0 引言

現(xiàn)階段，對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究，已經(jīng)越來越受到專家和學(xué)者的重視，畢竟衡量網(wǎng)絡(luò)綜合水平的關(guān)鍵點(diǎn)就在于其網(wǎng)絡(luò)的可靠性。在這種背景之下，應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的可靠性出發(fā)，提出符合當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的整改原則，相關(guān)部門也應(yīng)該對網(wǎng)絡(luò)可靠性問題重視起來，爭取早日建立一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的概念以及設(shè)計(jì)原則

1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性指的是在一定的環(huán)境之下，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這一平臺(tái)，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，這種能力就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性，主要由時(shí)間、環(huán)境以及完成能力作為主要的決定依據(jù)。這種可靠性不但能夠反映出真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行能力，還能夠作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中的重要依據(jù)。就現(xiàn)階段而言，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵紐帶就是可靠性對其的影響，現(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)與人們的生活已經(jīng)連接的更加緊密，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，就會(huì)嚴(yán)重影響人們的正常工作、學(xué)習(xí)以及娛樂，同時(shí)還會(huì)對經(jīng)濟(jì)、政治領(lǐng)域造成一定的影響，所以說，加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究工作是十分有必要的。

1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的設(shè)計(jì)原則

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在可靠性的設(shè)計(jì)上應(yīng)該遵循相應(yīng)的原則，因?yàn)樗麄儗煽啃缘臉?gòu)建都有重要意義。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)首先要遵循國際標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)還應(yīng)該遵循行業(yè)內(nèi)的可靠性原則。國際標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)原則在于對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開放方式，它能夠起到支持系統(tǒng)的功能，讓計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備建立連接關(guān)系，還能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)提供升級的條件，由于網(wǎng)絡(luò)所具有非常強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)能力，所以說在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，可以支持更多的通信協(xié)議。就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，可靠性的要求往往比較高，不僅要有冗余和容錯(cuò)的超強(qiáng)能力，還要有對數(shù)據(jù)的保護(hù)能力。因此，在對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要盡量的選擇冗余和容錯(cuò)能力強(qiáng)的服務(wù)器進(jìn)行連接。

2 提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的具體方法

2.1 對于冗余和容錯(cuò)能力的設(shè)計(jì)

當(dāng)計(jì)算機(jī)在進(jìn)行容錯(cuò)設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)加入冗余這項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)形式，把兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心與與之對應(yīng)的終端和服務(wù)器進(jìn)行連接，從而保證網(wǎng)絡(luò)能夠在安全可靠的條件下運(yùn)行，防止出現(xiàn)由于容錯(cuò)所造成的損失，即使發(fā)生了不可避免的故障，也要讓兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心通過協(xié)調(diào)的方式得以解決。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，由于廣域網(wǎng)和路由器互聯(lián)，如果其中一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)損壞情況時(shí)，不會(huì)妨礙網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)營。在首次應(yīng)用新技術(shù)時(shí)，盡量選擇那些性價(jià)比高的服務(wù)器，以質(zhì)量作為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，盡可能的防止出現(xiàn)由于質(zhì)量事故而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)問題的現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 使用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要靠第三層功能來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)量和負(fù)載的分段。一定程度上能夠起到隔離故障的作用，也能夠讓網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行更加簡單化。計(jì)算機(jī)多層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是由接入、分布以及核心三個(gè)層次組成的。接入層一般都是指網(wǎng)絡(luò)中直接面向用戶連接或訪問的部分。接入層目的是允許終端用戶連接到網(wǎng)絡(luò)，因此接入層交換機(jī)具有低成本和高端口密度特性。分布層指的是接入層與核心層之間的連接界點(diǎn)，在實(shí)際的應(yīng)用中可以對邊界進(jìn)行定義，還能夠及時(shí)的處理潛在的數(shù)據(jù)包操作。核心層是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，通過它不但能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，還能夠按照邏輯水平劃分計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。

2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度的算法

2.3.1 傳統(tǒng)精確算法

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度算法應(yīng)用廣泛的是傳統(tǒng)方式，本質(zhì)上主要是通過圖論方式對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行簡化，然后在數(shù)值分析和概率統(tǒng)計(jì)的方式支持下對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最后求出結(jié)果。傳統(tǒng)精確算法主要包括：狀態(tài)枚舉法、容斥原理法、因子分解算法、特殊網(wǎng)絡(luò)法以及不交和算法等。

完全狀態(tài)枚舉法由于在方式上過于簡單，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度中能夠得到廣泛應(yīng)用，在完全列舉法下完成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)鏈路以及節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，對所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)狀態(tài)進(jìn)行核對，最終得到需求要素，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行；而不交和算法在進(jìn)行前需要一個(gè)前提，即對已知能夠滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的部件的集合、和網(wǎng)絡(luò)組成部件可靠度，在滿足以上兩個(gè)條件之后就能進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度計(jì)算。以下是網(wǎng)絡(luò)可靠度計(jì)算方法介紹：

