計算機網(wǎng)絡可靠性方法思考

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1計算機網(wǎng)絡簡介

計算機網(wǎng)絡是指通過網(wǎng)絡將分布于世界各地、功能不同的計算機及計算機的外部設備聯(lián)系在一起組成的計算機系統(tǒng)，然后通過網(wǎng)絡通信和網(wǎng)絡軟件等實現(xiàn)資源信息的共享。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展經(jīng)過了以下四個過程：第一代是以遠程終端聯(lián)機階段的計算機網(wǎng)絡，第二代是計算機局域網(wǎng)絡階段的計算機網(wǎng)絡，第三代是計算機網(wǎng)絡互連階段的計算機網(wǎng)絡，第四代是國際互聯(lián)網(wǎng)和信息高速公路階段的計算機網(wǎng)絡。

2計算機網(wǎng)絡可靠性的影響因素

計算機包括硬件和軟件兩部分，計算機硬件的可靠性和計算機軟件的可靠性，保證了計算機網(wǎng)絡的可靠性，一旦它們二者之一出現(xiàn)問題，都會影響計算機網(wǎng)絡的可靠性，所以，要加強計算機硬件和軟件的研究，提高計算機網(wǎng)絡的可靠性，首先要對其影響因素進行分析。計算機網(wǎng)絡可靠性的影響因素主要包括以下五方面，如圖1所示。

2.1計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構

拓撲結(jié)構的選擇對計算機網(wǎng)絡的設計非常重要，所以拓撲結(jié)構對計算機網(wǎng)絡的安全性十分重要。計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構分為五種，分別為總線型、網(wǎng)絡型、環(huán)型、星型及復合型。設計網(wǎng)絡時，要根據(jù)計算機網(wǎng)絡的具體要求具體選擇。總線型結(jié)構的可靠性不太好，因為主干線纜決定這種結(jié)構的可靠性，主干線纜出現(xiàn)的任何故障都會影響整個網(wǎng)絡系統(tǒng)；環(huán)形結(jié)構的可靠性較差，因為這種結(jié)構將全部的計算機連成環(huán)狀，如果一臺主機出現(xiàn)故障，就破壞了這個環(huán)形結(jié)構，使整個網(wǎng)絡不能正常運行；星型結(jié)構的信息交換中心為匯聚點，如果匯聚點出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡將會癱瘓；網(wǎng)絡型結(jié)構具有較高的容錯性及冗余性，計算機兩兩相連，鏈路過多影響通信質(zhì)量；但是一條線路出現(xiàn)故障不會影響整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性；復合型結(jié)構綜合了以上各種結(jié)構的優(yōu)點，因此，相對而言復合型結(jié)構的可靠性良好。

2.2計算機網(wǎng)絡通信設備

計算機ISO/OSI網(wǎng)絡體系結(jié)構分為數(shù)據(jù)鏈路層、物理層、傳輸層、會話層、表示層、網(wǎng)絡層、應用層七層結(jié)構。位于數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層的常見通信設備主要包括路由器、網(wǎng)絡接口卡及交換機，它們直接影響計算機網(wǎng)絡的可靠性。網(wǎng)卡（網(wǎng)絡接口卡）位于數(shù)據(jù)鏈路層，每塊網(wǎng)卡都具有獨一無二的MAC地址，其主要功能就是控制主機在網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通信，如果網(wǎng)卡的MAC地址被篡改就會影響計算機網(wǎng)絡安全，杜絕產(chǎn)生這種現(xiàn)象的常用方法就是綁定和MAC地址相連接的通信設備的物理端口；路由器位于計算機網(wǎng)絡體系的第三層，它是網(wǎng)絡的重要組成部分，運行IP協(xié)議，它的主要作用就是確定網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)分組的最優(yōu)傳輸路徑，對路由器進行配置，可以使其具有防火墻的功能。路由器在網(wǎng)絡通信中不可缺少，只有通過路由器，內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)才能進行數(shù)據(jù)通信，所以，路由器的可靠性直接影響計算機網(wǎng)絡的可靠性。交換機位于網(wǎng)絡體系結(jié)構的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層和第三層——網(wǎng)絡層，交換機大多數(shù)位于第二層，交換機物理端口和與其相連的網(wǎng)卡MAC地址呈映射關系，形成MAC地址表。交換機根據(jù)MAC地址表中計算機網(wǎng)卡的MAC地址對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)，一旦MAC地址表被冒充或者是損壞，交換機的物理端口就會對計算機的網(wǎng)絡安全造成威脅，影響網(wǎng)絡的安全性。

