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《网络控制技术》第3讲 控制网络PPT课件

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《网络安全基础知识》课件

《网络安全基础知识》课件
3 遵守法规和合规要求
合规性的网络安全措施可保护个人隐私，避免法律后果。
常见的网络安全攻击
计算机病毒
恶意软件可以破坏数据，感染 系统，传播到其他计算机。
网络钓鱼
冒充合法实体的电子邮件或网 站，欺骗受害者透露敏感信息。
拒绝服务攻击
通过使目标系统无法正常工作， 阻止用户访问服务。
组成网络安全的基本元素
防火墙
阻止未经授权的网络流量，保护内部网络免受 外部攻击。
访问控制
限制对网络和系统资源的访问，确保只有授权 用户才能访问特定数据。
加密算法
使用密码学技术对数据进行加密和解密，保护 数据的机密性。
网络监控
实时监测网络流量和活动，便于发现和响应安 全事件。
密码学概述
密码学是研究保护通信和数据的方法，包括加密、解密和密钥管理。
虚拟专用网络（VPN）的使用
虚拟专用网络 (VPN) 可提供安全的远程访问和跨网络的加密通信，保护敏感 数据。
访问控制和审计的方法
身份验证
通过用户名和密码验证用户的 身份。
多因素身份验证
使用多个身份验证因素，如指 纹、令牌或生物特征。
审计日志
记录系统和网络活动，便于监 测和调查安全事件。
网络安全监控和事件响应
2
实时监测网络活动，防止恶意攻击进入
系统。
3
防火墙
通过过滤网络流量，阻止未经授权的访 问。
蜜网技术
创建诱饵系统来吸引和追踪入侵者。
防火墙的原理和功能
防火墙通过监视、过滤和记录网络流量，保护内部网络免受外部攻击，并控制网络访问。
IDS/IPS的概念和应用
入侵检测系统 (IDS) 和入侵防御系统 (IPS) 可检测和防止网络中的恶意活动，提高网络安全性。

《网络控制技术》第3章 FF现场总线技术

《网络控制技术》第3章 FF现场总线技术

3.1.1 FF现场总线主要技术


(3)设备描述(DD)与设备描述语言(DDL) 为实现现场总线没备的互操作，支持标准功能块的操作， FF现场总线采用了设备描述技术。设备描述是控制系统为 理解现场设备数据的意义而提供的信息，是设备驱动的基 础。 设备描述语言是一种用来进行设备描述的标淮编程语言。 设备描述编译器，将DDL编写的设备描述源程序转化为机 器可读的输出文件。控制系统凭借这些机器可读的输出文 件理解来自不同制造商的设备的数据。现场总线基金会把 基金会提供的标准DD和经基金会注册过的制造商附加DD 写成CD-ROM，提供给用户。
现场总线
用户数据
FMS 协议控制 4 FAS 协议控制 1
用户数据编码 0~ 251 FMS 协议数据 4~ 255
DLL协议控制 5~15
FAS 协议数据 5~ 256
帧校验 2
前导码
帧前定界码 DLL 协议数据 帧结束码 1 8~ 273 1
1*
*表示当采用中继器时前导码可多于一个字节
3.1.2 通信模型
第三章 FF现场总线技术
课程的主要内容



3.1概述
3.2 FF现场总线物理层 3.3 数据链路层 3.4 FF现场总线访问子层 3.5 总线报文规范子层 3.6 网络管理 3.7 系统管理 3.8功能块应用进程 3.9 FF现场总线系统
3.1概述


1994年6月，现场总线的两大国际组织ISP(Interoperable System Protocol)和北美WorldFIP（World Factory Instrumentation Protocol）组织正式合并，产生了非赢利、 中立的现场总线基金会（Fieldbus Foundation， FF）。 其宗旨是开发适用于过程控制的、开放的、可互操作的、 标准现场总线。目前该组织包括了国际上300多家主要的 控制和检测仪表厂家和最终用户。 相对一般广域网、局域网而言，作为工厂底层网络的FF现 场总线是低速网段，其典型传输速率为31.25Kbps。FF现 场总线设备可以构成单一总线段或多总线段，也可以通过 网关或网卡与工厂管理层的以太网段连接，形成完整的工 厂信息网络，为实现管控一体化提供条件。

