应急通信网络大容量信息推送系统设计研究范文
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摘要：为稳定信息网络的通信地址路由矢量，实现扩充中继推送端口流量的目的，设计应急通信网络大容量信息实时推送系统。以自定义应急协议通信模块、网络端信息负载均衡模块的良性交互作为基础条件，对实时消息推送管理模块进行加固完善，实现新型信息实时推送系统的硬件运行环境搭建。在此基础上，通过定义实时推送信息的方式，连接大容量网络通信分发协议，并对应急推送两种秘钥进行按需分配，实现新型系统的软件运行环境搭建，结合硬件执行单元，完成应急通信网络大容量信息实时推送系统设计。仿真实验结果表明，与传统网络信息推送系统相比，应用新型实时推送系统后，信息网络通信地址路由矢量最大稳定系数超过1.60，中继推送端口流量平均值接近2.35×1017T。
关键词：应急网络；通信信息；实时推送；协议通信；负载均衡；消息管理；分发协议；量子密钥
从经营模式的角度来看，信息推送也可以说是"web广播"的引申形式，在不同技术标准或是通信协议的支持下，已入网的互联用户可根据自身使用需求，连减少或增加网络信息的容量占用情况，并以此达到维持通信负载的目的。这种便捷的推送处理技术既可以增加用户与终端主机的联系紧密度，也能从根本上缩减用户在信息搜索方面所需的等待时间，真正意义上实现了网络信息的按需分配，为提高用户通信频率提供了物理保障[1-2]。传统的网络信息推送系统利用Wireshark工具进行容量节点抓包，并在SDN算法的支持下，对网络中所有处于应急状态下的链路秘钥进行维护处理，最终根据实时中继节点所处的运行位置，完成对点推送处理。但随着科学技术手段的进步，这种传统系统的路由矢量稳定性、推送端口流量等物理条件始终不能达到预期标准。为解决上述问题，通过增设自定义应急协议通信模块、连接分发协议等手段，搭建一种新型应急通信网络大容量信息实时推送系统，并在后续应用过程中，突出说明该系统的实际应用价值。
1系统硬件设计
在自定义应急协议通信模块、网络端信息负载均衡模块、实时消息推送管理模块3个主要执行组织的支持下，新型信息推送系统硬件运行环境的搭建方法可按如下步骤进行。
1.1自定义应急协议通信模块设计
自定义应急协议通信模块是一种常见的SEMPP移动终端表现形式，可以通过长连接建立的方式，使推送系统核心计算机与相关硬件执行单元间建立良好的安全连通桥梁。完整的协议通信模块包含一个客户端设备和一个服务端设备。其中，客户端设备负责验证应急网络中的信息证书，并按照既定公开原则，随机生成一组实时信息数组[3-4]。服务端可在接收网络容量请求的前提下，对信息数组证书进行公开处理，并根据其它硬件设备的deviceld编号，为其分配满足应用需求的推送信息。
1.2网络端信息负载均衡模块设计
网络端信息负载均衡模块可直接获取通信模块客户端的信息请求，并将其暂时存储于缓冲区组织，当系统信道容量达到预期传输条件时，该模块可直接代替核心计算机做出输出处置，以保证消息推送管理模块能够获得实时推送指令。为避免应急信息指令出现滞留现象，网络端信息负载均衡模块以Nginx平台作为核心搭建设备。当自定义应急协议通信模块按照额定传输请求，进入自主运行状态时，客户端组织会大量接收系统核心计算机发出的网络信息指令[5-6]。在Lvs信道的连接下，网络端信息负载均衡模块首先与客户端组织建立平衡物理连接，再借助各项应急推送协议不断扩充信道的基础容量，使同一时间进入模块的信息数据总量达到最大值。当Lvs信道的基础传输条件得到满足后，Nginx平台开启自由运行模式，一方面承接由Lvs信道传输而来的数据信息，另一方面打开后置连接节点，使消息推送管理模块的实时性得到有效满足。
1.3实时消息推送管理模块设计
实时消息推送管理模块由任务存储模块、任务发送模块两个子模块组成。其中，任务存储子模块以API组织作为核心搭建设备，可根据通信网络环境后台的应急运行规则，选择系统需要执行的推送指令，并将这些信息数据以包结构的形式暂时存储于IO芯片中[7]。该子模块按照WEB推送形式对待存储的数据结构进行连接判断，以确保API组织能够获取到扩展性较强的推送消息队列。任务发送子模块是任务存储子模块的下级执行单元，不能对API组织中现存的信息指令进行修改处理，只能根据待推送指令的存储先后顺序，对其进行标记转发操作，直至任务存储子模块中的现存信息被完全消耗[8-9]。详细的实时消息推送管理模块结构如图1所示。
2系统软件设计
按照实时推送消息定义、分发协议连接、量子秘钥分配的操作环节，完成系统软件运行环境搭建，软、硬件结合，实现应急通信网络大容量信息实时推送系统的顺利运行。
2.1实时推送信息定义
