談談計算機網絡可靠性優化設計策略研究

時間：2024-10-14 20:48:52 計算機

談談計算機網絡可靠性優化設計策略研究

　　計算機網絡可靠性是提供可靠用戶服務、應對信息安全以及適應技術發展要求的重要保障。試湊是通過在諸多可行方案進行多層次、多角度比較，選擇綜合優勢較高的的一種優化方案。

談談計算機網絡可靠性優化設計策略研究

　　摘要：網絡技術的發展帶給人們生活極大的方便，為了適應技術發展要求，提升計算機網絡可靠性研究和設計成為人們關注的重點。該文以網絡可靠性概念為切入點，分析了其優化設計的重要意義，并簡單介紹了基本原則，最后給出了具體的實施策略，為提升網絡可靠性優化設計提供一定的參考。

　　關鍵詞：計算機;網絡;可靠性;優化設計;策略

　　1計算機網絡可靠性定義

　　一般而言，計算機網絡可靠性指的是網絡信息系統的特定功能在一定條件下(如性能要求、時效性要求)達到一定標準的功能特性。隨著信息技術的發展，計算機網絡可靠性已經成為信息系統最為基本的要求保障，是信息系統提供可靠服務必須遵守的設計與運行原則。根據業界標準，度量計算機網絡可靠性主要包括三個方面的要求：人為或者自然破壞條件下的網絡抗毀性要求、不可預知條件下信息系統生存能力和網絡信息系統提供服務的有效性要求。

　　具體而言，人為或者自然破壞條件下的網絡抗毀性要求指的是信息系統在人為或者自然破壞條件下，出現部分網絡節點或者線路失效后，信息系統有效供給能力以及提供持續性服務的能力，其主要側重點在于破壞條件下的網絡可靠性保障。簡言之，提高網絡信息系統抗毀能力能有效的應對網絡大面積癱瘓事件。而不可預知條件下信息系統的生存能力則是在隨機破壞條件下網絡信息系統的可靠性保障。

　　隨機性的破壞主要是指由于網絡設備癱瘓或者損壞以及網絡線路的老化等因素引起的網絡拓撲結構變化，從而造成的信息系統存在持續性服務不足。而網絡信息系統提供服務的有效性更多的是側重于具體網路業務方面的要求。

　　以常見的網絡數據為例，網絡數據延時、數據的通達性都是具體的表現。通常計算機網絡設計與應用人員將信息系統可靠性保障歸結為各種設備的硬件保障，而忽視了人員可靠性、軟件平臺的可靠性保障，因此，可靠性保障不僅僅關乎于硬件設備，對于人員管理以及軟件平臺管理方面都提出了一定的要求，在今后的系統優化升級以及平臺保障方面應予以綜合性考慮。

　　2研究計算機網絡可靠性意義

　　1)提升計算機網絡服務和抗破壞能力

　　計算機網絡可靠性研究就計算機網絡自身而言，有效保障了其網路服務的持續性要求以及抗破壞能力，這是計算機網絡信息系統的本質要求。通過一定的手段以及優化設計策略，能夠有效提升和應對由于人為破壞、自然災害、設備損壞、軟硬件平臺的不穩定性等因素帶來的信息系統網絡數據交付處理能力以及各種基于網絡的數據服務持續性保障。

　　正如上文所述，無論是在生存性、抗毀性方面的要求，還是在有效性方面的要求，都是以網絡基礎作用作為出發點來討論的，由此可見，探討計算機網絡可靠性的意義首先要能夠有效提升信息系統網絡服務以及抗破壞能力。

　　2)應對當前嚴峻的網絡信息安全重要手段

　　信息安全已成為當前信息系統發展面臨的重要威脅，從橫行網絡世界的木馬病毒、到令世人瞠目結舌“棱鏡門”事件，再到現如今每年數以億計的信息數據損失，網絡信息安全無不影響著人們生活的方方面面。

