提高计算机网络可靠性研究

刘育博

（金陵科技学院，江苏 南京 211100）

提高计算机网络可靠性研究

刘育博

（金陵科技学院，江苏 南京 211100）

随着社会的不断发展，人们的生活水平不断提高，对于自身生活质量的要求也越来越高。在此背景下，实现网络环境的净化是社会及科技发展的需求。现代计算机网络的发展和网络的可靠性创建有着重要的联系，创建可靠性网络不仅是计算机网络今后的发展需求，还是我国社会经济及科技的发展需求，创建良好的计算机网络环境对我国青少年的成长具有重要的意义。基于此，文章就计算机网络可靠性的提高进行了研究，针对此问题提出一系列针对性的措施，从而促进计算机网络安全的提升，具有重要的现实意义。

计算机；网络布局；网络管理

现代我们所处的社会是以经济为基础，将科技作为导向的社会，使用科学及技术发展经济是一个重要的研究问题。现代社会和网络密切相关，人们对于网络的依赖程度不断提高，从而使网络成为我们生活、工作及学习过程中的重要部分。虽然网络为人们带来了一定的便利，但是也为人们带来了一定的危害。因为网络不受时间和地点的限制，所以不管在什么时间或者什么地点，人们都可以通过网络实现购物、工作及学习，这是网络为我们带来的便利。但是网络使用降低了人们之间的交流，使人们处于虚拟世界中，部分青少年沉迷网络游戏无法自拔，并且网络自身的漏洞或者计算机病毒给人们的信息、财产造成了威胁，这是网络为我们带来的危害。为了创建良好的网络环境，就要提高计算机网络的可靠性，从而促进计算机的进一步发展，以此推动我国社会经济的持续进步。

1 计算机网络可靠性的影响因素及设计原则

1.1 影响计算机网络可靠性的因素

1.1.1 设备因素

（1）因为技术在不断地更新换代，一方面我们需要对网络技术在今后的发展趋势进行整体分析，不断地考量，根据现实情况购置一些具有超前性的技术和设备，确保紧跟技术发展的脚步，延长设备的使用期限，以免被过早淘汰，从而能满足当前甚至未来很长一段时间的现实需求；另一方面，还要注意系统的继承性，确保计算机网络设计的兼容性及扩充性，为计算机网络的稳定升级提供保障[1]。

（2）要从具体情况分析，选择质量优、口碑好的网络产品，还要依照计算机网络规范的规定，按照国内外通行标准对相关器件及子系统进行选择，确保所选择的计算机网络设备产品完全符合可靠性设计要求。

（3）为了确保计算机网络可靠性的进一步提升，还需要对整个使用期限范围内的相关费用进行进一步的整体考察，尽量对网络系统的成本进行控制，将运行和维护的费用控制在比较低的水平，确保性价比达到最佳。对于计算机网络相应的硬件和软件设备，尽量使用应用范围广泛并且性价比高的产品[2]。

1.1.2 网络管理因素

一个较为完整的计算机网络管理系统必须具备计费管理、故障管理、性能管理、配置管理及其安全管理5个方面的功能。最复杂而且管理难度最大的是故障管理，工程师的排错能力是一个很重要的因素，这需要不断地积累经验，在实际操作中，才可以针对具体问题进行全面的分析，完美解决各种故障。网络管理员是一个重要的因素，因为他们的作用是控制并且调整使用网络的人员所有的网络资源数量，从而影响到网络资源的使用效率[2]。

1.1.3 网络拓扑结构

由于环形拓扑和总线型拓扑都有其比较明显的缺陷，所以星型网络是目前比较常用的网络拓扑结构，在星型网络结构中，一个站点出现了问题，并不会影响到整个网络的运行[3]。

1.2 计算机网络可靠性的设计原则

计算机网络在设计的过程中必须遵循一定的原则，因为这些准则有助于计算机网络的优化工作。国际级别的指标一般是对相应的网络进行设计的。在设计时一定要有非常高的保密性、可靠性和容错性，保证数据的安全性，确保整个系统可以正常稳定地运行。所以，在计算机网络系统进行规划的过程中，应该优先选择容错率很高的方案实施，仔细考虑选择的传输介质，确保在网络传递信息的时候拥有足够的带宽，不影响工作的进行[1]。

