计算机结课论文

计算机网络结课论文

学院 中国矿业大学徐海学院

姓名 潘 传 超

班级 信息工程12-2

学号 ******** 1

信息工程12-2潘传超 计算机网络结课论文

计算机网络

网络是由节点和连线构成，表示诸对象及其相互联系。在数学上，网络是一种图，一般认为它专指加权图。网络除了数学定义外，还有具体的物理含义，即网络是从某种相同类型的实际问题中抽象出来的模型。在计算机领域中，网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台，通过它把各个点、面、体的信息联系到一起，从而实现这些资源的共享。

目 录 1.0简介 1.1 计算机领域 1.2 诞生 1.3 云计算 1.4大数据 1.5无线传感器网络

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1.0简介

网络是由节点和连线构成，示诸对象及其相互联系。用数学定义，网络是一种图，一般认为它专指加权图。物理含定义，即网络是从某种相同类型的实际问题中抽象出来的模型。

计算机领域 计算机网络

网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台，通过它把各个点、面、体的信息联系到一起，从而实现这些资源的共享。网络原指用一个巨大的虚拟画面，把所有东西连接起来，也可以作为动词使用。网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的。凡将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路而连接起来，且以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络资源共享的系统，可称为计算机网络。它是人们信息交流使用的一个工具。作为网络工具，它会越来越好用的，功能也会越来越多，内容也会越来越丰富。网络会借助文字阅读、图片查看、影音播放、下载传输、游戏、聊天等软件工具从文字、图片、声音、视频等方面给人们带来极其丰富和美好的使用和享受。网络也是一个资源共享的

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通道，但它毕竟是人类的一个工具。相信有一天，网络会借助软件工具的作用带给人们极其美好甚至超越人体本身所能带来的感受。比如借助软件工具让人以极其真实的外貌、感觉进入网络平台、感受生老病死、游戏娱乐、结婚生子等。但这些只是丰富了人们的生活而不能取代人们的生活，它只能模仿人的感受而不能取代人的感受。网上可以直接实现虚拟产品的交易，如文字、影音的购买、发送、传输、接收。但实物哪怕芝麻大点的东西也必须依靠人来送达，这就是网络发展的极限性。它可以在虚拟和感觉方面超越人，但永远不会在实体感受方面取代人类。

网络一词有多种意义，可解作几种内容：

1、电路或电路中的一部分。汉语中，“网络”一词最早用于电学《现代汉语词典》（1993年版）做出这样的解释：“在电的系统中，由若干元件组成的用来使电信号按一定要求传输的电路或这种电路的部分，叫网络。”

2、流量网络（Flow Network）也可以简称为网络(Network)。一般用来对管道系统、交通系统、通讯系统来建模，有时特指计算机网络(Computer Network)，或特别指有其中的互联网(Internet)由有关联的个体组成的系统，如：人际网络、交通网络、政治网络。

3、由节点和连线构成的图，表示研究诸对象及其相互联系。有时用的带箭头的连线表示从一个节点到另一个节点存在某种顺序关系。在节点或连线旁标出的数值，称为点权或线权，有时不标任何数。用数学定义，网络是一种图，一般认为它专指加权图。物理定义，网

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络是从某种相同类型的实际问题中抽象出来的模型。习惯上就称其为什么类型网络，如开关网络、运输网络、通信网络、计划网络等。总之，网络是从同类问题中抽象出来的用数学中的图论来表达并研究的一种模型。

4、比喻性的泛化的意义，如“人际关系网络”、“信息交流网络”等，这种意义下，常说成“网”。

5、一般指“三网”：电信网络、有线电视网络、计算机网络。狭义的含义即因特网。

6、抽象意义上的网络。比如城市网络、交通网络、交际网络等。 计算机网络是用通信线路和通信设备将分布在不同地点的多台自治计算机系统互相连接起来，按照共同的网络协议，共享硬件、软件，最终实现资源共享的系统。

但和人们生活密不可分的是计算机网络，一般人对网络的理解都是关于计算机网络。

诞生

网络的诞生使命：通过各种互联网服务提升全球人类生活品质。 让人类的生活更便捷和丰富，从而促进全球人类社会的进步。并且丰富人类的精神世界和物质世界，让人类最便捷地获取信息。找到所求，让人类的生活更快乐。

与很多人的想象相反，Internet并非某一完美计划的结果。Internet的创始人也绝不会想到它能发展成如今的规模和影响！在Internet面世之初，没有人能想到它会进入千家万户，也没有人能想到它的商业

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用途。 1.3大数据

对于今天的数据中心而言，数据中心内部东西走向的流量已经远远甩开了外部南北走向的流量。而在可预见的数年内，这种趋势将愈演愈烈。据相关资料显示，未来五年内全球数据中心总流量将增长三倍，近80%的流量在数据中心内部产生，其中大部分是由虚拟化环境中的存储、生产和开发数据生成。

