柵格環境下覆蓋網絡架構研究

郭立鑫++雷婷

摘要：隨著網絡技術由單一化向多樣化的發展，網絡技術更加趨向于開放性，而開放性的特征使得網絡技術更加趨向于統一，在開放與統一的特征下，網絡技術的體系結構也要發生變化，異構網絡的互聯成為擺在眼前急需解決的問題，而對等計算運用到各種應用中將會順利解決上述問題，但對等計算各種關鍵技術的實現還需要一個前提，那就是覆蓋層網絡的支持。覆蓋層網絡架構從整體性出發，架構方式采用分布轉發方式，具有可靠性、擴展性和易維護性的特點，本文將對柵格環境下覆蓋網絡的應用進行著重探討。

關鍵詞：柵格 對等計算 覆蓋網絡

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0055-01

1 網絡技術發展趨勢

任何事物的發展都具有規律性，而網絡技術的發展也不例外，在具有規律性的同時網絡技術的發展還具有集成性、開放性、多樣性和高智能性。比如網絡資源的高度集中、各種服務和媒體應用的高度集成，以及傳輸形式的多樣化，同時在信息傳遞上要求也更高，更重要的是網絡技術的發展趨向于開放性，而開放性的特征使得網絡技術更加趨向于統一，在開放與統一的特征下，網絡技術的體系結構也要發生變化，隨之而來的就是網絡架構的變化，在這種變化下就必須應用新的網絡分布式，以保證提供更高的服務質量。除此之外，網絡安全要求也越來越高，因為網絡安全關系到用戶的切身利益問題，同時網絡安全問題也會更加嚴峻，網絡安全問題是一個關系到每個用戶切身利益的問題，隨著網絡互聯的規模越來越大，網絡安全問題也不可避免。總之，隨著信息化的發展，網絡技術不僅對當今社會發展具有重要性，對社會未來發展更具有重要性，并且具有深遠的意義，因此在網絡關鍵技術的應用上必須加以重視，對等計算模式在分布計算和文件共享中的成功應用以及覆蓋網絡對對等計算相關關鍵技術的有效實現能夠有效地提高網絡資源的合理使用和利用率，從而達到多種業務共存目的。

2 柵格環境

隨著網絡技術和計算機應用的發展，網格計算應運而生，網格計算的目的就是充分利用網絡環境中逐漸增加的閑置資源，比如存儲資源、計算資源等。為了方便完成一些密集型任務，網格計算通過整合將一個國家或者地區的超級計算機系統作為一個統一的計算平臺，從而使用戶在去使用這些計算機時更像使用一臺單獨的計算機。網格計算的基本模型仍舊是客戶/服務器方式，且利用的是可控的閑置資源。隨著網格計算技術的不斷發展，就有了現在的柵格計算，在這種技術下，能夠將個人閑置資源得到更加充分的有效利用，并向用戶提供各種網絡計算服務。

3 對等計算概述

P2P是對等計算的又一名稱，對于一個功能的實現，對等計算主要采用非中心化式，除了非中心化特征外，它還具有擴展性、高性價比、負載均衡等特點。20世紀60年代互聯網與對等計算開始起源，它的出現旨在于解決互聯異種平臺、互通異種平臺和互操異種平臺等問題。在發展過程中對等計算不僅滿足了用戶需求而且對等計算還促進了網格技術和無線通信的發展。隨著對等計算發展的不斷深入，P2P技術和應用模型也應運而生。對等計算的編輯分為概念編輯、模式編輯和意思編輯。

相比傳統的服務器/客戶機的模式，在體系結構上，對等計算將作為客戶機的各個計算機直接互相通訊，在相互通訊的同時這些計算機同時既是服務器也是客戶機，正是基于此，就為對等計算有效地減少傳統服務器的壓力創造了條件，使這些服務器在功能上減少負擔，以提高執行其專屬任務的效率。例如，利用分布式計算技術，一些復雜的計算就有可能由成千上萬的計算機連接在一起共同完成，從而將成千上萬的電腦集合起來形成一個虛擬的超級電腦，因為眾多工作站和桌面PC的結合所能達到的計算能力是非常巨大的。

在分布式計算模型中“任務塊”是復雜任務被處理時的基本單元，在過去，“任務塊”被分配到所有參與計算的計算機上來完成計算雖然一直被采用，但其缺陷是所有計算只能通過建立一個專用的服務器來完成，但分布式計算在對等計算模式下的模型則使每一臺可用的計算機都能分配到計算任務，這種分布式計算模式就是對桌面系統空閑計算能力的充分利用，這樣來完成計算的好處就在于降低采購成本的同時，桌面計算機原有的各種桌面處理任務也不會受到影響。

雖然對等計算有助于解決互聯異種平臺、互通異種平臺和互操異種平臺等問題。但在運用中卻存在一些問題，首要問題就是安全問題，安全問題是從集中式轉變到全分布式模型時面臨的最大問題，目前網絡中多數安全問題都可以被集中安全控制解決，但分布式環境中，網絡環境安全威脅不僅存在，而且還帶來了動態環境中資源如何保障和系統安全問題。除此之外還包括一些技術安全問題，比如：用戶認證問題、數據加密與解密問題、路由安全問題等 。

4 覆蓋網絡

簡單而言，所謂的覆蓋網絡應用層網絡，是需要進行設計、構建和管理的，而所有這些都需要一個構架的技術基礎，也就是所謂的應用網絡。從應用網絡架構的定義中可以看出網絡中各個應用直接的邏輯或者拓撲關系，而應用網絡架構直接規范解釋應用的聯系就是網絡中應用位置。這種位置是多樣的，它既可以是物理的也可以是邏輯的，既可以是垂直方向劃分的，也可以是水平方向分層的，除此之外， 需要明確本應用系統與外部的關系。覆蓋網絡是面向應用層的，對網絡層和物理層的問題很少考慮甚至不考慮。

例如前文所說的P2P就是一種集中分散分形概念的同行對等覆蓋網絡，網絡覆蓋顧名思義就是一種范圍，而在這一范圍內，用戶能夠有效地接收到網絡信號。比如說網絡覆蓋的半徑是20米，就是指以發射點為圓心20米半徑范圍內的設備都可以收到信號。

5 應用接入覆蓋層和服務融合覆蓋層對業務的支持

作為實時交互最主要的業務類型，在語音/視頻通信中引入覆蓋層網絡技術，不僅可以增強其業務功能，而且還能為其提供更好的服務質量。覆蓋網絡技術運用節點的概念，使網絡中的任何一個節點在完成這些服務器的功能時都具有選擇性，從而使服務器的功能實現融合。 覆蓋層網絡的服務能力對實際物理網絡結構信息的獲取依賴性很大，因此所需要的信息就只能讓節點通過主動探測或者查詢網絡層及以下所提供的拓撲探測功能來獲取。

參考文獻

[1]吳功宜.計算機網絡高級教程[M].北京：清華大學出版社，2007.

[2]楊英鵬.計算機網絡原理與實踐[M].北京：電子工業出版社，2007.