2 提高计算机网络可靠性的策略

2.1 提高计算机网络可靠性的技术指标

2.1.1 网络布局

现阶段大都会使用多层网络结构体系，本质上讲就是使用第三层次的业务来实现各种需求，这种结构可以应对故障所带来的困难和麻烦，可以简化计算机网络的使用。

计算机网络通常是由核心层、分布层、接入层3个层面组成的。

（1）接入层。就是介于计算机网络的初始位置，对接入网络的用户所使用的流量进行查询并控制，可以为特定设备提供帮助。

（2）分布层。通常情况下是网络用来计算接入层和核心层两个层次之间的节点，当处于局域网的网络环境中时，对分布层执行的任务数量会相对较大，不仅仅可以帮助部门和工作组在网络之中相互关联，也可以帮助其他的网络在网络中心进行联网确认。

（3）核心层。是整个网络系统最重要的组成部分，其担负着数据交换的重任，也对计算机网络进行逻辑性的划分，但是不可以对数据进行逻辑性的划分，核心层可以为不同区域提供与之对应的访问服务和相关重要数据[4]。

2.1.2 冗余容错

在实际运行中，计算机网络普遍存在以下两个方面的问题。

（1）线路设计单一，未设置备用线路。城域网的主要传输媒介是光纤，光纤可能会因为道路上的问题或者运营商某处机房停电，人为操作不当等原因发生中断，但大部分单位建设的网络只有单条线路，并没有意识到建立备用线路的重要性。

（2）网络核心硬件设备未作备份设计。计算机底层的核心设备包括光纤收发器、核心路由器、交换机、网络适配器等，数据的发送接收必须经过这些设备，这些设备一旦发生故障，将会导致网络的瘫痪。出现网络设备故障的原因非常多，如使用了不够好的网络设备，或者电压不稳定等因素都会让网络设备出现故障，这种事故发生的概率是比较大的，而很多单位为了节省成本，都使用了单一的线路，没有设置备用设备，存在较大的安全隐患[4]。

基于以上两个问题，必须提高网络系统中的容错率，和适当增加冗余链路，提高网络系统运行的效率。

2.1.3 管理水平

在计算机广泛应用，互联网飞速发展的今天，应该大力发展网络建设以及培养网络管理的专业人才，在实践中积累经验，以便在未来可以应对更为复杂的网络问题，并高效管理网络设备和网络资源。

2.2 提高计算机网络可靠性的策略

2.2.1 提高管理水平

网络管理的目的是协调并且保持网络系统安全可靠地运行，当网络出现各种各样的故障时，能及时发送报告并且处理，是应有的职业素质。本文从以下几点来着手，提高网络管理水平。

（1）故障管理。这是网络管理中最重要最基本的功能之一，当网络发生故障时，一定要尽快找出故障发生的位置，然后将故障位置和其他的网络进行隔离，避免影响其他网络的正常运行，接着要重新配置或者重组网络，目的是为了降低因为故障而造成的不良影响。修复故障后，要将网络恢复到原本的状态，因此需要网络管理员根据网络状态监测并时刻关注网络故障是否发生。若是不严重的故障要及时记录在错误日志里，累积经验，不需要做特别处理；严重的故障一般要通知网络管理器，发出警报。所以提高网络管理水平，排除故障是必修课。

（2）计费管理。现今使用的网络大多是有偿的，所以网络管理需要明白所管理的终端使用的流量和资源的利用情况，及时记录。

（3）配置管理。配置管理也是网络管理的基本职能，网络管理员必须明白网络是由物理结构和逻辑结构组成，其中又包含了许多信息需要进行设置协调。此外，网络运行在比较复杂的环境中，人员的变动等复杂因素都会影响配置的规模，所以网络管理员必须有足够的能力对网络设备进行配置，来应对各种复杂的情况，保证网络安全可靠的运行。

（4）性能管理。性能管理的目的在于使用最少的成本，保证网络可以提供安全可靠的服务。性能管理需要网络管理员具备监测和控制能力，监测网络行为，对其进行跟踪，并且控制网络设备的配置。提高设备性能，要提高网络管理水平，必须有效地从被管理对象中搜集与网络性能有关的数据，分析和统计历史的数据，建立性能分析的模型，并能大体预测网络性能的长期趋势，根据观察的现象，对网络设备进行配置。

