PAGE1計算機網絡可靠性分析與設計目錄前言 4一、計算機網絡可靠性的定義和存在的問題 5（一）計算機網絡可靠性的定義 5（二）計算機網絡可靠性存在的問題 5（三）影響計算機網絡可靠性的因素 6二、計算機網絡可靠性的設計原則 6三、計算機網絡可靠性優化的方法 7（一）計算機網絡優化的分層處理方法 8（二）計算機網絡優化的試湊方法 8（三）提高計算機網絡容錯能力 9（四）關于計算機網絡可靠性設計策略 9結論 9參考文獻 9前言當前信息網絡快速發展的時代，安全性與可靠性是計算機網絡的關鍵。計算機其自身所儲存的信息眾多，其向網絡向用戶提供信息服務，在整個網絡中占據了重要的地位。計算機網絡通過連接給人們的工作和生活提供了便利，但也不可避免的給網絡入侵者提供了有機可乘的機會，盡管在一定程度上雖然方便了用戶，但是其威脅性也是一直存在的。因此，發展計算機網絡的安全性與可靠性最為重要，主要是用來保護互聯網用戶隱私的安全，抵御網絡侵入者并且向用戶提供更多豐富的服務，推動整個信息技術的發展。一、計算機網絡可靠性的定義和存在的問題經過三是多年的迅速發展，計算機網絡可靠性方面的研究已經取得了很大進展，取得了很多成果，到目前為止已經形成一個相對健全、完整的的體系，推動計算機網絡的進一步發展。（一）計算機網絡可靠性的定義計算機網絡可靠性，其定義主要是指，在用戶要求的范圍內，規定的時間范圍里，在規定的條件下，網絡保持連通的狀態，不出現連接失敗等現象，以滿足通信需求的能力。作為一門系統的工程科學，其有基層涵義，通常所說的計算機網絡可靠性，是指在現有條件下，反映的計算機網絡拓撲結構對計算機正常運行的支持能力，從而維護整個網絡的穩定。（二）計算機網絡可靠性存在的問題計算機網絡的可靠性是一個復雜的問題，我們將計算機網絡可靠性問題，在研究過程中，一般通過模型化表現為圖的可靠性問題，從而簡化研究的結果，關于計算機網絡模型的表現形式，有多種可以呈現的方式，一般情況下多是借助概率圖G（V，E)這種簡化的形式，其中結點E表現的則是計算機的鏈路，而結點集合V表示的是計算機網絡的用戶終端，計算機網絡模型概率圖是圖的各邊和終點在正常運行情況下得到的，通常圖的可靠性簡化了問題的分析方法，概括了兩個問題，兩個問題都是設計計算機網絡可靠性的關鍵性問題，一個是分析問題，也就是在具體運行情況的基礎上，進行既定圖可靠度的計算，另一個則是設計的問題，主要是指的是在給定所有元素后，結合現有的設計理念和設計凡是，設計出可靠度最大的圖。因為存在很多現實的制約因素，通常圖不過可以通過計算失效度，其可靠度并不方便求解，用總和1減去失效度得出可靠度。（三）影響計算機網絡可靠性的因素影響計算機網絡可靠性的因素很多，一是是計算機網絡的布線問題，由于計算機網絡布線的問題，計算機網絡在運行過程中，經常會出現一系列的問題，經常會使工作人員浪費大量的時間在上面，而且線路問題很難排查，要避免出現這些問題，就需要我們集中精力解決好計算機網絡的布線問題。一方面要按照標準進行布線，充分考慮到未來發展的狀況，制定出布線的標準，另一方面，計算機網絡要有一定的空間和冗余能力，要為以后的發展留有余地。不同的計算機網絡，布線的標準不能一概而論，布線的標準會有所差異，故而根據不同的情況做出不同的決策，而不能一概采用千篇一律的布線方式，保證計算機網絡能夠良好的運行下去，減少故障的發生；二是是用戶設備問題。