2.3計算機網(wǎng)絡的終端設備

計算機網(wǎng)絡的終端設備，主要包括終端計算機、掃描儀等。計算機網(wǎng)絡終端設備的可靠性通常由其硬件和軟件決定。硬件方面主要就是指CPU、內(nèi)存等數(shù)據(jù)的處理能力，硬件設備的性能越優(yōu)良其數(shù)據(jù)交換能力越強，數(shù)據(jù)的安全性越高；軟件方面主要是指計算機的應用軟件及操作系統(tǒng)，為了提高操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要定期進行殺毒和打補丁操作，這樣可以消除潛在的安全隱患，對應用軟件也要進行及時的更新和修補，防范其出現(xiàn)問題影響網(wǎng)絡的可靠性。

2.4計算機網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)

網(wǎng)絡通信傳輸必須經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)進行，所以網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)對網(wǎng)絡的安全可靠性具有重要影響。網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)比較常見的包括單模光纖、多模光纖和雙絞線（五類線、超五類線和六類線），傳輸介質(zhì)會影響數(shù)據(jù)傳輸速度及傳輸距離的長短。通常情況下，使用單模光纖可以達到1公里以上的傳輸距離，使用多模光纖可以達到500米以上的傳輸距離，使用雙絞線只能達到100米以內(nèi)的傳輸距離,雙絞線的中六類線的傳輸速度最好，成本比光纖低的多，但是其傳播速度比光纖要慢得多。因此，選擇傳輸介質(zhì)時要綜合考慮傳播速度、傳輸距離、成本等因素，并將網(wǎng)絡的安全可靠性放在第一位。5)計算機網(wǎng)絡的管理為了提高計算機網(wǎng)絡的安全性，還要加強網(wǎng)絡的管理工作。制定計算機網(wǎng)絡管理的規(guī)章制度，加強各類設備之間的兼容性管理，加強工作人員對硬件設備和應用軟件的定期升級和維護，實時監(jiān)控計算機網(wǎng)絡的運行狀態(tài)，提高計算機網(wǎng)絡的可靠性。

3計算機網(wǎng)絡可靠性方法

3.1對計算機網(wǎng)絡容錯和冗余性進行合理的設計

計算機網(wǎng)絡通常會采用冗余并行的網(wǎng)絡形式進行容錯設計，相對應的將兩個計算機網(wǎng)絡中心和用戶終端及服務器進行連接，這樣一旦發(fā)生網(wǎng)絡故障，兩個網(wǎng)絡中心之間可以相互協(xié)調(diào)，不至于使網(wǎng)絡癱瘓。此外，在選擇服務器時，一定要選擇容錯性和可靠性都較好的設備，這樣可以降低故障的發(fā)生率，保證計算機網(wǎng)絡的安全運行。因為計算機網(wǎng)絡的網(wǎng)點之間相互連接形成網(wǎng)絡鏈路，通過網(wǎng)絡鏈路傳遞信息。由于冗余設計是以單計算機為基礎，所以單一網(wǎng)絡和雙網(wǎng)絡都能實現(xiàn)信息的傳遞，在一定程度上提高計算機網(wǎng)絡的可靠性。

3.2使用多層網(wǎng)絡結(jié)構體系

計算機網(wǎng)絡多層結(jié)構體系支持常見的網(wǎng)絡協(xié)議，并對故障具有隔離的作用，因而可以在一定程度上降低故障的發(fā)生率，此外，它還可以實現(xiàn)負載分段和業(yè)務量分段。它的出現(xiàn)，在一定程度上簡化了計算機網(wǎng)絡的運行，這種結(jié)構體系集合了集線器和路由器，對計算機網(wǎng)絡的兼容性較好。計算機多層網(wǎng)絡由三層結(jié)構體系構成，分別為接入層、分布層和核心層。接入層。接入層被稱為是計算機接入網(wǎng)絡的起點，可以對用戶的流量進行控制，控制形式主要是接入控制列表形式和訪問控制列表形式。核心層。核心層在整個計算機網(wǎng)絡中非常重要，既能訪問不同區(qū)塊、連接相應交換區(qū)塊，又能快速的為相應區(qū)塊提供數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)幀，保證計算網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行。分布層。在局域網(wǎng)中分布層的功能較多，既能實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡中工作組和部門級的接入，還能確定多點廣播域網(wǎng)及廣播域網(wǎng)在計算機網(wǎng)絡中心聯(lián)網(wǎng)中的位置。

4結(jié)束語

隨著科學技術的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的進步，從當前的情況來看，計算機網(wǎng)絡可靠性對于計算機網(wǎng)絡的發(fā)展非常重要，并且它已經(jīng)成為了計算機專門系統(tǒng)科學，所以在以后要加強對計算機網(wǎng)絡可靠性的研究，建立完整的理論和實踐體系，不斷提高計算機網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，促進計算機網(wǎng)絡的更快發(fā)展。

作者：宋國際 蘭繼明 李東燕 單位：河北民族師范學院