计算机网络工程论文范文

　　计算机网络可靠性问题可以模型化为图的可靠性问题。计算机网络模型采用概率图G(V,E)来表示，其中结点集合v表示计算机网络的用户终端，主机或服务器等，边集合E表示计算机网络的链路。计算机网络模型的概率图，是对图的各边以及结点的正常运行状态赋予一定的概率值以后所得到的图。图的可靠性问题包含两个方面的内容:一是分析问题，即计算一个给定图的可靠度;二是设计问题，即在给定所有元素后，设计具有最大可靠度的图。图的可靠度不方便求解时，可先求其失效度(可靠度+失效度=1)，然后再求其可靠度。图的结点和链路失效模型可分为链路失效模型、结点失效模型、结点和链路混合失效模型等三种类型，其中“结点和链路混合失效模型”最为常用。

　　三、计算机网络可靠性优化设计

　　（一）设计原则

　　科研人员和计算机网络工程设计人员在计算机网络设计和建设的工程实践中总结了许多具体的设计经验和原则，对计算机网络可靠性的优化设计起到了很好的指导作用。在构建计算机网络时应遵循以下几点原则:

　　遵循国际标准，采用开放式的计算机网络体系结构，支持异构系统和异种设备的有效互连，提供系统强大的扩展与升级能力。设计网络时，采用先进性与成熟性、实用性、通用性相结合的原则，选择先进而成熟的计算机网络技术，选择实用和通用的计算机网络拓扑结构。计算机网络要有具有较强的互联互通能力，能够支持多种通信协议并存于一个网络。计算机网络的安全性、可靠性要高，具有较强的冗余能力和容错能力，为加强数据安全，保证整个网络系统正常运行，系统应选择具有较强冗余容错能力的服务器及计算机网络产品。计算机网络的可管理性强，应选择先进的网络管理软件和支持SNMP及CMIP的网络设备。

　　选择较好的计算机网络链路的介质，主干网具有足够的带宽，整个网络具有较快的响应速度。

　　保护现有计算机网络的投资，充分利用现有的计算机网络资源，合理地调配现有的硬件设施、网络布线、已经成熟的网络操作系统软件和网络应用软件。

　　计算机网络可靠性的性价比，应尽可能的高。

　　（二）计算机网络可靠性主要优化设计方法分析

　　提高计算机网络相关部件的可靠性与附加相应的冗余部件是改善计算机网络可靠性的两条主要途径。在满足计算机网络预期功能的前提下，采用冗余技术(增大备用链路条数)一方面可以提高计算机网络的局域片断的可靠性；另一方面也提高了计算机网络的建设成本。由于每条计算机网络链路均有可靠性和成本，故计算机网络中的链路的数目越少，相应地，计算机网络的可靠性就越高。然而提高计算机网络可靠性的最有效的方案是提高其网络系统的容错性。计算机网络的容错性设计就是寻找最常见的故障点，通过冗余来加强它们，以最大限度地缩短计算机网络故障的持续时间。为了避免各种故障造成的数据丢失或出错，甚至是计算机网络的瘫痪，必须采用种种冗余措施来提高计算机网络的容错能力。影响计算机网络容错能力的因素很多，其中包括:用户到计算机网络中心的数据链路如何冗余；计算机网络的中心枢纽设备如何容错；计算机网络主干网络、服务器如何容错等等。

　　1、容错设计

　　在对计算机网络设计时，我们应采用具有模块化结构和热插热拨功能的网络设备。这种设备不仅拥有非常灵活的组网方式，而且还能在不切断电源的情况下能及时更换故障模块，从而提高了计算机网络系统长时间连续工作的能力，并可以大大提高整个计算机网络系统的容错能力。

　　计算机网络服务器应采用双机热备份、容错存储和双机镜像等技术来增强网络服务器的可靠性和容错性等。

　　计算机网络服务管理软件在进行容错设计时，必须采用多个处理器和特殊设计的具有容错功能的网络操作系统来实现，并且能够提供以检查点为基本的故障恢复机能。

　　2、采用多层网络结构体系

　　计算机网络的多层网络结构能够最有效地利用网络第3层的业务功能，例如网络业务量的分段、负载分担、故障恢复、减少因配置不当或故障设备引起的一般网络问题。另外，计算机网络的多层网络结构也能够对网络的故障进行很好的隔离并可以支持所有常用的网络协议。计算机网络的多层模式让计算机网络的移植变得更为简单易行，因为它保留了基于路由器和集线器的网络寻址方案，对以往的计算机网络有很好的兼容性。计算机网络的多层网络结构包含三个层次结构：

　　接入层:计算机网络的接入层是最终用户被许可接入计算机网络的起点。接入层能够通过过滤或访问控制列表提供对用户流量的进一步控制。在局域网络环境中，接入层主要侧重于通过低成本，高端口密度的设备提供服务功能，接入层的主要功能如下:为最终网络用户提供计算机网络的接入端口；为计算机网络提供交换的带宽；提供计算机网络的第二层服务，如基于接口或Mac地址的Vlan成员资格和数据流过滤。

　　分布层:计算机网络的分布层是计算机网络接入层和核心层之间的分界点。分布层也帮助定义和区分计算机网络的核心层。该分层提供了边界定义，并在该处对潜在的费力的数据包操作进行预处理。在局域网环境中，分布层执行最多的功能有:VLAN的聚合；部门级或工作组在计算机网络中的接入；广播域网或多点广播域网在计算机网络中的联网方式的确定；

　　（三）核心层

　　计算机核心层是计算机网络的主干部分。核心层的主要功能是尽可能快速地交换数据。计算机网络的这个分层结构不应该被牵扯到费力的数据包操作或者任何减慢数据交换的处理。在划分计算机网络逻辑功能时，应该避免在核心层中使用像访问控制列表和数据包过滤这类的功能。对于计算机网络的层次结构而言，核心层主要负责以下的工作:提供交换区块之间的连接；提供到其他区块(如服务器区块)的访问；尽可能快地交换数据帧或者数据包。

　　四、小节

　　计算机网络技术的迅猛发展，一方面使计算机网络可靠性的影响因素不断增加，另一方面为衡量计算机网络可靠性提出了更高要求。本文对计算机网络可靠性的设计原则和设计方法还需进一步的完善、充实和改进。此外，计算机网络可靠性设计还应考虑到计算机网络在实际运行过程中的随机性、不确定性和人为因素的客观作用。

　　参考文献

　　[1]叶明凤,计算机网络可靠性的研究,电脑开发与应用，2001

　　[2]张红宇,计算机网络优化探讨,嘉兴学院学报，2006

　　[3]龚波，张文，杨红霞,网络基础,北京:电子工业出版社，2003