計算機網絡安全的可靠性及優化設計問題的探討解析

◆魯梁梁 周小健

(中國電子科技集團公司第二十八研究所 江蘇 210007)

計算機網絡安全的可靠性及優化設計問題的探討解析

◆魯梁梁 周小健

(中國電子科技集團公司第二十八研究所 江蘇 210007)

近些年隨著計算機網絡的用戶數量及人們對網絡的依賴程度不斷提高，如何提升計算機網絡的安全可靠性是一個亟待解決的重點問題。本文主要是在概述計算機網絡安全可靠性的設計原則的基礎上，進一步探討該問題的安全性優化設計和可靠性優化設計兩個方面，希望能為計算機網絡的安全廣泛推廣應用提供理論指導。

計算機網絡；安全；可靠性；優化設計

0 引言

計算機網絡的出現和廣泛應用很大程度上改變了人們的工作和生活方式，如今現代人越來越離不開計算機網絡。在這種情況下，一旦計算機網絡突然出現故障，將會對人們的生活和工作造成很大的影響，對整個社會經濟來說，這種影響將體現在巨大的經濟損失。即使是網絡技術再發達的國家或地區，也很難避免計算機網故障的發生，尤其在我們國家，計算機網絡發展應用的時間較短，尚缺乏對計算機網絡的安全可靠性優化設計方面的重視和經驗。鑒于此，本文提出我們可以通過優化網絡的安全可靠性設計，來提高計算機網絡的性能，這不僅能降低經濟損失，還能極大地降低維護成本。

1 優化計算機網絡的安全可靠性設計的原則

關于計算機網絡的安全可靠性設計，還有一種常見的說法，即可用性設計，一般來說，是指計算機網絡即使是在發生故障的時候，也應該能保證持續地提供正常服務的相關設計。從這個理念出發，我們認為要優化計算機網絡的安全可靠性設計，應嚴格遵循這樣幾個方面的原則。首先，在設計計算機網絡的過程中應科學合理分配使用相關資源，計算機網絡設計涉及的資源分硬件和軟件兩大類，應注重最大化地發揮資源的利用價值。其次，在優化計算機網絡的安全可靠性設計時應重視產品及其技術方案的安全性，網絡的設計、調試和投入使用階段都應該采取具體措施保障網絡系統的正常運行。此外不應忽略的一點是計算機網絡需具備很強的互聯能力，這是因為在網路中存在多種互相影響的通信協議，所以在構建網絡系統時，應確保計算機網絡在受到外界破壞時能受到其他保護層的補充，維持系統的正常運轉。

2 計算機網絡安全優化設計

2.1 安全電子郵件的使用

為了實現計算機網絡的安全優化設計，首先是可以在通信協議之間應用安全電子郵件。該過程將涉及到兩項重要的安全技術：PGP和S/MIME。前者在具體應用時有分段、壓縮、鑒別、以及機密性和兼容性識別等需要注意的方面，常用于單次會話中的各種密鑰。后者主要是發揮使數據更加安全可靠的加密作用，這是在電子郵件中RSA數據安全技術所缺乏的功能。我們常用的辦公軟件Office的Outlook Express發送和接收電子郵件都用到了S/MIME安全技術，工作原理是獲取、選擇、發送并匹配到對方的數字證書，來實現發收郵件的功能。

2.2 網絡系統的認證和授權

網絡上的信息良莠不齊，為了保護網絡安全，認證和授權的設置是非常有必要的。認證是對發起會話請求的個人或未知安裝源的程序進行驗證的過程，而授權是指授予已通過身份驗證發起會話請求的個人或未知安裝源的程序以數據庫使用許可的過程。在收到訪問并操作數據庫的請求時，網絡系統會按照服務器設置的權限只允許符合登錄條件的用戶進入，權限的設定有利于保證網絡系統的安全。

2.3 數據的備份與恢復

在計算機網絡中，數據的備份與恢復是很重要的功能，這主要體現在這樣幾個方面。首先，計算機的存儲空間有限，為了提高CPU和磁盤的利用率，經常需要對計算機里的文件進行整理清洗。計算機網絡可以實現數據的備份，既降低了磁盤的開銷，也保留了重要的文件。計算機網絡中數據的備份方式主要有磁盤鏡像備份、數據庫備份以及在線日志備份等多種方式。數據備份功能能幫助計算機管理員在系統故障或人為操作失誤的時候快速及時地恢復原文件。常見的數據備份根據備份的方式可分為靜態備份、動態備份還有邏輯備份等三種。

