許業(yè)進　伍江華

【摘 要】本文從硬件故障、軟件故障兩方面分析計算機網(wǎng)絡故障類型，闡述基于規(guī)則推理、案例推理、機器學習等應用人工智能技術進行計算機網(wǎng)絡故障診斷，圍繞當前信息化技術發(fā)展動態(tài)，從準確定位、軟件維護、硬件維護、操作系統(tǒng)維護等方面論述計算機網(wǎng)絡維護方法。

【關鍵詞】計算機網(wǎng)絡故障 ?處理方案 ?網(wǎng)絡維護方法

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）03C-0183-03

計算機網(wǎng)絡故障處理及網(wǎng)絡維護，是指運用科學合理的技術方案，對網(wǎng)絡故障進行準確的判斷、處理、維護，從而有效減少異構網(wǎng)絡情況下網(wǎng)絡運營成本、人工維護成本，防止因為嚴重性故障導致連鎖故障，切實保障網(wǎng)絡運營的經(jīng)濟效益。隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，各種新興信息化技術的廣泛應用，越來越多的設備開始應用于互聯(lián)網(wǎng)當中，這導致計算機網(wǎng)絡故障類型開始持續(xù)不斷增多。與此同時，5G正式商用，對計算機網(wǎng)絡故障診斷、處理以及網(wǎng)絡維護提出了更高的要求。能否對計算機網(wǎng)絡故障進行精準的診斷，并采用針對性的處理方案、維護方法，關系到計算機網(wǎng)絡的安全性、穩(wěn)定性。本文分析計算機網(wǎng)絡故障類型，圍繞當前信息化技術發(fā)展動態(tài)，探索基于人工智能技術的計算機網(wǎng)絡故障診斷和維護方案，供同行參考與借鑒。

一、計算機網(wǎng)絡故障類型分析

（一）硬件故障類型

1.端口故障。端口屬于計算機網(wǎng)絡通信的主要載體，倘若端口保護措施使用不當，其在長時間使用進程中則容易受損，引發(fā)網(wǎng)絡故障。與此同時，因為操作者存在不當操作，會導致端口位置因為搖晃、接入錯誤等因素引發(fā)計算機網(wǎng)絡故障。

2.線路故障。光纖設備是計算機網(wǎng)絡傳輸?shù)闹匾d體，但因為光纖設備的特性，其本身也會受到氣候、天氣等各種影響的干擾，光纖因為年久失修，也會存在老化情況，其同樣是引發(fā)計算機網(wǎng)絡故障的重要因素。除此之外，計算機使用的各種線路亦會存在老化、短路等現(xiàn)象，無線網(wǎng)絡也會因為干擾產(chǎn)生穩(wěn)定性問題。

（二）軟件故障類型

1.路由器邏輯故障。路由器與交換機作為計算機常用的設備，其屬于單個計算機與網(wǎng)絡進行連接的重要載體，路由器一旦發(fā)生邏輯故障，也會導致網(wǎng)絡無法正常使用。一般來說，路由器邏輯故障主要表現(xiàn)為內(nèi)存占用過度、發(fā)熱過高或者參數(shù)錯誤等。

2.主機邏輯故障。如上文所述，當前計算機網(wǎng)絡、設備變得越來越復雜，因為各方面因素的影響，其也極為容易出現(xiàn)邏輯故障。如網(wǎng)絡適配器兼容性、IP地址沖突等，均會引發(fā)不同程度的網(wǎng)絡故障。

二、網(wǎng)絡故障診斷技術概述

（一）基于AI的故障診斷技術

基于AI的故障診斷技術，是伴隨人工智能技術而誕生的一種網(wǎng)絡故障診斷技術，其主要是利用人工智能技術所具有的AI性能，針對人類思維模式、解決問題流程進行全面的診斷，并將其應用于網(wǎng)絡故障。對于基于AI的故障診斷技術劃分，綜合參考專家模擬生成知識庫類型進行劃分，其主要包含以下幾種類型：基于規(guī)則的推理技術（Rule-based Reason，RBR）、基于范例的推理技術（Case-based Reason，CBR）、基于機器學習的診斷技術（Machine Learning，ML）。

