提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性研究

劉育博

（金陵科技學(xué)院，江蘇 南京 211100）

提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性研究

劉育博

（金陵科技學(xué)院，江蘇 南京 211100）

隨著社會的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對于自身生活質(zhì)量的要求也越來越高。在此背景下，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的凈化是社會及科技發(fā)展的需求?，F(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的可靠性創(chuàng)建有著重要的聯(lián)系，創(chuàng)建可靠性網(wǎng)絡(luò)不僅是計算機網(wǎng)絡(luò)今后的發(fā)展需求，還是我國社會經(jīng)濟及科技的發(fā)展需求，創(chuàng)建良好的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對我國青少年的成長具有重要的意義。基于此，文章就計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高進行了研究，針對此問題提出一系列針對性的措施，從而促進計算機網(wǎng)絡(luò)安全的提升，具有重要的現(xiàn)實意義。

計算機；網(wǎng)絡(luò)布局；網(wǎng)絡(luò)管理

現(xiàn)代我們所處的社會是以經(jīng)濟為基礎(chǔ)，將科技作為導(dǎo)向的社會，使用科學(xué)及技術(shù)發(fā)展經(jīng)濟是一個重要的研究問題。現(xiàn)代社會和網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)，人們對于網(wǎng)絡(luò)的依賴程度不斷提高，從而使網(wǎng)絡(luò)成為我們生活、工作及學(xué)習(xí)過程中的重要部分。雖然網(wǎng)絡(luò)為人們帶來了一定的便利，但是也為人們帶來了一定的危害。因為網(wǎng)絡(luò)不受時間和地點的限制，所以不管在什么時間或者什么地點，人們都可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)購物、工作及學(xué)習(xí)，這是網(wǎng)絡(luò)為我們帶來的便利。但是網(wǎng)絡(luò)使用降低了人們之間的交流，使人們處于虛擬世界中，部分青少年沉迷網(wǎng)絡(luò)游戲無法自拔，并且網(wǎng)絡(luò)自身的漏洞或者計算機病毒給人們的信息、財產(chǎn)造成了威脅，這是網(wǎng)絡(luò)為我們帶來的危害。為了創(chuàng)建良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，就要提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，從而促進計算機的進一步發(fā)展，以此推動我國社會經(jīng)濟的持續(xù)進步。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素及設(shè)計原則

1.1 影響計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素

1.1.1 設(shè)備因素

（1）因為技術(shù)在不斷地更新?lián)Q代，一方面我們需要對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在今后的發(fā)展趨勢進行整體分析，不斷地考量，根據(jù)現(xiàn)實情況購置一些具有超前性的技術(shù)和設(shè)備，確保緊跟技術(shù)發(fā)展的腳步，延長設(shè)備的使用期限，以免被過早淘汰，從而能滿足當前甚至未來很長一段時間的現(xiàn)實需求；另一方面，還要注意系統(tǒng)的繼承性，確保計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的兼容性及擴充性，為計算機網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定升級提供保障[1]。

（2）要從具體情況分析，選擇質(zhì)量優(yōu)、口碑好的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，還要依照計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的規(guī)定，按照國內(nèi)外通行標準對相關(guān)器件及子系統(tǒng)進行選擇，確保所選擇的計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品完全符合可靠性設(shè)計要求。

（3）為了確保計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的進一步提升，還需要對整個使用期限范圍內(nèi)的相關(guān)費用進行進一步的整體考察，盡量對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的成本進行控制，將運行和維護的費用控制在比較低的水平，確保性價比達到最佳。對于計算機網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的硬件和軟件設(shè)備，盡量使用應(yīng)用范圍廣泛并且性價比高的產(chǎn)品[2]。

1.1.2 網(wǎng)絡(luò)管理因素

一個較為完整的計算機網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)必須具備計費管理、故障管理、性能管理、配置管理及其安全管理5個方面的功能。最復(fù)雜而且管理難度最大的是故障管理，工程師的排錯能力是一個很重要的因素，這需要不斷地積累經(jīng)驗，在實際操作中，才可以針對具體問題進行全面的分析，完美解決各種故障。網(wǎng)絡(luò)管理員是一個重要的因素，因為他們的作用是控制并且調(diào)整使用網(wǎng)絡(luò)的人員所有的網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)量，從而影響到網(wǎng)絡(luò)資源的使用效率[2]。

