解析如何提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性

韋忠慶，蔣錫軍，吳衛(wèi)龍

（廣西科技大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院，廣西 柳州 545006）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)，是確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效率的關(guān)鍵，任何環(huán)節(jié)的故障都會(huì)造成一定程度的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用損失，且損失難以估量。隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)用戶的俱增，網(wǎng)絡(luò)可靠性早已以成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究的核心關(guān)注問題，如何提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，應(yīng)客觀的分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件、軟件等設(shè)施的特點(diǎn)［1］，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素，結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)，有效對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、保護(hù)與恢復(fù)等進(jìn)行優(yōu)化，以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性分析

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，突然掉網(wǎng)、信息傳輸失敗等問題，嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用效率。針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用的諸多問題，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、耐久性、容錯(cuò)性、可維護(hù)等。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用中，網(wǎng)絡(luò)的可靠性為內(nèi)外聯(lián)系、信息交換、信息傳遞等提供了保障，所以在考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性時(shí)，一定要明確它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，任何一個(gè)細(xì)節(jié)的疏忽，都有可能造成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的安全風(fēng)險(xiǎn)，造成使用者的巨大損失。

2 影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括線型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)和混合型結(jié)構(gòu)幾種類型，每種結(jié)構(gòu)都有其優(yōu)勢(shì)。如線性結(jié)構(gòu)，安裝方便、節(jié)省成本，但總線可靠性低、監(jiān)控困難，一旦發(fā)生故障，會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓；又如環(huán)型結(jié)構(gòu)易安裝且易監(jiān)控嗎，但網(wǎng)絡(luò)容量有限，一旦建成，新加入站點(diǎn)比較困難?？傊?，任何一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又具有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，在實(shí)踐中，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇的科學(xué)性、適當(dāng)性對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性影響很大［2］。

2.2 故障診斷能力

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障可按其發(fā)生特點(diǎn)大體可分為硬件故障、網(wǎng)線故障和系統(tǒng)故障，硬件故障如交換機(jī)故障、路由器故障等；網(wǎng)線故障如水晶頭松動(dòng)、網(wǎng)線破損等；系統(tǒng)故障一般指系統(tǒng)被病毒破壞或軟件不兼容等問題，這些故障表現(xiàn)形式多樣，會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)上傳輸、交流的速度和安全性。計(jì)算機(jī)故障診斷能力是一項(xiàng)綜合性能力，利用軟件、工器具等對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行診斷、排查，將故障縮小到最小范圍，然后排除。此外，故障診斷能力還包括計(jì)算機(jī)的保護(hù)和自我恢復(fù)作用，降低了鏈路失效對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的影響，提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2.3 其他影響因素

影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素是多方面的，除上述技術(shù)性較高的兩個(gè)方面，還有硬件設(shè)備、傳輸質(zhì)量、管理維護(hù)、運(yùn)行環(huán)境等。例如硬件設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)布線中，選用較好的網(wǎng)線和水晶頭，可提高網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)更為可靠；又如運(yùn)行環(huán)境，保持機(jī)房適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度可增?qiáng)計(jì)算機(jī)的散熱、減少靜電，降低了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障率，對(duì)提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性有積極意義。

3 提高計(jì)算機(jī)可靠性的對(duì)策分析

3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)雖然有多種形式，而當(dāng)前最常用的是星型結(jié)構(gòu)，一方面，這種結(jié)構(gòu)連接方便，便于增添新的站點(diǎn)；另一方面，這種結(jié)構(gòu)方式采用分散的連接方式，一旦某個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)問題，不會(huì)影響到別的網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，是一種較為穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接方式，因此應(yīng)用較為廣泛。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)連接中，混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也較為常見，例如將線型網(wǎng)設(shè)計(jì)成鏈狀結(jié)構(gòu)，其兩端加上環(huán)型網(wǎng)，在充分利用原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的同時(shí)又提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性、兼容性，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本得到了很好的控制?？傊?，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，第一，要考慮接入層容錯(cuò)設(shè)計(jì)，提高網(wǎng)絡(luò)線路的兼容性，降低故障概率。如采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第二，堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性。如混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第三，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的相關(guān)因素，合理化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最佳效益的實(shí)現(xiàn)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)與恢復(fù)

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，服務(wù)器能夠切換到被用系統(tǒng)，以減小網(wǎng)絡(luò)故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用的影響，這樣即使主機(jī)出現(xiàn)問題，立刻就會(huì)有能夠代替的計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作，避免了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓，確保了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定、安全；網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)是指在網(wǎng)絡(luò)失效后，系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)的尋找可用資源，重新選擇網(wǎng)路，繞過失效部分再次運(yùn)行。其二者都是基于減小鏈路失效時(shí)將其對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的影響降至最低考慮的。在具體操作中，網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)與恢復(fù)要遵守兩個(gè)原則，第一，不同業(yè)務(wù)應(yīng)用不同的保護(hù)、恢復(fù)方式，避免資源的浪費(fèi)或保護(hù)、恢復(fù)不到位。例如，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、可靠性要求較高的業(yè)務(wù)，需選用一對(duì)一的保護(hù)方式，這樣的網(wǎng)絡(luò)可靠性極高，能確保網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的效率和安全性。次之，可選用共享保護(hù)方式，這樣可以提高資源的利用效率，降低成本。第二，不同層面的保護(hù)與恢復(fù)要仔細(xì)考慮，一般應(yīng)先啟動(dòng)底層保護(hù)，不能完成時(shí)在選擇啟動(dòng)較高層保護(hù)，如直接啟動(dòng)高層保護(hù)，一些底層的故障就會(huì)被越高，會(huì)影響到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

