基于大數(shù)據(jù)時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)探討

艾強(qiáng)

【摘要】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從誕生的那一刻開始就一直在不斷的改進(jìn)和完善。現(xiàn)如今人們的生活已經(jīng)越來越依賴于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)要求它的技術(shù)革新必須走在時(shí)代發(fā)展的前面。隨著數(shù)字化和信息化時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在新的時(shí)代背景下也要與時(shí)俱進(jìn)。本文以大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為研究對象，著重探討計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)，旨在為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

【關(guān)鍵詞】 ? ?大數(shù)據(jù)時(shí)代 ? ?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ? ?應(yīng)用架構(gòu)

前言：

現(xiàn)如今，大數(shù)據(jù)作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果，越來越被廣泛地應(yīng)用在人們的生產(chǎn)生活中，這也意味著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來。大數(shù)據(jù)的研發(fā)使得龐大的數(shù)據(jù)處理變得有規(guī)律可尋，大大提高了人們生活和工作的效率。要想讓以“云計(jì)算”作為基礎(chǔ)算法的大數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)這一媒介將信息傳遞給人們，就要將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行改善和創(chuàng)新，讓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠承載數(shù)量龐大的“大數(shù)據(jù)”。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)階段的社會發(fā)展中，互聯(lián)網(wǎng)作為人們學(xué)習(xí)和工作的主要媒介，在為人們提供便利的同時(shí)，也承載著人們對于科學(xué)技術(shù)的新期望。在現(xiàn)階段，根據(jù)各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)模和分工的不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所采用的應(yīng)用架構(gòu)也不同，常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)主要有星型架構(gòu)、總線型架構(gòu)和網(wǎng)狀型架構(gòu)三種[1]。每種應(yīng)用架構(gòu)都有其各自的特點(diǎn)和適用的領(lǐng)域，再加上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將信息最終呈現(xiàn)在個(gè)人面前的方式也不盡相同，接下來就要對這幾種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析。

1.1星型架構(gòu)

星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以中央服務(wù)器作為服務(wù)器和終端設(shè)備的連接轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行信息的傳輸，結(jié)構(gòu)建設(shè)較為簡單[2]。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)中，星型架構(gòu)多用于企業(yè)或公司內(nèi)部的小型網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和共享時(shí)，可以將中央服務(wù)器看做是一個(gè)中轉(zhuǎn)站，將服務(wù)器與其他的呈現(xiàn)在個(gè)體面前的終端設(shè)備通過中轉(zhuǎn)站這個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來。而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，需要進(jìn)行傳輸?shù)男畔⒉豢赡軆H僅來自一個(gè)服務(wù)器，而是需要多個(gè)服務(wù)器與多個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行連接。如果將這個(gè)架構(gòu)用畫圖來表示的話，那么呈現(xiàn)出來的就應(yīng)該是一個(gè)類似星星的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

但星型架構(gòu)的中央服務(wù)器由于自身的限制，僅僅能夠承載部分信息的傳輸，不能夠?qū)⑺械男畔鬏敹纪ㄟ^中央服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，因此星型架構(gòu)更適宜在一個(gè)較為封閉的、沒有龐大數(shù)據(jù)源的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行信息的傳輸。所以星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)如今多用在企業(yè)或公司內(nèi)部的小型網(wǎng)絡(luò)中，這樣便于企業(yè)或公司進(jìn)行管理。

1.2總線型架構(gòu)

在星型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸要通過外接中央服務(wù)器這一設(shè)備才能完成。而總線型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)只靠同軸電器和雙絞線就能夠?qū)⒎?wù)器與終端設(shè)備完成連接，從而進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸[3]。也正是因?yàn)檫@一特點(diǎn)，使得總線型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)比組建星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所花費(fèi)的成本更低。但在實(shí)際的生活中，總線型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)卻并不受到人們的青睞。這是由于總線型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)雖然構(gòu)成簡單，但網(wǎng)絡(luò)作為人們進(jìn)行信息共享的載體，需要承受數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)群。而且現(xiàn)如今網(wǎng)絡(luò)用戶的擴(kuò)展方式多種多樣，不會限制在一個(gè)固有的框架中，這樣就會造成總線型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相互之間容易產(chǎn)生較大的沖突。為了減少和規(guī)避這種沖突的發(fā)生，就要對接入用戶的數(shù)量產(chǎn)生限制，這樣就很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能夠進(jìn)行信息的傳輸和分享。

