孟萍

武警北京市總隊參謀部 北京 100027

引言

在最近幾年發(fā)展中大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等一系列計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，都開始進(jìn)入到人們的日常生活，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為人們的生活帶來巨大便利。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中心第47次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》顯示，截止到2020年年底，我國利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行上網(wǎng)的網(wǎng)民數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了達(dá)9.89億，5年期間互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民數(shù)量上漲2倍，互聯(lián)網(wǎng)普及率已經(jīng)達(dá)到了70.4%，而且該數(shù)據(jù)還將會不斷上升。其中教育、醫(yī)療等關(guān)乎民生的在線平臺用戶數(shù)量已經(jīng)超過5億，這就說明計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)對人們的生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。但是與此同時計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所帶來的問題也日益突出，比如說計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。在我們?nèi)粘９ぷ髦薪?jīng)常會利用計算機(jī)設(shè)備進(jìn)行辦公、學(xué)習(xí)等，但是一旦網(wǎng)絡(luò)中斷，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗，甚至還有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。除此之外計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不可靠還有可能被不法分子竊取用戶信息，因此提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性十分有必要。

1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性定義

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由通信線路和多個計算機(jī)設(shè)備等連接在一起所形成的一個系統(tǒng)，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)設(shè)備之間功能獨立且位于不同的地理位置，而通信線路能夠打破地域限制將這些設(shè)備連接在一起從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通信線路之間有效實施數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤崾撬械臄?shù)據(jù)能夠遵循一定的通信協(xié)議。我國在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)方面發(fā)展較晚，當(dāng)前整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)展可以分為點對點、點對面、面對面和網(wǎng)絡(luò)交錯4個階段，逐步形成一個結(jié)構(gòu)完善、功能多樣的層次化系統(tǒng)。我國現(xiàn)在正在應(yīng)用的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有局域網(wǎng) LAN、城域網(wǎng)MAN、廣域網(wǎng)和無線網(wǎng)Wi-Fi4種類型。其中局域網(wǎng) LAN連接用戶數(shù)量少，連接范圍較窄，但是配置簡單，數(shù)據(jù)傳輸速率較快。城域網(wǎng)MAN適用于多種應(yīng)用場合，數(shù)據(jù)傳輸速率快，成本高。廣域網(wǎng)覆蓋范圍廣，數(shù)據(jù)傳輸速率慢。無線網(wǎng)Wi-Fi成本低，易安裝，操作簡單，但傳輸速率慢，誤碼率高，抗干擾性能差。

可靠性是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的一個基本要求，也是關(guān)系到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)長久發(fā)展的關(guān)鍵性因素。因此對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)行研究十分有必要。結(jié)合筆者自身經(jīng)驗，認(rèn)為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性指標(biāo)有：一是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的冗余性能。當(dāng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)某一部分發(fā)生故障時，冗余配置設(shè)備會投入到網(wǎng)絡(luò)中保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，通過冗余配置能夠保證用戶端與服務(wù)器之間的有效連接。二是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯性能。容錯是系統(tǒng)在故障時，能夠在保證繼續(xù)運(yùn)行的前提下，恢復(fù)錯誤的能力。三是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有環(huán)形、星形、總線形、混合形。不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有不同的網(wǎng)絡(luò)性能。當(dāng)前在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最為常見的是總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但是在該結(jié)構(gòu)下的系統(tǒng)可靠性比較差。四是管理者業(yè)務(wù)水平。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理者的安全意識和操作能力也會對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性產(chǎn)生影響。如果管理者的業(yè)務(wù)水平較低，無法及時對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和安全監(jiān)測，這樣會極大地增加安全事故發(fā)生頻率，降低計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2 計算機(jī)可靠性影響因素

根據(jù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特征等相關(guān)因素進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸交換設(shè)備都能夠?qū)τ嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性產(chǎn)生影響。

2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息都會傳輸?shù)娇蛻艚K端，客戶端也是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備，因此要想保證計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性，就需要對用戶的客戶端進(jìn)行維護(hù)[1]。比如說可以通過對客戶端設(shè)備的連接交互能力進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提升客戶端設(shè)備的交互能力。這樣在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時客戶端設(shè)備能夠接收多種不同的數(shù)據(jù)類型，從而有效提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2.2 網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備

