增強計算機網絡可靠性的措施探究

摘要：隨著計算機技術的發展，網絡通信技術也日趨完善，如何減少計算機網絡的干擾和破壞，實現計算機網絡可靠性是廣大用戶關注的熱點。文章闡述了計算機網絡可靠性內涵，基于影響網絡可靠性相關因素，探討了增強計算機網絡可靠性的有效措施。

關鍵詞：計算機網絡可靠性因素措施

Abstract: With the development of computer technology， Network communication technology is maturing. How to achieve the reliability of computer networks by reducing the interference and destruction is hot spot concerned by customers. The article discussed the meaning of computer network reliability. Based on factors affecting network reliability， the article discussed effective measures to enhance the reliability of computer network.

Keywords: computer network; reliability; factors; measures

1、計算機網絡可靠性內涵概述

1.1計算機網絡可靠性涵義

隨著信息化時代的到來，計算機網絡應運而生，計算機網絡是通訊技術與計算機技術緊密結合的產物，是指應用數據傳輸系統將若干臺分布在不同地點并且具有獨立功能的計算機，通過功能完善的網絡軟件、網絡交互設備和相關網絡協議實現數據通信、資源共享和協同工作等特定功能的一種計算機系統。在維修方式、操作方式、濕度、溫度、輻射及負載等條件一定的情況下，計算機網絡在規定時間內保持連通和滿足通信要求的能力，稱之為計算機網絡可靠性。計算機網絡的可靠性是反映計算機網絡拓撲結構支持計算機網絡正常運行能力的有效指標，是網絡工程師進行計算機網絡規劃、設計與運行的重要參數。

1.2影響計算機網絡可靠性因素

(一) 網絡設備對于計算機網絡可靠性的影響

網絡設備是用戶終端直接面向用戶的設備，其可靠性是決定整個計算機網絡可靠性的關鍵因素，一般來講，具有較強交互能力的終端設備，其計算機網絡的可靠性一般也較強。為了提高計算機網絡的可靠性，我們可以對網絡設備做以下改進：1）在網絡設備的不同網段配置不同網卡，在不改善其他硬件條件的情況下大幅度的提升用戶的網絡可靠性；2）在一些要求較高的計算機網絡中，設置備用服務器，以便在主機故障時，繼續保持系統的正常運行。

(二) 傳輸交換設備對于計算機網絡可靠性的影響

傳輸交換設備所帶來的計算機網絡的干擾和破壞具有較強的隱蔽性，不易被排除，且故障排除代價高。為了進一步提高計算機網絡的可靠性，可以從以下幾方面著手：1）采用標準的通信線路和布線系統，且布線過程中宜采用雙線方式；2）選用質量較好的集線器、交換機、路由器等傳輸交換設備；3）為了提高計算機網絡可靠性以及滿足計算機網絡日后發展的需要，必需考慮有一定的冗余和容錯能力。

(三) 網絡拓撲結構對于計算機網絡可靠性的影響

網絡拓撲結構是影響計算機網絡可靠性的又一重要因素。所謂網絡拓撲結構是指計算機網絡中部件之間的主要連接方式。研究表明，在計算機網絡規劃過程中，對于不同應用領域以及不同規模層次的計算機網絡必須應用不同的網絡拓撲結構。總之，網絡拓撲結構是實現計算機網絡可靠性的基礎，是進行網絡可靠性影響因素分析的前提。一般情況下，計算機網絡拓撲結構可以用圖來表示，因此圖論成為計算機網絡可靠性研究的最有效的數學工具。研究初期，人們主對于計算機網絡的有效性及容錯性主要是通過直徑和連通度來度量，之后，隨著對計算機網絡拓撲結構的研究越來越深入，計算機網絡設計者為了更加準確的度量計算機網絡的可靠性及容錯性將許多新的概念應用到網絡圖論當中，包括容錯直徑、寬直徑、限制連通度、限制邊連通度及限制容錯直徑等，為計算機網絡規劃和設計提供了理論依據。

（四） 網絡管理對網絡可靠性的影響

計算機網絡是指應用數據傳輸系統將若干臺分布在不同地點，由不同產商生產的具有獨立功能的計算機，通過功能完善的網絡軟件、網絡交互設備和相關網絡協議實現數據通信、資源共享和協同工作等特定功能的一種計算機系統。由此不難發現，計算機網絡具有涉及廣、規模大及結構復雜等特點。因此要想提高計算機網絡的可靠性，必須堅強網絡管理，應用先進的網絡管理技術實現對計算機網絡的運行狀態實時監督，實現對網絡運行參數及傳輸信息的實時采集及統計，從而保證信息傳輸的正確性、降低信息丟失率、及時查找故障和排除故障。

