浅析网络可靠性优化

摘　要：随着网络的快速发展，对网络可靠性也提出了更高的要求，因此，网络设计者对网络可靠性的研究也越来越多。本文首先提出了影响网络可靠性的因素，就此接着提出了网络可靠性优化设计。

关键词：网络；可靠性；优化设计
　　网络给人们带来了很多的便捷，它已经渗透到社会中的各个角落，从小的方面讲，网络对人们的日常生活产生影响，从大的方面讲，网络对国家的安全稳定也产生很大的影响。因此，确保网络可靠性是非常重要的。事实上，影响网络可靠性的因素有很多，因此，网络可靠性优化是亟须解决的一个重大问题。
1.影响网络可靠性的因素
1.1计算机网络设备
　　在实际应用中，有很多因素导致计算机网络设备硬件损坏以及不正常运行。设备使用环境或使用条件的可靠性设计考虑较少等。计算机网络运行过程中确保用户终端的可靠性就是主要目的。其网络可靠性主要体现在用户终端的交互能力上。例如，在不同的局域网段上装两块网卡，其结果要比一块网卡可靠性高的多。另外，一般情况下，计算机网络可靠性与服务器的错误恢复能力和相应时间成正比。服务器中包含着许多的子服务器，因此要同时提高各个子服务器的可靠性，这是需要很大的成本，但是却还是使得计算机网络的可靠性得到了保证。
　　设备自身的软、硬件水平以及使用环境都对设备的可靠性起着决定性的作用。设备为达到连续可运行目标，除了在硬件设计中考虑器件可连续无故障运行外，很重要的方面是软件在各种条件下可经受考验，持续工作。这需要在实现基本功能前提下，在软件中设计一系列容错性逻辑去保证。在网络设计中，一些核心设备都已经得到了广大使用者的认可。而考虑的比较少的是设备使用环境或使用条件的可靠性，例如设备的可靠性热设计、降额设计、冗余设计、机械防振设计等。就冗余设计的可靠性来讲，不同设备采用不同的冗余方式也会影响着其可靠性。
　　在计算机网络设备软件功能越来越复杂的今天，软件架构的可靠性也决定着计算机网络设备的可靠性，没有一个可靠性的软件架构，又怎么能谈设备的可靠性呢！由此可知，软件架构可靠性设计也是非常重要的。
1.2网络管理
　　通常情况下，一个大型的计算机网络的组成部分都是来自不同的厂商的，并且都具有较大的规模以及复杂结构。要想使得信息传输完整性得到保证、故障发生率得以降低、信息丢失率也能够降低、误码及差错能够减少，总而言之使得计算机网络可靠性得以提高，就必须采用先进的网络管理技术，及时查找故障并排除故障。计算机网络从规划到运行过程中应该注意几下两个方面：（1）要采用科学的方法对计算机网络管理软件进行选择，一定要注意其功能是否能够满足要求；与此同时，统一的网络管理接口是计算机网络管理软件必须提供的，对于标准的网络管理协议一定要遵循。这样不仅使得网络自身的设备得到了很好的管理而且能够实现与其他计算机网络管理软件的信息交换。要想实现随时监控和管理网络，可以利用计算机管理管理软件来实现，并且还能够把网络中存在的问题及时地找出来，也就是说，为了网络管理维护提供了依据，从而使得整个计算机网络的可靠性得以提高。（2）为了保证计算机网络的正常运行，首先必须把网络管理制度和条例制定好，在此基础上，还必须对计算机网络应用人员进行相应的培训和教育，从而使得这些人员能够养成良好的终身学习的意识。在必要时可以运用行政和法律的手段来防止人为的操作失误和恶意破坏，从而使得计算机网络能够保证正常运行。
2.网络可靠性优化设计
2.1计算机网络可靠性的设计原则
　　计算机网络的构建应遵循以下几点：（1）在遵循国际标准的基础上利用开放式的计算机网络体系结构，对异构系统和异种设备的有效互连进行支持，使其具有较强的扩展与升级能力；（2）把先进性、成熟性、实用性和通用性相结合，计算机网络技术要选择先进且成熟的，计算机网络拓扑结构要选择实用且通用的；（3）为了能够支持多种通信协议，计算机网络要具有较强的互联能力；（4）网络系统选择具有较强冗余容错能力的服务器和计算机网络产品，从而使得数据更加安全、整个网络系统正常运行也得到了保证；（5）在进行计算机网络链路的介质的选择要择其比较好的，从而使得主干网的贷款充足、整个网络的响应速度也较快；（6）对现有的计算机网络的投资要进行保护，对现有的计算机网络资源进行充分的利用，对现有的配件设施、网络布线进行合理地调配；（7）保证计算机网络可靠性的性价比要高。