2.4 全面、有效審計的加強

在操作數據庫時用戶的行為都會產生具體的日志文件，審計能保證這些記錄文件都是有效的，并能將行為信息自動生成并保存在審計日志中。全面、有效的審計能根據日志文件中記錄的信息重現數據庫的一系列操作行為。這有利于網絡管理人員在較短時間內追查到非法操作數據庫的人員的所有信息，比如操作時間、存儲內容等；還能及時發現網絡系統中的安全漏洞作出有效的應對措施。

3 計算機網絡可靠性優化設計

3.1 容錯性設計

容錯性設計主要是用來保障網絡系統在發生故障后仍能維持正常運行，能避免由于發生網絡故障網絡不能正常工作造成的損失，能為網絡維護人員爭取更多提出維護方案的時間，還能降低網絡維護成本。這一功能的實現需要借助多級容錯技術，對于計算機網絡容錯系統，主要應用了多級容錯技術，在實際應用中有些方面主要注意。首先，應結合具體情況選擇合適的容錯技術的采用需要適應實際需要以及具體使用場合，合理控制設計實現成本。其次，為了達到性能穩定的要求，在選擇用于傳輸、連接的配件時應把關好質量。此外，應避免容錯技術過多地影響網絡系統的運行，應用在關鍵部位時應慎重。常規的容錯性設計一般只用于主干線路、服務器以及控制中心等關鍵部位，能降低故障發生率，節約網絡建設成本，提高網絡系統的可靠性。

3.2 雙網絡冗余設計

雙網絡冗余設計的用途主要是為了防止系統故障等突發情況，可以說是網絡系統中的雙保險，實際應用中是通過在計算機網絡系統中設置備用網絡來實現的。兩處網絡在系統運行過程中傳輸數據時是同步的，還可以交換共享數據。一般而言，網絡系統還是依靠主網絡來實現數據傳輸和接收功能的，當主網絡發生故障，就會由備份網絡來接替主網絡的工作，維持系統的正常運行。也就是說，冗余部件在系統正常運行時一般是不工作的，只有當系統出現故障時，才會接替發生故障的部件的工作。雙網絡冗余設計能保障網絡系統性能的穩定性，同樣地，冗余硬件往往也只是應用到網絡系統中較為重要或已發生故障的設備。

3.3 層次、體系結構設計

除了上述兩種提高計算機網絡可靠性的設計外，還有層次、體系結構設計能確保計算機網絡在運行過程中具有穩定的性能。隨著網絡技術水平的提高以及網絡廣泛的普及，如今的計算機網絡負擔著快速增長的網絡容量，這使得計算機網絡的結構越來越復雜。現在的網絡結構以及發展到了多層次設計的方向，主要的三層網絡結構是接入層、分布層和核心層。其中，核心層是計算機網絡的主干部分，在傳輸數據時有較高的速度要求，其性能直接關系著整個計算機網絡的安全。為了避免網絡癱瘓，一般會在核心層選用高端的網絡設備，連接時設置兩條及以上的網路，如有必要，當核心層的設備性能不穩定時，還需要添加備份設備。分布層是對網絡系統中的資源進行合理分配，比核心層的設計要求低一些。接入層是以設置訪問控制和過濾機制來控制用戶流量的，是計算機網絡的第一道防線，設計要求最低。

4 結束語

隨著計算機網絡技術的普及，人們的生活和工作越來越離不開網絡，一旦計算機網絡突然出現故障，將會對人們的生活和工作造成很大的影響，對整個社會經濟來說，網絡癱瘓會帶來巨大的經濟損失。日益增長的網絡容量和日趨復雜的網絡結構對計算機網絡地性能提出了更高的要求。但即使是網絡技術再發達的國家或地區，也很難避免計算機網故障的發生，但我們可以從優化設計方面提高計算機網絡的性能。這樣不僅能提高計算機網絡的性能，還能降低經濟損失和網絡維護成本。值得注意的是，在優化計算機網絡的設計過程中，應科學合理分配使用相關資源，積極且慎重地應用新興的網絡技術，這是一項很復雜、需要長期探索的過程。

[1]金川，張怡佳.計算機網絡可靠性優化設計問題的研究[J].數字通信世界, 2015.

[2]文銀娟.計算機網絡可靠性優化設計問題的研究[J].自動化與儀器儀表, 2015.

[3]朱樹忠, 胡德聰.關于計算機網絡安全問題與安全技術的應用探析[J].信息與電腦:理論版, 2012.