1、互联网+时代提高计算机网络可靠性的路径研究 季靖邦 东北大学 摘 要： 可靠性即是指计算机网络连续、正常运行, 而不中断服务的能力, 它也是网络运行中必须要切实做好的首要问题。否则一旦因网络发生故障而导致服务中断, 将给整个社会及国民经济带来巨大的损失与影响。笔者结合实践工作经验, 从导致网络可靠性降低的因素入手, 并主要就互联网+时代中提高计算机网络可靠性的路径与方法进行了探索与研究。关键词： 互联网+; 计算机网络; 可靠性; 提高; 前言进入 21 世纪以来, 伴随着互联网技术的高速发展, 无所不在的互联网正在给人们的生产方式、生活方式以及学习方式带来越来越大的影响, 并悄然改变着社会生
2、活的各个领域。在 2015 年的政府工作报告中, 李克强总理首次提出了“互联网+”行动计划;在 2016 年世界互联网大会中, 习近平主席也明确指出了“在十三五时期, 我国应大力实施互联网+行动计划, 让互联网更好的造福人民、惠及人民”。从中也能看出我国政府大力发展“互联网+”这一模式的力度与决心。而保障“互联网+”计划顺利实现的一个重要方面, 就是要在计算机网络设计、规划与建设的过程中, 通过采取多项有力措施, 以切实提高计算机网络的可靠性, 降低网络故障的发生率, 尽量避免因网络服务中断所造成的经济损失与社会影响。1. 导致计算机网络可靠性降低的原因导致计算机网络可靠性性降低的因素众多,
3、对其进行总结, 主要包括了两个类型:一是因选择和配置不当, 导致网络系统中各软硬件、线路、服务器等出现故障;二是因外界网络攻击, 导致网络系统的服务中断或服务拒绝。以常见的硬件故障、服务器故障、网络攻击故障为例, 其各自的原因和故障类型为:1.1 硬件故障硬件故障主要是指网络系统中的交换机、路由器、集线器等硬件设备, 这些设备多少网络层的互联设备, 用于满足各工作点与服务器的信息交互需求, 对整个计算机网络的可靠性都有很大的影响。硬件故障的常见类型, 包括了设备损坏、设备无法启动、设备选择与配置不当等, 这都很容易引发网络故障行为, 降低整个系统的可靠性。1.2 服务器故障服务器是整个计算机网
4、络的信息传递中心, 其是否运行可靠, 将直接影响到整个系统的运行效率与可靠性。服务器的常见故障包括了:服务器死机、频繁重启动、无法启动等。1.3 网络攻击故障计算机网络由于自身分布性广、信息流动性强的特点, 很容易受到外界的攻击与威胁, 如木马侵入、DOS 攻击、人为恶意破坏等, 都会给网络的信息安全带来严重的影响, 甚至会导致网络中断服务, 使得计算机网络无法正常提供信息服务, 或者无法正常处理合法用户的请求。2. 提高计算机网络可靠性的路径与方法为避免因网络服务中断所造成的严重经济损失及社会影响, 必须采取有力措施, 以切实提高计算机网络的可靠性。笔者对目前提高计算机网络可靠性的路径进行总
5、结, 主要包括了避错和容错两个方面。其中, 避错路径主要是在网络规划与建设过程中, 积极选择与应用技术优良、成熟可靠的设备, 从而有效避免网络故障的发生, 提高网络运行的可靠性;而容错路径则是通过采用冗余技术, 使网络系统中发生局部故障或某一设备失效时, 系统整体及其他设备仍然能接替故障部位和失效设备继续正常运行的机制, 从而极大减少运行维护的成本, 确保网络能始终正常工作而不中断服务。2.1 避错路径的应用(1) 做好服务器的选择提高服务器的可靠性, 应尤其重视服务器的错误恢复能力与防止数据丢失能力这两个方面, 以确保数据传输的可靠性。一是要求选择的服务器, 应具有较强错误恢复能力, 目前市
6、场所提供的许多服务器产品都具有这方面的功能, 例如热修复和写后读校验、磁盘镜像、磁盘双工、事件跟踪、UPS 电源保护等;二是要求选择的服务器, 应具备较强的防止数据丢失的能力, 要求服务器最好是同时在多个不同的介质上存储数据, 目前双机切换系统是常采用的一种提高服务器可靠性的方法, 在这种系统中使用两台服务器, 其中一台作为主机, 另一台作为备用机, 当发现主服务器出现故障, 则通知交换集线器将磁盘阵列的控制权转向备用服务器, 以确保服务器仍能正常工作运行。(2) 做好交换机的选择交换机是计算机网络中信息的交换核心, 对网络可靠性有很大的影响。因此, 在选用交换机时, 要尤其注意下面几个问题:
