摘 要：分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高效和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)得到了人們的青睞，具有廣闊的發(fā)展前景和空間。本文主要針對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)提出了幾個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要包括網(wǎng)絡(luò)安全、延時(shí)、可靠性、吞吐量等，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)中存在的故障問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，使用戶(hù)獲得更好的使用體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：分布式；性能指標(biāo)；分析；優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.02

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，不論是在理論創(chuàng)新還是硬件配置方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步?；趥鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也逐漸進(jìn)入人們的視野，并以高可靠性、高容錯(cuò)性及并行處理等優(yōu)點(diǎn)得到了人們的認(rèn)可，能夠利用本身的特點(diǎn)優(yōu)化計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)間、網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器之間以及不同服務(wù)器之間的連接，具有極大的發(fā)展空間，是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流，需要合理的性能指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化。

1 分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展起來(lái)的，這種分布式網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有固定的處理控制中心，其中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都能夠與其它的至少兩個(gè)結(jié)點(diǎn)連接在一起，信息在結(jié)點(diǎn)之間的傳遞路徑有很多條。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)在信息交換和協(xié)調(diào)工作中的地位是平等的，通過(guò)彼此間的配合可以完成大型的任務(wù)。這種網(wǎng)絡(luò)模式具有可靠性、靈活性、可擴(kuò)充性及廣布性等優(yōu)點(diǎn)，以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建立的分布式系統(tǒng)平臺(tái)能夠連接不同的工作組、分支機(jī)構(gòu)、部門(mén)及企業(yè)，數(shù)據(jù)不僅僅存在于一臺(tái)服務(wù)器上，而是可以多臺(tái)服務(wù)器共用，不同區(qū)域間利用WAN鏈路進(jìn)行連接。

該網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：首先，實(shí)現(xiàn)了資源共享，網(wǎng)絡(luò)資源更加多樣；其次是多機(jī)互聯(lián)，運(yùn)行效率明顯提高；第三是實(shí)現(xiàn)多機(jī)計(jì)算，增強(qiáng)了可靠性。分布式網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)引起了人們的極大重視，在上世紀(jì)90年代就得到了快速發(fā)展，1990年微軟公司的Windows系統(tǒng)上發(fā)展的OLE及OLE2，后期發(fā)展為DCOM服務(wù)；Sun公司在Java的基礎(chǔ)上研發(fā)出RMI，并被應(yīng)用于分布式小型應(yīng)用程序的構(gòu)建；當(dāng)前，OMG研發(fā)了CORBA，客戶(hù)能夠調(diào)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)象并屏蔽編譯語(yǔ)言差異。

2 分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)

2.1 網(wǎng)絡(luò)吞吐量

網(wǎng)絡(luò)吞吐量是在幀數(shù)量完整的狀態(tài)下設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)能夠接受的最大速率。測(cè)試過(guò)程中，在一定的速度下向節(jié)點(diǎn)或端口發(fā)送定量的幀，同時(shí)要計(jì)算待測(cè)設(shè)備傳輸?shù)膸?。若接收方收到的幀的?shù)量與發(fā)送方一樣，就需要適當(dāng)提高幀的發(fā)送速率后再進(jìn)行測(cè)試；相反的，若接收方收到的幀數(shù)少于發(fā)送方則需要適當(dāng)降低幀的發(fā)送速率后進(jìn)行重新測(cè)試，通過(guò)重試、對(duì)比直到得出最終結(jié)論。吞吐量測(cè)試結(jié)果的單位為比特/秒或字節(jié)/秒。

2.2 網(wǎng)絡(luò)可靠性

可靠性是一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基本條件，DCS的使用有利于可靠性能的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)?？煽啃宰鳛橐粋€(gè)基本問(wèn)題的解法在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的使用，它是一個(gè)全面的、多方面的活動(dòng)，其實(shí)現(xiàn)必須同時(shí)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行解決：故障的封閉、屏蔽及檢測(cè)，檢索，故障診斷、恢復(fù)、修復(fù)、重構(gòu)、重啟動(dòng)和重綜合等，上述問(wèn)題的解決需要特定的環(huán)境，需要操作系統(tǒng)、子網(wǎng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及數(shù)據(jù)庫(kù)層次的相互配合。

2.3 網(wǎng)絡(luò)延遲

網(wǎng)絡(luò)延遲是指IP包穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)段所需要的時(shí)間，可分為固定延遲和可變延遲兩個(gè)部分。固定延遲的變化量很小或基本不變，可分為傳輸延遲和傳播延遲兩個(gè)部分；可變延遲可分為排隊(duì)等待延遲和路由器處理延遲兩個(gè)部分。在實(shí)際操作中單向延遲的測(cè)量難度比較大，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)通常采用往返延遲檢測(cè)法，這樣能夠有效避免時(shí)鐘同步，具體的操作方法是：在測(cè)量包上由入口路由器打上時(shí)戳后傳送到出口路由器中，在接收到測(cè)量包的同時(shí)由出口路由器打上時(shí)戳，然后含有時(shí)戳的數(shù)據(jù)包原路返回到入口路由器，完成后對(duì)路徑入口和出口兩端時(shí)延進(jìn)行評(píng)估。

