层次化网络设计精选(九篇)

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第1篇：层次化网络设计范文

Abstract: The hospital information system is essential technological back-up environment and infrastructure of modernized hospital，there is an application of computer network technology in hospital management． And the local computer network is the whole framework of system，loading all applications. Therefore the LAN platform is the foundation of a hospital information system． So it is considered that the network structure must have an advanced，extendable，stable，high available and secure architecture． This article，combining with the actual of hospital, discussed such different fields as its hierarchical design，network topology，redundant design，network movement environment，etc． while setting up the hospital network platform.

关键词： 医院局域网平台；层次化设计；冗余设计

Key words: hospital LAN platform；hierarchical design；redundant design

中图分类号：TP393.1 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）02-0178-03

0引言

随着网络信息技术的迅猛发展和日益普及，它已经逐步进入社会各个领域。现代化医院需要建成一个能够承载生命信息的网络平台。因为对医院而言，每一条医患信息都可能关系到患者的生命。医疗信息系统已经成为现代化医院的基本构成单元，而内部局域网作为医院运营的生命线之一，一旦中断，医院就有可能导致灾难性的后果。然而由于许多医院的网络在建设之初大多都没有预料将来网络的发展壮大程度，因此存在着先天的不足。如网络结构不合理，网点增加受限制；网络的可靠性差，网络设备的冗余设计不到位等，轻则容易造成网络瓶颈，重则甚至有可能导致信息系统大范围瘫痪。面对着如此庞大的网络冲击，如何利用网络技术提高我们医疗卫生行业的管理水平和服务质量，是非常现实的问题。

下面根据医院普遍存在的共性，探讨组建医院计算机内部网络的具体方案

1医院网络建设的需求及设计原则

医院信息化建设的目标是以病人为中心，在原有的基础上优化业务流程，保证医疗秩序，提高工作效率，在全院范围内的充分实现网络化管理。为医院的临床、教学、科研等提供及时、准确、完整的医疗信息，把以人为本的现代医学管理思想与计算机信息技术完美结合，为此医院网络建设要能满足不同层次应用的需要。

1.1 要满足群众反响最大的看病等待时间长和之后的付款取药时间长的问题，这就要求网络能够迅速访问以提供更好的医疗服务。保证大门诊量的正常访问。对内提高医院内部的效率，提高诊疗的成功率。

1.2 满足医院数据的安全性和可扩展性存储。其中包括对一些重要信息的保护，防止黑客和非法用户的闯入，以及HIS系统和PACS系统和LIS系统的海量数据的存储和传输。

1.3 要能满足医院对于整个网络稳定性的需求，尤其是关键节点的单个设备损坏或网络线路的单点失效不至于影响到整个大网的顺利运行，为方便有效地保护、管理和控制网络的各种资源，提供了良好的运行容错平台。

根据以上分析，为了实现医疗系统的信息化，必须建设一个快速可靠的医疗网络系统，以适应未来医院信息技术发展的需要，并能确保该系统在几年内保持一定的先进性。该医疗网络系统的建设将服务于关乎人命的现场医疗过程。所以医疗网络系统必须满足以下原则：①先进性，要高水平、高起点，采用先进成熟的网络概念、技术、方法与设备，既反映当今先进水平，又留有未来发展余地。②可扩充性，医院信息是比较复杂、全面的一个系统工程，各科室业务数据有很多交叉。并且系统是一个逐步发展的应用环境，在系统结构、产品系列、系统容量与处理能力等方面必须具有升级换代的可能。这种扩充不仅能充分保护原有投资，而且具有较高的性能价格比。③安全性，由于医疗机构存储了大量的关键性的数据，或需要保密的数据。一旦该信息被不法分子窃取，将会给医院带来重大的损失。因此医院要确保自身的网络安全，防止黑客和非法用户的闯入。④可靠性，医院的工作性质是工作时间长，数据量大，要求工作时的连贯性强。一旦网络瘫痪，会给医务人员和患者带来许多麻烦，因此，网络可靠性是网络正常运行的重要保证。

2网络的总体规划

2.1 网络的建设目标医院网络主要分为内网和外网两种。内网主要是实现信息共享，使信息存储、处理、传输能力得到大幅度提高，确保系统能够以更快的速度和质量为HIS、PACS、LIS等管理服务。外网主要通过路由实现对Internet的高效接入，以及与某些医院的专线互联、实现资源共享,便于员工进行资料查询和检索。医院计算机网络是典型的局域网，目的就是在内部实现各部门高效地对服务器进行访问，实现文件与资料共享，完成智能化办公系统的建设。因此在这里对外网不再敖述。

2.2 网络的技术要求整个网络要保证客户端访问服务器的实时响应，不允许出现网络瓶颈，需要构建一个高速可靠的和开放的千兆主干医院网络,百兆交换到桌面,保证网络24小时不间断运行。网络的整体架构应采用层次化设计，各关键节点坚持冗余设计原则，网络核心设备需支持多生成树协议以及虚拟路由协议VRRP，提供完善的双核心保障技术，从而确保网络的稳定性和扩展性。网络需支持三层交换，vlan虚拟局域网，同时支持SNMP等网络管理协议，为网络管理软件提供有效地技术支持。

2.3 网络类型的选择目前，可用于局域网（LAN）的技术有Ethernet（以太网）、FastEthernet（快速以太网）、Gigabit Ethernet（千兆位以太网）、Token-Ring（令牌环网）、FDDI（光纤分布式数据接口）和ATM（异步传输模式）。从网络应用、维护、安全和扩展方面而言，Fast Ethernet和ATM在实际应用中得到了广泛的采用。ATM是一种快速分组交换技术，它在WAN（广域网）上体现的强大功能和在LAN上的成功应用，均以事实说明了它的技术的先进性。在ATM 中，不同速率的各种数据，如语音、图像、视频都被分成标准的信元，以光纤作为传输通道，避免了以太网中的“广播风暴”，提升了网络的整体性能。但是ATM不兼容以往的以太网投资，其管理和操作有异于传统的以太网平台，故不适用于以太网的升级改造。同时，Gigabit Ethernet（千兆位以太网）技术已成为大型FastEthernet（快速以太网）的升级目标。虽然Gigabit Ethernett（千兆位以太网）因采用CSMA/CD的介质访问控制方式而广泛地存在着“广播风暴”的问题，但可以用更好的传输介质和交换设备予以克服，其突出的优点是兼容先前的设备投资，使医院的网络升级和应用更易进行，网络的可管理性和扩展性也很好。

3网络拓扑结构方案设计

网络拓扑结构的选择直接关系到医院网络未来的稳定与发展。为确保网络具有前瞻性，医院局域网应采用层次化结构设计，以适应未来网络的升级和拓扑结构的变化，为整个医院信息系统提供稳定的运行环境以及灵活的扩展空间。

在医院网络架构设计中引入层次化的网络设计理念，将医院基础网络系统层次性划分为多个逻辑服务单元。其目的在于：把一个复杂的网络结构分成一个个互连的网络元素，从而使网络节点和流量变得更容易管理。层次化的设计同时也使得网络的扩展更容易处理，新的子网模块和新的网络技术能被更容易的集成进整个系统中。

采用层次化网络设计模型进行设计工作，具有如下的优点：①使用层次化模型可以使网络成本降到最低，通过在不同层次设计特定的网络互连设备，可以避免为各层中不必要的特性而花费过多的资金。层次化模型可以在不同层次进行更精细的容量规划，从而减少贷款浪费。②层次化设计模型在设计中，可以采用不同层次上的模块化，模块就是层次上的设备及连接集合，这使得每个设计元素简化并易于理解，并且网络层次间交界点也和容易识别，使得故障隔离得到提高，保证了网络的稳定性。③层次化设计使得网络的改变变得更加容易，当网络中的一个网元需要改变时，改变的范围限制在整个网络中很小的一个子集中，对网络的整体影响达到最小。

层次化模型中最为经典的是三层模型，该模型主要将网络划分为核心层，汇聚层和接入层，每一层都有着特定的作用，核心层提供不同区域或者下层的高速连接和最有效传送路径；汇聚层将网络业务连接到接入层，并且实施与安全、流量负载和路由相关的策略；接入层为终端用户访问网络提供接入。

