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机械加工工艺相对于其他工艺来说要复杂的多，其本身就是一个复杂的加工过程。因此，在进行机械加工时，必须要有相关措施来规范工艺，否则会出现一系列的问题，而这种约束性的规范就称为工艺规程。工艺规程的定义是技术人员在机械加工时对工艺产品进行规范制约，即技术人员根据工艺产品的形状或规格等因素来制定一系列的工艺流程，然后将其制成相关技术文件，在加工过程中就以此文件为基础进行操作，这也被称为工艺规范。在机械加工中，工艺规范文件占了很重要的地位，其对机械加工起着指导性作用。工艺规程对整个机械加工来说非常重要，由于其具有指导性，因此在实际的操作中就应该以工艺规程为基础而对实际的加工操作作出相应的调整。在调整过后，产品的相关位置、尺寸等因素也会有一些变化，但是不能违背工艺规程，以此形成一个生产环节，产品经过这个环节之后就会成为一个完整的工艺成品，这就是机械加工工艺的基本流程。
2加工工艺的误差以及原因
（1）定位误差及原因。在机械加工工艺中，加工中的定位误差是比较常见的，其主要表现在两个方面。第一，由于基准的重合不准确而导致的误差；第二，由于定位副加工的准确度不高从而导致的定位误差。由此看出，在加工机械零件时定位的准确性是非常重要的。机械加工必须要有准确的定位基准，且要使用正规的几何要素。如果采用不正确的几何要素来作为定位基准，则会出现相应的定位误差，并且所选择的定位基准必须要与设计基准相吻合，否则会出现基准不重合的现象，这就是导致基准不重合的主要原因。定位副主要是由两方面组成，即夹具定位原件和工件定位面，引起定位副加工不准确的主要原因就是由于定位副制造或定位副间的配合不协调，使得其间隙发生变化而导致零件发生变化，从而使定位副加工的准确度受到影响。这种误差一般在调整法加工中出现，若换成试切法加工会将此误差的出现概率降低。
（2）制造误差及原因。在机械加工工艺误差中，由于机床生产的制造误差主要包括三方面，即导轨误差、传动链误差以及主轴回转误差。所谓导轨是指机床各部分零件位置的基准，机床之所以能运转，是因为有导轨的支撑。出现导轨误差的主要原因是由于在使用过程中出现局部磨损、安装的质量不过关等，从而造成了机床生产制造误差。出现传动链误差的主要原因是传动链在使用的过程中会出现不同程度的磨损，而磨损后的传动链在运转时就会产生一定的差距，这样就会导致传动链出现误差。主轴回转误差的产生原因是由于主轴的实际回转线与平均回转线不是一成不变的，两者之间会产生一系列的变动，其变动的量就是所谓的主轴回转误差，该误差的大小直接影响了加工产品的精细度。同时，产生主轴回转误差的原因还包括了同轴度误差以及轴承运转的磨损程度等因素。
（3）加工工具的误差及原因。对于机械加工的工具来说其主要有夹具和刀具，而夹具和刀具的使用误差对加工工艺来说也是比较严重的问题。使用夹具的主要作用是确定加工零件的具置，如果在夹具的使用过程中出现了误差，则会直接导致加工零件的定位出现偏差。出现刀具使用误差的主要原因是由于刀具在使用过程中会受到各种因素的影响从而出现不同程度的磨损，而将磨损后的刀具用于加工工艺中则会对产品的尺寸以及形状造成一定程度的影响。因此，加工工艺中刀具的误差是一个不容忽视的问题。
（4）工艺系统的误差及原因。在机械加工工艺中，出现工艺系统误差的主要原因是由于在加工过程中有一些硬度不高的零件会容易变形。而变形后的零件就会促使工艺系统误差的出现，并且在加工过程中，切削力的变化、材质不均匀等也会导致误差的出现从而对整个工艺系统造成影响。
3如何降低加工工艺技术的误差
（1）避免直接误差。在机械加工的过程中并不是所有误差都不能避免，一些误差是可以被避免的。工程技术人员首先要高度重视在加工过程中所出现的误差，并及时的处理这些误差，从而避免这些误差再次出现。例如，在磨削薄片零件的端面时，技术人员可以根据以往的经验先将原件粘在平板上，然后准备一个磁力吸盘，并将两个工件放于吸盘上，将零件端面磨平再取出。随后在打磨另一个端面时就以此为基准进行，这样打磨出来的薄片不容易变形。
