大數(shù)據(jù)時代計算機網(wǎng)絡技術的應用研究

王宗意 王 玥

（北京聯(lián)合大學生物化學工程學院，北京 100023）

0. 引言

在大數(shù)據(jù)時代，海量數(shù)據(jù)信息需要依托計算機網(wǎng)絡持續(xù)流動，供人們挖掘和使用，達到促進產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力和生活水平提升等目標。而隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷擴大，對計算機網(wǎng)絡技術提出了更高要求。因此，需要加強計算機網(wǎng)絡技術的應用研究，確保各種數(shù)據(jù)信息能夠得到高效傳遞和高質(zhì)量管理，從而提升計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)整體應用水平，為各種信息服務創(chuàng)新發(fā)展奠定扎實基礎。

1. 計算機網(wǎng)絡技術概述

計算機網(wǎng)絡技術為通信技術與計算機技術結合產(chǎn)物，可以按照網(wǎng)絡協(xié)議和采取電纜、微波、通信衛(wèi)星等各種介質(zhì)將分散、獨立的計算機相互連接，形成系統(tǒng)化技術結構進行數(shù)據(jù)信息集中處理，共享軟硬件和數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)資源集中管理和維護[1]。計算機網(wǎng)絡由多個節(jié)點和鏈路構成，如通信處理機、終端控制器等屬于轉(zhuǎn)接節(jié)點，在網(wǎng)絡中發(fā)揮交換傳送信息的作用，主計算機、終端等為訪問節(jié)點，為信息傳送源節(jié)點和目標節(jié)點。通過鏈接不同節(jié)點可以形成不同數(shù)據(jù)鏈路和網(wǎng)絡架構，在節(jié)點間實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。按照網(wǎng)絡通信范圍，可以劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。其中，局域網(wǎng)常見于日常生活，是由多臺計算機聯(lián)合構成的機組系統(tǒng)，能夠在特定區(qū)域內(nèi)共享打印機等硬件和各種軟件，加速網(wǎng)絡運行，實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)化管理。城域網(wǎng)強調(diào)在城市內(nèi)建立計算機通信網(wǎng)，如雙環(huán)網(wǎng)等，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)長距離、快速傳輸，增加數(shù)據(jù)共享量[2]。廣域網(wǎng)又被稱之為遠程網(wǎng)，覆蓋范圍更廣，可以通過分組交換等形式共享網(wǎng)絡。典型廣域網(wǎng)為互聯(lián)網(wǎng)，能夠通過使大量計算機相互連接提供跨國、跨洲乃至國際性的遠程網(wǎng)絡。如基于TCP/IP 協(xié)議進行各種通信設備連接，可以形成全球最大互聯(lián)網(wǎng)，即因特網(wǎng)，能夠在全球范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)通信。

2. 大數(shù)據(jù)時代計算機網(wǎng)絡技術應用發(fā)展

2.1 網(wǎng)絡高效傳輸

伴隨著計算機網(wǎng)絡在各行各業(yè)應用，大量的數(shù)據(jù)信息在各個領域迅速擴散，促使人們迎來了大數(shù)據(jù)時代。通過應用計算機網(wǎng)絡技術，人們能夠隨時隨地上傳信息和查詢數(shù)據(jù)資源，促使人們生產(chǎn)、生活方式發(fā)生了改變。在日常工作中，人們可以通過平板電腦、智能手機等各種設備接入通信網(wǎng)絡，錄入文件內(nèi)容和實現(xiàn)文件傳遞，并通過匯總數(shù)據(jù)信息做出判斷和決策。在生活中，人們習慣于在網(wǎng)絡上進行商品瀏覽和消費，在實體店購物時也傾向于通過支付寶、微信等電子形式進行掃碼支付，在網(wǎng)上留下了大量數(shù)據(jù)信息，為商業(yè)經(jīng)營活動的開展提供了更多依據(jù)。在計算機網(wǎng)絡需要實時接入大量設備的情況下，數(shù)據(jù)量大幅度增長，對網(wǎng)絡通信水平提出了更高要求，需要通過獲取因特網(wǎng)服務高效傳輸數(shù)據(jù)，達到數(shù)據(jù)資源共享目標。但實際通過互聯(lián)網(wǎng)通信過程中，不同用戶采取的入網(wǎng)設備、設施存在差異，在通信速度、質(zhì)量等方面將提出不同的要求。一旦硬件設備發(fā)生問題，可能造成網(wǎng)絡中斷。如在網(wǎng)絡信息傳輸期間，路由器發(fā)生問題將引發(fā)延遲或斷網(wǎng)現(xiàn)象，無法滿足用戶在短時間內(nèi)獲得更多信息服務的要求。因此，在大數(shù)據(jù)時代建立數(shù)據(jù)共享傳輸系統(tǒng)，在加強計算機網(wǎng)絡應用的同時，需要通過實現(xiàn)網(wǎng)絡高效傳輸為用戶帶來良好體驗。

