貴州省信息中心　張貴軍

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“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

貴州省信息中心張貴軍

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，其已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛普及和使用，構(gòu)建了云計(jì)算平臺(tái)、IDC數(shù)據(jù)中心等，為信息化應(yīng)用服務(wù)提供了邏輯業(yè)務(wù)支撐。為了適應(yīng)現(xiàn)代信息化系統(tǒng)功能多、數(shù)量大、用戶訪問頻次多等情況，亟需構(gòu)建一個(gè)較好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)并且對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，適應(yīng)現(xiàn)代大數(shù)據(jù)、云計(jì)算用戶訪問需求。

“互聯(lián)網(wǎng)+”；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌辉朴?jì)算；智能存儲(chǔ)

1.引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，其已經(jīng)在電子政務(wù)、電子商務(wù)、金融證券、電力通信等領(lǐng)域得到廣泛普及和使用，取得了顯著的應(yīng)用成效。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)已經(jīng)經(jīng)歷了網(wǎng)狀、星型、總線型和混合型架構(gòu)，同時(shí)也引入了分布式計(jì)算、云計(jì)算、智能存儲(chǔ)等技術(shù)，開始向智能拓?fù)浼軜?gòu)發(fā)展，以便能夠保證網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問和加工［1］。論文詳細(xì)地分析了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)引入優(yōu)化技術(shù)，包括云計(jì)算虛擬化技術(shù)、優(yōu)先級(jí)存儲(chǔ)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)技術(shù)等，為網(wǎng)絡(luò)組建提供參考。

2.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)現(xiàn)狀

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們已經(jīng)進(jìn)入到了“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)經(jīng)過多年的發(fā)展，也誕生了多種類型。

（1）光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)。光纖網(wǎng)絡(luò)利用光纖傳輸數(shù)據(jù)，是一種有線網(wǎng)絡(luò)，因此光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)多采用總線型、星型、網(wǎng)狀等架構(gòu)，并且隨著廣域網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和進(jìn)步，目前許多大型網(wǎng)絡(luò)開始采用混合架構(gòu)模式，比如局域網(wǎng)采用星型拓?fù)浼軜?gòu)，兩個(gè)局域網(wǎng)之間采用總線型拓?fù)浼軜?gòu)進(jìn)行連接［2］。

（2）傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)。目前，傳感器網(wǎng)絡(luò)在電力通信、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能制造等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，許多傳感器設(shè)備部署在生產(chǎn)設(shè)備、監(jiān)控街道、海洋森林等場(chǎng)景，利用無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)多采用自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這樣可以確保設(shè)備隨時(shí)加入、刪除，保證數(shù)據(jù)通信［3］。

目前，有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)和保存過程中，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)無法適應(yīng)大數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算、智能存儲(chǔ)需求，因此亟需引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分層管理，確保網(wǎng)絡(luò)高效通信。

3.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)承載的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)更多，為了能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的融合管理，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)優(yōu)化內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

（1）數(shù)據(jù)信息和應(yīng)用業(yè)務(wù)程序邏輯獨(dú)立。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)的設(shè)備承載的應(yīng)用程序和用戶數(shù)量數(shù)以千萬計(jì)，不同的用戶需要訪問關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)備亟需采用先進(jìn)的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)隔離技術(shù)，以保證用戶信息的完整性、邏輯獨(dú)立性，保證應(yīng)用進(jìn)程、動(dòng)態(tài)鏈接庫、應(yīng)用內(nèi)容能夠獨(dú)立運(yùn)行，不會(huì)影響其他服務(wù)器或應(yīng)用程序的執(zhí)行［4］。

（2）數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)遷移?；ヂ?lián)網(wǎng)保存的信息量非常多，為了能夠提高用戶服務(wù)水平和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用的經(jīng)濟(jì)效率，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備存儲(chǔ)空間劃分為不同的訪問優(yōu)先級(jí)，建設(shè)的成本也不同。一般來講，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以判斷用戶程序和數(shù)據(jù)的訪問頻次，根據(jù)訪問頻次實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)遷移，將訪問頻次較高的數(shù)據(jù)放置在優(yōu)先級(jí)較高的位置，同時(shí)也可以將訪問頻次減少的數(shù)據(jù)遷移到優(yōu)先級(jí)較低的位置［5］。

（3）數(shù)據(jù)透明訪問。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)過程中，為了提高數(shù)據(jù)傳輸、交換和共享能力，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)采用的技術(shù)更多，比如采用ESB（企業(yè)數(shù)據(jù)交換總線）技術(shù)可以注冊(cè)多種業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享；利用Mapreduce技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分片存儲(chǔ)，能夠提高系統(tǒng)的利用率，進(jìn)一步改善網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)遷移能力。