《计算机网络课程》PPT课件

《计算机网络课程》PPT课件
14
第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
从物理结构上看，计算机网络又可定义为在协议控制下，由若干计算 机、终端设备、数据传输设备和通信控制处理机等组成的系统集合。 该定义强调计算机网是在协议控制下，通过通信系统实现计算机之间 的连接，网络协议是区别计算网络与一般的计算机互连系统的标志。
综上所述，根据目前流行的观点，可以把计算机网络定义为：按照网 络协议，以共享资源为主要目的，将地理上分散且独立的计算机互相 连接起来形成的集合体。通常根据人们所处环境和研究的着眼点不同， 可采用不同术语。当着重研究网络资源共享问题时，可称作计算机网 络；当着重研究和分析通信方面问题时，常称作计算机通信网络。我 们对这两个术语将不加严格区分，一般都称作计算机网络。
实体与协议： 网络中的通信是指在不同系统中的实体之间的通信。 实体，是指能发送和接收信息的任何东西，包括终端、应用软件、
通信进程等。 协议：跟在人与人之间交流一样，实体之间通信需要一些规则和
约定，例如，传送的信息块采用何种编码和怎样的格式？如何识 别收发者的名称和地址？传送过程中出现错误如何处理？发送和 接收速率不一致怎么办？简单地讲，通信双方在通信时需要遵循 的一组规则和约定就是协议。 协议的构成：协议主要由语义、语法和定时三部分组成，语义规 定通信双方准备“讲什么”，亦即确定协议元素的种类；语法规 定通信双方“如何讲”，确定数据的信息格式、信号电平等；定 时则包括速度匹配和排序等。
18
第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
提高可靠性表现在网络中各台计算机可以通过网络彼 此互为后备机，一旦某台计算机出现故障，故障机的任务 就可由其它计算机代为处理，避免了单机在无后备使用情 况下，某些计算机故障导致系统瘫痪的现象，大大提高了 可靠性。

第2章 控制网络技术PPT课件

第2章 控制网络技术PPT课件
（8）容错
第2章 控制网络技术
1.2 通信系统的结构
通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和。它一般由信 息源和信息接收者，发送设备，接收设备，传输介质几部分组 成。单向数字通信系统的结构如图2-1所示。
发送设备
噪声干扰
接收设备
信
接
息
编
调
传输
解
译
收
源
码
制
介质
调
码
者
图2-1 数字通信系统的结构
第2章 控制网络技术
2.1.3 数据的编码技术
00110100010 幅移键控 ASK
(a)
00110100010 频移键控 FSK
(b) 00110100010
相移键控 PSK
(c)
图2-3 模拟数据编码
第2章 控制网络技术
2.1.3 数据的编码技术
2．单极性码 信号电平是单极性的，如逻辑1用高电平，逻辑0用零电平的 信号表达方式，如图2-4和图2-5所示。
一类控制连在总线上的设备，让它进行所规定的操作，如设 备清零、初始化、启动和停止等。
另一类是用于改变总线操作的方式，如改变数据流的方向， 选择数据字段的宽度和字节等。
还有一些控制信号表明地址和数据的含义，如对于地址，可 用于指定某一地址空间，或表示出现了广播操作；对于数据， 可用于指定它能否转译成辅助地址或命令。
调制器
模拟信号
信道
模拟信号
解调器 数字信号 基带脉冲 输出
干扰
图2-2 模拟信道的数据传输结构
第2章 控制网络技术
2.1.3 数据的编码技术
在传输中，通常采用信道允许的频带范围内某一频率的正（ 余）弦信号作为载波，调制时根据数据的不同改变信号的特征 。如载波信号为：

