屈辰煒

（山西應(yīng)用科技學(xué)院 山西省晉城市 048000）

當(dāng)前，電子信息工程在我國通信、航天、醫(yī)療、教育等行業(yè)應(yīng)有優(yōu)勢顯著，后期在電子信息化變化中逐漸滲透到人們的生產(chǎn)生活中，對此本文重點探討電子信息工程發(fā)展現(xiàn)狀及保障措施。同時電子信息技術(shù)是現(xiàn)代科技體系中的重要內(nèi)容之一，并且和多個學(xué)科具有關(guān)聯(lián)，存在著一定的學(xué)科交叉。在開發(fā)電子信息系統(tǒng)時，應(yīng)充分了解軟件和控制領(lǐng)域中的內(nèi)容，使得所開發(fā)出來的電子信息系統(tǒng)具備較高的技術(shù)水平，以下對電子信息工程技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析和介紹。

1 電子信息工程

電子信息工程以電子信息工程技術(shù)為核心，在計算機技術(shù)和集成電路等新技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用下，對各種電子配置進(jìn)行優(yōu)化，對信息資源和電子資源進(jìn)行重組、調(diào)取的一項活動。因此電子信息系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)過程都是對電子配置的科學(xué)應(yīng)用，在此過程中電子信息工程技術(shù)發(fā)揮著支撐性作用。電子工程技術(shù)從微觀方面來分析，主要指圖像傳輸、通信傳輸、聲音傳輸、計算機集成電力等，由此可見電子工程技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，對于聲音和圖像傳輸而言，其主要通過電子信號進(jìn)行傳輸[1]。隨著后期的發(fā)展，電子信息工程技術(shù)逐漸向著移動化、數(shù)字化、集成化轉(zhuǎn)變，具體來說，計算機信息技術(shù)的作用對電子信息工程技術(shù)提升起著重要的作用。但是當(dāng)前我國電子信息工程核心技術(shù)還不夠完善，因此需要積極借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，并加強內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新，加強應(yīng)用型人才培養(yǎng)，以此推動我國電子信息工程技術(shù)突破性發(fā)展。

2 電子信息工程中的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

2.1 電子信息工程計算機網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)

在電子信息工程中，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是重要的支撐技術(shù)，在構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之前，需要先掌握計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本架構(gòu)。在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)中，包括若干個不同的網(wǎng)絡(luò)組成，以下分別進(jìn)行分析：

（1）DDOS 設(shè)備，用于防御來自互聯(lián)網(wǎng)的DDOS 攻擊，同時提供IPV4 和IPV6 鏈路接入；

（2）前段防火墻，用于實現(xiàn)外網(wǎng)至DMZ 區(qū)域的安全策略控制；

（3）IPS 入侵防御設(shè)備；

（4）MAG 接入交換機，用于移動應(yīng)用安全網(wǎng)關(guān)接入及內(nèi)外部互聯(lián)；

（5）WAF，用于實現(xiàn)站點應(yīng)用級入侵防御保護(hù)內(nèi)部站點；

（6）DMZ 匯聚交換機，用于提供DMZ 區(qū)域服務(wù)器接入；

（7）后端防火墻，用于隱藏內(nèi)部真實地址供外部訪問。

同時，在構(gòu)建電子信息工程計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時，應(yīng)規(guī)定好計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的通信模式，圖1 為通信系統(tǒng)中的客戶服務(wù)器模式。

圖1：通信系統(tǒng)中的客戶服務(wù)器模式

在計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，需要涉及到數(shù)據(jù)信息的交換和共享，為此可以指定一方為服務(wù)器，另一方為客戶端，這種通信模式在實際中的應(yīng)用較為廣泛，并且也取得了較好的應(yīng)用效果。從圖1 中的網(wǎng)絡(luò)通信模式中可以看出，服務(wù)器端可以發(fā)起歷史告警信息查詢的指令給客戶端，同時客戶端也應(yīng)將歷史告警信息返回給服務(wù)器端。并且服務(wù)器端也可以發(fā)起告警靜態(tài)信息查詢的指令給客戶端，同時客戶端也應(yīng)將告警靜態(tài)信息返回給服務(wù)器端，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互。

2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的軟件平臺

在計算機網(wǎng)絡(luò)的軟件平臺中，主要可以分為后臺系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)服務(wù)平臺等，并通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)實現(xiàn)相互連接和數(shù)據(jù)交互。同時在計算機網(wǎng)絡(luò)軟件平臺的構(gòu)建中，可以采用SDN 網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，以便所搭建起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較好的性能。利用SDN 控制器可以實現(xiàn)異地雙機的功能，并具有系統(tǒng)備份的功能，提高SDN 控制器運行的可靠性。當(dāng)SDN 控制器出現(xiàn)故障等問題時，由于之前已經(jīng)做了相應(yīng)的備份，故不會受到太大的影響。備份的數(shù)據(jù)可以傳送到服務(wù)器中，當(dāng)備份的數(shù)據(jù)重新配置到另一臺控制器中，就可以替代原來的控制器。此外，SDN 控制器還可以采用集群部署的方式，提高網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式的多樣性[2]。主備集群部署在不同的地域。正常情況下，主控制器集群用來處理正常的業(yè)務(wù)，備集群也是處于運行狀態(tài)，但不會處理具體的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，但主集群和備集群的數(shù)據(jù)庫應(yīng)該實現(xiàn)同步，相互保持一致，圖2 為計算機網(wǎng)絡(luò)中涉及到的單元模塊。

