栅格环境下覆盖网络架构研究

郭立鑫++雷婷

摘要：随着网络技术由单一化向多样化的发展，网络技术更加趋向于开放性，而开放性的特征使得网络技术更加趋向于统一，在开放与统一的特征下，网络技术的体系结构也要发生变化，异构网络的互联成为摆在眼前急需解决的问题，而对等计算运用到各种应用中将会顺利解决上述问题，但对等计算各种关键技术的实现还需要一个前提，那就是覆盖层网络的支持。覆盖层网络架构从整体性出发，架构方式采用分布转发方式，具有可靠性、扩展性和易维护性的特点，本文将对栅格环境下覆盖网络的应用进行着重探讨。

关键词：栅格 对等计算 覆盖网络

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0055-01

1 网络技术发展趋势

任何事物的发展都具有规律性，而网络技术的发展也不例外，在具有规律性的同时网络技术的发展还具有集成性、开放性、多样性和高智能性。比如网络资源的高度集中、各种服务和媒体应用的高度集成，以及传输形式的多样化，同时在信息传递上要求也更高，更重要的是网络技术的发展趋向于开放性，而开放性的特征使得网络技术更加趋向于统一，在开放与统一的特征下，网络技术的体系结构也要发生变化，随之而来的就是网络架构的变化，在这种变化下就必须应用新的网络分布式，以保证提供更高的服务质量。除此之外，网络安全要求也越来越高，因为网络安全关系到用户的切身利益问题，同时网络安全问题也会更加严峻，网络安全问题是一个关系到每个用户切身利益的问题，随着网络互联的规模越来越大，网络安全问题也不可避免。总之，随着信息化的发展，网络技术不仅对当今社会发展具有重要性，对社会未来发展更具有重要性，并且具有深远的意义，因此在网络关键技术的应用上必须加以重视，对等计算模式在分布计算和文件共享中的成功应用以及覆盖网络对对等计算相关关键技术的有效实现能够有效地提高网络资源的合理使用和利用率，从而达到多种业务共存目的。

2 栅格环境

随着网络技术和计算机应用的发展，网格计算应运而生，网格计算的目的就是充分利用网络环境中逐渐增加的闲置资源，比如存储资源、计算资源等。为了方便完成一些密集型任务，网格计算通过整合将一个国家或者地区的超级计算机系统作为一个统一的计算平台，从而使用户在去使用这些计算机时更像使用一台单独的计算机。网格计算的基本模型仍旧是客户/服务器方式，且利用的是可控的闲置资源。随着网格计算技术的不断发展，就有了现在的栅格计算，在这种技术下，能够将个人闲置资源得到更加充分的有效利用，并向用户提供各种网络计算服务。

3 对等计算概述

P2P是对等计算的又一名称，对于一个功能的实现，对等计算主要采用非中心化式，除了非中心化特征外，它还具有扩展性、高性价比、负载均衡等特点。20世纪60年代互联网与对等计算开始起源，它的出现旨在于解决互联异种平台、互通异种平台和互操异种平台等问题。在发展过程中对等计算不仅满足了用户需求而且对等计算还促进了网格技术和无线通信的发展。随着对等计算发展的不断深入，P2P技术和应用模型也应运而生。对等计算的编辑分为概念编辑、模式编辑和意思编辑。

相比传统的服务器/客户机的模式，在体系结构上，对等计算将作为客户机的各个计算机直接互相通讯，在相互通讯的同时这些计算机同时既是服务器也是客户机，正是基于此，就为对等计算有效地减少传统服务器的压力创造了条件，使这些服务器在功能上减少负担，以提高执行其专属任务的效率。例如，利用分布式计算技术，一些复杂的计算就有可能由成千上万的计算机连接在一起共同完成，从而将成千上万的电脑集合起来形成一个虚拟的超级电脑，因为众多工作站和桌面PC的结合所能达到的计算能力是非常巨大的。

在分布式计算模型中“任务块”是复杂任务被处理时的基本单元，在过去，“任务块”被分配到所有参与计算的计算机上来完成计算虽然一直被采用，但其缺陷是所有计算只能通过建立一个专用的服务器来完成，但分布式计算在对等计算模式下的模型则使每一台可用的计算机都能分配到计算任务，这种分布式计算模式就是对桌面系统空闲计算能力的充分利用，这样来完成计算的好处就在于降低采购成本的同时，桌面计算机原有的各种桌面处理任务也不会受到影响。

虽然对等计算有助于解决互联异种平台、互通异种平台和互操异种平台等问题。但在运用中却存在一些问题，首要问题就是安全问题，安全问题是从集中式转变到全分布式模型时面临的最大问题，目前网络中多数安全问题都可以被集中安全控制解决，但分布式环境中，网络环境安全威胁不仅存在，而且还带来了动态环境中资源如何保障和系统安全问题。除此之外还包括一些技术安全问题，比如：用户认证问题、数据加密与解密问题、路由安全问题等 。

4 覆盖网络

简单而言，所谓的覆盖网络应用层网络，是需要进行设计、构建和管理的，而所有这些都需要一个构架的技术基础，也就是所谓的应用网络。从应用网络架构的定义中可以看出网络中各个应用直接的逻辑或者拓扑关系，而应用网络架构直接规范解释应用的联系就是网络中应用位置。这种位置是多样的，它既可以是物理的也可以是逻辑的，既可以是垂直方向划分的，也可以是水平方向分层的，除此之外， 需要明确本应用系统与外部的关系。覆盖网络是面向应用层的，对网络层和物理层的问题很少考虑甚至不考虑。

例如前文所说的P2P就是一种集中分散分形概念的同行对等覆盖网络，网络覆盖顾名思义就是一种范围，而在这一范围内，用户能够有效地接收到网络信号。比如说网络覆盖的半径是20米，就是指以发射点为圆心20米半径范围内的设备都可以收到信号。

5 应用接入覆盖层和服务融合覆盖层对业务的支持

作为实时交互最主要的业务类型，在语音/视频通信中引入覆盖层网络技术，不仅可以增强其业务功能，而且还能为其提供更好的服务质量。覆盖网络技术运用节点的概念，使网络中的任何一个节点在完成这些服务器的功能时都具有选择性，从而使服务器的功能实现融合。 覆盖层网络的服务能力对实际物理网络结构信息的获取依赖性很大，因此所需要的信息就只能让节点通过主动探测或者查询网络层及以下所提供的拓扑探测功能来获取。

参考文献

[1]吴功宜.计算机网络高级教程[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2]杨英鹏.计算机网络原理与实践[M].北京：电子工业出版社，2007.