2.2计算机网络可靠性设计
　　提高计算机网络系统的容错性是提高计算机网络可靠性的最有效的方案。计算机网络容错性设计就是对最常见的故障点进行寻找，对其通过冗余来进行加强，计算机网络故障的持续时间要以最大限度的进行缩短。为了使各种故障造成的数据丢失或出错或者计算机网络的瘫痪现象能够避免，就必须采用种种冗余措施对计算机网络的容错能力进行提高。计算机网络容错能力受到很多因素的影响，例如：计算机网络的中心枢纽设备如何容错，用户到计算机网络中心的数据链路如何冗余等等。
2.2.1计算机网络的容错性设计
　　“并行主干，双网络中心”是计算机网络容错性设计的一般指导原则。而计算机网络容错性设计的具体设计原则可以根据以下几点来进行：（1）将每个用户终端和服务器同时连到两个计算机网络中心上，需要通过并行计算机网络以及冗余计算机网络中心的方法来进行；（2）数据链路、路由器在广域网范围内的互联，从而使得任一数据链路的故障不对局部网络用户的正常使用产生任何影响能够得以保证；（3）计算机网络设计时，应采用热插热拨功能的网络设备。这样不仅使得组网方式较灵活，而且还能使得在不切断电源的情况下对故障模块进行及时更换，从而使得计算机网络系统长时间连续工作的能力得以提高，并且使得整个计算机网络系统的容错能力也能够得到较大的提高；（4）网络服务器应采用新技术；（5）采用多处理器和特别设计的具有容错功能的网络操作系统来进行网络管理软件容错设计，并且以检查点为基本的故障恢复机能要给予提供。
2.2.2计算机网络层次、体系结构设计
　　较先进的网络设备是一个优秀的计算机网络最基本的条件，除此之外，还应具有先进的网络层次结构和体系结构。要想把先进的网络设备的高性能和高可靠性 完全的发挥出来，就必须采用正确合理的网络层次和体系结构设计，否则，网络设备的先进性没有发挥出来的同时，还是得整个计算机网络的可靠性降低了。随着计算机网络技术的迅速发展和计算机网络吞吐量的增长，分布式的网络服务和交换移至用户级，由此使得一个新的更适应现代化的大型高速网络的分层设计模型形成了，这就是“网络模块的多层设计”。网络多层设计是模块化的，随着日后网络结点的增加网络容量不断增大。由于多层网络结构的确定性比较大，因此，在运行的过程中，日常工作也越来越容易操作。
2.3计算机网络成本模型
　　在进行计算机网络可靠性的优化时，不仅要考虑网络的可靠性，还要对其建设的总成本进行考虑。计算机网络建设的总成本包括：网络硬件设施的成本，网络管理软件成本，网络建设的人工费用、网络运行成本等等。在这里，只是对网络硬件设施进行分析。尽管计算机网络拓扑结构的有所不同，但是可以实现相同的网络通信功能，就是链路不同成本不同。本文就假设计算机网络链路成本就是计算机网络总成本。首先，确定计算机网络链路成本矩 阵如下：

　　式中：计算机网络链路成本矩阵用C0来表示；计算机网络结点i，j之间的链路的成本用Cij来表示，其中i∈[1,m]，j∈[1,n]。
　　其次，计算机网络链路成本的数学模型的建立如下：
　　
　　
　　   
　　式中：
　　
　　其中，计算机网络总成本用C来表示，计算机网络总结点数用N来表示，计算机网络结点i到结点j之间的逻辑最短的链路数目用来表示，计算机网络结点可靠度约束常数用α、β来表示。
2.4计算机网络可靠性优化模型
    从理论上讲，改善计算机网络可靠性的两条主要途径就是对计算机网络相关部件的可靠性进行提高以及附加相应的冗余部件。冗余技术的采用使得计算机网络的局域片断的可靠性有所提高同时，也使得计算机网络的建设成本也提高了。
3.结语
　　网络可靠性优化是网络发展过程中必须实施的一项内容，同时也是社会所需的内同。网络可靠性优化确保了国家和人们使用网络更加安全可靠，进一步实现了经济效益和社会效益双赢的目标。
参考文献：
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