（2）及时处理误差。虽然在加工过程中有些误差能够避免，但是仍有一些误差是必然的，若出现了不可避免的误差，则工程技术人员应立即处理，从而降低因误差带来的损失。避免误差的主要做法就是人为制造出新的误差，并利用这种误差来抵消原有的不可避免的误差，这样才能及时的避免误差恶化。
（3）利用误差分组法。在机械加工工艺中常用降低误差的方法主要就是误差分组法，其可以很大程度的降低误差并且提高工艺的精确度。误差分组法顾名思义就是进行分组，而分组依据是按原件的尺寸和误差的大小进行。这样分组之后会使得每组的准确度大幅度提高，然后在进行一定的调整，就可以很大程度的降低所有组的整体误差，从而使工艺的误差能够大幅度的减少。
4结束语
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【关键词】写意画 人物 人物画
我们从远古时代的岩画和彩陶纹样上，已经可以见到我国人物画以线造型的手法的运用。原始人用粗放的线去记录自己的生活、狩猎、祭祀和原始的意识，这些情感冲动的痕迹带有中华民族早期的朦胧的审美情趣。
原始社会的图形，以及秦、汉、魏以前的绘画，从表现方式来看，似乎更多的带有粗放的、自由的写意因素。自晋代以后的人物画，已经开始以一种理性式的严谨而工整的作风去替代原始的感性式的粗放而自由的作风，将这种工整式的绘画即工笔画推向艺术表现上的高峰，形成了我国绘画史上一个工笔性绘画的极其灿烂的时期。宋以后的人物画，其表现题材逐渐由宗教和宫廷生活走向民间的世俗生活，尽管在感觉上不如唐代的严肃宏大，但由于绘画的视野扩大了，宋代人物画从总体上看显得更丰富、生动、亲切。一种更自由、奔放、概括、洗练、粗细结合的画风逐渐形成。这种活泼的绘画中，很具代表性的是以石恪、梁楷为代表的“简笔画”，他们的艺术可能受到唐代张璪、王墨、王维等人的“笔飞墨喷”、“不贵五彩”的水墨山水画的影响和启示。传世的梁楷《泼墨仙人图》是现代能见到的这种作风的代表作，表现上的成熟度显示了一个新画种正在蓬勃发展的生命力，使中国人物画开始了意笔与工笔并行发展的新阶段。wWw.133229.COM
石恪等人探索了人物画新的审美角度，梁楷则以自己精美而成熟的作品显示了新风格发展的必然趋势，同时以其作品在艺术创造上的分量取得了意笔人物画在绘画史上应有的地位。梁楷等人强化了中国绘画“以形写神”的特色，进一步进行了“以意写形”的探求，作品达到了高度的“形神兼备”的境界，使人物画更多地摆脱了客观物象的束缚，进而调整了作者主观与客观在创作过程中的作用，大胆的以主观的情感和意愿去提炼、取舍、夸张、想象、改造、强化所描绘的对象。
元、明、清的意笔人物画一直与工笔画并行发展，现在所能见到的元代的作品并不多，一般以人工景意、工意相间的作品居多。元代意笔任务画坛中没有出类拔萃的像梁楷那样有创造性的画家，意笔人物画至明代，才有了较大的发展，明陈洪绶在人物画上的创造性更多，他的作品多数是工笔，只画过少量的工意相间的作品。他师蓝瑛，人物画自成一格：造型古拙，用笔浑厚而含蓄，画面具有装饰味。其画风对清代的意笔人物画发展影响较大。从现在的眼光看，陈洪绶仍然不失为一位有影响力的画家。
意笔人物画至清代，画家人数颇多，其中因其创造性而影响较大的有“扬州画派”的一些画家以及清末的大画家任颐（伯年）。“扬州画派”以人物为主的画家有罗聘、华碞、黄慎、高其佩，以及受他们影响的闽贞等。罗聘、华碞、金农重古朴，高逸、黄慎重仓劲，他们的作品意境和章法一般都奇绝，能突破程式，颇有浓厚的生活气息。黄胄在《黄州画语录》中评价华碞：“华碞在笔墨有所创新，落笔便有神韵，有清一代大师也”。用笔浑厚，转折自如，墨色华滋，造型概括而有整体感。
任颐以及任熏、任熊是清末的三位多产的画家。任颐师任熏、任熊，但青出于蓝而胜于蓝，是我国封建时代最末的一位在人物画成就很高的画家。他还吸取明代陈洪绶古朴的造型方式，用爽利洗练的笔墨，生动多变的章法，给后代留下了近万张作品。任颐在某种程度上总结了我国意笔人物画的主要精神和技法，将意笔人物画推向又一个高峰。任伯年的人物画应是三百年来的大家，却又为不少同道视为民俗画匠，其实任伯年无论功力、才情皆非常人所及（《黄胄书画论》）。纵观我国古代意笔人物画的历史，从宋到清，历时千年，一头一尾是高峰，中间元代不如明代。我认为就对意笔人物画发展的贡献而言，应首推梁楷和任颐。