2.4 網(wǎng)絡(luò)利用率

分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在多領(lǐng)域都是有效的，在任何一臺(tái)主機(jī)上開(kāi)發(fā)的編譯程序、文件、排錯(cuò)程序及軟件產(chǎn)品等資源都可以與其它的主機(jī)用戶(hù)進(jìn)行共享，這樣可以共享高成本的硬件資源，避免重復(fù)勞動(dòng)，有效減少使用費(fèi)用。比如在文件傳輸協(xié)議和電子郵件這樣的通信配置中利用分配式網(wǎng)絡(luò)，能夠有效提高信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。用戶(hù)進(jìn)程的吞吐量和響應(yīng)時(shí)間的改善工作也可以通過(guò)多重處理軟件來(lái)進(jìn)行。

2.5 網(wǎng)絡(luò)安全

分布式網(wǎng)絡(luò)所具有的開(kāi)放性、互聯(lián)性及復(fù)雜性等特點(diǎn)對(duì)其安全性造成了一定威脅。網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的管理及性能使網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題更加嚴(yán)重和復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)安全正逐漸成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)并日益受到業(yè)界及用戶(hù)的密切關(guān)注。根據(jù)美國(guó)國(guó)防部公布的網(wǎng)絡(luò)安全橙皮書(shū)即可信任計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性可以用安全級(jí)別來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要用于評(píng)估小型操作系統(tǒng)和多用戶(hù)主機(jī)。我國(guó)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化成員國(guó)之一，非常重視信息數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。在上世紀(jì)80年代便自主編制了信息安全標(biāo)準(zhǔn)，但是不可否認(rèn)的是，所制定的標(biāo)準(zhǔn)在資深的研究背景及全面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)方面還存在較大差距，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比，在覆蓋范圍方面還有待擴(kuò)展，指導(dǎo)作用也需要進(jìn)一步提高。

3 分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障管理

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障，處理任務(wù)主要有故障的檢測(cè)、隔離及糾正，具體內(nèi)容主要有接受響應(yīng)故障報(bào)告、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)、追蹤動(dòng)態(tài)問(wèn)題、備份與重配、診斷修復(fù)等。故障管理的目的主要有兩點(diǎn)，一是故障的預(yù)防，降低故障發(fā)生頻率；二是盡量縮短出現(xiàn)故障的時(shí)間，在發(fā)生故障后及時(shí)找到故障位置并制定解決方案，縮短停機(jī)時(shí)間。

網(wǎng)絡(luò)故障的管理工作通常根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的分布特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，常用的模型是客戶(hù)/服務(wù)器模型。這種模型不僅可以開(kāi)發(fā)多個(gè)客戶(hù)和服務(wù)器進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)管理模式，還可以進(jìn)行系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和優(yōu)化。在故障的管理系統(tǒng)中，根據(jù)功能的不同，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在物理上可以分為兩個(gè)集合：管理站和被管理站，一個(gè)子網(wǎng)中通常只有一個(gè)管理站來(lái)進(jìn)行集中式管理，主要負(fù)責(zé)管理和控制；后者則屬于被管理，網(wǎng)絡(luò)中的被管結(jié)點(diǎn)都屬于后者。該模型主要包含三個(gè)概念實(shí)體：管理者、控制臺(tái)和代理，前兩者主要在管理站上運(yùn)行進(jìn)程，代理進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)主要在管理站和被管結(jié)點(diǎn)上，三者之間的通訊主要利用SNMP。

4 分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)和故障分析來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，不同的性能指標(biāo)有不同的優(yōu)化方式，其中，網(wǎng)絡(luò)安全指標(biāo)與其它指標(biāo)有很大的差別，需單獨(dú)考量，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全，優(yōu)化方法主要有：第一，建構(gòu)入侵檢測(cè)系統(tǒng)IDS。IDS是監(jiān)聽(tīng)設(shè)備，與傳統(tǒng)防火墻不同，需掛在鏈路上，無(wú)需流量流經(jīng)便可工作；第二，使用郵件防毒服務(wù)器。工作原理是對(duì)網(wǎng)絡(luò)郵件進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)威脅或病毒后便會(huì)立即啟用防御系統(tǒng)；第三是構(gòu)建入侵防御IPS。該系統(tǒng)主要是進(jìn)行防范和阻止，位于網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)出口處，受到攻擊后會(huì)自動(dòng)舍棄攻擊包來(lái)阻斷攻擊，使黑客所利用的攻擊包無(wú)法到達(dá)而無(wú)法攻擊。

除了網(wǎng)絡(luò)安全外，其它的吞吐量、可靠性、利用率等性能指標(biāo)可參考可靠性方差來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，一般對(duì)于分布式網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，吞吐量越大，利用率和可靠性要求越小越優(yōu)。并不是所有的情況都適合優(yōu)化，如客戶(hù)偏重于費(fèi)用和可靠性時(shí)，優(yōu)化前的方案要好一些。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在不斷發(fā)展，對(duì)其性能指標(biāo)和故障進(jìn)行分析有利于更好的展開(kāi)優(yōu)化工作，尤其是對(duì)網(wǎng)絡(luò)利用率、吞吐率和可靠性的定量分析及優(yōu)化能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用性能。分布式計(jì)算計(jì)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重大的意義，更能適應(yīng)用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高標(biāo)準(zhǔn)和高效率要求。優(yōu)化工作必須緊跟時(shí)代潮流，并與國(guó)際技術(shù)相接軌。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：廣州大學(xué)松田學(xué)院，廣州 511370