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在规划计算机网络的初期,必须要首先考虑计算机网络的组成结构,其对网络系统的可靠性有着直接的影响。一旦计算机网络结构被确认以后就难以改变。通过多方面的实践取证,能够获得不同程度与规模的计算机网络可靠性指标,这即为计算机网络的拓扑结构,目前此结构已经成为计算机网络衔接中应用较为广泛的模式。
2提高计算机网络可靠性的措施
2.1优化网络拓扑结构
优化网络拓扑结构能够有效提高网络系统的安全性,采用双向网络冗余设计可以有效消除网络中的环网,降低计算机网络故障带来的影响。由于网络中的大设备故障极易造成网络中断以及网上业务中断,对此可在计算机网络的关键节点使用两台计算机实行冗余备份。如使用服务器接入的交换机以及汇聚交换机等都必须要实施备份。冗余备份设计可在网络连接线路中应用,同时将链接到两台设备当中,这样就可以有效消除单设备故障对网络造成的影响。
2.2加强网络检查维护
计算机网络具有比较复杂的内部结构,而且其异构程度较高,一旦出现设备故障和网路网络线路中断,都可能造成整个网络瘫痪。然而在网络运行过程中,无法完全避免故障的产生,只有及时发现其中存在的安全隐患,才可以使得网络快速恢复到正常运行状态,因此必须要加强对网络的维护与检修。要经常的对网络进行检查与维护,从而提高计算机网络的可靠性。
2.3改造网络接入层
由于计算机网络接入层中涉及到许多的硬件设备,对其实施全面升级必须要大较多的工作量,因此可以采用分段逐步实施的方法对其进行改造。在改造过程中,要将网络数据中心服务器作为改造重点。通常每台服务器上都配置两个网卡,而每个网卡都会与一个交换机进行连接,属于一种主备工作模式。在改造时,可将相邻的两个接入交换机进行堆叠,同时将服务器接入连接线路中后,再采用捆绑形式将诸多设备形成一条虚拟链接,于是服务器中的两个网卡就可以同时承担负载,有效提高了链接线路的使用效率,而且提高了网络可靠性。
2.4应用多层网络结构
多层网络结构可以有效地隔离各种故障,同时能够支持网络中的常见协议,简化网络运行。在多层网络结构当中包括集线器以及路由器,其可以使得计算机网络具有较好的兼容性。通常多层网络结构中包括接入层、核心层以及分布层。其中接入层可以有效控制用户的流量,核心层可以为不同的区域提供访问功能,同时还能够在极短时间内完成相应区块间的数据帧以及数据包的供给,而连接核心层以及接入层的桥梁即为分布层。
3结语
首先,计算机网络技术的应用要遵守规范性的原则。只有其本身是规范的,能保证它的发展和应用过程都是科学技术、规范的,才能提高计算机网络技术的应用效率,才给用户提供准确、方便、快捷的服务。在计算机网络的应用过程,就要坚持规范性的原则,才能充分发挥设备的作用和功能,才能保证网络系统运行中的精度和协调度,进而才能够保证计算机网络应用的高效性和稳定性。其次,计算机网络技术的应用还要遵守便捷性的原则。再选择计算机软硬件系统的时候,要考虑系统的简便性、折旧费用等,在保证软硬件可以满足技术需要的同时,还要考虑网络系统的特殊性,既要充分发挥网络系统的功能和作用,还要能够经得住时间的考验。坚持计算机网络应用便捷性的原则,在遇到产品更新升级、设备维护、维修及故障排除等问题时,解决起来会变得简单、容易。在计算机网络技术应用中,一定要遵守规范性和便捷性的原则,才可以将计算机的网络技术发挥得淋漓尽致,满足人们对网络的不断需求,提高网络的应用效率,满足信息化社会的发展。
2计算机网络的应用技术
