提高计算机网络可靠性的方法研究

（厦门城市职业学院电子与信息工程系 福建 361008）

0 引言

随着科学技术的不断发展和提升，我国计算机网络已经得到了本质上的转变，开始在信息化建设和现代化建设中占据至关重要的位置，已经成为影响人们生活的关键。我国计算机网络起步较晚，计算机网络可靠性较差，在网络运行过程中非常容易出现外部因素或内部因素干扰造成的运行故障，导致网络效益大打折扣。如何针对计算机可靠性影响因素形成相应优化策略和优化措施在当前计算机网络构建中势在必行。

1 计算机网络可靠性概述

1.1 计算机网络的定义

计算机网络主要指在通过通信线路将地理位置不同且具有独立功能的计算机和外部设备联系在一起，在相应系统、协议和软件基础上实现信息传递和资源共享的系统。我国计算机网络起步较晚，网络构建主要经历了四个阶段，实现了点对点链接、点对面链接、面对面链接和网络交错链接，形成了系统化、层次化网络结构，信息传输效益大幅提升，其主要包括局域网 LAN、城域网MAN、广域网和无线网WIFI四种类型。

表1 常见的四种计算机网络类型及其特征

1.2 计算机网络可靠性

计算机网络可靠性主要指计算机网络在规定条件下完成工作的能力。该能力可以从具体的环境、规定的期限和达到目的效果三方面分析，从上述内容出发确定限定条件下计算机网络的实际运转能力和水平，形成细化的可靠性指标。该性能可以不进能够反映计算机网络的工作情况，还可以为计算机网络构建奠定良好的信息基础，是计算机网络发展中不可或缺的关键部分。

相关资料显示：计算机网络可靠性与计算机网络所要实现的功能量成反比，即计算机网络目标功能越多，网络可靠性越差。在计算机网络可靠性进行分析的过程中可以从系统功能出发，对可靠性进行整体分析，确定计算机网络可靠性水平。与此同时，还要对计算机网络性能指标，如响应时间、阻塞率、连通性、吞吐量等进行分析，在该基础上确定计算机网络可靠性状况，形成针对性控制策略。近年来信息化建设不断加快，计算机网络已经成为人们生活中不可或缺的部分，对该网络可靠性进行提升既可以改善人们的生活质量，还可以提升社会建设效益，已经成为新时期计算机网络建设的焦点。

2 计算机网络可靠性的影响因素

把握好计算机网络可靠性的影响因素，针对影响因素提出优化措施，是改善计算机网络可靠性的最佳方案。本次研究过程中笔者主要从广义网出发，对影响计算机网络可靠性的因素进行探究，其具体影响关系见图1。

图1 计算机网络可靠性的影响因素及其关系

2.1 网络硬件设备因素

网络硬件设备是计算机网络可靠性的重要影响因素，该设备作为计算机网络的核心设施，是计算机网络顺利运行的前提。计算机网络中的硬件设备主要包括顾客预置设备和传输交换设备两大部分。顾客预置设备可以为顾客提供相关的服务，供顾客实现计算机网络的运用，实现了计算机网络与顾客的“衔接”；传输交换设备可以实现顾客预置设备与计算机网络信息的传输，将各项客户终端数据“连接”，形成系统化计算机网络结构。上述两部分设备为计算机网络信息传输的实现创造了条件，其设备性能越高，计算机网络可靠性越好，在计算机网络可靠性优化的过程中需进行针对性把握。

2.2 输送交换设备因素

输送交换设备可以实现计算机网络信号的传输和接收，其工作效益直接影响着计算机网络可靠性，是计算机网络信息传输实现的必要条件。当前计算机网络中输送交换设备直接负责资料的传送，该设备传输信息过程中隐藏功能较强，一旦出现问题，很容易导致计算机网络信息传输长时间中断，对计算机网络可靠性具有非常严重的影响。与此同时，该隐藏功能还加大了维修难度，造成计算机网络处理成本上升，导致计算机网络运行效益大打折扣。