2.2 信息便捷處理

計算機網(wǎng)絡建立計算機建設基礎上，能夠?qū)崿F(xiàn)文字、圖片、音視頻等各種數(shù)據(jù)信息處理和轉(zhuǎn)化，確保信息能夠得到高速、便捷傳遞。在計算機通信方面，可以通過二進制方式增強通信抗干擾性，消除通信過程中產(chǎn)生的噪聲干擾，確保信息可以得到準確傳遞。而實現(xiàn)數(shù)值信號識別、轉(zhuǎn)換，借助電纜等傳統(tǒng)通信介質(zhì)，能夠達到每分鐘18000字符的語音信息傳輸速度，使用光纖等技術將達到更高傳輸速度。應用計算機軟件進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)快速收集、存儲和分析，可以為各種網(wǎng)絡應用功能實現(xiàn)提供支持[3]。如通過移動設備視頻，可以借助微信等即時軟件進行各種數(shù)據(jù)資源處理和共享互動。而通過數(shù)字移動設備進行家中電氣設備遠程操控，利用互聯(lián)網(wǎng)采集設備數(shù)據(jù)的基礎上，能夠通過智能軟件算法完成數(shù)據(jù)實時處理，生成可靠控制指令。在大數(shù)據(jù)時代，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)逐漸增多，未能高效、準確處理將導致網(wǎng)絡功能受到局限，給用戶溝通、工業(yè)設備自動化控制等活動開展帶來影響。面對這一局面，需要將巨大任務分解成無數(shù)個小任務，分配給不同計算機設備，在先進軟件算法支撐下進行精準計算，確保網(wǎng)絡服務器能夠順利完成數(shù)據(jù)歸納、整合和查找，為各種信息服務的實現(xiàn)提供保障。因此，伴隨著時代發(fā)展，需要從信息便捷處理角度加強計算機網(wǎng)絡技術應用研究，確保各種數(shù)據(jù)分析、挖掘等功能可以順利實現(xiàn)，進而為用戶提供優(yōu)質(zhì)信息服務。

2.3 確保信息安全

在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)資源已經(jīng)成為人們的重要資產(chǎn)，能否保證信息安全直接事關財產(chǎn)安全。而人們時刻處于計算機網(wǎng)絡環(huán)境中，給不法分子竊取隱私數(shù)據(jù)提供了大量機會。通過計算機網(wǎng)絡開展設置木馬程序、發(fā)散病毒等活動，黑客等不法人員能夠憑借技術手段獲取個人信息，盜取錢財和商業(yè)機密。用戶未認識到信息安全重要性，在使用網(wǎng)絡的過程中輕易訪問存在隱患的網(wǎng)站或下載含有病毒的文件，將導致計算機系統(tǒng)被入侵，引發(fā)通信安全問題的同時，可能造成系統(tǒng)癱瘓，導致大量數(shù)據(jù)信息丟失。與此同時，計算機系統(tǒng)本身存在漏洞，在遭受網(wǎng)絡攻擊時也將產(chǎn)生安全危機，引發(fā)數(shù)據(jù)信息泄露風險。在當前社會活動中，許多商業(yè)貿(mào)易往來都通過網(wǎng)絡進行，傳遞的數(shù)據(jù)中包含許多有價值的商業(yè)信息，對網(wǎng)絡通訊安全提出了較高要求，以免因網(wǎng)絡泄密問題給交易雙方帶來經(jīng)濟損失。對于個體來講，在網(wǎng)上開展各種消費活動，出現(xiàn)隱私泄露情況也將給自身生活、工作帶來不便。因此，在計算機網(wǎng)絡技術應用方面，各行各業(yè)陸續(xù)開始配備安全性能較高的網(wǎng)絡設備，并通過軟件升級等方式修復系統(tǒng)漏洞，提升路由器等硬件設備性能，從而營造安全網(wǎng)絡環(huán)境[4]。

