數據處理網路

數據處理網路

數據處理網路本來是一個較為廣泛的概念,手工處理方式也可以構成一個網路,這裡所講的網路,專指數據處理用的計算機網路。為了準確、迅速而又經濟地將數據從計算機網路內的任意一點轉送到另一點,要求計算機之間的通信儘可能利用公共的通信線路和設備,這就需要選擇有效的數據交換方法,並對傳送的路徑和流量進行控制。

數據處理網路的開發主要包括四個階段:網路規劃、需求分析、網路設計、實施階段。

基本介紹

  • 中文名:數據處理網路
  • 外文名:Data processing network
  • 內容:指數據處理用的計算機網路
  • 基礎知識:計算機網路、報文交換、路徑選擇
  • 開發工作1:網路規劃、需求分析
  • 開發工作2:網路設計、實施階段
計算機網路,主要部件,通信功能,結構形式,傳輸數據,報文交換,路徑選擇,流量控制,數據處理網路的開發,網路規劃,需求分析,網路設計,實施階段,

計算機網路

所謂計算機網路,是指以相互共享資源為目的、用通信線路連線起來,並按照網路協定進行數據通信的、各自具備獨立功能的計算機系統集合。
共享資源是發展計算機網路的主要目的,有了共享資源,分布在網路各地的硬體、軟體與數據源便可以互通有無,分工協作,大大提高資源的利用率。為達到資源共享的目的,自然要用通信線路將分散在各地的計算機系統連線起來,彼此進行數據通信。鑒於網路中的設備、型號、結構、工作方式等不一致,通信的實現是很困難的,因此有必要制定一套互相了解、互相協調的規則和約定。這些格式、約定及應答關係,叫做網路協定。有了網路協定,國內各種資源的組織才能有條不紊,並實現統一的集中控制。可以說,網路協定是計算機網路的重要特徵之一,也是建網的關鍵。

主要部件

組成一個網路的主要部件大體上有4類:
(1)計算機系統;
(2)各種終端設備
(3)各類通信控制設備(如通信處理機、數據機集中器以及各種接口設備);
(4)通信線路。

通信功能

網路的通信功能大體包括4個方面:
(1)主機的通信功能。實際上是主機與數據通信網之間的接口功能,要求主機與通信網之間以最高的效率交換數據。
(2)網路交換功能。因為網路中的計算機不止一台,傳送數據的途徑也往往不止一條,這就需要有一種功能,確定由誰傳送數據,數據傳送到什麼地方,用哪條途徑傳送到收方。
(3)終端通信功能。它是終端設備與數據通信網之間的接口。應當有適當的傳送方式、數據速度、控制順序、緩衝容量等等。
(4)網路存取功能。這是用戶程式與數據通信網的接口,由主機作業系統中的軟體實現,使用戶程式能方便地使用各種終端設備,在網路中存取數據。

結構形式

根據其拓撲圖形的不同,計算機網路有很多種結構形式,常用的如下:
(1)匯流排網
(2)星形網;
(3)分層遞解網;
(4)環形網
(5)分散式網。

傳輸數據

為了準確、迅速而又經濟地將數據從計算機網路內的任意一點轉送到另一點,要求計算機之間的通信儘可能利用公共的通信線路和設備,這就需要選擇有效的數據交換方法,並對傳送的路徑和流量進行控制。

報文交換

報文交換是指通過網內若干“交換中心”,對數據進行集中和轉送,以實現網內各結點及其終端之間的通信訪問。採用交換方式,網內需要交換報文的各點不必直接連線,而可以通過“交換中心”傳送報文,這可以大大減少網內通信線路的數目,節省投資和費用開支。報文交換實現要藉助復用器集中器的功能。
報文交換的方式分為兩類:
(1)線路交換
(2)存儲交換