1.1.3 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

由于環(huán)形拓撲和總線型拓撲都有其比較明顯的缺陷，所以星型網(wǎng)絡(luò)是目前比較常用的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，在星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，一個站點出現(xiàn)了問題，并不會影響到整個網(wǎng)絡(luò)的運行[3]。

1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的設(shè)計原則

計算機網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計的過程中必須遵循一定的原則，因為這些準則有助于計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作。國際級別的指標一般是對相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計的。在設(shè)計時一定要有非常高的保密性、可靠性和容錯性，保證數(shù)據(jù)的安全性，確保整個系統(tǒng)可以正常穩(wěn)定地運行。所以，在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行規(guī)劃的過程中，應(yīng)該優(yōu)先選擇容錯率很高的方案實施，仔細考慮選擇的傳輸介質(zhì)，確保在網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的時候擁有足夠的帶寬，不影響工作的進行[1]。

2 提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的策略

2.1 提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的技術(shù)指標

2.1.1 網(wǎng)絡(luò)布局

現(xiàn)階段大都會使用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，本質(zhì)上講就是使用第三層次的業(yè)務(wù)來實現(xiàn)各種需求，這種結(jié)構(gòu)可以應(yīng)對故障所帶來的困難和麻煩，可以簡化計算機網(wǎng)絡(luò)的使用。

計算機網(wǎng)絡(luò)通常是由核心層、分布層、接入層3個層面組成的。

（1）接入層。就是介于計算機網(wǎng)絡(luò)的初始位置，對接入網(wǎng)絡(luò)的用戶所使用的流量進行查詢并控制，可以為特定設(shè)備提供幫助。

（2）分布層。通常情況下是網(wǎng)絡(luò)用來計算接入層和核心層兩個層次之間的節(jié)點，當處于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中時，對分布層執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量會相對較大，不僅僅可以幫助部門和工作組在網(wǎng)絡(luò)之中相互關(guān)聯(lián)，也可以幫助其他的網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)中心進行聯(lián)網(wǎng)確認。

（3）核心層。是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最重要的組成部分，其擔(dān)負著數(shù)據(jù)交換的重任，也對計算機網(wǎng)絡(luò)進行邏輯性的劃分，但是不可以對數(shù)據(jù)進行邏輯性的劃分，核心層可以為不同區(qū)域提供與之對應(yīng)的訪問服務(wù)和相關(guān)重要數(shù)據(jù)[4]。

2.1.2 冗余容錯

在實際運行中，計算機網(wǎng)絡(luò)普遍存在以下兩個方面的問題。

（1）線路設(shè)計單一，未設(shè)置備用線路。城域網(wǎng)的主要傳輸媒介是光纖，光纖可能會因為道路上的問題或者運營商某處機房停電，人為操作不當?shù)仍虬l(fā)生中斷，但大部分單位建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)只有單條線路，并沒有意識到建立備用線路的重要性。

（2）網(wǎng)絡(luò)核心硬件設(shè)備未作備份設(shè)計。計算機底層的核心設(shè)備包括光纖收發(fā)器、核心路由器、交換機、網(wǎng)絡(luò)適配器等，數(shù)據(jù)的發(fā)送接收必須經(jīng)過這些設(shè)備，這些設(shè)備一旦發(fā)生故障，將會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障的原因非常多，如使用了不夠好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，或者電壓不穩(wěn)定等因素都會讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障，這種事故發(fā)生的概率是比較大的，而很多單位為了節(jié)省成本，都使用了單一的線路，沒有設(shè)置備用設(shè)備，存在較大的安全隱患[4]。

基于以上兩個問題，必須提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的容錯率，和適當增加冗余鏈路，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的效率。

2.1.3 管理水平

在計算機廣泛應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，應(yīng)該大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的專業(yè)人才，在實踐中積累經(jīng)驗，以便在未來可以應(yīng)對更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問題，并高效管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源。

