基于智能計算的計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性分析

摘 要：當(dāng)今社會是一個信息化社會，網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用已經(jīng)遍及生產(chǎn)、生活、科研等各個領(lǐng)域，計算機網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一種趨勢，計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性研究也越來越得到計算機業(yè)界的廣泛重視。本文主要論述了智能粒度計算分割理論方法，采用動態(tài)數(shù)組分層實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集運算，闡述了計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性分析的手段。

關(guān)鍵詞：智能算法；計算機網(wǎng)絡(luò)；可靠性分析

中圖分類號：TP393.08

1 影響計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素

1.1 用戶設(shè)備。用戶設(shè)備是提供給用戶使用的終端設(shè)備，其功能是否可靠深刻影響著用戶的使用感受，而且還會對計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性產(chǎn)生重要影響。確保用戶終端在使用過程中的可靠性是計算機網(wǎng)絡(luò)運行過程中日常維護的重要組成部分，用戶終端的交互能力越高，其網(wǎng)絡(luò)就越可靠。

1.2 傳輸交換設(shè)備。傳輸設(shè)備包括了傳輸線路和傳輸設(shè)備，在實踐中，如果是由于傳輸線路原因造成的計算機網(wǎng)絡(luò)故障，一般是比較難以發(fā)覺的，有時候為了找出這一故障原因所在，所需要耗費的工作量是比較大的。所以，在安裝傳輸設(shè)備的時候要采用標(biāo)準(zhǔn)化的通信線路和布線系統(tǒng)，而且要充分考慮到冗余和容錯能力，以最大程度保障網(wǎng)絡(luò)的可靠性。在條件允許的情況下，最好采用雙成線布線方式，以便在出現(xiàn)故障的時候可以切換網(wǎng)絡(luò)線路。

1.3 網(wǎng)絡(luò)管理。在一些比較大型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備結(jié)構(gòu)中，所使用的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和設(shè)備都是不同的生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的，規(guī)模比較大，結(jié)構(gòu)也相對比較復(fù)雜。提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，可以保證信息傳輸具備完整性、降低信息丟失的發(fā)生率、減少故障及誤碼的發(fā)生率。提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性需要采用先進的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)對運行中的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進行實時采集，并排除存在的故障。

1.4 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指采用傳輸介質(zhì)將各種設(shè)備相互連接布局起來，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間在物理上的相互連接。計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系到整個網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃結(jié)構(gòu)，是關(guān)系到計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要決定因素之一。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的性能主要受到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶分布和傳輸介質(zhì)等因素的影響。隨著人們對網(wǎng)絡(luò)性能要求的提高，現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)需要滿足更多的要求，比如容錯直徑、寬直徑、限制連通度、限制容錯直徑等等。這些參數(shù)更加能夠精確的衡量計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性和容錯性，以實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的科學(xué)性和可靠性。

2 基于智能計算的網(wǎng)絡(luò)可靠性分析

2.1 基于智能計算的網(wǎng)絡(luò)可靠性概念。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成部分包括了節(jié)點和連接節(jié)點的弧，節(jié)點又可以分為輸入節(jié)點（只有輸出弧但沒有節(jié)點屬于輸入弧的）、輸出節(jié)點（只有輸入弧而沒有輸出弧的節(jié)點）和中間節(jié)點（非輸入、輸出節(jié)點）；網(wǎng)絡(luò)又可以分為有向網(wǎng)絡(luò)（全部都是由有向弧組成的網(wǎng)絡(luò)）、無向網(wǎng)絡(luò)（全部由無向弧組成的網(wǎng)絡(luò)）以及混合網(wǎng)絡(luò)（包含了有向弧和無向?。?。在一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為了能夠準(zhǔn)確分析系統(tǒng)的可靠性，一般會用網(wǎng)絡(luò)圖來表示。在分析網(wǎng)絡(luò)可靠性的時候，我們通常會做這樣的簡化：系統(tǒng)或弧只存在正常和故障兩種狀態(tài)；無向弧不同方向都有相同的可靠度；任何一條弧發(fā)生故障都不會影響到其他弧的正常使用。

2.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集的節(jié)點遍歷法。求網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集的方法一般有以下三種方法：其一，鄰接矩陣又叫聯(lián)絡(luò)矩陣法，其原理就是對一個矩陣進行乘法和多次乘法運算，這種方法比較適合節(jié)點不多的網(wǎng)絡(luò)進行手算操作，但在節(jié)點數(shù)非常多的時候就不太適合了，因為那樣運算量會很大，對計算機的容量要求也很高，運算時間也很長，不太適合這種方法；其二，布爾行列式法，該種方法類似于求矩陣行列式，這種方法比較容易理解，操作簡便，可以用手工處理，但是在節(jié)點比較多的網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用就比較繁瑣；其三，節(jié)點遍歷法以其條理清晰、能夠求解多節(jié)點數(shù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)而被廣泛使用，但是該方法判斷條件較多，在考慮欠周全的時候容易出現(xiàn)差錯。求網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集的基本方法是：從輸入節(jié)點I開始逐個點遍歷，一直到輸出點L，直到找到所有的最小路集為止，在這個過程中需要作出以下幾個判斷：判斷當(dāng)前節(jié)點是否有跟之前的節(jié)點重復(fù)；判斷是否有找到最小路集；判斷是否已經(jīng)完成所有最小路集的尋找。