到了近现代，西方绘画的引进，西方绘画的理论对中国的传统绘画造型观表现以人为主要对象的社会关系之间的影响，特别是素描的表现力，当然就为中国画表现丰富的内容，关系和塑造形象的能力起到很大作用。因而也就为水墨人物发展提供了一条广泛的途径，水墨人物今天的面貌，更具体的证明了其为这种文化背景下的结果。
当今的水墨人物从写实的意义上来说，它的造型已发生很大的改变。水墨更向着人的神采表现，人的精神深层挖掘。并把画面表现人的精神面貌的力度作为与现实内容完美统一标准去实践。毕建勋老师在他的《水墨人物画写生与创作》（河南美术出版社，2006，12）提到从横向上看，水墨人物画除了继承宋以前的“形神兼备”的美学传统和文人写意人物画的笔墨资源外，主要是中西结合的产物，他是文人写意的笔墨语言和西方的人物画造型方法及相应的色彩学方法结合的产物。它的画中积淀不甚丰厚，不像山水画、花鸟画那样大师林立，梁楷、陈洪绶、黄慎、任伯年等写意人物画家之后，水墨人物画从徐悲鸿、蒋兆和、黄胄、方增先、刘文西、卢沉、姚有多、周思聪到1978年中央美院第一节研究生等一批画家至今，仅仅四五代人而已。经过这几代人的学理探索和创作积累，水墨人物画这一画种已经初具现代形态。它是一个具有悠久的人文传统而又非常年轻的画种，一个有待于更加成熟的画种。
毫无疑问，人物画是以人物形象为审美主体的，是塑造感人的人物形象来传递艺术家对生活、对世界的评价并以之寄托作者的情思和爱憎。但是，对于造型研究的退化、正式传统绘画的失落，无疑这是人物画的内伤。今天，我们把更多的关心给与造型的研究，这就非常必要了。康书增老师认为“把西方严谨的造型和中国传统的精湛，水墨淋漓的笔墨书写相结合是他对目前创作写意人物的一种观点”（笔记于2007-11-22日康老师课堂）。邓维东老师也认为“写实是一种技术，写意是一种升华了的探索，写意的关键是造型”（笔记于邓老师2007-12-21日课堂）。由此可见，当前更多水墨画家非常重视“写实”重视“造型”。当然这种“写实”已经不是唐宋时写作实的重复。他除了给予外部的“形”的应有的关切，还要注入更多的画家个人的性情抒发。
中国写意人物画自建国以来，经历了半个世纪的技术积累，经受西方文明的冲刷，经受了金钱磨盘的碾压，相信人物画的辉煌已为期不远了。
参考文献：
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[4]关山明.意笔人物画.杭州：中国美术学院出版社，1991，6.
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由《春天》《九月》《入睡之时》《在夕阳中》4首歌组成，女高音声部演唱，交响乐队伴奏。《春天》完成于1948年7月，《九月》完成于1948年5月，《入睡之时》完成于1948年9月，《在夕阳中》完成于1948年8月，4首歌曲的顺序虽然与作者实际完成的时间相同，但整个主题的构思是在同一时段内进行，作品中的歌曲顺序是后来学者们的安排。《最后四首歌》创作于1946—1948年间，作曲家历经了漫长而又骚动的职业生涯，正值人生苦闷与晚年之秋。诗人艾辛多夫的同名诗歌《在夕阳中》所描写的一对老人家面对近在眼前的死亡所表现的沉思与作曲家的个人处境形成强烈的共鸣，引发了作曲家的创作灵感。这是一部极具价值的音乐文献，作曲家的创作风格和写作手法在以往德、奥艺术歌曲的基础上有了新的发展，可以说这部作品完美地表达了作者对事物终结、生命即将消亡的哲理性思考。《最后四首歌》于1950年5月22日在皇家阿尔伯特音乐厅进行了首次演出，担任这首歌曲独唱的是弗拉格施塔特•魏尔海姆，富特文格勒指挥爱乐乐团伴奏。《最后四首歌》每首歌曲中至少都有一个“主导动机”穿插在声乐和乐队的声部中，其中由一个忐忑不安情绪的主导动机，把前三首歌曲联系在一起，第四首歌是套曲的和总结，通过前三个阶段后，逐步地描绘出一个美满而又静止与安息的意境；同时，套曲在4首乐曲的结束处，都运用了施特劳斯最宠爱的法国号的独奏旋律作为结束，使整部套曲在创作上既有统一又有对比。