關(guān)于數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn)

王磊， 王兆宇， 劉曉丹

(1. 陜西廣播電視大學 信息與智能技術(shù)學院, 西安 710119； 2. 西安郵電大學 計算機學院，西安 710119)

0 引言

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展和完善促進了信息資源的有效傳播及共享，帶來了極大的便利，隨著互聯(lián)互通系統(tǒng)架構(gòu)的不斷豐富，是其在計算機網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)勢得以充分展現(xiàn)出，市場應(yīng)用前景廣闊，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用研究將更加深入，已成為當前研究的熱點之一，需通過充分融合先進的技術(shù)手段對計算機網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行完善。

1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述

1.1 需求分析

目前計算機應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中，導致其安全性受到挑戰(zhàn)，且管理難度不斷增加，因此設(shè)計計算機網(wǎng)絡(luò)時需滿足:(1)高性能，計算機網(wǎng)絡(luò)需使用支持線速交換的骨干交換設(shè)備，并能夠保證數(shù)據(jù)交換的無阻塞進行。(2)高質(zhì)量，對關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量提供保證，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流通常包含多樣化的形式，關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)流量高峰期時段，其所需的響應(yīng)時間將會延長，因此為提高傳輸關(guān)鍵業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，高性能網(wǎng)絡(luò)需具備QOS 技術(shù)。(3)網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)病毒是構(gòu)成計算機網(wǎng)絡(luò)安全威脅的重要因素之一，有采取有針對性的手段禁止特定病毒的傳播。(4)組網(wǎng)技術(shù)需具備較高的成熟度和先進性，發(fā)展空間大[1]。

1.2 技術(shù)應(yīng)用

關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)容量通常較大，其內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn)大量可描述性數(shù)據(jù)的存儲，有助于對計算機網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計和完善，數(shù)據(jù)整合與傳播由計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供，全部信息的錄入則通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，進而使發(fā)現(xiàn)并解決問題的時間得到有效縮短，網(wǎng)絡(luò)拓撲映像如圖1所示[2]。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本原理如圖2所示。

圖2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用原理

計算機網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計需具備完整的編程手段工具以便滿足對復雜數(shù)據(jù)進行有效管理等需求，目前在關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)中以 C 語言為代表的編程技術(shù)具備較高的可實現(xiàn)性，本文據(jù)此完成計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。DOBC具備開放數(shù)據(jù)庫連接性，為確保多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫機制操作的實現(xiàn)，在對其進行實際定義時，可采用數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)，并且通過連接數(shù)據(jù)訪問接口操控嵌入式數(shù)據(jù)庫，通過編程結(jié)合Access的使用完成相應(yīng)程序的操作，此外對于需使用多個 數(shù)據(jù)訪問對象的網(wǎng)絡(luò)，可將數(shù)據(jù)訪問對象連接為一個協(xié)同體系，從而實現(xiàn)對操作方法的優(yōu)化過程。在實際的計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，通過一些輔助管理軟件的應(yīng)用(尤其是脫離數(shù)據(jù)庫的輔助軟件)，優(yōu)化、清晰設(shè)計工作，可顯著提高強數(shù)據(jù)庫的獨立性，為數(shù)據(jù)管理提供更好的服務(wù)。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

為了能夠?qū)υO(shè)備運行的穩(wěn)定性提供最大限度的保證，因此對網(wǎng)絡(luò)的控制需以設(shè)備層結(jié)構(gòu)的總線型為依據(jù)，以便提高其應(yīng)用范圍的靈活性和有效性[3]。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫以有效性應(yīng)用為基礎(chǔ)，在進行軟件設(shè)計時需適當?shù)慕Y(jié)合對象技術(shù)，有針對性的使數(shù)據(jù)集的相應(yīng)功能得以逐步實現(xiàn)；此外對于數(shù)據(jù)庫中的不合理產(chǎn)品，在綜合事務(wù)的有效性處理要求基礎(chǔ)上及時給予糾正，重視數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開放性與可擴展性等性能，數(shù)據(jù)庫整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫的工作結(jié)構(gòu)清晰、簡潔，設(shè)備配置協(xié)議的錄入可輕松實現(xiàn)，協(xié)議數(shù)量對工作的難易程度并不會造成影響，使計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的可操作性得到顯著提高。數(shù)據(jù)庫訪問對象的確定需結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計形式，該類設(shè)計在訪問系統(tǒng)功能的完善上，一般結(jié)合計算機關(guān)系數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)，開放性數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)訪問環(huán)節(jié)中以鏈接驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用為重點，提供數(shù)據(jù)庫機制，通常通過C語言編程的使用完成訪問工作，根據(jù)具體的訪問對象實現(xiàn)應(yīng)用環(huán)節(jié)良好的協(xié)同性[4]。

3 基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的實現(xiàn)