计算机网络技术的广泛应用,在现代社会发展中占据着举足轻重的地位。Internet技术不仅在办公中实现了远程操作,而且在教育中,很多网络课程教学、优秀课件的共享等,都极大地方便了教育与交流。尤其在生活中,商业进入网络后,人们的柴米油盐、酱醋茶等等生活用品都可以通过网络获得,所有的衣食住行等都可以通过计算机网络技术解决,人们足不出户,只要有台连接网络的计算机,所有的生活问题、教育问题、工作问题等都可以迎刃而解。平板电脑和智能手机的出现,更加推动了网络技术的发展。平板电脑小巧、易携带,但连接网线,却影响了其便携性,而今的WiFi网络技术,成功地解决了这一问题。有了WiFi技术,人们对网络的依赖就更大了,在所有的场所,人们都可以共享网络。现在的手机已经由原来的3G升级为4G,网络速度更加快捷,弥补了没有WiFi网络覆盖的不足,人们可以通过手机的网络进行实时的交流和沟通。现在的生活中,如果某一环境或时刻,没有了网络,人们就会感到好像什么事都无法进行了。因此,计算机网络已经成为人们生活、工作、学习中不可缺少的技术,它已经成为一种文化、一种生活融入到社会的各个领域。
3计算机网络技术的应用前景
随着科学技术的迅猛发展,计算机的网络技术也将朝着更加方便、快捷、安全的方向发展。在生活中,人们通过计算机网络技术,打破了时空上的束缚,实时地进行信息的交流和沟通;在工作中,人们通过计算机网络技术,实现了远程办公的愿望,及时地进行信息的传递和共享。所以计算机网络技术已经成为人们生活的必需品,这就要求其不断提高“品质”。现在的网络技术是人们生活、工作、学习的重要手段,因此在未来的发展中,要求网络技术要更加的稳定,而且还要快速。因为网速过慢,使信息不能及时传播或共享的下,尤其是企业很可能会造成很大的经济损失。另外,就是网络技术的安全性,虽然现在的网络技术都有加密保护,但现在的网络技术的应用已经涉及到人们财产和隐私中,所以将来网络技术的研究和发展的重点,就将是网络安全问题。计算机网络技术要不断地研发、升级,给用户提供更多既安全便捷的应用,不断满足人们的需求。计算机网络技术的发展,必将推动人类社会的发展。
4结束语
1.1硬件方面的思路
1.1.1计算机网络。计算机网络教学不单单有局域网这个功能,而且还必须能够连接Internet,确保计算机网络能够畅通无阻。建立了计算机网络平台就要包括以下内容:教学新闻、新课程改革、教学安排、专题研究、教学论坛、学术动态以及课外活动这些栏目。计算机网络有速度快、消息及时、无空间限制、高度透明化等等优点,很利于计算机网络教学。在整个教学过程中,我们可以科学有效地为学校提供已有的服务,不断地更新教学方法,有利于提高教学质量。
1.1.2保障基本硬件。该文章说的硬件指的是办公室设备的台式计算机要安装最基本的办公软件,同时也要有专业的计算机技术人员对其设备进行维护确保网络的畅通。
2软件方面的思路
1.2.1关于中学教师的素质首先我们要转变中学教育教师的传统教学理念。教育的改革推出了新的理念、课堂以及课题。教育教学中我们应该把教师看作是主体,要保证教师在教学工作中的主体地位。让教师在教学过程中能够不断地提高教师的综合素质以及思想水平,从而实现教师的自身价值。在教育教学研究中我们要以学生为主体,要研究出符合学生的教学内容,不断地完善学生的身心价值。特别是学生在自我发展过程中遇到的问题,教师要给予高度的重视,要有针对性和及时性。学校在课余时间可以对教师进行计算机网络教学的培训,让更多的教师能够熟练自如的运用计算机,更好的服务学生。我们还需要不断地强化教师的信息素养,使得每一位教师都能够熟练地掌握计算机使用功能,熟练地掌握运用互联网查找各种资源的方法。对于这个掌握度的监管,我们严格要求全体教职工对于掌握查阅资料的熟练度,并且对此开展了网络教研活动,从而提高教师利用计算机网络来查找网络资源的熟练度,提高整体的教学活动的质量和水平。其次我们需要不断地提升教师的学习积极性。一个优秀的教师是一个不断完善自己、不断充实自己的人。在如今这个信息社会,只有保持不停止的学习才可能和这个社会完好的接轨,不被落在人后面,所以教师只有不断地完善自己,不断地学习,不断地充实自己才可以更好地服务学生。教师的自我学习,不单单只是在业务上面的学习,更多的是要涉及到教学过程中的方方面面。尽管我们没有走遍东西南北,但是我们要有读万卷书行万里路的志向,利用计算机网络这个平台不断地获取我们需要的知识。最后,需要强调的是我们要对中学教师参加的计算机网络教学进行科学合理的分配,因此我们应该结合每一位教师的自身特点来分配合理的工作,从而可以使得计算机网络教学做到有条不紊。