3.1 核心层网络设计核心层是网络的高速交换骨干，最直接的任务就是连接医院的服务器群，它承担着全网最大最集中的业务数据流量．同时还需要与外部网络建立连接．负责医院网络的整体互联和控制。由于其重要性，需要在设计中采用冗余组建设计，所选交换机要求具有高带宽，高性能和高可靠性，以满足大型医院多方面的要求。从性能和节约成本等综合考虑，应采用千兆多层交换机作为医院网络核心设备，推荐使用H3C的7500系列。此系列交换机支持包括802．1D、802．1W、802．1S在内的多种生成树协议以及虚拟路由协议VRRP，可完全保证链路快速收敛和负载均衡，提高系统容错能力，保证网络的可靠稳定运行，实施全网安全容灾技术。采用双电源、双主控、热拔插等关键模块配置。在设备正常时，两主控单元之间实时同步，一旦主用的控制单元出现问题，备份的控制单元立刻激活．此时用户不会受到任何影响，切换时间为毫秒级，充分保证了内网的高可靠性、高稳定性。

3.2 汇聚层网络设计汇聚层是核心层和接入层的分界点，提供基于策略的连接，具有实施策略、安全、工作组接入、VLAN之间的路由等多种功能，它承接着所有数据流量的转发，要求有高稳定性和高转发速率。医院门诊大楼，住院大楼，以及主要医技科室对应的汇聚层交换机均通过双链路光纤接入到核心。所用交换机应该是一款适用于高速交换和路由的核心三层交换机，推荐使用H3C的5500系列，此交换机也支持生成树协议以及虚拟路由协议VRRP，采用完全模块化的设计，支持以太网／快速以太网、铜缆双绞线／光纤等丰富端口选择，提供多个扩展插槽，能够满足此类网络的高端口密度需求。它支持模块热插拔的特性，能确保医院汇聚层网络的稳定运行。

3.3 接入层网络设计接入层是向本地网段提供工作站的接入。在接入层中，将汇聚层光纤接至接入交换机光纤端口，通过网络跳线将配线架网点与接入交换机端口相连，从而将客户端接入网络。推荐选用H3C3100交换机。该系列交换机支持ACL表的静态设置以及MAC地址与端口的绑定，实现对MAC的地址过滤；支持SNMP协议，可通过网管软件进行网络管理；支持高性能的虚拟堆叠技术，具有弹性的按需扩展设计。它们通过百兆超五类双绞线连接到桌面计算机，使得从网络的边缘到网络的中心形成完整的高速传输链路。

在这个三层架构的网络中。接入层设备主要进行PC主机、业务终端等设备的连接与控制，从源头上保证用户的合法身份和网络流量的正常；汇聚层设备则主要对网络中各个VLAN子网进行规划和控制，使网络中的流量更加合理，网络的核心设备依靠其高性能和高稳定性为整个网络创造一个理想平台。

4关键设备的冗余设计

冗余设计是网络设计的重要部分，是保证网络整体可靠性能的重要手段，当前的医院网，业务量的发展都超出了过去最乐观的估计，即使按照当时最优配置建设的网络，也会很到吃不消。尤其是各个网络的核心部分，其数据流量和计算强度之大，使得单一设备根本无法承担。

4.1 交换机及线路的冗余将医院网络结构进行层次化结构设计后，网络的关键节点非常明晰，只要对这些关键节点实施冗余即可有效的加强整个医院网络的可靠性。网络核心层和汇聚层均需要采用冗余双机配置。在核心层上，采用两台高性能、大容量的多层交换机，核心交换机之间采用聚合链路（Port Trunking），该技术可使交换机之间实现物理链路冗余和负载均衡。当两台交换机之间的一条线路出现故障时，传输的数据会快速切换到另外一条线路上进行传输，以使网络真正具备高容量、无阻塞、可靠的传输和优质的管理能力。在两台核心交换机上需外接一台专用服务器子网交换机，通过双路冗余与服务器组进行互联。这样可以分担带宽，减少核心交换机的端口占用，可为服务器组提供充足的端口密度。在汇聚层的每个区块，也分别采用两台相同千兆以太网交换机，做到汇聚层的冗余。核心层和汇聚层之间采用多条光纤连接，接入层的各交换机通过双链路连接到其汇聚层交换机上。万一网络中某条路径或设备失效时，冗余链路或冗余设备可以通过另一条物理路径实现冗余连接。为避免网络中环路的产生，各层交换机均开启生成树协议（IEEE802.1d）。

4.2 服务器的冗余网络服务器是医院信息系统的核心，服务器在网络中的位置直接影响网络应用效果和网络运行效率。服务器一般分为两类：一类为全网提供信息服务、文件服务和通信服务，为医院提供集中统一的数据库服务。它由信息中心管理维护，服务对象为网络全局，适宜放在医院信息中心；另一类是医院业务部门与网络服务相结合，主要由部门管理维护。如放射影像PACS服务器和检验科LIS服务器，适宜放在部门子网中。服务器是网络中信息数据流较集中的设备，这些数据的性质决定了其会有较大的被访问量，这就对服务器提出了稳定和快速的要求。为此，采用双机热备技术，此技术能够有效地满足核心服务器高效、稳定的要求，而且对于其他技术来说，也是比较有经济成效的技术。

5网络运行环境的选择

医院计算机网络是围绕医院信息系统组建的，信息系统的实现最终要落实到具体的网络操作系统、数据库系统、软件的开发工具等操作和开发平台。这些应用系统的选择，主要应注意其稳定性、安全性、易操作性、易管理性和易升级性能力。

目前比较流行的信息系统体系结构是客户机／服务器的结构模式。客户机／服务器网中至少有一台专用服务器来进行管理、控制网络的正常运行。所有工作站均可共享文件服务器中的软、硬件资源。客户机／服务器网运行稳定、信息管理安全、网络用户扩展方便、易于升级，易于对用户使用权限进行分级设定。它的缺点是需专用文件服务器和相应的外部连接设备(如集线器)，建网成本高，管理上也较复杂。这是一种适用于医院的构成方式，因为这种设计便于统一管理和共享数据库；网络的单个工作站故障不会影响到整个网络。

目前常见的局域网操作系统主要有NetWare、Windows NT Server和Unix三种。Unix虽然在性能、可靠性方面占有优势，但其只能兼容某些型号的专用芯片及服务器。NetWare操作系统的安全性很好，但市场占有率明显不高，第三方软件也相对缺乏。WindowsNT Server是一个功能非常强大的网络操作系统，能安全、简便地运行几乎所有的大众软件，Windows NT还支持多处理器操作，给网络提供了更高的可扩展性，为耗费内存较多的应用程序提供较多的内存。而且Windows NT Server在兼容性，价格因素，和市场占有率等方面均具有明显优势。综合考虑将WindowsNT Server作为目前医院网络的操作系统是一种不二的选择。

6网络安全

对医院信息系统来说，HIS、PACS的数据是至观重要的，因此，对这些VLAN用户的工作站均采用无光驱、无软驱、禁用USB并安有硬盘还原卡，只能通过内网交换机访问医院信息系统的服务器。接入层可使用MAC地址绑定，以防止未经授权的用户接入医院网络的子网、工作组等。通过安装防病毒软件和功能强大的网管软件，有效实现医院业务内部局域网的极强安全性。

7网络的日常管理

做好医院信息管理网络的日常维护工作，应遵循经常性、及时性、持久性的原则。只有天天保养、维护，才能保障网络系统处于最佳运行状态；只有及时排除故障，才能保证正常的医疗秩序。包括定期清理设备灰尘，定期巡查网络安全，如网络硬件设备是否报警，科室是否使用USB接口，机房空调是否正常等等。定期组织对操作人员培训学习，提高应用计算机水平。在对网络设备的变更，计算机工作站维修，系统软件的更新及数据库有重大操作时，都应该养成做好维修记录的习惯，这样有利于以后的经验总结。服务器是医院信息网络的核心，特别是晚上的值班时，一旦服务器出现不可预知的故障，若有维修日志，找到出现过该故障的类似情况，则能立即做出恢复，否则后果不堪设想。

为了使网络管理更加灵活，建议使用一套优秀的网络管理软件。好的网管软件能更有效地提高日常网络管理的工作效率。如：H3C Quidview它通过提供设备管理图、拓扑状态图、流量分析图以及网络节点监控，将网络管理工作量降到最低，并可通过矢量图的形式进行远程查看。系统还可自动生成图形化网络拓扑结构图，并且识别各种网络和设备，一目了然地查看整个医院网络拓扑情况。当发生网络故障的时候，系统还可以自动向网络管理员发出报警信号。

8结束语

综上所述，此方案对于医院局域网的稳定性、扩展性、安全性和管理性进行了较全面的考虑，为医院的日常工作提供了一个标准开放的网络平台，对于大多数医院普遍存在的种类繁多、数量庞大的各种信息化业务能给予可靠的支持，使建成的网络与医院的需求相匹配，完全融合到医院的业务活动中去。该网络可作为医院提高管理水平、优化工作流程、提高服务质量的重要手段，将使医院在高速、稳定、安全的信息网络环境下，走上可持续发展之路。

参考文献：

[1]雷震甲．网络工程师教程[M]．北京：清华大学出版社，2006：603-605.