在計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理中，可擴展標記語言(XML)已成為一種表示與交換數(shù)據(jù)的新標準，主要功能在于描述數(shù)據(jù)本身意義，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實體間復雜嵌套關(guān)系的鏈接。XML能夠?qū)﹃P(guān)系與對象數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行詳細表示，同時能對半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(如Web 數(shù)據(jù))予以表示。在計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的重點在于數(shù)據(jù)的存儲與轉(zhuǎn)換。

3.1 存儲功能的實現(xiàn)

3.1.1 結(jié)構(gòu)映射

可擴展標記語言(XML)中的文件類型定義(DTD)復雜程度較高，需先對DTD進行簡化并生成DTD圖，簡化方式通常包括：對于層次嵌套關(guān)系(大屏DTD內(nèi))進行平面化變換，轉(zhuǎn)換到非嵌套定義；對多個一元操作(具有連續(xù)性)進行簡化變換，即將其向一個一元操作轉(zhuǎn)換；聚集變換多個子元素(集合名稱相同)從而使其構(gòu)成一個子元素。

在簡化的基礎(chǔ)上，完成DTD圖向關(guān)系模式的映射：共享內(nèi)聯(lián)法，為DTD節(jié)點(包括節(jié)點“幸”的子節(jié)點；元素節(jié)點表現(xiàn)為入度大于1或入度等于0；互為遞歸的元素節(jié)點中的一個)生成獨立的關(guān)系；綜合內(nèi)聯(lián)法，在父節(jié)點生成的關(guān)系表中，除直接后繼節(jié)點外(帶回路、“}”或“+”)，內(nèi)聯(lián)其與入度皆超過1的元素節(jié)點[5]。

3.1.2 模型映射實現(xiàn)

可擴展標記語言文檔的存儲具體可使用的方法包括：(1)Edge法，將可擴展標記語言文檔當做圖形結(jié)構(gòu)進行處理，在關(guān)系表 Edge 中完成其全部邊界(各圖邊界均表示為圖中元組)的存儲，目標節(jié)點的區(qū)分通過flag實現(xiàn)，source 用于源節(jié)點的存儲，target字段用于目標節(jié)點標識符的存儲，target 節(jié)點的全部孩子中的位置通過ordinal反映；(2)XRel方法，XRel模式的關(guān)系表組成如圖4所示。

圖4 XRel存儲模式

可存儲全部可擴展標記語言信息，將可擴展標記語言文檔樹分解為多個路徑表達式，單個簡單路徑表達式會因為樹中多個節(jié)點具有相同路可能性的存在，而難以實現(xiàn)所有可擴展標記語言文檔樹信息的存儲；(3)XParent 法(包含4各關(guān)系表)，獨立文本數(shù)據(jù)路徑，存儲模式如圖5所示[6]。

圖5 XParent 存儲模式

3.2 轉(zhuǎn)換功能的實現(xiàn)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖

具體可分為數(shù)據(jù)庫同步系統(tǒng)(基于XML)的初始化流程(1)先定義模式映射使用XSD 格式完成，實現(xiàn)目標數(shù)據(jù)庫到可擴展標記語言XML的模式映射的建立，XSD 可提供比DTD更好的類型定義，在網(wǎng)絡(luò)中更易實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的標準化，在數(shù)據(jù)信息與控制信息傳輸過程中確保其全部為 XML 格式信息。(2)同構(gòu)模式映射文件生成后，綁定同步代理模塊，為以后導入 XML 提供參照。(3)在目標數(shù)據(jù)庫中同本庫中通過源數(shù)據(jù)庫的使用，完成數(shù)據(jù)模式的對比，判斷需要同步的表結(jié)構(gòu)，從而完成異構(gòu)模式映射文件(表示兩端數(shù)據(jù)模式映射關(guān)系)的創(chuàng)建；執(zhí)行同步任務(wù)環(huán)節(jié)：(4)根據(jù)同步代理模式的任務(wù)，通過同步代理映射源數(shù)據(jù)生成一條 SQL 查詢(對源數(shù)據(jù)庫)，任務(wù)需要的所有同步數(shù)據(jù)皆可通過該查詢獲取；(5)將SQL查詢結(jié)果通過同步代理實現(xiàn) XML 格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換(根據(jù)模式映射的定義)并寫入對應(yīng)文件中；(6)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)侥繕藬?shù)據(jù)庫；(7)由目標數(shù)據(jù)庫將 XML 數(shù)據(jù)通過同步代理導入至數(shù)據(jù)庫內(nèi)[7]。

4 總結(jié)

在計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中應(yīng)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對于數(shù)據(jù)庫設(shè)備配置協(xié)議可實現(xiàn)有效錄入，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫編程(結(jié)合C語言編程)，本文從計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的需求出發(fā)，對在設(shè)計中應(yīng)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的功能與原理進行分析，在此基礎(chǔ)上完成具體的軟硬件設(shè)計的設(shè)計，在設(shè)計過程中為實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的存儲與轉(zhuǎn)換功能，結(jié)合 XML 語言完成，從而在計算機操作更加便利的基礎(chǔ)上，提高計算機運行的穩(wěn)定性和可靠性，加強信息的流通。