7、一是要求选择的交换机, 应具有较强的网络分段能力, 使交换机能够将网络分割成各较小的网段区域, 从而起到对网段的隔离效果, 以起到防止外界攻击、提高网络系统的运行效率的目的;二是要求选择的交换机, 应具有较强的冗余技术, 即交换机的电源、线路、内部设备都能有一定的容错功能, 当发生故障问题时, 不会因某设备的失效而导致整个交换机无法正常使用;三是要求选择的交换机, 还应具有一定的故障诊断功能, 能为管理者提供故障显示、故障分析与诊断, 以确保故障问题发生后的及时修复。(3) 做好路由器的选择提高路由器的可靠性, 应主要注意以下几方面问题:一是应建立起一致性的网络协议, 以确保在路由器管理框架下
8、的网络的稳健性, 对于 TCP/IP 协议而言, 要求应具有单一的 Internet 地址构建, 对于 IPX 协议而言, 则要求应具有统一分配的网络号;二是要求选择的路由器, 能支持软硬件及线路的重新配置, 以便于网络系统的升级或者增加新的局域网络;三是要求选择的服务器, 能具有较强的冗余技术, 即电源、线路、交换机等设备都与两个路由器相连接, 并将这两个路由器相同配置, 当主要路由器发生故障后, 副路由器由于具有相同的配置和IP 地址, 因此仍然能确保计算机网络的正常运行, 而不会导致网络服务的中断。(4) 做好系统软件的选择软件故障也是导致计算机网络可靠性降低的一种常见故障之一, 主要原
9、因是因为软件的选择上不当, 而导致软件系统在运行中崩溃或失灵, 而导致网络服务中断。因此, 为提高网络系统中软件的可靠性, 应着重做好以下两个方面:一是做好软件操作系统的选择, 二是做好软件应用系统的选择, 要求应用于所选择与应用的操作系统、应用系统均应技术先进、成熟可靠。(5) 做好网络线路的选择与布设线路的正确选择与布设, 将是提高计算机网络系统可靠性的重点环节。一是网络线路的布设, 最好采用标准化的结构, 如星形结构、树形结构等, 这样不仅有利于网络的更好与升级, 而且还可以方便网络的维护与管理, 有利于提升整个网络的可靠性;二是应尽量适宜的光纤和光缆, 如建筑内的网络线路适宜采用双绞线
10、布设, 并尽量增加线缆数, 建筑外的网络线路则适宜采用多模光缆布设, 如 24 芯光缆、36 芯光缆等, 使铺设的线路能满足网络不断发展的需求;三是网络线路的布设, 应由专业单位统一建设与管理, 并选用具有丰富施工经验的工程技术人员与队伍, 以保障网络线路布设的质量, 减少线路故障的发生。2.2 容错路径的应用(1) 提高各硬件设备的冗余计算机网络系统中关键的硬件设备, 主要包括了服务器、交换机、路由器、集线器等设备。在各硬件设备的选择与应用时, 最好是对各硬件进行双备份冗余, 以提高其冗余性, 以保证在主设备发生故障时, 副设备仍能继续正常工作, 增强整个网络系统对硬件设备的容错性, 达到提
11、高网络可靠性的目的。(2) 提高网络线路的冗余计算机网络中的光纤、光缆等线路的冗余, 主要也是通过双备份冗余来加以实现, 其备用线路通常设置在服务器与交换机、路由器之间, 或者交换机与路由器之间, 是主线路的重复设置, 以保证在主线路发生故障问题时, 备用线路仍能继续进行数据的传输。(3) 提高软件的冗余提高网络系统软件的冗余性方法, 主要是通过组织多个相互独立的团队, 开发多个版本的软件操作系统、应用系统, 使软件在运行中通过对比, 能及时发现软件中的编程错误或运行问题, 以及时采取补救措施, 提高计算机网络的可靠性。3. 结论近年来, 随着互联网+时代的到来, 以及计算机网络在我国各行各业
12、中的应用与普及, 计算机网络在各企业、单位、部门的日常管理与业务运营中所起到的重要也正越来越大。然而, 一旦发生网络服务的中断事故, 也将给各应用部门乃至国民经济都会带来巨大的损失与影响。为此, 在计算机网络设计、规划与建设的过程中, 必须采取有效的避错措施、容错措施, 以尽量避免因网络服务中断所造成的经济损失与社会影响, 实现计算机网络的可靠性的提高。参考文献1田文英.提高计算机网络可靠性的方法研究J.硅谷, 2012 (6) :21-22. 2江逸楠, 李瑞莹, 等.网络可靠性评估方法研究J.计算机科学, 2012 (5) :9-13. 3莫卫东, 徐世俊, 等.现代计算机网络原理与设计M.:西安:西北工业大学出版社, 2013:357-359. 4田立勤.网络安全的特性、机制与评价M.北京:清华大学出版社, 2013.
