用好“UPNP”协议可以提高上网速度,请问“UPNP”协议是什么含义?具体如何应用?

答:UPNP的全称是Universal Plug and Play。UPnP规范基于TCP/IP协议和针对设备彼此间通讯而制订的新的Internet协议。事实上,UPNP的制定正是希望未来所有联入Internet中的设备能够不受网关阻碍的相互通信。比如用MSN Messager传输文件将更加快捷方便了
,那到底如何如何利用UPNP呢?

首先我们需要进入路由器的Web控制界面中打开路由器的UPNP功能。在浏览器中输入路由器的地址,进入路由器的管理页面之后,找到UPNP功能,并将其设置为Enable。

然后我们便可以进入Windows XP的设置。在Windows XP中,UPNP支持模块并不是默认安装的,因此我们需要按照以下步骤对其进行手动安装:

在“添加或删除程序”对话框中,点击“添加/删除Windows组件”。在“Windows组件向导”中,点击“网络服务”,点击“详细”,然后选择“通用即插即用”复选框。重新启动之后,Windows XP提示找到新硬件,进入网上邻居后你会发现路由器,说明UNNP功能就打开了。现今市场上几乎所有的宽带路由器都提供UPNP功能的支持,通过我们的合理配置,可以让我们在点对点文件传输等方面获得更好的体验和更快的速度。
统一即插即用英文是Universal Plug and Play,缩写为UPnP。要说计算机外设的即插即用(Plug and Play(缩写PnP)),大家可能很熟悉,但对统一即插即用,多数人会感到是一头雾水。由于windows xp加入对UPnP的支持,并且被查出存在很严重的安全问题,所以,一时间,使得UPnP名声大噪。巧的是,本人原来查阅过关于UPnP的技术白皮书,而且也较为详细地看了关于此次发现的安全缺陷的介绍。因此,趁着这个机会,将UPnP以及引起安全缺陷的详情披露出来。

一、 UPnP是用来干什么的?

网络发展到现在,已经可以使我们在网上冲浪、收发邮件、听到远方传送来的声音、搜索感兴趣的内容、下载软件、点播节目、即时聊天等等、等等……实现的功能好像已经不少,但,人的欲望无止境,享福人还想更享福,还有许多目标没有达到:例如,怎样才能使我们在网络上,像平时用遥控器那样,操作空调器、电风扇、厨房电器,或网络远端的电器设备呢?如何利用网络上的计算机资源,使这种“遥控”更具智能化?甚至,将一系列相关的控制写到一个脚本中,以便用户定制自己所喜爱的控制流程?……等等。实现诸如此类的效果,将是有巨大需求的应用技术。如果实现通过网络用UPnP控制家用设备,将给我们的生活带来很大的方便和很多新的体验。例如:

1.你在下班之前,或在回去的路上,就可以先打开家里的空调器和厨房设备,等进入家门,立刻就是一个温度宜人的环境――厨房里的饭也做好了。房间温度的高低和厨房内煮饭的过程,都是根据事先设计好的“脚本”程序进行的,绝对可靠。
2.你若是一位上档次的音乐发烧者,肯定对聆听音乐的环境要求很严:音箱位置高低、音量大小、灯光明暗、窗帘拉不拉上都有讲究。手动控制随好,毕竟不方便。你要使用上UPnP,一切都会为你代劳。还能将你习惯的音响音量、灯光亮度、音箱的高度等等,以你认为最佳的参数写到执行脚本中,以后可以都以此为准。如果你拥有自己的专门听音室,只要你打开听音室的门,上述的环境就会立刻设置好。曲终人散,只管放心离开好了,UPnP系统会自己关闭音响,熄灭电灯,拉上窗帘。
3.你人在办公室,心里却放不下家里的孩子。用上UPnP,只要在家里安装摄像头,建立好与网络的连接。在办公室内,启用桌面电脑的WEBTV,连通网络后,可以即时监视孩子在家里的一举一动。

凡此种种的方便和诱人之处还很多,不胜枚举。

其实,这已经不是科学幻想、也不是专家预言。目前用UPnP协议就可以实现这些操作!这正是windows xp系统急于加入UPnP的原因。正因为UPnP是一个协议,UPnP的使用可跨越各种操作系统平台,开发应用程序也没有开发语言的局限。可工作于各种形式的网络结构。且仅以现在的网络设施为基础,仅仅加上这个UPnP协议,既不用添加新的设施,也不用重新架设网络介质就可以投入使用!

