【摘 要】光纖衛(wèi)星等各項(xiàng)通訊技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)傳輸能力大幅提升，進(jìn)而促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)程。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和流量的迅速擴(kuò)張，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴越來(lái)越大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求也越來(lái)越高。民航安全保障的工作性質(zhì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了更高的要求，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性可以進(jìn)一步促進(jìn)安全保障工作，提高保障能力。此課題的研究不僅對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值，對(duì)于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相似的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等也有重要的借鑒意義。本文探討了影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素，進(jìn)而針對(duì)這些因素提出可行的解決方案并進(jìn)行論證，希望能為從事相關(guān)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 可靠性 安全

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在特定的條件和時(shí)間下保持連通并且完成工作任務(wù)和目標(biāo)的能力，實(shí)際上也就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的支撐能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性是人們?cè)O(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、部署計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的重要參考指標(biāo)。一個(gè)可靠性高的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備幾種特性，一是較強(qiáng)的容錯(cuò)能力；二是擴(kuò)展性好；三是網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)高；四是支持多種通信協(xié)議。但是要滿足上述特性并非易事，現(xiàn)實(shí)中有許多影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素，如設(shè)備性能、成本預(yù)算等等都對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性產(chǎn)生影響。下面，我們介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性模型和成本模型，并根據(jù)可靠性模型分析影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素，并針對(duì)這些因素提出解決方案。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的成本模型和可靠性模型

二、影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素

從可靠性模型中可以看出，節(jié)點(diǎn)的可靠性和鏈路的可靠性都會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性造成影響，但是還有一些因素是隱藏的，在模型中是無(wú)法體現(xiàn)出來(lái)的，接下來(lái)我們就分析這些因素對(duì)整體的網(wǎng)絡(luò)可靠性有何影響：

（一）終端設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

終端設(shè)備也就是模型中的節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)與用戶的交互工作。終端設(shè)備要么是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)源點(diǎn)，要么是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)匯點(diǎn)，它們是直接面向用戶的設(shè)備，用戶通過(guò)終端設(shè)備產(chǎn)生用戶體驗(yàn)，而用戶的體驗(yàn)滿意度從側(cè)面反映的就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，因此終端設(shè)備的可靠性非常重要。

（二）傳輸交換設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

傳輸設(shè)備在不同的終端與終端之間或是終端與服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)分組，而交換設(shè)備則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到正確地的輸出端口（即正確的傳輸鏈路）。傳輸設(shè)備既包括傳輸鏈路，又包括信號(hào)中繼站等，傳輸設(shè)備一旦出現(xiàn)故障將直接影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸，造成數(shù)據(jù)丟失，而且難以定位故障位置，因此通常要部署冗余設(shè)備以提高網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性，保證網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因?yàn)閭鬏旀溌饭收隙袛唷?/p>

（三）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則是一個(gè)完全與硬件設(shè)備無(wú)關(guān)的影響因素，可以說(shuō)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的一個(gè)決定性因素。常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總結(jié)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、二元N維蝶形網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和金字塔形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一個(gè)合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠大大地提高網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)能力和可靠性。

（四）網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

網(wǎng)絡(luò)管理是一個(gè)隱藏因素，在可靠性模型中無(wú)法體現(xiàn)出來(lái)，但是網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性也有非常大的影響。大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中包含多種多樣的設(shè)備以及錯(cuò)綜復(fù)雜的線路，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理提出了重大的挑戰(zhàn)。要保障網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，就必須采用科學(xué)先進(jìn)的管理理念，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，分析網(wǎng)絡(luò)中可能存在的問(wèn)題并且及時(shí)排除潛在故障。

三、提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的措施

針對(duì)影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性模型的因素，我們從網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性、冗余網(wǎng)絡(luò)和多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等角度提出提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的措施。

（一）雙主機(jī)熱備份提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性

如果網(wǎng)絡(luò)中只有一臺(tái)服務(wù)器在運(yùn)行，那么一旦服務(wù)器發(fā)生故障后整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都將不可用，為防止這種情況出現(xiàn)，我們將服務(wù)器設(shè)計(jì)為雙主機(jī)熱備份模式，某一時(shí)刻只有一臺(tái)主機(jī)在工作，另一臺(tái)主機(jī)是作為備份主機(jī)的，它只監(jiān)視工作主機(jī)的運(yùn)行狀況，工作主機(jī)發(fā)生故障時(shí)它才接替工作主機(jī)的工作，并通知網(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)故障主機(jī)進(jìn)行修復(fù)。故障主機(jī)修復(fù)完成后可做為備份主機(jī)也可切換為工作主機(jī)。

