提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法研究

姚翔文

摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的概念涉及到網(wǎng)絡(luò)安全及其相關(guān)的信息安全，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性管理是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理及控制以避免網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的軟硬件、信息數(shù)據(jù)受到人為及自然原因的破壞。文章在分析影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性因素的基礎(chǔ)上，提出提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；可靠性；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.08

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的內(nèi)涵包括三個(gè)方面，即網(wǎng)絡(luò)的耐久性、容錯(cuò)性及可維護(hù)性，從某種程度上講，反應(yīng)設(shè)備連續(xù)故障運(yùn)行平均時(shí)間的設(shè)備的耐久性是衡量設(shè)備的重要指標(biāo)，也反映了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連續(xù)、無(wú)故障運(yùn)行的平均時(shí)間；容錯(cuò)性是指系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題后的平均恢復(fù)時(shí)間，其與耐久性是兩個(gè)相對(duì)的概念；而網(wǎng)絡(luò)的可維護(hù)性則包括兩個(gè)部分，即事前維修及事后維修，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性主要通過(guò)上述三項(xiàng)指標(biāo)體現(xiàn)出來(lái)。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素

具體而言，以下因素會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性產(chǎn)生直接影響：

（一）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要作用是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各組成部分的連接，其是影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的直接因素。盡管起初計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要依靠直徑及連通度來(lái)度量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的有效性與容錯(cuò)性，但是隨著對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究的不斷深入，相繼出現(xiàn)了一些更能準(zhǔn)確度量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的新參數(shù)，包括容錯(cuò)直徑、寬直徑、限制連通度、限制邊連通度等等，大大提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

（二）傳輸交互設(shè)備與終端設(shè)備

傳輸交互設(shè)備包括通信線路及集線器兩部分。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，通信線路的故障屬于排查最困難的一部分，如果通信線路布局不合理則會(huì)加大維修難度，因此布線過(guò)程中要采用符合標(biāo)準(zhǔn)的通信線路，以最大程度上避免上述情況，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及設(shè)計(jì)階段，要充分考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的冗余能力，如果項(xiàng)目涉及到重要的數(shù)據(jù)傳輸及共享，則可布局成雙線鏈路，以充分保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。集線器的主要作用是連接其它終端設(shè)備，應(yīng)用集線器的最大特點(diǎn)在于，即使某個(gè)設(shè)備發(fā)生故障也不會(huì)對(duì)其它設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，由此可見(jiàn)，集線器是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)然，如果集線器發(fā)生故障，則會(huì)影響到與之相連的其它設(shè)備的正常工作，因此集線器也是影響網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要因素。終端設(shè)備是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要的組成部分，其直接面向用戶(hù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)的最終目的也是保證終端設(shè)備的連接順暢，保證其協(xié)同工作的安全性與高效性。

（三）管理維護(hù)水平

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中包含各種設(shè)備，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的各種故障也十分繁雜，而設(shè)備自身并不具備自我故障排除功能，并且不同的設(shè)備來(lái)自于不同的生產(chǎn)廠家，設(shè)備性能也有所不同，因此維護(hù)過(guò)程中需要專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理人員采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)手段，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的相關(guān)信息做出及時(shí)分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，最大程度上保證網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)募皶r(shí)性、有效性及完整性，從而提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。

二、提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的措施

在分析影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性因素的基礎(chǔ)上，可以采取下列措施提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性：

（一）容錯(cuò)性設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性設(shè)計(jì)要遵循“并行主干、雙網(wǎng)絡(luò)中心”的原則，具體如下：（1）采用并行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及冗余計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心的方法，以保證每個(gè)用戶(hù)終端及服務(wù)器與兩個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心同步連接。（2）在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路及路由器的互聯(lián)，采用多數(shù)據(jù)鏈路、多路由連接的方法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)邊界網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)中心的連接，采用這種連接方法，即使任一數(shù)據(jù)鏈路發(fā)生故障，也不會(huì)對(duì)其它網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的正常使用產(chǎn)生影響。（3）選擇具有模塊化結(jié)構(gòu)、熱插拔功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性，并且需要更換故障模塊時(shí)無(wú)需切斷電源，大大提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作的連續(xù)性，從而提高網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)能力。（4）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及建設(shè)時(shí)，盡量采用雙機(jī)熱備份、雙機(jī)鏡像、容錯(cuò)存儲(chǔ)等新技術(shù)來(lái)提高服務(wù)器的可靠性與容錯(cuò)性。（5）設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)管理容錯(cuò)軟件時(shí)，盡量采用多處理器及具有容錯(cuò)功能的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

（二）雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)

所謂雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)是指在單一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上再增加一種備用網(wǎng)絡(luò)，形成雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的冗余實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)。在雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，通過(guò)雙網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間的連接，某個(gè)結(jié)點(diǎn)要向其它結(jié)點(diǎn)傳輸信息，則通過(guò)雙網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)發(fā)送出去。網(wǎng)絡(luò)處于正常工作狀態(tài)下時(shí)，可同時(shí)利用雙網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也可以采用主備用的工作模式備份數(shù)據(jù)；如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)因故斷開(kāi)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可迅速取代出錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)的工作，從物理硬件設(shè)施上提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

（三）網(wǎng)絡(luò)層次及體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

除了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，先進(jìn)、科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)及體系結(jié)構(gòu)也是保證網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要因素，只有采用正確、合理的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)及體系結(jié)構(gòu)，才能將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能充分發(fā)揮出來(lái)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的容量也不斷增加，實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)級(jí)的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及交換，從而形成一種全新的“網(wǎng)絡(luò)模塊多層設(shè)計(jì)”的分級(jí)方法。采用模塊化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性與擴(kuò)展性，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)不斷增加，網(wǎng)絡(luò)容量也會(huì)隨之?dāng)U大。并且由于多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較大的確定性，故在系統(tǒng)的運(yùn)行與擴(kuò)展中，故障的查找與排除也更加容易。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在信息時(shí)代中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的生命在于其安全性和可靠性，而人類(lèi)文明發(fā)展至今，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已成為世界公認(rèn)的主流技術(shù)，是國(guó)家實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)設(shè)施，更是各行各業(yè)向著信息化方向發(fā)展的重要手段。對(duì)于異構(gòu)程度高、規(guī)模大的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，可靠性是其基本要求，通過(guò)大量工程實(shí)踐總結(jié)網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，可對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與建設(shè)提供指導(dǎo)，降低網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生率，大大提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

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