關于數據庫技術在計算機網絡中的應用設計與實現

王磊， 王兆宇， 劉曉丹

(1. 陜西廣播電視大學 信息與智能技術學院, 西安 710119； 2. 西安郵電大學 計算機學院，西安 710119)

0 引言

計算機網絡系統的發展和完善促進了信息資源的有效傳播及共享，帶來了極大的便利，隨著互聯互通系統架構的不斷豐富，是其在計算機網絡中的優勢得以充分展現出，市場應用前景廣闊，計算機網絡的發展與應用研究將更加深入，已成為當前研究的熱點之一，需通過充分融合先進的技術手段對計算機網絡的系統結構進行完善。

1 關系數據庫技術概述

1.1 需求分析

目前計算機應用在眾多領域中，導致其安全性受到挑戰，且管理難度不斷增加，因此設計計算機網絡時需滿足:(1)高性能，計算機網絡需使用支持線速交換的骨干交換設備，并能夠保證數據交換的無阻塞進行。(2)高質量，對關鍵業務服務質量提供保證，計算機網絡的應用業務數據流通常包含多樣化的形式，關鍵業務數據流在網絡流量高峰期時段，其所需的響應時間將會延長，因此為提高傳輸關鍵業務的服務質量，高性能網絡需具備QOS 技術。(3)網絡安全，網絡病毒是構成計算機網絡安全威脅的重要因素之一，有采取有針對性的手段禁止特定病毒的傳播。(4)組網技術需具備較高的成熟度和先進性，發展空間大[1]。

1.2 技術應用

關系數據庫的數據容量通常較大，其內部能夠實現大量可描述性數據的存儲，有助于對計算機網絡進行設計和完善，數據整合與傳播由計算機網絡技術提供，全部信息的錄入則通過關系數據庫實現，進而使發現并解決問題的時間得到有效縮短，網絡拓撲映像如圖1所示[2]。

關系數據庫技術的基本原理如圖2所示。

圖2 關系數據庫技術的應用原理

計算機網絡的設計需具備完整的編程手段工具以便滿足對復雜數據進行有效管理等需求，目前在關系數據庫技術中以 C 語言為代表的編程技術具備較高的可實現性，本文據此完成計算機網絡設計。DOBC具備開放數據庫連接性，為確保多種關系數據庫機制操作的實現，在對其進行實際定義時，可采用數據訪問對象(DAO)，并且通過連接數據訪問接口操控嵌入式數據庫，通過編程結合Access的使用完成相應程序的操作，此外對于需使用多個 數據訪問對象的網絡，可將數據訪問對象連接為一個協同體系，從而實現對操作方法的優化過程。在實際的計算機網絡設計中，通過一些輔助管理軟件的應用(尤其是脫離數據庫的輔助軟件)，優化、清晰設計工作，可顯著提高強數據庫的獨立性，為數據管理提供更好的服務。

2 計算機網絡設計

為了能夠對設備運行的穩定性提供最大限度的保證，因此對網絡的控制需以設備層結構的總線型為依據，以便提高其應用范圍的靈活性和有效性[3]。

關系數據庫以有效性應用為基礎，在進行軟件設計時需適當的結合對象技術，有針對性的使數據集的相應功能得以逐步實現；此外對于數據庫中的不合理產品，在綜合事務的有效性處理要求基礎上及時給予糾正，重視數據庫系統的開放性與可擴展性等性能，數據庫整體結構如圖3所示。

圖3 數據庫中的數據結構

數據庫的工作結構清晰、簡潔，設備配置協議的錄入可輕松實現，協議數量對工作的難易程度并不會造成影響，使計算機網絡設計的可操作性得到顯著提高。數據庫訪問對象的確定需結合計算機網絡的設計形式，該類設計在訪問系統功能的完善上，一般結合計算機關系數據庫軟件系統，開放性數據庫在系統訪問環節中以鏈接驅動系統應用為重點，提供數據庫機制，通常通過C語言編程的使用完成訪問工作，根據具體的訪問對象實現應用環節良好的協同性[4]。