《最后四首歌》的调式、音色自然和谐，极富意象描绘功能；音乐织体和谐统一、清澈透明，表现了四季的更始复新、爱情、沉睡与死亡；管弦乐配器安排周密细致，特别是弦乐为女高音声部提供了明晰的背景又与之有机融合在一起；为每首歌曲伴奏的管弦乐以缥缈不定、起伏错落的经过句为背景，伴随着节奏的徐缓急驰与对比，同整部作品一道，在夕阳的余晖中、在怀旧的冥思中、在庄严的诀别中逐步消退。《最后四首歌》曲式结构非常自由，两段歌词也会时常连接在一起，乐队间奏时常在段落的中间部分穿插。歌曲乐句的长度也有长有短，长短分布的情况也极不规则和极不均衡。从宏观上来看，《最后四首歌》的序奏部分是第一首《春天》，第二首与第三首歌《九月》《入睡之时》是两个相对来说比较抒情性的段落，第四首《在夕阳中》则是终曲。因此，演唱者在演唱时尤其要注意作品情感的整体性与一致性。
1.《春天》：选自海曼•赫瑟诗歌，Andante（行板），套曲的前奏曲。歌词大意如下：在那阴暗潮湿的地方，我会经常这样梦想着，你就是那些丛林与晴空的微风，你就是那些花朵的芬芳与娇艳，是那雀鸟般的歌声。在灿烂的盛装中，你彰显出了自己。在明亮的光辉的照耀下，你竟然奇迹般地来到我面前。我已经认出了那就是你，并在不断地温柔地向我招手。这时我的四肢都不由自主地激动地颤抖。那是因为我知道幸福就要来临。这首《春天》一直贯穿着一种忧郁与不安的情绪和沉思与暗淡的音响，所唤起的是对春天的怀念。但是，听起来却没有春天的气息，可以理解为作曲家暮年对春即将离去的感受。全曲开头部分的调中心不稳定，没有调号标记。统一的和声基础为c小调的主和弦与降a小调的主和弦组成的琶音音型，通过这一推动力的音型，给全曲奠定了比较坚实的基础，歌者演唱时可以自由地、潇洒地纵情歌唱。歌曲第一、四行诗的最后一个字总共长5小节，作曲家在处理旋律与歌词之间的关系上突破了传统的处理方式，引导我们从整体的音响与声部线条中去思考。歌曲中采用的主导动机多次变型，调性复杂、变化音较多。这是一首调性相对来说比较复杂，需要变化的音节比较多的现代艺术歌曲，所以歌唱者在演唱这首歌之前，一定要相当熟悉这首歌的旋律，充分感受旋律的方向，使其成为一个完整的整体。再一个就是要严格按照节拍朗诵歌词，发音一定要正确，这些都是歌唱前必须要做到的、不可缺少的预习工作。这首歌在演唱时可以较为自由地发挥想象，演唱者要从传统的对称、呼应等关系中解脱出来。歌曲的最后，歌声在悠扬的威尼斯船歌的伴奏下要与宽广的音程一道，和着圆号的响应完美地结束全曲。
2.《九月》：选自海曼•赫瑟诗歌，套曲的抒情乐章。歌词大意如下：雨水是无情的，它冰冷地洒落在娇艳的花朵上，就连花园都在悲伤。夏天的明媚阳光也在不由自主地战栗，非常安静地走到了尽头。金黄色的叶子无力地低着它的头，就这样从高大的洋槐树上无奈地落下。夏日带着惊奇的笑容，在那将近毁灭的梦境中一点一点地耗尽自己。但它仍然逗留在玫瑰花丛中，慢慢地逝去。双眼也慢慢地闭上了，因为它太乏了。《九月》将诗中金色树叶的下落与滴雨渲染得栩栩如生，而晚夏后虚弱的微笑、“闭上了双眼”的描写等都是对生命逐渐消失的一种象征，也是留给人们一种“一切即将终结”的印象。演唱者在演唱时一定要注意对歌中情绪的表达，注意在较为稳定的调性中平静地歌唱，力求突出女声部的歌唱性与抒情性特点。《九月》1—4小节乐队部分中的装饰音，高声部中由三个音组成的和弦组，都是歌曲中最重要的主导动机或音型组，以此贯穿全曲而引申到《入睡之时》中，这样的效果是不仅旋律优美动听而且具有戏剧性。乐曲最末的圆号独奏部分是全曲最的部分，曲中主导动机最后由一支安慰性的独奏圆号封住这朦胧的气氛，求得与整部套曲的和谐与统一。
3.《入睡之时》：选自海曼•赫瑟诗歌，套曲的抒情乐章。《入睡之时》这首歌词的形象鲜明、诗意浓厚。作曲家借描写孩童的天真暗示历经坎坷的自己，渴望、期待着卸掉所有的重担去寻得安歇。歌声在一声疲惫的叹息中进入，刻画的是一种精神恍惚的状态；随后小提琴独奏将人们带到临睡时刻，用动人心弦的旋律来替代灵魂在太空中自由飞翔的情景，这是全曲情感最浓郁的部位，也是全曲的。歌者演唱时要唱出心灵随着令人神往的歌声而放飞的情景，唱出让人感到片刻的安息、无比的满足又不得不回到现实生活中的矛盾心理。这里的心理表达，要运用稍有变化的音色，唱出矛盾的戏剧性，同时也要借助第二段与第三段歌之间的小提琴独奏段落的抒情力量，唱出独奏之后最为激动人心的乐段。要注意旋律部位从降a与降g推至最高点降b的过程，这样的旋律我们称为模进，它与下面声部的和声充分地结合在一起，构成了全曲极为辉煌的。所以，演唱、演奏时更要注意用歌声与乐声互为表达，艺术地再现歌曲的抒情性与交响性情景。