UPnP协议具有下述特色:

1. 以网络为应用环境,不考虑“孤岛”中的计算机。
2. 以TCP/IP和整个Internet为基础。这样是“中立”的,不依附于任何操作系统或应用程序,不使用特定的API函数,不受程序设计语言的局限。可以无缝地接入传统网络。
3. 设备可以动态地进入网络中,随后获得IP地址,“学习” 或查找自己应当进行的操作和服务的信息;“感知”别的设备是否存在以及它们的作用和当前的状态 。所有这些,都应当是可自动完成的。
4. 每个设备都可读取属于自己的、特定的状态和参数;完成控制操作后应当发出“操作完成”的响应信号。如果失败,则应发出控制失败的信号。

二、UPnP协议的层:

UPnP协议的最终目的,是建立一个可用的设备模型, 因篇幅这里不对整个结构进行详细的分析,但你应当记住下面的主要特征:

1. UPnP是一个多层协议构成的框架体系,每一层都以相邻的下层为基础,同时又是相邻上层的基础。直至达到应用层为止。该图中的最下面是就是IP和TCP,共两层,负责设备的IP地址。
2. 三层是HTTP、HTTPU、HTTPMU,这一层,大家应当是熟悉的,属于传送协议层。传送的是内容都经过“封装”后,存放在特定的XML文件中的。对应的SSDP、GENA、SOAP指的是保存在XML文件中的数据格式。到这一层,已经解决了UPnP设备的IP地址和传送信息问题。
3. 第四层是UPnP设备体系定义,仅仅是一个抽象的、公用的设备模型。任何UPnP设备都必须使用这一层。
4. 第五层是UPnP论坛的各个专业委员会的设备定义层,在这个论坛中,不同电器设备由不同的专业委员会定义,例如:电视委员会只负责定义网络电视设备部分,空调器委员会只负责定义网络空调设备部分……,依此类推。所有的不同类型的设备都被定义成一个专门的架构或者模板,供建立设备的时候使用。可以推知,进入这一层,设备已经被指定了明确用途。当然,这些都必须遵守标准化的规范。从目前看,UPnP已经可以支持大部分的设备:从电脑、电脑外设,移动设备和家用消费类电子设备等等,无所不包,随着这个体系的普及,将可能有更多的厂家承认这一标准,最终,可能演化为公认的行业标准。
5. 最上层,也就是应用层,由UPnP设备制造厂商定义的部分。这一层的信息是由设备制造厂商来“填充” 的,这部分一般有设备厂商提供的、对设备控制和操作的底层代码,然后,就是名称序列号呀,厂商信息之类的东西。

三、协议内部的详细情况

仅仅有这样五层UPnP协议,也只不过有了一个共同遵守的框架,实际的UPnP系统究竟是如何构成的呢?

完整的UPnP服务系统由支持UPnP的网络和符合UPnP规范的设备共同构成的。

整个系统是由设备、服务、和控制指针三部分所构成。

设备:
这里是指符合UPnP规范的设备。一个UPnP设备可以看成一个包含服务并嵌套了常规设备的“容器” 。例如,一个UPnP的VCR(录像机)设备可以包含磁带传送服务、调谐服务和时钟服务。就是说,UPnP之下的设备不能仅仅理解为硬件意义上的设备,而应当包括服务功能。

不同种类的UPnP设备将关联不同的设置、服务和嵌入设备。如打印机和VCR属于不同用途的设备,服务就不可能定义成一样的。

服务:
设备执行用户请求的控制过程,可划分成一个个很小的阶段或单位,每个单位就称为一个服务。每一个服务,对外都表现为具体的行为和模式,而行为和模式又可以用状态和变量值进行描述。只要可以用数值描述,在计算机里面就容易处理了。例如,模仿一个时钟,它只有一个工作模式:这个模式就是模拟并显示当前的时间。而一个时钟的行为共有两种(也只有两种):

