工业为王- 第221部分

应用层是开放系统的最高层，是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务。其服务元素分为两类：公共应用服务元素case和特定应用服务元素sase。

case提供最基本的服务，它成为应用层中任何用户和任何服务元素的用户，主要为应用进程通信，分布系统实现提供基本的控制机制；特定服务sase则要满足一些特定服务，如文卷传送，访问管理，作业传送，银行事务，订单输入等。

这些将涉及到虚拟终端，作业传送与操作，文卷传送及访问管理，远程数据库访问，图形核心系统，开放系统互连管理等等。

应用层向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录tel使用tel协议提供在网络其它主机上注册的接口。

tel会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问ftp使用ftp协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。

应用层协议主要包括如下几个：ftp、tel、dns、smtp、nfs、http。

ftp（file_transfer_protocol）是文件传输协议，一般上传下载用ftp服务，数据端口是20h，控制端口是21h。

tel服务是用户远程登录服务，使用23h端口，使用明码传送，保密性差、简单方便。

dns（domain_name_service）是域名解析服务，提供域名到ip地址之间的转换，使用端口53。

smtp（simple_mail_transfer_protocol）是简单邮件传输协议，用来控制信件的发送、中转，使用端口25。

nfs（work_file_system）是网络文件系统，用于网络中不同主机间的文件共享。

http（hypertext_transfer_protocol）是超文本传输协议，用于实现互联网中的服务，使用端口80。

tcp/ip协议并不完全符合osi的七层参考模型，osi（open_system_interconnect）是传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的七层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。

这七层是：物理层、数据链路层（网络接口层）、网络层（网络层）、传输层（传输层）、会话层、表示层和应用层（应用层）。而tcp/ip通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

由于arpa的设计者注重的是网络互联，允许通信子网（网络接口层）采用已有的或是将来有的各种协议，所以这个层次中没有提供专门的协议。实际上，tcp/ip协议可以通过网络接口层连接到任何网络上，例如x。25交换网或ieee802局域网。

最后，网络层中的协议主要有ip，icmp，igmp等，由于它包含了ip协议模块，所以它是所有基于tcp/ip协议网络的核心。在网络层中，ip模块完成大部分功能。

icmp和igmp以及其他支持ip的协议帮助ip完成特定的任务，如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。

传输层上的主要协议是tcp和udp。正如网络层控制着主机之间的数据传递，传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式：tcp是一个基于连接的协议；udp则是面向无连接服务的管理方式的协议。”

说到这里，付新忍不住拿起桌子上面的水杯喝了一口，润了润嗓子，继续说道：“tcp/ip协议有以下特点，

第一，tcp/ip协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，即使不考虑inter，tcp/ip协议也获得了广泛的支持。所以tcp/ip协议成为一种联合各种硬件和软件的实用系统。

第二，tcp/ip协议并不依赖于特定的网络传输硬件，所以tcp/ip协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网（ether）、令牌环网（tokenringwork）、拨号线路（dial…upline）、x。25网以及所有的网络传输硬件。

第三，统一的网络地址分配方案，使得整个tcp/ip设备在网中都具有惟一的地址。

第四，标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。

在长期的发展过程中，ip逐渐取代其他网络。这里是一个简单的解释。ip传输通用数据。数据能够用于任何目的，并且能够很轻易地取代以前由专有数据网络传输的数据。

举例来说：

一个专有的网络开发出来用于特定目的。如果它工作很好，用户将接受它。

为了便利提供ip服务，经常用于访问电子邮件或者聊天，通常以某种方式通过专有网络隧道实现。隧道方式最初可能非常没有效率，因为电子邮件和聊天只需要很低的带宽。

通过一点点的投资ip基础设施逐渐在专有数据网络周边出现。

用ip取代专有服务的需求出现，经常是一个用户要求。

ip替代品过程遍布整个因特网，这使ip替代品比最初的专有网络更加有价值（由于网络效应）。

专有网络受到压制。许多用户开始维护使用ip替代品的复制品。

ip包的间接开销很小，少于百分之一，这样在成本上非常有竞争性。人们开发了一种能够将ip带到专有网络上的大部分用户的不昂贵的传输媒介。

大多数用户为了削减开销，专有网络被取消。

但是tcp/ip协议也不是说没有缺点，他又以下两大缺点：

第一，它在服务、接口与协议的区别上就不是很清楚。一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开来，tcp/ip恰恰没有很好地做到这点，就使得tcp/ip参考模型对于使用新的技术的指导意义是不够的。tcp/ip参考模型不适合于其他非tcp/ip协议簇。

第二，主机…网络层本身并不是实际的一层，它定义了网络层与数据链路层的接口。物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，一个好的参考模型应该将它们区分开，而tcp/ip参考模型却没有做到这点。”

