第1章 引 言產(chǎn)業(yè)界人士和觀察家（甚至包括那些經(jīng)過(guò)多年外層空間旅行剛剛返回這個(gè)世界的人）都已經(jīng)很清楚，因特網(wǎng)（ I n t e r n e t）發(fā)展所達(dá)到的地位和其所產(chǎn)生的現(xiàn)象都不同于本世紀(jì)或上世紀(jì)所提出的任何一種技術(shù)。 I n t e r n e t的延伸和影響范圍、有關(guān) I n t e r n e t 出版物、以及包括美國(guó)在線（A O L）、美國(guó)電報(bào)電話公司（ AT & T）和微軟公司等I n t e r n e t產(chǎn)業(yè)界的大量風(fēng)險(xiǎn)投資者，這一切都會(huì)使我們有一種紛繁迷亂的感覺(jué)。所有這些都是通過(guò)這樣或那樣的方式與 I n t e r n e t連接起來(lái)。I n t e r n e t也是Joe Sixpack和Fortune 1000這樣的網(wǎng)站每天都關(guān)心、考慮和使用的唯一技術(shù)。或許I n t e r n e t是世界上少有的幾個(gè)能夠以相同的平等程度來(lái)對(duì)待每一個(gè)用戶的實(shí)體組織之一。一個(gè)企業(yè)的首席執(zhí)行官（ C E O）如果想給公司提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保證，他必須建立一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)。而在I n t e r n e t中，每一個(gè)人對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)都是平等的。I n t e r n e t的發(fā)展并沒(méi)有損害到那些在過(guò)去 1 5 0年中所發(fā)展起來(lái)的其他技術(shù)。的確，電話技術(shù)是相當(dāng)重要的，它可以使我們能夠在雙方不見(jiàn)面的情況下通過(guò)聲音與線路另一端的人通話。同樣，汽車也改變了我們的生活，汽車的出現(xiàn)能夠使我們?cè)谝惶熘畠?nèi)跨越更大的距離，而這個(gè)距離要比任何其他動(dòng)物多出一個(gè)數(shù)量級(jí)。電燈、無(wú)線電和電視都曾經(jīng)是改善我們?nèi)粘Ｉ畹氖种匾募夹g(shù)，擴(kuò)展了我們?cè)诜撬郀顟B(tài)的時(shí)間，向我們傳播各種信息，使我們享受更多的娛樂(lè)。我們已經(jīng)在很大程度上解決了生存問(wèn)題。大多數(shù)人的飯桌上有足夠的食品、有溫暖的住所，并且都有一個(gè)工作場(chǎng)所，可以每天早出晚歸地工作。我們也可以不必被動(dòng)地接收各種電視節(jié)目，而可以輕松地使用遙控器選擇欣賞自己喜愛(ài)的頻道。I n t e r n e t除了有把事情變得更好的能力外，也可能會(huì)把事情搞得更糟。在好的一方面，I n t e r n e t能夠使我們?cè)谑澜绶秶藗冞M(jìn)行對(duì)等通信；使我們能夠訪問(wèn)那些存儲(chǔ)在數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)上的幾乎無(wú)限的大量信息。一些功能強(qiáng)大的搜索引擎能夠使我們更加簡(jiǎn)單和迅速地實(shí)現(xiàn)對(duì)有用、有意義的信息資源的定位。不同階段的商務(wù)活動(dòng)，包括從最初的偶然興趣直到成熟的采購(gòu)定單等，都可以在 I n t e r n e t上完成。甚至于許多人已經(jīng)開(kāi)始幻想在將來(lái)的某天，I n t e r n e t能使我們不再需要每天早起去上班了。人們可以靠在枕頭上使用一臺(tái)膝上型計(jì)算機(jī)（或許將來(lái)可能出現(xiàn)的任何先進(jìn)的計(jì)算機(jī)）通過(guò)撥接 I n t e r n e t對(duì)所有的商務(wù)活動(dòng)和某些消遣娛樂(lè)進(jìn)行管理和維護(hù)。