（1）狀態(tài)枚舉法

狀態(tài)枚舉法求解網(wǎng)絡(luò)可靠度的主要思想就是通過枚舉的方式，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的條件下，將正常運(yùn)行的互斥事件Bi，i=1，2，3，4，...m來計(jì)算網(wǎng)絡(luò)可靠度。網(wǎng)絡(luò)可靠度Re可由以下公式求出：

（2）容斥原理

容斥原理法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度的基本原理是：將網(wǎng)絡(luò)可靠度表示為最小路集的并集，然后采用容斥原理去除網(wǎng)絡(luò)中相容事件交集，從而求出網(wǎng)絡(luò)可靠度。其中最小的路集就是一些鏈路的集合體，如果集合中任意一條鏈路從集合中移除，那么剩下的集合不能稱之為最小路集。

（3）不交積和法

不交積和法是一種運(yùn)用不交積和的定理，對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度進(jìn)行計(jì)算的方式，其中主要計(jì)算的思想就是將網(wǎng)絡(luò)可靠度表示為最小路集的并集，然后將這個(gè)并集轉(zhuǎn)化為不相交的項(xiàng)，從而能夠計(jì)算出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度。

2.3.2 現(xiàn)代智能算法

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍逐漸增大，計(jì)算機(jī)計(jì)算本身日益進(jìn)步與完善，并伴隨著其網(wǎng)絡(luò)鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目越來越多。傳統(tǒng)的算法不能滿足目前大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)需求，因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠度需要在現(xiàn)代智能技術(shù)的支持下發(fā)展，智能算法因運(yùn)而生。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)智能算法有：遺傳算法、蟻群算法、模擬退火算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法以及模糊遺傳算法等。

3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的實(shí)例分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也變得更加廣泛，為人們的生活帶來了一定的方便，但是在計(jì)算機(jī)的使用過程中，難免會(huì)因?yàn)檫@樣那樣的情況而出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題，所以就應(yīng)該對網(wǎng)絡(luò)安全性能進(jìn)行完善和提高。通常狀況下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)子系統(tǒng)的可靠性，需要依靠備份、冗余、容錯(cuò)以及集群等條件來達(dá)成，通過對數(shù)字地震觀測網(wǎng)的研究能夠發(fā)現(xiàn)，主機(jī)子系統(tǒng)的可靠性在其中扮演了重要角色，通過它能夠深刻的影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所以為了能夠?qū)?shù)字地震觀測網(wǎng)進(jìn)行可靠性的保護(hù)，需要采取以下兩種措施：

首先，應(yīng)該在主機(jī)房中建設(shè)兩臺(tái)服務(wù)器當(dāng)做主機(jī)進(jìn)行工作，對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持，就由這兩臺(tái)服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，并且要通過數(shù)據(jù)監(jiān)測的方式來監(jiān)視對方的運(yùn)作模式。如果其中一臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)問題導(dǎo)致不工作時(shí)，另一臺(tái)機(jī)器就會(huì)把不工作的部分承擔(dān)下來繼續(xù)工作，以保證正常工作不會(huì)被延誤，達(dá)到地震系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測的可靠性。不過如果讓一臺(tái)機(jī)器長時(shí)間進(jìn)行超負(fù)荷工作，必然會(huì)對計(jì)算機(jī)造成一定的損害，所以說相關(guān)人員還是應(yīng)盡快對損傷機(jī)器進(jìn)行修理，以達(dá)到正常運(yùn)行的目的，這個(gè)時(shí)候再把被接管的工作轉(zhuǎn)入到修理好的機(jī)器上，以減輕機(jī)器的工作負(fù)擔(dān)。

其次，應(yīng)該在地震局的機(jī)房內(nèi)對主機(jī)進(jìn)行分工，留出一臺(tái)機(jī)器作為主機(jī)，另一臺(tái)機(jī)器作為備份，進(jìn)行工作的過程中，主機(jī)進(jìn)行工作，備份機(jī)器可以用來監(jiān)視主機(jī)工作，以防止主機(jī)出現(xiàn)異常情況，如果當(dāng)主機(jī)已經(jīng)發(fā)生異常的情況時(shí)，備份機(jī)器立刻把主機(jī)的工作接管過來，在不耽誤設(shè)備運(yùn)行的情況下繼續(xù)工作，保證了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。當(dāng)主機(jī)恢復(fù)到正常狀態(tài)之后，管理員可以把備份機(jī)器的數(shù)據(jù)切換過來讓主機(jī)進(jìn)行操作，也可以把主機(jī)和備份機(jī)器的角色進(jìn)行互換，直接把現(xiàn)在的備份機(jī)器轉(zhuǎn)為主機(jī)。

4 結(jié)論

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)問題已經(jīng)取得了比較大的突破。就現(xiàn)階段而言，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性已經(jīng)作為一門學(xué)科被網(wǎng)絡(luò)界廣泛研究，相關(guān)部門也在建立更加完善的系統(tǒng)來完善網(wǎng)絡(luò)職能。本文首先對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的概論和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了簡單的總結(jié)，并提出了提高可靠性的具體方法，最后通過實(shí)例來體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高，為我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高方法的研究提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。