（二）冗余核心交換機(jī)與雙網(wǎng)絡(luò)冗余提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性

核心交換機(jī)是工作在網(wǎng)絡(luò)主干部分（核心層）的交換機(jī)，核心層交換機(jī)是所有接入層交換設(shè)備的匯聚點(diǎn)，它必須能夠處理來(lái)自接入層設(shè)備的所有通信量，為所有上行的數(shù)據(jù)分組提供鏈路，同時(shí)也要為所有下行的數(shù)據(jù)分組提供鏈路，可以說(shuō)核心交換機(jī)是網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)的骨干。核心交換機(jī)一旦發(fā)生故障則會(huì)導(dǎo)致所有與其相連的接入層設(shè)備無(wú)法正常工作，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)造成重大影響，因此有必要部署冗余核心交換機(jī)。

正常情況下兩臺(tái)核心交換機(jī)都參與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作，接入層交換機(jī)可以選擇將數(shù)據(jù)分組交付給兩臺(tái)核心層交換機(jī)中的任何一臺(tái)。當(dāng)其中一臺(tái)核心交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)所有接入層交換機(jī)都將數(shù)據(jù)分組交付給正常運(yùn)行的核心交換機(jī)，保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。

雙網(wǎng)絡(luò)冗余實(shí)際上就是在單一網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上再部署一個(gè)備用網(wǎng)絡(luò)，形成雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也就是網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在兩條網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)可以通過(guò)兩條網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送報(bào)文，這樣可以預(yù)防單一網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)造成的網(wǎng)絡(luò)中斷。

冗余核心交換機(jī)和雙網(wǎng)絡(luò)冗余的策略都是提高了傳輸交換設(shè)備的可靠性，保證數(shù)據(jù)分組在傳輸途中的安全性，從而提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

（三）采用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性

將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各個(gè)層次提供不同的功能，支持不同的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，可以增強(qiáng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的靈活性和擴(kuò)展性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行了很好的隔離，可以方便地排查定位網(wǎng)絡(luò)故障，一旦網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓可以迅速修復(fù)，極大地提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

我們將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為三個(gè)層次，分別為接入層、分布層與核心層。接入層是面向用戶的網(wǎng)絡(luò)層次，負(fù)責(zé)將用戶接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在接入層可以通過(guò)訪問(wèn)控制等控制網(wǎng)絡(luò)用戶的流量和訪問(wèn)權(quán)限。分布層是介于接入層和核心層的一個(gè)層次結(jié)構(gòu)，是連通接入層和核心層的一個(gè)管道，在分布層實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源的預(yù)處理等功能。核心層是整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主干部分，核心交換機(jī)就部署在核心層，核心層負(fù)責(zé)高速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，提供優(yōu)化可靠的網(wǎng)絡(luò)骨干傳輸結(jié)構(gòu)，具有高吞吐量的特性，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的心臟。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在民航的安全生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也隨著其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大而不斷擴(kuò)大，各項(xiàng)工作對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴不斷加強(qiáng)，因此對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求也越來(lái)越高。研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，提出提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的方案不僅對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，對(duì)民航的生產(chǎn)工作具有重要意義，而且對(duì)于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相似的電力網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)也具有重要的借鑒參考意義，甚至許多方案可以直接應(yīng)用于這類網(wǎng)絡(luò)。但是，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)可靠性的指標(biāo)和要求也會(huì)不斷發(fā)生變化，因此要求我們緊跟計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)前進(jìn)的步伐，不斷開辟新的思路，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宗英.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化技術(shù).[J].軟件導(dǎo)刊.2008（06）：15-17

[2]王良文.提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性研究.[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用.2012（08）：19-22

[3]鄭龍，羅鵬程，周經(jīng)倫.網(wǎng)絡(luò)可靠性研究綜述.[J].中國(guó)科技信息.2006（01）：29-31

[4]鄧志平. 淺談?dòng)?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 科技廣場(chǎng). 2010（01）：33-35