局域网线路故障规律研究

胡清桂

(内江师范学院现代教育技术中心,四川内江641112)

0 引言

随着计算机网络的发展,网络在各行各业得到越来越广泛的应用.解决网络故障,维护网络正常运行显得日益重要[1].局域网故障按照其性质可分为物理故障和逻辑故障,按照局域网故障的对象可分为线路故障,路由器故障和主机故障.本文主要研究的是局域网线路故障,线路故障一般是物理故障.网络维护人员虽然经常接触局域网线路故障,但他们大部分都是普通工人,理论知识有限,而理论知识丰富的计算机网络研究专家,他们大部分并没有经常接触实际的局域网线路故障,所以线路故障这方面的研究成果相对较少,这使得本文的研究结论有较大的参考价值.

1 研究对象

本文以我校24幢学生宿舍楼网络为研究对象,分析局域网线路故障规律.之所以仅仅选择学生宿舍楼网络进行研究,而不包括教师宿舍楼网络以及办公区网络,是因为学生和老师对网络的使用状况区别较大,不便于比较[2].比如说,学生寝室的电脑经常搬动,网线经常拔掉然后又插上,学生上网时间也比较多,并且经常在线观看网络电视;而老师家庭和办公室电脑一旦安装完毕,一般很少搬动,老师上网时间也比学生少,他们一般不在网上在线观看网络电视.这些因素都会使学生宿舍网络故障比教师宿舍网络故障相对多一些.

我校大部分学生宿舍楼每一幢包括144个寝室,是6层建筑,每层24个寝室.这些学生宿舍楼是2003年统一布线组建校园局域网的.学生寝室的电脑是通过下面的路径连接上Internet的.如图1所示,学生寝室的电脑是通过下面的路径连接上Internet的.

图1 学生寝室网络信息点连接Internet的路径

(1)每一个寝室分布1个网络信息模块 IDE RJ45,它与学生寝室的电脑相连接.

(2)每一个寝室的网络信息模块IDE RJ45通过双绞线即网络线和配线架Distributing Frame的一个端口连接.

(3)配线架Distributing Frame的每一个端口都一根跳线和楼层交换机连接.

(4)楼层交换机通过跳线和3层交换机连接.

(5)3层交换机通过跳线和光收发器DVI连接.

(6)光收发器DVI通过光纤线连接到学校中心路由器Center Router最终连接到Internet.

每幢学生宿舍楼安装有1个3层交换机,1个光收发器DV I,7个普通交换机,7个配线架.如果某一幢楼的3层交换机通或者光收发器出现故障,那么这一幢楼所有寝室都会出现网络故障,无法上网[3].如果某一个楼层交换机出现故障,那么连接在这个交换机上1层楼所有寝室都会出现网络故障,无法上网.由于本文仅研究线路故障,所以这种由于光收发器、交换机或者路由器等设备出现故障致使网络连接不通的情况是不统计在内的.

2 对学生寝室的抽样和故障点的统计

如图1所示,任何一个接触点出现故障,都会使相应的学生寝室出现网络故障.本文研究的目的是期望通过对学生寝室网络信息点的抽样和故障点的统计,来确定网络线路中各个接触点出现故障的概率,换句话说,当某个寝室出现网络连接故障时,各个连接点出现故障的概率分别是多少.

为此,我们有必要作如下假定:

(1)连接各个接触点的网络线两端水晶头无明显区别,水晶头本身出现故障的概率均等.

(2)连接各个设备的连接线中间不会出现故障,出现故障的地方都是在连接线端点上[4].事实上,大量的统计结果表明连接线中间确实基本上不会出现故障,也就是说,这个假定是合理的.

需要说明的是,尽管连接光收发器的跳线出现故障会使整个一幢楼所有宿舍无法上网,但我们还是把它当作只出现1次故障来统计.另外,当某一宿舍电脑无法上网时,如果是电脑本身故障或者宿舍内学生自己的网络线故障,均不在本文研究范围内.

为了更好地研究各个网络连结点故障分布规律,本文对全校学生宿舍网络信息点作了3种不同的抽样,并分别作了故障点的统计.

第一种抽样是每一幢楼的每一层楼中选取1个宿舍.本文是每一层楼中选取的是编号为05的宿舍,即一楼中编号为105的宿舍,二楼中编号为205的宿舍,以此类推.每一幢楼有6层,则一幢楼一共选择了6个宿舍,全校有24幢学生宿舍楼,则全校一共选择了144个宿舍.

第二种抽样是每一幢楼中选取某一层楼中的所有宿舍.本文是每一幢楼中选取的第3层楼所有宿舍.即每一幢楼中编号为301宿舍,302宿舍,303宿舍,以此类推.一幢楼中每一层楼共有24个宿舍,则一幢楼一共选择了24个宿舍,全校有24幢学生宿舍楼,则全校一共选择了576个宿舍.

