計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

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由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的日益普及化，如何提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性已經(jīng)成為相關(guān)數(shù)學(xué)界研究的焦點(diǎn)。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的話，將會(huì)給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來難以估量的損失。根據(jù)有關(guān)報(bào)道，美國(guó)雖然擁有著相對(duì)發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但是其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障率仍讓超過了6%。網(wǎng)絡(luò)故障不僅增加了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本，還會(huì)給使用者帶來非常不利的影響。而我國(guó)由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展時(shí)間短，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中過于重視網(wǎng)絡(luò)的使用功能，但是在網(wǎng)絡(luò)可靠性上的投入相對(duì)有限，尤其是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體的可靠性設(shè)計(jì)上，我國(guó)還處在相對(duì)落后的局面。為此，本文論述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的設(shè)計(jì)原則，并從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性設(shè)計(jì)、雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)層次、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等三個(gè)方面分析了其可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，以期為相關(guān)問題的解決提供一定的建議。

1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的設(shè)計(jì)原則

對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性設(shè)計(jì)，也被稱為可用性設(shè)計(jì)，也就是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者設(shè)備發(fā)生故障的情況下，保障網(wǎng)絡(luò)可以不間斷提供服務(wù)的設(shè)計(jì)。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性在設(shè)計(jì)上需要遵循以下原則：（1）合理節(jié)約資源的原則。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于現(xiàn)存在各種網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)當(dāng)最大化的利用，比如現(xiàn)有的軟件和硬件，包括布線等其他設(shè)備。（2）安全性原則。對(duì)于使用的信息安全產(chǎn)品，也包括產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)時(shí)保障其安全性，通過在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中的具體措施來維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。（3）為了對(duì)多種通信協(xié)議予以支持，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須存在強(qiáng)大的互聯(lián)能力。同時(shí)在系統(tǒng)構(gòu)建上，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)多重保護(hù)的目標(biāo)，利用各個(gè)保護(hù)層來互相補(bǔ)充，即使某一層遭到破壞，其它保護(hù)層也能確保信息的可靠性。

2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性設(shè)計(jì)一旦計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，容錯(cuò)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)揮保障網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)運(yùn)行的作用。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)系統(tǒng)，主要應(yīng)用了多級(jí)容錯(cuò)技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的情況下，由于容錯(cuò)技術(shù)保障了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，所以不需要立即維修損壞的網(wǎng)絡(luò)部分。在此基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員能夠靈活安排維護(hù)措施，從而促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本的下降。另外，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下方面：（1）容錯(cuò)技術(shù)的采用需要適應(yīng)實(shí)際需要以及具體使用場(chǎng)合。如果盲目應(yīng)用容錯(cuò)技術(shù)，可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)造價(jià)的提高，從而不符合合理節(jié)約資源的設(shè)計(jì)原則。（2）在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)可靠性的容錯(cuò)設(shè)計(jì)時(shí)，首先從網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備著手，尤其是選擇質(zhì)量合格的網(wǎng)絡(luò)連接部件與配件。在設(shè)備應(yīng)用中以性能穩(wěn)定為原則，慎重應(yīng)用新技術(shù)，對(duì)于安全有效，并且能對(duì)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)方案簡(jiǎn)化的新技術(shù)應(yīng)推廣應(yīng)用。（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)技術(shù)一般應(yīng)用在關(guān)鍵部位上，并且減少對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的影響。通過這種設(shè)計(jì)方法，避免了過高的可靠性容錯(cuò)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。這樣不僅降低了網(wǎng)絡(luò)故障出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，而且有效節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)上的投入。通常來說，網(wǎng)絡(luò)主干線路、網(wǎng)絡(luò)控制中心、服務(wù)器系統(tǒng)、關(guān)鍵的數(shù)據(jù)駐留點(diǎn)等是計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分。為此，在常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)可靠性容錯(cuò)設(shè)計(jì)過程中，只需要在以上關(guān)鍵部分實(shí)施。

2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的上網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)對(duì)于計(jì)算機(jī)雙網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)，通常就是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上添加相應(yīng)的備用網(wǎng)絡(luò)。這兩臺(tái)設(shè)備具有各自的任務(wù)，并且在運(yùn)行過程中可以將各自的數(shù)據(jù)交換共享。一般情況下，雙網(wǎng)絡(luò)能夠同步傳輸信息數(shù)據(jù)，同時(shí)主系統(tǒng)擁有常規(guī)運(yùn)行下的控制權(quán)。不過，一般主系統(tǒng)出現(xiàn)故障的話，備份系統(tǒng)將接管控制權(quán)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，冗余硬件一般不會(huì)進(jìn)行任何工作，也即保持在熱備份的狀態(tài)下。而且在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，冗余部件就會(huì)代替發(fā)生故障的部件，從而承擔(dān)維持系統(tǒng)正常運(yùn)行的任務(wù)。這種網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)能為數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳送提供保障，并通過冗余硬件來確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。但是在實(shí)際情況，由于經(jīng)費(fèi)有限，無法將該設(shè)計(jì)措施應(yīng)用到全部硬件設(shè)備上。所以，一般只對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中較為重要的設(shè)備，或者本身容易發(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行冗余配置，從而最大化的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)的效益。

2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全使用，必須對(duì)其網(wǎng)絡(luò)層次以及體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，網(wǎng)絡(luò)容量也在日益增大。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)來說，正在想著多層次設(shè)計(jì)的方向發(fā)展。在多層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要包含了核心層、分布層以及接入層，如圖1所示。其中，接入層主要是控制用戶流量，并以訪問控制和過濾為主要手段。因此，接入層作為第一道放線，相對(duì)設(shè)計(jì)要求不高。而核心層作為網(wǎng)絡(luò)的主干，因此需要確保數(shù)據(jù)快速地交換，如果核心層發(fā)生故障的話，整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都可能會(huì)發(fā)生癱瘓。對(duì)此，為了確保核心層設(shè)備可以穩(wěn)定的發(fā)揮其功能，應(yīng)當(dāng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中采用高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。核心層設(shè)備在與其他設(shè)備相連接時(shí)主要借助于兩條及以上的鏈路。一旦某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，可以為核心層設(shè)備添加一臺(tái)設(shè)備，主要為高端設(shè)備進(jìn)行備份，從而為核心層設(shè)備的可靠性提供保障。

3結(jié)語

綜上所述，合格的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須具有可靠性設(shè)計(jì)的支撐。通過本次計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的研究，在有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與建設(shè)的過程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)施嚴(yán)格、規(guī)范的管理?？偠灾瑢?duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)長(zhǎng)期性、復(fù)雜性的工作，相關(guān)科研人員應(yīng)當(dāng)不斷深入探討，推動(dòng)該項(xiàng)工作的科學(xué)發(fā)展。

作者：文銀娟 單位：定西師范高等?？茖W(xué)校計(jì)算機(jī)系