計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性及優(yōu)化

李靜

摘 要

本文首先講述了我國(guó)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)實(shí)狀況，然后闡述了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，所以研究網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)非常重要，它會(huì)帶來(lái)一定的社會(huì)價(jià)值，經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及社會(huì)效益。其次論文講述了與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)可靠性有關(guān)的理論，探討了影響網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的很多因素，分析了影響網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵問(wèn)題，在這些問(wèn)題的基礎(chǔ)上，研究出了優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)關(guān)于可靠性的具體措施。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)可靠性 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 計(jì)算機(jī)

1 前言

歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的成長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)被當(dāng)作一門工程科學(xué)系統(tǒng)，發(fā)展成為了健全完整的網(wǎng)絡(luò)體系，國(guó)內(nèi)外研究這些的學(xué)者把網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)可靠性測(cè)度總結(jié)為四大類，即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)生存性，連通性和，破壞性和在多個(gè)狀態(tài)下運(yùn)作的有效性。只有計(jì)算機(jī)中的部件和基礎(chǔ)結(jié)點(diǎn)向各用戶的終端供給有效的鏈路，才能保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作正常。

2 網(wǎng)絡(luò)可靠性概述

2.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性是這樣定義的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下，所用的時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)要同時(shí)滿足保持連通與通信兩個(gè)條件，才叫做計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，它體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行是有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支持的能力，也是計(jì)算機(jī)運(yùn)行與設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃重要參數(shù)的其中之一。

2.2 網(wǎng)絡(luò)可靠性模型

在研究工程系統(tǒng)的過(guò)程中，把復(fù)雜巨的系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)兩者模型化，生成網(wǎng)絡(luò)模型。再把網(wǎng)絡(luò)模型化為圖解決可靠性的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性難題也能模型化為圖的問(wèn)題， 可以使用多狀態(tài)的模型，來(lái)刻畫計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)模型里的概率圖，給予概率圖各邊和結(jié)點(diǎn)一些概率值得出的圖片，這個(gè)圖的可靠性所包含的問(wèn)題分為兩個(gè)方面，分析問(wèn)題和設(shè)計(jì)問(wèn)題，分析問(wèn)題需要計(jì)算這個(gè)圖的可靠性，設(shè)計(jì)問(wèn)題需要一定的條件，只有給定全部元素后，才能設(shè)計(jì)出最大可靠性的圖片。圖片的可靠度不容易求解時(shí)，可以先把失效度求出來(lái)，（失效度+可靠度=1）再求它的可靠度，圖片的鏈路與結(jié)點(diǎn)失效模型是三個(gè)不同的模型，即鏈路失效哦的模型和結(jié)點(diǎn)失效的模型，鏈路與結(jié)點(diǎn)混合型失效模型。這三個(gè)失效模型中，混合失效的模型是用到最多的。

3 網(wǎng)絡(luò)可靠性因素影響

3.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

3.1.1 用戶設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

直接面向用戶的設(shè)備就是用戶終端，最重要的就是它的可靠性，他是計(jì)算機(jī)是否可靠地關(guān)鍵，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)日常一系列維護(hù)，就是為了保證用戶端的可靠，用戶末端的交互能力與它的可靠性是成正比的。

3.1.2 傳輸交換設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行建設(shè)的實(shí)踐過(guò)程中，研究的人員會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中布線系統(tǒng)引起的故障問(wèn)題是不容易找到的，因此所要付出的努力往往也是最大的。

3.2 網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有三大部分組成，生產(chǎn)廠商，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和產(chǎn)品。大規(guī)模，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，想要保證信息完整的傳輸，故障發(fā)生頻率低，信息丟失率低，差錯(cuò)及誤碼較少，還是得提高計(jì)算機(jī)的可靠性，必須運(yùn)用先進(jìn)管理技術(shù)，隨時(shí)能夠采集到網(wǎng)絡(luò)信息和參數(shù)，查看網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障和故障排除。

3.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間互相連接最主要的方式是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互聯(lián)，通常用圖來(lái)直觀顯示，所以研究網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性能最得力的數(shù)學(xué)知識(shí)就是圖論。開(kāi)始的時(shí)候人們衡量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性和有效性是通過(guò)連通度與直徑進(jìn)行的，但是伴隨人們?cè)絹?lái)越深入的分析和研究計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的專家提出了很多圖論和網(wǎng)絡(luò)的新的概念和想法，譬如寬直徑、直徑容錯(cuò)、邊連通度限制、連通度限制、容錯(cuò)直徑限制等。

4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化

4.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的設(shè)計(jì)原則

為了盡可能的提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性性價(jià)比，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，要滿足以下幾個(gè)原則：

4.1.1 可行性

在對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全體系進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要考慮實(shí)際因素，而不能只是從理論的角度來(lái)考慮。

4.1.2 安全性

安全性是網(wǎng)絡(luò)安全體系設(shè)計(jì)的第一目標(biāo)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全體系設(shè)計(jì)的主要作用就是來(lái)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和信息的安全。

4.1.3 高效性

安全性是網(wǎng)絡(luò)安全體系設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)，但是安全也不能影響系統(tǒng)的運(yùn)行，因?yàn)楸Ｕ掀湎到y(tǒng)正常的運(yùn)行是網(wǎng)絡(luò)安全體系構(gòu)建的目的。

4.1.4 可承擔(dān)性

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全體系，從設(shè)計(jì)到實(shí)施，再到安全系統(tǒng)的安全培訓(xùn)與后期維護(hù)，都需要付出一定的費(fèi)用和代價(jià)，而這些都是由企業(yè)進(jìn)行支持的。

4.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)

4.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性設(shè)計(jì)

兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心，主干并行。是容錯(cuò)性設(shè)計(jì)方案的主要原則，并行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和冗余網(wǎng)絡(luò)中心，同時(shí)把服務(wù)器與用戶終端連接在兩個(gè)電腦網(wǎng)絡(luò)中心。路由器和數(shù)據(jù)鏈路在一定的范圍內(nèi)互相連接，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中大部分都采用多路由和數(shù)據(jù)連接的方式，保證了在任何一條數(shù)據(jù)鏈路即使出現(xiàn)問(wèn)題也不會(huì)影響整體的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。

4.2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)

雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)就是在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上再加一條備用的網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式，以計(jì)算機(jī)的冗余的條件彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)容錯(cuò)的不足。在這雙網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)經(jīng)雙網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)想往其他節(jié)點(diǎn)發(fā)消息時(shí)，雙網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都可以發(fā)送過(guò)去，一般情況下，雙網(wǎng)絡(luò)可以當(dāng)作備份，也可以一起發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)兩個(gè)同時(shí)工作的網(wǎng)絡(luò)，突然因一些原因一個(gè)網(wǎng)絡(luò)被斷開(kāi)了，另一條能夠立刻代替出錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)，這就保證了數(shù)據(jù)在傳輸?shù)臅r(shí)候造成丟失，這些硬件設(shè)施都是為了保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

4.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷完善和吞吐量日益增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的分布式和交換轉(zhuǎn)移到用戶級(jí)，產(chǎn)生了一個(gè)最有現(xiàn)代化代表的網(wǎng)速超快的設(shè)計(jì)模型，這樣的方法被叫做，多層設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)模塊，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)越多，網(wǎng)絡(luò)容量就越大，多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是有很大的確定性，給計(jì)算機(jī)的運(yùn)行擴(kuò)展中的查找故障和故障排除的維護(hù)工作提供了方便。

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作者單位

濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南省濮陽(yáng)市 457000endprint