大数据的网络承载研究

　　在市场经济和经济全球化的带动下，我国智能终端技术得到了广泛的使用，在此背景下移动互联网产业出现了，并随着使用范围的扩大而改变了人们的生活方式，互联网用户不仅是信息的制造者同时也是使用者，在互联网发展中是十分重要的角色，大数据时代的到来使得数据以及信令快速增加，这就给无线网络承载能力带来了很大的压力，同时也是发展的重大挑战。

　　1 大数据的网络承载问题

　　如思科公司（Cisco System,Inc）在 2012 年 2 月 14 日发布的预测报告显示，2016 年全球移动互联网的移动数据流量将比 2011 年增长 22 倍，达 13.8Ebyte/月，其中 78%（即 10.8 Ebyte/月）的移动数据流量将通过移动蜂窝网接入和传输，中国所占份额将超 10%.为满足持续增长的用户数和业务流量需求，网络运营商不得不持续增加基站数量。为进一步挖掘频谱利用率，运营商引入宏基站、微基站、微微基站和无线局域网（wirelesslo-cal areanetworks,WLAN）等混合覆盖的立体分层组网新模式。在话务热点和深度覆盖盲区，加设微蜂窝基站和微微基站等，在数据话务热点区域大幅度增加WiFi 无线接入站点（access point,AP）部署，构建无线 mesh 网络，将进一步加剧解决 ICT 能耗问题的迫切性。

　　由于大数据所带来的巨大冲击使得传统的互联网承载能力不能够满足当前用户的需要。网络在我国的使用已经有二十多年的历史，在使用的过程中也获得了诸多学者的研究并得到了大量的理论数据。最初的网络存在着成本高、用户少等特点，所以只需要建立一个简单的网络结构就能够满足用户的使用，但是随着大数据时代的到来，用户以及所带来的其他方面的影响都超过了预期。特别是物联网的普及以及各种新型的社交软件的出现更是促使信息网络规模呈现出喷井式的发展，网络架构只能通过"补丁"的形式暂时缓解承载压力，但是这终究不能解决问题。根据相关的调查显示，2014年网络的流量就已经是 2009 年网络流量的四倍。随着互联网用户的不断增加，这个数字还会持续增长，新型应用模式的出现更是对互联网动态性等方面提出了更大的挑战，为了使得自身更好的发展互联网必须做出改变。

　　2 大数据的网络承载研究

　　随着互联网应用范围的不断扩大，用户群不断增多，其产生的数据是不可估量的，这些数据给当前的网络结构造成了很大的压力。而且，当前的网络应用的复杂程度很大，数据传输及应用方面要求也比较高，这就使得当前网络的灵活性不高，网络资源呈现出紧张的状态。那么如何利用有限的资源来突破当前的困境已经成为了网络企业必须要考虑的问题，这也是网络能够赢得挑战的关键。

　　传统的网络环境都是有线形式的，这就使得针对有线网络环境的研究比较深入，而对于目前大量使用的无线网络环境的研究就相对较少，例如，互联网数据挖掘技术在数据挖掘当中的应用、数据特征分析对解决计算机入侵问题的作用等方面，都没有得到很好的研究。

　　无线网络环境和有线网络环境相比，无线网络用户的行为更加复杂化，其使用中呈现出的业务特征具有多样化。随着互联网技术的快速发展，大数据中很大一部分都具有非结构化的特点，这就导致整个数据的分析和处理方式灵活性不高。例如，Dong 网络技术主要是通过微观方式对数据进行分析，虽然这种分析精度比较高，能够从更加细小的层面来观察业务的实际变化，但是这种微观方式过于精细化，并不能够从宏观的角度进行分析这些数据所具有的业务特征。

　　通过大量的网络实践得出，虚拟技术是目前被广泛认同地解决网络资源有限性的一种最佳手段。但是这种技术的研究还不够深入，当前国际上对虚拟技术的研究一般都是在计算机领域。研究人员主要是对计算机中不同的逻辑结构和不同的层面来进行虚拟化过程，下面我们就分析一下虚拟化过程所包含的几个方面。

　　在指令集虚拟化方面，Bochs 是由 Kevil Law-ton 领导开发的基于 C++的开源 x86 模拟器，它实现了对多个 x86 处理器（486/Pen-tium/AMD）的模拟，如 SSE/3DNow 等；Crusoe 处理器和 BIRD 分别通过高效的超长指令技术（very long instructionword,VLlw）、代码融合（code morphing） 技术及对 86 架构下二进制文件的解释实现了对x86 处理器的虚拟。

　　硬件层次的虚拟化则提供了较高的虚拟隔离度，VMware 是硬件抽象层面的虚拟化工具，通过独立的或寄主形式的虚拟机控制器，创建多个不同的虚拟机。由华盛顿大学研发的轻量级虚拟机Denali,克服了传统物理设备承载虚拟机数量的限制，允许在统一物理设备上实现几千至几万个虚拟机的承载；Xen 以其开源性，成为目前应用较广泛的计算机虚拟化工具，它由位于硬件实体上的虚拟机监视器和多个虚拟机组成，通过虚拟机监视器控制多个虚拟机对物理资源的访问实现不同虚拟机之间的互透明。

　　操作系统层面的虚拟化技术目的是解决硬件抽象层虚拟化时带来的操作系统冗余。目前较常用的操作系统虚拟化工具是 Jail,它能在保持传统 UNIX 操作系统 Root 目录下实现不同虚拟环境的分区功能；另一个工具 Ensim 则使用类似的虚拟化技术实现服务器的整合，降低维护成本。Java 刊通过在应用层创建支持不同指令集（ISA）的虚拟机，实现对多虚拟环境的模拟。

　　目前虚拟化技术的研究主要停留在有线网络环境下，在无线网络环境下实现虚拟化技术是当前一个 nantucket.由于无线网络的接入方面存在着很多不同的垂直型的独立网络，同时不同的网络还会支持不同的协议，协议的节点还具有不同的属性，这些方面都给实现虚拟化技术带了很大的困难。此外，无限网络的接入必须能够支持用户的移动，这就给业务带来了很多的动态变化，增加了实现虚拟化技术的难度。不过当前国际上的专家已经实现了通过并行的方式把虚拟化技术应用在无线网络接口上，提高了资源的使用效率。

　　参考文献：
　　[1]车荣海，梁志恒。基于互联网的数据挖掘技术在竞争情报收集中的应用[J].科技传播，2011（6）：206-210.
　　[2]周弋。数据挖掘技术在 Web 预取中的应用研究[J].电脑开发与应用，2012（7）：9-10.
　　[3]董富强。网络用户行为分析研究及其应用[D].西安：西安电子科技大学，2005.
　　[4]朱畅华，裴昌幸，李建东。基于网络、使用者与服务的网络行为研究框架[J].东南大学学报自然科学版，2002,32（S）：407-409.