[2]沈懿明，素仲良，朱铁兵．大型医院信息化网络平台的建设[J]．上海生物医学工程，2007，28（2）：121-123．

[3]束梅玲，王霞俊，沈浅等．企业网络组建与维护项目式教程[M]．北京：电子工业出版社，2010：202-204．

[4]张鑫，邵华民，唐龙凯．医院网络建设智能化管理的实践[J]．医疗卫生装备，2010，31（3）：98-99．

第2篇：层次化网络设计范文

关键词 NDC；IDC；互联互通；云技术

中图分类号 TP382 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0212-01

1 NDC概述

NDC（Network　Data　Center）：网络数据中心。相对于传统IDC，NDC引入了广域网络平台，并通过云计算、云存储技术，整合带宽、存储、计算能力等分散资源，构建集约化的运营商级综合内容服务平台，大幅缓解公司互联网出口成本压力，短期内以低成本极大丰富网内内容资源，改善用户服务质量，提高客户满意度，开辟新型网络增值服务，促进公司互联网业务的全面、可持续发展。

NDC是基于网络，为集中式收集、存储、处理和发送数据的设备提供运行维护的设施以及相关的服务体系。NDC提供的主要业务包括VPS，主机托管、资源出租、系统维护、管理服务，以及其他支撑、运行服务等。

NDC业务通过缓存内容方式分流出网流量，直接降低带宽成本或延缓带宽成本增长速度；提高公司主营业务的用户体验，改善服务质量，从而拉动主营业务；通过对部分重点业务的用户体验改善，提升品牌形象。

2 NDC系统逻辑架构

NDC涉及土建、电气、消防、网络、运营等多种系统。从逻辑功能上来划分，NDC可分为物理层、网络层、资源层、业务层、运维管理层5大逻辑功能模块，具体如下：

2.1 物理层

物理层是指为NDC业务运营所提供的一系列基本配套设施，主要为供电系统、消防系统、安保监控系统、综合布线系统、制冷系统以及内部装修和防雷与接地等系统，机房选址也须慎重考虑。

2.2 网络层

网络层由路由器、交换机、防火墙，IDS等数据通信设备和安全设备组成。网络层在整个NDC逻辑架构中属于IT基础架构，是开展NDC业务运营的基础。

数据通信设备在整个NDC运营中起到承上启下作用：一方面，它对外担负着NDC与外界其它网络系统互连互通的功能；另一方面，它对内承载着各种NDC业务系统。

安全设备部署在NDC各网络层内，防范NDC遭受来自外部互联网的攻击、保障NDC内部网络和业务的正常运行。

2.3 资源层

资源层是NDC业务运营的保障，资源层包括计算资源、存储资源、IP资源、带宽资源、机房空间资源等资源。资源层是NDC业务正常运营的基础。NDC业务通过各种资源的合理搭配来为全网用户提供服务。

2.4 业务层

业务层是NDC逻辑架构的核心要素，也是NDC业务价值的具体表现形式。它根据全网用户的访问需求，将各种资源进行合理的部署、有效的备份，保证业务运行稳定、高效。

2.5 运营管理层

运营管理层为NDC系统稳定运行、业务正常运营提供必要的各种支撑服务，主要包括网络管理、资源管理、用户管理、运营管理四个功能模块。

3 NDC网络设计原则

NDC部署可分为一级节点和二级节点，各NDC节点应具备丰富的互联网带宽资源、安全可靠的机房基础设施及网络设施、全方位的内部网络管理机制。

3.1 可运营

NDC要实现运营自动化，从而达到降低维护成本、减少故障时长、缩短故障处理时长的目标。

3.2 可靠性

可靠性设计包括：网络链路冗余、关键网络设备冗余和重要网络业务模块冗余。

在NDC网络系统设计中，关键网络设备冗余指所有关键设备均采用电信级的全冗余设计，如冗余的控制模块设计、冗余电源等。网络链路冗余指采用冗余网络设计，层次与层次之间采用全冗余连接。重要网络业务模块冗余指对重要业务模块如防火墙、交换机、流量清洗设备等，采用负载均衡、双机备份等多种冗余技术。

3.3 可扩展性

NDC网络设计应遵循TCP/IP管理办法层次化设计原则，采用多层次设计方式，具体可分为骨干网接入层、汇聚层、业务接入层。

每个层次应采用具有可扩展性的模块化设计，可根据NDC业务未来的发展方向和实际需求，进行灵活的扩展。

每个层次所选用的网络设备，应具有较高的端口密度，便于NDC扩容平滑过渡。

3.4 灵活性

NDC网络在向全网用户提供稳定服务的同时，可以灵活调整相关业务部署。

根据NDC业务的发展需要，NDC网络也可灵活扩展。

3.5 可管理性

NDC网络可提供多种管理信息，同时可提供完整的QoS保障功能。

3.6 安全性

NDC应有完整的安全策略监控体系，通过流量监控、IDS、防火墙、内容审计等多种手段实现全方位、多层次的监控、防护，保障数据传输的可靠、安全、高效和事件行为的可回溯性。

3.7 节能环保

NDC网络设计中，应从机房供电、散热、机房布局、设备选型等多个方面考虑降低能耗。

4 NDC网络架构设计

NDC网络架构设计采用层次化、模块化的设计方式，整个网络分成三层，分别为骨干网接入层、汇聚层、业务接入层。

4.1 骨干网接入层

骨干网接入层作为NDC和互联网互联互通的纽带，上联完成与CTTNET高速互联，下联负责与NDC汇聚层交换机互联。

4.2 汇聚层

汇聚层是业务接入层交换机的汇聚点，并上联到骨干网接入层核心路由器。安全设备如防火墙、负载均衡器、IDS、审计系统等宜布置在汇聚层，为NDC提供差异化服务和网络安全保障。

4.3 业务接入层

业务接入层对NDC中的服务器提供网络接入。

5 结束语

现今互联网普及，网络带宽大幅提升，如何给用户提供一个丰富的资源平台已成为各大电信运营商亟待解决的问题。将用户大部分流量需求留在网内，能有效提高网络利用率、降低网络成本，同时为用户提供高速服务，提升用户感知。NDC技术可以很好的解决这个问题，成为电信运营商的一大利器。

参考文献

第3篇：层次化网络设计范文

【关键词】万兆以太网　园区网

随着大型装配制造产业的发展，原有的设计、生产、管理方法已经被时代所淘汰，新型工业在研发、试制、生产的过程中越来越多的应用信息化技术，三维建模、立体仿真、工程制造管理等信息化手段促进了装配制造业的快速发展，然而信息化技术的实现需要一种新的技术提供更快更新的网络运行平台[1]，因此就孕育出了以太网技术，经过多年来的发展千兆以太网已经普遍应用于校园网、企业网和公用数据网中，而更高速的万兆以太网标准的制定已经完成，并且其制造厂商已生产出符合标准的设备，其符合当今网络使用的基本设计准则，必将被广泛应用。