（二）基于模型遍歷的故障診斷技術

所謂模型遍歷技術，指的是綜合利用運維管理系統(tǒng)，基于各個網(wǎng)絡元素存在的對應聯(lián)系，最先針對事件發(fā)起元素實施研究，以此來了解網(wǎng)絡故障最初產(chǎn)生的具體區(qū)域，以此進行故障傳播模型的建設。一般來說，模型遍歷通常適用于各個對象之間對應的拓撲關系為類似圖形，同時上述拓撲信息往往較為容易獲取。對于系統(tǒng)結(jié)構存在頻繁變化的對應場景當中，模型遍歷本身具有較為理想的魯棒性。

三、人工智能應用于計算機網(wǎng)絡故障診斷技術

（一）基于規(guī)則推理進行計算機網(wǎng)絡故障診斷

基于規(guī)則推理進行計算機網(wǎng)絡故障診斷屬于早期網(wǎng)絡故障診斷常用的一種技術方案，其主要是利用規(guī)則把人類領域?qū)＜覍脑\斷知識進行描述處理，利用“IF-THEN-ELSE”形式有效展示知識。從本質(zhì)層面看，其與AI技術較為類似，均是通過模擬人類處理網(wǎng)絡故障思路對網(wǎng)絡故障進行診斷，具體涉及的模塊包含推理引擎、規(guī)則庫、綜合數(shù)據(jù)庫、解釋器、規(guī)則獲取模塊以及人機交互界面等（見圖1）。該技術并不需要對底層系統(tǒng)實施分析，本身較為容易實現(xiàn)診斷控制。然而，基于規(guī)則推理進行計算機網(wǎng)絡故障診斷也存在一定的局限性，本身的新規(guī)則產(chǎn)生時間相對較為漫長，對于規(guī)則庫當中缺乏的規(guī)章，難以進行有效的診斷。正是因為上述局限性的存在，其在大型網(wǎng)絡應用方面的效果并不理想，而在變化少、小型網(wǎng)絡方面具有良好的適用性。

（二）基于案例推理進行計算機網(wǎng)絡故障診斷

顧名思義，基于案例推理進行計算機網(wǎng)絡故障診斷技術是對傳統(tǒng)經(jīng)驗的有效利用，即建立傳統(tǒng)經(jīng)驗的數(shù)據(jù)庫，在遇到網(wǎng)絡故障的時候，對比數(shù)據(jù)庫尋找解決方案。對應的思想主要源自現(xiàn)實生活，即人類在面臨問題的情況下，第一時間往往會回憶曾經(jīng)解決相關問題的措施，接著針對曾經(jīng)處理問題的措施進行優(yōu)化調(diào)整，并將其應用于當前面臨的問題，過去積累的有關情況稱作案例。對于各類網(wǎng)絡故障案例的實際診斷來說，其主要是通過五元組進行表示，Case={N，S，R，P，E}，當中N，S，R，P，E屬于五個有限非空集合，即分別代表網(wǎng)絡故障案例名稱、網(wǎng)絡故障征兆集、網(wǎng)絡故障結(jié)論集、網(wǎng)絡故障維修方案集以及系統(tǒng)狀態(tài)集（見圖2）。從故障檢索流程來看，其主要保障檢索數(shù)據(jù)庫、服用數(shù)據(jù)、修正方案、保存數(shù)據(jù)等流程。當中檢索數(shù)據(jù)庫主要是針對提前保存的經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫進行檢索，整理與網(wǎng)絡故障類似的各種數(shù)據(jù)庫，并與現(xiàn)實網(wǎng)絡故障進行匹配。倘若無法在數(shù)據(jù)庫當中找到相似的經(jīng)驗案例，系統(tǒng)開展相似度分析，匹配相似度最高的案例;復用流程主要指的是利用匹配案例分析，嘗試解決現(xiàn)實網(wǎng)絡故障;修正流程則是根據(jù)經(jīng)驗網(wǎng)絡故障、現(xiàn)實網(wǎng)絡故障之間的差異，嘗試對經(jīng)驗網(wǎng)絡故障解決措施實施修正;保存流程則是將現(xiàn)實網(wǎng)絡問題、最終解決方案存入數(shù)據(jù)庫。需要注意的是，基于案例推理進行計算機網(wǎng)絡故障診斷也存在一定的缺陷，即案例維護本身較為困難，再加上互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，要想有效檢索對應的案例，并對案例實施修正，其面臨的難度正在不斷增大。

