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1影響計算機網(wǎng)絡可靠性的因素分析

1.1網(wǎng)絡拓撲結(jié)構

計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構主要包括線型結(jié)構、環(huán)型結(jié)構、星型結(jié)構和混合型結(jié)構幾種類型，每種結(jié)構都有其優(yōu)勢。如線性結(jié)構，安裝方便、節(jié)省成本，但總線可靠性低、監(jiān)控困難，一旦發(fā)生故障，會造成整個網(wǎng)絡的癱瘓；又如環(huán)型結(jié)構易安裝且易監(jiān)控嗎，但網(wǎng)絡容量有限，一旦建成，新加入站點比較困難。總之，任何一種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構都有其優(yōu)點和缺點，而計算機網(wǎng)絡又具有規(guī)模龐大、結(jié)構復雜等特點，在實踐中，對計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構選擇的科學性、適當性對于計算機網(wǎng)絡的可靠性影響很大。

1.2故障診斷能力

計算機網(wǎng)絡的故障可按其發(fā)生特點大體可分為硬件故障、網(wǎng)線故障和系統(tǒng)故障，硬件故障如交換機故障、路由器故障等；網(wǎng)線故障如水晶頭松動、網(wǎng)線破損等；系統(tǒng)故障一般指系統(tǒng)被病毒破壞或軟件不兼容等問題，這些故障表現(xiàn)形式多樣，會嚴重影響計算機聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)上傳輸、交流的速度和安全性。計算機故障診斷能力是一項綜合性能力，利用軟件、工器具等對計算機網(wǎng)絡故障進行診斷、排查，將故障縮小到最小范圍，然后排除。此外，故障診斷能力還包括計算機的保護和自我恢復作用，降低了鏈路失效對計算機網(wǎng)絡應用的影響，提高了計算機網(wǎng)絡的可靠性。

1.3其他影響因素

影響計算機網(wǎng)絡可靠性的因素是多方面的，除上述技術性較高的兩個方面，還有硬件設備、傳輸質(zhì)量、管理維護、運行環(huán)境等。例如硬件設備，在網(wǎng)絡布線中，選用較好的網(wǎng)線和水晶頭，可提高網(wǎng)絡連接的穩(wěn)定性，使計算機網(wǎng)絡更為可靠；又如運行環(huán)境，保持機房適當?shù)臏囟取穸瓤稍鰪娪嬎銠C的散熱、減少靜電，降低了計算機網(wǎng)絡的故障率，對提高計算機網(wǎng)絡的可靠性有積極意義。

2提高計算機可靠性的對策分析

2.1網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的科學設計

計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構雖然有多種形式，而當前最常用的是星型結(jié)構，一方面，這種結(jié)構連接方便，便于增添新的站點；另一方面，這種結(jié)構方式采用分散的連接方式，一旦某個站點出現(xiàn)問題，不會影響到別的網(wǎng)絡的運行，是一種較為穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接方式，因此應用較為廣泛。在實際的網(wǎng)絡連接中，混合型拓撲結(jié)構也較為常見，例如將線型網(wǎng)設計成鏈狀結(jié)構，其兩端加上環(huán)型網(wǎng)，在充分利用原有網(wǎng)絡基礎的同時又提高了網(wǎng)絡的可靠性、兼容性，使網(wǎng)絡建設成本得到了很好的控制。總之，網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的設計，第一，要考慮接入層容錯設計，提高網(wǎng)絡線路的兼容性，降低故障概率。如采用雙網(wǎng)結(jié)構設計。第二，堅持網(wǎng)絡結(jié)構的最優(yōu)化設計，提升網(wǎng)絡的穩(wěn)定性、可靠性。如混合型拓撲結(jié)構。第三，綜合考慮網(wǎng)絡建設的相關因素，合理化網(wǎng)絡建設成本，促進網(wǎng)絡結(jié)構設計最佳效益的實現(xiàn)。

2.2網(wǎng)絡的保護與恢復

網(wǎng)絡保護是指在計算機網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，服務器能夠切換到被用系統(tǒng)，以減小網(wǎng)絡故障對網(wǎng)絡使用的影響，這樣即使主機出現(xiàn)問題，立刻就會有能夠代替的計算機進行工作，避免了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的癱瘓，確保了網(wǎng)絡運行的穩(wěn)定、安全；網(wǎng)絡恢復是指在網(wǎng)絡失效后，系統(tǒng)能動態(tài)的尋找可用資源，重新選擇網(wǎng)路，繞過失效部分再次運行。其二者都是基于減小鏈路失效時將其對通信網(wǎng)絡的影響降至最低考慮的。在具體操作中，網(wǎng)絡的保護與恢復要遵守兩個原則，第一，不同業(yè)務應用不同的保護、恢復方式，避免資源的浪費或保護、恢復不到位。例如，對網(wǎng)絡的實時性、可靠性要求較高的業(yè)務，需選用一對一的保護方式，這樣的網(wǎng)絡可靠性極高，能確保網(wǎng)絡應用的效率和安全性。次之，可選用共享保護方式，這樣可以提高資源的利用效率，降低成本。第二，不同層面的保護與恢復要仔細考慮，一般應先啟動底層保護，不能完成時在選擇啟動較高層保護，如直接啟動高層保護，一些底層的故障就會被越高，會影響到計算機網(wǎng)絡的可靠性。