路徑選擇

為了提高報文傳輸的效率和可靠性,網路內各結點應具有自動選擇傳送報文分組到達目的地的最優路徑的能力。不同的網路具有不同的最最佳化標準,有的需要可靠性高,有的需要時延最短,因此路徑選擇的算法很多。好的路徑算法,不僅要保證正確、迅速、合理地傳輸報文,還要適應網內結點或鏈路故障而引起的拓撲變化,儘量使各條通路的流量均勻,而且算法要儘可能簡單,以降低網路的開支。
常用的路徑選擇方法有以下幾種:
(1)簡單的路徑選擇算法。這種方法不考慮或很少考慮網路拓撲結構,常用於拓撲結構不太複雜、路徑選擇要求不高、流量不大,或網路運行情況無法收集等某些特定情況。主要有:隨機路徑選擇、擴散式路徑選擇、固定式路徑選擇。
(2)自適應路徑選擇算法。自適應路徑選擇算法,可以根據網路運行中不斷變化的實際情況,動態地決定各結點的路徑選擇,以便儘可能地縮短傳輸延時,提高通信效率,這樣的路徑選擇必須建立適當的數學模型模擬模型。自適應路徑選擇的算法很多,其中最常用的有:最短通路法、孤立的自適應路線選擇法、分散式自適應路線選擇法和集中式自適應路線選擇法。
(3)分層路徑選擇法。在結點數目眾多的大型網路中,為了簡化算法,可分層選擇路徑,即將相近結點劃分成組,先選擇達到結點組的路徑,再在結點組中選擇到達目的結點的路徑。

流量控制

網路內各結點通信處理機的存儲容量及鏈路中的傳輸容量總是有限的。如果網路內某部分由於過載而使到達的信息量超過正常的接收能力,無法再接收新的報文分組時,便進入了擁擠狀態。這時報文在網路內的等待時間將大大增加。如果擁擠不斷加劇,使通路完全堵塞,便進入了死鎖階段,這時報文分組再也無法輸入或輸出,為了避免擁擠和死鎖現象,必須對網路內的流量進行嚴格的控制。
網路中的流量控制在不同的層次之間進行的,如相鄰中轉結點之間的流量控制,源結點與目的結點之間的流量控制,源主機進程與目的主機進程間的流量控制等等。這些控制都可以通過有層次的協定來實現。

數據處理網路的開發

對於一個組織來說,網路大體上有兩部分:一是內部(局部)通信網路(通常是數字網路),用於組織內部的文字處理、電子郵政等辦公室自動化業務,並與數據處理結合在一起;二是外部網路,可以傳送聲音、報文等,將總部與分散在各地的分部連結起來,如公司與子公司、總廠與分廠、銀行業的總行與分行等等。在網路規劃時,需要將它們綜合起來統籌考慮。
一個好的網路,應在速度、靈活性與可靠性等方面都能滿足需要。這就要求從規劃、需求、設計和實施上做深入細緻的工作,其大體步驟如下:

網路規劃

(1)確定系統的物理位置,為此要知道現有的以及設計的通信點在什麼地方。對於複雜的網路,通常包括畫圖,用很多線條將各點聯結起來。
(2)獲得現有的和設計的套用系統的計畫和能力。例如對於一個企業來說,要知道公司總部、分廠的位置、庫存管理點、用戶分布等,以便確定通信點設在什麼地方。
(3)決定現在以及將來操作套用的方法,例如計算是否分散,數據、聲音及信息的轉換等,關鍵是對3~5年內各通信點應達到什麼要求,要形成明確、合理的構想。
(4)識別和確定管理結構及遠程通信地點。例如一個企業中分多少個管理層次,內部網路和外部網路如何配合等。
(5)確定報表要求。
(6)進行總體初步設計。

需求分析

(1)按管理點及套用點確定數據處理的方式與數量;
(2)準確詳細的套用、傳送時間表;
(3)技術方案的評價;
(4)評價可能的網路方案;
(5)進行網路分析,可以採用仿真技術及仿真語言來完成;
(6)確定對非常規的網路組件外包的需要;
(7)確定設計方向;
(8)確定預算和組織結構。

網路設計

(1)網路結構與通信介質的選擇,數據機及其它設備的選擇;
(2)進行技術設計;
(3)編寫操作手冊及程式,以幫助操作人員了解系統如何使用;
(4)準備切換計畫,在新的網路完全正常工作以前,舊的網路功能必須保留;
(5)準備網路中遠程通信地點的詳細作業計畫;
(6)安裝及調試設備;
(7)準備一個網路後備與恢復的計畫。

實施階段

(1)按照地點與用途,分階段進行實施,使網路投入運行;
(2)培訓數據通信及網路的操作人員;
(3)在切換前,要儘可能地模擬實際的處理類型和數量,進行負載實驗;
(4)正式切換;
(5)由於內部環境的變化,建成的網路需要修改和改建,這就回到了第一階段,重複以上操作。

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