论文部分内容阅读
摘 要：现如今计算机已经成为人们生活工作中不可缺少的重要工具，全球都已经进入一个全新的计算机信息时代。在计算机技术的发展推动下，计算机通信技术也得到了快速的发展，同时通信需求也越来越大。为了满足社会的通信需要，计算机通信网的可靠性也需要得到不断的提高。现本文就来对计算机通信网的可靠性设计进行研究，以供参考。
关键词：计算机；通信网；可靠性；层次化；设计
与传统的通信技术相比，计算机通信技术具有更大的应用优势和应用范围，已经成为当前以及未来的主流通信技术。在此情况下，计算机通信网的发展就备受业界关注。由于计算机网络本身具有一定的先进性与复杂性，且运行环境中的风险因素较多，因此如何保证计算机通信网的安全性与可靠性就从成为了人们最关注的问题。现如今影响计算机通信网可靠性的因素有很多，我们应当从这些影响因素入手分析，对计算机通信网进行有效的层次化可靠性设计，以下本文就对这些问题进行探究分析。
1 影响计算机通信网可靠性的主要因素分析
要想保证计算机通信网的可靠性，首先就要能够明确影响计算机通信网可靠性的因素主要有哪些，并在此基础上加以防范，从而提高其可靠性。在此笔者认为，目前影响计算机通信网可靠性的因素较多，这是由其所处的环境复杂性所决定的。但总的来讲，主要可以体现在三方面：
1.1 计算机因素
通信网的实施和运行是以计算机为载体的，若计算机本身不够安全可靠，而通信网也就很难实现可靠性。而计算机因素又可以分为硬件因素和软件因素两种。硬件因素是指计算机通信设备的硬件设施是否能够保证正常运行，其所处的工作环境条件是否能够支撑其正常运行等等，软件因素则是指计算机通信设备的软件运行系统是否正常，是否对其做好维护管理工作等等。这些都会对计算机通信网的可靠性产生很大影响。
1.2 网络因素
网络系统是进行连接不同通信设备，实现信息传输和通信的重要系统，网络的维护是否合理，运行是否正常也是影响通信网可靠性的关键因素。而影响网络可靠运行的因素又包括终端设备是否处于正常工作状态、网络设计是否合理、网络技术管理人员是都对网络组织实施有效性管理以及用户使用网络过程中对业务提出的性能要求等等。尤其是网络组织是否有效合理更是影响网络能否正常运行的关键因素，因此在计算机通信网的可靠性设计中，要特别注重对网络组织的设计与管理维护。
1.3 现代智能技术的应用
近年来，现代智能技术逐渐广泛应用于计算机通信网技术中，有效的提高了通信设备的运行可靠性，并且极大的扩大了设备的交换系统容量，实现了网络结构的精简化，并提高了路由调度的实时性，降低了故障对网络运行的影响。但是同时智能技术的应用也在很大程度上增大了设备与系统的复杂性，若系统出现故障，影响范围会扩大，并且随着通信网设备种类的不断增多，其内部结构会越来越复杂，增大了计算机通信网可靠性性设计的难度。
2 层次化的计算机通信网可靠性设计
基于计算机通信网的结构系统较为复杂，所涉及的影响可靠性因素较多，因此笔者建议将计算机通信网的进行层次化处理，即将网络划分为不同的层次或模块，使复杂的网络结构化为若干个相对较为简单的模块层次，并分别进行可靠性设计，这样不但能够在很大程度上降低设计成本，且有利于更好的管理通信网系统，实现快速的故障排除，还便于实现进一步的业务扩展。在具体的层次化划分时，可以将计算机通信网分为接入层、分布层与核心层三个层次。
2.1 接入層
接入层主要负责用户对网络资源的访问，用户通过集线器和交换机接入网络。其中，集线器在OSI模型的第一层进行工作，因此所有与集线器连接的设备共享同一带宽。而LAN交换机则在OSI模型的第二层工作，其中，每一个端口都是一个独立的冲突域，也就是说，通过交换机连接的多个设备可以同时发起对话，而不会相互影响。与集线器相比，LAN交换机在性能上更具优势，这是由于在转发单播流量时，LAN交换机仅会将流量从已经得到认可的端口发送出去，而集线器却无法进行这一识别，仅能进行无差别发送。
根据网络状况的不同，等实际情况，交换机的选择也应有所区别，其中如：大概的端口数量、端口种类及速率要求、对VPN等相关QOS业务的支持能力等，这些问题都需要仔细的考量。
2.2 分布层
作为接入层与核心层的连接部分，分布层主要具备以下功能与特性：