2.2 提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的策略

2.2.1 提高管理水平

網(wǎng)絡(luò)管理的目的是協(xié)調(diào)并且保持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全可靠地運行，當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)各種各樣的故障時，能及時發(fā)送報告并且處理，是應(yīng)有的職業(yè)素質(zhì)。本文從以下幾點來著手，提高網(wǎng)絡(luò)管理水平。

（1）故障管理。這是網(wǎng)絡(luò)管理中最重要最基本的功能之一，當網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，一定要盡快找出故障發(fā)生的位置，然后將故障位置和其他的網(wǎng)絡(luò)進行隔離，避免影響其他網(wǎng)絡(luò)的正常運行，接著要重新配置或者重組網(wǎng)絡(luò)，目的是為了降低因為故障而造成的不良影響。修復(fù)故障后，要將網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)到原本的狀態(tài)，因此需要網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測并時刻關(guān)注網(wǎng)絡(luò)故障是否發(fā)生。若是不嚴重的故障要及時記錄在錯誤日志里，累積經(jīng)驗，不需要做特別處理；嚴重的故障一般要通知網(wǎng)絡(luò)管理器，發(fā)出警報。所以提高網(wǎng)絡(luò)管理水平，排除故障是必修課。

（2）計費管理?，F(xiàn)今使用的網(wǎng)絡(luò)大多是有償?shù)?，所以網(wǎng)絡(luò)管理需要明白所管理的終端使用的流量和資源的利用情況，及時記錄。

（3）配置管理。配置管理也是網(wǎng)絡(luò)管理的基本職能，網(wǎng)絡(luò)管理員必須明白網(wǎng)絡(luò)是由物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)組成，其中又包含了許多信息需要進行設(shè)置協(xié)調(diào)。此外，網(wǎng)絡(luò)運行在比較復(fù)雜的環(huán)境中，人員的變動等復(fù)雜因素都會影響配置的規(guī)模，所以網(wǎng)絡(luò)管理員必須有足夠的能力對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行配置，來應(yīng)對各種復(fù)雜的情況，保證網(wǎng)絡(luò)安全可靠的運行。

（4）性能管理。性能管理的目的在于使用最少的成本，保證網(wǎng)絡(luò)可以提供安全可靠的服務(wù)。性能管理需要網(wǎng)絡(luò)管理員具備監(jiān)測和控制能力，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)行為，對其進行跟蹤，并且控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置。提高設(shè)備性能，要提高網(wǎng)絡(luò)管理水平，必須有效地從被管理對象中搜集與網(wǎng)絡(luò)性能有關(guān)的數(shù)據(jù)，分析和統(tǒng)計歷史的數(shù)據(jù)，建立性能分析的模型，并能大體預(yù)測網(wǎng)絡(luò)性能的長期趨勢，根據(jù)觀察的現(xiàn)象，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行配置。

（5）安全管理。安全管理的目的是確保網(wǎng)絡(luò)資源不被非法使用，防止網(wǎng)絡(luò)資源被入侵而遭受破壞，所以網(wǎng)絡(luò)管理員要提高網(wǎng)絡(luò)安全方面的技能，包括安全服務(wù)措施的創(chuàng)建和控制，并且要時常記錄工作，維護網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，制定完善的網(wǎng)絡(luò)管理的安全策略，并根據(jù)這一策略實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全。最初的網(wǎng)絡(luò)管理往往會實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控，在發(fā)生突發(fā)事件時網(wǎng)絡(luò)依然可以正常運行。監(jiān)測理所當然是指從網(wǎng)絡(luò)獲取信息，而控制就是改變網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，但如今的網(wǎng)絡(luò)管理職能范圍得到了進一步的擴大，包括通信行為、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)運營等相關(guān)的幾乎所有過程[5]。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)冗余容錯的設(shè)計