（5）安全管理。安全管理的目的是确保网络资源不被非法使用，防止网络资源被入侵而遭受破坏，所以网络管理员要提高网络安全方面的技能，包括安全服务措施的创建和控制，并且要时常记录工作，维护网络设备，制定完善的网络管理的安全策略，并根据这一策略实现网络安全。最初的网络管理往往会实现网络实时监控，在发生突发事件时网络依然可以正常运行。监测理所当然是指从网络获取信息，而控制就是改变网络状态，但如今的网络管理职能范围得到了进一步的扩大，包括通信行为、网络规划及网络运营等相关的几乎所有过程[5]。

2.2.2 网络冗余容错的设计

比较典型的一个例子，是在网络设计中，将两个处理中心分别连接服务器和用户，以保证计算机网络安全，这样可以有效避免因为容错问题产生的损失。在这种情况下，当设备发生故障的时候，两个数据中心可以相互进行协调，那么相应地也应该提高服务器的容错率。购买比较高端的设备进行维护，可以避免很多故障的发生。在实际使用中，很多网点都是互通的，能够实现这一需求，随时都可以保证网络的正常运行，提高计算机网络的可靠性。所以，在实现网络安全可靠的运行的前提下，对网络进行冗余容错的设计是很必要的[6]。

2.2.3 网络布局的合理性

在设计网络布局时，应该尽可能将需要的步骤考虑周全。（1）确定需求。（2）如果网络已经存在，就需要分析现成的网络布局信息。（3）准备设计大纲。（4）部署网络布局。（5）调试、运行、时刻监测网络状态。

至少需要这5个流程，才能保证网络布局最基本的合理性。

现如今，采用分层结构是大型网络设计的基本原则。采用分层结构，可以有效隔开各个层次之间的相互影响，并可以对每个层次的不同需求进行设计，让整个网络系统变得更加灵活，并且更具有扩展性。

（1）核心层。核心层的设备都统一放置在中央机房里，这一层应当处于网络层次的最高层，该层的任务应该是冗余，能够提供高速的传输能力，并且应该能够具备管理整个网络区域的能力。

（2）分布层。分布层也叫汇聚层，其应该位于网络层次的中间层，实现各主干网络的接入，完成各区域的信息汇聚，一般采用性能较高的三层交换机实现数据的高速传输，形成网络内部进行数据交换的传输中枢。合理的布局后，各个区域间的流动信息汇集在传输在核心层，同时与接入层相连。

（3）接入层。合理的接入层设备应该都分散在各楼宇的设备之间，每一个房间的信息点都和接入层交换机的其中一个网口相连，如果分布层的交换网口有限，可以设置接入层汇聚交换机。在每一栋楼宇都应当预留设备间，设置一些接入层汇聚交换机，按楼层汇聚后，再考虑接入主汇聚交换机[3]。

3 结语

综上所述，提高网络的可靠性要从多方面着手，具体问题具体分析，用最小的代价换取最稳定的成效。网络是一个复杂而神奇的领域，包含了无数伟人的思想和智慧，只有不断地深入研究，才能有所建树，提高网络的可靠性将会是以后社会发展最基本的需求。

[1]李剑.提高计算机网络可靠性的方法研究[J].黑龙江科技信息，2016（30）：227.

[2]李刚，张国良，康新成.提高计算机网络可靠性的方法论述[J].工程技术（引文版），2016（4）：303.

[3]尤国华，师雪霖，赵英.网络规划与设计[M].北京：清华大学出版社，2012：57.

[4]刘强.试论提高计算机网络可靠性的方法[J].黑龙江科技信息，2013（27）：153.

[5]寇海州，陈宏明.网络管理与维护[M].大连：大连理工大学出版社，2013：2.

[6]王磊.提高计算机网络可靠性的方法[J].信息系统工程，2015（10）：70.

Research on improving the reliability of computer network

Liu Yubo
（Jinling Institute of Technology, Nanjing 211100, China）

With the continuous development of society, people’s living standards continue to improve, and their own quality of life requirements are getting higher and higher. Based on this, to achieve the purification of the network environment is the needs of social and technological development. There is an important connection between the development of modern computer network and the reliability of the network, to create a reliable network is not only the future development of computer network’s needs, but also the needs of development of economy, science and technology, creating a good computer network environment is of great significance to the growth of young people in China. Based on this, this paper studies the improvement of computer network reliability, and puts forward a series of pertinent measures to solve this problem, so as to promote the improvement of computer network security, which has important practical significance.

computer; network layout; network management

刘育博（1997— ），男，甘肃白银人，本科生；研究方向：网络通信技术。