一、万兆以太网（10GE）标准技术要点

以太网技术是当今使用最广泛的网络技术，从经典的OSI网络层次模型上看，以太网属于第2层数据链路层协议，万兆以太网(10GE)仍然属于以太网，与前几代（l0、100和1000Mbps）以太网性质相同，但万兆以太网使用IEEE802.3以太网介质接入控制（MAC）协议、IEEE802.3以太网帧格式和IEEE802.3帧格式，不需要修改以太网介质接入控制（MAC）协议或分组格式。所以，能够支持所有网络的上层服务，包括在OSI七层模型的第二/三层或更高层次上运行的智能网络服务，具有高可用性[2]、多协议标记交换和Web高速缓存等特点。

（一）万兆以太网的物理层特点

由于万兆以太网可作为LAN也可以作WAN使用，而在LAN和WAN中由于工作环境不同，对于各项指标的要求存在许多差异，主要表现在时钟抖动、比特差错率等要求不同，就此制定了两种物理介质标准。这两种物理层的共同点是:共用一个MAC层，仅支持全双工，省略了CSMAPCD策略，采用光纤作为物理介质。特点1：支持802.3MAC全双工工作方式，MAC时钟可选择工作在1G方式下和10G方式下，允许以太网复用设备同时携带10路1G信号。帧格式与以太网的帧格式一致，工作速率为10GbPs。万兆域以太网技术可用最小的代价升级现有的局域网，并与10P、100P、1000MbPs兼容，使局域网的网络范围最大达到40km。特点2:由于局域以太网采用以太网帧格式,传输速率为10GbPs，而万兆广域以太网采用OC-192C帧格式在线路上传输,传输速率约为9.58GbPs,所以万兆广域以太网MAC层有速率匹配功能。

（二）接口方式

万兆以太网作为新一代宽带技术，在接口类型及应用上提供了更为多样化的选择。局域网PHY(局域网接口)、城域网PHY(城域网接口)及广域网PHY(广域网接口)可以适用于不同的解决方案。万兆以太网在局域网、城域网、广域网不同的应用上提供了多样化的接口类型。在局域网方面，针对数据中心或服务器群组的需要，可以提供多模光纤长达300m的支持距离， 或针对大楼与大楼间园区网的需要提供单模光纤长达10km的支持距离。在城域网方面，可以提供1550nm波长单模光纤长达40km的支持距离。在广域网方面，更可以提供广域网，支持长达70～100km的连接。

二、万兆网的应用

（一）拓扑结构层次化

万兆网促进了网络结构层次化的发展，为了实现一个可管理的、高可用性的、高性能网络，会将万兆带宽的网络作为主干带宽，这样就自然的将网络分为核心层、分布层和接入层三个层次进行设计。在这种结构下，三个层次的网络设备各司其职又相互协同工作，从而有效保证了整个网络的高可靠性、高性能、高安全性和灵活的扩展性。其每一层的网络设备功能描述如下：核心层：提供高速的三层交换骨干核心层不进行终端系统的连接；核心层少用或不实施影响高速交换性能的ACL等功能。分布层：作为接入层和核心层的分界层，分布层完成以下的功能：本功能区VLAN 间的路由；IP地址或路由区域的汇聚；接入层：提供2层或3层的网络接入，通过VLAN定义实现接入终端的隔离。

（二）网络带宽设计

整体网络采用层次化设计分为三层，即：核心层、分布层和接入层，核心交换机之间通过10G（万兆）光纤冗余互联形成高速万兆核心层，各分布层交换机通过双万兆光纤冗余链路上联至核心路由交换机，各个接入交换机通过双千兆光纤冗余上联至分布层交换机，使网络具备高可用性、高安全性。如果网络对带宽要求很高，可以采用双万兆链路捆绑，甚至4个万兆捆绑互联，使网络主干达到40G的宽带水平，这样即实现了高带宽网络有保证了物理线路的冗余备份。

（三）核心网络区设计

如果要将万兆网的优点发挥得淋漓尽致，就必须将网络核心层的设计更加完善，核心层的主要作用是负责在各汇聚层设备之间的第三层数据交换和路由，需要有很高的处理交换能力和安全稳定性，因此需配置高性能路由交换机。另外，可以将多台核心交换机采用虚拟交换技术，虚拟为一台核心交换机，所有连接大大降低网络的复杂性并且大大提高网络的可靠性。核心交换机，每两台可互为热备份，大大提高了核心交换区的整体可靠性；另外一个更大的好处是可以做到了充分的负载均衡[3]，从而大大提高了整体网络的工作效率。

三、结论

论文简要介绍了万兆以太网技术的特点及万兆网技术常见的应用形式，并且归纳了万兆网技术的优点及由其带动相关网络技术，相信万兆网技术的发展定会使网络传输更加快捷，同时也将促进更为高端的网络技术发展[2]。

参考文献：

[1]王，王廷尧、万兆以太网技术(一)10GE标准[J]、中国无线电电子学、2003，6

第4篇：层次化网络设计范文

【关键词】计算机网络；可靠性；定义；措施

当今现代技术中，计算机网络占主导地位，它是国家的基础设施，也是实现优化和企业信息化的基本途径。计算机网络已经成为了人们日常生产生活中密不可分的一部分，深入到了人类社会的各个方面。而网络可靠性是计算机网络的基本要求。因此计算机网络可靠与否的问题，是目前使用者共同关心的话题。可靠性具有规模大、异构程度高等两大特点。本文就此从计算机网络定义和可靠性定义两方面，分析影响网络可靠性的各种因素，提出具体的解决措施，从而提高计算机网络的可靠性。

一、计算机网络和可靠性的定义

（一）计算机网络定义

计算机网络最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。从目的角度看，以传输信息为基础，由传输介质和通信设备组成。从用户角度看，就是一个能为用户提供自动管理的网络系统，能够通过整个网络调取用户所需资源。

从整体意义上来讲，计算机网络就是利用通信线路把不同地理区域的、具有独立功能的计算机与专门的外部通信设备，按不同形式互联成一个有强大功能的大规模化系统。从而使用户能够利用计算机，互相传递信息，共享资源。因此给用户带来方便快捷的服务，例如现在应用广泛的网络购物。总之，在当今社会中应用计算机网络的意义非常重大。

（二）可靠性定义

计算机网络的可靠性定义，其实就是计算机网络在规定的条件和时间下，能够满足各项要求和保持网络连通状态的能力。通过网络可靠性，计算机网络的拓扑结构能够在其中起着很大的作用。

随着计算机信息技术的普及，使用计算机的用户日益增多，涉及到了人们生产生活的方方面面，不仅是科研领域，就在日常生活中也有众多用户也依赖于计算机网络。然而，网络的生命在于可靠，可靠性是确保用户使用过程中的信息资源、数据等安全的关键。因此，网络一旦发生问题，随之带来的影响极大，因此要网络的可靠性必然要求得到保证。

二、影响计算机网络可靠性的因素

（一）网络设备对网络可靠性的影响

1.用户使用的设备

在网络系统中，用户终端是直接面对应用客户的，服务器端是使用网络系统功能和承载信息的最重要部分，直接关系到计算机网络的可靠性，而网络可靠性是实现网络功能安全和可靠的关键。只有保证了网络系统的稳定以及网络各功能的正常运行，才能提高计算机网络的可靠性。然而，用户终端的交互能力越高，其对于网络可靠性的要求就越高。

2.传输交换设备

在网络架设和布线过程中，应采用标准的布线系统和通信线路。网络布线时，到最后采用双线布置，以便应对故障时有备用的线路可以切换。用户终端通过网络集成器集中连入网络，集成器可以将连入设备出现的错误与网络分隔开，从而对计算机起到保护作用，这也就构成了网络可靠性的第一道保护，所以网络集成器为提高计算机网络可靠性起着重要作用。同时，要实现网络系统的正常运行，应保证网络系统有一定的冗余和容错能力。

（二）网络拓扑结构

计算机网络拓扑结构是影响网络可靠性的首要因素，网络拓扑结构一般分为环型、星型、总线型和混合型。一般大部分人都采用成本较低的总线型拓扑结构，结果造成系统瘫痪，其实它的可靠性相对而言比较差。所以对于不同的领域以及对网络的不同要求，应选择适当的网络拓扑结构，选择合理的网络拓扑结构是网络可靠性的前提。