3.3 其他措施

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的保障方式與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障一樣，具有多樣性，在提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性時(shí)，對(duì)于一些基礎(chǔ)的東西也應(yīng)加以考慮，普通的、微小的方式、細(xì)節(jié)往往是解決問題的關(guān)鍵。例如，網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定，時(shí)斷時(shí)續(xù)，此故障中有一種可能就是路由器選用與軟件系統(tǒng)不相容、不配套導(dǎo)致的；還可能是路由器附近有遮擋物。又如，在網(wǎng)絡(luò)安裝中，未充分考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)備在短期內(nèi)被淘汰，跟不上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的速度，影響網(wǎng)絡(luò)使用的穩(wěn)定性、安全性。同時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境的改善也是提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的有效途徑，例如安裝防火墻，控制內(nèi)網(wǎng)的訪問，確保內(nèi)網(wǎng)的安全、可靠，并對(duì)惡意攻擊、病毒等有積極的預(yù)防效果?？傊?，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性提高的手段是多種多樣的，從軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面都能找出不同的促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性提高的方式，但最關(guān)鍵的是找對(duì)問題、及時(shí)處理，確保網(wǎng)絡(luò)使用的安全性、穩(wěn)定性，才是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的最終目的。

4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性設(shè)計(jì)實(shí)例

當(dāng)前，隨著國民經(jīng)濟(jì)需求和人民社會(huì)生活對(duì)高可靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的需求的不斷增加，已經(jīng)建成的或正在新建的各種高性能計(jì)算機(jī)組群，已由原來的C/S模式逐漸轉(zhuǎn)向B/S模式，直接連接到局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)的用戶，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)直接訪問到高性能機(jī)群，這是都是為了方便更多用戶的訪問和用戶擴(kuò)大使用范圍的結(jié)果。某大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心購入某高性能計(jì)算機(jī)群，就是希望通過高性能的計(jì)算機(jī)機(jī)群具有更高的可靠性，并且能對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)部的使用者進(jìn)行更為行之有效管控，所以為保證該機(jī)群的可靠性而同時(shí)購進(jìn)的還有防火墻系統(tǒng)，以便能對(duì)高性能計(jì)算機(jī)機(jī)群進(jìn)行可靠的功能保護(hù)和高效的管理。

該大學(xué)所引進(jìn)的高性能計(jì)算機(jī)群主要是用來接入學(xué)校內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行教務(wù)、教學(xué)、學(xué)生選課、上網(wǎng)控制方面的大量的數(shù)據(jù)訪問，意味著計(jì)算機(jī)機(jī)群將直接面對(duì)局域網(wǎng)的用戶，只有這樣才能滿足各類用戶使用的要求。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，70%網(wǎng)絡(luò)可靠性的問題來自于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，這樣就使得與局域網(wǎng)連接的高性能計(jì)算機(jī)面臨著嚴(yán)重的可靠性問題，高性能機(jī)群的可靠性就顯得尤為重要［3］。所以就必須使用一些新的措施來提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，同時(shí)也保障了高性能計(jì)算機(jī)機(jī)群的安全性，例如：（1）安全隔離保護(hù)：通過一套規(guī)則的配合對(duì)防火墻SNAT（源地址NAT）的設(shè)置，在計(jì)算機(jī)機(jī)群、局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)之間建立一個(gè)可靠的保護(hù)屏障。（2）網(wǎng)絡(luò)訪問控制：經(jīng)過了審查合格后的用戶，通過防火墻可以輕松實(shí)現(xiàn)訪問控制。（3）節(jié)點(diǎn)定位映射安全管理：通過端口映射技術(shù)，可以使網(wǎng)絡(luò)信息隱藏、直接實(shí)現(xiàn)對(duì)防火墻的端口映射的修改和對(duì)各分支節(jié)點(diǎn)映射從而實(shí)現(xiàn)直接訪問。

所以，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，防火墻是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。防火墻為高性能計(jì)算機(jī)機(jī)群的安全防護(hù)建立了堅(jiān)實(shí)的壁壘，同時(shí)也是其應(yīng)用在高性能機(jī)群上的一個(gè)成功案例，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性應(yīng)用方面的典范［3］。

結(jié) 語

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性是一個(gè)復(fù)雜的研究領(lǐng)域，也是提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效率、應(yīng)用效益的關(guān)鍵，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷拓展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益廣泛，確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性問題更加嚴(yán)峻。目前，最好的解決網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的方式就是理論結(jié)合實(shí)踐，確保網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的安全、穩(wěn)定、可靠，針對(duì)實(shí)際中發(fā)生、存在的問題進(jìn)行透徹的分析和思考，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、恢復(fù)和維修等技術(shù)水平［4］。

［1］王可.如何提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性［J］.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2012（11）:122-122、124.

［2］周尚平.提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法研究［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)：學(xué)術(shù)交流,2014（10）:6629-6630.

［3］張曉杰,姜同敏,王曉峰.提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法研究［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010（5）：76-80.

［4］于繼江,陳為,董中平.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化對(duì)策［J］.電子測(cè)試,2014（04）:139-140.