“这个tcp/ip协议开发到了哪里啊？它还有没有继续发展的可能？”周正明抓住了问题的重点。

“有的，他还有继续发展的可能，事实上，现有的tcp/ip的版本也不是很全。”付新点了点头，继续说道：“目前有四个版本被开发出来——tcpv1、tcpv2，在1978年春天分成tcpv3和ipv3的版本，现在就是稳定的tcp/ipv4。

ipv4，是互联网协议（inter_protocol，ip）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。

1981年jon_postel在rfc791中定义了ip，ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路，即ppp协议和slip协议，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网。

传统的tcp/ip协议基于ipv4属于第二代互联网技术，核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。但采用a、b、c三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至ip地址在将来互联网时代到来后将会枯竭。

另外，传统的tcp/ip协议基于电话宽带以及以太网的电器特性而制定的，其分包原则与检验占用了数据包很大的一部分比例造成了传输效率低，在将来，网络将会向着全光纤网络高速以太网方向发展，那时，tcp/ip协议将不能满足其发展需要。”

“太好了，看来我们国家还有赶超的机会！”周正明和高文新同时高兴地说道。（未完待续。）

第二十一章智能电网

周正明和高文新都点燃了一直香烟，仔细地消化付新刚才所说的东西。

过了一会儿，周正明抬起头来，将夹着香烟的手放到椅子下，朝付新认真地问道：“付新同志，你能说说这个三网融合有什么好处吗？”

“这好处可多了去了啊！”付新眉飞色舞地回答：“首先，三网融合将使得信息服务由单一业务转向文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务。

第二，三网融合有利于极大地减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本。

第三，三网融合将使网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提高。

第四，未来世界是网络世界，三网融合是业务的整合，它不仅继承了原有的话音、数据和视频业务，而且通过网络的整合，衍生出了更加丰富的增值业务类型，如图文电视、VoIP、视频邮件等，极大地拓展了业务提供的范围。

第五，三网融合打破了电信运营商和广电运营商在视频传输领域长期的恶性竞争状态，各大运营商将在一口锅里抢饭吃，看电视、上网、打电话资费可能打包下调，这对人民来说，也是一个福音啊！”

“我注意到了你是将电信网、广播电视网、互联网这三网进行融合，我在想，是不是还可以把电网加进来，这样是否可以节省成本？”高文新思索着问道。

付新意外地看了高文新一眼。心中不由得赞叹，能做到这个高位的领导都不是简单人啊。他脑子里一下子竟然就有了四网融合的雏形！这可真是了不得啊！

付新思索着回答：“可以，不过，那需要更高的技术，我把那个称之为智能电网。”

“你所说的三网融合也不是一时半会儿可以建成的，按照我们国家的现有情况进行推算，没有个十几二十年，肯定是做不成的，所以。你也不用顾忌技术问题了，有这么长的时间，技术问题可以慢慢解决，你先说说看看这个智能电网。”周正明没有抢夺高文新所提出问题的意思，所以这个依然是高文新在说。

“智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2。0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上。通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站，智能配电网，智能电能表。智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网。智能发电系统，新型储能系统。

智能电网的发展在全世界还处于萌芽阶段。没有一个共同的精确定义，我也是在国外的杂志上面看到的，其技术大致可分为四个领域：高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。

高级量测体系主要作用是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行；

高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防；

高级输电运行主要作用是强调阻塞管理和降低大规模停运的风险；

高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备（资产）“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，改进电网的运行和效率。

与现有电网相比，智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，其先进性和优势主要表现在：

其一，智能电网具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入，电网的坚强性得到巩固和提升。

其二，信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生。

其三，柔性交流或直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。

其四，通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。

其五，实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。

其六，建立双向互动的服务模式，用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息，合理安排电器使用；电力企业可以获取用户的详细用电信息，为其提供更多的增值服务。”

说到这里，付新已经鼻孔冒烟了，喝了大半杯水，喘了口气，付新才继续说道：“我认为智能电网是电网技术发展的必然趋势。

随着时代的发展，通讯、计算机、自动化等技术必然在电网中得到广泛深入的应用，那时这些技术与传统电力技术有机融合，将会极大地提升了电网的智能化水平。

传感器技术与信息技术在电网中的应用，为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持，使电网自愈成为可能。

调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。

通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用，促进了电网与用户的双向互动。随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能电网就必然应运而生。”

第二十二章重要意义

“其次，我认为发展智能电网也是社会经济发展的必然选择。

一、为了实现清洁能源的开发、输送和消纳，电网必须提高其灵活性和兼容性。

二、为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰，电网必须依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。

三、为降低运营成本，促进节能减排，电网运行必须更为经济高效，同时须对用电设备进行智能控制，尽可能减少用电消耗。分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展，改变了传统的供用电模式，促使电力流、信息流、业务流不断融合，