网络计算机对网络性能影响及应用研究①

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(1.吉林省经济管理干部学院,吉林 长春 130012;2.长春市十一高中，吉林 长春 130012)

0 引 言

社会的进步，使企业和用户对于生活服务质量的要求逐渐遵循优质、经济和安全，PC在某些具体的局域网设备环境下，造成资源上的不充分利用和浪费，网络计算机以其便于系统管理、维护、无需大量的数据存储安全及方便使用等特点，获得了群体性计算机用户的应用支持。目前网络计算机进一步发展主要源于两个方面的动力，一方面网络计算机是基于网络进行的信息数据通讯，很大程度上受到网络带宽的限制，给网络计算的发展带来了相应的屏障，因此研究网络计算机对于网络性能的影响是一项重要的理论和工程实际应用问题；另一方面就是对于特殊用户群体的应用模式研究，网络计算机目前在现代教育、金融服务业和电信行业中进行了探索，工作模式主要分为操作系统嵌入在本地和远端服务上。网络计算机作为PC机的重要补充部分，对于降低资源的功能性浪费，实现资源的共享上，具有重要的应用和发展空间。研究其对网络性能的影响和领域上的应用模式，对网络计算机的设计和研究，实现行业的性能和标准化建设，具有重要的生产价值和提升服务质量工程实践指导意义。

1 网络计算机的体系结构

目前，嵌入式技术的快速发展，使得相应的嵌入式硬件成本价格获得了有效的降低，出现大量的通用型的嵌入式产品，例如INTEL的低功耗CPU ARM，使得嵌入式的软件设计费用构成了其主要的开发成本，在嵌入式的体现结构上，呈现了新的发展趋势，软件的设计更加重视模块化、功能化和层次化，具体软件层次上分解为硬件设备抽象层、内核控制层和设备应用层，由于内核控制层的建立，使得嵌入式软件的开发具有一个相对稳定的环境平台，并且相应的提供了控制底层和功能的API函数，降低了技术人员的软件开发难度，实现了应用程序的可扩展性，硬件设备抽象层使得嵌入式的操作系统具有较强的可移植功能，广泛的应用于其他的嵌入式设备之中，这种嵌入式的体系结构使得开发人员不必在考虑体系上的技术门槛和相关的接口问题。嵌入式操作系统与INTERNET网络技术的有效结合和发展，使其具体应用于网络计算机中成为可能，结合相应的网络计算机特点和操作系统框架结构，研究了一种网络计算机抽象体系结构框架，如图1所示。图中的阴影部分为硬件抽象层，其他部分为系统的内核部分。基于嵌入式操作系统的网络计算机，在技术应用和功能获取上，具有较强的发展优势和空间。

2 网路计算机对网络性能影响

研究网络计算对于网络性能的影响，首先应该建立其一定的性能评价指标的前提下完成，相应的评价角度和指标的选取不同，将会对网络性能产生相应的不同结果，评价目标的明确才能进行相应的网络性能仿真和实验研究[1]，依据网络性能的主要技术指标，通过相应的信息技术手段，获取相应的数据，由此判断出网络计算机对网络性能的影响[2]。

图1 嵌入式网络计算机系统内核抽象体系结构图

2.1 网络性能评价方式

关于网络性能影响的研究过程角度上看，主要依据两个方面进行分析，即网络结构设计和网络功能分析角度[3]。网络结构设计主要是依据组成网络中的先进技术和框架选择层面进行考虑[4]，例如应用何种类型的网络拓扑结构图、上层网络的软件开发功能和互联网手段；网络功能分析角度[5]主要依据网络在用户层面上，所体现出的服务质量、便捷和可扩展性。对于网络性能的评价要基于网络结构设计和功能分析角度，进行相应的性能比这个整体指标下进行，简单来说就是基于设计和用户的最优化方案前提条件下。因此一般情况下，对于网络性能仿真和实验，主要基于网络设计条件下进行，为充分考虑目前在需求主导下的产品开发理念，对于网络计算机对于网络性能的影响主要评价角度上，基于用户的直接感受，进行相应的网络性能测量和评价，网络计算机到服务器之间的网络性能评价参数，主要选用网络相应时间、数据包丢失量、两个节点之间的数据交换速率、负载能力，这种前提下所进行的网络性能试验，更加符合用户的实际体验，对于网络计算机的设计和开发具有更优化的理论上指导。

2.2 网络计算机对网络性能的影响

依据现有的网络计算机资源，构建相应的计算机网络环境，通过对不同网络服务类型功能进行大量相关重复试验，研究和分析网络计算机数量变化情况下，对于计算机网络、服务器性能的相关影响。分别进行相应的网络计算机本地工作模式测试，例如播放多媒体视频文件和浏览网页、Windows虚拟终端模式测试，以及同一工况条件下，PC机和网络计算机的网络性能比较。