1.3網(wǎng)狀型架構(gòu)

網(wǎng)狀型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是在星型架構(gòu)和總線型架構(gòu)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的。網(wǎng)狀型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不僅可以將服務(wù)器和終端設(shè)備通過雙絞線、無限介質(zhì)等進(jìn)行連接，還可以將路由器和交換機(jī)等轉(zhuǎn)換器與服務(wù)器和終端設(shè)備相連，由此構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)狀型的結(jié)構(gòu)。

網(wǎng)狀型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比于星型架構(gòu)和總線型架構(gòu)而言，雖然構(gòu)建架構(gòu)的過程和方式較為復(fù)雜，但網(wǎng)狀型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)卻擁有更為廣泛的應(yīng)用范圍。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國已經(jīng)成為擁有全世界最多網(wǎng)絡(luò)用戶的國家，這也就意味著我國的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所面臨的是一個(gè)越來越龐大的數(shù)據(jù)信息庫。

伴隨著這種情況的發(fā)展，網(wǎng)狀型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)勢逐漸顯示出來，盡管網(wǎng)狀型架構(gòu)的管理和維護(hù)要比其他兩種架構(gòu)類型復(fù)雜得多，但它所擁有的巨大承載量卻是其他兩種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所不能具備的。因此，網(wǎng)狀型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是現(xiàn)如今大型數(shù)據(jù)服務(wù)中心首選的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

二、基于大數(shù)據(jù)時(shí)代的新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1大數(shù)據(jù)時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需求分析

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，正逐漸改變著人們的生活。短短十幾年的時(shí)間，人們的衣食住行都發(fā)生了巨大的變化。越來越多的人從線下的實(shí)體店購物轉(zhuǎn)為在網(wǎng)絡(luò)上“網(wǎng)購”、支付方式從現(xiàn)金變成微信和支付寶掃碼、乘坐公交也可以掃碼進(jìn)行等等，這些生活方式的轉(zhuǎn)變在提高人們的物質(zhì)生活水平的同時(shí)，也促進(jìn)了人們的精神文化需求的增長。人們希望在滿足自身生活和工作的基礎(chǔ)上，能夠了解和學(xué)習(xí)自己比較感興趣的領(lǐng)域的知識、觀看內(nèi)容情節(jié)豐富精彩的電視劇和電影等等，而這些需求可以通過互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)如今大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，我國已經(jīng)建立和發(fā)展了一批綜合型的網(wǎng)絡(luò)視頻平臺，在滿足人們精神文化需求的同時(shí)，也間接地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

除此之外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求還體現(xiàn)在云儲存上。盡管隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電腦硬盤和儲存設(shè)備已經(jīng)具有足夠大的容量供人們使用，但由于我國的地區(qū)發(fā)展不平衡，不同地區(qū)之間的文化水平和發(fā)展水平差距較大，而大容量的電腦硬盤和儲存設(shè)備事實(shí)上需要配套的新型電腦系統(tǒng)或者其他技術(shù)層面的條件才能夠使用，這就給人們的日常生活和工作造成了相當(dāng)大的困擾。

云儲存就是在這種情況下產(chǎn)生的，它依靠大數(shù)據(jù)背景下提出的“云計(jì)算”為基礎(chǔ)算法，可以為網(wǎng)絡(luò)用戶提供龐大的在線存儲功能，并且適用于各種類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器。視頻和云儲存的出現(xiàn)和大規(guī)模應(yīng)用，是大數(shù)據(jù)時(shí)代下人們對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信需求的具體表現(xiàn)。

2.2新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景下，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)因?yàn)榇嬖谥煌矫娴牟僮飨拗?，已?jīng)不能夠滿足人們對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的需求。通過前面的分析可以得知，星型架構(gòu)由于自身技術(shù)水平的限制，無法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)運(yùn)行中所有數(shù)據(jù)的承載與傳輸，故而只能在企業(yè)的內(nèi)部或小型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)工程中應(yīng)用;總線型架構(gòu)雖然能夠適用于大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求，卻由于架設(shè)和連接的方式較為復(fù)雜而不具備很高的實(shí)用性;網(wǎng)狀型架構(gòu)相比于星型架構(gòu)和總線型架構(gòu)而言，雖然具有較高的實(shí)用性，但由于管理起來較為復(fù)雜困難，在使用時(shí)也會存在一些問題。