圖2：計算機網(wǎng)絡(luò)的單元集合

在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，涉及到的用戶類型很多，需要通過軟件控制系統(tǒng)來對各個網(wǎng)絡(luò)用戶資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理。SDN 即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，可以采用集中的SDN 控制器對網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，這種管理方式的優(yōu)勢就是不需要再依賴網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，這樣當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中采用了多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備時，不需要再考慮各個設(shè)備之間的差異性。網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的用戶可以根據(jù)自己的需要，制定相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)訪問策略和傳輸規(guī)則策略，這樣會使得網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)更加智能化，同時在應(yīng)用方面也更加靈活。但SDN 技術(shù)在應(yīng)用的過程中，由于具備SDN 功能的設(shè)備一般都較為昂貴，故在實際構(gòu)建SDN 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)時，應(yīng)考慮到系統(tǒng)建設(shè)的投資成本。如果超出了事先的范圍，則應(yīng)在較為重要的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中采用SDN 技術(shù)。通過將不支持SDN 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級替換，這樣就可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的性能。

2.3 SDN組網(wǎng)

SDN 在實際應(yīng)用中，一般采用混合組網(wǎng)的技術(shù)方案，這種方案主要包括并行式和接入控制式等兩種不同的類型，在實際網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的構(gòu)建中，可以根據(jù)實際的應(yīng)用場合和基本情況加以選擇。在并行式的組網(wǎng)體系中，可以將網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流分成不同的層次，分別對位于不同層次的數(shù)據(jù)采用SDN 技術(shù)進(jìn)行處理。這樣方式的靈活性較高，但在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，有些是支持SDN 網(wǎng)絡(luò)，有些是非SDN網(wǎng)絡(luò)[3]，在組網(wǎng)交換機的配置上，可以將其配置成混合可編程模式，同樣會增加網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的建設(shè)成本，在實際市場的應(yīng)用推廣方面也存在著一定的障礙，圖3 為計算機主機的網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)。

圖3：計算機主機的網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)

對于接入控制式組網(wǎng)的這種方式，在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的組網(wǎng)思路方面和并行式的方式，存在著一定的差異。采用這種網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，可以混合使用SDN 交換機以及傳統(tǒng)的交換機，是一種混合程度較高的組網(wǎng)方式。其中SDN 交換機一般位于網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的接入層，即位于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邊緣層。這樣就使得各個SDN交換機之間沒有直接的網(wǎng)絡(luò)物理連接，數(shù)據(jù)之間的交互及共享依然需要依靠傳統(tǒng)意義上的交換機。通過采用這種方式，如在數(shù)據(jù)中心機房的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)建設(shè)中，可以構(gòu)建虛擬化的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但網(wǎng)絡(luò)接入點較多，建設(shè)成本也相對較大，同時無法應(yīng)用負(fù)載均衡、路徑選擇等功能。

2.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的控制方法分析

2.4.1 路由訪問控制

為了保證計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的運行安全，需要在路由器中添加相應(yīng)的控制策略，以對網(wǎng)絡(luò)中存在的不安全訪問進(jìn)行隔離。對于計算機網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)時所采用到的路由訪問控制策略，可以采取的控制措施較多，如在組網(wǎng)路由器中添加ACL、QOS 等訪問控制策略，以達(dá)到允許或禁止某些網(wǎng)絡(luò)訪問等，提高計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全運行水平。此外，還可以在路由中劃分不同的區(qū)域，不同的區(qū)域之間設(shè)定特定的訪問控制權(quán)限，只有達(dá)到權(quán)限之后，才能夠正常訪問。

2.4.2 負(fù)載均衡控制

在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中采用負(fù)載均衡控制策略，需要采用到負(fù)載均衡設(shè)備，負(fù)載均衡設(shè)備主要用于實現(xiàn)雙線接入時的負(fù)載均衡及NAT 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，這樣能夠保證在流量較大時，網(wǎng)絡(luò)性能依然不受影響。同時可以在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)搭建中，采用雙網(wǎng)卡bond 技術(shù)，以便網(wǎng)卡之間實現(xiàn)負(fù)載均衡。除此之外，還可以在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，采用正向隔離裝置、反向隔離裝置、防火墻等安全控制裝置實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的訪問控制。只有符合這些安全控制裝置中設(shè)置的控制策略，才能夠網(wǎng)絡(luò)可達(dá)，實現(xiàn)訪問。網(wǎng)絡(luò)安全隔離技術(shù)，也是目前在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中廣泛采用的網(wǎng)絡(luò)安全控制技術(shù)之一。

