大数据时代计算机网络应用架构设计研究

李哲昊

（海南广播电视大学，海南海口，570000）

0 引言

在大数据时代背景下，计算机网络逐渐成为海量数据信息的通信支持和抓手。现阶段，计算机网络所传输的信息数据越来越多，形式类别多种多样，主要包括云储存及高清资源等内容，尤其在平板电脑及智能手机得到广泛应用的背景下，数据传输逐渐从传统的有线传播发展为无线与有线设备混合传播的新格局。因此，常规的网络架构已难以满足大数据时代的发展需求，无法适应国人对海量数据获取、分析、应用、储存及传播的需求，而构建分层化的计算机网络架构，能够有效地增强原有计算机网络的完整性、高速性、维护性及可靠性，使计算机网络得到升级和发展。进而为我国各项经济活动、信息产业及文化传承提供条件、奠定基础。

1 计算机网络架构的发展现状

现阶段，我国网络应用架构主要包括网状架构、总线架构、星型架构三种，具体的接入设备主要包括移动设备、智能手机、平板电脑等，而在通信网络层面，则主要包括5G、4G及光纤等类别，不仅能够有效地提升接入用户的传输质量和设备种类，更能切实地提高用户规模和数量，满足社会各领域对计算机网络信息发展的需求。首先是星型架构。星型架构主要是以服务器作为应用节点的架构模式，不同的终端设备都能够通过相应的线路与该节点建立联系，并通过节点与终端设备之间的数据传输和信息通信，实现共享信息数据的功能和作用。其中服务器节点主要包括集线器和交换机等设备，构建简单、应用便捷，可应用多个领域。其次是总线架构。总线架构能够将计算机网络中所有的终端设备、服务器及总线相融合，并通过双绞线和同轴电缆来实现数据信息的有效传输和储存。通常来讲，总线架构是不需要任何外接设备的，能够有效地将不同的设备终端或数据终端衔接在一起，形成相对独立的小型网络，以此保障信息数据传输的完整性和可靠性。用户可以通过宽带资源、光纤资源提升数据传播的效率。

2 大数据时代的特征

大数据主要指需要采用全新的信息处理模式或方法才能拥有更强“洞察发现力”、“决策力”，来适应高增长、海量的、多样化的数据信息资产。而大数据技术则是指在有限时间内处理、传播、存储及分析海量数据的计算机技术。这种技术能够在信息分析、管理、存储及获取等层面超出以往的数据软件的能力范围，拥有价值密度低、数据类型多元化、数据流转高速化、数据规模海量化等特征及特点。其理论内涵在于帮助人们更有效地掌握规模庞大的数据资源，提升数据资源的利用率，使人们在数据架构、分析及应用的过程中，切实实现信息的“增值”。在技术层面上，大数据技术能够与“云计算技术”建立联系，能够有效地适应各类信息资源、数据技术的应用，可以改变企业的盈利模式，提升数据的挖掘质量。在宏观层面上，社会各领域对计算机发展的需求越来越多，不仅在速度、性能及功能上有所提升，更要求在数据传输、信息存储及资源共享等层面有所发展。凸显大数据容量大、种类多样、速度快、真实性、可变现、复杂性及价值密度低等特点，推动社会各领域的快速发展，使大数据技术得到真正的普及和发展，继而为我国社会主义现代化的发展奠定基础。

3 新型网络架构的设计策略

通常来讲星型网络架构适用于小型网络体系。譬如局域网。总线架构虽然能够通过通信干线的合理布置，实现通信干线和网络节点的有限衔接，但管理复杂，实用性较低。而网状架构能够适应我国绝大多数的企业开展数据传输、分析、处理及共享等工作需求，然而由于维修难度大，难以实现多种网络设备的实时接入与应用。因此本文结合大数据的发展特征及特点，采用基于分布分层式的网络架构，满足大数据时代的发展需求，提升企业对数据信息的利用质量和效率。而要想设计出基于分布分层式的网络架构，则需要构建出应用层、传输层及服务层等三个网络架构层次。

3.1 服务层

计算机应用的服务层能够有效存储各类信息数据，譬如图像图片、公文文档及高清视频等，与此同时还涵盖DNS、杀毒、流媒体等服务器，这类服务器的有效部署，能够为各类数据资源的存储、管理提供载体和平台，使数据传输的质量得到提升，进而有效地提高数据信息的共享能力。而为切实提升数据信息的交换和存储能力，服务层的服务器通过发挥自身的存储功能，提升通信服务的质量，使数据交换和存储效率得到提升，使用户可以更快、更好、更准确地获取数据资源。此外，服务层必须拥有确保数据信息安全的功能和作用，可以通过部署各类服务工具、如过滤软件、防火墙及杀毒软件等，提升数据信息的安全性、可靠性及有效性。由于分布式网络是由不同节点、地点的计算机设备相互连接所形成的网络架构，因此在构建服务层的过程中，应采用云存储技术，将服务器中所存储的信息均匀地分散到不同的计算机系统中，即便一处计算机系统出现问题，其它计算机系统依旧能够确保数据信息的安全与完整。

3.2 传输层

新型网络应用架构的核心与基础是传输层，主要是由光线、 ODN、OLT 、ONU等设备设施构成的。其中OLT能够发挥网络通讯中路由器和交换机的功能，能够为互联网用户提供形式多样的业务服务，能够让用户对信息数据进行高效地上传和下载操作，提升用户对信息数据传输的控制能力。其次是ONU，ONU主要指客户端设备及设施，能够与OLT共同完成传输并共享用户数据、多媒体及语音业务的任务，能实现处理和缓存以太网信息的功能，可以更好地帮助用户管理“上行资源”。在大数据背景下，信息传播速度是影响用户满意度的重要因素，由于传统的网络架构的结构形态较为复杂，数据传播流程较为多样，严重影响到数据传播的速度和质量。而分布分层网络架构，能够通过多点衔接的方式，将不同用户和服务器有效地衔接起来，从而利用“点对服务器和点对用户”的方式，提升数据传播的质量和速度。

3.3 应用层

应用层能够为管理员提供多种配置交换接口，以此接入各种应用设备，满足用户的实际需求，这类设备及设施，可以为网络用户充分展示网络运行的实时状态，使网络数据信息变得可视化、形象化，直观化，极大地提升了用户的满意度。而在可视化工具的支持下，用户可以实时查看接入网络的设备信息、网络结构状况，并在可视化技术的支持下，及时发现不同网络设备所存在的问题及故障，让用户更及时、更有效、更快捷地更换或维修设备，使计算机网络变得更加通畅、高效。而将应用层作为网络节点的管理手段和媒介，能够帮助技术人员接入各种节点设备，提升各类技术的利用质量，譬如利用C语言、JAVA语言等开发工具，实现新技术研发和接入。与此同时也可通过传感器等设备，监控和管理网络运行质量。

4 结语

在大数据背景下，计算机网络为切实实现对海量数据的传输及存储，不仅要满足WiFi通讯和移动通讯的需求，更要满足传统光线通讯的发展需求，然而传统的网络架构模式却由于技术因素，难以帮助传统计算机网络架构，充分发挥大数据技术的功能和作用，因此本文提出一种基于分布分层的网络架构模式，以此满足用户接入多种设备，提升数据存储及传输能力的需求，使大数据技术真正地得应用和发展，继而推动我国社会主义现代化的发展进程。