2、增強計算機網絡可靠性措施

計算機網絡是這個飛速發展的信息化時代的主流技術，是我國實現現代化必不可少的基礎設施，是企業全球化的必要手段。而網絡可靠性是規模大、異構程度高的現代計算機網絡的根本要求，因此，必須通過多種工程實踐與試驗，總結分析得出提高計算機網絡可靠性的有效措施與手段，從而為建設可靠性較高的計算機網絡奠定理論基礎，保證網絡運行過程中免受干擾，克服因為線路中斷以及局部故障導致整個計算機網絡癱瘓的缺陷，具備方便的故障恢復措施和全方位的監控配置能力。對計算機網絡可靠性進行的深入探討，有助于促進我國計算機網絡設計水平的提高。

2.1容錯性設計措施

容錯性設計能有效提高計算機網絡任務可靠性。容錯技術即是將網絡系統中的各臺計算機設置為彼此的備用機，以保證在某臺計算機出現故障時，備用機代故障機完成相應任務，使系統仍可以正常運行，從而提高計算機網絡的可靠性。

計算機網絡容錯性設計的指導原則可以概括為以下內容：即主干并行，雙網絡中心。在進行計算機網絡容錯性設計時要緊緊圍繞這一指導原則，從以下幾方面著手：1）保證計算機網絡中的每個客戶端及服務器均連接到兩個網絡中心，使計算機網絡并行，并采用冗余計算機網絡中心的方法，來保障計算機網絡的可靠性。2）對于計算機網絡中心及邊界網絡的連接，一般采用路由器及數據鏈路在廣域網范圍內互聯的方式。通過在網絡系統中設置多條數據鏈路、多個路由的方法，提高計算機網絡的可靠性，可以保證網絡中某條數據鏈路出錯時不會影響整個網絡系統的運行，從而保障大多數用戶的正常使用。3）對于計算機網絡設備，多選用具有模塊化結構及熱插熱撥功能的較為先進的設備，一方面便于在組網時方式更加靈活更加多樣，另一方面在模塊出現故障時，可以在不切斷電源的情況下及時更換，從而縮短維修時間，增長計算機網絡持續運行的時間，最終達到提高整個計算機網絡系統容錯能力的目的。4）隨著計算機技術的飛速發展，越來越多的新技術被廣泛應用于服務器領域，以提高服務器的容錯性和可靠性，常見的新型技術包括雙機鏡像、雙機熱備份和容錯存儲等。5）在計算機網絡管理方面，須進行網絡管理容錯設計，宜采用多處理器和特別設計的具有容錯功能及故障恢復機能的網絡操作系統來實現網絡管理，提高計算機網絡的可靠性。

2.2優化網絡層次和體系結構，提升網絡可靠性

先進的網絡設備是計算機網絡可靠運行的必備基礎設施，而先進的網絡層次和體系結構是計算機網絡可靠運行的必要條件。只有不斷優化網絡層次和體系結構，才能充分發揮出先進的網絡設備的高性能和高可靠性。如果計算機網絡層次和體系結構存在缺陷，則會使整個計算機網絡的可靠性降低。為了適應飛速發展的信息化時代，計算機網絡技術不斷更新和發展，“網絡模塊的多層設計”方法應運而生。網絡模塊的多層設計是一個新的更適應現代化的大型高速網絡的分層設計模型，網絡多層設計是模塊化的，網絡容量可隨著日后網絡結點的增加而不斷增大。另外，多層網絡結構具有很大的確定性，便于工作人員在運行和擴展過程中進行故障查找和排除等日常維護工作。

為了進一步提高計算機網絡的可靠性，一般采用逐層設計原則，即自頂向下按照應用層，網絡服務層，網絡操作系統層以及網絡物理硬件層四個層次的結構體系逐步設計。應用層代表網絡用戶的應用需求，包括辦公自動化系統、決策支持系統、教學、科研系統等；網絡服務層代表網絡所能提供的服務支持，如數據庫服務、電子郵件服務等；網絡操作系統層代表網絡所選用的各種軟件，例如NOS軟件、Windows、NT、UNIX等；網絡物理硬件層代表網絡的物理硬件拓撲結構，它包括通信信道、介質訪問方法、服務器、客戶機、拓撲結構、通信協議、互連協議及互連設備等。

3、結語

計算機網絡的可靠性決定了用戶的體驗效果，并關系到社會經濟效益的好壞，是廣大用戶關注的焦點問題。隨著信息化時代的到來，人們對與網絡可靠性的要求也越來越高。因此網絡工程師必須本著理論服務于實踐的宗旨，將網絡可靠性理論應用于實際生產中，使計算機網絡系統的建設更加科學合理。

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作者簡介：

黃澤（1980-），男（壯族），廣西貴港人，河池學院計算機與信息科學系講師，主要研究方向為計算機網絡，計算機輔助教學；