维普资讯 http://www.cqvip.com 目前，全疆已经建成８部新一代天气雷达，其中兵团２部。 整个过程使用１次扫描１次读取（雷达站端）与１次写入（区 在新一代天气雷达发展规划中，全疆将继续完成３部新一代天 局服务器端），程序读入数据直接在内存中压缩后上传到服务 气雷达建设任务。为了进行本地化研究应用，我们开发了一套 新一代天气雷达基数据传输的软件，使各站的基数据能够实 时高效的传输到区局，为实时应用与研究打下基础。 １传输方案设计 １．１基数据特点 新一代天气雷达按５ｍｉｎｌ４个仰角扫描（ＶＣＰ１１）时，平均 每６ｍｉｎ生成一次基数据文件，一次性生成大小为２１Ｍ（２．０数据 格式约为３０Ｍ）的基数据文件，１ｈ约产生２００—３００Ｍ的基数据。 目前全疆有６部雷达开始业务运行，其中兵团１部，各站到区局 租用电信的２ＭＳＤＨ线路，根据经验２ＭＳＤＨ线路的传输能力约 为７２０Ｍ／ｈ，可以满足将各新一代天气雷达站基数据传输到区 局的通信条件。 １．２传输方案设计 将基数据传输到区局的方式有很多，常用的有使用ｒｒＰ服 务器与直接拷贝方式，为了减少传输的流量可以压缩后再上 传到区局。实测中，在２ＭＳＤＨ线路上使用ＦｒＰ服务器与直接拷 贝方式传输一个ｖ文件（主要基数据文件）约需１０５ｓ，在误码率 较高的线路上传输大文件，性能会不可想象。为避免各雷达站 争抢服务器资源影响其他传输业务，这里没有使用多线程传 输与断点引续传方式。直接拷贝方式涉及直接访问网络路径 并要求共享目录，这种方式安全性较差，不好维护。使用压缩 技术后，情况会好很多，要根据回波情况传输时间仅可用到 １０ ３０ｓ，这不包括压缩与解压时间。使用ＷＩＮＲＡＲ压缩与解压 一个ｖ文件（最快模式）约需３ ６ｓ。由此看出使用压缩技术可以 提高传输时效，同时占用更少的网络带宽。 用这种方式实现传输，首先，整个过程要进行两次扫描新 文件，假设每１０ｓ扫描一次，两次扫描可能用到２０ｓ；其次传输 过程要对文件进行３次的读入与写入动作。为避免多次扫描与 多次读取写入操作，提高上传效率，传输系统采用Ｃ／Ｓ结构，不 使用第三方压缩软件与ＦｒＰ服务。实现过程见图１。 雷达站端 区局端 图１ ＣＩＳ结构图 新一代天气●Ｐ遗｜ 文囊｝１量｜Ｉ方鼻 亏 于 端，由服务端直接在内存中解压后形成文件。 ２程序设计 ２．１开发环境 在实际运行中，多个雷达站有可能同时向服务器上传数 据。要保证同时对各个雷达站的响应，必须使用多线程技术。 我们选择使用ＶＢ．ｎｅｔ开发环境，ＶＢ．ｎｅｔ已经完全不同于过去的 ＶＢ，它的诸多新特性以及依托．ｎｅｔ平台强大的面向对象体系 使ＶＢ．ｎｅｔ焕然一新。在．ｎｅｔ框架中Ｓｙｓｔｅｍ．ｎｅｔ．Ｓｏｃｋｅｔｓ与Ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ．Ｔｒｅａｄ类提供了一套非常丰富的网络通信、创建和管 理线程的方法和属性，使我们可以方便地开发基于Ｗｉｎｄｏｗｓ的 Ｃ，ｓ网络通信程序。 对基数据使用ＬＺＷ算法进行压缩，因为ＬＺｗ算法具有较 快的压缩速度与压缩比。算法使用ＶＣ．ｎｅｔ实现，这里没有使用 第三方压缩软件与压缩控件，主要是避免多余的文件读取与 生成。 ２．２系统功能设计 由于实时业务运行要求程序时刻处于运行状态，这就要 求程序要有长期自动运行的能力，具有高度的稳定性与健壮 性，对内存回收、线程管理、异常以及错误后的自动恢复处理 都须进行全面的考虑。为此系统功能应尽可能的简化，客户端 程序负责定时查找文件、压缩上传文件，服务端程序负责用户 管理，接收并解压文件。 系统使用两个端口，一个端口负责登录与消息传输，一个 端口用于数据传输。 ２．３客户端程序设计 登录线程始终维护登录状态，发现掉线则进行登录，掉线 会时常发生，登录后会再建立一个在线维护线程，此线程定时 将客户端的状态告诉服务器。查找文件线程在找到文件后会 建立发送线程，发送线程实例化一个发送文件的类，并发送一 批文件（程序一次可能根据设置找到几个文件），线程在发送 类中通过事件与主程序进行通信。回收线程定时扫描所有的 程序内所有线程，发现不活动线程时进行清理。 ２．４服务端程序设计 服务端监听到登录请求后，建立一个用户类实例，用以处 理此用户的消息。监听到发送文件请求后建立接收文件线程， 此线程负责接收连接客户端文件。