计算机网络中关系数据库技术的应用与实现

　　摘要：进入信息化时代以来, 计算机网络技术得到了突飞猛进的发展, 但其网络设计过程异常复杂, 需建立相应的关系数据库。文章结合计算机网络设计需求、关系数据库技术在设计中的应用功能与原理, 对具体的软硬件设计进行分析, 最后结合XML语言探讨设计过程中数据库存储与转换功能的实现, 以期提高计算机操作的便利性及其实际运行的稳定性与可靠性。

　　关键词：关系数据库; 计算机网络设计; 应用;

　　0 引言

　　近年来, 计算机网络系统日益成熟, 既实现了资源的共享, 又加速了信息的有效传播, 在向人们日常生活与工作提供便利的同时极大地推进了社会的进步与发展[1]。在计算机网络下, 互联互通系统架构的不断丰富充分地展现出自身的潜在优势, 有广阔的市场应用前景[2]。与经济社会、科学技术的迅猛发展相伴随, 计算机网络这一不可或缺的现代化技术必将得到更深层次的发展与应用[3]。纵观现代计算机网络及其技术的发展历程, 计算机网络设计已成为当前热门的研究项目之一。在此背景下, 必须基于原数据库技术, 与先进的技术手段相结合, 对我国计算机网络设计的系统结构予以完善。

　　1 计算机网络的设计需求以及关系数据库技术的应用

　　1.1 计算机网络的设计需求

　　作为当前应用最为广泛的一种信息化平台, 计算机网络具有用户数量多、扩展速度快、安全性所受挑战严峻、应用复杂、流量大、难以管理[4]等特点。针对性地, 在进行计算机网络设计之时需对以下需求予以满足:

　　(1) 高性能, 计算机网络的组网技术应是高带宽的组网技术, 骨干交换设备向线速交换提供支持, 向无阻塞数据交换提供保证;

　　(2) 保证关键业务服务质量, 计算机网络通常含有形式多样的应用业务数据流, 在网络流量高峰期, 关键业务数据流的响应时间必然会受到影响, 因此, 高性能网络应具有QOS技术, 向关键业务的传输服务质量提供保证;

　　(3) 网络安全, 计算机网络极易受到网络蠕虫病毒的危害, 故应有必要手段禁止特定病毒的传播, 对由病毒引发的流量堵塞问题予以避免;

　　(4) 先进性, 组网技术必须成熟且具有强大的生命力, 发展空间大;

　　(5) 开放性, 计算机网络应保证开放灵活性, 利用开放性的技术标准对系统互连障碍予以避免。

　　1.2 数据库技术的应用

　　1.2.1 应用功能

　　关系数据库发明于1970年, 是一组以数据库模型为基础的表格, 在利用相关关系进行处理后, 可就表格中的数据构建数据库[5]。关系数据库通常具有较大的容量, 内部存储着很多可描述性数据, 对于计算机网络设计而言, 这些数据往往有着很高的应用价值。所以, 关系数据库在计算机网络设计中经常发挥辅助设计的作用[6]。在输入数据之后, 关系数据库需对各数据赋值, 然后对其进行整合, 向获取信息的科学性与准确性提供保证。

　　计算机网络技术可向数据录入工作提供数据整合与传播服务, 利用关系数据库进行全部信息的录入, 然后全面登记存储交换设备的相关参数, 对传统的人工录入方式予以转变, 简化数据录入过程, 缩短发现并解决问题的时间, 在实际应用中, 可建立如图1所示的网络拓扑映像。

　　图1 网络拓扑映像结构图

　　1.2.2 应用原理

　　基于计算机网络设计易获得、管理简便、编程手段工具完整以及有效管理复杂数据等要求, 关系数据库技术尤其是C语言具有极高的可实现性。应用C语言进行计算机网络设计的基本原理如图2所示。

　　图2 计算机网络设计中关系数据库技术的应用原理

　　对于ODBC (开放数据库连接性) , 实际定义之时, DAO (数据访问对象) 可实现多种关系数据库机制操作, 同时, 连接数据访问接口, 完成嵌入式数据库的有效操控[7]。通过编程, 用户可利用Access操作相应的程序, 将多个DAO连接为一个协同体系, 对操作方法予以优化。脱离数据库的辅助管理软件可加强数据库的独立性, 为计算机网络设计中的数据管理提供更好的服务, 优化、清晰设计工作。

　　2 基于关系数据库技术应用的计算机网络设计

　　2.1 硬件设计

　　与计算机系统与相关应用软件相结合, 最大限度地保证设备运行的稳定性。计算机网络系统的设计应根据设备层结构的总线型控制网络, 同时, 与网络的基础规模相结合对其应用范围予以逐步拓宽[8]。

　　2.2 软件设计

　　以信息时代的有效性应用为基础, 关系数据库的软件设计需对对象技术予以结合, 逐步实现数据集的某种功能, 同时, 综合事务的有效性处理要求, 及时纠正数据库中的不合理产品, 逐步实现数据库系统的开放性与可扩展性。数据库基本结构大致如图3所示。数据库可轻松录入设备配置协议, 工作难易程度不受协议数量的限制, 而其清晰、简洁的工作结构亦可提高计算机网络设计的可操作性。

