计算机网络可靠性研究
计算机网络的可靠性也成为衡量计算机网络综合性能的一项极其关键的技术指标。
计算机网络可靠性研究【1】
[摘要] 随着计算机网络的迅速发展,计算机网络的可靠性问题越来越受到网络设计者、建设者和使用者的普遍关注。
计算机网络的可靠性也成为衡量计算机网络综合性能的一项极其关键的技术指标。
本文首先阐述了计算机网络可靠性的影响因素,接着提出了提高计算机网络可靠性的优化设计。
[关键词] 计算机网络 可靠性 优化设计
一、计算机网络可靠性概述
计算机网络可靠性有关概念作为一门系统工程科学,经过半个多世纪的发展,已经形成了较为完整、健全的体系。
国内外的有关学者将计算机网络可靠性的测度归纳为四大类:计算机网络的连通性、计算机网络的生存性、计算机网络的抗破坏性、计算机网络部件在多模式下工作的有效性。
计算机网络如果正常工作,网络中的基础结点及部件必须为各个用户终端提供可靠的链路。
因此,计算机网络的连通性在可靠性相关领域研究中最为广泛。
计算机网络的连通性一般用计算机网络可靠度来衡量。
二、计算机网络可靠性的影响因素
1.网络设备对网络可靠性的影响
(1)用户设备对计算机网络可靠性的影响。
用户终端是直接面向用户的设备,其可靠性至关重要,也是计算机网络可靠与否的关键所在。
在计算机网络运行过程中的日常维护,主要就是确保用户终端的可靠。
用户终端的交互能力越高,其网络可靠性也越高。
(2)传输交换设备对计算机网络可靠性的影响。
在计算机网络建设、运行的实践中,研究人员经常发现:“布线系统所造成的计算机网络故障问题一般是最难查找的,为此而付出的代价往往也是最大的。
”因此,应采用标准的通信线路和布线系统。
为了提高计算机网络可靠性以及满足计算机网络日后发展的需要,必需考虑有一定的冗余和容错能力。
对于十分重要且不太顾虑建设成本的计算机网络,在布线时最好是布置成双线,以便计算机网络的线路出现故障能及时进行切换。
2.网络管理对网络可靠性的影响
通常一个大型的计算机网络是由来自不同生产厂商的不同网络产品和设备所构成的,规模较大,结构复杂。
要保证信息传输完整性、降低故障发生率、降低信息丢失率、减少误码及差错,提高计算机网络可靠性,就应采用先进的网络管理技术,进行实时采集网络运行参数并统计网络信息,监视网络运行状态,及时查找故障和排除故障。
在计算机网络的实际规划、设计、建设、运行的过程中,应注意以下两个方面:
第一方面,科学合理地选择计算机网络管理软件,要注意其功能是否满足要求,至少应能符合配置、安全和计费管理的需求;与此同时,要求计算机网络管理软件应能提供统一的网络管理接口,遵循标准的网络管理协议。
第二方面,为了保证计算机网络的正常运行,在制定必要的网络管理制度和条例的基础上,还要加强对计算机网络应用人员的培训和教育,养成良好的应用习惯及职业道德。
3.网络拓扑结构对网络可靠性的影响
下面分别说明几种常用的计算机网络拓扑结构对计算机网络可靠性的影响。
(1)总线结构的网络拓扑。
这种网络拓扑结构本身就是一条链路的连通图,连通图中的任意两定点之间的链路是唯一的,常常应用于点对点网络或局域网,总线结构局域网中的所有结点都通过网卡直接连到一条作为公用的传输介质的总线上,结构简单,容易实现,易于扩展。
但由于计算机网络中所有结点只能通过总线传输介质发送或接受信息,因而,可能出现在同一时刻有两个或两个以上的结点利用总线发送信息的情况,造成传输冲突,导致传输失败。
与此同时,连通图中任何一条边或一个结点发生故障都会导致网络瘫痪。
尽管这种计算机网络的成本较低,但从可靠性的角度来考虑,其容错度小,可靠性较差。
对于比较重要的计算机网络来说,不宜采用此种计算机网络拓扑结构。
(2)星型结构的网络拓扑。
以计算机交换分机为中心的局域网系统大多数都采用星型结构的网络拓扑。
星型网络结构简单,最易于实现中心结点控制全网通信,任何两个结点之间的通信都经过中心结点,这样便于计算机网络的管理,而且任何非中心结点发生故障不影响其它结点的通信。
但是一旦星型结构的网络拓扑中心结点发生故障,也将会造成整个计算机网络的瘫痪。
