贵州省信息中心　张贵军



“互联网+”时代网络拓扑架构设计及优化

贵州省信息中心张贵军

随着互联网技术的快速发展和进步，其已经在多个领域得到了广泛普及和使用，构建了云计算平台、IDC数据中心等，为信息化应用服务提供了逻辑业务支撑。为了适应现代信息化系统功能多、数量大、用户访问频次多等情况，亟需构建一个较好的网络拓扑架构并且对其进行优化，适应现代大数据、云计算用户访问需求。

“互联网+”；网络拓扑；云计算；智能存储

1.引言

随着互联网技术的快速发展和进步，其已经在电子政务、电子商务、金融证券、电力通信等领域得到广泛普及和使用，取得了显著的应用成效。随着互联网技术的快速发展，网络拓扑架构已经经历了网状、星型、总线型和混合型架构，同时也引入了分布式计算、云计算、智能存储等技术，开始向智能拓扑架构发展，以便能够保证网络应用数据存储、访问和加工［1］。论文详细地分析了网络拓扑架构发展现状，同时针对网络拓扑架构引入优化技术，包括云计算虚拟化技术、优先级存储技术、标准化建设技术等，为网络组建提供参考。

2.“互联网+”时代网络拓扑架构现状

随着信息化技术的发展和进步，人们已经进入到了“互联网+”时代，网络拓扑架构经过多年的发展，也诞生了多种类型。

（1）光纤网络拓扑架构。光纤网络利用光纤传输数据，是一种有线网络，因此光纤网络拓扑架构在设计时多采用总线型、星型、网状等架构，并且随着广域网络的发展和进步，目前许多大型网络开始采用混合架构模式，比如局域网采用星型拓扑架构，两个局域网之间采用总线型拓扑架构进行连接［2］。

（2）传感器网络拓扑架构。目前，传感器网络在电力通信、环境监测、智能制造等领域得到广泛应用，许多传感器设备部署在生产设备、监控街道、海洋森林等场景，利用无线网络构成数据传输平台，网络拓扑架构多采用自组织网络架构，这样可以确保设备随时加入、删除，保证数据通信［3］。

目前，有线网络、无线网络在数据传输、转发和保存过程中，传统的网络架构已经无法适应大数据、移动计算、智能存储需求，因此亟需引入先进的网络技术优化网络拓扑结构，实现网络分层管理，确保网络高效通信。

3.“互联网+”时代网络拓扑架构优化设计

“互联网+”时代，网络拓扑架构承载的数据、业务更多，为了能够实现网络资源、数据和业务的融合管理，网络拓扑架构优化内容包括以下几个方面：

（1）数据信息和应用业务程序逻辑独立。网络拓扑架构的设备承载的应用程序和用户数量数以千万计，不同的用户需要访问关联的数据，因此网络设备亟需采用先进的应用程序和数据隔离技术，以保证用户信息的完整性、逻辑独立性，保证应用进程、动态链接库、应用内容能够独立运行，不会影响其他服务器或应用程序的执行［4］。

（2）数据动态迁移。互联网保存的信息量非常多，为了能够提高用户服务水平和网络设备使用的经济效率，网络设备存储空间划分为不同的访问优先级，建设的成本也不同。一般来讲，网络设备可以判断用户程序和数据的访问频次，根据访问频次实现动态迁移，将访问频次较高的数据放置在优先级较高的位置，同时也可以将访问频次减少的数据迁移到优先级较低的位置［5］。

（3）数据透明访问。网络设备建设过程中，为了提高数据传输、交换和共享能力，网络设备建设采用的技术更多，比如采用ESB（企业数据交换总线）技术可以注册多种业务，这些业务可以实现异构系统数据共享；利用Mapreduce技术实现数据的分片存储，能够提高系统的利用率，进一步改善网络设备数据迁移能力。

（4）信息设备资源虚拟化管理。大数据时代，网络设备建设最为关键的技术是虚拟化，虚拟化可以提高网络设备硬件利用率，并且能够降低网络设备硬件的购买容量，把应用程序及其运行所需的数据独立出来，按照不同的分配策略赋予用户逻辑存储空间，这样就可以均衡网络设备数据的负载，实时地监控数据资源的使用状态，改进数据中心的利用率。

因此，为了能够实现上述目标，网络机房优化可以从以下几个方面开展。

（1）基于云计算虚拟化网络软硬件资源，按需提供服务，提高用户接入量。云计算可以把网络信息化平台划分三个层次，分别是应用服务层、管理层、基础设施服务层。网络应用层可以为用户提供云平台接口，只需要分配一个账号和密码，尽可访问云端资源。网络管理层是应用服务层和基础设施服务层之间传输纽带，其提供上下通信、资源调度监控、服务器负载管理、用户访问管理、应用服务管理、计费管理和安全管理等，以便系统能够实现高性能服务，提高用户使用感知。网络基础设施服务层可以管理底层通信、数据存储、应用服务器等硬件资源，并且将资源虚拟化，以保证用户访问系统拥有足够的资源。

（2）采用先进的三层网络拓扑架构。光纤网络拓扑设计可以采用三层网络架构，分别是数据核心交换层、单元交换子层和服务器层。光纤网络系统组网采用层次化设计原则，将不同的功能和应用部署于不同的层面，便于管理和数据交流，易于对故障点做出准确判断和解决故障。网络的数据核心交换层可以管理网络的核心资源，优化骨干网络的数据传输，构建一个带宽较高的通信网络，提高网络的可靠性。网络的单元交换子层可以按照不同的科室、部门，也可以根据不同的MAC地址、IP地址等划分网络传输单元，每一个单元都可以支持VLAN功能，保证网络的灵活性和易管理性。机房网络承载的业务较多，每一类业务都包括海量的数据资源和应用程序，因此可以按照逻辑业务请求将相关的处理结果集成封装在一起，反馈给用户。

（3）采用先进的网络拓扑架构设计标准。目前，网络拓扑架构设计虽然没有制定统一的标准，但是经过多年的实践探索，网络拓扑架构设计采用的等级标准体系为TIA-942体系，具体的标准等级分别是T4、T3、T2、T1四个层次。网络拓扑架构设计采用不同的等级产生的建设和运维成本不同，存在较多的差异，大数据环境下可以采用多样化的建设标准，分别是T4和T3标准，这样就可以实现网络平台的层次化，既降低平台建设成本，同时实现多层次、个性化定制功能。

4.结束语

随着4G通信网络、光纤网络的快速发展和应用，网络应用引入了先进的云计算、大数据、透明计算和智能存储技术，为了能够实现网络资源、应用程序的融合，可以利用虚拟化、分层化、标准化管理技术设计网络拓扑架构，结合对大数据的数据迁移、动态评估技术等构建一个优先级分层的机房网络管理平台，利用模块化原则将各个模块集成在一起，实现集中化建设模式和大规模部署，最大限度地发挥网络应用需求。

［1］赵海，蔡巍，王进法，等.能源互联网架构设计与拓扑模型［J］.电工技术学报，2015，30（11）:30-36.

［2］豆培培，何泾沙.基于网络拓扑的动态时延估算模型的研究［J］.电子设计工程，2014，22（10）:111-113.

［3］王红剑，裴昌幸，朱畅华，等.一种基于DNMAI架构的网络拓扑发现方法［J］.计算机应用研究，2014，24（3）:234-237.

［4］李康.基于B/S架构的网络拓扑发现系统的研究与设计［J］.科技信息，2010，02（23）:111-112.