第三种抽样是任意选取某一幢楼中的所有宿舍,每一幢楼共有144个宿舍,本次抽样则选择着一幢楼所有宿舍,即144个.

下面,分别对3种不同的抽样样本在2010年5月1日至6月30日2个月时间内出现的网络线路故障进行统计.

对于第一种抽样选择的144个学生宿舍,在2010年5月1日至6月30日2个月时间内一共出现了12次网络线路故障,大部分线路故障出现在配线架Point 2位置.这些线路故障出现的位置如下表所示.

表1 第一种抽样线路故障出现的位置

对于第二种抽样选择的576个学生宿舍,在2010年5月1日至6月30日2个月时间内一共出现了51次网络线路故障,大部分线路故障也是出现在配线架Point 2位置,这些线路故障出现的位置如下表所示.

表2 第二种抽样线路故障出现的位置

对于第三种抽样选择的144个学生宿舍,在2010年5月1日至6月30日2个月时间内一共出现了22次网络线路故障,大部分线路故障出现在配线架Point 2位置,这些线路故障出现的位置如下表所示.

表3 第三种抽样线路故障出现的位置

3 对统计数据的分析

从上面的统计可以看出,大部分线路故障都出现在配线架Point 2位置.现在需要研究的问题是,为什么大部分线路故障都出现在配线架Point 2位置.作者认为最主要的原因是配线架插口较浅,连接配线架和交换机的跳线水晶头插入配线架端口后容易松动.大部分情况下,只要将插入配线架端口的跳线水晶头拔出再插入,线路故障就可以解决,网络恢复正常.相比之下,插入交换机端口的水晶头则要紧一些,不容易松动,正是这个原因,插入交换机端口这一端很少出现线路故障[5].事实上,连接配线架端口和交换机端口的是同一根跳线的不同两端.我校采用的是相对比较知名的AVAYA公司生产的标准配线架,这些配线架都出现了插口较浅的情况,不难想象,其它小公司生产的配线架插口就更加较浅不一了.

值得深思的是,为什么会出现配线架插口较浅的情况.笔者认为,这是由于目前没有统一的关于配线架的强制性标准造成的.尽管我国信息产业部于1999年和2004年发布了关于总配线架的《中华人民共和国通信行业标准》[6],但它仅适用于电话交换局及类似的电信交换中心,主要用于二线制用户线的双面跳线式总配线架.而对于局域网网络配线架,我国目前没有统一的强制性标准.目前在局域网中一般常见的配线架是超五类或者六类配线架,它满足ANSI/TIA/EIA568-A与ANSI/TIA/EIA568-B综合布线标准.但就配线架插口的深度来说,目前没有统一的标准,更没有统一的强制性要求,所以出现了不同公司生产的配线架插口深浅不一的情况.

4 结束语

通过本文的研究表明,局域网中大部分线路故障出现在配线架位置,这是由于目前没有统一的关于配线架的强制性标准,从而出现了配线架插口较浅的情况,使得网络线水晶头插入配线架端口后容易松动,出现接触不良的线路故障.为此,作者希望网络设备生产厂家能认识到配线架端口较浅会导致很多的网络线路故障,并在今后能生产出具有标准端口的配线架产品.另外,作者更希望相关部门能够尽快制定符合我国实际情况的有关配线架的强制性标准,规范目前配线架没有统一标准的混乱局面.

[1]李 英,邱 本,曹易群.一种新的基于入侵检测的DNS[J].计算机工程,2005,31(19):56～58.

[2]Hagan M T,Menhaj M B.Training feed forward networkswith theMarquardt algorithm[J].IEEE Transactionson Neural Network,1994,5(6):989～993.

[3]Ding Lu,Cai Lin,Chen Jiabin,et a.l Improved neural network information fusion in integrated navigation system[A].Proceed-ings of the 2007 IEEE International Conference on Mechatronicsand Automation[C].Harbin,IEEE,2007:2049～2053.

[4]Yang J,SunH,Wu L.Application of fuzzy neural networks in information Fusion forobstacle avoidance[J].Techniquesof Au-tomation and Applications, 2005,24(2):22～24.

[5]Ni Xiaoyong,Wang Dianhong,ZhangHongjian.Application of neural network data fusion algorithm in measurement circuit[A].Proceedingsof the 2008.ICIEA2008.3rd IEEEConference on Industrial Electronics Applications[C].Singapore,IEEE,2008:12～17.

[6]刘立伟,杜凤娥,刘丽君.不可修网络系统的可靠度计算[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2009,5(2):100～104.