1.2.2关于教学氛围的营造一个学校要想具备浓郁的教学研究氛围,那么就必须具有属于它自身的规章制度,奖罚分明。对于表现优秀的教师给予鼓励,对于不积极的教师要通报批评,让他们感受到压力,进而产生动力,这样便会很好地增加教师的责任心,也能够提高他们的积极性以及主动性。除此之外,还要巧妙合理的整合新老教师,让老教师的经验和新教师的活力搭配,从而使得计算机网络教学如火如荼的开展。
2.计算机网络教学的方法
2.1计算机网络教学的流程首先我们需要制定出详细的教学方案,将学习小组划分为不同的模块,可以根据兴趣或者是特长,各个小组相互协调共同工作。其次我们需要收集各种资料,按照各个小组的实际情况来收集资料,对于收集的内容不用设定,可以是教案、PPT或者是课件,同时也可以是计算机网络里的优秀的教学资源。收集工作应由专业的人员对其进行记录,整个过程中都要完整的笔备。
2.2教学资源的整理对于我们收集到的各种资源我们应该对其进行分门别类的整理,建设出不同科目的教学资料库,定时的对其进行再次整理。资料的上传也要做到有条不紊,按照教学计划,及时地更新网上资料,形成独特的校园资料库。并且要实现所有资源共享化,达到资源的最大利用,充分体现出计算机网络教学的优点。除此之外,我们还需对其进行总结交流,定期对其工作进行总结和交流。对其出现的问题我们需要及时地整理出方法,积极地找出措施,还要对学校网站出现的问题及时的进行反馈。
3.计算机网络教学的成果
我们可以根据计算机网络教学的运行情况来对其进行测评,从而检验出教学效率是否提高,是否对学生的学习有帮助,是否能够全面地发展学生的综合能力,是否能够从“知识能力、过程和方法、情感态度和价值观”去启迪学生,展示出学生的主体地位。计算机网络教学的成果应该具有公正和客观性,不能单纯的从考试结果来作为衡量标准,我们应该更加的注重过程。
4.总结
在计算机网络微课教学中,为了保障教学成果,必须做好计算机网络微课整体规划工作,在确立方案的同时,形成良好的建设体系和规范,从而避免计算机网络教学无序开发和重复利用。计算机网络教学内容规划根据新课程具体要求,正确使用教材,在组织一线科研人员和教研人员确立各个知识体系的同时,征求相关老师以及学生代表意见,支持学校与老师进行有选择性的开发研究,从而不断提高计算机网络教学质量。同时,计算机网络微课堂作为一门区域性很强的学习领域,在微课资源共享、建设与应用的过程中,我们必须不断丰富微课教学内容。在日常计算机网络教学中,我们要尽量满足微课要求,在管理、建设的基础上,将计算机网络教学充分应用到微课研究和应用中去,进而形成集应用、管理、建设、研究为一体的微课学习服务环境。
2注重计算机网络教学微课的开发与交流应用
根据微课的教学理念,从微处入手,重视引导工作的要求,在计算机网络微课教学中,我们应该以学生基础知识与掌握能力、学习能力为导向,注重微课开发。由于计算机网络微课开发是一门系统复杂的工作,建设模式通常面向老师本人以及项目开发单位结构,所以在区域性资源建设中,必须努力做好技术培训、宣传活动、课例拍摄、选题设计、在线报送、审核反馈、评价、后续加工等细节环节,从而进一步保障教学质量和应用效益。在微课交流应用中,我们应该结合计算机网络教学实验、教学内容,将理论知识融入微课,通过专家评价、综合展播以及交流共享等方式,向广大学生、老师展示、推荐优秀获奖计算机网络微课作品。通过定期进行老师微课库学习、观摩、评课、研讨、反思等活动,进一步推动计算机网络区域网和本研究区的教学实践模式,从而进一步提高教学质量,保障学生学习成果。