　　图3 数据库中的数据结构

　　实际上, 该类设计通常是与计算机关系数据库软件系统相结合完善访问系统的功能, 在系统访问环节强调开放性数据库的链接驱动系统应用, 进行C语言编程, 完成访问工作。在确定数据库访问对象时, 还要与计算机网络的设计形式相结合提供数据库机制, 数据库体系结构的应用环节则要根据具体的访问对象实现良好的协同性[9]。

　　3 基于关系数据库技术应用的计算机网络的实现———与XML的结合

　　XML (Extensible Market Language) 即可扩展标记语言, 用于数据本身意义及数据实体间复杂嵌套关系的描述, 因此, XML既有表示结构化数据的功能, 如表示关系与对象数据等, 又能对半结构化数据予以表示, 如表示Web数据。目前, XML已成为计算机网络数据表示与交换的一种新标准[10]。实际上, 关系数据库在计算机网络设计中的重点有两方面内容:数据存储与数据转换, 现就这两方面的实现进行探讨[11]。

　　3.1 结合XML的关系数据库存储功能实现

　　目前, 结合XML的关系数据库存储功能实现分为结构映射策略与模型映射策略两种, 其中, 结构映射需将XML模式映射为特定的关系模式, 不同的XML模式会映射为不同的关系模式;模型映射则是将XML模式映射为固定的关系模式, 具体模式如何不受XML的影响。

　　3.1.1 结构映射实现

　　首先, 简化DTD (文件类型定义) 并生成DTD图。XML中的DTD十分复杂, 可通过以下方式进行简化: (1) 平面化变换, 大屏DTD内的层次嵌套关系, 对嵌套的定义向非嵌套定义转换; (2) 简化变换, 对具有连续性的多个一元操作向一个一元操作转换; (3) 聚集变换, 集合名称相同的多个子元素, 使其构成一个子元素。其次, 对DTD图进行向关系模式的映射: (1) 基本内联法, 在进行一个节点的存储之时, 尽可能地将更多该元素的后代节点存储至同一表中, 节点与节点之间的嵌套关系通过关系表之间的外键来处理; (2) 共享内联法, 为DTD节点生成独立的关系, 这些DTD节点包括 (1) 入度大于1或等于0的元素节点, (2) 节点“幸”的孩子节点, (3) 互为递归的入度均为1的元素节点的其中一个; (3) 综合内联法, 除带回路、“}”或“+”的直接后继节点外, 将其与全部入度大于1的元素节点内联至父节点生成的关系表中。

　　3.1.2 模型映射实现

　　利用一个固有的模式进行XML文档的存储, 该模式应能够存放全部格式的XML数据, 以对XML文档本身结构信息的存储为实质[12]。 (1) Edge法, 将XML文档视为图形结构, 各图边界均表示为图中元组, 将其全部边界均存储至关系表Edge中, 具体地, source与target字段用于源节点与目标节点标识符的存储, label则是目标节点的类型, flag对目标节点进行区分, ordinal反映target节点在source节点全部孩子中的位置; (2) XRel方法, 对XML文档树进行多个路径表达式的分解, 可存储全部XML信息, 树中各节点都将从根节点到其自身的路径存储, 由于树中多个节点可能会有相同的路径, 因此单个简单路径表达式无法存储全部XML文档树信息, 图4所示为XRel模式的关系表组成; (3) XParent法, 与XRel模式相同, 独立文本数据路径, 关系表亦有4个, 如图5所示。

　　图4 XRel存储模式

　　图5 XParent存储模式

　　3.2 结合XML的关系数据库转换功能实现

　　图6所示为结合XML的关系数据库同步系统中的数据转换流程[13]。

　　图6 数据转换流程图

　　(1) 建立目标数据库到XML的模式映射, 利用XSD格式进行模式映射的定义, 较之DTD, XSD可提供更好的类型定义, 且更加能够体现网络中数据交换的标准化, 保证两端数据库之间进行的数据信息与控制信息传输全部为XML格式信息[14]; (2) 生成同构模式映射文件后, 绑定目标数据库短的同步代理模块, 向之后XML的导入提供参照; (3) 利用源数据库, 对比目标数据库中数据模式与本库中需要同步的表结构, 进行表示两端数据模式映射关系的异构模式映射文件的创建。以上为以XML为基础的数据库同步系统的初始化流程, 从第4步起进入同步执行环节, 执行同步任务; (4) 根据一个同步任务的同步模式, 源数据的同步代理映射生成对源数据库的一条SQL查询, 该查询可一次获取同步任务中所需的全部同步数据; (5) 根据模式映射的定义, 由同步代理将SQL查询结果转换为XML格式数据并写入对应文件中; (6) 将XML数据文件传至目标数据库内; (7) 参照任务对应的同构模式映射文件所做的定义, 由目标数据库同步代理将XML数据导入数据库中。

　　4 结束语

　　利用关系数据库技术进行计算机网络设计, 能够实现数据库设备配置协议录入, 与C语言编程相结合实现数据库编程。应用关系数据库技术设计计算机网络提高了操作的便捷性, 可根据关系数据库的基本形式实现设计工作, 提高设计结果准确性[15]。现代化信息的发展要求与定义相结合, 在统计与分析中对当前用户网络使用特征予以充分的把握, 制定相应的设计方案, 加强信息的流通以及用户之间的交流。

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