（4）信息設(shè)備資源虛擬化管理。大數(shù)據(jù)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)最為關(guān)鍵的技術(shù)是虛擬化，虛擬化可以提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件利用率，并且能夠降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件的購買容量，把應(yīng)用程序及其運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)獨(dú)立出來，按照不同的分配策略賦予用戶邏輯存儲(chǔ)空間，這樣就可以均衡網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)的負(fù)載，實(shí)時(shí)地監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)資源的使用狀態(tài)，改進(jìn)數(shù)據(jù)中心的利用率。

因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房?jī)?yōu)化可以從以下幾個(gè)方面開展。

（1）基于云計(jì)算虛擬化網(wǎng)絡(luò)軟硬件資源，按需提供服務(wù)，提高用戶接入量。云計(jì)算可以把網(wǎng)絡(luò)信息化平臺(tái)劃分三個(gè)層次，分別是應(yīng)用服務(wù)層、管理層、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層可以為用戶提供云平臺(tái)接口，只需要分配一個(gè)賬號(hào)和密碼，盡可訪問云端資源。網(wǎng)絡(luò)管理層是應(yīng)用服務(wù)層和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層之間傳輸紐帶，其提供上下通信、資源調(diào)度監(jiān)控、服務(wù)器負(fù)載管理、用戶訪問管理、應(yīng)用服務(wù)管理、計(jì)費(fèi)管理和安全管理等，以便系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高性能服務(wù)，提高用戶使用感知。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層可以管理底層通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用服務(wù)器等硬件資源，并且將資源虛擬化，以保證用戶訪問系統(tǒng)擁有足夠的資源。

（2）采用先進(jìn)的三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)。光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)可以采用三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，分別是數(shù)據(jù)核心交換層、單元交換子層和服務(wù)器層。光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組網(wǎng)采用層次化設(shè)計(jì)原則，將不同的功能和應(yīng)用部署于不同的層面，便于管理和數(shù)據(jù)交流，易于對(duì)故障點(diǎn)做出準(zhǔn)確判斷和解決故障。網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)核心交換層可以管理網(wǎng)絡(luò)的核心資源，優(yōu)化骨干網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建一個(gè)帶寬較高的通信網(wǎng)絡(luò)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。網(wǎng)絡(luò)的單元交換子層可以按照不同的科室、部門，也可以根據(jù)不同的MAC地址、IP地址等劃分網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，每一個(gè)單元都可以支持VLAN功能，保證網(wǎng)絡(luò)的靈活性和易管理性。機(jī)房網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)較多，每一類業(yè)務(wù)都包括海量的數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用程序，因此可以按照邏輯業(yè)務(wù)請(qǐng)求將相關(guān)的處理結(jié)果集成封裝在一起，反饋給用戶。

（3）采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。目前，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)雖然沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是經(jīng)過多年的實(shí)踐探索，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)采用的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)體系為TIA-942體系，具體的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)分別是T4、T3、T2、T1四個(gè)層次。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)采用不同的等級(jí)產(chǎn)生的建設(shè)和運(yùn)維成本不同，存在較多的差異，大數(shù)據(jù)環(huán)境下可以采用多樣化的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，分別是T4和T3標(biāo)準(zhǔn)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的層次化，既降低平臺(tái)建設(shè)成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多層次、個(gè)性化定制功能。

4.結(jié)束語

隨著4G通信網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用引入了先進(jìn)的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、透明計(jì)算和智能存儲(chǔ)技術(shù)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源、應(yīng)用程序的融合，可以利用虛擬化、分層化、標(biāo)準(zhǔn)化管理技術(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)，結(jié)合對(duì)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)遷移、動(dòng)態(tài)評(píng)估技術(shù)等構(gòu)建一個(gè)優(yōu)先級(jí)分層的機(jī)房網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，利用模塊化原則將各個(gè)模塊集成在一起，實(shí)現(xiàn)集中化建設(shè)模式和大規(guī)模部署，最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。

［1］趙海，蔡巍，王進(jìn)法，等.能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與拓?fù)淠Ｐ停跩］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，30（11）:30-36.

［2］豆培培，何涇沙.基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)時(shí)延估算模型的研究［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2014，22（10）:111-113.

［3］王紅劍，裴昌幸，朱暢華，等.一種基于DNMAI架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方法［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2014，24（3）:234-237.

［4］李康.基于B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［J］.科技信息，2010，02（23）:111-112.