3 基于數據庫技術的計算機網絡設計的實現

在計算機網絡數據處理中，可擴展標記語言(XML)已成為一種表示與交換數據的新標準，主要功能在于描述數據本身意義，實現數據實體間復雜嵌套關系的鏈接。XML能夠對關系與對象數據等結構化數據進行詳細表示，同時能對半結構化數據(如Web 數據)予以表示。在計算機網絡設計中，關系數據庫的重點在于數據的存儲與轉換。

3.1 存儲功能的實現

3.1.1 結構映射

可擴展標記語言(XML)中的文件類型定義(DTD)復雜程度較高，需先對DTD進行簡化并生成DTD圖，簡化方式通常包括：對于層次嵌套關系(大屏DTD內)進行平面化變換，轉換到非嵌套定義；對多個一元操作(具有連續性)進行簡化變換，即將其向一個一元操作轉換；聚集變換多個子元素(集合名稱相同)從而使其構成一個子元素。

在簡化的基礎上，完成DTD圖向關系模式的映射：共享內聯法，為DTD節點(包括節點“幸”的子節點；元素節點表現為入度大于1或入度等于0；互為遞歸的元素節點中的一個)生成獨立的關系；綜合內聯法，在父節點生成的關系表中，除直接后繼節點外(帶回路、“}”或“+”)，內聯其與入度皆超過1的元素節點[5]。

3.1.2 模型映射實現

可擴展標記語言文檔的存儲具體可使用的方法包括：(1)Edge法，將可擴展標記語言文檔當做圖形結構進行處理，在關系表 Edge 中完成其全部邊界(各圖邊界均表示為圖中元組)的存儲，目標節點的區分通過flag實現，source 用于源節點的存儲，target字段用于目標節點標識符的存儲，target 節點的全部孩子中的位置通過ordinal反映；(2)XRel方法，XRel模式的關系表組成如圖4所示。

圖4 XRel存儲模式

可存儲全部可擴展標記語言信息，將可擴展標記語言文檔樹分解為多個路徑表達式，單個簡單路徑表達式會因為樹中多個節點具有相同路可能性的存在，而難以實現所有可擴展標記語言文檔樹信息的存儲；(3)XParent 法(包含4各關系表)，獨立文本數據路徑，存儲模式如圖5所示[6]。

圖5 XParent 存儲模式

3.2 轉換功能的實現

關系數據庫的數據轉換流程如圖6所示。

圖6 數據轉換流程圖

具體可分為數據庫同步系統(基于XML)的初始化流程(1)先定義模式映射使用XSD 格式完成，實現目標數據庫到可擴展標記語言XML的模式映射的建立，XSD 可提供比DTD更好的類型定義，在網絡中更易實現數據交換的標準化，在數據信息與控制信息傳輸過程中確保其全部為 XML 格式信息。(2)同構模式映射文件生成后，綁定同步代理模塊，為以后導入 XML 提供參照。(3)在目標數據庫中同本庫中通過源數據庫的使用，完成數據模式的對比，判斷需要同步的表結構，從而完成異構模式映射文件(表示兩端數據模式映射關系)的創建；執行同步任務環節：(4)根據同步代理模式的任務，通過同步代理映射源數據生成一條 SQL 查詢(對源數據庫)，任務需要的所有同步數據皆可通過該查詢獲取；(5)將SQL查詢結果通過同步代理實現 XML 格式數據的轉換(根據模式映射的定義)并寫入對應文件中；(6)將轉換后的數據文件傳輸到目標數據庫；(7)由目標數據庫將 XML 數據通過同步代理導入至數據庫內[7]。

4 總結

在計算機網絡設計中應用關系數據庫技術，對于數據庫設備配置協議可實現有效錄入，實現數據庫編程(結合C語言編程)，本文從計算機網絡設計的需求出發，對在設計中應用關系數據庫技術的功能與原理進行分析，在此基礎上完成具體的軟硬件設計的設計，在設計過程中為實現數據庫的存儲與轉換功能，結合 XML 語言完成，從而在計算機操作更加便利的基礎上，提高計算機運行的穩定性和可靠性，加強信息的流通。