网络管理与控制技术PPT课件

网络管理与控制技术PPT课件

控制策略
根据流量分类的结果，采取相应的控 制策略，如限制、优先级调整等。
服务质量控制（QoS）
服务质量控制（QoS）
通过提供不同的服务质量等级，满足不同用 户和应用程序的需求。
带宽管理
通过分配不同的带宽给不同用户或应用程序， 确保其获得所需的传输速率。
延迟和抖动控制
通过控制数据包的传输延迟和抖动，提高语 音和视频等实时应用的传输质量。
现代网络管理技术的演变
分布式网络管理
随着网络规模的扩大和设备数量的增加，集中式网络管理已 经无法满足需求，因此出现了分布式网络管理技术，将管理 任务分散到多个节点进行处理。
基于图形界面的管理方式
随着用户需求的提高和技术的进步，基于图形界面的网络管 理方式逐渐取代了命令行方式，提高了管理效率和用户体验 。
丢包率控制
通过控制丢包率，提高数据传输的可靠性和 准确性。
05
网络管理与控制技术的挑战与未 来发展
网络安全挑战
网络安全威胁多样化
随着网络技术的不断发展，网络安全威胁也呈现出多样化的趋 势，包括病毒、木马、钓鱼网站、DDoS攻击等，对网络管理 和控制带来了巨大挑战。
数据泄露风险
随着网络应用的普及，个人和企业数据泄露的风险也不断增加 ，如何保障数据安全成为网络管理与控制的重要任务。
OSPF协议概述
OSPF（开放最短路径优先）是一种内部网关协议，用于在自治系统内部交换路由信息。OSPF使用Dijkstra算法计算最短 路径，并使用链路状态数据库保存路由信息。
RIP和OSPF比较
RIP和OSPF在路由计算方式、路由信息交换方式和安全性等方面存在差异。在实际应用中，可以根据网 络规模、拓扑结构和安全性要求选择合适的路由协议。

第10章 控制网络技术课件

第10章 控制网络技术课件
总线
802.5 通信证传递
环形
信道 媒质
单信 道
50Ω同 轴电缆
多信 道
调频/残 留边带
单信 道
75Ω同 轴电缆
多信 单信 多信 道 道道
75Ω同轴 150Ω屏 75Ω同轴 电缆 蔽双绞线 电缆
速率（Mb/s） 1.5， 10 1.5， 1.5，5， 1， 4 4，20，
10
10 10， 20
40
第10章控制网络技术
第10章控制网络技术
表10.1 三种访问控制方式的比较
CSMA/CD Token Bus Token Ring
低负载
好
差
中
高负载
差
好
好
短包
差
中
中
长包
中
差
好
第10章控制网络技术
10.2.3差错控制技术
由于通信线路上的各种干扰，传输信息时会 使接收端收到错误信息。提高传输质量的方法有 两种：第一种方法是改善信道的电性能，使误码 率降低；第二种方法是接收端检验出错误后，自 动纠正错误，或让发送端重新发送，直至接收到 正确地信息为止。
第10章控制网络技术
⑶令牌总线
令牌总线方式主要用于总线形式或树 形网络结构中。受令牌环的影响，它把总 线或树形传输介质上的各个结点形成一个 逻辑环，即人为地给各结点规定一个顺序 （例如，可按各结点号的大小排列）。逻 辑环中的控制方式类同于令牌环。不同的 是令牌总线中，信息可以双向传送、任何 结点都能“听到”其它结点发出的信息。
第10章控制网络技术
⑴冲突监测的载波侦听多路访问 （CSMA/CD）
CSMA/CD是由Xerox公司提出，又称随机访 问技术或争用技术。主要用于总线形和树形网络 结构。该控制方法的工作原理是：当某一结点要 发送信息时，首先要侦听网络中有无其他结点正 发送信息，若没有则立即发送；否则，即网络中 以有某结点发送信息（信道被占用），该结点就 须等待一段时间，再侦听，直至信道空闲，开始 发送。载波侦听多路访问是指多个结点共同使用 同一条线路，任何结点发送信息前都必须先检查 网络的线路是否有信息传输。

