摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用得到了突飛猛進(jìn)的提高。這也預(yù)示著大數(shù)據(jù)時代的到來。這對于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，如何能夠更加高效地承載大數(shù)據(jù)，為用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)，減少能源消耗，加速實現(xiàn)綠色通信的目標(biāo)。特別是互聯(lián)網(wǎng)+時代的到來更加改變了人們的生活，推動整個社會不斷向前發(fā)展。文章主要針對當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代下網(wǎng)絡(luò)承載問題進(jìn)行研究，并為實現(xiàn)綠色通信指出了一條可行的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)承載；研究

在市場經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)全球化的帶動下，我國智能終端技術(shù)得到了廣泛的使用，在此背景下移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了，并隨著使用范圍的擴(kuò)大而改變了人們的生活方式，互聯(lián)網(wǎng)用戶不僅是信息的制造者同時也是使用者，在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中是十分重要的角色，大數(shù)據(jù)時代的到來使得數(shù)據(jù)以及信令快速增加，這就給無線網(wǎng)絡(luò)承載能力帶來了很大的壓力，同時也是發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。

1 大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)承載問題

如思科公司（Cisco System，Inc）在2012年2月14日發(fā)布的預(yù)測報告顯示，2016年全球移動互聯(lián)網(wǎng)的移動數(shù)據(jù)流量將比2011年增長22倍，達(dá)13.8Ebyte/月，其中78%（即10.8 Ebyte/月）的移動數(shù)據(jù)流量將通過移動蜂窩網(wǎng)接入和傳輸，中國所占份額將超10%。為滿足持續(xù)增長的用戶數(shù)和業(yè)務(wù)流量需求，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商不得不持續(xù)增加基站數(shù)量。為進(jìn)一步挖掘頻譜利用率，運(yùn)營商引入宏基站、微基站、微微基站和無線局域網(wǎng)（wirelesslo-cal areanetworks，WLAN）等混合覆蓋的立體分層組網(wǎng)新模式。在話務(wù)熱點(diǎn)和深度覆蓋盲區(qū)，加設(shè)微蜂窩基站和微微基站等，在數(shù)據(jù)話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域大幅度增加WiFi無線接入站點(diǎn)（access point，AP）部署，構(gòu)建無線mesh網(wǎng)絡(luò)，將進(jìn)一步加劇解決ICT能耗問題的迫切性。

由于大數(shù)據(jù)所帶來的巨大沖擊使得傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)承載能力不能夠滿足當(dāng)前用戶的需要。網(wǎng)絡(luò)在我國的使用已經(jīng)有二十多年的歷史，在使用的過程中也獲得了諸多學(xué)者的研究并得到了大量的理論數(shù)據(jù)。最初的網(wǎng)絡(luò)存在著成本高、用戶少等特點(diǎn)，所以只需要建立一個簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就能夠滿足用戶的使用，但是隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，用戶以及所帶來的其他方面的影響都超過了預(yù)期。特別是物聯(lián)網(wǎng)的普及以及各種新型的社交軟件的出現(xiàn)更是促使信息網(wǎng)絡(luò)規(guī)模呈現(xiàn)出噴井式的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)只能通過“補(bǔ)丁”的形式暫時緩解承載壓力，但是這終究不能解決問題。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，2014年網(wǎng)絡(luò)的流量就已經(jīng)是2009年網(wǎng)絡(luò)流量的四倍。隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶的不斷增加，這個數(shù)字還會持續(xù)增長，新型應(yīng)用模式的出現(xiàn)更是對互聯(lián)網(wǎng)動態(tài)性等方面提出了更大的挑戰(zhàn)，為了使得自身更好的發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)必須做出改變。

2 大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)承載研究

隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，用戶群不斷增多，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是不可估量的，這些數(shù)據(jù)給當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成了很大的壓力。而且，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的復(fù)雜程度很大，數(shù)據(jù)傳輸及應(yīng)用方面要求也比較高，這就使得當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的靈活性不高，網(wǎng)絡(luò)資源呈現(xiàn)出緊張的狀態(tài)。那么如何利用有限的資源來突破當(dāng)前的困境已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)企業(yè)必須要考慮的問題，這也是網(wǎng)絡(luò)能夠贏得挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都是有線形式的，這就使得針對有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的研究比較深入，而對于目前大量使用的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的研究就相對較少，例如，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在數(shù)據(jù)挖掘當(dāng)中的應(yīng)用、數(shù)據(jù)特征分析對解決計算機(jī)入侵問題的作用等方面，都沒有得到很好的研究。