在不利的一方面，I n t e r n e t也可能使我們成為有電子怪癖的人，使我們?nèi)狈εc其他人進(jìn)行直接交流的能力。人們僅有的非睡眠時(shí)間都將被耗費(fèi)在計(jì)算機(jī)的熒光屏前，不停地鍵入I n t e r n e t地址（U R L）或指向其他的超級(jí)鏈接。最令人不安的是，由于“等待回應(yīng)（ W F R E，waiting for reply）”而浪費(fèi)的時(shí)間是不可挽回的。 W F R E現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于I n t e r n e t上太擁塞、太慢，以至于你的瀏覽器似乎進(jìn)入了一個(gè)永久“等待回應(yīng)”的狀態(tài)。有時(shí)候它只是幾秒鐘的問(wèn)題；另一些情況下可能是幾分鐘。你在 W F R E狀態(tài)下盯著計(jì)算機(jī)熒光屏等待所花費(fèi)的時(shí)間第一部分 概 述是相當(dāng)大的，這些時(shí)間的總和可能會(huì)是一個(gè)令人吃驚的數(shù)字，其數(shù)量級(jí)或許是幾個(gè)月甚至幾年。我們所討論的要點(diǎn)在于：1) Internet已經(jīng)經(jīng)歷了巨大的增長(zhǎng)過(guò)程，并且這種增長(zhǎng)將會(huì)繼續(xù)。2) 不論是居民用戶或者是團(tuán)體用戶， I n t e r n e t都受到了同等的歡迎。對(duì)于后者， I n t e r n e t還意味著新的收入增長(zhǎng)點(diǎn)。3) 一些實(shí)力很強(qiáng)并且有創(chuàng)造力的產(chǎn)業(yè)巨頭正在致力于 I n t e r n e t的應(yīng)用，以便為其企業(yè)自身及其消費(fèi)者提供有利條件。無(wú)庸置疑，不論是偶爾對(duì) I n t e r n e t的臨時(shí)使用還是正式規(guī)范地應(yīng)用I n t e r n e t，都將導(dǎo)致對(duì)I n t e r n e t更多的興趣和廣告宣傳。與此同時(shí)，也將伴隨著 I n t e r n e t應(yīng)用和及其流量的成比例的增長(zhǎng)。4) 目前I n t e r n e t的帶寬和容量還是缺乏的，這導(dǎo)致了 I n t e r n e t上不穩(wěn)定的響應(yīng)時(shí)間和不可預(yù)知的性能。同時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題是， I n t e r n e t是否有能力支持未來(lái)的、高帶寬需求的、時(shí)延敏感的應(yīng)用？或者說(shuō)I n t e r n e t是否有能力支持居民對(duì)帶寬容量的適度增長(zhǎng)的需求？我們是如何進(jìn)入了這樣一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)呢？這個(gè)問(wèn)題有若干答案，但其中沒(méi)有一個(gè)是真正有權(quán)威性的解釋，或許還有一些是可以根本不考慮的。首先， I n t e r n e t是其自身成功的一個(gè)受害者。每一天都有新的用戶加入到 I n t e r n e t中，越來(lái)越多的人不停地使用瀏覽器通過(guò)一個(gè)We b站點(diǎn)搜尋他們所感興趣的下一個(gè) We b站點(diǎn)。由于訪問(wèn) I n t e r n e t的價(jià)格僅是電話的市話費(fèi)用附加一個(gè)適度的費(fèi)率，因此并沒(méi)有一個(gè)價(jià)格上的保護(hù)手段來(lái)防止某些瀏覽者對(duì) I n t e r n e t資源的長(zhǎng)時(shí)間占用。另一種資源的缺乏不一定是由于網(wǎng)絡(luò)資源的不足引起的，而更大程度上是由于服務(wù)器的資源不足造成的。對(duì)某些服務(wù)器或服務(wù)器陣列來(lái)說(shuō)，突發(fā)性的連接請(qǐng)求所引起的負(fù)荷和突發(fā)的頻度可能大大超過(guò)了這些服務(wù)器的處理能力。