3 數(shù)字信號處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用

在電子信息工程中，涉及到的信號類型較多，離不開數(shù)字信號處理技術(shù)。通過數(shù)字信號處理技術(shù)，可以對電子信息系統(tǒng)中的各類信號進(jìn)行高效處理。如在電子信息工程的機器人技術(shù)領(lǐng)域中，主要是利用無線通信技術(shù)，并涉及到模擬量和數(shù)字量之間的信號轉(zhuǎn)換，以滿足機器人控制系統(tǒng)對信號的要求。在無線電通信技術(shù)中，也具有數(shù)字信號技術(shù)應(yīng)用的身影，并可以將其應(yīng)用在短波通信技術(shù)領(lǐng)域中，圖4 為電子信息短波通信中數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用。

從圖4 的電子信息短波通信中數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用中可以看出，主處理器中可以和多個不同的功能模塊之間相互通信，包括和溫補晶振模塊、低速EPROM 模塊、LCD 液晶顯示模塊、高速RAM 模塊、TLC32044 模塊等，并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的相互交互。通過采用數(shù)字信號處理技術(shù)，可以對系統(tǒng)所接收到的信號進(jìn)數(shù)字化及智能化的分析及處理，并將信號按照某種格式來加以轉(zhuǎn)換，可以轉(zhuǎn)換為圖像的格式或者是音頻的格式，從而滿足系統(tǒng)的應(yīng)用要求。

圖4：電子信息短波通信中數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用

4 電子信息工程中的智能化算法應(yīng)用

4.1 人工智能優(yōu)化算法的應(yīng)用

由于在電子信息工程中涉及到的數(shù)據(jù)類型較多，如何對整個電子信息工程體系進(jìn)行優(yōu)化，需要借助智能化算法才能夠?qū)崿F(xiàn)。其中粒子群算法是目前在優(yōu)化計算領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的人工智能算法，并且在實際應(yīng)用中也取得了較好的效果。在粒子群算法中，通過多次的迭代計算，來不斷更新自身粒子的速度以及位置等數(shù)據(jù)信息。在粒子迭代計算的過程中，可以指定粒子迭代的位置公式和速度公式，并按照所設(shè)定的公式進(jìn)行更新，并將慣性權(quán)重和學(xué)習(xí)因子在粒子迭代公式中加以反應(yīng)，圖5 為粒子群算法的計算流程圖。

從圖5 粒子群算法的計算流程圖中可以看出，一般在粒子群優(yōu)化迭代計算過程中，首先是先初始化電子信息工程優(yōu)化模型中的各項參數(shù)信息，并制定好粒子的最大迭代次數(shù)、粒子群的迭代規(guī)模和計算維度等信息。然后再隨機生成一批初始化的粒子，包括粒子的位置及速度等數(shù)據(jù)。之后再是計算各個粒子的適應(yīng)度，并根據(jù)所計算出來的適應(yīng)度數(shù)據(jù)，來和歷史解進(jìn)行對比。如果現(xiàn)在所得到的解更好，則將現(xiàn)在的個體替換原理的個體，成為新的個體重新進(jìn)行下一輪的迭代計算，并且將粒子的速度和位置等數(shù)據(jù)加以更新。通過粒子之間的不斷比較，得出最優(yōu)解，完成電子信息工程優(yōu)化模型的迭代計算，使得電子信息工程的整體性能更優(yōu)。

圖5：粒子群算法的計算流程圖

4.2 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用

在具體的電子信息工程構(gòu)建過程中，由于整個數(shù)據(jù)量較大，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來對電子信息工程中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，得出相應(yīng)的規(guī)律。在電子信息工程分析中可以采用聚類分析算法，聚類分析是重要的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，在社會中多個領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果。電子信息工程數(shù)據(jù)的聚類分析算法類型較多，包括基于劃分的聚類算法、基于層次的聚類算法、基于密度的聚類算法等，本文主要介紹K 均值聚類。在這種算法中，設(shè)定樣本的特征向量集X 如下式（1）所示：

第二步是計算各類間的距離Dij，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步生成一個對稱的距離矩陣：

K 均值聚類算法在應(yīng)用的過程中，首先是選擇初始的凝聚點并進(jìn)行電子信息工程數(shù)據(jù)的初始分類，但應(yīng)將樣本數(shù)據(jù)中的異常離群數(shù)據(jù)加以剔除，保證樣本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時還應(yīng)該對樣本中的錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并進(jìn)行校驗。之后如果算法程序判斷初始分類合理，則作為最終的分類結(jié)果。如果電子信息工程數(shù)據(jù)分類不合理，則根據(jù)K 均值聚類算法安裝最近距離原則，重新修改電子信息工程數(shù)據(jù)分類，直到滿足要求為止，完成電子信息工程的分析。可以采用歐式距離來加以評估，目標(biāo)函數(shù)如下式（1）所示：

5 結(jié)束語

總之，我國電子信息工程在高速發(fā)展的同時，也產(chǎn)生了一系列問題，因此在推動電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展時，也需要從當(dāng)下電子信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、市場運營現(xiàn)狀、用戶意見等角度出發(fā)，探討電子信息工程發(fā)展難題，以此針對性制定保障措施，并多層次落實措施，為電子信息工程良性發(fā)展創(chuàng)造條件。