　　加強網絡可靠性研究，可以在兩個方面應對當前日益突出的信息安全問題，首先，從物理支撐方面，通過一定的冗余設備等設計手段，能夠為各種網絡設備提供相對安全的電磁環境保護，有效地避免人為或者自然因素帶給信息系統的破壞性;另一方面，網絡可靠性研究還通過整合軟硬件平臺來提供信息系統的保障，尤其是針對軟件平臺的一些措施，對于增強數據完整性、保密性以及有效性保障有著非常積極的作用。

　　3)為新技術發展提供了必要的基礎設施支撐

　　除了上述兩個方面的作用，加強網絡可靠性為新技術的發展提供了必要的基礎設施支撐。以當前十分流行的云計算大數據處理技術為例，首先應架設一定的主機集群，集群中的主機數據交換基于必要的物理網絡支持，再通過必要的軟件處理手段屏蔽各種物理設備的差異性以此來提供海量數據存儲以及計算服務，可見，網絡有效性保障、數據的可靠性交付都是云計算大數據處理基礎;除此之外，移動互聯網技術、物聯網技術都需要可靠的網絡支撐。因此，從新技術發展應用方面而言，提供可靠的網絡保障為其奠定了堅實的物理支撐。

　　3計算機網絡可靠性設計和優化策略實施原則

　　1)突出“標準化”設計標準化

　　設計是遵循網絡體系模型，實現網絡各種異構設施平臺互聯互通的基礎，是計算機網絡可靠性設計以及優化策略的基本原則。無論是實際運行的TCP/IP網絡模型，還是國際化標準組織的OSI網絡模型，其都遵循了標準化的設計理念，通過網絡信息平臺的標準化設計能夠使得網絡平臺具有較好的適應性以及可拓展性，新技術、新設備只要符合標準化的網絡接口即可進行標準化的應用，這是計算機網絡不斷成熟的必然要求，更是網絡不斷發展的前提保障。鑒于上述原因，網絡信息平臺優化實施首先應遵循標準化的設計實施原則，以達到系統在通用性、拓展性等方面的要求。

　　2)提升網絡“互通”能力互聯

　　互通優化設計也是計算機網絡優化設計應遵循的重要原則，一方面對于不同的系統平臺(軟件平臺和硬件平臺兩個方面)，應保障其數據的可達性和暢通性，另一方面對于不同的數據傳輸協議應做到較好的支持。除此之外，還應使得各種物理設備具有較強的一定容錯能力。需要注意的是互通不代表任意設備都必須實現可達性，有時候為了數據安全或者是數據傳輸效率等方面的要求，通過一定的技術手段或者硬件設計人為的阻斷了不同網絡層次的可訪問性，常見的設計如不同部門之間利用交換機設備進行VLAN的劃分。提升互聯互通能力原則是網絡信息平臺滿足用戶需求，提升網絡交付能力，保障網絡運行穩定性重要實施設計原則。

　　3)提升網絡資源可管理性以及對現有資源的有效利用性保障網絡信息平臺的可靠性

　　不僅僅是對各種物理設備的要求保障，同時對于網絡資源可管理性也應做好相應的設計。一方面，應保障主干網絡的帶寬要求，將常見的FTP服務或者訪問數據較大的WEB服務進行單獨帶寬供應，以實現其高度的響應服務能力;另一方面，網絡線路設計、各種網絡設備設計以及網絡管理軟件應在系統安全穩定、可靠性、可服務性方面進行綜合考量以達到優化設計的目的。

　　除此之外，為了盡可能地提升網絡優化設計的經濟效益，在設計實施的時候應對現有資源進行合理整合，通過原有線路改造等手段提升整個優化過程的性價比。除此之外，計算機網絡可靠性設計原則還應在先進性與通用性、鏈路的截止等方面進行優化設計，限于篇幅的限制，本文就不一一的進行論述了。總的優化設計與實施策略原則，應從可拓展性、安全性、通達性、經濟性等方面進行綜合考量，從而實現網絡信息平臺高度可靠性的要求。

