提高計算機網絡可靠性研究

劉育博

（金陵科技學院，江蘇 南京 211100）

提高計算機網絡可靠性研究

劉育博

（金陵科技學院，江蘇 南京 211100）

隨著社會的不斷發展，人們的生活水平不斷提高，對于自身生活質量的要求也越來越高。在此背景下，實現網絡環境的凈化是社會及科技發展的需求。現代計算機網絡的發展和網絡的可靠性創建有著重要的聯系，創建可靠性網絡不僅是計算機網絡今后的發展需求，還是我國社會經濟及科技的發展需求，創建良好的計算機網絡環境對我國青少年的成長具有重要的意義。基于此，文章就計算機網絡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，從而促進計算機網絡安全的提升，具有重要的現實意義。

計算機；網絡布局；網絡管理

現代我們所處的社會是以經濟為基礎，將科技作為導向的社會，使用科學及技術發展經濟是一個重要的研究問題。現代社會和網絡密切相關，人們對于網絡的依賴程度不斷提高，從而使網絡成為我們生活、工作及學習過程中的重要部分。雖然網絡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。因為網絡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，人們都可以通過網絡實現購物、工作及學習，這是網絡為我們帶來的便利。但是網絡使用降低了人們之間的交流，使人們處于虛擬世界中，部分青少年沉迷網絡游戲無法自拔，并且網絡自身的漏洞或者計算機病毒給人們的信息、財產造成了威脅，這是網絡為我們帶來的危害。為了創建良好的網絡環境，就要提高計算機網絡的可靠性，從而促進計算機的進一步發展，以此推動我國社會經濟的持續進步。

1 計算機網絡可靠性的影響因素及設計原則

1.1 影響計算機網絡可靠性的因素

1.1.1 設備因素

（1）因為技術在不斷地更新換代，一方面我們需要對網絡技術在今后的發展趨勢進行整體分析，不斷地考量，根據現實情況購置一些具有超前性的技術和設備，確保緊跟技術發展的腳步，延長設備的使用期限，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實需求；另一方面，還要注意系統的繼承性，確保計算機網絡設計的兼容性及擴充性，為計算機網絡的穩定升級提供保障[1]。

（2）要從具體情況分析，選擇質量優、口碑好的網絡產品，還要依照計算機網絡規范的規定，按照國內外通行標準對相關器件及子系統進行選擇，確保所選擇的計算機網絡設備產品完全符合可靠性設計要求。

（3）為了確保計算機網絡可靠性的進一步提升，還需要對整個使用期限范圍內的相關費用進行進一步的整體考察，盡量對網絡系統的成本進行控制，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。對于計算機網絡相應的硬件和軟件設備，盡量使用應用范圍廣泛并且性價比高的產品[2]。

1.1.2 網絡管理因素

一個較為完整的計算機網絡管理系統必須具備計費管理、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。網絡管理員是一個重要的因素，因為他們的作用是控制并且調整使用網絡的人員所有的網絡資源數量，從而影響到網絡資源的使用效率[2]。

1.1.3 網絡拓撲結構

由于環形拓撲和總線型拓撲都有其比較明顯的缺陷，所以星型網絡是目前比較常用的網絡拓撲結構，在星型網絡結構中，一個站點出現了問題，并不會影響到整個網絡的運行[3]。

1.2 計算機網絡可靠性的設計原則

計算機網絡在設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絡的優化工作。國際級別的指標一般是對相應的網絡進行設計的。在設計時一定要有非常高的保密性、可靠性和容錯性，保證數據的安全性，確保整個系統可以正常穩定地運行。所以，在計算機網絡系統進行規劃的過程中，應該優先選擇容錯率很高的方案實施，仔細考慮選擇的傳輸介質，確保在網絡傳遞信息的時候擁有足夠的帶寬，不影響工作的進行[1]。

2 提高計算機網絡可靠性的策略

2.1 提高計算機網絡可靠性的技術指標

2.1.1 網絡布局

現階段大都會使用多層網絡結構體系，本質上講就是使用第三層次的業務來實現各種需求，這種結構可以應對故障所帶來的困難和麻煩，可以簡化計算機網絡的使用。

計算機網絡通常是由核心層、分布層、接入層3個層面組成的。

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

（2）分布層。通常情況下是網絡用來計算接入層和核心層兩個層次之間的節點，當處于局域網的網絡環境中時，對分布層執行的任務數量會相對較大，不僅僅可以幫助部門和工作組在網絡之中相互關聯，也可以幫助其他的網絡在網絡中心進行聯網確認。

（3）核心層。是整個網絡系統最重要的組成部分，其擔負著數據交換的重任，也對計算機網絡進行邏輯性的劃分，但是不可以對數據進行邏輯性的劃分，核心層可以為不同區域提供與之對應的訪問服務和相關重要數據[4]。

2.1.2 冗余容錯

在實際運行中，計算機網絡普遍存在以下兩個方面的問題。

（1）線路設計單一，未設置備用線路。城域網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，人為操作不當等原因發生中斷，但大部分單位建設的網絡只有單條線路，并沒有意識到建立備用線路的重要性。

