計算機網絡可靠性優化設計問題研究

張東進

【摘 ?要】計算機網絡已經成為人們生活和工作中不可或缺的部分，如果計算機網絡出現了網絡故障，將會嚴重影響人們的正常工作及生活，給社會經濟帶來巨大的損失。本文從計算機網絡可靠性優化設計原則，模型設計，算法設計等發面，研究計算機網絡可靠性優化設計問題，對于促進計算機網絡更好服務社會生活有著重要作用。

【關鍵詞】計算機網絡;可靠性;優化設計;模型

引言

隨著信息技術的飛速發展，計算機網絡技術也潛移之中發生了巨大變化。計算機網絡逐漸蔓延到人們生活的各個層面，一方面改變著人們的生活，一方面推動者計算機網絡可靠性技術的發展。文章主要對計算機網絡可靠性進行闡述性分析，研究討論計算機網絡可靠性模型設計，并對計算機網絡可靠性中存在的問題并就存在問題提出了相應的優化設計方案。

計算機網絡可靠性是指在規定時間完成系統要求和概率的能力，計算機網絡可靠性優化設計要滿足網絡安全服務的可用性、機密性、完整性、可控性，盡量避免外界不可抗力因素導致數據、文件丟失。目前，專家學者們將計算機網絡的可靠性分為四個方面：計算機網絡連接能力、持續性、抗破壞性和反軟件和硬件組件中的多模式操作的有效性。而很多研究者則把計算機網絡的可靠性基本上側重于硬件的可靠性，計算機網絡的概率模型可以使計算機網絡可靠性得到優化，通過采動態QOS資源預留機制、分支限界算法提高計算機網絡的可靠性。

1計算機網絡可靠性的優化設計原則

計算機網絡可靠性的優化設計應該遵循一定的原則：（1）首先在計算機網絡可靠性優化設計中應該遵循安全性原則，無論是相關產品的技術方案還是使用的信息安全產品都要確保其安全性，所以在網絡可靠性設計中要采用有效的措施來對系統運行的安全穩定性進行維護。（2）其次，在計算機網絡的可靠性優化設計過程中應該遵循資源合理應用的原則，對于各種網絡資源都應該充分利用，提高資源的利用效率，例如各種軟件、硬件和布線設備都要最大化利用，合理節約資源。（3）計算機網絡可靠性優化設計還應該確保計算機網絡具有強大的互聯能力，這樣才能對各種通信協議進行支持。在構建計算機網絡系統時，一定要加強多重保護，具有的多個保護層應該互相補充，提升整體的安全性，當其中的一層被破壞時，其他的保護層依然還能夠提供可靠的信息。

2 計算機網絡可靠性模型設計

計算機網絡可靠性模型設計可以轉化為圖的可靠性研究。以圖模型為參考，采用概率圖G（V，E）來表示計算機網絡可靠性，節點集合V表示計算機網絡主機、服務器、用戶終端等;邊集合 E 代表網絡鏈路。計算機網絡可靠性模型概率圖，采用圖的各邊以集點運行狀態為參值，用概率值表示所得到的模型圖。模型圖可靠性主要討論一下兩個方面：一方面是如何分析得出模型圖的可靠性，另一方面是模型圖的設計，在給出所有圖的的概率元素后，設計可靠性最強的模型圖。如果模型圖的可靠性不能求出概率時，采用失效度求解（可靠度+失效度=1），根據以上公式求解可靠度。模型圖集點和鏈路失效度模型一般分為集點失效模型、鏈路失效模型、鏈路和集點混合失效模型，常出現的失效模型為鏈路和集點混合失效模型。

3計算機網絡可靠性設計優化

對于計算機網絡的可靠性來說，現階段對網絡可靠性的研究一方面是針對 GSM/GPRS 和 WLAN 融合網絡，另一方面是針對 3G（特別是UMTS）和WLAN的融合網絡。在GSM/GPRS和 WLAN 融合支持移動用戶的結構中，把 WLAN 作為 3G 的接入網絡并直接與 3G 網絡的組成部分（如蜂窩運營中心）相連。這兩個網絡都是集中控制式的，可以方便地共享相同的資源，如計費、信令和傳輸等，解決安全管理問題。然而，這個安全措施沒有考慮雙模（GSM/GPRS 和 WLAN）終端問題。

3.1異構計算機網絡融合可靠性。

隨著異構網絡之間由獨立到融合到泛在，融合網絡的范圍和涵義日益廣泛，網絡融合也從特定網絡技術的一個側面，發展成為涵蓋業務、網絡、終端等多個層面的綜合技術。泛在網絡不僅僅是指層出不窮的各種無線技術，更側重這些異類技術之間的協同與合作，為用戶提供“無處不在、無時不在”的最佳服務體驗。其中涉及異構網絡之間的協同及資源整合、優勢互補，業務提供方式的改變、終端系統的可重構等等。可靠性要求對于用戶和終端位置的改變提供持續接入服務、繼續通信的能力。

3.2動態 QOS 資源預留機制。

在異構網絡環境中，由于同時存在多種無線接入系統，這些網絡具有各自不同的 1QOS保證機制、移動性管理技術和 AAA 認證方案，但只適用于用戶在單一網絡內部的移動，網絡的異構性是這些關鍵技術所面臨的主要障礙。未來異構融合網絡的可靠性管理相關技術必須滿足以下要求。未來計算機網絡的可靠性管理相關技術必須滿足以下要求：獨立于接入技術，基于 IP 技術，支持獨立于接入類型和網絡運營商的網絡間的漫游，支持所有類型的移動性，包括終端移動性、用戶移動性和業務移動性。網絡的異構性和業務種類的多樣性使用戶對計算機網絡的可靠性有了更高的要求。

3.3計算機網絡可靠性分支限界算法設計方法分析。

計算機網絡可靠性采用分支限界算法可以通過對所求問題的解確立一個解空間，把解空間里的所有結點都有序的組織編排成一顆有序樹，然后以廣度優先策略的搜索方式或者以最大效益優先或最小耗費優先的搜索方式。可靠性分支限界法求約束條件問題的解的算法一般情況下包含三個步驟：（1）想要充分實現分支限界法，先要為約束條件問題確定一個解空間，而這個解有可能就是最優解;（2）這個已經被定義的空間最少要存在約束條件問題的一個解，在定義了約束條件問題的解空間之后，要把解空間內的全部結點有序的組織編排起來，把解空間編織成一棵結構完整的有序樹。（3）通常使用廣度優先的搜索方法來搜索約束條件問題解空間的有序樹。目的是為了一次性把某一個結點的所有子結點全部都找出來，并將全部的子結點都放進一個特殊的隊列中。

4 結語

計算機網絡可靠性技術隨著信息技術的發展不斷更新，為滿足計算機網絡可靠性要求，一方面需要分析設計可靠性模型最優解，另一方面需要在計算機網絡和硬件上得到提高和優化。本文對計算機網絡可靠性模型設計原則和設計方法還需進一步的完善和改進。此外，計算機網絡可靠性設計還應考慮到計算機網絡在實際運行過程中的隨機性、不確定性和人為因素等客觀因素。

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