2.3 基于智能粒度計算分割的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集運算。粒是論域上的一簇點，而這些點往往難以被區(qū)別、接近，或者是跟某種功能結(jié)合在一起，而粒計算是蓋住許多具體領(lǐng)域的問題求解方法的一把大傘，具體表現(xiàn)為區(qū)間分析、分治法、粗糙集理論?；谥悄芰６扔嬎愀倪M節(jié)點遍歷法的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集運算方法一般作如下操作：首先是將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集節(jié)點遍歷計算方法中的二維數(shù)組用一維表示出來，容易表示為n-1，這是因為n節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最小路集的最大路長小于或等于n-1，即是啟用一維動態(tài)數(shù)組，從輸入節(jié)點到輸出節(jié)點，逐個節(jié)點遍歷，并將結(jié)果存放在一維數(shù)組中，當(dāng)找到最小路集之后，就可以將結(jié)果寫入到硬盤的文件中，再繼續(xù)尋找下一個最小路集，找到后寫入硬盤文件，依次類推下去直到找到所有的最小路集，釋放一維動態(tài)數(shù)組；其次，將融入到運算中的數(shù)組以動態(tài)的方式參與到運算中去，完成運算功能后就立即釋放掉，這樣就可以節(jié)省內(nèi)存空間，提高整體的運算速度；再者，根據(jù)節(jié)點表示的最小路集文件，將其轉(zhuǎn)變成用弧表示的最小路集，并儲存起來以便于后續(xù)的相關(guān)計算；最后，利用智能粒度計算分割對象理論方法，采用動態(tài)數(shù)組分層實現(xiàn)，從而實現(xiàn)對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性分析。

3 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的實現(xiàn)

3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)層次、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計?？煽康挠嬎銠C網(wǎng)絡(luò)除了要配套先進的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，且其網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)也要具備先進性，科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)層次和體系結(jié)構(gòu)設(shè)計可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能充分的發(fā)揮出來。網(wǎng)絡(luò)層次設(shè)計就是要將分布式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)隨著網(wǎng)絡(luò)吞吐量的增多而搭建起規(guī)模化的高速網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計模型。網(wǎng)絡(luò)的模塊化層次設(shè)計可以隨著日后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增加，網(wǎng)絡(luò)容量不斷的增大，以加大確定性，方便日常的操作性。

3.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的容錯能力實現(xiàn)。容錯性設(shè)計的指導(dǎo)原則是“并行主干、雙網(wǎng)絡(luò)中心”，其具體設(shè)計為：其一，將用戶終端設(shè)備和服務(wù)器同時連接到計算機網(wǎng)絡(luò)中心，一般需要通過并行計算機網(wǎng)絡(luò)和冗余計算機網(wǎng)絡(luò)中心的方法來實行；其二，將廣域網(wǎng)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈路和路由器相互連接起來，以確保任何一數(shù)據(jù)鏈路的故障不會對局部網(wǎng)絡(luò)用戶產(chǎn)生影響；其三，盡量使用熱插熱拔功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這樣不但可以使得組網(wǎng)方式靈活，還可以在不切斷電源的情況下及時更換故障模塊，從而提高計算機網(wǎng)絡(luò)長時間工作的能力；最后，采用多處理器和特別設(shè)計的具有容錯能力的系統(tǒng)來操作網(wǎng)絡(luò)管理軟件實現(xiàn)容錯的目的。

3.3 采用冗余措施。提高計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯性是提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的最有效方法，計算機網(wǎng)絡(luò)的容錯性設(shè)計就是尋找常見的故障，這可以通過冗余措施來加強，以最大限度縮短故障的持續(xù)時間，避免計算機網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、出錯、甚至癱瘓現(xiàn)象，比如冗余用戶到計算機網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)鏈路。

4 結(jié)束語

研究計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性對解決問題有著重要的意義，所以研究其可靠性是很有必要的，但從理論方法上看還需要進一步深入探討。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用遍及各個角落，其可靠性分析已經(jīng)越來越備受業(yè)界的關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)可靠性分析的手段要本著理論服務(wù)于實踐的宗旨，將可靠性分析理論應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，使計算機網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)更加的科學(xué)、合理。

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作者單位：包頭市審計局，內(nèi)蒙古包頭 014010