這種突發(fā)的大量的連接請(qǐng)求一般發(fā)生在大量的客戶試圖同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè) We b服務(wù)器的時(shí)候。這個(gè)問(wèn)題可以被認(rèn)為是一個(gè)臨時(shí)性的問(wèn)題，因?yàn)榉?wù)器的供應(yīng)商通常會(huì)不斷地提供新型的內(nèi)容服務(wù)器主機(jī)、負(fù)載平衡器、 We b緩存器等來(lái)使該問(wèn)題得到緩解 。另一個(gè)問(wèn)題是某些鏈路可能正好沒(méi)有足夠的帶寬來(lái)支持業(yè)務(wù)所提供的流量負(fù)荷。這個(gè)問(wèn)題的部分解決方案當(dāng)然是增加更多的帶寬；一些新的技術(shù)，如波分復(fù)用（ W D M）技術(shù)，似乎可以為用戶提供幾乎無(wú)限的帶寬。所有這些我們上述所討論的問(wèn)題都是造成 I n t e r n e t及I n t r a n e t（I n t r a n e t是I n t e r n e t在企業(yè)范圍內(nèi)的一個(gè)著名的復(fù)制品）性能極其不穩(wěn)定的重要因素。在這些問(wèn)題中，有很多都已經(jīng)被研究清楚了；雖然其中有些諸如價(jià)格等問(wèn)題是不可能在一夜之間得到解決的，但是我們至少已經(jīng)知道解決方案是存在的，并且可以在不久的將來(lái)得到應(yīng)用。然而，有關(guān)I n t e r n e t性能和基于I P協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連的最基本問(wèn)題，很大程度上還在于基本 I P路由轉(zhuǎn)發(fā)處理過(guò)程和該功能的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。
本附錄介紹一些新的A P I函數(shù)，有了這些函數(shù)，便可在自己的計(jì)算機(jī)上對(duì)I P協(xié)議統(tǒng)計(jì)情況
進(jìn)行查詢和管理。它們有助于獲得下面的能力：
■ I p c o n f i g . e x e（或適用于微軟Windows 95的Wi n i p c f g . e x e）：顯示I P配置信息，允許釋放
和更新D H C P分配的I P地址。
■ N e t s t a t . e x e：顯示T C P連接表、U D P監(jiān)聽(tīng)者表以及I P協(xié)議統(tǒng)計(jì)情況。
■ R o u t e . e x e：顯示并處理網(wǎng)絡(luò)路由表。
■ A r p . e x e：顯示并修改供“地址解析協(xié)議”（A R P）使用的I P到物理地址翻譯表。
算法的許多例子都是最優(yōu)化問(wèn)題（ optimization problem），每個(gè)最優(yōu)化問(wèn)題都包含一組限制條件（ c o n s t r a i n t）和一個(gè)優(yōu)化函數(shù)（ optimization function），符合限制條件的問(wèn)題求解方案稱為可行解（ feasible solution），使優(yōu)化函數(shù)取得最佳值的可行解稱為最優(yōu)解（optimal solution）。
提 出了一種 網(wǎng)絡(luò) 化嵌 入 式 數(shù) 控 系統(tǒng) ， 系統(tǒng) 采 用 A RM 4 - D S P結(jié) 構(gòu) ， 實(shí)現(xiàn) 了數(shù) 控 系統(tǒng) 的 小型 化 、 網(wǎng)絡(luò) 化 、 智能化 和 集成 化 。詳 細(xì)介 紹 了嵌入 式數(shù) 控 系統(tǒng) 內(nèi) CNC主控 單元 與 伺 服 驅(qū)動(dòng) 及 I ／0邏輯 控 制 等各 單 元 間的通信 、 車 間級(jí) 工 業(yè) 以太 網(wǎng)絡(luò) 的通信 和 i n t r a n e t ／ I n t e r n e t網(wǎng)絡(luò) 通信 ， 并給 出 了關(guān)鍵 實(shí)現(xiàn)技 術(shù)。