(1)网络计算机本地工作模式

对于网络计算机的本地工作模式下的网络性能测试，主要是在校园内网的网络结构下实现的，网络中的交换机应用二级交换机，网络计算机的服务其选用PC机。对于网络计算机可以对与本地的视频文件进行播放，同时也能通过相应的浏览器，进行视频文件的浏览，在测试网络计算机的本地工作模式主要是通过相应的网络浏览器在线播放视频进行试验研究，相应的网络计算机并行访问和播放服务器的视频媒体流文件，相应的CPU使用情况表，见表1所示。通过相应的数据和表可知，应用相应的标准PC机作为网络计算机的服务器时，可以最多同时并行支持30台以上的设备终端，其CPU使用的占有率在50%一下，终端响应时间低于人眼反应时间1s，网络流量的消耗才7%以内。因此网络计算机本地工作模式下，具有较好的网络媒体流播放速度和质量，对于网络服务器的压力影响较小。

表1网络计算机本地工作模式CPU效率

图2 现代教育背景下的网络计算机拓扑结构图

(2)网络计算机的Windows虚拟终端模式

针对网络计算机在Windows虚拟终端模式的网络性能测试，选取和运行Windows 2008 Server管理服务工作，进行相应的规范化测试，以确保相应获取数据的有效性和准确性。首先进行网络计算机登录Windows虚拟终端的网络性能测试，主要依据单一设备模式下的网络计算机登录，和使用OFFICE word软件，统计和分析占用CPU的峰值百分率，试验结构表明每增加一台并行网络计算机，内存使用的变换在17～28MB之间，CPU占有率变化在5%～10%，相应的网络计算机数量超过20台后，CPU占有率呈现一个相对稳定的值，各种资源的损耗是一个随数量增加的线性值关系。因此可以得出增加Windows远端的服务器性能，可以对系统网络系统和配置进行相应优化，也表明在网络计算机的设计上，应更加重视嵌入式处理器和相关功能部件的应用，以此更加满足用户对需求上的可靠、高效和安全性能。

(3)网络计算机和PC网络性能利用的比较

关于网络计算机和PC机网络性能利用效率的比较，采用如下的步骤进行，第一，将10台网络计算机的相关终端设备依顺序接入到网络的终端服务器，对于相应的浏览器和Word文档进行使用，统计和记录相应的CPU使用数据和内存使用情况；第二，退出相应的网络计算机终端，进行计算机用户的PC机网络服务客户端的用户登录，依次为用户1～用户10，统计和记录相应的CPU使用数据和内存使用情况；第三，推出PC机登录服务器终端，使用笔记本进行相应的用户1～用户10登录操作，统计和记录相应的CPU使用数据和内存使用情况。相应的数据可知，三类不同设备在登录服务器的过程中，消耗CPU的峰值数值基本处于一个稳定值的状态，登录时PC机的CPU网络使用消耗比网络计算机和笔记本更出1个倍数。

3 网络计算机应用模式

在研究网络计算机对于网络性能的基础上，应用网络计算机可以依据用户的具体需求，减少一些PC机功能的开发，在互联网的云平台技术条件下，减少资源的消耗，增加用户的高质量服务体验效果，实现了低功耗、高质量和安全性能。关于网络计算机的应用模式研究[6]，建议性提出一类生活确实密切和相关的行业，即现代教育业。传统的校园网络平台建立，主要是依据PC+服务器+教师的应用模式，学生在使用PC机的过程中，需要进行相应的具体维护，增加了教学资源的不必要投入和成本。现代教育模式，主要是在教师的引导下，进行相应的互动式和自主式结合学习，提高学生的发现问题、分析问题、解决问题和反馈问题的自我有效逻辑能力的提升和实现。互联网背景下的现代教学，更加注重教师和学生的互动，学生通过使用网络计算机，例如IPAD，降低了其学校财政资源的压力，依据相应的服务器基站进行，网络功能的实现，不附加PC其他的功能。网络计算机使得学生，积极参与进学习的每一个环节和步骤，可以通过相应的虚拟终端进行课程的学习外，可以利用本地模式，进行相应的教学多媒体软件学习，课下通过互联网技术，与教师进行积极的问题共同，交流学生的相关心得，实现校园局域网和远程广域网的学习，与传统的PC进行合理搭配，实现一个经济、高校、安全互联网平台。相应的计算机拓扑网络结构图如图2所示。

4 结 语

计算机科学技术、互联网云平台技术的快速发展，使得网络计算机(IPAD)逐渐成为人们高质量生产生活的一种不可缺少重要终端性移动设备。在浅析嵌入式网络计算机体系结构的基础上，对于网络计算机的网络性能影响做了相应的研究。依据客户需求应用性能的评价角度，改变网络计算机的数量和工作模式的情况下，获得了相应的实际测量数据，试验数据表明，假设服务器的性能确定下，网络计算机的数量对于网络的性具有相关的影响；在一定的网络计算机和工作模式环境下，网络性能的优劣与服务器的软硬件性能有关；在基本的网络浏览和基础软件应用中，网络计算机具有与PC基本一致的执行效率，同时服务、可靠、安全性能、成本价值高于PC机。最后依据所分析的网路计算机对于网路性能的影响，结合现代教育模式背景下的相关知识，建议性提出相应的校园网路计算机关联拓扑结构。