面对如火如荼的大数据，北卡罗来纳州立大学高级分析研究所执行董事Michael Rappa 认为：商业模式规定了公司在价值链中的位置，指导着公司如何赚取剩余价值。目前，在大数据产业链上有三类大数据公司：基于数据本身的公司(数据拥有者)：拥有数据，不具有数据分析的能力;基于技术的公司(技术提供者)：技术供应商或者数据分析公司等;基于思维的公司(服务提供者)：挖掘数据价值的大数据应用公司;不同的产业链角色有不同的盈利模式。

对此，华为中央研究院符海芳认为大数据要想落地，必须有两个条件：一是丰富的数据源，二是强大的数据挖掘分析能力。目前，IT领域软件开源盛行，逐步降低了分析技术的门槛。很多企业在大数据战略上受挫，就是因为数据源匮乏。企业要想在大数据时代领先，必须多方合作等方式获取更多的数据，这是大数据的基础，也是大数据战略成败的核心。

华为在IT基础设施领域拥有包括计算、存储和网络在内的全方位产品，可以提供整体的大数据解决方案。正如前文报告所言，

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数据中心流量的增长是由数据的存储与生产产生，但是如何快速传递处理这些数据还是要通过网络产品来实现。

去年，华为CE12800核心交换机以领先的单框48T容量向业界投入了一颗重弹，华为将CE12800定义为满足数据中心未来十年扩展能力的产品。在推出不到一年的时间内，累计销售已超过三百套。而随着CE12816的推出，华为已经将单框容量提升到了64T。而华为在近期发布的S12700敏捷交换机，则将软件定义网络的特性第一次引入了园区网，其一网双平面的设计也保证了用户的平滑切换。三家评测机构Miercom、Trolly以及工信部传输所认为S12700是业界第一款支持SDN的全可编程敏捷交换机，在SDN完全可编程增强功能测试中，S12700支持可编程设置，对数据报文进行自定义封装，基于任意自定义字段修改和转发处理。

对于大数据概念中广泛的非结构化数据价值，通常需要大量的服务器集群通过高速的以太网连接进行并行分析计算。这其中要涉及到三个步骤：将数据分发到多个节点;并行分析数据;数据整合。而在这一拆分合并的过程中，大数据分析可能会给底层网络带来巨大的负担，即使是最强大的服务器集群，数据处理速度也只是在其网络和服务器间传输数据速度等同。Facebook的研究资料表明，其数据传输阶段所占用的时间是总运行时间的三分之一。而在其他大部分场景中，数据传输阶段要占用总运行时间的一半以上。显然，如果可以解决传输阶段的等待时间则可以有效的提高大数据的分析速度。

软件定义网络的理念可以很好的解决这个问题。以

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OpenFlow为例，其将网络设备控制面与数据面分离，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。SDN按需配置这一特性有效的解决了大数据分析中的一大挑战，既大部分服务器或虚机要花费许多时间等待大量的数据进行拆分合并的过程。通过SDN，网络可以在这个拆分合并的操作过程中，创建最优的路径和按需扩展的容量，从而有效的降低等待时间以加快整体的处理速度。这种软件定义网络的智能性最关键的一点是网络可以感知应用。借助SDN控制器，可以实时了解全网的状态和资源利用率，其可编程的特性可以为应用进行量身设计。

SDN敏捷交换机在为最终用户创造巨大价值的同时，也为华为的合作伙伴提供了增值转型的空间。华为敏捷交换机平台提供如华为AR G3路由器上的OSP开放业务平台，作为华为eSDK的一部分，未来将开放更多的接口给合作伙伴和最终用户，其完整的可编程特性为网络业务的发展提供了无线可能。

在大数据为计算和存储带来强劲冲击的同时，华为在网络业界也已点起了战火。 1.5无线传感器网络 1 .1定义

就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。 1.2发展历史

早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、

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连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。 1.3组成

一个无线传感器网络通常包括三要素，即传感器、感知对象和观察者。传感器由电源、感知部件、嵌人式处理器、存储器、通信部件和软件等几个部分组成，这些部分相互协调，共同完成对外界信息的感知功能;感知对象是无线传感器网络的监测目标;观察者是无线传感器网络的用户，是传感信息的接收者和应用者。 1.4特点

(1)自组织。传感器网络系统的节点具有自动组网的功能，节点间能够相互通信协调工作。(2)多跳路由。节点受通信距离、功率控制或节能的限制，当节点无法与网关直接通信时，需要由其他节点转发完成数据的传输，因此网络数据传输路由是多跳的。(3)动态网络拓扑。在某些特殊的应用中，无线传感器网络是移动的，传感器节点可能会因能量消耗完或其他故障而终止工作，这些因素都会使网络拓扑发生变化。(4)节点资源有限。节点微型化要求和有限的能量导致了节点硬件资源的有限性。