1. 设置时间(用来“即平时说的对表”).
2. 得到时间(用于显示时间)。

其它设备服务,也是用这样思路来描述和定义的,一个设备也可以被定义多个服务。不论是设备的定义信息和服务的描述信息,都保存在一个XML文件中,这个文件也是UPnP协议构成的一部分。当设备建立和使用服务的时候,XML文件可以与它们进行关联。

XML文件中还有一个很关键的“状态表”,状态表可进一步分为“服务状态表”和“事件状态表”。整个UPnP设备运行的全过程内,状态表贯穿始终,当设备状态改变的时候,例如发生参数变化或状态刷新的时候,立即就在“状态表”中反映出来。如控制服务器在接收到设置时间的行为请求时,就立即执行请求(对时操作),并给出响应,同时更新状态表中的有关数据。相应地,事件服务器负责向对此事件感兴趣的设备公布所发生的状态改变。例如,一个火灾事件发生后,事件服务器就向火灾报警器发布这个事件,导致报警器动作产生报警信号。控制指针:
在UPnP网络中,用户请求设备执行的控制是通过控制指针实现的,控制指针首先是一个有能力控制别的设备的控制者,还要具有在网络中 “发现”控制目标的能力。在发现(控制目标)之后,控制指针应当:

①取得设备的描述信息并得到所关联的服务列表。
②取得相关服务的描述。
③调用控制服务行为。
④确定服务的事件 “源”,不论何时,只要服务状态发生改变,事件服务器会立即向控制指针发送一个事件信息。

从上面说到的各种信息,都保存在XML文件中,不同用途的信息,格式不同。保证可以各取所需,不会混淆。

那么,UPnP的完整工作过程是怎样的呢?

UPnP在控制指针和被控制设备之间提供通讯功能。而网络介质、TCP/IP协议、HTTP仅提供基本的连接和IP地址分配。整个工作过程需要处理六个方面的内容,即地址分配、发现设备、对设备的描述、设备控制、设备事件、设备表达。

地址问题:
地址是整个UPnP系统工作的基础条件,每个设备都应当是DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol 动态主机配置协议)的客户。当设备首次与网络建立连接后,利用DHCP服务,使设备得到一个IP地址。这个IP地址可以是DHCP系统指定的,也可以是由设备选择的,当然,有能力自己选择IP地址的设备,必然是那些“聪明”的设备才行!这也就是所谓的“自动”IP地址。

如果遇到本地DHCP管理范围之外的IP地址请求,还需要解决“友好设备”

的地址分配问题,这个问题通常由域名服务器来解决。

发现设备:
可分成两种情况,一种是在有控制请求之后,在当前的网络中查找有无对应的可用设备;另一种情况是某一设备接入网络、取得IP地址之后,就开始向网络“广播”自己已经进入网络,即寻找控制请求。

设备的描述:
简单说,这是声明“自己”是什么样的设备,例如名称、制造厂商、序列号码等等。刚开始“发现”设备后,控制指针对这个设备的“了解”还很少,需要依据ULR找到该设备的描述文件,从这些文件中读取更多的描述信息。描述信息的范围很广,一般都是由设备的制造厂商提供的。主要的描述项目有:控制的模式名称和模式号码、设备序列号、制造厂商名称、厂商的WEB的ULR……等等。这些一般都存放在特定的XML文件中;设备控制:
控制指针找到设备描述之后,会从描述中“提炼”出要进行的操作并获悉所有的服务;对每个UPnP设备来说,这些描述必须是很确切、很详细的,描述中可能包含有命令或行为列表、服务响应信息、用到的参数等等。对于服务的每个行为,也伴有描述信息:主要是整个服务进行期间的变量、变量的数据类型、可用的取值范围和事件的特征。

要控制某个设备,控制指针必须先发送一个控制行为请求,要求设备开始服务,然后再按设备的ULR发送相应的控制消息,控制消息就是放置在XML文件中的那些SOAP格式的信息。最后,服务会返回响应信息,指出服务是成功或是失败。

设备事件:
在服务进行的整个时间内,只要变量值发生了变化或者模式的状态发生了改变,就产生了一个事件,系统将修改上述提到的事件列表的内容。随之,事件服务器把事件向整个网络进行广播。另一方面,控制指针也可以事先向事件服务器预约事件信息,保证将该控制指针感兴趣的事件及时准确地传送过来。