（三）运用技术管理网络的影响

计算机网络的管理对提高网络可靠性也尤为重要。如今，计算机网络出自不同的厂商和开发网络系统，虽然具有一定的综合性，但结构性复杂，规模太庞大。所以对于网络的管理，应采用先进的技术，来采集网络运行中的部分参数信息。在管理软件的选择上，一定要保证软件适合自身使用并符合使用需要，从而更好的管理网络系统。其次，应配备正规的标准的网络结构，进而使其功能能够在最大程度上得到实现。在此基础上，培养具有专业素质和网络技术才能的管理人员，也是提高网络正常运行中的充分发挥作用的条件。

三、提高计算机网络可靠性的措施

计算机网络容错性设计的有效措施，迄今为止，还没找到一种能够完全消除网络故障的技术，只有通过综合多种容错系统设计方法，来提高对计算机网络可靠性。网络容错设计以“并行主干、双网络中心”为一般指导原则，从而实现网络容错性设计的合理性，主要依据以下几点：

（一）强调网络的容错性设计

1.计算机网络应该将并行的的网络形式以及冗余技术的方法为中心，将两个计算机网络中心分别接入用户终端和服务器，以此来避免意外状况发生时。网络中心能够在两个网络中心中相互协调。

2.在广域网范围内，对计算机网络设备中的数据链路、路由器、数据链路一律实行互联的形式，从而能够保证在意外情况发生时，其中任何一项设备出错不会影响到其他设备的正常运行。

3.将新技术应用到网络服务器中，如双机热备份、双机镜像、容错储存等技术。依靠先进技术来有效防范网络故障，同时增强网络的容错性和可靠性。

4.在网络设计中，采用具有热插热拔功能和模块化结构的网络设备，以便于在使用过程中如果某模块发生故障后，能够及时替换；提高网络系统的连续工作时间，从而达到提高计算机网络容错能力的效果。

5.在网络管理设计中，采用具有容错功能的操作系统，利用特别设计、多处理器、“还原精灵”等功能，将网络系统的故障得到很好的解决。

（二）双网络冗余设计

计算机网络中的这一设计起到了后备的作用，冗余设计主要是弥补单一的计算机网络，加一项备用网络从而构成双网络结构，用来实现网络的容错功能。在计算机双网络结构当中，各个网络点彼此相连，依靠网络链路传送信息。当其中一个网络出现故障，那么另一个就可以发挥后备作用，这样使数据得到了可靠的传输，确保了工作的顺利进行，从而保证了计算机网络自身的可靠性。

（三）计算机网络层次和网络体系的结构设计

在计算机网络中，大多注重具体的有形能见的网络设备进行维护和设计，往往忽略了那些无形的，不能看见的网络设备，如网络层次和网络体系结构，其实，在网络运行过程中，两者同样重要。只有合理地设计网络层次和体系结构，才能使得有形可见的先进网络设备功能得到充分发挥，显著提升网络的可靠性。针对网络层次设计应该是模块化的，这样才能应对日后随着网络技术的迅速发展，不断增加网络节点的问题。而多层次网络具有很大的确定性，易于查找和排除运行过程所出现的故障，从而方便了日常的维护工作。

（四）计算机网络的整个体系结构设计

以提高计算机网络的可靠性为前提，采用自顶向下的逐层选择方法，将计算机网络体系设计为网络操作系统、网络服务层、应用层、网络物理硬件层四个层次。通过这样的层次，完善计算机网络体系。网络操作系统层，代表着所有的网络软件，如：UNIX、NOS、windows、NT等；服务层主要是以网络形式提高服务，如电子邮件服务；应用层主要是满足网络用户需求，如办公自动化系统、决策支持系统、教学、教研系统等；网络物理硬件层是计算机网络硬件的拓扑结构，包括通信协议、拓扑结构、服务器、互联设备、介质访问方法等。真正了解清楚计算机网络体系各个层次，层层递进，使其构成一个完整的网络体系，从而进一步提升计算机网络的可靠性。

四、结束语

在当今科技飞速发展的时代，人类对于计算机网络技术的使用日益频繁，网络技术是现代化时代的产物，同时也是把企业转换成为信息化的一种方式。目前，计算机网络已经成为了各个领域中无法割裂的基础性设备。基于计算机网络对于人类的重要作用，网络的可靠性，已经成为了目前对计算机网络系统的基本要求。只有有了可靠的计算机网络，才能使得我们的工作在顺利进行的同时受到安全的保障。这就要求我们在实际的工作中，采取一系列的有效措施，避免在使用计算机网络过程中遭受各种干扰，保证计算机在使用过程中的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]林思一.提高计算机网络可靠性的有效策略[J].信息系统工程,2011(11):107-108.

[2]朱粤杭.关于提高计算机网络可靠性的方法分析[J].科学时代,2012(3):188-189.

[3]李向明.浅析提高计算机网络可靠性的方式[J].新课程学习(学术教育),2011(5):296.

第5篇：层次化网络设计范文

关键词 网络工程;实习基地;教学模式;开放式教学

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)22-0117-02

为了加强培养网络工程专业学生的工程实践能力、工程意识、创新能力,我校计算机科学学院和网络管理中心联合成立了西南石油大学网络工程实习基地(以下简称“实习基地”)。初步解决了网络工程这样实践性很强的专业的学生学习理论知识较多,而实践动手的机会相对较少的问题,并初见成效。

1 实践教学的指导思想

实习基地面向的主要服务对象是学校计算机、电子、通信等涉及到网络专业课程的学生,在网络工程专业中进行初期试点。主要是提高学生在知识认知、实践技能与管理和实际操作能力等,进而把他们培养成具有实际专业管理能力,并能够直接进行网络设计、安装、调试的工程技术型人才[2]。其实践教学的指导思想如下:

1) 提高在校大学生的创新能力、实践能力和创业精神,符合国家教育部提出的高等教育要重视创新教育的要求[3]。

2)从单纯传授知识向培养学生具有发现问题的能力、获取知识的能力、创新与创业的能力转变,提倡自主式学习、合作式学习、探求式学习。

3)坚持该专业培养方向为目标,进行分层次、模块式训练,达到符合实际工程项目的训练目的。

4) 模拟真实的工程项目环境, 让学生面临一个专业工程师的职业环境。

2 实践教学体系的设置

2.1 基本技能训练

通过系统分析网络工程专业的内在联系,合理安排训练项目的设置与内容,以建设网络基础架构知识为出发点,为学生搭建一套满足各种局域网交换和广域网路由测试需求的基础网络平台,使他们可以熟悉网络基本协议,学习组网设计,模拟各类实际环境,排除网络故障等,亲身体验所设计网络的高速连通性、高可靠冗余等特性,完成从认识、熟悉到设计、排错等多种培训和实验,熟练掌握网络实用技术。面向学校计算机、电信、通信类学生,开设的训练项目的主要内容如下:

1)网络操作系统安装和基础操作

掌握对应用网络服务器操作系统是网络工程专业学生必须掌握的基础技术和技能。开设这项实验目的是让学生们了解UNIX、Linux 等操作系统安装前的准备工作,掌握安装过程,熟悉其工作界面、基本操作和常用命令。我们采用了VMware软件构建虚拟实验环境,指导学生完成Solarris、Red Har Linux9操作系统的安装,以及基本操作和基本命令的训练。

2)网络基础应用的训练

架设网络基础应用服务器是网络工程专业今后在实际工作中需要掌握的基础。针对专业课程对这些基础网络应用服务理论和技术作为讲授的内容,并开设了架设DNS服务器、架设SAMP服务器、交换机操作技能训练等实验:

在此实验中,学生们能掌握交换机ACL的QOS的配置;交换机STP的基础配置;STP附加属性的配置;生成树模式的配置;网管服务器的安装和配置;交换机远程管理策略;交换机综合组网设计。

2.2 项目设计与综合训练

作为创意设计与制作综合训练,主要面向具有一定专业知识并对工程实践有兴趣的高年级同学。在给定材料和一些基本元器件的情况下,学生可自主设计、自主加工制作零件或组装成简单的产品。学生通过本层次的训练,充分发挥学生的自主创新能力,给学生的个性化发展、创新思维的训练提供一个平台。

