計算機網絡混合組網模式研究
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1引言
目前，人們已經進入到了“互聯網+”社會，許多政企單位都開發和部署了先進的應用軟件，比如公文管理系統、人力資源管理系統、財務管理系統、協同辦公系統等，為了能夠支撐這些應用軟件的正常運行，政企單位需要購買路由器、交換機、服務器、機箱等建設一個先進的網絡，以便能夠實現軟件服務器和終端設備的互聯互通，實現數據資源的共享[1]。但是，目前接入網絡的設備不僅包括PC設備，還包括智能手機、平板電腦等，因此網絡中的設備既包括有線設備，也包括無線設備，傳統的光纖組網模式已經無法滿足需求。本文根據實際應用情況，開發和設計無線和有線混合的網絡，這樣就可以提高用戶的移動設備通信能力。
2計算機網絡應用需求及組網模式研究
目前，計算機網絡覆蓋的樓棟非常多，因此有線需求和無線需求也大幅度提升，本文在分析常規的有線需求的基礎上，還分析了特殊的智能手機、移動設備等用戶的通信需求。目前，用戶購買了許多的智能手機、平板電腦等移動設備，這些設備利用4G網絡或5G網絡隨時隨地地接入到應用軟件服務器，訪問軟硬件資源，因此智能手機或平板電腦等移動設備的通信需求非常大。另外，政企單位的用戶還需要根據日常工作需要，將一些需要緊急處理的資料發送給辦公人員，就需要遠距離無線通信[2]。另外，目前社會上的高清晰視頻、網絡游戲等也需要通過無線網絡傳輸，因此有線和無線網絡傳輸需求正大幅度增加。目前，計算機網絡組網模式經過多年的研究和使用，主流模式包括三種，分別是星型架構、總線型架構、網狀型架構[3]。（1）星型架構。星型結構以中央節點為中心，使用獨立的線路將中央節點和其他各個節點集成在一起，相鄰的節點之間可以通過中心節點實現數據共享。星型架構采用交換機或集線器作為網絡的中央節點，每一臺計算機終端或服務器都可以通過使用網卡連接到中央節點，各個節點呈現出一個星型狀態分布。星型架構的網絡拓撲架構建設簡單，已經成為互聯網應用的重要模式，得到了許多政企單位的推廣和普及。（2）總線型架構。總線型架構中所有的網絡節點都與總線直接連接，利用同軸電纜或雙絞線等傳輸數據，目前也采用光纜作為總線傳輸數據。總線型網絡拓撲架構不需要外聯設備，直接使用一條總線實現數據連接，所有的組網費用都非常低，這種網絡節點共用總線帶寬資源，傳輸速度會隨著接入網絡的用戶增多而下降，總線型架構的網絡用戶擴展比較靈活，如果需要擴展用戶僅需要添加一個接線器即可，但是由于局域網沖突比較大，因此連接的用戶數量非常有限，單個節點失效不會影響整體網絡通信，但是如果總線一斷就會導致部分節點無法正常通信。（3）網狀型架構。網狀型架構是指可以將各個節點通過傳輸線連接在一起，每一個節點都可以與其他兩個節點相互連接，網狀拓撲結構的設備具有較高的可靠性，但是網狀結構的連接非常復雜，管理和維護也需要浪費很多的資源。網狀型拓撲架構也擁有許多的優勢，網絡通信可靠性高，任意兩個交換機之間都存在一條數據傳輸線路，因此通信路徑比較多，如果一條路徑發生了故障，就可以通過另外一條線路把信息發送給交換機。網狀型架構可以采用多種信道和多種傳輸速率，網內的服務器或終端節點可以實現信息共享，均衡線路的負載，強化信息流量分配，能夠幫助用戶選擇最佳的路徑，傳輸的延遲也非常小。