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1、直接写生的方法
直接写生主要受到西方绘画的影响，完全不同于古代中国画的写生方法，中国画的写生受环境以及作画工具的影响，很难达到写实，所以古人在写生的过程中加以主观的感受对景物有虚实、繁简的处理。正如李可染所说：客观事物千遍万化，以山水画的表现对象来说，有春夏秋冬，风晴雨雪，朝霞暮霭，变化无穷。如果写生只勾轮廓，怎能画出彼时此地，千遍万化的山水精神面貌？中国画写生是一个对客观事物的反复认识的过程，也就是要把写生作为最好的师造化的学习过程。不要把自己完全了解造化—描写对象了。最好把自己作为别的星球来的陌生的客人，对景物一切都要重新认识，一切都充满新鲜感觉。写生，首先必须忠于描写对象，这就是忠于生活，生活气息是写生中很重要的一面。现在的画作里经常会发生“笔在意先”的状况，这也是由于心中没有一个正确的方向，执着于笔法，墨法。全然忘记了笔墨当随心意。不是简单把技法搬于画面，也不是全按照素描方法绘制画面，而是心里有一个关于画面整体的感觉，一个模样，随着画面的渐渐生成，这个模样会有所变化，这时候就要改变你的笔墨了。如当你达到百分之七八十的光景，笔下活跃起来了，画的本身往往提出新的要求。这个时候就按照画面发展的需要和自己的想法，加以补充，加以发挥，不能再以描写对象做主，而是由画面本身做主了。“意在笔先”就是这个意思。这样才可写生出有灵气寄托了作者情怀的山水画来。
2、写生整理的创作方法
山水画不是一个写实的画种，是对于自然景物的提炼概括。而概括了自然景物的写生作品们和留下的心理印象，则成为了山水画创作的重要经验铺垫。写生整理实则跟创作方法大概相同，一就是将自然景物通过画家主观感受跃然于纸上；二是根据之前收集的这些素材进行艺术创作构思。写生整理目的是为了能在主要创作的保留画家更多的对自然地感受，又具体的表现对象和更加直观的生活感受。
二、山水画的创作
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1.1过程数据链路层接口1）数据集上层协议通过LPI访问通信存储器中的过程数据，LPI提供链路层端口初始化，包括数据集的读写以及同步操作等功能的原语。LPI规定了数据集的访问。在一个设备内，数据集由其数据集标识符（DS_Name）来识别。DS_Name由4位的通信存储器标志（traffic_store_id）和12位的端口地址（port_address）组成。2）LPI原语及调用流程链路层上各个原语及其先后调用关系如图2所示。由图2可知，进行通信前，发送者侧和用户侧需要对链路层进行初始化（lp_init）,然后调用原语ds_subscribe来预订一个用于同步的数据集。接着者调用原语lp_put_dataset将数据集写入相应的通信存储器中，在进行此操作时，需要解析DS_Name。当数据集通过了物理层发送完成后，用户通过调用原语lp_get_dataset将数据集从通信存储器中取出。这样就完成了数据集的发送和接收。最后双方共同调用原语ds_desubscribe，从预定表中移去用于同步的数据集。
1.2过程变量应用层接口1）过程变量标识符在一个设备内，过程变量由其所在的数据集（DS_Name）和其在数据集中的位偏移量（Var_Offset）来标识[6]。通过总线传送时，过程变量由逻辑地址和被传送的数据集的位偏移量来识别。2）AVI原语应用变量接口AVI定义了变量提供给总线的服务。应用变量接口原语只访问通信存储器的端口，并没有触发总线的通信。在应用变量接口中，过程变量是单个访问的，属于数据集的一部分。为了提高传输效率，属于同一个数据集的过程变量作为一个坚固的整体进行传送和存储。过程变量和其所在数据集的刷新定时器一起在一次不可分割的操作中获取[7]。应用变量接口AVI原语分为3类：单个变量访问，集合访问，群集访问。
