计算机网络可靠性方法思考

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1计算机网络简介

计算机网络是指通过网络将分布于世界各地、功能不同的计算机及计算机的外部设备联系在一起组成的计算机系统，然后通过网络通信和网络软件等实现资源信息的共享。计算机网络的发展经过了以下四个过程：第一代是以远程终端联机阶段的计算机网络，第二代是计算机局域网络阶段的计算机网络，第三代是计算机网络互连阶段的计算机网络，第四代是国际互联网和信息高速公路阶段的计算机网络。

2计算机网络可靠性的影响因素

计算机包括硬件和软件两部分，计算机硬件的可靠性和计算机软件的可靠性，保证了计算机网络的可靠性，一旦它们二者之一出现问题，都会影响计算机网络的可靠性，所以，要加强计算机硬件和软件的研究，提高计算机网络的可靠性，首先要对其影响因素进行分析。计算机网络可靠性的影响因素主要包括以下五方面，如图1所示。

2.1计算机网络拓扑结构

拓扑结构的选择对计算机网络的设计非常重要，所以拓扑结构对计算机网络的安全性十分重要。计算机网络的拓扑结构分为五种，分别为总线型、网络型、环型、星型及复合型。设计网络时，要根据计算机网络的具体要求具体选择。总线型结构的可靠性不太好，因为主干线缆决定这种结构的可靠性，主干线缆出现的任何故障都会影响整个网络系统；环形结构的可靠性较差，因为这种结构将全部的计算机连成环状，如果一台主机出现故障，就破坏了这个环形结构，使整个网络不能正常运行；星型结构的信息交换中心为汇聚点，如果汇聚点出现故障，网络将会瘫痪；网络型结构具有较高的容错性及冗余性，计算机两两相连，链路过多影响通信质量；但是一条线路出现故障不会影响整个网络系统的可靠性；复合型结构综合了以上各种结构的优点，因此，相对而言复合型结构的可靠性良好。

2.2计算机网络通信设备

计算机ISO/OSI网络体系结构分为数据链路层、物理层、传输层、会话层、表示层、网络层、应用层七层结构。位于数据链路层和网络层的常见通信设备主要包括路由器、网络接口卡及交换机，它们直接影响计算机网络的可靠性。网卡（网络接口卡）位于数据链路层，每块网卡都具有独一无二的MAC地址，其主要功能就是控制主机在网络中的数据通信，如果网卡的MAC地址被篡改就会影响计算机网络安全，杜绝产生这种现象的常用方法就是绑定和MAC地址相连接的通信设备的物理端口；路由器位于计算机网络体系的第三层，它是网络的重要组成部分，运行IP协议，它的主要作用就是确定网络上数据分组的最优传输路径，对路由器进行配置，可以使其具有防火墙的功能。路由器在网络通信中不可缺少，只有通过路由器，内网和外网才能进行数据通信，所以，路由器的可靠性直接影响计算机网络的可靠性。交换机位于网络体系结构的第二层——数据链路层和第三层——网络层，交换机大多数位于第二层，交换机物理端口和与其相连的网卡MAC地址呈映射关系，形成MAC地址表。交换机根据MAC地址表中计算机网卡的MAC地址对数据进行转发，一旦MAC地址表被冒充或者是损坏，交换机的物理端口就会对计算机的网络安全造成威胁，影响网络的安全性。

2.3计算机网络的终端设备

计算机网络的终端设备，主要包括终端计算机、扫描仪等。计算机网络终端设备的可靠性通常由其硬件和软件决定。硬件方面主要就是指CPU、内存等数据的处理能力，硬件设备的性能越优良其数据交换能力越强，数据的安全性越高；软件方面主要是指计算机的应用软件及操作系统，为了提高操作系统的稳定性，要定期进行杀毒和打补丁操作，这样可以消除潜在的安全隐患，对应用软件也要进行及时的更新和修补，防范其出现问题影响网络的可靠性。

2.4计算机网络的传输介质

网络通信传输必须经过网络传输介质进行，所以网络传输介质对网络的安全可靠性具有重要影响。网络传输介质比较常见的包括单模光纤、多模光纤和双绞线（五类线、超五类线和六类线），传输介质会影响数据传输速度及传输距离的长短。通常情况下，使用单模光纤可以达到1公里以上的传输距离，使用多模光纤可以达到500米以上的传输距离，使用双绞线只能达到100米以内的传输距离,双绞线的中六类线的传输速度最好，成本比光纤低的多，但是其传播速度比光纤要慢得多。因此，选择传输介质时要综合考虑传播速度、传输距离、成本等因素，并将网络的安全可靠性放在第一位。5)计算机网络的管理为了提高计算机网络的安全性，还要加强网络的管理工作。制定计算机网络管理的规章制度，加强各类设备之间的兼容性管理，加强工作人员对硬件设备和应用软件的定期升级和维护，实时监控计算机网络的运行状态，提高计算机网络的可靠性。

3计算机网络可靠性方法

3.1对计算机网络容错和冗余性进行合理的设计

计算机网络通常会采用冗余并行的网络形式进行容错设计，相对应的将两个计算机网络中心和用户终端及服务器进行连接，这样一旦发生网络故障，两个网络中心之间可以相互协调，不至于使网络瘫痪。此外，在选择服务器时，一定要选择容错性和可靠性都较好的设备，这样可以降低故障的发生率，保证计算机网络的安全运行。因为计算机网络的网点之间相互连接形成网络链路，通过网络链路传递信息。由于冗余设计是以单计算机为基础，所以单一网络和双网络都能实现信息的传递，在一定程度上提高计算机网络的可靠性。

3.2使用多层网络结构体系

计算机网络多层结构体系支持常见的网络协议，并对故障具有隔离的作用，因而可以在一定程度上降低故障的发生率，此外，它还可以实现负载分段和业务量分段。它的出现，在一定程度上简化了计算机网络的运行，这种结构体系集合了集线器和路由器，对计算机网络的兼容性较好。计算机多层网络由三层结构体系构成，分别为接入层、分布层和核心层。接入层。接入层被称为是计算机接入网络的起点，可以对用户的流量进行控制，控制形式主要是接入控制列表形式和访问控制列表形式。核心层。核心层在整个计算机网络中非常重要，既能访问不同区块、连接相应交换区块，又能快速的为相应区块提供数据包和数据帧，保证计算网络的稳定运行。分布层。在局域网中分布层的功能较多，既能实现计算机网络中工作组和部门级的接入，还能确定多点广播域网及广播域网在计算机网络中心联网中的位置。

4结束语

随着科学技术的发展，计算机网络的发展已经取得了很大的进步，从当前的情况来看，计算机网络可靠性对于计算机网络的发展非常重要，并且它已经成为了计算机专门系统科学，所以在以后要加强对计算机网络可靠性的研究，建立完整的理论和实践体系，不断提高计算机网络的稳定性，促进计算机网络的更快发展。

作者：宋国际 兰继明 李东燕 单位：河北民族师范学院