2.3 网络管理因素

计算机网络对运行能力要求较高，需要庞大的网络结构和繁琐的组织支持，这导致计算机网络管理难度加大，造成计算机网络可靠性大打折扣。当前我国计算机网络缺乏高效管理体系，在管理的过程中并未对网络运行中的各项因素进行控制，这在一定程度上加大了信息的散失，导致信息传输效益受到严重影响。与此同时，上述网络管理还导致计算机网络资源共享受到限制，造成网络故障风险加大。

2.4 网络结构因素

计算机网络结构主要包括总体结构、组织结构等。网络总体结构主要涉及网络设备、系统结构两部分。组织结构主要为计算机网络的拓扑结构。上述两方面因素直接影响着计算机网络可靠性，一旦出现转变，非常容易造成计算机网络系统受到限制，导致运行能力大打折扣，造成计算机网络可靠性水平降低。因此，在对计算机网络可靠性进行完善的过程中必须对网络结构进行强化，尤其是不同规模、范畴及标准下的网络拓扑结构，形成详细的层次体系，对信息传输网络进行构建，如选取星型结构、网络型结构、环型结构、总线型结构等。

3 计算机网络可靠性的优化原则

计算机网络是面向用户的应用体系，在对该网络可靠性进行优化的过程中要先把握好用户需求，对用户使用效益进行提升，从可靠性指标出发为用户提供高效、安全、可靠的计算机网络系统；其次，要对计算机网络的效益进行把握，从可靠性指标出发，对经济效益进行改善，全面优化计算机网络成本，确保计算机网络与新时期社会建设相协调，使计算机网络应用效益大幅改善。本次研究过程中从上述两方面内容出发，对计算机网络可靠性优化原则进行探究，对计算机网络可靠性优化的注意事项进行分析，其具体包括：

（1）网络设计规范原则。计算机网络设计的过程中要对国际标准进行全方位把握，在国际标准基础上形成相应的网络结构，从而提升网络规范，为系统化、开放化网络结构的构建奠定良好的基础，全面提升计算机网络可靠性。与此同时，设计过程中还要对网络设备的兼容性进行提升，从而改善后续功能拓展和设备升级的经济效益。

（2）网络技术使用原则。随着时间的推移，信息技术种类增多，更新速度逐渐加快。在该环境背景下，计算机网络可靠性优化过程中要对网络技术进行严格筛选，尽量避免将不成熟的技术应用到网络建设过程中。除此之外，技术选取的过程中还全面分析其生命周期，确定技术是否具有合理的继承性，是否会对计算机网络可靠性造成影响。确定技术合理后方可用于计算机网络中，从而保证计算机网络可靠性。

（3）容错技术使用原则。计算机网络可靠性优化的过程中要对容错技术进行全面把握，全面提升容错技术在计算机网络故障后的替代效益，通过该技术降低计算机网络故障风险，减少网络故障损失。尤其是在服务器故障后，使用容错技术可以通过备份机及时替代故障服务器，保证计算机网络正常运行，防止计算机网络瘫痪，对计算机网络可靠性的改善具有至关重要的意义。

（4）传输介质最优原则。响应速度作为计算机网络可靠性的重要指标，对计算机网络应用效益的提升具有非常积极的意义。在该介质选择的过程中要使介质既能够满足网络响应速度，又能够保证宽带需求，不导致网络出现数据高峰期的滞缓，这样才能够全面优化计算机网络可靠性，保证计算机网络运行效益。

（5）管理软件最优原则。计算机网络优化的过程中要对管理软件进行强调，在管理需求上形成相应的管理系统，构建相应通信协议，为计算机网络可靠性奠定良好的基础。管理软件要能够实现网络的互连，在通信协议基础上完成管理信息的分析、处理和运用，实现系统的监控。除此之外，还要在上述管理软件上设置相应的反馈系统，如智能化装置、自动化系统等，对网络信息实时反馈和调整，从而全面提升计算机网络的可靠性。