2过程数据通信设计思路
2.1过程数据链路层的设计
2.1.1过程数据链路层数据结构设计在链路层传输的数据属于数据集的一部分，数据集由其DS_Name来标识。
2.1.2过程数据链路层接口函数设计此函数用于实现过程数据模块的初始化功能。首先，读取配置文件建立相应的端口属性表来建立初值。然后进行差错判断，分为通信存储器标识和端口地址的判断，如果超出了系统设定的最大值，那么初始化过程失败。只有在以上条件为真的情况下，才初始化强制变量表和数据集预定表。2）过程“lp_put_dataset”此函数用于数据集的发送，从应用拷贝一个数据集到通信存储器中的端口。首先，要对输入参数的合法性进行检查，主要是对通信存储器和端口地址进行检查，判断是否在系统设定的范围内。在完成参数检查后，开始进行数据的发送，将数据拷入相应的端口中，同时，前一次的数据集将被覆盖。3）过程“lp_get_dataset”此函数用于接收数据集，即从端口拷贝一个数据集和其刷新定时器到应用层。首先，要检查输入参数的合法性，分别是对通信存储器标识和端口地址的值的判断。然后，根据相应的端口属性表，将端口中的数据集和刷新定时器拷贝到应用提供的内存中。
2.2过程变量应用层的设计
2.2.1过程变量应用层数据结构设计1）单个变量数据结构设计对于单个变量，利用结构体PV_NAME来描述一个变量，如下：2）集合变量数据结构集合变量使用结构体PV_SET来标识同一个数据集的一组变量，包括每个变量拷入（或拷出）的内存地址以及整个数据集的刷新定时器。3）群集变量数据结构群集结构体PV_Cluster标识一组PV_Set，由通信存储器进行排序。
2.2.2过程数据应用层接口函数设计1）函数“ap_put_variable”此函数用于单个变量的发送，从应用内存地址空间拷贝一个单个过程变量及检查变量到通信存储器。首先，检查PV_NAME参数的合法性，从PV_NAME中获取数据集DS_NAME的信息，接着调用lp_get_dataset函数从相应的端口读取数据集，然后根据PV_NAME中var_type类型，分7种情况进行数组元素个数和数据派生类型的计算，根据计算结果将过程变量和检查变量拷贝到数据集中，变量上一次的值被覆盖。在上述过程完成后，调用lp_put_dataset函数将数据集拷贝到宿端口中。2）函数“ap_get_variable”此函数用于单个变量的接收，从通信存储器拷贝一个过程变量及检查变量和刷新定时器到应用内存的地址空间。首先，要对PV_NAME进行参数检查，然后根据PV_NAME获取的端口信息，调用lp_get_dataset函数从相应的端口获取数据集。接着就根据算法从数据集中获取过程变量和检查变量。3）函数“ap_put_set”此函数用于集合变量的发送，在一次不可分割的操作中，从应用内存地址空间拷贝集合变量到端口。首先，获取PV_LIST中DS_NAME信息，根据相应的ts_id和port_address调用lp_get_dataset函数获取数据集。接着，将变量写进数据集中，在进行此操作前，先对PV_LIST进行参数的检查。在检查完成后，调用lp_put_dataset函数将数据集拷贝至相应的端口。4）函数“ap_get_set”此函数用于集合变量的接收，在一次不可分割的操作中，从端口拷贝属于同一个集合中的过程变量到应用内存地址空间。首先，对PV_LIST进行参数的检查，检查通过后，根据PV_LIST中DS_NAME的信息，调用lp_get_dataset函数获取数据集，然后根据算法将数据集中的变量进行提取，实现群集变量接收的功能。5）函数“ap_put_cluster”此函数用于群集变量的发送，从应用拷贝一个变量群集到通信存储器中，属于同一个PV_SET的变量一起拷贝。其实现的过程和函数ap_put_set相同，只是在参数检查上改为对PV_SET的检查。6）函数“ap_get_cluster”此函数用于群集变量的接收，从通信存储器拷贝过程变量的一个群集到本地用户实体。其实现的过程和函数ap_get_set基本相同，不同点在于参数检查是对PV_SET的检查。
3过程数据实时协议通信测试验证
