大數(shù)據(jù)時代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)研究

李哲昊

（海南廣播電視大學(xué)，海南海口，570000）

0 引言

在大數(shù)據(jù)時代背景下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐漸成為海量數(shù)據(jù)信息的通信支持和抓手。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)越來越多，形式類別多種多樣，主要包括云儲存及高清資源等內(nèi)容，尤其在平板電腦及智能手機(jī)得到廣泛應(yīng)用的背景下，數(shù)據(jù)傳輸逐漸從傳統(tǒng)的有線傳播發(fā)展為無線與有線設(shè)備混合傳播的新格局。因此，常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已難以滿足大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展需求，無法適應(yīng)國人對海量數(shù)據(jù)獲取、分析、應(yīng)用、儲存及傳播的需求，而構(gòu)建分層化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠有效地增強(qiáng)原有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的完整性、高速性、維護(hù)性及可靠性，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到升級和發(fā)展。進(jìn)而為我國各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動、信息產(chǎn)業(yè)及文化傳承提供條件、奠定基礎(chǔ)。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)主要包括網(wǎng)狀架構(gòu)、總線架構(gòu)、星型架構(gòu)三種，具體的接入設(shè)備主要包括移動設(shè)備、智能手機(jī)、平板電腦等，而在通信網(wǎng)絡(luò)層面，則主要包括5G、4G及光纖等類別，不僅能夠有效地提升接入用戶的傳輸質(zhì)量和設(shè)備種類，更能切實(shí)地提高用戶規(guī)模和數(shù)量，滿足社會各領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展的需求。首先是星型架構(gòu)。星型架構(gòu)主要是以服務(wù)器作為應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的架構(gòu)模式，不同的終端設(shè)備都能夠通過相應(yīng)的線路與該節(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系，并通過節(jié)點(diǎn)與終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息通信，實(shí)現(xiàn)共享信息數(shù)據(jù)的功能和作用。其中服務(wù)器節(jié)點(diǎn)主要包括集線器和交換機(jī)等設(shè)備，構(gòu)建簡單、應(yīng)用便捷，可應(yīng)用多個領(lǐng)域。其次是總線架構(gòu)。總線架構(gòu)能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所有的終端設(shè)備、服務(wù)器及總線相融合，并通過雙絞線和同軸電纜來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效傳輸和儲存。通常來講，總線架構(gòu)是不需要任何外接設(shè)備的，能夠有效地將不同的設(shè)備終端或數(shù)據(jù)終端銜接在一起，形成相對獨(dú)立的小型網(wǎng)絡(luò)，以此保障信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃浴Ｓ脩艨梢酝ㄟ^寬帶資源、光纖資源提升數(shù)據(jù)傳播的效率。

2 大數(shù)據(jù)時代的特征

大數(shù)據(jù)主要指需要采用全新的信息處理模式或方法才能擁有更強(qiáng)“洞察發(fā)現(xiàn)力”、“決策力”，來適應(yīng)高增長、海量的、多樣化的數(shù)據(jù)信息資產(chǎn)。而大數(shù)據(jù)技術(shù)則是指在有限時間內(nèi)處理、傳播、存儲及分析海量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。這種技術(shù)能夠在信息分析、管理、存儲及獲取等層面超出以往的數(shù)據(jù)軟件的能力范圍，擁有價值密度低、數(shù)據(jù)類型多元化、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)高速化、數(shù)據(jù)規(guī)模海量化等特征及特點(diǎn)。其理論內(nèi)涵在于幫助人們更有效地掌握規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)資源，提升數(shù)據(jù)資源的利用率，使人們在數(shù)據(jù)架構(gòu)、分析及應(yīng)用的過程中，切實(shí)實(shí)現(xiàn)信息的“增值”。在技術(shù)層面上，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠與“云計(jì)算技術(shù)”建立聯(lián)系，能夠有效地適應(yīng)各類信息資源、數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以改變企業(yè)的盈利模式，提升數(shù)據(jù)的挖掘質(zhì)量。在宏觀層面上，社會各領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)發(fā)展的需求越來越多，不僅在速度、性能及功能上有所提升，更要求在數(shù)據(jù)傳輸、信息存儲及資源共享等層面有所發(fā)展。凸顯大數(shù)據(jù)容量大、種類多樣、速度快、真實(shí)性、可變現(xiàn)、復(fù)雜性及價值密度低等特點(diǎn)，推動社會各領(lǐng)域的快速發(fā)展，使大數(shù)據(jù)技術(shù)得到真正的普及和發(fā)展，繼而為我國社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