2.3其他措施

計算機網(wǎng)絡可靠性的保障方式與計算機網(wǎng)絡的故障一樣，具有多樣性，在提高計算機網(wǎng)絡可靠性時，對于一些基礎的東西也應加以考慮，普通的、微小的方式、細節(jié)往往是解決問題的關鍵。例如，網(wǎng)絡連接不穩(wěn)定，時斷時續(xù)，此故障中有一種可能就是路由器選用與軟件系統(tǒng)不相容、不配套導致的；還可能是路由器附近有遮擋物。又如，在網(wǎng)絡安裝中，未充分考慮計算機網(wǎng)絡產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，導致計算機技術和設備在短期內(nèi)被淘汰，跟不上網(wǎng)絡發(fā)展的速度，影響網(wǎng)絡使用的穩(wěn)定性、安全性。同時，對網(wǎng)絡使用環(huán)境的改善也是提高計算機網(wǎng)絡可靠性的有效途徑，例如安裝防火墻，控制內(nèi)網(wǎng)的訪問，確保內(nèi)網(wǎng)的安全、可靠，并對惡意攻擊、病毒等有積極的預防效果。總之，計算機網(wǎng)絡可靠性提高的手段是多種多樣的，從軟件、硬件、網(wǎng)絡技術等方面都能找出不同的促進計算機網(wǎng)絡可靠性提高的方式，但最關鍵的是找對問題、及時處理，確保網(wǎng)絡使用的安全性、穩(wěn)定性，才是提高網(wǎng)絡可靠性的最終目的。

3計算機網(wǎng)絡的可靠性設計實例

當前，隨著國民經(jīng)濟需求和人民社會生活對高可靠計算機網(wǎng)絡的需求的不斷增加，已經(jīng)建成的或正在新建的各種高性能計算機組群，已由原來的C/S模式逐漸轉(zhuǎn)向B/S模式，直接連接到局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)的用戶，用戶可以通過網(wǎng)絡直接訪問到高性能機群，這是都是為了方便更多用戶的訪問和用戶擴大使用范圍的結(jié)果。某大學網(wǎng)絡中心購入某高性能計算機群，就是希望通過高性能的計算機機群具有更高的可靠性，并且能對局域網(wǎng)內(nèi)部的使用者進行更為行之有效管控，所以為保證該機群的可靠性而同時購進的還有防火墻系統(tǒng)，以便能對高性能計算機機群進行可靠的功能保護和高效的管理。該大學所引進的高性能計算機群主要是用來接入學校內(nèi)部局域網(wǎng)進行教務、教學、學生選課、上網(wǎng)控制方面的大量的數(shù)據(jù)訪問，意味著計算機機群將直接面對局域網(wǎng)的用戶，只有這樣才能滿足各類用戶使用的要求。根據(jù)統(tǒng)計，70%網(wǎng)絡可靠性的問題來自于網(wǎng)絡內(nèi)部，這樣就使得與局域網(wǎng)連接的高性能計算機面臨著嚴重的可靠性問題，高性能機群的可靠性就顯得尤為重要。所以就必須使用一些新的措施來提高計算機網(wǎng)絡的可靠性，同時也保障了高性能計算機機群的安全性，例如：（1）安全隔離保護：通過一套規(guī)則的配合對防火墻SNAT（源地址NAT）的設置，在計算機機群、局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)之間建立一個可靠的保護屏障。（2）網(wǎng)絡訪問控制：經(jīng)過了審查合格后的用戶，通過防火墻可以輕松實現(xiàn)訪問控制。（3）節(jié)點定位映射安全管理：通過端口映射技術，可以使網(wǎng)絡信息隱藏、直接實現(xiàn)對防火墻的端口映射的修改和對各分支節(jié)點映射從而實現(xiàn)直接訪問。所以，在計算機網(wǎng)絡中，防火墻是提高網(wǎng)絡可靠性其中的一個重要環(huán)節(jié)。防火墻為高性能計算機機群的安全防護建立了堅實的壁壘，同時也是其應用在高性能機群上的一個成功案例，是計算機網(wǎng)絡可靠性應用方面的典范。

4結(jié)語

計算機網(wǎng)絡的可靠性是一個復雜的研究領域，也是提高計算機網(wǎng)絡應用效率、應用效益的關鍵，隨著網(wǎng)絡的不斷拓展和網(wǎng)絡應用的日益廣泛，確保網(wǎng)絡的可靠性問題更加嚴峻。目前，最好的解決網(wǎng)絡穩(wěn)定性的方式就是理論結(jié)合實踐，確保網(wǎng)絡應用的安全、穩(wěn)定、可靠，針對實際中發(fā)生、存在的問題進行透徹的分析和思考，進一步提高網(wǎng)絡的保護、恢復和維修等技術水平。

作者：韋忠慶 蔣錫軍 吳衛(wèi)龍 單位：廣西科技大學 繼續(xù)教育學院