（2）網絡核心硬件設備未作備份設計。計算機底層的核心設備包括光纖收發器、核心路由器、交換機、網絡適配器等，數據的發送接收必須經過這些設備，這些設備一旦發生故障，將會導致網絡的癱瘓。出現網絡設備故障的原因非常多，如使用了不夠好的網絡設備，或者電壓不穩定等因素都會讓網絡設備出現故障，這種事故發生的概率是比較大的，而很多單位為了節省成本，都使用了單一的線路，沒有設置備用設備，存在較大的安全隱患[4]。

基于以上兩個問題，必須提高網絡系統中的容錯率，和適當增加冗余鏈路，提高網絡系統運行的效率。

2.1.3 管理水平

在計算機廣泛應用，互聯網飛速發展的今天，應該大力發展網絡建設以及培養網絡管理的專業人才，在實踐中積累經驗，以便在未來可以應對更為復雜的網絡問題，并高效管理網絡設備和網絡資源。

2.2 提高計算機網絡可靠性的策略

2.2.1 提高管理水平

網絡管理的目的是協調并且保持網絡系統安全可靠地運行，當網絡出現各種各樣的故障時，能及時發送報告并且處理，是應有的職業素質。本文從以下幾點來著手，提高網絡管理水平。

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

（2）計費管理。現今使用的網絡大多是有償的，所以網絡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。配置管理也是網絡管理的基本職能，網絡管理員必須明白網絡是由物理結構和邏輯結構組成，其中又包含了許多信息需要進行設置協調。此外，網絡運行在比較復雜的環境中，人員的變動等復雜因素都會影響配置的規模，所以網絡管理員必須有足夠的能力對網絡設備進行配置，來應對各種復雜的情況，保證網絡安全可靠的運行。

（4）性能管理。性能管理的目的在于使用最少的成本，保證網絡可以提供安全可靠的服務。性能管理需要網絡管理員具備監測和控制能力，監測網絡行為，對其進行跟蹤，并且控制網絡設備的配置。提高設備性能，要提高網絡管理水平，必須有效地從被管理對象中搜集與網絡性能有關的數據，分析和統計歷史的數據，建立性能分析的模型，并能大體預測網絡性能的長期趨勢，根據觀察的現象，對網絡設備進行配置。

（5）安全管理。安全管理的目的是確保網絡資源不被非法使用，防止網絡資源被入侵而遭受破壞，所以網絡管理員要提高網絡安全方面的技能，包括安全服務措施的創建和控制，并且要時常記錄工作，維護網絡設備，制定完善的網絡管理的安全策略，并根據這一策略實現網絡安全。最初的網絡管理往往會實現網絡實時監控，在發生突發事件時網絡依然可以正常運行。監測理所當然是指從網絡獲取信息，而控制就是改變網絡狀態，但如今的網絡管理職能范圍得到了進一步的擴大，包括通信行為、網絡規劃及網絡運營等相關的幾乎所有過程[5]。

2.2.2 網絡冗余容錯的設計

比較典型的一個例子，是在網絡設計中，將兩個處理中心分別連接服務器和用戶，以保證計算機網絡安全，這樣可以有效避免因為容錯問題產生的損失。在這種情況下，當設備發生故障的時候，兩個數據中心可以相互進行協調，那么相應地也應該提高服務器的容錯率。購買比較高端的設備進行維護，可以避免很多故障的發生。在實際使用中，很多網點都是互通的，能夠實現這一需求，隨時都可以保證網絡的正常運行，提高計算機網絡的可靠性。所以，在實現網絡安全可靠的運行的前提下，對網絡進行冗余容錯的設計是很必要的[6]。

2.2.3 網絡布局的合理性

在設計網絡布局時，應該盡可能將需要的步驟考慮周全。（1）確定需求。（2）如果網絡已經存在，就需要分析現成的網絡布局信息。（3）準備設計大綱。（4）部署網絡布局。（5）調試、運行、時刻監測網絡狀態。

至少需要這5個流程，才能保證網絡布局最基本的合理性。

現如今，采用分層結構是大型網絡設計的基本原則。采用分層結構，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計，讓整個網絡系統變得更加靈活，并且更具有擴展性。

（1）核心層。核心層的設備都統一放置在中央機房里，這一層應當處于網絡層次的最高層，該層的任務應該是冗余，能夠提供高速的傳輸能力，并且應該能夠具備管理整個網絡區域的能力。

（2）分布層。分布層也叫匯聚層，其應該位于網絡層次的中間層，實現各主干網絡的接入，完成各區域的信息匯聚，一般采用性能較高的三層交換機實現數據的高速傳輸，形成網絡內部進行數據交換的傳輸中樞。合理的布局后，各個區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。合理的接入層設備應該都分散在各樓宇的設備之間，每一個房間的信息點都和接入層交換機的其中一個網口相連，如果分布層的交換網口有限，可以設置接入層匯聚交換機。在每一棟樓宇都應當預留設備間，設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 結語

綜上所述，提高網絡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定的成效。網絡是一個復雜而神奇的領域，包含了無數偉人的思想和智慧，只有不斷地深入研究，才能有所建樹，提高網絡的可靠性將會是以后社會發展最基本的需求。

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

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

[3]尤國華，師雪霖，趙英.網絡規劃與設計[M].北京：清華大學出版社，2012：57.

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

[5]寇海州，陳宏明.網絡管理與維護[M].大連：大連理工大學出版社，2013：2.

[6]王磊.提高計算機網絡可靠性的方法[J].信息系統工程，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：網絡通信技術。