基于雙驗(yàn)證模塊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證系統(tǒng)研究與構(gòu)建

賀適

摘 要：傳統(tǒng)驗(yàn)證系統(tǒng)的老化推動了雙驗(yàn)證模式的產(chǎn)生和發(fā)展，雙驗(yàn)證模塊大大改善了傳統(tǒng)驗(yàn)證系統(tǒng)的效率低和精準(zhǔn)度低的問題，是相對可靠的驗(yàn)證系統(tǒng)。文章通過介紹雙驗(yàn)證模塊的內(nèi)容，概括了雙驗(yàn)證模塊下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證系統(tǒng)的定義，以及如何構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證系統(tǒng)等。經(jīng)驗(yàn)證結(jié)果表明，以傳統(tǒng)系統(tǒng)和雙驗(yàn)證模塊對比得出，雙驗(yàn)證模塊效率更高，優(yōu)勢性更強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：雙重驗(yàn)證;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);可靠性驗(yàn)證

中圖分類號：TP393.02 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1001-5922（2020）10-0165-03

Abstract：The aging of traditional verification system promotes the emergence and development of dual verification mode. Dual verification module greatly improves the low efficiency and accuracy of traditional verification system， which is a relatively reliable verification system. This paper introduces the content of the dual verification module， summarizes the definition of the computer network reliability verification system under the dual module， and how to build the computer network reliability verification system. The results show that compared with traditional system and dual verification module， dual verification module has higher efficiency and stronger advantage.

Key words：dual verification; computer network; reliability verification

0 引言

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人類社會也在日益進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日益雜亂，加大了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管的難度。當(dāng)前，人們的自我保護(hù)意識逐漸增強(qiáng)，在網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的今天，人們越來越注重自己的隱私，網(wǎng)絡(luò)安全也是最受重視之一的。對此，雖然已經(jīng)使用了相比比較可靠的多協(xié)議標(biāo)簽交換快速重路由等對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了分析，但是網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展日益壯大，已經(jīng)深入到人們生活的方方面面，對其依賴性也越來越高，各種網(wǎng)絡(luò)信息撲面而來雜亂無章。而網(wǎng)絡(luò)也存在不可靠因素如硬件設(shè)備的實(shí)效等[1]，這些因素還是會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)存在不安全性，因此，雙驗(yàn)證模塊計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證系統(tǒng)起到了雙重保護(hù)的作用，具有非常大的優(yōu)勢。

1 概述

經(jīng)各國學(xué)者研究分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性受多方面影響，如生存性和抗破壞性等，而且發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要指標(biāo)是可靠度。而且，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性是設(shè)計(jì)和規(guī)劃的重要參數(shù)之一，也是提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性的基礎(chǔ)。因此，目前在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證系統(tǒng)中，實(shí)施雙驗(yàn)證模塊是具有更多優(yōu)勢和需求的，其可以為提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，而且可以為用戶提供可靠的鏈路[2]。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行范圍的正常與否受到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響，而且也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重要參考指標(biāo)之一。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素

2.1 傳輸交換設(shè)備

交換機(jī)和路由器屬于計(jì)算機(jī)的傳輸交換設(shè)備，其是影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要因素，而傳輸設(shè)備在計(jì)算機(jī)的日常建設(shè)中和日后發(fā)展中都起到了重要作用。如果將線路設(shè)置成雙線路，那么在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時就可以及時的發(fā)現(xiàn)和更換，有利于計(jì)算機(jī)的日常建設(shè)。一些用戶終端被計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集線器集中起來連入網(wǎng)絡(luò)是確保計(jì)算機(jī)可靠性的首要防線。集線器與其他用戶之間是共存關(guān)系，它屬于單點(diǎn)實(shí)效設(shè)備。如果集線器被破壞，那么與其相連接的客戶端將會受到影響[3]，無法正常運(yùn)行，所以，集線器是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全性的重要組成部分。因此，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時需要著重考慮集線器的可靠性。

交換機(jī)是各個廣域網(wǎng)直接連接的重要樞紐，它可以連接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，還能連接廣域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。因此，為了確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常使用，要對路由器的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證，選擇具有彈性的協(xié)議，當(dāng)主路由器出現(xiàn)故障時要確保次路由器可以正常利用。因此，采用冗余路由設(shè)計(jì)技術(shù)是最為保險的。

2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的客觀因素是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其與路由器不同屬于計(jì)算機(jī)的規(guī)劃范疇。經(jīng)過試驗(yàn)得知，想要提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，可以將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用于不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)中，或者將其應(yīng)用于不同領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。如圖1所示為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的利弊[4]。

3 雙重驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證的前提了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑢ζ淦鸬經(jīng)Q定性的因素是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造、關(guān)鍵鏈路位置和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示為雙重驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮綔y模塊

采用管理信息庫（MIB）中的IP路由表等信息，原語獲取需要經(jīng)過獲取請求和getnextrequest，同時整理解析最終獲得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋄5]，這是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮綔y的目的。拓?fù)淠Ｊ绞蔷W(wǎng)絡(luò)一般都具備的，比如總線型和令牌型等。想要獲取物理或者鏈路層的標(biāo)記可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議作為依據(jù)指導(dǎo)。目前，太網(wǎng)探測出的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑蔀榱酥髁鳎叶酁闃湫谓Y(jié)構(gòu)。想要讓拓?fù)涓咏咏鼘?shí)際網(wǎng)絡(luò)，讓實(shí)際結(jié)果更加符合實(shí)際情況，需要使用多種網(wǎng)絡(luò)形式進(jìn)行判斷。

