計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計策略研究

1、    計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計策略研究    江柳摘要：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶給人們生活極大的方便，為了適應(yīng)技術(shù)發(fā)展要求，提升計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性研究和設(shè)計成為人們關(guān)注的重點。該文以網(wǎng)絡(luò)可靠性概念為切入點，分析了其優(yōu)化設(shè)計的重要意義，并簡單介紹了基本原則，最后給出了具體的實施策略，為提升網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計提供一定的參考。關(guān)鍵詞：計算機；網(wǎng)絡(luò)；可靠性；優(yōu)化設(shè)計；策略中圖分類號：tp393 文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：1009-3044（2016）16-0056-021 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性定義一般而言，計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性指的是網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的特定功能在一定條件下（如性能要求

2、、時效性要求）達到一定標(biāo)準的功能特性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性已經(jīng)成為信息系統(tǒng)最為基本的要求保障，是信息系統(tǒng)提供可靠服務(wù)必須遵守的設(shè)計與運行原則。根據(jù)業(yè)界標(biāo)準，度量計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性主要包括三個方面的要求：人為或者自然破壞條件下的網(wǎng)絡(luò)抗毀性要求、不可預(yù)知條件下信息系統(tǒng)生存能力和網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)提供服務(wù)的有效性要求。具體而言，人為或者自然破壞條件下的網(wǎng)絡(luò)抗毀性要求指的是信息系統(tǒng)在人為或者自然破壞條件下，出現(xiàn)部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或者線路失效后，信息系統(tǒng)有效供給能力以及提供持續(xù)性服務(wù)的能力，其主要側(cè)重點在于破壞條件下的網(wǎng)絡(luò)可靠性保障。簡言之，提高網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)抗毀能力能有效的應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)大面積癱瘓事件。而不

3、可預(yù)知條件下信息系統(tǒng)的生存能力則是在隨機破壞條件下網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的可靠性保障。隨機性的破壞主要是指由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備癱瘓或者損壞以及網(wǎng)絡(luò)線路的老化等因素引起的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化，從而造成的信息系統(tǒng)存在持續(xù)性服務(wù)不足。而網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)提供服務(wù)的有效性更多的是側(cè)重于具體網(wǎng)路業(yè)務(wù)方面的要求。以常見的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為例，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)延時、數(shù)據(jù)的通達性都是具體的表現(xiàn)。通常計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與應(yīng)用人員將信息系統(tǒng)可靠性保障歸結(jié)為各種設(shè)備的硬件保障，而忽視了人員可靠性、軟件平臺的可靠性保障，因此，可靠性保障不僅僅關(guān)乎于硬件設(shè)備，對于人員管理以及軟件平臺管理方面都提出了一定的要求，在今后的系統(tǒng)優(yōu)化升級以及平臺保障方面應(yīng)予以綜合性考慮。2

4、 研究計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性意義1）提升計算機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和抗破壞能力計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性研究就計算機網(wǎng)絡(luò)自身而言，有效保障了其網(wǎng)路服務(wù)的持續(xù)性要求以及抗破壞能力，這是計算機網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的本質(zhì)要求。通過一定的手段以及優(yōu)化設(shè)計策略，能夠有效提升和應(yīng)對由于人為破壞、自然災(zāi)害、設(shè)備損壞、軟硬件平臺的不穩(wěn)定性等因素帶來的信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交付處理能力以及各種基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)持續(xù)性保障。正如上文所述，無論是在生存性、抗毀性方面的要求，還是在有效性方面的要求，都是以網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)作用作為出發(fā)點來討論的，由此可見，探討計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的意義首先要能夠有效提升信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及抗破壞能力。2）應(yīng)對當(dāng)前嚴峻的網(wǎng)絡(luò)信息安全重要手段

5、信息安全已成為當(dāng)前信息系統(tǒng)發(fā)展面臨的重要威脅，從橫行網(wǎng)絡(luò)世界的木馬病毒、到令世人瞠目結(jié)舌“棱鏡門”事件，再到現(xiàn)如今每年數(shù)以億計的信息數(shù)據(jù)損失，網(wǎng)絡(luò)信息安全無不影響著人們生活的方方面面。加強網(wǎng)絡(luò)可靠性研究，可以在兩個方面應(yīng)對當(dāng)前日益突出的信息安全問題，首先，從物理支撐方面，通過一定的冗余設(shè)備等設(shè)計手段，能夠為各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供相對安全的電磁環(huán)境保護，有效地避免人為或者自然因素帶給信息系統(tǒng)的破壞性；另一方面，網(wǎng)絡(luò)可靠性研究還通過整合軟硬件平臺來提供信息系統(tǒng)的保障，尤其是針對軟件平臺的一些措施，對于增強數(shù)據(jù)完整性、保密性以及有效性保障有著非常積極的作用。3）為新技術(shù)發(fā)展提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施支撐除了上述