另外,计算机网络作为一项实验性的学科,它要求更加方便人员观察与控制,进而得到正确的研究结果。因此,在计算机网络微课教学中,我们除了保障学生学习成长,培养学生独立思考的习惯和探究意识,在不断提高学生学习积极性、主动性的同时,进一步提高学生的学习成绩。
摘要:由于信息网络、输电网络、集成电路网络、交通网络等网络广泛存在于现实世界,它们的正常运行与否不仅影响着普通大众的生活,也影响着一个国家的社会安全、经济发展等问题。因此网络可靠性问题不但是网络开发者和运营者关心的问题,更是学者们一直关注的课题。所以,对计算机网络的可靠性进行分析和设计具有重要的理论和实际意义。
关键词:计算机网络,可靠性,拓扑结构
一、引言
随着社会信息化进程的加速,不仅计算机网络的用户在增加,而且计算机网络的连接区域和网络连接规模也在急剧扩展。用户对计算机网络的依赖性越大,对计算机网络的要求也随之变高,即:准确、迅速、安全、方便、可靠。由此,可以看出对计算机网络可靠性问题研究的重要性及紧迫性,计算机网络可靠性的研究有着十分重要的理论意义和实用价值。
二、计算机网络可靠性定义
计算机网络在规定的条件(操作方式、维修方式、负载条件、温度、湿度、辐射等)下,规定的时间(1000小时、一个季度等)内,网络保持连通和满足通信要求的能力,称之为计算机网络可靠性。它反映了计算机网络拓扑结构支持计算机网络正常运行的能力,是计算机网络规划、设计与运行的重要参数之一。
三、计算机网络可靠性的影响因素
(一)网络设备对网络可靠性的影响
1、用户设备对计算机网络可靠性的影响
用户终端是直接面向用户的设备,其可靠性至关重要,也是计算机网络可靠与否的关键所在。在计算机网络运行过程中的日常维护,主要就是确保用户终端的可靠。用户终端的交互能力越高,其网络可靠性也越高。
2、传输交换设备对计算机网络可靠性的影响
在计算机网络建设、运行的实践中,研究人员经常发现:“布线系统所造成的计算机网络故障问题一般是最难查找的,为此而付出的代价往往也是最大的。”因此,应采用标准的通信线路和布线系统。为了提高计算机网络可靠性以及满足计算机网络日后发展的需要,必需考虑有一定的冗余和容错能力。对于十分重要且不太顾虑建设成本的计算机网络,在布线时最好是布置成双线,以便计算机网络的线路出现故障能及时进行切换。计算机网络集线器将若干个用户终端集中起来连入网络,通过它可将所连设备的错误与计算机网络其它部分隔开,构成了保证计算机网络可靠性的第一道防线。集线器是一种单点失效设备,若它自身发生故障,则与其相连接的用户就无法工作,可见计算机网络的集线器在提高计算机网络可靠性方面起着重要作用。
(二)网络管理对网络可靠性的影响
通常一个大型的计算机网络是由来自不同生产厂商的不同网络产品和设备所构成的,规模较大,结构复杂。要保证信息传输完整性、降低故障发生率、降低信息丢失率、减少误码及差错,提高计算机网络可靠性,就应采用先进的网络管理技术,进行实时采集网络运行参数并统计网络信息,监视网络运行状态,及时查找故障和排除故障。
(三)网络拓扑结构对网络可靠性的影响
计算机网络拓扑结构属于计算机网络规划问题,也是影响计算机网络可靠性的先天性因素。实践表明:不同应用领域、不同规模层次的计算机网络必须具有不同的网络拓扑结构,否则提高计算机网络可靠性只是一句空话。分析计算机网络拓扑结构对计算机网络可靠性的影响正是本文计算机网络可靠性设计策略所要研究的前提。互连网络拓扑结构是计算机网络中部件之间的主要连接方式,它可以用图来表示,因此图论是研究互连网络性能的最有力的数学工具。起初人们通过直径和连通度来度量计算机网络的有效性与容错性,随着对计算机网络拓扑结构的深入研究和分析,计算机网络设计者提出许多网络和图论的新概念,例如容错直径,宽直径,限制连通度,限制边连通度,限制容错直径等。这些参数能够更准确地度量计算机网络的可靠性与容错性,为计算机网络规划和设计提供了科学依据。
