计算机网络系统集成技术研究

摘 要：现如今计算机网络拥有庞大的网络，成百上千的计算机需要被进行统一管理已成为普遍现象，在此，就不难想象，计算机的网络在操作上就会出现很大的难题。在本文中我们就探讨关于计算机网络系统的集成化管理。通过在计算机网络系统集成技术上的研究，使得计算机的网络更加集成也保证计算机技术的更加安全使用。文章中介绍了ARP系统，ARP的出现使得每一个IP地址与MAC地址相对应起来，计算机之间的通讯由此变得十分方便，高效的集成化，在这方便的同时网络技术的便捷和安全也会受到相应的保障。

关键词：计算机网络；IP地址；集成技术

一、计算机网络集成技术的云计算

在计算机网络系统集成技术中存在云计算方案。云计算（英语：Cloud Computing），是一种基于互联网的计算方式，通过云计算，可以按需将共享的软硬件资源和信息提供给计算机和其他设备，使得计算机系统更加集成方便。从图1可以看出，云计算的实现主要取决于数据存储的能力和分布式计算能力，即简单的说为存储与计算能力。可以看出云计算能将很多应用、数据通过传感器采集，将海量的信息高效的收集并处理，进而提取出有用的信息进一步用于企业信息的融合、推理和决策。因为云计算的拥有各类的应用，不同种类的数据能通过不同的传感器，监测方法等手段获取，能适用于各个行业的多种数据的收集管理。由于云计算具有高性能，并且易扩展的硬件虚拟化技术，能够提高资源的利用效率。而云计算吸引人的地方在于它所提供的这种存储和计算能力几乎是无限的，而且相当廉价。

图1 云计算示意图

由于云技术拥有上述优点，一些大公司在云计算领域也做出了各种成功的尝试：（1）谷歌公司作为互联网企业中的巨擎在云计算方面也是不甘示弱，其搜索引擎分布在200多个地区超过百万台服务器上。其云计算的规模可见一斑，而这些设备的数量还随着互联网的发展在迅速的增长着。其推出的云计算主要有三个技术：分别是Google file system（GFS），MapReduce，BigTable。GFS技术是由Google公司开发的一个大型的分布式文件系统，即在云计算中起到了存储的作用。它是系统的中客户端、主服务器以及数据块服务器；MapReduce技术能将大量异构数据使用map函数对任务进行分解然后在单个节点上执行各个相应的子任务，而后通过收集得到的信息，最终得到进过分析的结果。这种技术就能使得在海量的异构数据中能将十分复杂的分析分解成任意个子任务从而灵活的调节，实现全局最优化；BigTable技术是一个大型的分布式数据库，是以GFS，MapReduce作为基础的，它设计的目的是管理结构化数据。（2）Amazon公司使用简单存储服务和弹性计算云，提供计算和存储服务。将这这类服务作为产品向有需要的企业提供有偿服务，并且取得了客观的收入。从一个侧面反映出现今时代企业对信息产品的需求。

二、计算机网络集成技术的数据联接

ARP全称为Address Resolution Protocol，译为地址解析协议，顾名思义它的主要功能就是网络地址解析，具体表现为在数据链路层，根据目标计算机的IP地址，将本层与目标设备的硬件接口搭接，进而找到其所对应的MAC地址，如此将这两个地址相对应起来，同时对上层提供服务。换句话说，就是把网络IP地址与物理实体地址联系起来，完成它们之间的转化，便于利用目标设备的资料更实现了计算机之间的通讯。

在以太网的环境中，设备与设备之间的联系是通过IP地址建立的，源设备若想将讯息传递给目标设备必须先获得目标设备的IP地址，但是我们现在的传输工具只能获取目标设备的物理实体MAC地址，它不能识别主机的IP地址。什么是MAC地址呢？其实他就是每个计算机设备的序列号，每一台计算机设备都有自己的序列号，它由12到16位进制数组成，并且这个序列号不会与其他任意一台计算机的相重复，可以表示代表每一台计算机的特有属性。那么若想将此MAC地址转换成IP地址使其能够在网络工作中发挥作用，就需要对物理实体地址进行解析，解析网络层的地址，这样就能实现数据的连接。其实CPU之间的联系是通过网卡与网卡之间的联系实现的，网卡只能识别计算机的MAC地址，ARP协议就是这样一种网络协议，它通过建立ARP表格将一个数据包中的IP地址与MAC地址联系起来，由于每一个层级都有相应的地址，ARP则将IP地址与MAC地址的对应关系记录在ARP表格中。

下面介绍一下ARP协议的工作原理。首相我们要明确，如果想实现设备与设备之间的联系，则需要具备两方面的条件：首先，我们要找到目标设备所在的网络层地址；其次，我们还要知道目标设备所拥有的MAC地址。我们知道在自己的ARP缓冲区 （ARP Cache），每台主机都会建立一个存放有本局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表，这些地址作为主机目前所已知的地址。ARP 协议的主要作用就是为了查询MAC地址而利用与其对应的IP地址进行工作，这样把MAC地址与IP地址相配对，就可以保证网络通讯的顺利进行，为设备之间的联络搭建桥梁。

假设有两台主机：

甲： 硬件地址 XX：XX：XX：XX：XX：XX IP地址 192.168.0.1

乙： 硬件地址 YY：YY：YY：YY：YY：YY IP地址 192.168.0.2

第一种情况：如果目标设备与源设备在局域网的同一VLAN段，但是主机甲之前并没有与主机乙建立连接，当然它就不具有主机乙的IP地址，当主机甲需要与主机乙建立连接时，它首先会在自己的ARP列表中找寻是否有主机乙的IP地址。也可以说是源设备便会通过第二层广播形式进行ARP 请求报文的发送，此报文的发送含有源设备IP 地址以和目标设备IP 地址信息内容，也就是当主机乙的IP地址存在时﹐就会在ARP高速缓存中查出乙所对应的硬件地址，然后再把这个硬件地址写入MAC帧，源目标设备发出的报文会被全网段的主机接收，当收到报文信号时，主机会将所收到的IP地址与自己的相比较，看是否一致，若一致，则将自己的信息反馈到源目标设备处。处于是源设备也就是此处的电脑甲便找到了它所对应的目标设备的MAC地址；最后通过局域网把该MAC帧发往此硬件地址；第二种情况：目标设备与源设备不在同一网段。这样的话，源主机首先会对所要发送到的IP地址进行分类，并除去与自己处于同一网段的IP地址，并向其他的网段发送报文，缺省网关收到信息后将信息转发给下层的主机。通过这样的办法以达到计算机的集成化处理，更加方便了操作者的使用。

三、结束语

计算机网络技术正在以日新月异的速度飞速发展，网络的在操作上的方面快捷和安全性也受到了人们的广泛关注，在集成化网络的研究中，多种的解决方案也被广泛的提出和应用，实际相结合，联系计算机网络的具体情况是解决相关问题的关键手段。经过对计算机网络全面的考察和深入的分析，以交换机端口和MAC绑定的方式，被认为是一种有效的解决方案。MAC地址子层位于OSI参考模型的第二层—数据链路层，负责控制与连接物理层的物理介质，是交换机提供主要的工作场地，一般应用于两个或者两个以上以太网段连接的情况。通过不断的完善云计算的方式，也在很大程度上提高了计算机网络集成化的水平，进一步提升了计算机网络技术。

参考文献

[1] 陆育锋、管尊友等.计算机系统集成的实施与管理[J]，计算机时代，2007，2（9） ：12-14

[2] 黄先刚.系统集成策略及运作方案网络安全技术与应用[J]，网络安全技术与应用，2004，3（4）：33-35