對于計算機系統來說，用戶作為用戶設備的終端，最主要的目的是為了滿足廣大用戶的需要，它的可靠性直接影響著用戶的需求，就有不可忽視的地位和作用，要運用各種先進的技術和軟件，保證用戶終端的交互能力，同時，還要加強計算機的日常維護和管理工作，從而提高計算機網絡的可靠性；三是計算機網絡拓撲結構的影響，不同的計算機網絡，它的網絡拓撲結構也不同，網絡拓撲結構的優化對于提高計算機網絡可靠性具有重要的作用，這就需要我們根據具體的實際，保證計算機網絡的可靠性，應用不同的網絡拓撲結構，使計算機設計和實施網絡規劃有科學的依托和依據，保證計算機的網絡的穩定發展；四是科學的網絡管理，一個科學的、完善的網絡管理系統，是一個計算機網絡系統能夠良好的運行下去前提，由于計算機網絡結構比較復雜，規模比較大，所以在運行過程中，難免會出現許多問題，例如，代碼出現錯誤，信息的丟失等，想使這一問題得到有效的解決，就要對計算機網絡進行科學的管理，由于計算機網絡自身是無法解決這些問題的，所以，管理人員要通過對相關信息的采集，運行先進的技術手段，及時發現存在的問題，及時解決處理好出現的故障，維護計算機網絡的穩定，保證計算機網絡的良性運行，從而是整個計算機網絡不斷優化。二、計算機網絡可靠性的設計原則在長期的實踐過程中，研究人員針對計算機網絡設計，以及計算機網絡設計的建設進行了大量的研究，在結合計算機網絡技術發展的基礎上，總結出以下設計原則，這些原則指導這研究人員對計算機網絡的可靠性進行設計，對已規范和知道計算機網絡可靠性的優化，從而不斷提升計算機網絡的可靠性，這些原則起到了重要作用，對于提升計算機網絡的可靠性有重要意義。原則一：按照國際設計標準規定，借助開放式的計算機網絡體系結構，將異構系統進行連接，或者將異種設備相連接。這一設計原則對提升計算機網絡的可靠性有很大幫助，因具擴展與升級的能力，故而成為計算機網絡優化的重要指導原則。原則二：計算機網絡可靠性的設計，其實是將使用與通用等特性的完美結合，將先進的計算機網絡設計理念應用于網絡的可靠性分析，推動網絡設計向成熟、先進的方向發展。先進與計算機網絡的可靠性與計算機網絡技術的成熟直接相關，需要將網絡拓撲結構的通用性與實用性相結合，在此基礎上，為進一步提升計算機網絡的可靠性打好基礎。原則三：選擇的計算機網絡鏈路一定要保證質量，如此才能實現主干網足夠大的帶寬，促進計算機網絡的優化，證實現網絡良好的響應速度。原則四：計算機網絡要管理性要強，要具備容錯能力以及冗余能力和網絡管理軟件要現金，同時也要有較高的安全性與可靠性，還此外選擇的網絡設備要支持CMIP和SNMP。原則五：保護當下對計算機網絡的投資，合理的分配網絡布線系統和硬件設施，對現有資源進行充分利用，合理的調用網絡應用軟件與網絡操作系統。原則六：在設計過程中要盡可能的提高性價比，從而提升計算機網絡的可靠性。原則七：計算機網絡優化過程中要提升網絡的互通能力，進而實現多種通信協議，提升網絡的可靠性。三、計算機網絡可靠性優化的方法一般情況下，改善計算機網絡的可靠性有兩個基本的方法，一是從相關部件入手提高計算機網絡的可靠性，二是增加計算機網絡相應的冗余部件，這種方法在提升計算機網絡可靠性上應用較多，不僅能極大的提高了計算機網絡的可靠性，而且還能使計算機網絡功能的需求得到更好的滿足，但是，這種形式也提升了計算機網絡建設的成本投入，這是其推廣受到限制的一個因素。所以，綜合上述兩種方法，當前計算機網絡可靠性的優化方法的具體辦法是采用分層處理方法和試湊方法。（一）計算機網絡優化的分層處理方法計算機網絡首先是一個多層次的系統，對各個層次的可靠性的要求，在某種意義上書就是對計算機網絡可靠性的要求，分層處理方法由美國國防部提出的，這一方案提出后受到重視，作為計算機網絡優化的分層處理方法，這是一套完整優化方案，其將計算機網絡分為4個層面，分別是邏輯層、服務層、物理層和系統層等四個方面，這大大提升了計算機網絡優化的效果，在對每個層次的可靠性通過具體的測度指標定義之后，在此基礎上，再對可以提高可靠性的技術與保障措施進一步規定，以期提升計算機網絡優化的效果。