《计算机网络》课件 第3章-广域网、局域网与城域网技术


物理链路、虚通路与虚通道的关系
物理链路（Physical Link） 虚通路（VP，Virtual Path） 虚通道（VC，Virtual Channel）
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支持远程教学的ATM网
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3.2 局域网的技术特点
局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、 校园等有限范围内的计算机连网的需求； 局域网提供高数据传输速率（10～100Mbps）、低误 码率的数据传输环境，数据传输速率高达1Gbps的高 速局域网正在发展中； 决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介 质与介质访问控制方法； 从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分为共享 介质式局域网与交换式局域网两类。
3.4.2 环型拓扑结构 结点使用点-点线路连接，构成闭合的物理环型结构； 环中数据沿着一个方向绕环逐站传输； 多个结点共享一条环通路； 环建立、维护、结点的插入与撤出。
令牌环的工作原理
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® à ¼ µ A ® à ¼ µ E ® à ¼ µ B ® à ¼ µ E é Å À Ä Token Ring Token Ring ® à ¼ µ B
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2024版《网络信息安全》ppt课件完整版


法律策略
03
遵守国家法律法规，尊重他人权益，建立合规的网络使用环境。
应对策略和最佳实践
环境策略
制定应对自然灾害和社会事件的应急预案， 提高网络系统的容灾能力和恢复能力。
VS
最佳实践
定期进行网络安全风险评估，及时发现和 修复潜在的安全隐患；加强网络安全教育 和培训，提高员工的安全意识和技能；建 立网络安全事件应急响应机制，确保在发 生安全事件时能够迅速、有效地应对。
防御策略及技术
01
02
03
04
防火墙：通过配置规则，阻止 未经授权的访问和数据传输。
入侵检测系统（IDS）/入侵防 御系统（IPS）：监控网络流量 和事件，检测并防御潜在威胁。
数据加密：采用加密算法对敏 感数据进行加密存储和传输，
确保数据安全性。
安全意识和培训：提高用户的 安全意识，培训员工识别和应
THANKS
感谢观看
安全协议
提供安全通信的协议和标准，如 SSL/TLS、IPSec等。
04
身份认证与访问控制
身份认证技术
用户名/密码认证 通过输入正确的用户名和密码进行身 份验证，是最常见的身份认证方式。
动态口令认证
采用动态生成的口令进行身份验证， 每次登录时口令都不同，提高了安全 性。
数字证书认证
利用数字证书进行身份验证，证书中 包含用户的公钥和身份信息，由权威 机构颁发。
OAuth协议
一种开放的授权标准，允许用户授权 第三方应用访问其存储在另一服务提 供者的资源，而无需将用户名和密码 提供给第三方应用。
联合身份认证
多个应用系统之间共享用户的身份认 证信息，用户只需在一次登录后就可 以在多个应用系统中进行无缝切换。

《网络技术》PPT课件


25
NAT技术的基本原理
NAT就是将网络地址从一个地址空间转换到另外一个 地址空间的一个行为。
NAT的类型
NAT（Network Address Translation）
转换后，一个本地IP地址对应一个全局IP地址
NAPT （Network Address Port Translation）
多个VLAN信息
➢ 2.实现同一VLAN跨越不同的交换机
要求Trunk至少要 100M。
18.02.2022
第7章 网络技术 计算机网络
15
802.1q工作原理
Tag标签
数据帧
交换机1
交换机2
A
B
➢802.1q数据帧只在交换机的trunk链路上传输， 对于用户是完全透明的。
➢默认条件下，Trunk上会转发交换机上存在的所 有VLAN的数据。
跨交换机VLAN实现机制 实例
Sw itchA
Sw itchB
F 0 /2 3 F 0 /2 3 F0/5 F0/10 F0/15 F0/20
PC1
PC2
PC3
PC4
PC1 PC2 PC3 PC4
18.02.2022
第7章 网络技术 计算机网络
12
VLAN端口：Port VLAN
F0/1 F0/2 F0/3
168.168.12.1
192.168.12.3
Web服务
内部本地地址：端口 内部全局地址:端口 192.168.12.2:1024 200.168.12.2:1024 192.168.12.3:1222 200.168.12.2:1222
外部全局地址:端口 168.168.12.1：23 168.168.12.1：24

