计算机网络可靠性探究

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1影响计算机网络可靠性的因素分析

1.1网络拓扑结构

计算机网络的拓扑结构主要包括线型结构、环型结构、星型结构和混合型结构几种类型，每种结构都有其优势。如线性结构，安装方便、节省成本，但总线可靠性低、监控困难，一旦发生故障，会造成整个网络的瘫痪；又如环型结构易安装且易监控吗，但网络容量有限，一旦建成，新加入站点比较困难。总之，任何一种网络拓扑结构都有其优点和缺点，而计算机网络又具有规模庞大、结构复杂等特点，在实践中，对计算机网络拓扑结构选择的科学性、适当性对于计算机网络的可靠性影响很大。

1.2故障诊断能力

计算机网络的故障可按其发生特点大体可分为硬件故障、网线故障和系统故障，硬件故障如交换机故障、路由器故障等；网线故障如水晶头松动、网线破损等；系统故障一般指系统被病毒破坏或软件不兼容等问题，这些故障表现形式多样，会严重影响计算机联网和网上传输、交流的速度和安全性。计算机故障诊断能力是一项综合性能力，利用软件、工器具等对计算机网络故障进行诊断、排查，将故障缩小到最小范围，然后排除。此外，故障诊断能力还包括计算机的保护和自我恢复作用，降低了链路失效对计算机网络应用的影响，提高了计算机网络的可靠性。

1.3其他影响因素

影响计算机网络可靠性的因素是多方面的，除上述技术性较高的两个方面，还有硬件设备、传输质量、管理维护、运行环境等。例如硬件设备，在网络布线中，选用较好的网线和水晶头，可提高网络连接的稳定性，使计算机网络更为可靠；又如运行环境，保持机房适当的温度、湿度可增强计算机的散热、减少静电，降低了计算机网络的故障率，对提高计算机网络的可靠性有积极意义。

2提高计算机可靠性的对策分析

2.1网络拓扑结构的科学设计

计算机网络的拓扑结构虽然有多种形式，而当前最常用的是星型结构，一方面，这种结构连接方便，便于增添新的站点；另一方面，这种结构方式采用分散的连接方式，一旦某个站点出现问题，不会影响到别的网络的运行，是一种较为稳定的网络连接方式，因此应用较为广泛。在实际的网络连接中，混合型拓扑结构也较为常见，例如将线型网设计成链状结构，其两端加上环型网，在充分利用原有网络基础的同时又提高了网络的可靠性、兼容性，使网络建设成本得到了很好的控制。总之，网络拓扑结构的设计，第一，要考虑接入层容错设计，提高网络线路的兼容性，降低故障概率。如采用双网结构设计。第二，坚持网络结构的最优化设计，提升网络的稳定性、可靠性。如混合型拓扑结构。第三，综合考虑网络建设的相关因素，合理化网络建设成本，促进网络结构设计最佳效益的实现。

2.2网络的保护与恢复

网络保护是指在计算机网络出现故障时，服务器能够切换到被用系统，以减小网络故障对网络使用的影响，这样即使主机出现问题，立刻就会有能够代替的计算机进行工作，避免了整个网络系统的瘫痪，确保了网络运行的稳定、安全；网络恢复是指在网络失效后，系统能动态的寻找可用资源，重新选择网路，绕过失效部分再次运行。其二者都是基于减小链路失效时将其对通信网络的影响降至最低考虑的。在具体操作中，网络的保护与恢复要遵守两个原则，第一，不同业务应用不同的保护、恢复方式，避免资源的浪费或保护、恢复不到位。例如，对网络的实时性、可靠性要求较高的业务，需选用一对一的保护方式，这样的网络可靠性极高，能确保网络应用的效率和安全性。次之，可选用共享保护方式，这样可以提高资源的利用效率，降低成本。第二，不同层面的保护与恢复要仔细考虑，一般应先启动底层保护，不能完成时在选择启动较高层保护，如直接启动高层保护，一些底层的故障就会被越高，会影响到计算机网络的可靠性。

2.3其他措施

计算机网络可靠性的保障方式与计算机网络的故障一样，具有多样性，在提高计算机网络可靠性时，对于一些基础的东西也应加以考虑，普通的、微小的方式、细节往往是解决问题的关键。例如，网络连接不稳定，时断时续，此故障中有一种可能就是路由器选用与软件系统不相容、不配套导致的；还可能是路由器附近有遮挡物。又如，在网络安装中，未充分考虑计算机网络产品更新换代的速度，导致计算机技术和设备在短期内被淘汰，跟不上网络发展的速度，影响网络使用的稳定性、安全性。同时，对网络使用环境的改善也是提高计算机网络可靠性的有效途径，例如安装防火墙，控制内网的访问，确保内网的安全、可靠，并对恶意攻击、病毒等有积极的预防效果。总之，计算机网络可靠性提高的手段是多种多样的，从软件、硬件、网络技术等方面都能找出不同的促进计算机网络可靠性提高的方式，但最关键的是找对问题、及时处理，确保网络使用的安全性、稳定性，才是提高网络可靠性的最终目的。

3计算机网络的可靠性设计实例

当前，随着国民经济需求和人民社会生活对高可靠计算机网络的需求的不断增加，已经建成的或正在新建的各种高性能计算机组群，已由原来的C/S模式逐渐转向B/S模式，直接连接到局域网或者互联网的用户，用户可以通过网络直接访问到高性能机群，这是都是为了方便更多用户的访问和用户扩大使用范围的结果。某大学网络中心购入某高性能计算机群，就是希望通过高性能的计算机机群具有更高的可靠性，并且能对局域网内部的使用者进行更为行之有效管控，所以为保证该机群的可靠性而同时购进的还有防火墙系统，以便能对高性能计算机机群进行可靠的功能保护和高效的管理。该大学所引进的高性能计算机群主要是用来接入学校内部局域网进行教务、教学、学生选课、上网控制方面的大量的数据访问，意味着计算机机群将直接面对局域网的用户，只有这样才能满足各类用户使用的要求。根据统计，70%网络可靠性的问题来自于网络内部，这样就使得与局域网连接的高性能计算机面临着严重的可靠性问题，高性能机群的可靠性就显得尤为重要。所以就必须使用一些新的措施来提高计算机网络的可靠性，同时也保障了高性能计算机机群的安全性，例如：（1）安全隔离保护：通过一套规则的配合对防火墙SNAT（源地址NAT）的设置，在计算机机群、局域网或者互联网之间建立一个可靠的保护屏障。（2）网络访问控制：经过了审查合格后的用户，通过防火墙可以轻松实现访问控制。（3）节点定位映射安全管理：通过端口映射技术，可以使网络信息隐藏、直接实现对防火墙的端口映射的修改和对各分支节点映射从而实现直接访问。所以，在计算机网络中，防火墙是提高网络可靠性其中的一个重要环节。防火墙为高性能计算机机群的安全防护建立了坚实的壁垒，同时也是其应用在高性能机群上的一个成功案例，是计算机网络可靠性应用方面的典范。

4结语

计算机网络的可靠性是一个复杂的研究领域，也是提高计算机网络应用效率、应用效益的关键，随着网络的不断拓展和网络应用的日益广泛，确保网络的可靠性问题更加严峻。目前，最好的解决网络稳定性的方式就是理论结合实践，确保网络应用的安全、稳定、可靠，针对实际中发生、存在的问题进行透彻的分析和思考，进一步提高网络的保护、恢复和维修等技术水平。

作者：韦忠庆 蒋锡军 吴卫龙 单位：广西科技大学 继续教育学院