但是，當前對于計算機網絡優化的分層處理方法還有一些不同的觀點，關于計算機網絡優化的分層處理方法的應用，有些問題依然是我們未來需深入研究的一個重要課題，例如如何進行分層，如何對每個層次進行協調，從而使優化的效果最大化，以最終保證可靠性測度指標達到最佳效果等。（二）計算機網絡優化的試湊方法計算機網絡優化的試湊方法，主要是指的是將適合計算機網絡可靠性要求的方法研究出多種，然后對每種方法的效果進行觀察和調適，通過比較各個方法所需要的費用，最終決定采取那種優化方法。通常情況下，計算機網絡優化時，一般情況下一旦出現這種情形，我們都會通過對多個方案的比較，選擇一個既節省費用又省時的方案，或者在多個設計方案中，通過比較，選擇出比較好的方案。在若費用充足的情況下，一般都會其設計相應的冗余，這樣不僅可以對內容進行擴展，還可以提高和加強網絡的可靠性，為進一步升級奠定基礎。因此，試湊方法是一種很好的計算機網絡優化方法，計算機網絡的可靠性在優化時極為重視這個環節，以以提升網絡優化的效果。（三）提高計算機網絡容錯能力要想使計算機網絡能夠良性的、有效的運行，要想達到這一目的，關鍵就是要使故障持續的時間盡量減少到最短，其中最重要的是提高計算機網絡的容錯的能力和空間，這樣，如果計算機網絡出現故障，就可以盡量做到防止計算機網絡出現癱瘓，減少無法正常工作、信息數據的丟失等現象。在設計時，設計多條數據線路，要采用雙向的網絡中心，即使有一條線路發生問題，多種連接方式也不會影響其他計算機網絡用戶的正常使用。（四）關于計算機網絡可靠性設計策略計算機網絡的可靠性設計策略，涵蓋了網絡層次和體系結構設計策略，以及網絡冗余設計策略和容錯性設計策略，其中，計算機網絡的容錯性設計要以雙網絡中心的原則為指導，要遵循并行主干。雙網絡冗余設計策略，主要是指在單一的計算機網絡上，借助計算機網絡的冗余，增加另外一種備用的網絡，解決計算機網絡的容錯。網絡層次和體系結構設計策略等被廣泛用于計算機網絡可靠性設計，在網絡優化過程中起到了重要的作用，推動了計算機網絡的的發展。結論近年來網絡技術獲得了較大發展，伴隨著計算機網絡的普及，關系和影響計算機網絡可靠性的相關因素也越來越多，只要處理好影響計算機網絡可靠性的因素，才能把計算機網絡的可靠性提升一個層次。因此，用來對計算機網絡可靠性進行優化的方法和要求也普遍增多。本文在總結提升計算機網絡可靠性的方法的基礎上，先是介紹了計算機網絡可靠性的定義和存在的問題，接著論述了計算機網絡可靠性的設計原則，指出影響到計算機網絡可靠性的諸多因素，在此基礎上，對計算機網絡可靠性的相關的設計和優化方法進行分析介紹，為計算機可靠性的優化尋找到相應的解決對策和方案，對計算機可靠性設計進行了論證，最終保證了優化策略能夠取得相應的作用，以期提升計算機網絡的可靠性。參考文獻[1]孫艷蕊,趙連昌,張祥德.計算網絡可靠度的容斥原理算法[J].小型微型計算機系統.2007(05)[2]葉劍,席裕庚,曲潤濤.基于遺傳算法的可靠性網絡規劃設計[J].通信技術.1999(02)[3]滕云,肖曉強,李皓平,胡華平.網絡可靠性分析系統的設計與實現[J].微計算機信息.2008(06)[4]金星,余浩章,李永,李輝.大型網絡系統可靠度計算新方法[J].系統仿真學報.2001(04)[5]陳育斌,李建東,陳家模,郭梯云.計算通信網絡整體概率連通性的一種新算法[J].通信學報.2000(09)[6]郭偉.野戰地域通信網可靠性的評價方法[J].電子