《城轨列车网络控制》课件——列车通信网络的发展与趋势


一、国外列车通信网络的发展
瑞士的BBC公司于 1980年 开始在运输部门应用有存储程序的系统，其开发的微型计算机自动 控制系统 MICAS比较理想地运用于机动车与船只的控制功能。
1988年瑞典的ASEA公司和BBC合并而成ABB集团
ASEA公司
BBC公司
ABB集团
一、国外列车通信网络的发展
ALSTOM
二、我国铁路列车通信网络的发展
3 我国城市轨道交通车辆列车通信网络应用现状
近十年来我国城市轨道交通 发展迅猛，目前我国大陆地 区 有 76 个 城 市 已 经 建 有 或 正在建设城市地铁或轻轨交 通，另有八十多个城市正在 规划建设。
北京、上海和广州是建有城 市轨道交通里程较长的城市， 北 京 和 上 海 拥 有 400km 的 地铁和轻轨线路。
上述 SIEMENS、ABB、 ALSTOM 三家公司列车微机控制系统的通信网络对后来产生的 TCN标准均具有重要的影响，其中有些网络就是TCN标准的原形。
美国铁路选择了 LonWorks作为列 车通信网络，使得 目前LonWorks网 络在北美地区的列 车上有比较普遍的 运用。
LonWorks
北美地区的列车
二、我国铁路列车通信网络的发展
牵
近年来我国生产的大功率电力机车其牵引电机功率为
1200kW 和 1600kW ， 总 功 率 达 到 7200kW 和
引
9600kW。
电
机
机车采用交流传动，全部运用了列车通信网络，如 HXD1、HXD2、HXD3 型电力机车。
<
HXD1
>
<
HXD2
>
<
HXD3
>
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网络控制技术
Networked Control Technology
邬春学
tyfond@ or wcx@
Sunday, August 09, 2020
网络工程教研室 邬春学
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
整体概况
+ 概况1
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局域网
定向天线
2.4GHZ
定向天线
局域网
收/发器
收/发器
定向天线
局域网
网络工程教研室 邬春学
收/发器
图3.6 微波通信
2020/8/9
13
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
3.2 介质层与控制网络
4、光纤
光纤芯
包层
外部保护层
网络工程教研室 邬春学
a 保护层 包层 光纤层
b
图3.8 光纤和光纤剖面图
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
17Βιβλιοθήκη 《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
1、EIA RS232物理层协议 单端线路驱动器与接收器：
网络工程教研室 邬春学
图3.11 单端线路连接示意图
网络工程教研室 邬春学
图3.3 双绞线模式
2020/8/9
11
3.2 介质层与控制网络
2、同轴电缆
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
塑料封皮
绝缘层
网络工程教研室 邬春学
屏蔽层 图3.5 同轴电缆结构
探针
2020/8/9
12
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
3.2 介质层与控制网络
3、微波
网络工程教研室 邬春学
表3.2 各种工业控制的特点
控制特点
连续控制为主，算法复杂，速度慢， 流程长，对可靠性要求高，有分散化要求
逻辑控制为主，算法简单， 速度快，通常不必冗余，CPU不要求太分散
采集为主也混合逻辑控制， 回路控制，单机控制多，要求成本低
2020/8/9
5
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
8
4、网络协议和层次结构
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
网络协议(Net Protocol)是为进行计算机网络中的数据交换而建立 的规则、标准或约定的集合。协议总是指某一层协议，准确地说，它是 对同等实体之间的通信制定的有关通信规则约定的集合。
计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂的系统分解为若 干个容易处理的子系统，然后“分而治之”。层次结构的好处在于使每 一层实现一种相对独立的功能，分层结构还有利于交流、理解和标准化。
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