2.2.1 网络实验的结构设计

我们在网络实验中开出了系统LINUX和UNIX的安装和基础操作、架设DNS服务、架设FTP服务器、架设WEB服务器。

2.2.2 安全实验

实验目的:让学生了解防火墙是网络安全的第一道防线,而与防火墙相配合的IPS/IDS、VPN等设备和技术,则能充分弥补防火墙只能在IP层抵御网络攻击的不足。如何防范非法用户的接入,如何为不同部门、不同类型的应用、不同的人员提供不同的网络访问控制权限,成为内部网络安全的关注点,涉及交换机VLAN技术、ACL技术、终端用户认证等多种技术。

2.3 综合素质训练

本层次是面向工程素质、实践能力学有余力、对科技创新有浓厚兴趣的学生。可分为以下几个方面:

1)毕业设计与科技创新大赛如机械创新设计大赛紧密结合,既避免了毕业设计的纸上谈兵,增加了学生的科技创新能力,大大提高学生的综合素质,又让学生在知识结构、能力、素质、特长诸方面得到个性化的锻炼。

网络工程实习基地为学生生产实习和毕业设计提供了一个非常好的实践平台,至今为止,已为三届毕业生提供实习场所,学生们在此掌握了网络建设的初步设计,为毕业后就业打下了良好的基础。并完成了毕业设计《远程服务器进程管理》通信工程、《校园网络服务平台的设计与实现》电信工程、《网络信息安全――反垃圾邮件网关研究》电子信息工程、《DNS服务器在多出口校园网中的应用》电子信息工程、《校园网FTP服务器的设计与实现》电子信息工程、《校园网防火墙的研究与设计》通信工程专业、《校园网带宽优化的研究与设计》通信工程。

2)学生在学校教务部门申请到大学生的业余科技创新项目后,到网络工程实验习基地中在老师的指导下进行项目的研制。[4]

3 网络工程实习基地实践教学模式的探索

开放式教学模式可分为教学内容的开放、时间与设备的开放。中心在这些方面均做了一些有益的尝试和探索。

教学时间与设备的开放有助于学生统筹安排时间,主要表现在:

1)便于学生自主性的学习,利于学生个性化的培养。

2)实践内容与实践教学目标的协同性。

4 结论

为培养学生的工程实践能力、创新能力,基地构建了多层次开放式的工程实践教学体系,在培养创新性人才方面取得了较好的实效。在基地成立不到一年多的时间,在大学生创新设计大赛中,我校的一些参赛作品都是在基地中完成,并取得了较好的成绩。如:在2008年的由四川省团委组织开展全省第三届大学生“锐杰杯”网络设计大赛中,派出的两支团队同时获得了三等奖。

参考文献

[1]卢中宁.网络工程专业实践教学的改革[J].科技信息(科学 教研),2008-5-15.

[2]罗丽萍,郭烈恩.工程训练立体化教学体系的构思与实践 [J].实验技术与管理,2006,23(5):100-102.

第6篇：层次化网络设计范文

关键词：计算机网络 可靠性 提升策略

中图分类号：TP393.06 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)02-0206-01

改革开放至今，我国的快速发展为世人所瞩目，计算机在我国的发展迎来了新纪元，已经被应用于各个领域当中，计算机网络的可靠性问题随即成为了人们关注的焦点。对计算机网络可靠性的提升策略进行分析，来保障计算机网络的安全可靠运行，对于我国信息现代化的发展具有积极的现实意义。

1、计算机网络可靠性概述

计算机网络是计算机技术和通讯技术发展到一定阶段的产物。所谓计算机网络可靠性，指的是在特定环境（操作方式、维修方式、温度、湿度、负载及辐射等条件一定）和给定时间内，计算机网络对于所需业务的完成能力。纵观其定义，可以看出，计算机网络的可靠性是由给定时间、特定环境和完成业务能力三部分共同决定的。计算机网络可靠性是对计算机网络运行能力的有效反应，是实施计算机网络设计与规划的重要参考。当前社会，计算机网络可靠性的问题已经非常突出，如若一旦发生计算机网络故障，其影响和危害是十分巨大的，且涉及经济、政治、环境、生活、文化等各个领域。

2、计算机网络可靠性影响因素分析

2.1 网络设备因素

网络设备作为直接面向用户的终端设备，其对于计算机网络的可靠性有着重要的影响。通常情况下，终端设备的交互能力较强，其对应的计算机网络也表现出较强的可靠性。任何事物都是在发展中逐渐完善的过程，当前，我国的在计算机网络设备方面虽然已经比较完备，但网络环境的复杂性和实际应用中不确定因素的存在，使得对于网络设备在计算机网络可靠性的影响方面占据着重要地位。

2.2 传输交换设备因素

传输交换设备是计算机网络的重要组成，承担者数据信号的接收与传输，是保障计算机网络连接畅通的关键所在。传输交换设备在对计算机网络可靠性的影响上表现出的隐蔽性较强，对于其所导致的网络破坏和干扰难以排出，且需要付出较高的代价。

2.3 网络管理因素

通常来讲，计算机网络均是由不同厂商生产与开发的网络系统搭配相关的机械设备所构成的，具有综合性强、结构较为复杂、规模较为庞大的特点。因此，在实际的计算机网络运行当中，实施有效的网络管理十分必要，是降低信息丢失、实现信息正确传输、故障的及时查找与排除的重要保障。

2.4 网络拓扑结构因素

所谓网络拓扑结构，指的是计算机网络中，各部件连接的主要方式，其对于计算机网络可靠性亦有着重要的影响。可以说，网络拓扑结构是对计算机网络影响因素进行分析的必要前提，是计算机网络可靠性得以保障的重要基础。

3、计算机网络可靠性的提升策略

3.1 强调计算机网络容错性设计的合理性

计算机网络的容错性具体从以下方面来实现合理性设计的：第一，采用冗余且并行的网络形式，在两个计算机网络中心上分别连接服务器和用户终端，从而对计算机网络安全进行有效的防范，避免意外情况的发生。如若有意外发生，两个网络中心亦可以进行彼此的相互协调；第二，在计算机网络设备当中，路由器、广域网、数据链路一律实行互联的形式，从而保证当任一设备发生故障时，不会对其他项设备的运行产生影响；第三，将新型技术应用于网络设备的服务器当中，选用具有高可靠性、强容错性的服务器，以先进技术为依托，来对网络故障问题进行有效的防范。

3.2 实施双网络冗余设计

这一设计的目的在于起到后背设备的作用，冗余设计主要指的是在基于单计算机网络的基础上，再进行一项备用计算机网络的设计，从而构成双网络冗余设计。计算机网络结构当中，所有网络点均相连，依靠网络链路，可完成信息的及时传送。无论是单一路网还是双网络，计算机都可正常运行，而这一设计则可在任一网络发生故障时，仍然保证计算机的正常运作，从而进一步提高了计算机网络自身的可靠性。

3.3 注重对计算机网络层次结构和体系结构的设计

计算机网络既包含有形的、看得见的先进网络设备，也包含无形的、看不见的网络体系结构和网络层次结构。虽然后者对于网络用户来讲，缺乏实体效应，但其在网络运行中的重要性方面则等同于网络实体设备。因此，在实际设计当中，应当注重对计算机网络层次结构和体系结构的合理性设计，保障无形架构的可靠性，从而促进整个计算机网络可靠性的提升，使网络设备应有的作用得以充分发挥。

3.4 构建层次布局的计算机网络体系

设计计算机网络体系为网络服务层、应用层、网络物理硬件层、网络操作系统层四个层次。通过这样的层次设计，来逐步对计算机网络体系进行完善。服务层的作用在于提供网络服务，如电子邮件、数据库等服务；应用层的作用在于对网络用户需求进行满足，如教学、教研系统、办公自动化系统等；网络物理硬件层是计算机网络硬件的拓扑结构，包括拓扑结构、服务器、通信协议、介质访问方法、互联设备等；网络操作系统层则是软件方的代表。明确计算机网络体系各个层次的作用和内涵，强调设计的合理性，层层递进，使其构成一个完整的网络体系，从而进一步提升计算机网络的可靠性。

4、结语

随着信息技术的进一步发展，人们对于计算机网络的可靠性将有着更高的要求，借鉴上述内容，将计算机网络可靠性提升策略应用到实际中来，进一步提升网络可靠性，从而使计算机网络的运行更加合理、科学。

参考文献

[1]黄婕.如何有效提高计算机网络的可靠性[J].计算机光盘软件与应用,2011(5).