（1）提供到接入设备与核心设备的冗余连接。（2）通过对访问请求的过滤，以及优先级划分、业务排队等手段实现策略。（3）进行高效的连接汇总，将多个低速连接汇集到更为高速的核心连接上。（4）智能的选择接入层与核心层间的路由，当接入层与核心层使用不同的路由协议时，分布层负责在不同的路由协议间重新发布路由信息，并在必要时过滤路由信息。（5）路由汇总，当IP地质规划方案合理时，分布层可以对路由进行汇总，从而用汇总路由代替整个网络中一些作用较小的细节路由，使路由表中仅有汇总路由，进而有效的缩小路由表，大幅度的降低了路由器的内存需求。从而降低路由信息的更新，进而减少其对网络宽带的占用率。
2.3 核心层
作为整个分层设计的核心，核心层为整个计算机通信网提供了高速的网络主干。为了保证核心层的处理速度，在核心层一般不会执行过滤功能。除此之外，核心层具备以下功能：
（1）通过核心层提供高速低延迟的数据链路与相应设备，可以在骨干网上更为快速的进行数据的传输工作。（2）为提高计算机通信网的可靠性与实用性，核心层可以通过提供荣誉设备与链路消除网络中的单点故障。（3）通过快速瘦脸路由协议，核心层可以对网络变化做出迅速的反映。此外，在发生网络故障时，路由协议可以通过在冗余链路上配置负载均衡模式来调用备份网络资源。
由于核心层设备通常采用背板结构，因此在选型时必须对其结构、带宽等因素进行考量。在处理时，应注意核心设备应具备较高的性能、速率以及可靠性；具备强大的网络控制能力；为便于日后的升级、扩展，必须能够准确的进行定位；同时要拥有良好的可管理性。
3 结论
从上述分析得知，计算机通信网在运行的过程中，能够对其运行可靠性与稳定性造成影响的原因有很多，包括计算机本身的相关因素、网络因素以及技术因素等。在此情况下，要对计算机通信网的可靠性进行设计应当采取有针对性的方法，以确保计算机通信网的可靠运行。本文中所提出的层次化设计方案是一种相对较为可行的可靠性设计方法，但是随着计算机通信网所处环境越来越复杂，现有的可靠性设计方案还需要进一步的优化完善，以适应计算机通信网的可靠性要求。
参考文献
[1]韩卫占.通信网网络管理控制系统可靠性及其评价研究[J].西安电子科技大学学报，2008，35.
[2]张晓杰.提高计算机网络可靠性的方法研究[J].计算机工程与设计，2010，31.
关键词：计算机；通信网；可靠性；层次化；设计
与传统的通信技术相比，计算机通信技术具有更大的应用优势和应用范围，已经成为当前以及未来的主流通信技术。在此情况下，计算机通信网的发展就备受业界关注。由于计算机网络本身具有一定的先进性与复杂性，且运行环境中的风险因素较多，因此如何保证计算机通信网的安全性与可靠性就从成为了人们最关注的问题。现如今影响计算机通信网可靠性的因素有很多，我们应当从这些影响因素入手分析，对计算机通信网进行有效的层次化可靠性设计，以下本文就对这些问题进行探究分析。
1 影响计算机通信网可靠性的主要因素分析
要想保证计算机通信网的可靠性，首先就要能够明确影响计算机通信网可靠性的因素主要有哪些，并在此基础上加以防范，从而提高其可靠性。在此笔者认为，目前影响计算机通信网可靠性的因素较多，这是由其所处的环境复杂性所决定的。但总的来讲，主要可以体现在三方面：
1.1 计算机因素
通信网的实施和运行是以计算机为载体的，若计算机本身不够安全可靠，而通信网也就很难实现可靠性。而计算机因素又可以分为硬件因素和软件因素两种。硬件因素是指计算机通信设备的硬件设施是否能够保证正常运行，其所处的工作环境条件是否能够支撑其正常运行等等，软件因素则是指计算机通信设备的软件运行系统是否正常，是否对其做好维护管理工作等等。这些都会对计算机通信网的可靠性产生很大影响。
1.2 网络因素
网络系统是进行连接不同通信设备，实现信息传输和通信的重要系统，网络的维护是否合理，运行是否正常也是影响通信网可靠性的关键因素。而影响网络可靠运行的因素又包括终端设备是否处于正常工作状态、网络设计是否合理、网络技术管理人员是都对网络组织实施有效性管理以及用户使用网络过程中对业务提出的性能要求等等。尤其是网络组织是否有效合理更是影响网络能否正常运行的关键因素，因此在计算机通信网的可靠性设计中，要特别注重对网络组织的设计与管理维护。