3. 大數(shù)據(jù)時代加強計算機網(wǎng)絡技術應用的策略

3.1 搭建分布式架構

結合大數(shù)據(jù)時代背景，想要使大量移動設備即時接入網(wǎng)絡，完成信息高效傳遞，需要突破傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構在網(wǎng)絡節(jié)點連接上的局限性。具體來講，就是搭建分布式網(wǎng)絡架構，通過建設網(wǎng)絡服務層、傳輸層和應用層滿足海量數(shù)據(jù)傳輸、存儲等需求，確?？梢詫崟r接入多種用戶設備。

首先，建設網(wǎng)絡應用層，配備多種數(shù)據(jù)交換接口，可以使網(wǎng)絡供多種設備和設施使用，全面展現(xiàn)網(wǎng)絡實時運行狀態(tài)。運用可視化工具，用戶能夠隨時通過直觀圖形、數(shù)據(jù)確定網(wǎng)絡連接設備的情況，發(fā)現(xiàn)故障或異常及時處理，通過高效開展網(wǎng)絡運維工作保證網(wǎng)絡高效運行。利用應用層進行網(wǎng)絡節(jié)點管理，采用傳感器等設備進行網(wǎng)絡監(jiān)控，可以保證計算機通訊質(zhì)量良好。其次，建設傳輸層，需要完成光纜、光交換機、路由器等多種傳輸設備設施的部署，為數(shù)據(jù)傳輸功能實現(xiàn)提供關鍵技術支撐[5]。通過部署光線路終端可以發(fā)揮交換機、路由器等功能，用戶可以通過設備實現(xiàn)信息高速傳遞，享受高速下載等服務，有效提高網(wǎng)絡信息傳輸水平。部署光網(wǎng)絡單元，可以對以太網(wǎng)信息進行緩存和處理，加強用戶端上行資源管理，實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)、語音業(yè)務等資源共享。采取多點銜接方式，通過為用戶提供點對服務器，能夠保證用戶和服務器維持高效銜接狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)傳輸取得理想效果。最后，建設服務層，可以對圖片、文檔、視頻等各種形式數(shù)據(jù)進行高效存儲。該層級部署用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和管理的服務器，如流媒體服務器等，可以提高數(shù)據(jù)信息傳輸質(zhì)量，使計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)獲得更強的數(shù)據(jù)共享能力。依靠服務器進行數(shù)據(jù)自存儲，可以方便用戶快速、準確獲取信息。在服務層部署防火墻、殺毒軟件等工具，能夠?qū)崿F(xiàn)信息安全防護功能。此外，通過云存儲服務器將數(shù)據(jù)資源分散在不同計算機中，可以在單一節(jié)點設備發(fā)生故障時保證網(wǎng)絡整體可靠運行，確保數(shù)據(jù)完整性。因此，在大數(shù)據(jù)時代，通過部署分布式架構計算機網(wǎng)絡，能夠用于加強各種數(shù)據(jù)資源管理，提升網(wǎng)絡通信性能。

3.2 實現(xiàn)軟件集成化

將大數(shù)據(jù)當成是背景，通過計算機網(wǎng)絡享受信息服務需要深入挖掘有價值的信息，通過高效利用數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)信息“增值”。在海量數(shù)據(jù)分析、處理等方面，對計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)軟硬件提出了高要求，在硬件設備難以匹配的情況下，將面臨數(shù)據(jù)利用難題。而提升軟件能力，可以突破硬件局限性，做到切實掌握各種數(shù)據(jù)資源，順利從低密度價值的數(shù)據(jù)中提取有用信息。結合這一目標，需要在系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)軟件集成，通過大規(guī)模應用虛擬化軟件、云計算軟件等各種軟件提供龐大系統(tǒng)功能，滿足人們對計算機網(wǎng)絡通訊日益增長的需求。

