計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的優(yōu)化技術(shù)探討

摘 要：信息時代的特點是，人們對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大的依賴感。計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)和我們的生活息息相關(guān)、密不可分，它將外面的世界呈現(xiàn)在我們面前，我們通過它拉近了彼此的距離。計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性將成為我們獲取信息的保障，因此，計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的優(yōu)化技術(shù)還需進一步深入研究。

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；可靠性；設(shè)計原則；影響因素；優(yōu)化技術(shù)

中圖分類號：TP393.06

現(xiàn)代社會，我們正在大踏步的走向信息時代，人們的生活、工作對網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)產(chǎn)生依賴，因此，要求網(wǎng)絡(luò)帶給我們的應(yīng)該是安全、可靠的環(huán)境。計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息時代不可缺少的工具，其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所積累的數(shù)據(jù)信息、網(wǎng)絡(luò)資源，在給人們提供極大便捷的同時也為非法入侵者提供了可乘之機，這都不利于系統(tǒng)內(nèi)部的安全管理。計算機網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)發(fā)展應(yīng)注重提高其安全性、可靠性，為用戶提供一個開放、自由、可靠的數(shù)據(jù)交流、資源共享、信息傳遞的平臺。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的概念

計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的具體內(nèi)容是指：在一些特定的條件下或一定時間內(nèi)，能夠完成。例如，在一定的負載條件、維修方式、操作方式、濕度、輻射、溫度等條件下，網(wǎng)絡(luò)依然能夠順利的進行通信的能力。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計原則

在進行計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化研究的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)解決了很多相關(guān)問題，并從中積累了相關(guān)知識和經(jīng)驗，為了指導(dǎo)和保證日后的計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化研究工作能夠順利進行，少走彎路，特將經(jīng)驗總結(jié)成文，也成為現(xiàn)在研究人員進行計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計的原則。

2.1 遵循國際標(biāo)準(zhǔn)

以國際標(biāo)準(zhǔn)為主要標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要具備高度的開放性，能夠支持不同種類的設(shè)備或系統(tǒng)間相互聯(lián)系，以保證計算機網(wǎng)絡(luò)可以便利地進行空間升級、版本提高。計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)要采用具有實用性、通用型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在技術(shù)方面則應(yīng)選擇先進、成熟的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.2 互聯(lián)能力強

為了保證多種通信協(xié)議間能夠在計算機網(wǎng)絡(luò)上運行，要確保計算機網(wǎng)絡(luò)具備良好的相互連接，能夠進行無縫隙的互聯(lián)。此外，計算機網(wǎng)絡(luò)還要具備較強的容錯、冗余能力，滿足用戶需求，采用支持CMIP、SNMP、先進軟件管理設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，保證計算機網(wǎng)絡(luò)運行時的信息、數(shù)據(jù)的安全。

2.3 可管理性強

計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計時，對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選取，要優(yōu)先選擇技術(shù)與科技更高一籌的，以保證網(wǎng)絡(luò)的先進性。且配備較充足的寬帶資源，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)鏈路介質(zhì)，提高性價比，加快計算機反應(yīng)速度。

2.4 合理配置資源

計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的設(shè)計，首要應(yīng)該確保網(wǎng)絡(luò)安全，將網(wǎng)絡(luò)投資的風(fēng)險降到最低，且要求充分合理的進行資源優(yōu)化，將資源合理化管理。此外，網(wǎng)絡(luò)布線、硬件設(shè)施、操作系統(tǒng)等也應(yīng)該與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高度匹配。

3 影響計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素

影響計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素有很多，主要可以歸納為以下幾點：

首先，拓撲結(jié)構(gòu)直接影響著計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，計算機中的各個組成部分，都是由拓撲結(jié)構(gòu)連接組成。所以，拓撲結(jié)構(gòu)各個參數(shù)的性能，以及拓撲結(jié)構(gòu)對計算機網(wǎng)絡(luò)中各參數(shù)，都是能夠?qū)τ嬎銠C網(wǎng)絡(luò)整體可靠性造成影響的因素。

其次，計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，也受到傳輸、交互的設(shè)備影響。計算機網(wǎng)絡(luò)布局的合理與不合理也會影響可靠性，網(wǎng)絡(luò)布局的不合理會導(dǎo)致計算機網(wǎng)絡(luò)運行時，通信線路引起故障，且無法正常排除，避免通信線路故障，就要提高計算機網(wǎng)絡(luò)的冗余能力，采用雙線通信線路保證網(wǎng)絡(luò)正常運行。計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性傳輸交互過程中，負責(zé)連接其他終端設(shè)備的主要是集線器，就算是某一終端設(shè)備發(fā)生故障，也不會影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行，不會影響其他設(shè)備正常運行，但是，如果故障出現(xiàn)在集線器上，計算機網(wǎng)絡(luò)的全部運行都會受到影響。