3.2 數(shù)據(jù)庫模塊

網(wǎng)絡(luò)性能狀況不是單一的，其由多種性能指標(biāo)反映出。不同時段的指標(biāo)測量值會隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的周期變化而變化，而這種周期性變化多為一周左右。因此，運(yùn)用更加靈活的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，有利于獲得實(shí)時的網(wǎng)絡(luò)性能。而想要更加準(zhǔn)確的、客觀的驗(yàn)證和分析網(wǎng)絡(luò)性能，需要將基線值與可變閥值相結(jié)合，同時分析網(wǎng)絡(luò)的一些正常變化情況。如：在丟包率為0且時延不大于10ms，性能為良則是丟包率不大于2%或者延遲不大于100ms;假如丟包率不小于20%或者延遲時間不小于400ms，網(wǎng)絡(luò)性能則為劣等[6]。根據(jù)實(shí)際情況分析大量樣本數(shù)據(jù)，對多種參數(shù)進(jìn)行對比分析，就出樣本平均值。需要將可靠性報告進(jìn)行存儲，對出現(xiàn)的可靠性數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。當(dāng)用戶的存儲空間不足時，系統(tǒng)將自動提示用戶存儲數(shù)據(jù)信息或者刪除之前的資料等。

3.3 網(wǎng)絡(luò)可靠性探測模塊

網(wǎng)絡(luò)可靠性探測模塊的主要參考依據(jù)是網(wǎng)絡(luò)性的5個參數(shù)。其工作方法為自主發(fā)送數(shù)據(jù)包，用來獲取相關(guān)探測數(shù)據(jù);并且可以參考相關(guān)測量指標(biāo)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出相關(guān)參數(shù)。這些相關(guān)參數(shù)會對子系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，而且會將數(shù)據(jù)存儲到中心數(shù)據(jù)庫[7]。

3.4 網(wǎng)絡(luò)流量分析模塊

計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)控制報文，傳輸控制協(xié)議，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議等相關(guān)數(shù)據(jù)和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流量是網(wǎng)絡(luò)流量分析模塊的任務(wù)。其從用戶方了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)情況，使用圖形化方法向用戶進(jìn)行反饋等。

3.5 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊

在頻率達(dá)到相應(yīng)閥值時，子系統(tǒng)在受控制的情況下會向中心服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)報告，其發(fā)送的頻率送閥值影響;而且當(dāng)中心服務(wù)器沒有互動，數(shù)據(jù)發(fā)送將會被停止，需要再次激活服務(wù)器才能進(jìn)行再次發(fā)送服務(wù)[8]。

3.6 可靠性驗(yàn)證模塊

系統(tǒng)運(yùn)行的核心是可靠性驗(yàn)證模塊，其運(yùn)作過程如圖3所示。

3.7 異常報警模塊

異常報警模塊是做異常報警處理的，主要針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時流量信息。當(dāng)流量高于已經(jīng)設(shè)定好的閥值，異常報警模塊就會發(fā)出警報，而且其有多種報警方式，當(dāng)發(fā)生的異常不相同時報警方式就會不同，而且報警信息也將會存于數(shù)據(jù)庫中。

3.8 數(shù)據(jù)驗(yàn)證模塊

數(shù)據(jù)驗(yàn)證模塊主要是進(jìn)行驗(yàn)證的模塊，其針對子網(wǎng)和子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)，并對出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。將統(tǒng)計(jì)信息作為依據(jù)進(jìn)行可靠性實(shí)驗(yàn)，并保存在數(shù)據(jù)庫中[9]。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證雙模塊系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證，做了如圖4的對比試驗(yàn)，做了兩個時間段的測量，分別為11點(diǎn)40到11點(diǎn)50的，與晚上10點(diǎn)50到11點(diǎn)的。

由圖4可知，在11點(diǎn)40到11點(diǎn)50之間網(wǎng)絡(luò)延伸變化較大，超過閥值從開始的幾毫秒瞬間變成150ms左右，可以看出網(wǎng)絡(luò)處于不可靠狀態(tài)，閥值也超過了平時狀態(tài)。如圖5分析了晚上10點(diǎn)55到11點(diǎn)時間段的網(wǎng)絡(luò)延時，發(fā)現(xiàn)整體延時比較平穩(wěn)，基本小于50ms，此時計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)良好。但是延時會跟隨流量的增加而增加，當(dāng)其沒有超過固定值400ms時，網(wǎng)絡(luò)安全性是可靠的。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)驗(yàn)證系統(tǒng)的老化推動了雙驗(yàn)證模式的產(chǎn)生和發(fā)展，雙驗(yàn)證模塊大大改善了傳統(tǒng)驗(yàn)證系統(tǒng)的效率低和精準(zhǔn)度低的問題，是相對可靠的驗(yàn)證系統(tǒng)。深入研究了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，提出了相應(yīng)的解決方案，經(jīng)驗(yàn)證結(jié)果表明[10]，以傳統(tǒng)系統(tǒng)和雙驗(yàn)證模塊對比得出，雙驗(yàn)證模塊效率更高，優(yōu)勢性更強(qiáng)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性驗(yàn)證系統(tǒng)中將起到重大作用。

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