　　4計算機網絡可靠性實施方案

　　1)提升網絡設備的冗余設計冗余

　　設計實施方案主要是通過增加設備以及線路的數量來實現網絡的高可靠性，這是目前常見的一種設計實施手段。冗余設計過程中，涉及的設備比較多，無論是供電設備、核心層的網絡數據交換設備、還是數據處理終端的主機設備等都可以進行冗余處理，以常見的備用電源設備和服務器磁盤陣列為例，通過故障時供電系統的及時切換以及數據磁盤多層次備份能夠有效提升網絡的可靠性，另外對于網絡設備以及線路的冗余設計，可以在一條線路或者節點出現問題的時候，啟用其他通信線路，從而實現了數據傳輸的有效性。

　　除此之外，通過冗余性實施，對于提升處理端的數據容錯能力也有積極的意義，當然隨著各種設備冗余度的提升，處理好可靠性保障與經濟效益的平衡性也是非常值得注意的重要方面。

　　2)做好網絡系統分層

　　設計分層處理是計算機網絡可靠性處理以及優化設計的重要方面，這主要是基于網絡模型，依次分別為物理層、數據鏈路層、網絡傳輸層和應用層。物理層對應了各種物理接口、電氣化標準的數據要求，數據鏈路層則是將網絡傳輸層的IP數據報進行數據幀的包裝過程，并對下實現數據幀進行01代碼的轉換過程，網絡傳輸層則重點是進行IP數據的傳輸過程(UDP以及TCP傳輸)，應用層則是通過將不同的應用數據進行分裝的過程。不同的網絡層次對于數據可靠性要求都是不盡相同的，并且每個層次關注的重點差異性也是非常明顯的，因此，在具體的網絡系統優化實施的時候按照網絡模型進行分層次的設計檢測，使得每個層次都能達到預先的設計目的也是實現網絡可靠性保障的重要手段。

　　3)加強網絡體系結構性設計

　　網絡體系結構的優化設計對于信息平臺的可靠性也有重要的影響。通常而言，網絡體系結構包括網絡操作系統，如常見的WindowsServer操作系統，Linux/Unix操作系統平臺，網絡操作系統通常提供了網絡管理的一些功能，是整個內部網絡控制的中心;網絡控制設備，如常見的路由設備、交換機設備，這類設備拓展了網絡結構，實現了不同區域的主機互聯互通性，并且提供了一定的安全管理例如訪問控制管理，內外網數據交換等等;網絡主機，這是最終用戶工作的平臺，用戶利用各種軟件完成各類辦公任務;網絡服務器，如各種文件服務器、WEB服務器、郵件服務器等等，實現網絡服務的各類功能。

　　優化這四類設備設計結構，將服務器設備以及網絡操作系統放置帶寬資源相對充足的網絡節點中，并且合理的配置路由、防火墻設備可以提升網絡可靠性保障。

　　4)合理的運用“試湊”方法進行優化設計

　　試湊是通過在諸多可行方案進行多層次、多角度比較，選擇綜合優勢較高的的一種優化方案。試湊是一種常見的優化實施手段，再加之當前先進的軟件模擬工具，能夠較快的進行費用、可用性、可靠性方面的比較，通過綜合權衡比較以實現最優化的解決方案。因此，信息平臺優化注重試湊方法的合理運用。

　　5小結

　　綜上所述，計算機網絡可靠性是提供可靠用戶服務、應對信息安全以及適應技術發展要求的重要保障，本文通過介紹可靠性相關概念，分析了其重要意義，并總結了計算機網絡優化設計以及實施保障的具體措施。通過加強分層設計、網絡體系設計、冗余設計以及試湊方法的有效利用實現網絡信息平臺的高可靠性要求。

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