（三）基于機器學習進行計算機網(wǎng)絡故障診斷

基于機器學習進行計算機網(wǎng)絡故障診斷則是利用機器學習算法，讓系統(tǒng)可以自動學習現(xiàn)有網(wǎng)絡故障存在的各類信息數(shù)據(jù)資料，且針對故障之間的關聯(lián)進行分析，在網(wǎng)絡發(fā)生故障的情況下，機器學習算法即能夠充分利用學習過的知識針對故障實施診斷，同時進行診斷結(jié)果的輸出（見圖3）。從具體結(jié)構來看，其所涉及的模塊包含故障診斷模塊、機器學習模型訓練模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及特征提取模塊等，根據(jù)系統(tǒng)功能的不同，對應的模塊也存在一定的差異性。正是因為基于機器學習進行計算機網(wǎng)絡故障診斷具有自動化特性，整個學習過程均由計算機進行控制，所以整個過程的人力資源成本得以大幅控制，其可以良好地適應復雜網(wǎng)絡故障診斷領域。如果網(wǎng)絡環(huán)境配置發(fā)生變化，系統(tǒng)可以利用相關模塊，對相關內(nèi)容進行學習、訓練，使得計算機網(wǎng)絡故障相關的知識保持動態(tài)更新的狀態(tài)。當系統(tǒng)完成更新，即可以準確地判斷最新的故障征兆，且伴隨AI技術的進一步發(fā)展，基于機器學習進行計算機網(wǎng)絡故障診斷，其本身的功能必然能夠得以有效拓展。

四、計算機網(wǎng)絡維護方法

（一）準確定位

在計算機網(wǎng)絡維護中，現(xiàn)階段選擇基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的計算機網(wǎng)絡故障檢測方案，其具有良好的適用性，能夠根據(jù)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中信息資料進行動態(tài)檢測，深入分析導致計算機網(wǎng)絡故障的對應因素，以此設計具有針對性的網(wǎng)絡維護方案。為有效維護計算機網(wǎng)絡，應先全面了解計算機網(wǎng)絡故障的特點，分別針對網(wǎng)絡故障的具體類型、檢查方法、具體處理方案等進行準確的判斷，同時研究預警性能與瀏覽網(wǎng)絡設備日志方面的內(nèi)容，綜合判斷對應的網(wǎng)絡故障類型、位置，為網(wǎng)絡故障維護奠定基礎。維護人員全面了解網(wǎng)絡中對應的軟硬件、故障類型等，才能夠在網(wǎng)絡發(fā)生故障時精準定位網(wǎng)絡故障。正常來說，為有效保證網(wǎng)絡故障的精準定位，需要盡可能全面的縮小網(wǎng)絡故障范圍，綜合利用多元化的測試工作，系統(tǒng)了解集線器指示燈的煽動狀況，同時根據(jù)相關信息記錄、案例分析，全面排除、測試相應的故障，從而有效明確故障類型，并根據(jù)故障成因制定針對性的維護方案。

（二）軟件維護

當診斷出網(wǎng)絡故障為軟件原因的情況下，則需要對軟件進行針對性的維護。一般情況下，軟件維護途徑主要包含計算機操作系統(tǒng)維護、病毒入侵阻止、防火墻設置、訪問權限設置、網(wǎng)絡資源備份等，同時還需要對軟件進行針對性的更新、升級。在對網(wǎng)絡故障進行排除、處理的同時，應避免因為軟件問題引發(fā)網(wǎng)絡故障的擴大。

（三）硬件維護

對于計算機網(wǎng)絡硬件的維護，其主要是對相關的硬件進行檢查，具體是檢查計算機外部，在排除故障的情況下，遵循先簡單后復雜的維護原則，分別對計算機電源、路由器、交換機、網(wǎng)線、接口等進行一一排查，明確故障之后進行維修或者更換，即能夠有效解決網(wǎng)絡故障。