然后，計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)也在計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性中發(fā)揮著重要作用。影響計算網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素很多，僅僅依靠各個設(shè)備的完備和判斷是遠遠不夠的。計算機網(wǎng)絡(luò)中終端設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)運行的核心，這些設(shè)備要直接面向客戶，計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性要保證這些設(shè)備在連接時不受阻礙，能夠順暢的運行，提高完成工作的效率。而計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)就是對網(wǎng)絡(luò)進行實時觀測，保證設(shè)備在連接狀態(tài)下，其他設(shè)備的正常運行，同時，也能夠提供網(wǎng)絡(luò)信息，有助于進行對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、信息的統(tǒng)計和分析，同時也能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?、高效性和可靠性。因此，通常也會將計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)在實踐中的應(yīng)用作為衡量整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠性的參考之一。

4 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的優(yōu)化技術(shù)方法分析

計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的模型，如想得到優(yōu)化，可以利用分層技術(shù)、試湊方式進行，促進網(wǎng)咯的完善化進程。分層技術(shù)是將網(wǎng)絡(luò)劃分為四個層次，依次是：網(wǎng)絡(luò)層、物理層、系統(tǒng)層、以及邏輯層，對這四個層次要進行可靠性測量指標(biāo)、規(guī)范保護措施的設(shè)置，來保證計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性。試湊方式是將所有可靠性的設(shè)計綜合在一起，對于提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性有很大幫助，還能夠保證為未來數(shù)據(jù)的擴充和升級作出充分的準(zhǔn)備。

在提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性上，有兩條途徑可供選擇，其一，是將計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)部件的可靠性提高，以達到全面提高整體計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性；其二，提高計算機網(wǎng)絡(luò)的冗余能力，通過附加相應(yīng)冗余部件來實現(xiàn)，以此來提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。如果在未調(diào)整之前，計算機網(wǎng)絡(luò)就能夠完成預(yù)期的功能，附加冗余部件就會增加備用鏈路的條數(shù)，這樣計算機網(wǎng)絡(luò)局域片段的可靠性便提高了，同時網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計的成本增加了，計算機網(wǎng)絡(luò)中每條鏈路都具備自己的可靠性和成本，因此，鏈路越多，雖成本越高，但是，相應(yīng)的，計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性也有所增加。

4.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的容錯性設(shè)計策略

進行計算機網(wǎng)絡(luò)容錯的設(shè)計，必須嚴格依據(jù)其原則進行。一般的指導(dǎo)原則為：并行主干、雙網(wǎng)絡(luò)中心。具體設(shè)計還要根據(jù)具體情況進行原則調(diào)整。

雙網(wǎng)絡(luò)中心是指計算機網(wǎng)絡(luò)、冗余計算機網(wǎng)絡(luò)同時并行，提高可靠性的運行方法，意在將每個用戶的終端、服務(wù)器同時連接到計算機網(wǎng)絡(luò)中心、以及冗余計算機網(wǎng)絡(luò)中心上。

進行設(shè)計計算機網(wǎng)絡(luò)時，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)該具備以下條件：具有模塊化結(jié)構(gòu)、熱插熱撥功能。此網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠滿足在其發(fā)生故障時，能夠及時在不關(guān)斷電源的前提下，進行更換故障模塊，這樣，便延長了計算機網(wǎng)絡(luò)能夠連續(xù)運行的時間，將計算機網(wǎng)絡(luò)連續(xù)工作的能力也同時提高，計算機網(wǎng)絡(luò)的容錯能力得到相應(yīng)提高，且使得組網(wǎng)方式也變得靈活方便。

進行計算機網(wǎng)絡(luò)容錯設(shè)計時還需注意，盡量使用多處理器、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)也要能夠兼容容錯功能，使網(wǎng)絡(luò)以檢查點為基本，具備故障恢復(fù)機能。

計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，邊界網(wǎng)絡(luò)與中心網(wǎng)絡(luò)的連接，要采用多數(shù)據(jù)鏈路、多路由的方式，以防當(dāng)其中一個蓮路、路由發(fā)生故障的突發(fā)狀況，這樣網(wǎng)絡(luò)還能夠不影響局部網(wǎng)絡(luò)，正常工作。

此外，應(yīng)將新技術(shù)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，雙機熱備份、雙機鏡像、容錯存儲等技術(shù)，能夠增強服務(wù)器的容錯性、可靠性。