3.1测试验证平台由于变量服务对于MVB和WTB通信存储器的访问原理和实现过程相同，因此测试基于MVB设备间的过程数据通信来验证链路层和应用层接口功能[8]。本测试连接以D113为核心的MVB主设备、UIC网关A、B两组的MVB通信板以及MVB协议分析设备，组成拥有一主、三从的MVB通信网络，如图3所示，连接无误后各套设备上电准备，UIC网关的两组从设备分别与电脑主机通过以太网相连，MVB协议分析设备通过USB与电脑主机相连。
3.2过程数据链路层测试及验证首先启动D113MVB板卡的PC104核心模块进入winxp系统，启动UIC网关MVB板下位机VxWorks系统。然后启动上位机Tornado集成开发环境，运行FTP服务器程序Tftpd32，建立连接后，下载MVB实时协议栈代码。接着就开始进行端口配置，在测试中，配置0x001，0x002，0x005为源端口，接收来自D113MVB板卡发出的数据，3个端口功能码分别为0，1，4，接收字节数为2，4，32，配置0x008，0x009，0x00a为宿端口，向D113MVB板发送数据，功能码为2，接收的字节数为8，测试结果如图4，图5所示。链路层接口向上层应用提供数据集的读写操作，对于应用是不可见的，因此，为了测试的可视性，在上层应用中设计了两个函数ap_get_dataset和ap_put_dataset，这两个函数调用了链路层lp_put_dataset和lp_get_dataset这两个收发数据集的函数，测试时能实时反应出收发数据的情况。通过以上两个结果图可以看出，D113板卡和UIC网关的MVB板卡能准确地互相接收和发送数据，验证了过程数据链路层能正常的进行数据通信，功能得以实现。
3.3过程数据应用层测试及验证应用层的测试针对集合和群集变量的收发进行了试验。在进行集合变量测试时，配置主设备端口0x004为源端口，功能码为4，从设备配置相应的宿端口。群集变量测试配置0x003端口，数据0x10和0xAA在数组1中，0xA1A2在数组2中，两个数组整合成一个变量集合发送。测试结果如图6~8所示。根据图6~8，集合变量和群集变量能准确的收发和接收，验证了实时协议变量应用层接口能正常使用，功能得以验证。
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一、引言
SS7(SignalingSystemNo.7)网络和Internet网络是两个独立的网络,SS7用于传输电话信令,而Internet是基于分组交换的,用来传输数据业务。随着IP网络和SS7信令网各自业务的扩展,信令在IP网上的传输已经成为了关键问题,而信令传输具有高可靠性低时延的要求。在IP网络中,大部分的业务都是通过UDP或TCP来传送的。UDP是无连接的传输协议,它能满足低延迟的要求,但是它却无法保证可靠传输。TCP能保证数据可靠传输,但是它也不能完全符合信令传输的要求;TCP套接字不支持多宿性;TCP是面向比特流的,将数据传输当作是没有结构的字节序列。
因此,为了满足信令传输的要求,IETF的SIGTRAN(SignalingTransportGroup)组提出了一种新的传输层协议─SCTP(StreamControlTransportProtoco1)。
二、SCTP基本概念
1.多宿性
多宿是指一个SCTP端点可以通过多个IP地址到达,这样两个SCTP端点在建立了偶联后,数据可以通过不同的物理通路进行传送。
ATM交换机偶联的两个端点A和B各自绑定两块不同的IP地址的接口卡,通过卫星电路和ATM两种方式连接。其中一个地址被置为首选,另一个则作为可选,当首选通路出现错误时可以通过可选通路继续进行数据传输而不会导致传输中断,直到首选通路恢复。上层应用可以显式声明使用可选通路,丢包重传也可以在可选通路上进行。
2.多流性