通常來講星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)適用于小型網(wǎng)絡(luò)體系。譬如局域網(wǎng)。總線架構(gòu)雖然能夠通過通信干線的合理布置，實(shí)現(xiàn)通信干線和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的有限銜接，但管理復(fù)雜，實(shí)用性較低。而網(wǎng)狀架構(gòu)能夠適應(yīng)我國絕大多數(shù)的企業(yè)開展數(shù)據(jù)傳輸、分析、處理及共享等工作需求，然而由于維修難度大，難以實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)時接入與應(yīng)用。因此本文結(jié)合大數(shù)據(jù)的發(fā)展特征及特點(diǎn)，采用基于分布分層式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展需求，提升企業(yè)對數(shù)據(jù)信息的利用質(zhì)量和效率。而要想設(shè)計(jì)出基于分布分層式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，則需要構(gòu)建出應(yīng)用層、傳輸層及服務(wù)層等三個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層次。

3.1 服務(wù)層

計(jì)算機(jī)應(yīng)用的服務(wù)層能夠有效存儲各類信息數(shù)據(jù)，譬如圖像圖片、公文文檔及高清視頻等，與此同時還涵蓋DNS、殺毒、流媒體等服務(wù)器，這類服務(wù)器的有效部署，能夠?yàn)楦黝悢?shù)據(jù)資源的存儲、管理提供載體和平臺，使數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量得到提升，進(jìn)而有效地提高數(shù)據(jù)信息的共享能力。而為切實(shí)提升數(shù)據(jù)信息的交換和存儲能力，服務(wù)層的服務(wù)器通過發(fā)揮自身的存儲功能，提升通信服務(wù)的質(zhì)量，使數(shù)據(jù)交換和存儲效率得到提升，使用戶可以更快、更好、更準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù)資源。此外，服務(wù)層必須擁有確保數(shù)據(jù)信息安全的功能和作用，可以通過部署各類服務(wù)工具、如過濾軟件、防火墻及殺毒軟件等，提升數(shù)據(jù)信息的安全性、可靠性及有效性。由于分布式網(wǎng)絡(luò)是由不同節(jié)點(diǎn)、地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備相互連接所形成的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因此在構(gòu)建服務(wù)層的過程中，應(yīng)采用云存儲技術(shù)，將服務(wù)器中所存儲的信息均勻地分散到不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，即便一處計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依舊能夠確保數(shù)據(jù)信息的安全與完整。

3.2 傳輸層

新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的核心與基礎(chǔ)是傳輸層，主要是由光線、 ODN、OLT 、ONU等設(shè)備設(shè)施構(gòu)成的。其中OLT能夠發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通訊中路由器和交換機(jī)的功能，能夠?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)用戶提供形式多樣的業(yè)務(wù)服務(wù)，能夠讓用戶對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地上傳和下載操作，提升用戶對信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂颇芰ΑＦ浯问荗NU，ONU主要指客戶端設(shè)備及設(shè)施，能夠與OLT共同完成傳輸并共享用戶數(shù)據(jù)、多媒體及語音業(yè)務(wù)的任務(wù)，能實(shí)現(xiàn)處理和緩存以太網(wǎng)信息的功能，可以更好地幫助用戶管理“上行資源”。在大數(shù)據(jù)背景下，信息傳播速度是影響用戶滿意度的重要因素，由于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)形態(tài)較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)傳播流程較為多樣，嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)傳播的速度和質(zhì)量。而分布分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠通過多點(diǎn)銜接的方式，將不同用戶和服務(wù)器有效地銜接起來，從而利用“點(diǎn)對服務(wù)器和點(diǎn)對用戶”的方式，提升數(shù)據(jù)傳播的質(zhì)量和速度。

3.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層能夠?yàn)楣芾韱T提供多種配置交換接口，以此接入各種應(yīng)用設(shè)備，滿足用戶的實(shí)際需求，這類設(shè)備及設(shè)施，可以為網(wǎng)絡(luò)用戶充分展示網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的實(shí)時狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息變得可視化、形象化，直觀化，極大地提升了用戶的滿意度。而在可視化工具的支持下，用戶可以實(shí)時查看接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備信息、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀況，并在可視化技術(shù)的支持下，及時發(fā)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所存在的問題及故障，讓用戶更及時、更有效、更快捷地更換或維修設(shè)備，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)變得更加通暢、高效。而將應(yīng)用層作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理手段和媒介，能夠幫助技術(shù)人員接入各種節(jié)點(diǎn)設(shè)備，提升各類技術(shù)的利用質(zhì)量，譬如利用C語言、JAVA語言等開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)新技術(shù)研發(fā)和接入。與此同時也可通過傳感器等設(shè)備，監(jiān)控和管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量。

4 結(jié)語

在大數(shù)據(jù)背景下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為切實(shí)實(shí)現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的傳輸及存儲，不僅要滿足WiFi通訊和移動通訊的需求，更要滿足傳統(tǒng)光線通訊的發(fā)展需求，然而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式卻由于技術(shù)因素，難以幫助傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的功能和作用，因此本文提出一種基于分布分層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，以此滿足用戶接入多種設(shè)備，提升數(shù)據(jù)存儲及傳輸能力的需求，使大數(shù)據(jù)技術(shù)真正地得應(yīng)用和發(fā)展，繼而推動我國社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。