因此，要想提高數(shù)據(jù)信息的傳輸能力，滿足人們的通信需求，就需要設(shè)計(jì)一種新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。并且在設(shè)計(jì)過程中，要將其具體分為三個(gè)層面去考慮和設(shè)計(jì)，即服務(wù)層、傳輸層和應(yīng)用層。

1.服務(wù)層

在設(shè)計(jì)新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，首先要考慮的就是大眾的需求。新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要能夠?yàn)槿藗兩畹母鱾€(gè)領(lǐng)域提供信息的傳輸和共享服務(wù)，也就是要盡可能滿足包括前面分析到的視頻需求和儲存需求在內(nèi)的，人們對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的所有通信需求。新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)要考慮到多種服務(wù)器的適用性。我國綜合性的視頻平臺種類繁多，每一個(gè)軟件資源所依賴的服務(wù)器都有所差別。讓服務(wù)器可以儲存不同類型的資源和信息，能夠有效提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平和服務(wù)能力。除此之外，新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)還要充分保障數(shù)據(jù)的安全性，防止惡意的電腦病毒和黑客行為對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和損壞，從而造成網(wǎng)絡(luò)用戶的經(jīng)濟(jì)損失。

2.傳輸層

在設(shè)計(jì)新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)時(shí)，傳輸層作為關(guān)系著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要內(nèi)容，需要被引起重視。從前面的分析中我們可以得知，連接服務(wù)器與終端設(shè)備進(jìn)行信息傳輸和數(shù)據(jù)共享的線路大多是由光纖、雙絞線等來完成的。如果這些線路在傳輸過程中出現(xiàn)問題，就會嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的正常使用。以光纖這種連接線路為例，在光纖網(wǎng)絡(luò)中，主要由負(fù)責(zé)充當(dāng)交換機(jī)和路由器功能的OLT來為網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種業(yè)務(wù)平臺，由ONU來對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和管理。因而，在設(shè)計(jì)新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)時(shí)，要格外重視傳輸層的設(shè)計(jì)。

3.應(yīng)用層

主要是為新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的管理員設(shè)計(jì)的應(yīng)用層，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行中也起著非常重要的作用。應(yīng)用層的設(shè)計(jì)，可以為網(wǎng)絡(luò)用戶提供網(wǎng)絡(luò)真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)的模擬，讓用戶能夠更加直觀地去了解和檢查網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。如果在網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行中出現(xiàn)問題或故障，就可以及時(shí)地聯(lián)系管理員或者專業(yè)的維修人員對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行檢修和更換，從而保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，減少對人們生活和工作的影響。除此之外，介于應(yīng)用層的這一性質(zhì)，因此它的技術(shù)要求也比較高，在進(jìn)行新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要將多種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，這樣才能保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的正常。

在對新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了要滿足建設(shè)服務(wù)層、傳輸層和應(yīng)用層的建設(shè)要求之外，還有最需要注意的一點(diǎn)問題，就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)要嚴(yán)格遵守計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)范。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮到新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的使用壽命，還要保證新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的安全性、可靠性和可擴(kuò)展性。

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，社會對于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源的意識逐漸增強(qiáng)，因而設(shè)計(jì)新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)還要充分考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)成本，使設(shè)計(jì)出來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在具有較高的技術(shù)水平的同時(shí)，也能夠較為普遍地應(yīng)用。新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅可以提高我國網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)水平，還能提高數(shù)據(jù)資源的通信傳輸能力，間接促進(jìn)我國企業(yè)和社會的發(fā)展。

三、結(jié)論

總而言之，隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的水平逐漸提高，我國已經(jīng)逐漸步入了大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。而在大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景下，人們物質(zhì)生活水平的提高要求計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展進(jìn)行技術(shù)的革新。新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的設(shè)計(jì)，是為了有效改善現(xiàn)在固有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)的弊端，并且能夠順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，為廣大的網(wǎng)絡(luò)用戶提供一個(gè)更為簡便和安全的信息傳輸和數(shù)據(jù)共享的渠道。因而，它對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

參 ?考 ?文 ?獻(xiàn)

[1]楊雷.大數(shù)據(jù)時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J].數(shù)字通信世界，2020（02）：168.

[2]江園園.大數(shù)據(jù)時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].電子制作，2019（24）：43-44.

[3]王芳.淺談計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（18）：18.