提高通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法探析

【摘要】隨著科技的發(fā)展和時代的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)也飛速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)逐漸深入到社會的各個領(lǐng)域和我們的工作生活中。但是，即使已經(jīng)得到了充分的運用并取得了很大的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)還是存在很多的缺陷，例如經(jīng)常會產(chǎn)生通信中斷、設(shè)備故障等現(xiàn)象。這些都對用戶的使用造成了一定的干擾。所以，為了保證通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，必須盡快解決這些問題。本文以南京電信六合分公司為例，總結(jié)出提高通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的有效方法。

【關(guān)鍵詞】通信網(wǎng)絡(luò);可靠性;探討

一、引言

因運行機(jī)制還不夠完善，所以在通信網(wǎng)絡(luò)運行的過程中，常常會出現(xiàn)設(shè)備故障、通信中斷等問題，這就對用戶的正常使用造成了很大的困擾，也大大降低了通信網(wǎng)絡(luò)自身的可靠性。通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是整個通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能否得到發(fā)展的重要影響因素，所以，提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性就成為了當(dāng)下亟待解決的重大課題。

二、通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的分析

（一）概念

我國對產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行了嚴(yán)格的定義，即產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時間區(qū)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。根據(jù)這一定義可知，其中包含著產(chǎn)品、規(guī)定條件等幾項要素。

作為系統(tǒng)，通信網(wǎng)絡(luò)和一般產(chǎn)品相比，既有共性也有區(qū)別。針對這一概念，研究人員從不同的角度提出了不同的定義?；驈?qiáng)調(diào)生存性，或強(qiáng)調(diào)可用性，卻都不夠全面。而可靠性這一定義，將幾項要素都囊括其中，與產(chǎn)品的可靠性更加契合，并且充分表現(xiàn)出了其自身的特點。

（二）可靠性的影響因素

通信網(wǎng)絡(luò)是一個復(fù)雜的工程，其可靠性的影響因素有很多，概括起來有內(nèi)部因素和外部因素兩種。內(nèi)部因素是指設(shè)備的情況、網(wǎng)路的設(shè)計組織和管理等;外部因素是指其依靠的外部環(huán)境。通過長期的觀察，并把理論和實踐相結(jié)合，總結(jié)出了一些通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素，例如，構(gòu)成部件的情況、通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞質(zhì)量、通信網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境等。

三、增強(qiáng)可靠性的方法和措施

（一）加強(qiáng)隔離故障和自我恢復(fù)的能力

隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，其軟件功能也越來越多。對于通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性來說，軟件的架構(gòu)可靠性也十分重要。若一個軟件的架構(gòu)質(zhì)量無法保證，其設(shè)備的整體可靠性也就無從談起。軟件的開發(fā)和應(yīng)用必然會產(chǎn)生各種各樣的故障，在如此復(fù)雜的軟件系統(tǒng)里，即使再有經(jīng)驗的程序員也無法保證萬無一失;即使外在的硬件條件已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定，遇到軟件故障，也一定會出現(xiàn)運行異常。在設(shè)備不能正常運行的情況下，要提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，就一定要更全面的考慮每個環(huán)節(jié)，尤其是設(shè)計過程中的網(wǎng)絡(luò)故障隔離和自我恢復(fù)更要注意。在發(fā)生故障時，可以利用Linux系統(tǒng)架構(gòu)，盡量將故障的危害降低到最小。Linux系統(tǒng)是用戶態(tài)程序，每個程序都有自己獨立的進(jìn)程空間，即使在運行過程中，某個程序崩潰無法繼續(xù)運作，也不會干擾到其他程序。OSPF和IS-IS都是獨立的用戶態(tài)程序，在特殊的狀況下，OSPF進(jìn)入的分支，在處理過程中會出現(xiàn)某些故障，這就會導(dǎo)致整個OSPF進(jìn)行的中斷，而IS-IS作為獨立的路由協(xié)議，有自己相對獨立的進(jìn)程空間，即使在這種情況下，也不會受到任何影響，仍然可以繼續(xù)運行。另外一種程序，SCM子進(jìn)程也是用戶態(tài)程序，它可以和所有的子進(jìn)程取得聯(lián)系，當(dāng)某用戶的程序發(fā)生故障，它可以第一時間感知，并主動回收資源，之后重新開始這一程序，可以使整個系統(tǒng)以最快的速度恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，以保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

（二）對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和更新

一般來說，大規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)可以分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點也可以分為接入節(jié)點和核心節(jié)點，通信網(wǎng)絡(luò)的骨干是核心層，需要以永續(xù)性和高速的數(shù)據(jù)交換為支撐，其負(fù)載量比較大，既可以運用多核心技術(shù)，也可以運用雙核心技術(shù)。對于單獨的設(shè)備來說，最好選擇可靠性較高和交換性能也比較好的設(shè)備，從而降低核心配置的復(fù)雜程度，使出錯概率也大大降低。原本是通過接入網(wǎng)和城域網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)，從而建立網(wǎng)絡(luò)的可靠性的。IP城域網(wǎng)可以分為城域骨干網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)，而城域骨干網(wǎng)是由核心層和業(yè)務(wù)接入控制層組成，寬帶接入網(wǎng)是由匯聚層和接入層組成。核心層和業(yè)務(wù)控制層都需要配以合適的設(shè)備，例如業(yè)務(wù)控制層需要配以Bras和SR設(shè)備，只有這樣才可以得到完美的工作效果。接入網(wǎng)的核心是匯聚交換機(jī)，其是由EPON、接入點園區(qū)交換機(jī)以及接入點DSLAM組成。而交換機(jī)又有許多不同的類型，例如華為S9306等，需要使用者經(jīng)過反復(fù)斟酌，選出最合適的進(jìn)行配置，以達(dá)到最佳工作效果。在此過程中城域網(wǎng)為骨干網(wǎng)，起到核心作用。它的維護(hù)和管理工作都比較復(fù)雜。但是，其可以選擇的接入層有很多，使其配置工作可以較易完成，進(jìn)而成功簡化了通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，并且提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