6、兩個方面的作用，加強網(wǎng)絡(luò)可靠性為新技術(shù)的發(fā)展提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。以當(dāng)前十分流行的云計算大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為例，首先應(yīng)架設(shè)一定的主機集群，集群中的主機數(shù)據(jù)交換基于必要的物理網(wǎng)絡(luò)支持，再通過必要的軟件處理手段屏蔽各種物理設(shè)備的差異性以此來提供海量數(shù)據(jù)存儲以及計算服務(wù)，可見，網(wǎng)絡(luò)有效性保障、數(shù)據(jù)的可靠性交付都是云計算大數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)；除此之外，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都需要可靠的網(wǎng)絡(luò)支撐。因此，從新技術(shù)發(fā)展應(yīng)用方面而言，提供可靠的網(wǎng)絡(luò)保障為其奠定了堅實的物理支撐。3 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計和優(yōu)化策略實施原則1）突出“標(biāo)準化”設(shè)計標(biāo)準化設(shè)計是遵循網(wǎng)絡(luò)體系模型，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各種異構(gòu)設(shè)施平臺互聯(lián)互通的基礎(chǔ)，是

7、計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計以及優(yōu)化策略的基本原則。無論是實際運行的tcp/ip網(wǎng)絡(luò)模型，還是國際化標(biāo)準組織的osi網(wǎng)絡(luò)模型，其都遵循了標(biāo)準化的設(shè)計理念，通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺的標(biāo)準化設(shè)計能夠使得網(wǎng)絡(luò)平臺具有較好的適應(yīng)性以及可拓展性，新技術(shù)、新設(shè)備只要符合標(biāo)準化的網(wǎng)絡(luò)接口即可進行標(biāo)準化的應(yīng)用，這是計算機網(wǎng)絡(luò)不斷成熟的必然要求，更是網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的前提保障。鑒于上述原因，網(wǎng)絡(luò)信息平臺優(yōu)化實施首先應(yīng)遵循標(biāo)準化的設(shè)計實施原則，以達到系統(tǒng)在通用性、拓展性等方面的要求。2）提升網(wǎng)絡(luò)“互通”能力互聯(lián)互通優(yōu)化設(shè)計也是計算機網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)遵循的重要原則，一方面對于不同的系統(tǒng)平臺（軟件平臺和硬件平臺兩個方面），應(yīng)保障其數(shù)據(jù)的可

8、達性和暢通性，另一方面對于不同的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議應(yīng)做到較好的支持。除此之外，還應(yīng)使得各種物理設(shè)備具有較強的一定容錯能力。需要注意的是互通不代表任意設(shè)備都必須實現(xiàn)可達性，有時候為了數(shù)據(jù)安全或者是數(shù)據(jù)傳輸效率等方面的要求，通過一定的技術(shù)手段或者硬件設(shè)計人為的阻斷了不同網(wǎng)絡(luò)層次的可訪問性，常見的設(shè)計如不同部門之間利用交換機設(shè)備進行vlan的劃分。提升互聯(lián)互通能力原則是網(wǎng)絡(luò)信息平臺滿足用戶需求，提升網(wǎng)絡(luò)交付能力，保障網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定性重要實施設(shè)計原則。3）提升網(wǎng)絡(luò)資源可管理性以及對現(xiàn)有資源的有效利用性保障網(wǎng)絡(luò)信息平臺的可靠性不僅僅是對各種物理設(shè)備的要求保障，同時對于網(wǎng)絡(luò)資源可管理性也應(yīng)做好相應(yīng)的設(shè)計。一方面，

9、應(yīng)保障主干網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求，將常見的ftp服務(wù)或者訪問數(shù)據(jù)較大的web服務(wù)進行單獨帶寬供應(yīng)，以實現(xiàn)其高度的響應(yīng)服務(wù)能力；另一方面，網(wǎng)絡(luò)線路設(shè)計、各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計以及網(wǎng)絡(luò)管理軟件應(yīng)在系統(tǒng)安全穩(wěn)定、可靠性、可服務(wù)性方面進行綜合考量以達到優(yōu)化設(shè)計的目的。除此之外，為了盡可能地提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計的經(jīng)濟效益，在設(shè)計實施的時候應(yīng)對現(xiàn)有資源進行合理整合，通過原有線路改造等手段提升整個優(yōu)化過程的性價比。 除此之外，計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計原則還應(yīng)在先進性與通用性、鏈路的截止等方面進行優(yōu)化設(shè)計，限于篇幅的限制，本文就不一一的進行論述了?？偟膬?yōu)化設(shè)計與實施策略原則，應(yīng)從可拓展性、安全性、通達性、經(jīng)濟性等方面進行綜合考量，