SCTP通过数据传输和数据递交相互独立来实现多流特性。每个DATA数据块在协议中使用两套顺序号:传送顺序号TSN和流顺序号SSN。当一个用户消息被分段后,必须在该消息的每个分段中带有相同的SSN,这样才能从一个流中分辨出不同的消息。当用户消息被分段到各个DATA块中,接收方就要使用TSN对消息进行消息重组,即被分段的用户消息的各段必须使用连续的TSN。SCTP允许数据接收端确定TSN是否出现间隔,以及在间隔后收到的消息是否属于同一个被影响的流中。如果TSN出现间隔,SSN也出现相应的间隔,则收到的消息就在被影响的流中,否则SSN不会出现相应间隔。接收方可以继续在未受影响的流中传送消息,仅缓冲被影响的流直到被重传,各流相互独立,解决了在TCP单流中容易出现的队头阻塞现象。
3.阻塞控制机制
SCTP阻塞控制同样是基于速率自适应窗口的机制,通过重传的方式提供可靠的数据传输。SCTP和TCP的阻塞控制机制有几点不同:
(1)SCTP采用与TCP相似的基于SACK间隔报告的快速重传机制,但SCTP没有一个显式快速恢复阶段,借助SACK块SCTP自动进入快速恢复。
(2)SCTP强制使用SACK,在TCP中SACK的使用是可选的。在遇到单个数据窗口发生连续丢包时,SCTP更为健壮,避免了耗时的慢启动阶段,节省了带宽,同时提高了吞吐量。
(3)SCTP在慢启动或阻塞避免时,阻塞窗口大小随着确认字节增加,而TCP中则是随着接收到的确认字段增加。SCTP改善了在长传输延迟的环境下(如卫星链路)的传输性能。
(4)SCTP在阻塞避免时,阻塞窗口只有在整个窗口被充分利用才增加其大小。此外,如果SCTP端点保持一个低的发送速率,而没有充分利用阻塞窗口,这时网络不会产生丢包指示,阻塞窗口不断增大,此时发送端突然发送一个超过阻塞窗口的突发数据流,结果会造成网络更加阻塞。
(5)SCTP规定发送端收到4个重复确认后开始快速重传,而在TCP中是3个。4.安全机制
传输协议可用于传输像计费或信令消息这样的敏感信息,SCTP中提出了服务的可用性和消息的完整性两个目标。
对服务的可用性而言,常见的威胁是拒绝服务,根源就在于目标主机为每个未决的连接在内存中保留了大量无用的状态信息,最终耗尽系统资源。SCTP采用“四次握手”的连接建立方式和COOKIE机制消除了SYN攻击的威胁,解决了为未决的连接保留状态信息的问题。服务器端只有在收到COOKIEECHO消息后才从关闭状态进入建立状态,此前的关闭状态不为客户端的请求保留任何状态信息。Cookie放在INITACK和COOKIEECHO消息中在端点间传送,服务器能够从COOKIEECHO中提取出建立正常偶联要求的所有信息。Cookie机制设立的主要用意是将状态信息存储在客户端或者网络上,而非服务器内存中,它的使用将服务器资源预留的时间推迟到了Cookie带回完整的鉴别信息后。这是一种简单有效的防御DoS攻击的方法。
如果攻击的目的是信息的完整性和机密性,那么SCTP载荷将是攻击的目标。SCTP用IPSec(IPSecurity)或传输层安全(TransportLayerSecurity,TLS)来保护载荷。
三、问题与挑战
作为一种相对新型的协议,SCTP仍然面临着许多问题要解决,下面简单介绍一下:
(1)No.7信令传输有严格的可靠性需求,但至今没有大规模利用SCTP协议在IP网上传输No.7消息的可信的结果报告,仍有许多的仿真和实验工作要做。
(2)SCTP假定所有的数据丢失都是由阻塞引起的,而且RTT也在逐渐慢速变化。
(3)不中断数据传输即能动态增删地址对一些关键应用或移动环境很有益,但需要增加新的块定义和参数类型,目前正处于IETF草案阶段,而且又引入了额外的风险:流量重定向攻击。
四、结束语
虽然SCTP最初是作为一种为了在IP网络上传输信令消息而设计的,但它与生俱来的新特性使越来越多的人认为SCTP将会是一种新型通用传输协议,甚至可能会替代现有的TCP协议成为下一代网络主要的传输协议。
目前,SCTP已被3GPP采纳,许多设备厂商都已经完成了各自的协议和互通测试,但大规模应用的仿真工作仍在进行,SCTP在无线互联网下的应用及性能评估也在进一步研究中。
参考文献
1RandallR.Stewart.StreamControlTransmissionProtocol[S].IETFRFC2960,2000.10.
2RandallR.Stewart.流控制传输协议SCTP参考指南(影印版).清华大学出版社,2003.1
3于林.SS7overIP的关键技术SCTP概述.江西通讯科技,2002.12