計算機(jī)設(shè)備種類繁多，生產(chǎn)計算機(jī)設(shè)備及零部件的廠家也有很多，再加上計算機(jī)內(nèi)部本身就比較復(fù)雜，因此為了有效對網(wǎng)絡(luò)中的各項設(shè)備進(jìn)行有效管理，配置對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備十分有必要。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備中能夠利用在線檢測技術(shù)等對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實時檢測和分析，并智能化判斷計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，一旦發(fā)生運(yùn)行故障可以快速響應(yīng)，報告故障信息。在軟件管理方面技術(shù)人員還可以通過規(guī)范化的配置結(jié)構(gòu)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行優(yōu)化，提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有環(huán)形、星形、總線形、混合形。不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有不同的網(wǎng)絡(luò)性能。以總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例可知，該結(jié)構(gòu)簡單、成本低，只要在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間存在唯一的線路就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。但是在該結(jié)構(gòu)下的系統(tǒng)可靠性比較差，一旦通信線路發(fā)生問題就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸中斷。而星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為依據(jù)進(jìn)行傳輸，此時一旦其中的節(jié)點出現(xiàn)問題，則會影響到系統(tǒng)可靠性。因此不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所形成的系統(tǒng)的可靠性也不相同。

2.4 傳輸交換設(shè)備

傳輸交換設(shè)備是數(shù)據(jù)信號在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸所必需設(shè)備，該設(shè)備是保證數(shù)據(jù)傳輸暢通的關(guān)鍵所在。如果在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中不存在交換設(shè)備，這樣數(shù)據(jù)就無法實現(xiàn)有效傳輸。因此傳輸交換設(shè)備對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性影響較大。就目前來說在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸交換設(shè)備很容易受到外界因素的影響，從而對數(shù)據(jù)傳輸性能產(chǎn)生干擾，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時需要對傳輸交換設(shè)備進(jìn)行抗干擾設(shè)計。

3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性提升策略

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性需要基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、性能等多方面進(jìn)行綜合分析，制定有效提升策略。

3.1 雙冗余設(shè)計

隨著時間的變化，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備以及零件會發(fā)生老化等現(xiàn)象，降低設(shè)備使用性能，從而對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性產(chǎn)生影響。因此為了提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性就需要從技術(shù)角度進(jìn)行分析，全面評價計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的生命周期，并為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冗余設(shè)計，通過冗余配置確保計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置現(xiàn)狀，本文建議可以采用雙冗余設(shè)計。雙冗余設(shè)計就是在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上新增一組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，兩組設(shè)備能夠搭建新型雙網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在雙冗余設(shè)計下計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)從原來的單結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p結(jié)構(gòu)，這樣可以保證每一個結(jié)構(gòu)之間的連接點之間進(jìn)行有效連接[2]。這樣數(shù)據(jù)信息在傳輸時通過連接節(jié)點的作用進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，并利用節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较乱还?jié)點處。如果在數(shù)據(jù)傳輸時其中的一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)生變化，此時數(shù)據(jù)會直接傳輸?shù)搅硪唤M網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中，然后利用另一組網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這也就意味著當(dāng)其中的一組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生故障，冗余配置網(wǎng)絡(luò)會自動投入到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有效避免由于通信網(wǎng)絡(luò)作用對可靠性的影響。以某公司計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行分析，其在進(jìn)行設(shè)計時可以采用2臺 Cisco7206設(shè)備進(jìn)行冗余設(shè)計，并為設(shè)備提供冗余電源配置，這樣當(dāng)其中的一臺Cisco7206設(shè)備或者是電源發(fā)生故障時，另一臺Cisco7206設(shè)備或者是電源就可以投入到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。

3.2 容錯設(shè)計

容錯能力是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生故障時能夠自動對故障處理，恢復(fù)正常運(yùn)行的能力，通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯設(shè)計能夠減少由于網(wǎng)絡(luò)故障因素對計算機(jī)可靠性影響。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中的某一個模塊或者是零部件發(fā)生問題都有可能導(dǎo)致計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，此時計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容錯性能能夠有效解決故障。因此從技術(shù)角度進(jìn)行分析，對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯率進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，能夠有效提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行現(xiàn)狀，本文建議可以優(yōu)化計算機(jī)并行性主干和雙層網(wǎng)絡(luò)中心的設(shè)計，以期有效改善計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯率。了解并行性主干和雙層網(wǎng)絡(luò)中心的運(yùn)行規(guī)律，然后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行容錯設(shè)計，能夠更好優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計。