首先，運用虛擬化技術實現(xiàn)系統(tǒng)虛擬信息管理，通過與計算機網(wǎng)絡相容，可以通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務器虛擬化提高資源利用率，降低系統(tǒng)能耗。大規(guī)模應用虛擬化技術能夠?qū)W(wǎng)絡服務器進行集中化、自動化管理，形成云計算模型，高效處理各種數(shù)據(jù)資源，為多業(yè)務承載和資源靈活調(diào)度等功能實現(xiàn)提供支持。應用該技術加強網(wǎng)絡用戶管理，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡通訊設備等各種資源的統(tǒng)籌規(guī)劃和管理，確保網(wǎng)絡高效運行。其次，應用云存儲技術收納和整理各類數(shù)據(jù)，可以放寬計算機網(wǎng)絡通訊對硬件設備容量要求。通過在云端提供儲存空間，使用戶在線享受數(shù)據(jù)存儲服務，將數(shù)據(jù)存儲在各種虛擬服務器上，可以通過軟件實現(xiàn)各種存儲設備集成應用，高效對外提供數(shù)據(jù)訪問等服務。通過對各種設備、軟件進行集成，形成功能完善的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，在各主機間能夠共享網(wǎng)絡資源，使網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)傳遞、整合處理、分析應用等方面提供高效、經(jīng)濟、可靠的服務。

3.3 實施多元化管控

首先，應加強漏洞掃描修復技術應用，通過安裝專業(yè)化軟件定期掃描系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)漏洞，自動下載和安裝補丁，避免系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡攻擊。其次，應用病毒防范技術可以有效應對大量病毒入侵網(wǎng)絡的局面。通過創(chuàng)建病毒管理數(shù)據(jù)庫，借助科學病毒查殺方式建立網(wǎng)絡監(jiān)管系統(tǒng)和病毒管理機制，平時能夠?qū)崟r監(jiān)測網(wǎng)絡狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)病毒立即處理，以免系統(tǒng)程序受到侵染。最后，為預防黑客侵襲，需要建立黑客防范系統(tǒng)，應用各種先進網(wǎng)絡安全防范技術防止系統(tǒng)受到入侵。如安裝防火墻等軟件，可以通過實現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)物理隔離加強計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)安全管理。作為最外層的防御措施，如果防火墻未能成功攔截網(wǎng)絡攻擊，系統(tǒng)將起到二級防御，利用網(wǎng)絡探測器和主機探測器進行入侵檢測和攔截。在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理方面，需要建立數(shù)據(jù)中心安全防護體系，設置三層防護保證數(shù)據(jù)安全。具體來講，就是分別在網(wǎng)絡邊緣、網(wǎng)絡層面和應用層面采取防御機制。在網(wǎng)絡邊緣布置狀態(tài)防火墻，將非信任網(wǎng)絡分離開來，可以保證網(wǎng)絡邊界安全性。在網(wǎng)絡層面，通過加強外部數(shù)據(jù)訪問請求控制和管理，能夠阻擋蠕蟲病毒等各種病毒和木馬程序的攻擊。在應用層進行深度檢測，判斷是否存在帶有攻擊性的成分，可以對外來入侵行為進行及時阻斷，保證網(wǎng)絡的核心層不受影響。完成不同網(wǎng)絡安全設備的部署，需要根據(jù)其安全特性建立信任模型并采取安全策略。通過做好安全區(qū)域劃分和多層安全策略部署，能夠全方位為計算機網(wǎng)絡提供保護，避免數(shù)據(jù)在通信傳輸和存儲等環(huán)節(jié)受到攻擊和侵害，進而為網(wǎng)絡安全使用提供保障。

4. 結語

面對大數(shù)據(jù)時代對計算機網(wǎng)絡技術應用提出的高效率、高質(zhì)量等要求，需要通過加快技術發(fā)展做到高效傳輸、存儲、處理海量數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)共享、即時溝通等各種網(wǎng)絡應用功能的實現(xiàn)提供支持，并通過加強網(wǎng)絡信息安全管理提供優(yōu)質(zhì)信息服務。結合計算機網(wǎng)絡發(fā)展方向，應加強分布式網(wǎng)絡架構部署分析，滿足多設備即時接入需求的同時，實現(xiàn)云計算、虛擬化等各種軟件集成應用，提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)資源管理能力，并通過落實信息安全多元化管控措施營造的良好網(wǎng)絡環(huán)境，推動信息社會健康發(fā)展。