对于比较重要的计算机网络来说,也不宜采用这种计算机网络拓扑结构。
三、计算机网络可靠性优化设计
提高计算机网络可靠性的最有效的方案是提高其网络系统的容错性。
计算机网络的容错性设计就是寻找最常见的故障点,通过冗余来加强它们,以最大限度地缩短计算机网络故障的持续时间。
为了避免各种故障造成的数据丢失或出错,甚至是计算机网络的瘫痪,必须采用种种冗余措施来提高计算机网络的容错能力。
影响计算机网络容错能力的因素很多,其中包括:用户到计算机网络中心的数据链路如何冗余;计算机网络的中心枢纽设备如何容错;计算机网络主干网络、服务器如何容错等。
(1)计算机网络的容错性设计。
计算机网络容错性设计的一般指导原则为:并行主干,双网络中心。
计算机网络容错性设计的具体设计方案的原则,可以参照以下几点:采用并行计算机网络以及冗余计算机网络中心的方法,将每个用户终端和服务器同时连到两个计算机网络中心上;数据链路、路由器在广域网范围内的互联。
计算机网络中的边界网络至网络中心采用多数据链路,多路由的连接方式,这样可以保证任一数据链路的故障并不影响局部网络用户的正常使用。
(2)计算机网络的双网络冗余设计。
计算机网络的双网络冗余性设计是在单一计算机网络的基础上再增加一种备用网络,形成双网络结构,以计算机网络的冗余来实现计算机网络的容错。
在计算机网络的双网络结构中,各个网络结点之间通过双网络相连,当某个结点需要向其它结点传送消息时,能够通过双网络中的一个网络发送过去。
正常情况下,双网络可同时传送数据,也可以采用主备用的方式来作为计算机网络系统的备份。
当由于某些原因所造成一个网络断开后,另一个计算机网络能够迅速替代出错网络的工作,这样保证了数据的可靠传输,从而在计算机网络的物理硬件设施上保证了计算机网络整体的可靠性。
(3)计算机网络层次、体系结构设计。
一个优秀的计算机网络,不仅要有先进的网络设备,还要有先进的网络层次结构和体系结构。
随着计算机网络技术的迅速发展和计算机网络吞吐量的增长,分布式的网络服务和交换移至用户级,由此形成了一个新的更适应现代化的大型高速网络的分层设计模型,这种分级方法被称为“网络模块的多层设计”。
网络多层设计是模块化的,网络容量可随着日后网络结点的增加而不断增大。
由于多层网络结构有很大的确定性,因此,在运行和扩展过程中进行故障查找和排除等日常维护工作也变得易于操作。
参考文献:
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[3]张文,杨红霞.网络互连设备.北京:电子工业出版社,2003.
提升计算机网络可靠性的策略研究【2】
【摘 要】近年来，我国计算机技术得到了迅速的发展，人类社会已 经开始朝着信息时代迈进。
如何提升计算机网络的安全性，使其免受干扰与破坏，就成为当前社会的热点问题。
本文分析了计算机网络可靠性的影响因素，并提出计算机网络可靠性的提升策略，以为保障计算机网络运行的可靠性提供借鉴。
【关键词】计算机网络;可靠性
改革开放至今，我国的快速发展为世人所瞩目，计算机在我国的发展迎来了新纪元，已经被应用于各个领域当中，计算机网络的可靠性问题随即成为了人们关注的焦点。
对计算机网络可靠性的提升策略进行分析，来保障计算机网络的安全可靠运行，对于我国信息现代化的发展具有积极的现实意义。
1.计算机网络可靠性概述
计算机网络是计算机技术和通讯技术发展到一定阶段的产物。
所谓计算机网络可靠性，指的是在特定环境(操作方式、维修方式、温度、湿度、负载及辐射等条件一定)和给定时间内，计算机网络对于所需业务的完成能力。
纵观其定义，可以看出，计算机网络的可靠性是由给定时间、特定环境和完成业务能力三部分共同决定的。
计算机网络可靠性是对计算机网络运行能力的有效反应，是实可靠性提升策略文章编号：文献标识码：a 施计算机网络设计与规划的重要参考。
当前社会，计算机网络可靠 性的问题已经非常突出，如若一旦发生计算机网络故障，其影响和 危害是十分巨大的，且涉及经济、政治、环境、生活、文化等各个领域。
2.计算机网络可靠性影响因素分析
2.1 网络设备因素