[2]唐潍.浅谈提高计算机网络可靠性的途径[J].计算机光盘软件与应用,2011(7).

[3]赵文娟.计算机网络可靠性优化对策[J].中国外资,2008(7).

第7篇：层次化网络设计范文

1概述

计算机网络系统的安全性和可靠性主要是指在系统限定的时间和范围内实现指定功能。它是计算机网络系统运行的关键。计算机网络可靠性优化设计是保证网络安全的基本要求，它关系着网络程序和系统的顺利运行。计算机网络的可靠性主要包括以下几方面的内容：①网络的抗破坏力；②计算机网络的连通性；③计算机网络的生存能力；④计算机联网模式下系统软、硬件工作的时效性。针对上述内容，应不断加强对计算机网络软件可靠性的优化设计，保证计算机网络的运行安全。计算机网络的可靠性作为网络综合性能的评价标准，对其进行必要的优化可以降低事故发生的概率，提高元器件设备的安全性。

2设计原则

计算机网络可靠性主要是针对硬件设备和网络软件在故障时提供的连续，而可靠性设计也可以理解为安全可用设计。网络系统可靠性设计原则主要包括以下几点：①合理调配计算机网络软硬件设施、设备。②选取良好的网络链路介质，保证网络宽带的运行速度。③计算机网络需要具备强有力的互联功能，支持各种版本、格式的通信协议。④应用网络拓扑开放式结构，充分保证网络系统的先进性和时效性。⑤秉承节约、合理的原则。在计算机网络可靠性优化设计中，要充分利用当前的网络资源，科学、合理地发挥现有软件、硬件、布线和设备设施的功能、效用。⑥采取具体措施保证网络信息、安全产品和技术方案的设计，保证整个程序的安全性，从而切实保证网络系统运行的平稳性和可靠性。⑦构建多重保障系统，层层保护免疫，相互补充。如果一个保护屏障被击破，剩下的保护防线依然能够保证信息数据的安全性和可靠性。⑧提高网络技术员的专业素质，加强培训指导，让他们养成良好的职业习惯，并定期维修检测网络程序系统。

3计算机网络可靠性优化设计

3.1上网络冗余设计对于计算机网络冗余设计，主要的做法是在计算机上添加备用网络，将计算机冗余系统连接到计算机网络共享中心，形成多网交织的结构。计算机与备用网络执行各自的职责任务，运行期间可以实现数据交换共享。通常情况下，冗余网络能够同步传输信息，主系统控制运行状态。当主系统正常运行时，冗余系统不会执行控制权限；当主系统出现故障时，冗余的备份网络系统将会启动控制权接替故障部位，维持系统的稳定性，保证计算机网络的运行安全。该设计能够保证信息数据传输的稳定性，确保计算机网络的安全性和可靠性。但是，在实际工作中，常常会因为费用过高而无法实现设计的全部应用。鉴于此，仅对核心设备或故障多发部分进行冗余配置，以实现计算机网络冗余设计效益的最大化。计算机网络冗余设计如图1所示。

3.2容错性设计计算机网络容错设计的实质是允许计算机网络中出现错误的设计，即将计算机网络互相连接，将用户端与服务器连接于计算机网络外，将边缘连接至网络中心，形成闭合回路，保证网络出现故障时相关设备还能够继续保持正常的运行状态。容错性系统应用了多级容错技术后，当发生故障时，在容错技术的保障下，无需停止运行中的系统，也无需立即检查、维修。在计算机网络容错性设计中，应秉承节约、合理的设计原则，充分考虑容错技术的适应状况和使用场合。因为随意使用容错技术会增加计算机网络的成本，浪费资源。容错技术通常应用在关键位置上，以减少故障对计算机网络系统的影响。采用这种方式可以进一步降低网络技术故障的风险概率，节省网络可靠性设计成本。

3.3计算机网络层次、体系结构设计为了保证计算机网络使用的安全性，网络层次、体系和结构的优化设计是非常重要的。当今时代，网络数据容量和信息负荷日益增大，计算机网络层次结构也朝着多层次的方向发展。多层次结构设计包括核心层、接入层和分布层。核心层属于网络核心，负责数据交换，如果这一层发生故障，就会导致全网崩溃。因此，为了保证核心层设备在稳定的状态下发挥其功能，应在网络可靠性设计中应用高端设备。接入层主要负责控制用户流量、控制和过滤访问状态。作为网络的第一道屏障，接入层的设计要求并不高。

4结束语

第8篇：层次化网络设计范文

关键词：CIMS工程；网络支持；研究

中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 14-0000-01

CIMS Engineering Network Support Research

Zhang Lei

(Xiaogan University,Xiaogan432000,China)

Abstract:Currently,the state support the enterprises to develop new technologies,and give considerable financial support,this paper discusses the implementation of the State CIMS enterprise technical support,analysis the research progress for business in CIMS technology.

Keywords:CIMS engineering;Network support;Research

国家不断的资助企业对新技术的开发，并与企业签定研究和开发的合同来保证新技术的进展和质量，以CIMS工程为例，企业根据自己的实际情况和通过CIMS技术的实施获得提高劳动生产力的最终目的。

一、CIMS工程的概况

所谓CIMS工程是指由计算机网络或者数据库分系统、工程设计分系统、产品数据管理(分系统、企业资源计划分系统等四个部分组成的一项工程，主要包括：

（一）工程设计(CAD)分系统概念。采用二维绘图设计，并且引进了三维设计软件，逐步应用在新产品的造型设计、总体设计以及结构设计等工作当中，在很大程度上加快了设计开发的进程、提高了设计的质量、优化了产品的设计、缩短了产品的开发周期。

（二）产品数据管理(PDM)分系统概念。采用产品数据管理系统和图档管理系统，有效地解决设计流程、技术资料规范化以及技术信息传递的流畅，保证数据的安全性、完整性和保密性。

（三）企业资源计划(ERP)分系统概念。企业的资源计划系统主要采用ERP系统，分批对各部的数据实施了管理。在基本完成各分系统的应用之后，对整个项目的系统集成进行安装和调试，使得整个系统可以集成运行。

二、CIMS工程的网络结构

CIMS工程网络的联网设备类型非常的广泛，大、小型主机微处理器等等，不仅在数量上非常多，而且它们各自所处的环境条件也是不一样的，因此给CIMS工程的网络结构构建造成了比较严重的困难，一般情况下主要有以下几种构成的形式：

（一）以主机为中心互联的结构。以主机为中心的网络结构是多层次的，在每一个层次上的设备都可以作为其下层次设备的主机，这样一层一层的连向中央的主机。要知道层内的通信必须要通过其上层的主机才能完成，尽管这种方法非常简单，但是仍然存在多终端主机、内层通信较少的情况下才能使用的情况，也就是说这种结构的适用范围非常的狭窄。

（二）多层次子网络互联的结构。CIMS的层次是多种多样的，服务的对象和服务所处的环境也是各不相同，采用具体的最优子网络结构，每个层之间的子网路通过路由器相互连接，构成总线型的网络结构，这种结构也是多层次的，但是各个子网路结构之间充分考虑到了实际的要求，因此在灵活性和局部性能上都有所提高，这种结构也是目前所广泛应用的结构。

（三）集成型网络互联的结构。利用一条高速共享的介质构成总线型结构，把CIMS办公自动化设备和工厂生产自动化控制设备相互连接起来。这种结构省去了使用路由器的麻烦，对于引入虚拟的单元控制技术来说非常的方便，所谓虚拟单元是指单元控制器和设备相连，并且根据应用的实际需求动态组合设备，在同样设备的基础上实现不同生产单元的功能。这种结构在简化结构的条件下，能改善系统的动态性能和柔性，但是必须将办公自动化的局域网和工业控制的局域网相连，因此，这种结构还有很多的技术问题需要解决。

三、CIMS工程的子网络技术支持

（一）生产经营管理子网络。生产经营管理子网络的技术支持很简单，主要是CIMS的生产经营分系统覆盖了整个市场预测、生产计划、经营决策、各级生产作业计划和生产技术准备、销售、供应、成本、设备、技术、人力资源等功能。主要是通过对信息的处理实现对企业生产经营活动进行计划与控制的最终目的。在一般情况下采用终端主机网络形式来构成这类子网络。