（四）操作系統(tǒng)維護

計算機底層系統(tǒng)本身具有開源性，因而在使用中其必然會面臨各種漏洞。對于上述問題，應當定期檢查系統(tǒng)情況，以便于掌握系統(tǒng)更新動態(tài)，倘若發(fā)現(xiàn)最新的系統(tǒng)版本，應當綜合判斷該版本，掌握其屬于漏洞更新還是官方更新，當評定其為安全操作的情況下，應第一時間進行更新。除此之外，為有效保障系統(tǒng)安全性，在定期更新系統(tǒng)的同時，還應采用漏洞掃描方案，對系統(tǒng)漏洞進行動態(tài)的掃描，并根據(jù)漏洞制定針對性的修復計劃，從而有效避免系統(tǒng)漏洞的不良影響。從當前常用的系統(tǒng)掃描方案來看，可以通過端口掃描，即通過端口掃描系統(tǒng)掌握主機開啟端口、網(wǎng)絡服務狀況，并與數(shù)據(jù)庫存儲的有關漏洞實施匹配，以此分析漏洞。與此同時，在進行漏洞掃描的進程中，引入模擬黑客共計漏洞模式，利用模擬方式探索系統(tǒng)漏洞，最終根據(jù)漏洞制定修復方案?；谙到y(tǒng)層級的維護方案，以此掌握對應的漏洞信息，全面防止系統(tǒng)底層產(chǎn)生的各種攻擊，減少因為操作系統(tǒng)引發(fā)的網(wǎng)絡故障。

信息化技術的高歌猛進，互聯(lián)網(wǎng)用戶的規(guī)模與數(shù)量的爆炸式增長，互聯(lián)網(wǎng)當中涉及的信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾何倍數(shù)增長，使得互聯(lián)網(wǎng)服務組織與應用組織在管理、軟件以及硬件等諸多方面的成本持續(xù)攀升，能否有效處理網(wǎng)絡故障，對廣大人民群眾的生活、工作影響巨大。計算機網(wǎng)絡故障處理及網(wǎng)絡維護是一項系統(tǒng)、漫長、復雜的工程，需要充分結(jié)合計算機網(wǎng)絡故障發(fā)展趨勢，加大網(wǎng)絡故障診斷技術研發(fā)力度，密切結(jié)合網(wǎng)絡故障發(fā)展趨勢制訂針對性的維護方案、采取新興的診斷技術，保障計算機網(wǎng)絡故障的高效處理，切實保障網(wǎng)絡的穩(wěn)定、安全。

【參考文獻】

[1]葉衛(wèi)華.網(wǎng)絡故障診斷與排除實驗課程的教學改革實踐[J].電腦知識與技術，2019（23）

[2]王坤.淺析計算機網(wǎng)絡通訊技術故障原因分析及其處理措施[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（8）

[3]張月敏.探究計算機網(wǎng)絡流量異常的檢測和預測[J].技術與市場，2019（6）

[4]程虹.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的計算機網(wǎng)絡故障檢測方法及維護策略[J].電腦知識與技術，2019（7）

[5]劉秀彬.基于SOA方法的計算機網(wǎng)絡故障管理系統(tǒng)的設計與研究[J].電腦知識與技術，2019（4）

[6]梁濤.探索計算機網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的應用與故障處理[J].電腦迷，2018（6）

[7]韓金威.計算機網(wǎng)絡通訊技術故障原因分析與處理對策[J].數(shù)字通信世界，2018（5）

[8]郝少雷.試論當前事業(yè)單位計算機網(wǎng)絡維護存在的問題及對策分析[J].電腦迷，2018（3）

【作者簡介】許業(yè)進（1980— ），男，廣西玉林人，碩士，廣西電力職業(yè)技術學院建筑工程系講師，研究方向：高職教育、計算機軟件應用;伍江華（1982— ），女，廣西南寧人，在職研究生學歷，廣西電力職業(yè)技術學院建筑工程系講師，研究方向：建筑室內(nèi)設計、建筑模型設計與制作、平面設計。

（責編 王 一）