3
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
3.1 控制网络的基本概念
1、工业对象对网络的基本要求
网络工程教研室 邬春学
图3.1 RNA体系层次结构图
2020/8/9
4
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
1、工业对象对网络的基本要求
工业类型 过程工业 制造工业 混合工业
概况2
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概况3
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2
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
网络控制技术
第1部分 绪论 第2部分 网络与数据通信 第3部分 实时控制网络 第4部分 网络与控制性能分析 第5部分 网络控制系统调度方法 第6部分 网络控制系统常规控制器的设计 第7部分 现代主干网络技术综述
输入脉冲 网络工程教研室 邬春学
a 多模光纤 b 单模光纤
图3.10 单模光纤和多模光纤
输出脉冲
2020/8/9
16
3.3 物理层与控制网络
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
物理层定义了网络的物理结构，传输的电磁标准，数据流 的编码及网络的数据传送时间原则，如分时复用及分频复 用等，同时也决定了网络连接类型（端到端或多端连接） 及物理拓扑结构等，它构建了网络通信的基础。
2、控制网络的分类
根据网络时延特征，工业自动化系统中采用的控制网络 一般分为： 随机网络：延迟时间是随机的，如EtherNet 有界网络：延迟时间有确定的上界，如ConrolNet 常值网络：时间延迟应保持一定，如DeviceNet
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
6
3、控制网络的功能
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
Lon Works控制网络却比较特殊， 它采用全部OSI七层模式体系结构。
而ErherNet则采用物理层、数据链 路层、网络层、传输层和应用层五层模 式体系结构。
图3.2 三层控制网络的体系结构
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
10
3.2 介质层与控制网络
1、双绞线
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
控制网络与一般信息网络的比较
控制网络
信息网络
要求数据传输的及时性和系统响应的实时 信息网络响应时间不强烈。 性。一般10ms-100ms级。
在恶劣的环境下数据传输的完整性和可靠 性。高温、潮湿、震动、腐蚀、强电磁环 境，长时间、连续、可靠、完整传输数据 ，能抵抗工业电网的浪涌、跌落和尖峰干 扰。在可燃和易爆的场合具有本质安全性 能。
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
9
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
5、控制网络的体系结构
控制网络一般由OSI参考模型的物理 层、数据链路层、应用层三层模式体系 结 构 和 通 信 媒 质 构 成 ， 如 ： CAN 、 DeviceNet 。
也有在此基础上加数据传输层的四 层模式体系结构，如：profibus。
通信使用广播和组播方式
自主系统与另一系统一般建立 一对一通信方式。
涉及多种总线标准和多家公司的产品在同 标准单一，产品一般可以实现
一网络中相互兼容，即互操作性。
互操作。
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
7
3、控制网络的特点
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
(1) 系统的开放性。 (2) 互可操作性与互用性。 (3) 系统结构的高度分散性。 (4) 对现场环境的适应性。 (5) 一对Ｎ结构。 (6) 可控状态。 (7) 互换性。 (8) 综合功能。 (9) 统一组态。
2020/8/9
14
3.2 介质层与控制网络
4、光纤
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
电信号
驱动器
光源
光信号 （光纤）
光检测器
放大器
电信号
图3.9 光纤的电信号传输过程
网络工程教研室 邬春学
2020/8/9
15
3.2 介质层与控制网络
4、光纤
输入脉冲
《网络控制技术》第3部分 实时控制网络
输出脉冲