（三）充分運用差錯控制技術(shù)

種子通信網(wǎng)絡(luò)在信息的傳輸過程中，由于容易受到自身傳輸特征和噪聲的影響，網(wǎng)絡(luò)信號并不穩(wěn)定，接收端也容易出現(xiàn)錯誤代碼。無線通信和有線通信相比較，耗費時間更長、出現(xiàn)錯誤代碼的頻率也更高，所以它的通信質(zhì)量往往得不到保證。為了提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，需要設(shè)計合理的基帶信號，并采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)方法。值得注意的是，如果沒有運用差錯控制技術(shù)來增強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，僅僅使用個別方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，也無法達(dá)到理想的結(jié)果。

常用的差錯控制技術(shù)方式共有以下幾種：一是FEC，以糾錯碼為編碼，在接收端就能感應(yīng)到差錯，并且可以精確的發(fā)現(xiàn)錯誤所在的位置，及時作出改正，這種控制方式速度快，耗費時間短，對反饋信道也沒有要求。但是需要比較復(fù)雜的譯碼設(shè)備。所以比較適合那些對速度要求比較嚴(yán)格或者錯誤型的網(wǎng)絡(luò)信號通道;二是ARQ，以檢錯碼為編碼，這種方式所使用的譯碼設(shè)備簡單，但是實時性較低，對反饋道具也有嚴(yán)格的要求，所以適合于容易突然出現(xiàn)錯誤或者干擾因素比較多的環(huán)境;三是HEC，以糾刪碼為編碼，優(yōu)點是多差錯的控制能力比較強(qiáng)，缺點是所用設(shè)備復(fù)雜，對反饋道具也有一定的要求，比較適合缺乏實時性而且糾錯能力不強(qiáng)的環(huán)境。一般來說，如果發(fā)送端有一定的糾錯能力，當(dāng)數(shù)據(jù)最后傳輸?shù)浇邮斩?，發(fā)送端會對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有錯誤，并且還沒有超過糾錯力，就會自動對其進(jìn)行糾錯;但如果超出了發(fā)送端的糾錯力，接收端就會產(chǎn)生反饋信息，要求發(fā)送端重新進(jìn)行發(fā)送。這三種方式各有自己的優(yōu)缺點以及適合自身使用的范圍，在使用時，應(yīng)該認(rèn)真根據(jù)實際情況，選擇最合適的控制方式。

（四）增強(qiáng)節(jié)點或者設(shè)備的可靠性

對于網(wǎng)絡(luò)可靠性而言，網(wǎng)絡(luò)的連通性是至關(guān)重要的。一旦網(wǎng)絡(luò)的連通性降低，那么不管采取什么措施都是無效的，不論是采取通信協(xié)議還是維護(hù)策略，都只會造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞，各種性能指標(biāo)的下降，最終導(dǎo)致QOS的下降。造成通信網(wǎng)絡(luò)連通性降低的原因有很多，其中最主要的就是節(jié)點失效和鏈路失效，而和鏈路失效相比，節(jié)點失效的影響往往是更嚴(yán)重的。所以，如果想提高通信網(wǎng)絡(luò)連通性，最直接有效的辦法就是提高節(jié)點或者設(shè)備的可靠性。

一般來說，通信網(wǎng)絡(luò)所用的設(shè)備都是電子設(shè)備，而最容易影響這些電子設(shè)備可靠性的因素是元器件的可靠性、使用環(huán)境和操作使用等幾個方面。提高電子設(shè)備可靠性的方法主要有以下幾種：在達(dá)到指標(biāo)要求的情況下盡量簡化設(shè)計;重要部件和易損部件都進(jìn)行備份;對元器件的選擇更加嚴(yán)格;采取避錯設(shè)計、差錯設(shè)計等方法增強(qiáng)軟件的可靠性。

四、總結(jié)

作為通信網(wǎng)絡(luò)最重要的屬性，因為通信技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，可靠性存在的問題也表現(xiàn)的越來越明顯。只有找到有效的方式解決這些問題，才能更好的保障通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。當(dāng)下，為了保證網(wǎng)絡(luò)通信的質(zhì)量，對網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求也越來越高。希望本次研究能夠?qū)μ岣咄ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的可靠性能夠有所幫助。

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作者簡介： 柯長田（1976—），男，數(shù)據(jù)維護(hù)支撐工程師，研究方向：區(qū)縣農(nóng)村電信有線寬帶高效維護(hù)。