（二）工程技术数据通信网络技术。目前，工程技术通信联网一般使用面向设计者的CAD工作站满足相互之间性能交换以及提高速度的要求。比较常见的计算机类总线型令牌分网以Appollo公司的CAD系统为主要代表，而局域网主要以Sum公司的CAD系统为代表。

（三）工厂的主干网络。工程监控管理数据传输的系统位于生产环境中，有着管理和控制制造系统流程的双重作用，它的传输内容比较广泛，传输的信息类型也很多，要求自然也就比较高，必须要依赖于功能强大的工业控制类站点等局域网的支持，承担着制造单元与整个车间之间的信息交流，工业控制局域网的工作，主要是调动各个制造单元的设备层作为共同生产目标去互相协同操作，而所谓的主干网络是指连接CIMS各个自子网络之间通信的干道，因此，它必须具有标准、完善的功能体系。当前网络协议有MAP/OSI、TCP/IP等标准，其中的MAP／0SI最能够满足工业制造的要求，但是仍然处于开发阶段，而TCP／IP网络协议以及相当成熟，并且在当今社会广泛的应用着。

（四）生产设备级通信联网。生产设备级通信包括生产设备内部和生产设备之间的通信。主要围绕零部件为中心，制造单元为基础，应用分层控制来实现制造的自动化，也就是采用工厂―车间―制造单元―生产设备这个组织结构形式。而生产设备通信联网的形式一般面向单元控制机的一点一点连接和站点对等式总线互联的结构。

结语：CIMS是一个开放的系统，它与所处的环境密切相关，因此，在CIMS的实施过程中要充分考虑到环境因素的影响。与其说CIMS的开发是技术问题，不如说它是一个管理问题，它可以从新的组织管理模式中不断的吸取有益的思想和信息，为CIMS的开发和实施在管理方面打好基础。

参考文献：

[1]刘婷婷.浅谈CIMS工程网络支持技术[J].电脑知识与技术.2009,（20）

[2]房亚东,何卫平,秦钟宝,王苏安.支持网络化制造的制造执行系统的研究[J].计算机应用研究,2006,（5）

第9篇：层次化网络设计范文

【关键字】集中化；智能化；创新性；网络运维

1、概括当前电信运营商的发展局势

社会的不断发展最终促成了电信运营商全业务竞争格局的形成，加剧了全业务领域之间的竞争。当今时代下人们对网络的需求不断加大，网络不仅要覆盖在每一个角落，同时还要保证网络的速度、稳定和安全，基于此，网络运维工作量也在不断增加。在这种大背景下，提出"向四网协同发展转型、做好流量分配、全面推动集中化的网络维护管理"、"基于客户感知的端到端业务实现的横向一体化，网络全生命周期的纵向一体化"、智慧运维、智慧管理、智慧支撑和智慧培育，统筹兼顾，降本增效的管理要求。

2、网络运维的概念

网络运维管理也就是由相关部门负责对网络日常运营的管理工作，这其中主要包含了业务系统和运维人员。网络运维管理主要包括了以下几项内容：

（1）设备管理。对相关设备的日常运行状况进行监控管理，此外，还要着重关注组织怎样依据服务等级协议标准为客户提供满意服务。所要管理的设备包括：网络设备、服务器设备以及操作系统等。

（2）数据储存与管理。对系统和业务中产生的数据进行集中式管理、储存、备份和修复。

（3）业务管理。所谓业务管理就是对企业自身重要性业务系统进行监督和管控，重点针对业务系统中的关键成功因素和绩效指标关注。

（4）资料管理。也就是针对企业中需要统一宣布或根据个人制定的相关资料的管理以及公共信息的管理。

（5）资源资产管理。对企业中各个重点系统的资源资产变动情况管理，这些资源资产可能是物理存在的，也可能是逻辑存在的，关键是都和财务部门有一定的关联。

（6）信息安全管理。信息安全管理中信息覆盖的范围比较广泛，当前对信息安全进行管理时主要根据相关国际标准进行。

（7）日常工作管理。主要是针对相关工作人员日常工作的内容、职责以及绩效考核标准等进行管理安排，用于规范和监督工作人员的工作态度。

3、智能化网络运维体系的创新设计原则

3.1管理平台的统一性与开放性

在设计时应重点考虑各个设备资源的集中式监控和管理，确保其统一性才能保证其有效性，如：网络设备、主机、数据库、应用资源等等。还要具备基础结构、业务服务、性能、告警、资源以及用户权限等方面的管理能力，其中要设置主机与应用可以批量发现的功能。管理平台的设计要根据相关标准进行，建立开放性的平台进行管理，以便完全符合业界相关标准。此外还要提供管理接口，这样方便对各个资源进行集中管理，设置开放式的接口为用户使用提供便捷，还能扩展系统管理范围。

3.2保证告警监控的集中化、智能化

通过对集中化维护体系、标准化工作流程以及信息化的方式和专业的人才团队的依附成立完善的集中化监控机制，采用制定花的监控系统对各种告警进行深入分析，及时发现性能问题进行自我处理，通过告警标准化规则、告警关联规则、工程告警标示、自动派单规则、抑制重派等，将原始告警有效缩减。立体化监控，由单一专业网络设备监控向网络与营帐、网络与事件、跨专业立体监控转变，监控角度更全面（图一）。

3.3管理系统的安全性

只有保证了安全，才能确保工作的顺利开展，所以要设置专门的管理平台对自身的安全性进行保障。设计网络运维管理系统时要确认系统是否安全，比如：登录失败次数权限设置；各个组件在传递信息时需要通过密码验证；提供完整的策略和框架，并能适应组织的变化，灵活地设定管理人员的角色及权限；对用户名、密码等关键信息；用户登录时间限制等等。

3.4模块化结构和扩展性

电信网络运营商的业务范围会在发展过程中不断扩展，所以在设计过程中要对管理平台的扩展性进行全面思量：针对管理功能的扩展，在设计时可以在网络设备和主机的管理基础上进行数据库和业务服务的扩展设置；此外还需要具备良好的功能扩展性，这样在需要扩展管理模块时能够顺利进行。这样能够有力保证现有资源资产的安全性。

3.5集中化、智能化方式优化网络

通过专业管理人员以及远程协同和过程管理等途径，全面完善优化集中式体系。不断总结专家经验，形成了多种类型、场景，针对不同问题的自动优化模型，快速发现全网级、网元级、小区级问题，并迅速处理，使原来以周、天为单位的优化周期缩短到现在的以小时、分钟为单位，整体优化效率提升了好几倍。

4、网络运维管理平台的实践效果

4.1平台部署架构

想要网络整体的数据、资源、主机、应用以及各项设备的管理和维护得到保障，通过网络运维管理体系的建立（图二），这些问题迎刃而解，同时还更好的保证了数据中心的各种生产业务系统的安全性。一般网络运维管理体系主要分为了三个层次，每一个层次都是分成了不同的模块，三者之间的管理时处于松耦合状态。层次与层次之间的沟通都是通过API接口。每一个不同的层次也分为多个关键模块，模块与模块之间都是松耦合的关系，修改一个模块不会影响其他模块。这个层次结构包括：（1）被监控层（2）数据处理层（3）展现层。

4.2应用效益

通过创新网络运维体系，使得当前网络中数据中心各项资源得到了统一监督和管理，管理人员可以通过权限设置有效对自己范围内的资源进行保护，网络运维管理体系能够二十四小时不停息的工作，通过智能化分析监控，能够及时的发现问题并进行警告，还能够规则梳理提升维护效率，通过梳理自诊断、自处理规则和向导式告警自处理流程、网络优化向导、优化评估模型，总结专家经验和知识库，节约维护人员费用；运维的自动化水平提升，系统能够实现50%的网络自动日常优化，60%的告警自动处理，较大程度实现维护工作自动化，提高工作效率，维护人员数量降低，有效节省网优、监控人力成本。通过知识共享学习，网优、监控人员整体能力提升，高级网优、监控人员占比提高，提升组织的精英化水平。

参考文献：

[1]李红云. 江苏联通贯彻落实创新驱动发展战略--省市一体化网络运维体系[J]. 江苏通信，2015，03：20.