提高计算机网络可靠性的方法研究

姚翔文

摘要：计算机网络可靠性的概念涉及到网络安全及其相关的信息安全，计算机网络可靠性管理是通过网络管理及控制以避免网络系统中的软硬件、信息数据受到人为及自然原因的破坏。文章在分析影响计算机网络可靠性因素的基础上，提出提高计算机网络可靠性的方法。

关键词：计算机网络；可靠性；拓扑结构

中图分类号：TP393.08

计算机网络可靠性的内涵包括三个方面，即网络的耐久性、容错性及可维护性，从某种程度上讲，反应设备连续故障运行平均时间的设备的耐久性是衡量设备的重要指标，也反映了整个网络系统连续、无故障运行的平均时間；容错性是指系统发生问题后的平均恢复时间，其与耐久性是两个相对的概念；而网络的可维护性则包括两个部分，即事前维修及事后维修，计算机网络的可靠性主要通过上述三项指标体现出来。

一、计算机网络可靠性的影响因素

具体而言，以下因素会对计算机网络的可靠性产生直接影响：

（一）网络拓扑结构

计算机网络拓扑结构的主要作用是实现计算机网络中各组成部分的连接，其是影响计算机网络可靠性的直接因素。尽管起初计算机网络主要依靠直径及连通度来度量计算机网络的有效性与容错性，但是随着对计算机网络拓扑结构研究的不断深入，相继出现了一些更能准确度量计算机网络可靠性的新参数，包括容错直径、宽直径、限制连通度、限制边连通度等等，大大提高了计算机网络规划、设计的科学性。

（二）传输交互设备与终端设备

传输交互设备包括通信线路及集线器两部分。在计算机网络运行过程中，通信线路的故障属于排查最困难的一部分，如果通信线路布局不合理则会加大维修难度，因此布线过程中要采用符合标准的通信线路，以最大程度上避免上述情况，在网络规划及设计阶段，要充分考虑计算机网络的冗余能力，如果项目涉及到重要的数据传输及共享，则可布局成双线链路，以充分保证网络的可靠性。集线器的主要作用是连接其它终端设备，应用集线器的最大特点在于，即使某个设备发生故障也不会对其它设备或网络产生影响，由此可见，集线器是一个网络节点，当然，如果集线器发生故障，则会影响到与之相连的其它设备的正常工作，因此集线器也是影响网络可靠性的重要因素。终端设备是计算机网络中一个重要的组成部分，其直接面向用户，计算机网络的维护的最终目的也是保证终端设备的连接顺畅，保证其协同工作的安全性与高效性。

（三）管理维护水平

计算机网络中包含各种设备，结构十分复杂，而网络运行过程中所产生的各种故障也十分繁杂，而设备自身并不具备自我故障排除功能，并且不同的设备来自于不同的生产厂家，设备性能也有所不同，因此维护过程中需要专业的网络管理人员采用先进的网络管理技术手段，对网络运行的相关信息做出及时分析，实时监控网络的运行状态，最大程度上保证网络信息传输的及时性、有效性及完整性，从而提高网络可靠性。

二、提高计算机网络可靠性的措施

在分析影响计算机网络可靠性因素的基础上，可以采取下列措施提高计算机网络的可靠性：

（一）容错性设计

计算机网络容错性设计要遵循“并行主干、双网络中心”的原则，具体如下：（1）采用并行计算机网络及冗余计算机网络中心的方法，以保证每个用户终端及服务器与两个计算机网络中心同步连接。（2）在广域网范围内实现数据链路及路由器的互联，采用多数据链路、多路由连接的方法实现计算机边界网络与网络中心的连接，采用这种连接方法，即使任一数据链路发生故障，也不会对其它网络用户的正常使用产生影响。（3）选择具有模块化结构、热插拔功能的网络设备，以提高网络的灵活性，并且需要更换故障模块时无需切断电源，大大提高了网络系统工作的连续性，从而提高网络的容错能力。（4）网络设计及建设时，尽量采用双机热备份、双机镜像、容错存储等新技术来提高服务器的可靠性与容错性。（5）设计网络管理容错软件时，尽量采用多处理器及具有容错功能的网络操作系统。

（二）双网络冗余设计

所谓双网络冗余设计是指在单一计算机网络的基础上再增加一种备用网络，形成双网络结构，通过网络的冗余实现网络的容错。在双网络结构中，通过双网络实现各个网络结点之间的连接，某个结点要向其它结点传输信息，则通过双网络中的一个发送出去。网络处于正常工作状态下时，可同时利用双网络进行数据传输，也可以采用主备用的工作模式备份数据；如果一个网络因故断开，另一个网络可迅速取代出错网络的工作，从物理硬件设施上提高网络的可靠性。

（三）网络层次及体系结构设计

除了先进的网络设备，先进、科学的网络层次结构及体系结构也是保证网络可靠性的重要因素，只有采用正确、合理的网络层次结构及体系结构，才能将网络设备的性能充分发挥出来，从而提高网络的可靠性。计算机网络技术的不断发展，促使计算机系统的容量也不断增加，实现了用户级的分布式网络服务及交换，从而形成一种全新的“网络模块多层设计”的分级方法。采用模块化的网络设计，大大提高了网络的开放性与扩展性，网络结点不断增加，网络容量也会随之扩大。并且由于多层网络结构具有较大的确定性，故在系统的运行与扩展中，故障的查找与排除也更加容易。

三、结语

综上所述，在信息时代中，计算机网络的生命在于其安全性和可靠性，而人类文明发展至今，计算机网络已成为世界公认的主流技术，是国家实现现代化的基础设施，更是各行各业向着信息化方向发展的重要手段。对于异构程度高、规模大的现代计算机网络而言，可靠性是其基本要求，通过大量工程实践总结网络可靠性设计准则，可对计算机网络的规划与建设提供指导，降低网络故障发生率，大大提高网络的可靠性。

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