比較典型的一個例子，是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，將兩個處理中心分別連接服務(wù)器和用戶，以保證計算機網(wǎng)絡(luò)安全，這樣可以有效避免因為容錯問題產(chǎn)生的損失。在這種情況下，當設(shè)備發(fā)生故障的時候，兩個數(shù)據(jù)中心可以相互進行協(xié)調(diào)，那么相應(yīng)地也應(yīng)該提高服務(wù)器的容錯率。購買比較高端的設(shè)備進行維護，可以避免很多故障的發(fā)生。在實際使用中，很多網(wǎng)點都是互通的，能夠?qū)崿F(xiàn)這一需求，隨時都可以保證網(wǎng)絡(luò)的正常運行，提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性。所以，在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全可靠的運行的前提下，對網(wǎng)絡(luò)進行冗余容錯的設(shè)計是很必要的[6]。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)布局的合理性

在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)布局時，應(yīng)該盡可能將需要的步驟考慮周全。（1）確定需求。（2）如果網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)存在，就需要分析現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)布局信息。（3）準備設(shè)計大綱。（4）部署網(wǎng)絡(luò)布局。（5）調(diào)試、運行、時刻監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

至少需要這5個流程，才能保證網(wǎng)絡(luò)布局最基本的合理性。

現(xiàn)如今，采用分層結(jié)構(gòu)是大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的基本原則。采用分層結(jié)構(gòu)，可以有效隔開各個層次之間的相互影響，并可以對每個層次的不同需求進行設(shè)計，讓整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變得更加靈活，并且更具有擴展性。

（1）核心層。核心層的設(shè)備都統(tǒng)一放置在中央機房里，這一層應(yīng)當處于網(wǎng)絡(luò)層次的最高層，該層的任務(wù)應(yīng)該是冗余，能夠提供高速的傳輸能力，并且應(yīng)該能夠具備管理整個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的能力。

（2）分布層。分布層也叫匯聚層，其應(yīng)該位于網(wǎng)絡(luò)層次的中間層，實現(xiàn)各主干網(wǎng)絡(luò)的接入，完成各區(qū)域的信息匯聚，一般采用性能較高的三層交換機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，形成網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進行數(shù)據(jù)交換的傳輸中樞。合理的布局后，各個區(qū)域間的流動信息匯集在傳輸在核心層，同時與接入層相連。

（3）接入層。合理的接入層設(shè)備應(yīng)該都分散在各樓宇的設(shè)備之間，每一個房間的信息點都和接入層交換機的其中一個網(wǎng)口相連，如果分布層的交換網(wǎng)口有限，可以設(shè)置接入層匯聚交換機。在每一棟樓宇都應(yīng)當預(yù)留設(shè)備間，設(shè)置一些接入層匯聚交換機，按樓層匯聚后，再考慮接入主匯聚交換機[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性要從多方面著手，具體問題具體分析，用最小的代價換取最穩(wěn)定的成效。網(wǎng)絡(luò)是一個復(fù)雜而神奇的領(lǐng)域，包含了無數(shù)偉人的思想和智慧，只有不斷地深入研究，才能有所建樹，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性將會是以后社會發(fā)展最基本的需求。

[1]李劍.提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法研究[J].黑龍江科技信息，2016（30）：227.

[2]李剛，張國良，康新成.提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法論述[J].工程技術(shù)（引文版），2016（4）：303.

[3]尤國華，師雪霖，趙英.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012：57.

[4]劉強.試論提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法[J].黑龍江科技信息，2013（27）：153.

[5]寇海州，陳宏明.網(wǎng)絡(luò)管理與維護[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2013：2.

[6]王磊.提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法[J].信息系統(tǒng)工程，2015（10）：70.

Research on improving the reliability of computer network

Liu Yubo
（Jinling Institute of Technology, Nanjing 211100, China）

With the continuous development of society, people’s living standards continue to improve, and their own quality of life requirements are getting higher and higher. Based on this, to achieve the purification of the network environment is the needs of social and technological development. There is an important connection between the development of modern computer network and the reliability of the network, to create a reliable network is not only the future development of computer network’s needs, but also the needs of development of economy, science and technology, creating a good computer network environment is of great significance to the growth of young people in China. Based on this, this paper studies the improvement of computer network reliability, and puts forward a series of pertinent measures to solve this problem, so as to promote the improvement of computer network security, which has important practical significance.

computer; network layout; network management

劉育博（1997— ），男，甘肅白銀人，本科生；研究方向：網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。