回收线程通过两种方式回 收线程，一是判断线程是否已经不活动；二是通过线程生存时 间进行判断，在一个接收线程超时后则终止，因为每个接收线 ２９ 维普资讯 http://www.cqvip.com ＳＤＨ传输网络是将光纤技术或微波技术结合起来形成的 度的安全性。该路由器支持全面、完善的网络地址转换功能， 同步数字传输网，是一个融复接、线路传输及交换功能于一体 对外屏蔽内部网络结构，有效保护内部网络安全。 由统一网管系统管理操作的综合信息网络，在可靠性的基础 １配置串口１与以太网口１，通过２Ｍ—ＳＤＨ专线实现与省局局 上提供很强的性能监视特性，具有较高的性价比。在充分调 域网的互联 研、论证的基础上，省局决定各设区市局租用移动（电信）公司 １．１将路由器本身自带配置线的两端分别连接路由器的ＣＯＩｌ— 的２Ｍ—ＳＤＨ线路，购置ＢＤＣＯＭ２６２１路由器，实现与省局局域网 ｓｏｌｅ１３（测试端１３）和微机的ｃｏｒｎ１３（ｃｏｒａｌ或ｃｏｒｎ２），通过“超级 的互联。（见图１） 终端”对ｃｏｎｓｏｌｅ ３１进行配置。 １．２键入回车键，进入路由器的用户状态 １．３键入“ｅｎｔ”，进入路由器的管理模式 １．４键入“ｃｏｎｆｉｇ”进入路由器的配置状态，对路由器进行配 置： １．４．１修改路由器的主机名 ｈｏｓｔ ｄ＿ｓｄｈ（将路由器的主机名改为ｂｆｉｄ ｓｄｈ） １．４．２修改路由器超级用户口令 ｅｎａｂｌｅ ｐａｓｓ ｘ】。【】【（将路由器超级用户的口令改为ｘ】。（】【） １．４．３将市局局域网的内网ＩＰ地址绑定到路由器的以太冈口 １ ＆＇ｌｆｔｇ，Ｉ￣啬台 备 １ｌ—■啬台 ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆａｓｔｅｔｌｌｅｍｅｔ ０／０（进入端口ｆａｓｔｅｈｅｍｅｔ ０／０） 图１ 网络结构示意图 ｉｐ ａｄｄｒｅｓｓ １７２．２０．１２２．２００ ２５５．２５５．２５５．０ （将ｆａｓｔｅｈｅｍｅｔ ＢＤＣＯＭ２６２１路由器采用Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＭＰＣ８２５０芯片设计，主 ０／０的ＩＰ地址设置为１７２．２０．１２２．２００，掩码为２５５．２５５．２５５．０） 频为２６６Ｍ。该路由器提供２个集成的高速以太网接１３和２个高 ｑｕｉｔ（退出端口ｆａｓｔｅｈｅｍｅｔ Ｏ，０） 速Ｎ／异步串１３。由于采用先进的总线技术，包转发延迟小，丢 １．４．４将广域网的ＩＰ地址绑定到路由器上与Ｇ／Ｖ协议转换器 包率小，保证了在高速环境下的网络应用；支持动态路由协议 相连的串口１，并对串口１进行配置 中的路由信患认证技术，ＰＰＰ协议中的ＰＡＰ、ＣＨＡＰ认证及回拨 ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｅｒｉａｌ ０／２（进入端口ｆａｓｔｅｈｅｍｅｔ ０／２） 技术，保证了动态路由网络中路由信息的安全和可靠；支持 ｉｐ ａｄｄｒｅｓｓ １７２．８０．７．２ ２５５．２５５．２５５．０ （将ｆａｓｔｅｈｅｍｅｔ ＴＣＰ拦截技术，加强了对网络中数据流量的控制能力，具有高 ０／２的ＩＰ地址设置为１７２．８０．７．２，掩码为２５５．２５５．２５５．０） 程的生命期其实很短只有１５ｓ左右。 录等问题能够正确处理，保证系统稳定运行。测试用服务端机 服务器能够同时处理多个客户端的请求，各线程与主程 器为联想Ｔ２２０服务器（１Ｇ内存双ＣＰＵ２．８Ｇ），乌鲁木齐为光纤 序采用事件方式与主程序通信。服务端在响应客户端的同时 线路，其它５个站为２ＭＳＤＨ线路。同时传输６个新一代天气雷达 记录了客户端的在线、发送文件、收到文件等状态，同时负责 站基数据的测试结果表明，雷达站传输一次文件（每小时约传 转发客户端消息。 输１０次）在１００Ｍ网上约１～３ｓ，在２ＭＳＤＨ线路上传输时间约为 在客户端与服务端意外断开后，系统会相互监测状态并 ５～１５ｓ。客户端在２．８ＧＣＰＵ５１２Ｍ内存的微机上测试读取并压缩 做出反应。正常退出时会发送退出消息，相互通知以使远端及 的时间平均约２～３ｓ（压缩比略低于ＷＩＮＲＡＲ）。２４ｈ开机时，平 时释放资源。 均每站每天上传约５１４个文件５１４０Ｍ数据。理论上系统的最大 ３系统测试 线路使用率为４．２％，不会对线路造成太大压力，测试期间未发 测试期间系统对意外断开、发送失败、永久等待、重复登 现对其它传输业务造成影响。 ３０ 新Ｉ气象２０ｏ６年第２９卷第６期