在容錯設(shè)計時首先需要保證各設(shè)備之間的有效連接。將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心有機(jī)連接在一起，然后通過并行連接的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，這樣可以保證數(shù)據(jù)能夠在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行并行傳輸，提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。其次對路由器的設(shè)備進(jìn)行連接方式設(shè)計。路由器作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行容錯設(shè)計至關(guān)重要。在一般情況下如果計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類型為廣域網(wǎng)此時在路由器設(shè)計時可以采用橋接數(shù)據(jù)傳輸方式。結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類型的不同對路由器數(shù)據(jù)連接方式進(jìn)行設(shè)計，可以有效提升設(shè)備的容錯性能，保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性。以某公司計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行分析，其在進(jìn)行設(shè)計時可以

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要從整體進(jìn)行把握優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開放性、系統(tǒng)性和層次性。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中結(jié)構(gòu)設(shè)計時不僅要求能夠?qū)\(yùn)行裝置進(jìn)行設(shè)置，還需要對網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，保證整體網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)性，從而為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要是以服務(wù)為目的，因此在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計。結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)現(xiàn)狀，本文建議可以采用分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計。分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就是將各項服務(wù)功能以模塊化、層次化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分[3]。同時在結(jié)構(gòu)劃分時還能夠?qū)τ绊懹嬎銠C(jī)性能的因素進(jìn)行排查，設(shè)置同步攔截功能，從結(jié)構(gòu)上提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

在分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)操作層、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)管理層等，這些不同層次之間又可以通過模塊化的方式將不同的實現(xiàn)功能進(jìn)行劃分。比如說在應(yīng)用層中可以將各項應(yīng)用程序放置在該層次中，并將各個程序之間進(jìn)行模塊設(shè)計，這樣既可以保證程序之間的獨立性，又可以保證所有的應(yīng)用程序都安裝在應(yīng)用層中，從而實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的層次化設(shè)計，提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

3.4 管理設(shè)計

在影響因素分析中可以了解到管理員的業(yè)務(wù)水平也是影響計算機(jī)可靠性的主要因素之一，因此要想提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性就需要從管理設(shè)計入手，從人員能力、管理軟件等方面提升管理水平。首先要提升管理人員能力。管理人員作為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實際操作者、管理者和使用者，其業(yè)務(wù)水平直接對網(wǎng)絡(luò)可靠性產(chǎn)生影響。管理人員需要培養(yǎng)自己的可靠性意識，從意識上了解到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響，然后在日常管理操作時能夠嚴(yán)格按照正確操作規(guī)范執(zhí)行。比如說定期對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行巡檢，了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，還需要定期對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行備份等。通過正確的操作規(guī)范，提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性[4]。其次要正確使用管理軟件。在管理軟件方面需要對針對管理系統(tǒng)設(shè)置對應(yīng)的通信協(xié)議，確保在通信協(xié)議下能夠?qū)崿F(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連，并安裝對應(yīng)的反饋系統(tǒng)，確保將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)及時反饋給管理中心，以便隨時進(jìn)行調(diào)整和完善。以某公司計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行分析，其在進(jìn)行設(shè)計時可以利用路由設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行安全控制，并通過搭建防火墻，利用防護(hù)墻的VPN功能對員工的接入方式進(jìn)行控制。管理員能夠?qū)崟r查看每一位接入員工計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)訪問情況，從而保證網(wǎng)絡(luò)可靠性。

4 結(jié)束語

在網(wǎng)絡(luò)信息時代下，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入到人們的日常生活，并對人們的工作、學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生重要影響，因此計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性十分重要。但是就目前來說我國在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面研究還不是很深入，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性還有很大的提升空間。本文通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性影響因素進(jìn)行分析，然后提出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性提升策略。經(jīng)過本文研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸交換設(shè)備都是影響計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的關(guān)鍵因素。因此基于研究本文從冗余設(shè)計、容錯設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及管理設(shè)計四方面提出提升對策，以期能夠有效提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性。