网络设备作为直接面向用户的终端设备，其对于计算机网络的可靠性有着重要的影响。
通常情况下，终端设备的交互能力较强，其对应的计算机网络也表现出较强的可靠性。
任何事物都是在发展中逐渐完善的过程，当前，我国的在计算机网络设备方面虽然已经比较完备，但网络环境的复杂性和实际应用中不确定因素的存在，使得对于网络设备在计算机网络可靠性的影响方面占据着重要地位。
2.2 传输交换设备因素
传输交换设备是计算机网络的重要组成，承担者数据信号的接收与传输，是保障计算机网络连接畅通的关键所在。
传输交换设备在对计算机网络可靠性的影响上表现出的隐蔽性较强，对于其所导致的网络破坏和干扰难以排出，且需要付出较高的代价。
2.3 网络管理因素
通常来讲，计算机网络均是由不同厂商生产与开发的网络系统搭配相关的机械设备所构成的，具有综合性强、结构较为复杂、规模较为庞大的特点。
因此，在实际的计算机网络运行当中，实施有效的网络管理十分必要，是降低信息丢失、实现信息正确传输、故障的及时查找与排除的重要保障。
2.4网络拓扑结构因素
所谓网络拓扑结构，指的是计算机网络中，各部件连接的主要方式，其对于计算机网络可靠性亦有着重要的影响。
可以说，网络拓扑结构是对计算机网络影响因素进行分析的必要前提，是计算机网络可靠性得以保障的重要基础。
3.计算机网络可靠性的提升策略
3.1强调计算机网络容错性设计的合理性
计算机网络的容错性具体从以下方面来实现合理性设计的：第一， 采用冗余且并行的网络形式，在两个计算机网络中心上分别连接服务器和用户终端，从而对计算机网络安全进行有效的防范，避免意外情况的发生。
如若有意外发生，两个网络中心亦可以进行彼此的相互协调;第二，在计算机网络设备当中，路由器、广域网、数据 链路一律实行互联的形式，从而保证当任一设备发生故障时，不会对其他项设备的运行产生影响;第三，将新型技术应用于网络设备的服务器当中，选用具有高可靠性、强容错性的服务器，以先进技术为依托，来对网络故障问题进行有效的防范。
3.2 实施双网络冗余设计
这一设计的目的在于起到后背设备的作用，冗余设计主要指的是在基于单计算机网络的基础上，再进行一项备用计算机网络的设计，从而构成双网络冗余设计。
计算机网络结构当中，所有网络点均相连，依靠网络链路，可完成信息的及时传送。
无论是单一路网还是双网络，计算机都可正常运行，而这一设计则可在任一网络发生故障时，仍然保证计算机的正常运作，从而进一步提高了计算机网络自身的可靠性。
3.3 注重对计算机网络层次结构和体系结构的设计
计算机网络既包含有形的、看得见的先进网络设备，也包含无形的、看不见的网络体系结构和网络层次结构。
虽然后者对于网络用户来讲，缺乏实体效应，但其在网络运行中的重要性方面则等同于网络实体设备。
因此，在实际设计当中，应当注重对计算机网络层次结构和体系结构的合理性设计，保障无形架构的可靠性，从而促进整个计算机网络可靠性的提升，使网络设备应有的作用得以充分发挥。
3.4 构建层次布局的计算机网络体系
设计计算机网络体系为网络服务层、应用层、网络物理硬件层、 网络操作系统层四个层次。
通过这样的层次设计，来逐步对计算机网络体系进行完善。
服务层的作用在于提供网络服务， 如电子邮件、 数据库等服务;应用层的作用在于对网络用户需求进行满足，如教学、教研系统、办公自动化系统等;网络物理硬件层是计算机网络硬件的拓扑结构，包括拓扑结构、服务器、通信协议、介质访问方法、互联设备等;网络操作系统层则是软件方的代表。
明确计算机网络体系各个层次的作用和内涵，强调设计的合理性，层层递进， 使其构成一个完整的网络体系，从而进一步提升计算机网络的可靠 性。
4.结语
随着信息技术的进一步发展，人们对于计算机网络的可靠性将有着更高的要求，借鉴上述内容，将计算机网络可靠性提升策略应用到实际中来，进一步提升网络可靠性，从而使计算机网络的运行更加合理、科学。[科]
【参考文献】
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[5]黄泽.增强计算机网络可靠性的措施探究,2011,(8).