目前，隨著網絡接入設備類型、數量的增多，訪問網絡服務器的用戶也迅速增多，因此人們對未來計算機網絡的要求也更高，比如，我國計算機網絡主管部門規定，政企單位信息中心機房建設標準需要達到《電子信息系統機房設計規范》（GB50174—2008）規定的A級，這些機房的設計使用需要滿足五年到十年的時間，機房還需要嚴格地遵循先進性、可靠性、規范化、安全性、可擴展性、實用性和經濟性等原則，選擇一個可靠的機房組網結構，選擇一個合適的設備選型，關鍵線路和設備還需要采用冗余設計，保證數據資源的通信需求。因此，本文設計的網絡拓撲結構如圖1所示。計算機網絡采用混合組網模式，這樣就可以將網絡劃分為三個關鍵的層次，分別是服務層、傳輸層和應用層。
3.1服務層
服務層部署的設備包括各類型的服務器，比如DNS服務器、視頻服務器、流媒體服務器等，這些服務器可以為用戶提供各種數據資源，包括視頻、音頻、文檔、圖像等，提高了數據處理性能[4]。服務層部署的應用軟件也很多，不僅包括傳統的公文管理系統、視頻傳輸系統，還包括當前無線網絡常用的系統，比如手機游戲系統、手機視頻系統等，大大地提高了數據交換和共享能力。服務器還可以實現信息存儲，構建大型的云存儲中心，實現信息加工和處理，保證光網絡內容的豐富性和多樣性，進一步提高光網絡單元的容載能力。
3.2傳輸層
傳輸層主要功能是實現數據的傳輸和轉發，部署的設備包括路由器、交換機、無線路由器等，以及很多的光纜線路和光網絡單元設備，比如OLT、ONU和ODN設備等，這些都可以大幅度提高數據傳輸速率，保證網絡數據的傳輸速率非常快。路由器是計算機網絡的一個重要節點，其可以將計算機網絡與互聯網連接在一起，保證路由網絡的完整性，路由器可以采用一定的轉發策略確定數據路由轉發，路由器也屬于互聯網的各個信息節點，能夠實現數據不同網絡的連接操作，基于TCP/IP協議可以完成數據傳輸操作功能[5]。路由器采用的傳輸協議較多，因此會導致網絡傳輸瓶頸，為了解決這個問題，人們提出了三層交換機。交換機可以實現數據存儲轉發操作，并且引入了三層路由協議功能，可以實現局域網和廣域網之間的數據交換工作。三層交換機工作于TCP/IP協議的數據鏈路層，能夠按照端口地址表查找數據傳輸的位置，這樣就可以準確地確定MAC地址和交換機端口，以便能夠實現交換機內部傳輸矩陣的發送操作，如果發送的數據包地址不在地址表中，就可以利用廣播操作，將數據包發送到所有的接口，實現數據學習操作。
3.3應用層
應用層主要為網絡管理員和普通用戶提供一個配置使用功能。網絡管理員需要根據應用需求調整網絡存儲設備等資源，以便能夠為用戶提供一個擴容功能，因此混合組網功能需要提供一個配置接口，及時地添加網絡設備，還可以根據網絡運行狀況進行維護，保證網絡的正常運行。
4結束語
隨著云計算、大數據和人工智能的發展，未來接入網絡的軟硬件資源越來越多，網絡規模也越來越大，因此為了實現網絡的智能化、共享化，進一步增強網絡數據傳輸能力，本文提出一個分層化的混合網絡結構，將網絡分為三個層次，分別是傳輸層、服務層和應用層，不僅可以提高各層的管理便捷性，還可以擴展網絡的容量，構建冗余線路保證數據傳輸安全，具有一定的作用和意義。
參考文獻
[1]楊朝暉,牛亞雷,余金磊.基于無線自組網的區域性導控系統設計[J].計算機與網絡,2017(22):60-63.
[2]王紅艷,劉暐.基于穩定鏈路的WSNs拓撲優化算法設計及仿真研究[J].現代電子技術,2017,40(19):45-48.
[3]汪強,葛俊強,常坤,等.基于協議無感知轉發技術的信息中心網絡：設計、實現與應用[J].計算機工程與科學,2018,40(3):431-438.
作者：胡智俊 單位：江蘇省丹陽市人民醫院