無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相比，無線網(wǎng)絡(luò)用戶的行為更加復(fù)雜化，其使用中呈現(xiàn)出的業(yè)務(wù)特征具有多樣化。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)中很大一部分都具有非結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)，這就導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)的分析和處理方式靈活性不高。例如，Dong網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是通過微觀方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，雖然這種分析精度比較高，能夠從更加細(xì)小的層面來觀察業(yè)務(wù)的實際變化，但是這種微觀方式過于精細(xì)化，并不能夠從宏觀的角度進(jìn)行分析這些數(shù)據(jù)所具有的業(yè)務(wù)特征。

通過大量的網(wǎng)絡(luò)實踐得出，虛擬技術(shù)是目前被廣泛認(rèn)同地解決網(wǎng)絡(luò)資源有限性的一種最佳手段。但是這種技術(shù)的研究還不夠深入，當(dāng)前國際上對虛擬技術(shù)的研究一般都是在計算機(jī)領(lǐng)域。研究人員主要是對計算機(jī)中不同的邏輯結(jié)構(gòu)和不同的層面來進(jìn)行虛擬化過程，下面我們就分析一下虛擬化過程所包含的幾個方面。

在指令集虛擬化方面，Bochs是由Kevil Law-ton領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的基于C++的開源x86模擬器，它實現(xiàn)了對多個x86處理器（486/Pentium/AMD）的模擬，如SSE/3DNow等；Crusoe處理器和BIRD分別通過高效的超長指令技術(shù)（very long instructionword，VLlw）、代碼融合（code morphing）技術(shù)及對86架構(gòu)下二進(jìn)制文件的解釋實現(xiàn)了對x86處理器的虛擬。

硬件層次的虛擬化則提供了較高的虛擬隔離度，VMware是硬件抽象層面的虛擬化工具，通過獨(dú)立的或寄主形式的虛擬機(jī)控制器，創(chuàng)建多個不同的虛擬機(jī)。由華盛頓大學(xué)研發(fā)的輕量級虛擬機(jī)Denali，克服了傳統(tǒng)物理設(shè)備承載虛擬機(jī)數(shù)量的限制，允許在統(tǒng)一物理設(shè)備上實現(xiàn)幾千至幾萬個虛擬機(jī)的承載；Xen以其開源性，成為目前應(yīng)用較廣泛的計算機(jī)虛擬化工具，它由位于硬件實體上的虛擬機(jī)監(jiān)視器和多個虛擬機(jī)組成，通過虛擬機(jī)監(jiān)視器控制多個虛擬機(jī)對物理資源的訪問實現(xiàn)不同虛擬機(jī)之間的互透明。

操作系統(tǒng)層面的虛擬化技術(shù)目的是解決硬件抽象層虛擬化時帶來的操作系統(tǒng)冗余。目前較常用的操作系統(tǒng)虛擬化工具是Jail，它能在保持傳統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)Root目錄下實現(xiàn)不同虛擬環(huán)境的分區(qū)功能；另一個工具Ensim則使用類似的虛擬化技術(shù)實現(xiàn)服務(wù)器的整合，降低維護(hù)成本。Java刊通過在應(yīng)用層創(chuàng)建支持不同指令集（ISA）的虛擬機(jī)，實現(xiàn)對多虛擬環(huán)境的模擬。

目前虛擬化技術(shù)的研究主要停留在有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)虛擬化技術(shù)是當(dāng)前一個nantucket。由于無線網(wǎng)絡(luò)的接入方面存在著很多不同的垂直型的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，同時不同的網(wǎng)絡(luò)還會支持不同的協(xié)議，協(xié)議的節(jié)點(diǎn)還具有不同的屬性，這些方面都給實現(xiàn)虛擬化技術(shù)帶了很大的困難。此外，無限網(wǎng)絡(luò)的接入必須能夠支持用戶的移動，這就給業(yè)務(wù)帶來了很多的動態(tài)變化，增加了實現(xiàn)虛擬化技術(shù)的難度。不過當(dāng)前國際上的專家已經(jīng)實現(xiàn)了通過并行的方式把虛擬化技術(shù)應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)接口上，提高了資源的使用效率。

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