提高计算机网络的可靠性研究

摘　要：目前社会已经进入信息化时代，计算机、互联网以及多媒体技术多元发展，社会生活各个领域之间的交互和互通都要求有良好的计算机网络为其服务。本文通过探讨计算机网络可靠性的影响因素、原则以及现状，并结合国内外研究现状提出提高计算机网络可靠性的对策，从硬件、软件以及应用层面进行系统分析，切实提高计算机网络可靠运行水平。

关键词：计算机网络；可靠性；分析方法

　　计算机网络的发展，为经济、社会各个方面的发展提供了日新月异的技术和基础，但是随着计算机网络与生活日益紧密的联系，对计算机网络可靠性的要求越来越高，不仅是计算机网络安全的需要，也是社会经济安全的必需条件。
1.计算机网络可靠性概述
   1.1计算机网络可靠性内涵
   计算机网络的可靠性是指计算机在规定的时间内和规定的条件下，其网络都能保持连通和满足通信要求的能力，也就是系统在规定的条件下、规定的时间内完成指定功能的能力，即正常运作的网络，被称为计算机网络的可靠性。它反映了计算机网络拓扑结构支持计算机网络正常运行的能力，是计算机网络规划、设计与运行的重要参数之一。计算机网络可靠性的提高，对整个社会、国家的稳定发展和经济安全等有着重要影响，也对个人计算机网络用户的利益有着密切的联系。正是鉴于计算机网络可靠性的重要性，本文从影响计算可靠性的要素、计算机可靠性的原则以及设计等角度进行论述，目的是为提高计算机可靠性提出有效的建议。
   1.2计算机网络可靠性的原则
   提高计算机网络可靠性，必须要在遵循必要的条件和原则的基础上进行设计和安排，从而实现计算机网络可靠性的提高。本文认为，在计算机网络可靠性的设计中，应该遵循以下几点原则：第一，采用冗余设计的思想，同时要注意与容错技术相融合，为加强信息安全，系统应选择的服务器和计算机网络产品应该具有较强的冗余容错能力，从而有效的避免的网络系统由于故障造成的瘫痪现象；第二，要注意遵循国际标准，采用开放式的计算机网络体系结构，支持异构系统和异种设备的有效互连，具有较强的扩展与升级能力；第三，遵循适度超前的原则进行设计，使计算机网络能够具有与未来发展趋势和发展高度相匹配的适应性、兼容性和较大的升级空间，而不至于在短期内因不适应而被淘汰；第四，在适度超前的基础上，要将先进性与成熟性、实用性、通用性相结合，选择先进而成熟的计算机网络技术，选择实用和通用的计算机网络拓扑结构；第五，遵循全寿命周期的设计思路，从计算机网络前期开始，设计环节以至到后期运行维护，都要尽可能实现系统最佳的性能配比，在软硬件设备的配置上提高性价比，保证计算机网络系统的稳定性和价值性。
2.计算机网络可靠性的要素和影响因素
　　2.1计算机网络可靠性要素
　　计算机网络可靠性是计算机网络系统的固有特征，表明了在遵循用户要求和设计目标的基础上，计算机网络系统执行其功能的正确程度。计算机网络可靠性与网络软件可靠性、硬件可靠性及所处环境有关，从这个角度而言，计算机网络可靠性应包含以下三个要素：
　　一是环境条件。环境条件是计算机网络运行的基础的必要因素，也是保证其可靠性的重要条件。环境条件是一个系统的条件因素，涉及计算机网络运行时所需的各种支持要素，比如硬件系统、软件系统、外在因素系统、意外因素系统、预防系统等，这些都是影响计算机网络可靠性的重要因素，不同环境条件下计算机网络可靠性也是完全不同的；
　　二是"无故障运行时间"。由于计算机网络可靠性只是体现在其运行阶段，所以可使用"无故障运行时间"来度量由于网络运行环境、网络程序路径选取及所受进攻的随机性，故而"无故障运行时间"也是随机的；