10、從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息平臺高度可靠性的要求。4 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性實施方案1）提升網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的冗余設(shè)計冗余設(shè)計實施方案主要是通過增加設(shè)備以及線路的數(shù)量來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，這是目前常見的一種設(shè)計實施手段。冗余設(shè)計過程中，涉及的設(shè)備比較多，無論是供電設(shè)備、核心層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換設(shè)備、還是數(shù)據(jù)處理終端的主機設(shè)備等都可以進行冗余處理，以常見的備用電源設(shè)備和服務(wù)器磁盤陣列為例，通過故障時供電系統(tǒng)的及時切換以及數(shù)據(jù)磁盤多層次備份能夠有效提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性，另外對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及線路的冗余設(shè)計，可以在一條線路或者節(jié)點出現(xiàn)問題的時候，啟用其他通信線路，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?。除此之外，通過冗余性實施，對于提升處理端的數(shù)

11、據(jù)容錯能力也有積極的意義，當(dāng)然隨著各種設(shè)備冗余度的提升，處理好可靠性保障與經(jīng)濟效益的平衡性也是非常值得注意的重要方面。2）做好網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分層設(shè)計分層處理是計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性處理以及優(yōu)化設(shè)計的重要方面，這主要是基于網(wǎng)絡(luò)模型，依次分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用層。物理層對應(yīng)了各種物理接口、電氣化標(biāo)準的數(shù)據(jù)要求，數(shù)據(jù)鏈路層則是將網(wǎng)絡(luò)傳輸層的ip數(shù)據(jù)報進行數(shù)據(jù)幀的包裝過程，并對下實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀進行01代碼的轉(zhuǎn)換過程，網(wǎng)絡(luò)傳輸層則重點是進行ip數(shù)據(jù)的傳輸過程（udp以及tcp傳輸），應(yīng)用層則是通過將不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)進行分裝的過程。不同的網(wǎng)絡(luò)層次對于數(shù)據(jù)可靠性要求都是不盡相同的，并且每個層次關(guān)注的重點差

12、異性也是非常明顯的，因此，在具體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化實施的時候按照網(wǎng)絡(luò)模型進行分層次的設(shè)計檢測，使得每個層次都能達到預(yù)先的設(shè)計目的也是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可靠性保障的重要手段。3）加強網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)性設(shè)計網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計對于信息平臺的可靠性也有重要的影響。通常而言，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，如常見的windows server操作系統(tǒng)，linux/unix操作系統(tǒng)平臺，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)通常提供了網(wǎng)絡(luò)管理的一些功能，是整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)控制的中心；網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備，如常見的路由設(shè)備、交換機設(shè)備，這類設(shè)備拓展了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了不同區(qū)域的主機互聯(lián)互通性，并且提供了一定的安全管理例如訪問控制管理，內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換等等；網(wǎng)絡(luò)主機

13、，這是最終用戶工作的平臺，用戶利用各種軟件完成各類辦公任務(wù)；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，如各種文件服務(wù)器、web服務(wù)器、郵件服務(wù)器等等，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的各類功能。優(yōu)化這四類設(shè)備設(shè)計結(jié)構(gòu)，將服務(wù)器設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)放置帶寬資源相對充足的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中，并且合理的配置路由、防火墻設(shè)備可以提升網(wǎng)絡(luò)可靠性保障。4）合理的運用“試湊”方法進行優(yōu)化設(shè)計試湊是通過在諸多可行方案進行多層次、多角度比較，選擇綜合優(yōu)勢較高的的一種優(yōu)化方案。試湊是一種常見的優(yōu)化實施手段，再加之當(dāng)前先進的軟件模擬工具，能夠較快的進行費用、可用性、可靠性方面的比較，通過綜合權(quán)衡比較以實現(xiàn)最優(yōu)化的解決方案。因此，信息平臺優(yōu)化注重試湊方法的合理運用。5 小結(jié)綜上所述，計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性是提供可靠用戶服務(wù)、應(yīng)對信息安全以及適應(yīng)技術(shù)發(fā)展要求的重要保障，本文通過介紹可靠性相關(guān)概念，分析了其重要意義，并總結(jié)了計算機網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計以及實施保障的具體措施。通過加強分層設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計、冗余設(shè)計以及試湊方法的有效利用實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息平臺的高可靠性要求。參考文獻：1 李佳音， 余子偉， 趙典. 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