提高计算机网络的可靠性研究【3】
摘要：随着信息技术的进步和互联网的发展，计算机的使用越来越广泛，也越来越逐渐渗透到人们生产和生活的各个领域。
保障计算机安全和提高可靠性是人们的普遍要求和共同愿望。
影响计算机可靠性的因素包括计算机网络设备、计算机网络管理和计算机网络拓扑结构，同时在可靠性的设计实践中需要遵循一定的原则。
为了提高计算机网络的可靠性，需要在容错性设计、网络冗余设计、层次和体系设计等方面采取相应的策略。
关键词：计算机网络;可靠性;容错设计;冗余设计;层次体系设计
一、引言
计算机网络，就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件实现网络资源共享和信息交换的系统。
随着信息技术的进步和互联网的发展，人们对计算机的使用越来越广泛，计算机越来越逐渐渗透到人们生产和生活的各个领域。
而保证计算机安全，提高计算机的可靠性是人们的普遍要求和共同愿望。
计算机网络可靠性是指计算机网络在规定的条件下，规定的时间内，网络保持连通和满足通信要求的能力。
在这个概念中，规定的条件主要包括操作方式、维修方式、负载条件、温度、湿度、辐射等，而规定的时间可能为一千小时或一个季度或者一年等。
本文从计算机网络可靠性的概念入手，探讨分析了计算机网络可靠性的影响因素、计算机网络可靠性的设计原则，最后文章还就提高计算机网络可靠性的策略进行了深入的探讨分析。
希望通过这样的研究能够引起人们对提高计算机的可靠性的进一步关注，能够对实践起到一定的指导作用。
二、计算机网络可靠性的影响因素
计算机网络在实际运行中会受到来自各方面因素的影响，这些影响会对它的可靠性产生很多的不利影响，总的来说，计算机网络可靠性的影响因素包括以下几个方面。
(一)计算机网络设备。
在计算机网络设备中我们主要分析客户终端对计算机网络可靠性的影响。
事实上，客户终端对计算机网络的可靠性具有十分重要的作用，良好的客户终端可以维护计算机网络的可靠性，保障计算机网络的正常运行。
而在计算机网络的日常运行中，对网络的日常维护工作在一定程度上就是对客户终端的可靠性进行保证。
要想提高计算机网络的可靠性，就要提高网络设备的连接交互能力。
在具体的网络交换设备的实践中，传输设备具有重要的意义，他对保障计算机网络的可靠性发挥着巨大的作用，同时，传输设备也是保障计算机网络可靠性的十分关键的因素。
有鉴于此，在传输设备的选择中，要采取符合条件和复合要求的设备，保证传输设备的性能，保证计算机网络的可靠性。
(二)计算机网络管理设备。
在计算机网络的产品和设备的构成中，通常是各式各样的，他们来自不同的厂商，规模较大，并且产品和设备的结构比较复杂。
为了提高计算机网络的可靠性、保障信息的完整性、防止数据的丢失、降低误码率、减少故障出现的频率，就需要采用先进的技术和设备对计算机网络进行管理。
通过先进的管理技术的运用，就可以对网络运行的基本参数进行采集，对网络运行的情况进行管理，对运行中出现的故障进行排查和处理。
在软件的选择上，应该根据实际的需要选择合适的软件;在接口的配置上，应该配置好与之相应的标准和规范的接口，从而使他们的功能满足网络的需求。
此外，为了提高计算机网络管理的水平和管理效率，还应重视相关的专业人才的培养和引进，提高管理人员的专业技能和管理水平。
(三)计算机网络拓扑结构。
就拓扑结构的类型来看，计算机网络的拓扑结构多种多样，具有多种类型，比如星型、环型、总线型、混合型等。
事实上，计算机网络拓扑结构属于网络的规划问题，是影响计算机网络可靠性的先天性因素。
在实际运用中，各种拓扑结构都有自己的特点，都会对计算机网络的可靠性产生影响。
总线型拓扑结构是线路的连通图，网络的机构简单，并且容易扩散，在网络中，任意两台计算机之间的线路是唯一的，常常在点对点的网络传输中得到运用。
但是，总线型结构也有他的弱点与不足，由于整个网络中的计算机在进行信息传递时，都必须通过一条线路，容易引发冲突并导致信息发送失败。
如果计算机出现故障，或者总线拓扑中的任何线路出现问题，便会引起整个网络的崩溃，这会给用户带来很大的影响和损失。
所以，尽管总线拓扑的建设成本比较低，但是它的可靠性比较差。
而在星型结构中，由于各网络节点是通过与中心节点的联系而使整个网络的通讯得以实现的，如果中心节点发生故障，则整个网络不能正常运行，甚至出现崩溃。