1.3 现代智能技术的应用
近年来，现代智能技术逐渐广泛应用于计算机通信网技术中，有效的提高了通信设备的运行可靠性，并且极大的扩大了设备的交换系统容量，实现了网络结构的精简化，并提高了路由调度的实时性，降低了故障对网络运行的影响。但是同时智能技术的应用也在很大程度上增大了设备与系统的复杂性，若系统出现故障，影响范围会扩大，并且随着通信网设备种类的不断增多，其内部结构会越来越复杂，增大了计算机通信网可靠性性设计的难度。
2 层次化的计算机通信网可靠性设计
基于计算机通信网的结构系统较为复杂，所涉及的影响可靠性因素较多，因此笔者建议将计算机通信网的进行层次化处理，即将网络划分为不同的层次或模块，使复杂的网络结构化为若干个相对较为简单的模块层次，并分别进行可靠性设计，这样不但能够在很大程度上降低设计成本，且有利于更好的管理通信网系统，实现快速的故障排除，还便于实现进一步的业务扩展。在具体的层次化划分时，可以将计算机通信网分为接入层、分布层与核心层三个层次。
2.1 接入層
接入层主要负责用户对网络资源的访问，用户通过集线器和交换机接入网络。其中，集线器在OSI模型的第一层进行工作，因此所有与集线器连接的设备共享同一带宽。而LAN交换机则在OSI模型的第二层工作，其中，每一个端口都是一个独立的冲突域，也就是说，通过交换机连接的多个设备可以同时发起对话，而不会相互影响。与集线器相比，LAN交换机在性能上更具优势，这是由于在转发单播流量时，LAN交换机仅会将流量从已经得到认可的端口发送出去，而集线器却无法进行这一识别，仅能进行无差别发送。
根据网络状况的不同，等实际情况，交换机的选择也应有所区别，其中如：大概的端口数量、端口种类及速率要求、对VPN等相关QOS业务的支持能力等，这些问题都需要仔细的考量。
2.2 分布层
作为接入层与核心层的连接部分，分布层主要具备以下功能与特性：
（1）提供到接入设备与核心设备的冗余连接。（2）通过对访问请求的过滤，以及优先级划分、业务排队等手段实现策略。（3）进行高效的连接汇总，将多个低速连接汇集到更为高速的核心连接上。（4）智能的选择接入层与核心层间的路由，当接入层与核心层使用不同的路由协议时，分布层负责在不同的路由协议间重新发布路由信息，并在必要时过滤路由信息。（5）路由汇总，当IP地质规划方案合理时，分布层可以对路由进行汇总，从而用汇总路由代替整个网络中一些作用较小的细节路由，使路由表中仅有汇总路由，进而有效的缩小路由表，大幅度的降低了路由器的内存需求。从而降低路由信息的更新，进而减少其对网络宽带的占用率。
2.3 核心层
作为整个分层设计的核心，核心层为整个计算机通信网提供了高速的网络主干。为了保证核心层的处理速度，在核心层一般不会执行过滤功能。除此之外，核心层具备以下功能：
（1）通过核心层提供高速低延迟的数据链路与相应设备，可以在骨干网上更为快速的进行数据的传输工作。（2）为提高计算机通信网的可靠性与实用性，核心层可以通过提供荣誉设备与链路消除网络中的单点故障。（3）通过快速瘦脸路由协议，核心层可以对网络变化做出迅速的反映。此外，在发生网络故障时，路由协议可以通过在冗余链路上配置负载均衡模式来调用备份网络资源。
由于核心层设备通常采用背板结构，因此在选型时必须对其结构、带宽等因素进行考量。在处理时，应注意核心设备应具备较高的性能、速率以及可靠性；具备强大的网络控制能力；为便于日后的升级、扩展，必须能够准确的进行定位；同时要拥有良好的可管理性。
3 结论
从上述分析得知，计算机通信网在运行的过程中，能够对其运行可靠性与稳定性造成影响的原因有很多，包括计算机本身的相关因素、网络因素以及技术因素等。在此情况下，要对计算机通信网的可靠性进行设计应当采取有针对性的方法，以确保计算机通信网的可靠运行。本文中所提出的层次化设计方案是一种相对较为可行的可靠性设计方法，但是随着计算机通信网所处环境越来越复杂，现有的可靠性设计方案还需要进一步的优化完善，以适应计算机通信网的可靠性要求。
参考文献
[1]韩卫占.通信网网络管理控制系统可靠性及其评价研究[J].西安电子科技大学学报，2008，35.
[2]张晓杰.提高计算机网络可靠性的方法研究[J].计算机工程与设计，2010，31.