4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計策略

在計算網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，應(yīng)用雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計，是在單一的計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，額外增加另一個備用網(wǎng)絡(luò)，這樣的計算機網(wǎng)絡(luò)具備兩個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，要用計算機的冗余增加計算機的容錯能力。在計算機網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，每個節(jié)點都通過雙網(wǎng)絡(luò)進行連接，當(dāng)一個節(jié)點需要向另一個節(jié)點發(fā)送信息時，正常情況下，只需要經(jīng)過一個網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)送，兩個網(wǎng)絡(luò)可以處在同時運行的狀態(tài)下，信息可以通過兩個網(wǎng)絡(luò)同時傳遞，也可以運用主備方式應(yīng)用兩個網(wǎng)絡(luò)，其中一個作為計算機網(wǎng)絡(luò)的備份網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)其中一個網(wǎng)絡(luò)因為某些原因、或故障停止運行時，另一個計算機網(wǎng)絡(luò)能夠很快的替代錯誤故障網(wǎng)絡(luò)，繼續(xù)運行數(shù)據(jù)的傳輸，這樣的雙網(wǎng)絡(luò)模式既保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，也保證了網(wǎng)絡(luò)整體的可靠性。

4.3 采用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系

計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的第三層業(yè)務(wù)，如分擔(dān)負載、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量分段、故障恢復(fù)等，也可以減少因配置不當(dāng)、或設(shè)備故障等引起的網(wǎng)絡(luò)問題。如果采用分層結(jié)構(gòu)，就能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的故障進行較好的隔離，減少故障發(fā)生的可能性。分層技術(shù)能夠使所有常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議得到支持，改變計算機網(wǎng)絡(luò)的移植方式，使移植更簡單易行，它保留了在路由器、集線器之上的網(wǎng)絡(luò)尋址方案，對之前的計算機網(wǎng)絡(luò)，有較好的兼容性。

計算機網(wǎng)絡(luò)的多層結(jié)構(gòu)包括三層結(jié)構(gòu)：

接入層：計算機網(wǎng)絡(luò)的接入層，相對與用戶，是一個起點的結(jié)合層，用戶要由此接入計算機網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)體驗由此而生。接入層能夠過濾訪問控制列表提供的流量信息。接入層的主要功能是：為用戶連接網(wǎng)絡(luò)提供，最終計算機網(wǎng)絡(luò)接口，在計算機網(wǎng)絡(luò)模型中，為第二層提供服務(wù)，例如基于接口、Mac地址的Vlan成員資格、數(shù)據(jù)流過濾等，接入層還為計算機網(wǎng)絡(luò)提供交換的寬帶。在局域網(wǎng)中，接入層主要服務(wù)的設(shè)備，一般具有以下特點：低成本、高端口密度。

分布層：計算機網(wǎng)絡(luò)的分布層，是接入層與核心層的連接層次，也是兩者的分界點。分布層還作為輔助功能的一層，也能夠有助于定義、區(qū)分計算機的核心層。該分層提供了邊界定義，并在此處，對于潛在的、費力的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)包進行預(yù)處理。分布層的功能，在局域網(wǎng)的前提下，進行最多的有以下幾點：首先，部門級、工作組在計算機網(wǎng)絡(luò)中的接入，其次有VLAN的聚合，最后，廣播域網(wǎng)、多點廣播域網(wǎng)、在計算機網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)網(wǎng)方式的確定。

核心層：核心層是計算接網(wǎng)絡(luò)中最主要的層次，起到主干作用。它能夠進行盡可能快的交換數(shù)據(jù)，次層次不涉及費力的數(shù)據(jù)包、以及減慢數(shù)據(jù)交換的處理。在劃分計算機網(wǎng)絡(luò)邏輯功能時，應(yīng)該盡量避免，在核心層使用訪問控制列表、數(shù)據(jù)包等類似的功能。核心層在計算機網(wǎng)絡(luò)中，主要負責(zé)以下幾點功能：交換區(qū)塊間的連接由核心層提供；其他區(qū)塊的訪問由核心層提供，如服務(wù)區(qū)塊等；快速的交換數(shù)據(jù)幀、數(shù)據(jù)包。

5 結(jié)束語

縱觀科技的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)越來越完善，而人們所提出的要求也越來越高。大家想要通過網(wǎng)絡(luò)了解到全世界，點擊到未知的一切，這個荒誕的想法已不再遙遠，盡管現(xiàn)在對于我們還不那么容易。但是，伴隨計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，它的前景一定能夠帶給我們意想不到的夢幻天堂，憑借人類的智慧和創(chuàng)造，計算機網(wǎng)絡(luò)將帶我們進入另一個自由的、奇幻的、微妙的新世界。

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作者簡介：武帥（1980.01-），男，滿族，遼寧西豐人，教師，講師，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，研究方向：計算機及應(yīng)用。

作者單位：西豐縣中等職業(yè)技術(shù)專業(yè)學(xué)校，遼寧鐵嶺 112400