通过上面的介绍和分析，我们可以得知，计算机网络的拓扑结构也是计算机网络可靠性的影响因素之一，它的结构和运行会影响计算机网络可靠性。
三、计算机网络可靠性的设计原则
计算机网络的可靠性会受到很多因素的影响，为了降低这些因素对计算机网络可靠性的影响，提高计算机网络的可靠性，我们有必要对计算机网络进行设计。
计算机网络的可靠性设计是指当计算机设备或者网络出现故障或网络的服务中断的时候，对其进行维护和设计，以保障计算机网络的正常运行。
同其它任何设计一样，计算机网络可靠性的设计也要遵循一定的原则，总的来说，这些原则包括以下几点。
(一)节约原则。
在进行计算机网络可靠性设计时，需要合理的使用软件和硬件，尽可能利用现有的计算机网络资源，合理布线和布局其它的相关设施，节约资源，防止浪费。
(二)可靠性原则。
可靠性原则是相对于保证系统的可靠性而言的，在信息安全产品的使用和技术方案的设计中，需要采取有效的措施来保障其安全，保障信息产品的安全和技术方案的安全。
(三)多样化原则。
这里是指要建立多种通讯协议，促进通讯的多样化，加强各系统的联系，使计算机网络支持多种通讯协议。
(四)多重保护原则。
为了进一步保障系统的可靠性，需要建立多重保护系统，使各个层次之间相互联系，相互作用，形成保护合力。
当一个层次被突破，遭到破坏，其它的层仍然还可以保护计算机网络的安全。
四、提高计算机网络可靠性的策略
在探讨分析了计算机网络可靠性的影响因素和计算机网络可靠性的设计原则之后，我们有必要针对具体问题，对提高计算机网络可靠性的策略进行深入的分析。
结合计算机网络可靠性的实际，笔者认为，可以采取以下策略来提高计算机网络的可靠性。
(一)计算机网络容错设计策略。
通常情况下，如果计算机网络出现故障，网络的容错系统仍然可以使用，能够保障网络的正常运行。
网络容错系统使网络具有保护自我和出现问题时进行修复的能力，当网络出现问题不能正常运行的时候，在容错系统的支持下，网络仍然能够正常运行。
这样可以使管理人员和修理人员能够采取措施来对网络进行维护和修理，既降低了维护成本，又能够保障网络的正常运行。
在计算机网络容错设计中，我们需要注意以下几个问题：第一、根据计算机网络的具体要求和实际应用来采用容错技术，防止盲目的采取容错技术，以免增加成本，造成不必要的经济损失。
第二、在开始使用的时间，应该从计算机网络传播介质、连接部件和各种网络设备的选择开始，严格挑选材料的质量，选择质量可靠、性能稳定的材料和设备。
第三、从实际来看，网络可靠性容错设计都是网络的关键部位，因为关键部位采取相应的措施，不仅不会使网络系统的其他部分受到影响，还会相应的降低对容错的要求。
通过这样的设计，既满足了计算机网络容错设计的目的和要求，又会保障计算机网络的安全，降低了事故发生的可能性，还可以节约成本。
(二)计算机网络冗余设计策略。
这种设计策略要求在一台计算机网络的基础上再增加另一种备用的网络，通过增加备用网络来保障计算机的可靠性，维护计算机的安全。
在正常情况下，双网络可以同时进行工作，但是控制权仍然在主系统上。
实际运行中如果发生故障，主系统不能正常运行时，控制权便会切换到备份系统上。
在大多数时间里，冗余部件是不工作的，只有当主控制系统出现故障的时候，冗余部件才开始工作，维护网络的正常运行。
由于经费问题，不可能在所有的设备中都配备冗余设计，实际上，冗余设计主要针对重要的设备和可能发生故障的设备。
(三)计算机网络层次和体系设计策略。
采用计算机网络层次结构和体系结构是提高计算机网络的一种重要措施。
可靠的计算机网络不仅需要先进的网络设备的支持，还需要先进的层次结构和体系结构的支持。
随着计算机网络技术的发展和计算机网络容量的增长，分布式的网络服务和交换移至用户级，这就形成了一个新型的分层设计模型，也为分成设计提供了便利。
计算机网络的多层设计是模块化的，随着网络的运用和发展，网络节点会相应的增加，而网络节点的增加又会使网络容量增大。
此外，为了提高计算机网络的可靠性，还可以采用体系设计，即自上而下按照应用层、网络服务层、网络操作系统层、网络物理硬件层进行设计，这样的层级体系化结构优化了设计，也会提高计算机网络的可靠性。
参考文献：
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