4 提升计算机网络可靠性的方法

4.1 计算机网络可靠性的优化研究

计算机网络可靠性研究过程中要把握好仿真分析、数学算法、可靠性分析法和综合性分析法，从可靠性影响因素和优化原则出发，对计算机网络的优化设计内容进行研究，形成相应广义网系统结构，其具体研究内容见表2。

表2 计算机网络可靠性的优化研究方法及内容

4.2 计算机网络可靠性的优化设计

4.2.1 计算机网络系统设计

计算机网络系统设计的过程中要对网络结构设计和网络层次设计进行合理把握。网络结构设计的过程中需要分析好网络实体设备和网络虚拟结构，在该基础上形成相应的层次体系。从研究过程中笔者发现，计算机网络可以在原有网络基础上对层次进行进一步明确，形成针对性网络服务层、网络应用层、网络操作系统层和网络物理硬件层，从而完善层次体系，从根本上优化计算机网络可靠性。

网络服务层要把握好Database、E-mail等网络服务，在计算机网络需求上形成针对性服务体系；应用层要对计算机用户进行把握，构建OA系统、教研系统、财务管理系统等；网络操作系统是在计算机网络服务需求上形成的第三方软件，用于计算机网络的操作和控制；网络物理硬件层需明确计算机网络设备配置，在拓扑结构基础上形成硬件体系，依照计算机网络层次对硬件进行合理安排，从而形成系统化、层次化、规范化网络结构，全面优化计算机网络可靠性。

4.2.2 整体网络优化设计

计算机网络整体优化的过程中可以适当融入分散的网络结构，通过分散的网络结构代替集中的网络系统，从而完成计算机网络的延伸。该分散的网络结构可以利用结构之间的“并行”关系实现网络替代，在网络故障后及时“转化”，保证计算机网络正常运行，这对计算机网络可靠性的提升具有至关重要的意义。与此同时，设计的过程中还要对分散网络结构之间的关系进行明确，在各个网络结构作用基础上构建相应的纵横层次，形成完整的网络磁通，从而保证计算机网络高效运用。

4.2.3 计算机网络容错性设计

计算机网络设计的过程中要对容错性技术进行合理运用，依照具体情况合理设计容错环节，其具体包括：

（1）设计的过程中要对新型容错性技术进行合理选用，对系统性能和容错性较好的网络设备进行选取，为计算机网络可靠性的提升奠定良好的技术和设备基础，最大限度降低网络可靠性风险。

（2）在设计网络形式的过程中形成并行带冗余形式，从而将计算机网络中的终端系统与服务器联系在一起，形成针对性容错结构。上述计算机网络一旦出现故障，可以直接通过并行带冗余形式对网络中心终端进行切换，从而消除故障对计算机网络的影响，从根本上改善了计算机网络可靠性。

（3）计算机网络设计容错性设计的过程中要把握好局域网、远程网及路由器的设计，将其通过相应设备或线路连接在一起。上述容错性设计线路中计算机网络出故障后可以及时转变线路，使网络正常运行，有效降低了计算机网络风险，对其可靠性的提升具有非常好的促进作用。

4.2.4 计算机双网结构设计

计算机网络冗余设计的过程中要把握好设备和部件的重复配置，通过重复配置实现网络故障时设备和部件的“更换”，从而提升计算机网络可靠性，从本质上优化计算机网络性能。常规计算机网络设计过程中主要在单计算机网络上实现冗余设计，但其整体效果并不显著。为进一步提升计算机网络可靠性，可在单计算机网络基础上增加备用计算机网络，形成双冗余结构。该系统中将各个网络设备节点链接在一起，通过网络链路完成信息传输，一旦链路出现故障后其他链路可以直接代替该工作，从而保证计算机网络正常运行，全面优化了计算机网络可靠性。

5 总结

计算机网络可靠性直接影响着计算机网络的应用效益。在对计算机网络性能进行优化的过程中人员要把握好影响其可靠性的相关因素，在该基础上分析网络可靠性优化原则和优化措施，对因素进行全方位优化研究，提出相应优化设计方案，这样才能全面改善计算机网络可靠性，从根本上加速计算机网络发展进程。