广播或预约事件,传送的都是事件消息,事件消息也放在XML文件中,使用的格式是GENA。

设备投入工作之前的准备―――初始化过程,也是一个事件,初始化需要的各种信息也是用事件消息传送的。包括的内容主要是:变量初始值,模式的初始状态等等。

设备表达:
只要得到了设备的ULR,就可以取得该设备表达页面的ULR,然后可以将此表达纳入用户的本地浏览器上。这部分还包括与用户对话的界面,以及与用户进行会话的处理。

整个UPnP系统,是在“中枢神经”的指挥下协同工作的。其大致情形如下:

凡是具备IP地址的的设备都必须直接使用网络的IP地址,但有些设备可能并不具备直接使用网络IP地址的能力,例如,电灯开关的控制就是这样,这是非IP设备;非IP设备通过网桥(UPnP Bridge)来与控制指针交换信息。

直接使用IP地址的有:控制指针(可在口袋电脑和远程设备上发出控制)、本地设备,例如VCR和时钟;以及网桥。非IP设备有所谓轻设备(如温度控制器)和非UPnP的设备(如电灯控制开关等)。上述介绍属于硬件方面,下面再说作为控制灵魂的软件:

在上面的叙述中,多次提到用XML文件存放需要的信息,因为无论是控制指针或设备服务,都需要很多信息,有读出的,有传出的,UPnP协议约定这些都存放在特定的文件XML中。用途不同的信息,在XML文件中的格式不同。所以,相关的XML文件是控制服务的灵魂。

四、关于UPnP隐藏的安全缺缺陷:

这次发现的安全缺陷共有两个,其中第一个缺陷是对缓冲区(Buffer)的使用没有进行检查和限制。外部的攻击者,可以通过这里取得整个系统的控制特权!由于UPnp功能必须使用计算机的端口来进行工作,取得控制权的攻击者,还有可能利用这些端口,达到攻击者的目的。这个缺陷导致的后果很严重,不论那个版本的windows 系统,只要运行UPnP,就都存在这个危险!但严格地说,这并不完全是UPnP技术本身的问题,更多的是程序设计的疏忽。

第二个缺陷就与UPnP的工作机理有关系了!

该缺陷存在于UPnP工作时的“设备发现”阶段。发现设备可以分为两种情况:如果某个具备UPnP功能的计算机引导成功并连接到网络上,就会立刻向网络发出“广播”,向网络上的UPnP设备通知自己已经准备就绪,在程序设计这一级别上看,该广播内容就是一个M-SEARCH(消息)指示。该广播将被“声音所及”范围之内的所有设备所“听到”。并向该计算机反馈自己的有关信息,以备随后进行控制之用。

相类似,如果某个设备刚刚连接到网络上,也会向网络发出“通知”,表示自己准备就绪,可以接受来自网络的控制,在程序设计这一级别上看,该通知就是一个NOTIFY(消息)指示。也将被“声音所及”范围之内的所有计算机接受。计算机将 “感知”该设备已经向自己“报到”。实际上,NOTIFY(消息)指示也不是单单发送给计算机听的,别的网络设备也可以听到。

就是在上述的一播一听之间,出现了问题!

如果某个黑客向某个用户系统发送一个NOTIFY(消息)指示,该用户系统就会收到这个NOTIFY(消息)指示并在其指示下,连接到一个特定服务器上,接着向相应的服务器请求下载服务―――下载将要执行的服务内容。服务器当然会响应这个请求。UPnP服务系统将解释这个设备的描述部分,请求发送更多的文件,服务器又需要响应这些请求。这样,就构成一个“请求――响应”的循环,大量占用系统资源,造成UPnP系统服务速度变慢甚至停止。所以,这个缺陷将导致“拒绝服务”攻击称为可能!

结束语

UpnP正在向我们一步步走近,现在已经是足声可闻了。不久的将来,必然对我们的工作和生活产生巨大影响。也蕴含着无限商机。尽管现在存在问题,也难保以后就不会再出现新的问题,但这既然体现了人的需求意向,就会有巨大的生命力,暂时的挫折不会使得它停下前进的脚步!

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