　　三是规定的任务与功能。规定的任务与功能也影响着计算机网络可靠性，由于要完成的任务不同信息网络的运行剖面会有所区别，则调用的网络子模块就不同，其可靠性也就可能不同。因此要准确度量计算机网络的可靠性，首先必须明确它的任务和功能。
　　2.2计算机网络可靠性的影响因素
　　计算机网络可靠性主要受到网络设备、网络拓扑结构、以及网络管理等因素的影响。首先，网络设备包括用户设备和传输交换设备，鉴于其是计算机网络的主要载体，用户设备主要是指用户使用终端，传输交换设备则主要是信息交流最主要载体之一，因此这两者的可靠性都是极为重要的；其次是网络拓扑结构，是决定计算机网络可靠性的先天性因素，这是计算机网络中部件之间相互连接的方式，是结构规划问题的范畴；最后是网络管理的影响，属于组织管理的范畴，由于计算机网络的复杂性，规模大，网络管理在计算机网络中发挥着极为重要的作用，保证信息完整和安全，提高计算机网络可靠性都需要网络管理。
　　此外，计算机网络可靠性还要考虑链路可靠性以及协议可靠性等因素，这些都是会影响计算机网络可靠性的重要因素。
3.提高计算机网络可靠性的对策分析
　　从理论上讲，提高计算网络可靠性的途径主要有提高计算机网络相关部件的可靠性与附加相应的冗余部件两条。在实现计算机网络任务功能基础上，采用冗余技术可以提高网络局域片段的可靠性。由于每条计算机网络链路均有可靠性和成本，故计算机网络中链路的数目越少，相应地，计算机网络的可靠性就越高。
　　提高计算机网络可靠性，主要可以从以下几方面进行：
　　第一，建构计算机网络的体系。从总体而言，可以将计算机网络体系设计为四个层次：应用层、网络服务层、网络操作系统层、网络物理硬件。计算机网络层次的设计，首先要基于各个层次的主要功能，应用层主要是针对用户需求，从服务用户角度出发进行设计；服务层则是指网络服务提供商的角度；操作系统层是指计算机基本操作系统的完善以及其他软件系统的调节和配置要合理；物理硬件是物理硬件拓扑结构，包括服务器、拓扑结构、介质访问方法、通信协议、互连设备等的可靠性的构建。
　　第二，计算机网络的双网络冗余设计。计算机网络的双网络冗余结构是为计算机网络的运行提供可靠性的保障，是计算机网络的后备设备，即便在发生故障时，也可以通过另一网络结构的运行保证网络的正常。主要的冗余设计是指通过在单一的计算机网络的基础上再设计一项备用的计算机网络，这样就形成了双网冗余设计。
　　第三，提高网络软件可靠性设计。在网络系统 软件可靠性设计环节中，可以通过防火墙进行地址转换规则设计的方式，令计算机机组群与局域网及互联网之间联系时构建起可靠性高的安全保障，从而严格控制各机组群访问的信息不被直接获取，而必须通过适应防火墙的规则匹配验证后方可达到访问的目的，从而在一定程度上提高了机组群访问网络系统的可靠性。
　　第四，计算机网络的容错性设计。计算机网络容错性设计可以包括以下两个方面：一是，采用并行方式将用户终端与服务器连接至两个计算机网络中心上，遵循冗余设计原则，这样就大大提高了计算机网络的可靠性；二是，网络设备中数据链路、广域网和路由器采用互联的方式，从而保证在其中任一项设备出现故障时不至影响其他项的工作。
　　提高计算机网络可靠性是一个系统的工程，需要多角度、多方位的综合考虑各种因素，并在进行计算机网络设计时注重可靠性的保障，只有如此，才能保证计算机可靠性，维护计算机网络的稳定运行。

参考文献：
[1]张晓薇.浅谈计算机网络安全的影响因素与保证措施[J].黑龙江科技信息，2009
[2]夏长义.浅谈计算机网络的重要性[J].计算机光盘软件与应用，2010.5
[3]章治.浅谈计算机网络可靠性优化设计[J].易起论文同，2010.2