四、计算机网络可靠性设计策略
(一)计算机网络的容错性设计策略
计算机网络容错性设计的一般指导原则为:并行主干,双网络中心。计算机网络容错性设计的具体设计方案的原则,可以参照以下几点:
1、采用并行计算机网络以及冗余计算机网络中心的方法,将每个用户终端和服务器同时连到两个计算机网络中心上。
2、数据链路、路由器在广域网范围内的互联。计算机网络中的边界网络至网络中心采用多数据链路,多路由的连接方式,这样可以保证任一数据链路的故障并不影响局部网络用户的正常使用。
3、计算机网络设计时,应采用具有模块化结构、热插热拨功能的网络设备。这不仅可以拥有灵活的组网方式,而且在不切断电源的情况下能及时更换故障模块,以提高计算机网络系统长时间连续工作的能力,从而可以大大提高整个计算机网络系统的容错能力。
4、网络服务器应采用新技术,如采用双机热备份、双机镜像和容错存储等技术来增强服务器的容错性、可靠性等。
5、网络管理软件容错设计时,应采用多处理器和特别设计的具有容错功能的网络操作系统来实现,提供以检查点为基本的故障恢复机能。
(二)计算机网络的双网络冗余设计策略
计算机网络的双网络冗余性设计是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,以计算机网络的冗余来实现计算机网络的容错。在计算机网络的双网络结构中,各个网络结点之间通过双网络相连,当某个结点需要向其它结点传送消息时,能够通过双网络中的一个网络发送过去。正常情况下,双网络可同时传送数据,也可以采用主备用的方式来作为计算机网络系统的备份。当由于某些原因所造成一个网络断开后,另一个计算机网络能够迅速替代出错网络的工作,这样保证了数据的可靠传输,从而在计算机网络的物理硬件设施上保证了计算机网络整体的可靠性。
(三)计算机网络层次、体系结构设计策略
一个优秀的计算机网络,不仅要有先进的网络设备,还要有先进的网络层次结构和体系结构。只有采用正确合理的网络层次、体系结构设计,才能把先进的网络设备的高性能和高可靠性完全的发挥出来,否则不仅不能发挥出网络设备的先进性反而会降低整个计算机网络的可靠性。随着计算机网络技术的迅速发展和计算机网络吞吐量的增长,分布式的网络服务和交换移至用户级,由此形成了一个新的更适应现代化的大型高速网络的分层设计模型,这种分级方法被称为“网络模块的多层设计”。网络多层设计是模块化的,网络容量可随着日后网络结点的增加而不断增大。由于多层网络结构有很大的确定性,因此在运行和扩展过程中进行故障查找和排除等日常维护工作也变得易于操作。
(四)计算机网络的体系结构设计策略
为保证计算机网络的安全可靠,可以采用自顶向下逐层选择的方法,即自顶向下按照应用层,网络服务层,网络操作系统层以及网络物理硬件层四个层次的结构体系逐步设计。应用层代表网络用户的应用需求,实现用户的建网功能和用途,如决策支持系统、办公自动化系统、教学、科研系统等;服务层代表网络所能提供的服务支持,如数据库服务、电子邮件服务等;网络操作系统层代表网络所选用的各种软件,例如NOS软件、Windows、NT、UNIX等;网络硬件层代表网络的物理硬件拓扑结构,它包括服务器、客户机、拓扑结构、通信信道、介质访问方法、通信协议、互连协议及互连设备等等。
[参考文献]:
[1](美)KennethD.Reed,网络设计,北京:电子工业出版社,2003
[2]张文,杨红霞,网络互连设备,北京:电子工业出版社,2003
[3]基于智能计算的计算机网络可靠性分析研究,李旸,计算机技术与发展,2006年8期