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2无线传感器网络的应用

无线传感器网络虽未形成大规模的市场应用，但拥有十分广阔的前景，在军事、国防、环境监测、医疗卫生、建筑物监测等等许多领域都有重要的研究价值和巨大的实用价值，被誉为对十一世纪产生巨大影响力的技术之一。 2.1军事应用

同很多高科技技术一样，，无线传感器网络的产生也是源于网络在军事应上的需求，无线传感器网络本身的概念更贴近其在军事上的应用。无线传感器网络在战场上的应用主要是信息搜集、跟踪敌人、战场监测、目标分类。

无线传感器网络由低成本、低功耗的密集型节点构成，拥有自组织性和相当的容错能力，即使部分节点遭到恶意破坏，也不会导致枯个系统的崩溃，正是这一点保证了无线传感器网络能够在恶劣的战场环境下工作，从而最大程度地减少伤亡，同时提供准确可靠的信息传输。

在和平年代，主要用于国士安全保护、边境监视等应用。例如，在保护国土、防止人侵的时候，用成千上万的传感器节点代替原来的地雷埋设，用地雷埋设的方法会对自身构成巨大威胁，用传感器通过对声音和震动信号的分类分析的方法，探测敌方的人侵。

2.2环境农业应用

无线传感器网络在环境方面也有相当广泛的应用。例如:对鸟类、

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小型动物生活规律的观测和种群复杂度的研究，天气预报和天象现象的观侧，农作物灌溉情况，土壤温度情况，肥料含量、光照强度等的监视，森林火情监控等等。

这类无线传感器网络一般需要具备部署简单，便宜，长期不需要更换电池，无需派人现场维护等特点。一般是一次性产品，传感器也需要具备适应野外环境的能力，由于长时间不更换电池，系统必须要低功耗工作，或者从环境中寻求一定能力补给手段，譬如使用太阳能电池。

2.3医疗应用

无线传感器网络在医疗方面也日渐发挥作用。通过在病人或易发病人身上佩戴一些血压、脉搏、体温等微型无线传感器，通过住宅内的传感器网关，医生可以从医院里远程监视这些测试人群的健康状况，通过这种方法，还可以对一些高危病人进行24小时病情检测，而不妨碍病人的日常起居和生活质量。

还有一种方式，通过在人体器官中植人一些微型传感器或吞服的方式让传感器进入人体，随时观测器官的生理状态，可以发现器官的功能恶化，及时采取治疗措施从而挽救病人生命。 2:4城市及城市管理

结构安全检测在国外称之为SHM。目前一般通过在结构体上安置传感器进行结构检测，广泛应用在结构安全监测上的传感器是MEMS加速传感器。同样，可以在建筑物内不知图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器，发现异常事件及时报警，自动启

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动应急措施。

2.5无线传感器网络技术实际应用的制约因素

(1)成本。传感器网络节点的成本是制约其大规模广泛应用的重要因素，需要根据具体应用的要求均衡成本、数据精度及能量供应时间。(2)能耗:大部分的应用领域需要网络采用一次性独立供电系统，因此要求网络工作能耗低，延长网络的生命周期，这是扩大应用的重要因素,(3)微型化。在某些领域中，要求节点的体积微型化，对目标本身不产生任何影响，或者不被发现完成特殊的任务。(4)移动性。在某些特定应用中，节点或网关需要移动，导致在网络中快速自组织上存在困难，该因素也是影响其应用的主要问题之一。(5)硬件安全。在一些环境中，例如海洋、化学污染区、水流中、动物身上等，对节点的硬件要求很高，需防止受外界的破坏、腐蚀等。 3无线传感器网络未来展望

无线传感器网络有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来还将在许多新兴领域体现其优越性，如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见，将来无线传感器网络将无处不在，将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连，实现远距离跟踪，家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不人的十分庞大的网络，其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。

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4结语

本篇文章从网络的定义出发，叙述了网络的诞生，大数据的特点，无线网络传感器的发展历史及组成特点，文章大部分的篇幅用在传感器的几个应用上面。云计算，无线传感器在应用上还存在一些制约，相信在未来发展的道路上能够有好的解决方案，这些难点也为科研人员指明了研究方向。

【论文关键词】无线传感器；网络应用；大数据；无线传感技术；未来展望

【论文摘要】本文从网络的定义出发，简单阐述网络的组成和介绍无线网络的发展历史，介绍了大数据，并用几个实例展示无线传感器网络的具体应用，最后展望了无线传感器网络的发展前景。

参考文献：网络，云计算网站文章，百度百科网络，论文网无线传感器应用，其他参考资料大数据。

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