实时推送消息定义为大容量网络通信分发协议连接提供了物理条件，按照应急网络对象群体的不同，可将具体操作分为业务层定义、控制层定义、转发层定义3个主要方向[10-11]。业务层实时推送信息定义可总结为通信交互处理、程序连接两个环节；控制层实时推送信息定义在整合应急网络信道容量条件的基础上，统计所有数据传输接口的准行条件，在不超过上限容量数值又远高于下限容量数值的前提下，将业务层信息传输到控制层结构，完成推送指令的二次定义处置；转发层实时推送信息定义主要面对各硬件执行设备，是推送指令定义的末尾环节，也是形成最终系统执行结果的重要参与环节。
2.2大容量网络通信分发协议连接
大容量网络通信分发协议连接是针对系统推送指令，进行的信息矢量二进制转换处理[12-13]。应急通信网络的信息矢量包含用于实时推送处理的所有文件数据，且这些信息自身都占据一定的容量空间，随着系统运行时间的不断增加，信道内传输信息大量累计，很容易突破系统的额定物理承载上限。为避免上述情况的发生，BB84、B92等连接协议会促使系统核心计算机生成多个推送基组织，并在其中附带待推送数据文件转码所需的二进制规则，而这整个由生成到处理的运行过程，即为大容量网络通信分发协议的连接操作[14-15]。假设携带BB84协议转换请求的推送文件为“H端”、携带B92协议转换请求的推送文件为“Y端”，则可将完整的二进制分发协议连接原理表示为图2。
2.3应急推送量子密钥分配
应急推送量子秘钥分配是根据通信网络比特序列，对待传输信息进行的编码调制操作[16]。中间加密算子、尾指针是应急推送量子秘钥分配操作的主体结构，一方面要顺应各级硬件设备的通信运行要求，另一方面也要根据系统的传输需求，变换原始推送指令中的不合理连接成分，以保证系统推送操作得到良好的执行结果。至此，完成系统软件运行环境搭建操作，实现应急通信网络大容量信息实时推送系统的顺利运行，具体秘钥分配原理如图3所示。
3实验结果与分析
在Oracle背景环境的支持下，以VirtualMachine虚拟机作为实验对象，设计多组仿真实验。在每组实验操作过程中，对照组虚拟机全部搭载传统网络信息推送系统，实验组虚拟机全部搭载应急通信网络大容量信息实时推送系统，控制其它影响因素保持不变，分别记录应用实验组、对照组系统后，相关实验数据的具体变化趋势。
3.1实验参数设置
为保证实验操作的严谨性，下表反应了相关实验参数的配置详情。处于真实性考虑，实验组、对照组实验参数始终保持一致。
3.2信息网络通信地址路由矢量最大稳定系数对比
控制信息网络应急系数为0.42，在70min的实验时间内，分别记录应用实验组、对照组推送系统后，信息网络通信地址路由矢量稳定系数的变化情况，具体实验对比结果如表2所示。对比表1、表2可知，实验组信息网络通信地址路由矢量稳定系数先呈现稳定上升的变化趋势，再达到基本稳定条件1.67后，开始出现小幅的波动变化趋势。整个实验过程中最大稳定系数为1.72，共出现2次，与理想最大值1.55相比，上升了0.17，实验组稳定值1.67已经超过理想最大值，也变相说明实验组系统在该实验领域的应用优势。对照组信息网络通信地址路由矢量稳定系数总是在两个较大值中间，呈现均匀上升的变化趋势。整个实验过程中1.08作为最频繁出现的系数条件，与理想最大值相比下降了0.47。对照组最大值1.12与实验组最大值1.72相比，下降了0.60。因此可认为，当信息网络应急系数等于0.42时，应急通信网络大容量信息实时推送系统具备提升地址路由矢量稳定系数的能力。
3.3中继推送端口流量对比
控制网络容量参数为0.83，在70min的实验时间内，分别记录应用实验组、对照组推送系统后，中继推送端口流量的变化情况，具体实验对比结果图4所示。分析图4可知，理想中继推送端口流量最大值位于实验组曲线偏上位置，但与实验组最大值3.35×1017T，依然相差0.14×1017T，观察图像可知，实验组中继推送端口流量最小值为1.26×1017T。由此可知，实验组平均值约为2.31×1017T。对照组中继推送端口流量最大值仅为1.14×1017T，远低于理想最大值3.21×1017T，最小值为0.47×1017T，由此可知，对照组平均值约为0.81×1017T，远低于实验组。因此可认为，当网络容量参数为0.83时，应急通信网络大容量信息实时推送系统确实可大幅提升中继推送端口的流量数值。
4结束语
以提升通信地址路由矢量、扩充中继推送端口流量作为目的[17-18]，在协议模块设计、量子密钥分配等软硬件执行操作的联合下，搭建一种新型的应急通信网络大容量信息实时推送系统。随着应用时间的不断增加，中继节点分配不均不再对推送结果准确性产生负面影响，更加符合使用者对系统提出的实时传输要求。
参考文献：
[1]崔艳萍，阎知知，王小巍，等.互联网信息资源用户获取优化推送仿真研究[J].计算机仿真，2017，34（7）:273-276.
[2]钟波，陶智勇.基于WebSocket的车辆GPS信息
作者：吴忠秀 单位：海南职业技术学院 通识教育学院
