發(fā)布時間：2023-10-07 08:50:16
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的網(wǎng)絡(luò)的可靠性樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：計算機；網(wǎng)絡(luò)可靠性；重要性；準則；方法
計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起因是科學技術(shù)的不斷發(fā)展壯大，計算機的發(fā)明方便了人們的工作和生活，對社會生產(chǎn)力的變革以及經(jīng)濟模式的變革等有重要意義，人們的發(fā)展模式也逐漸進入了信息化時代?，F(xiàn)如今，計算機技術(shù)發(fā)展十分迅速，但是也有很多缺陷。我們一直擔憂的關(guān)鍵問題就是計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，如果不提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，用戶勢必會面臨很多的安全隱患，例如信息漏洞等。一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)可靠性的情形，一定會嚴重影響人們的生活學習和工作。在這篇文章中，我們會一一的闡述影響計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的相關(guān)要素，我們也會探索應(yīng)對這些問題的方針，用這樣的方式不斷提升計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性。這樣一來，人們可以更加信賴計算機網(wǎng)絡(luò)，更加放心使用計算機網(wǎng)絡(luò)，有助于提升我們工作和學習的效率。
現(xiàn)如今，使用計算機網(wǎng)絡(luò)的用戶們?nèi)缄P(guān)注的問題就是是否計算機網(wǎng)絡(luò)能夠一直可靠的運轉(zhuǎn)工作，不會被其他要素干擾。從根本上來說，計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性也是計算機技術(shù)最基本的，現(xiàn)如今是信息化的時代，社會上大大小小的事物都會應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，個人，公司甚至是國家都需要運用計算機技術(shù)，有關(guān)可靠性的問題，主要的特征是規(guī)模較大，異構(gòu)程度很高，從工程實踐的角度剖析影響計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的相關(guān)要素，假如可以準確的引導構(gòu)建可靠性高的計算機網(wǎng)絡(luò)，確保在運轉(zhuǎn)的過程中不被其他要素擾亂，突破由于局部破壞導致的計算機網(wǎng)絡(luò)整體出現(xiàn)故障的不足，能夠盡快的恢復(fù)故障，全面的進行監(jiān)督管控。探索作用計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的相關(guān)要素，給以應(yīng)對問題的方針，有著十分關(guān)鍵的實際作用。他能夠確保計算機各個影響要素之間的獨立性，一個影響要素的發(fā)生盡可能的避免其他要素對計算機的影響，人們使用計算機的風險降低，安全性得到了一定的保障。
1計算機網(wǎng)絡(luò)以及可靠性的定義
對現(xiàn)如今的整體情形分析剖析我們能夠發(fā)現(xiàn)，實際上計算機網(wǎng)絡(luò)是分布在不同領(lǐng)域的計算機和專門的外部設(shè)備相互聯(lián)系結(jié)合在一起的有著巨大功能和規(guī)模的系統(tǒng)，利用計算機可以更加便捷的傳輸相關(guān)資料和信息，共享相關(guān)的數(shù)據(jù)。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)在社會中扮演著十分關(guān)鍵的角色，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從二十世紀初逐漸廣泛使用的，在熟悉利用了計算機技術(shù)的產(chǎn)品以后，越來越多的人開始使用，直到現(xiàn)在，無論是人們的日常生活還是網(wǎng)絡(luò)采購，甚至是許多科研工作都需要利用互聯(lián)網(wǎng)科技。
計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性相對來說是系統(tǒng)性的，是經(jīng)過了長時間的發(fā)展的，這一系統(tǒng)已經(jīng)愈發(fā)的健全，現(xiàn)如今網(wǎng)絡(luò)化和信息化愈發(fā)的明顯，在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域安全性和可靠性是至關(guān)重要的。我們所說的計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的含義指的是：在一定的限制條件和時間段里，計算機網(wǎng)絡(luò)能夠確保網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通以及滿足需要的能力。它可以展示出計算機網(wǎng)絡(luò)的框架結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)如今，計算機網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)問題，勢必會造成很大的影響，會從各個領(lǐng)域爆發(fā)危機，例如政治經(jīng)濟領(lǐng)域以及文化領(lǐng)域等等，都要面對巨大的壓力。因此我們要盡可能的預(yù)防計算機發(fā)生故障，一旦出現(xiàn)計算機故障，要及時的提供解決方案，避免造成巨大的損失和傷害，確保計算機網(wǎng)絡(luò)的安全性。
2影響計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素
要確保人們的生活和工作能夠順暢的進行就要確保計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，現(xiàn)如今計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性技術(shù)系統(tǒng)依舊有很多不足之處，研究發(fā)現(xiàn)，以下是主要的作用原因：
2.1使用的設(shè)備質(zhì)量是否合格
計算機在聯(lián)網(wǎng)的過程中利用客戶終端的最大優(yōu)勢就是可以在某種程度上對計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性產(chǎn)生一定的影響。將網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用設(shè)施之間的信息相互交流溝通有一定的可靠性。與此同時，在計算機網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)該運用那些符合標準的網(wǎng)絡(luò)線路，局部要系統(tǒng)化，在某種程度上能夠提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。
2.2運用的技術(shù)好壞
一般情況下，計算機網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模相對較大，而且因為廠家不同，研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也存在一定的差異，這些系統(tǒng)一起組成了計算機網(wǎng)絡(luò)，Y構(gòu)十分的繁雜，有很強的綜合性特點。所以，在管控計算機網(wǎng)絡(luò)的過程中，要盡可能的利用先進的科學技術(shù)。要選取和自己的管理相吻合的軟件，在這樣的前提下應(yīng)該配置相對標準和負荷要求的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。除此之外，計算機網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)工作者要加強自身的技術(shù)素質(zhì)，計算機網(wǎng)絡(luò)對技術(shù)的要求相對較高。從業(yè)工作者的技能水平會直接影響計算機網(wǎng)絡(luò)的性能狀況。不斷提升職業(yè)技能，每隔一段時間就進行系統(tǒng)的培訓，盡可能的確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的順暢運轉(zhuǎn)，充分的發(fā)揮職能的作用。
2.3計算機拓撲機構(gòu)
結(jié)合現(xiàn)如今的發(fā)展狀況，通常情況下計算機的拓撲結(jié)構(gòu)有四種，一種是總線型，還有就是環(huán)形，第三個是星型，第四類是混合型的。計算機和計算機之間的連接線路職能是一種類型，大部分都是點對點的傳送相關(guān)信息進行共享，在總線型的結(jié)構(gòu)里，大部分計算機都是利用網(wǎng)卡直接連接使用的。但是由于所有的計算機在傳輸信息的時候運用的是同一個總線，所以在傳輸?shù)倪^程中經(jīng)常會出現(xiàn)沖突，導致傳送信息失敗，有時候會導致計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓，總線型花費的成本相對較低，但是可靠性不高，所以，計算機拓撲結(jié)構(gòu)會作用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性，我們要選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)。
3提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的詳細舉措和方案
3.1容錯性的設(shè)計
容錯性設(shè)計指的是并行整個計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的線路，然后對冗余進行核算，這樣一來，使用計算機的用戶可以緊密的連接在關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)點上，連接的模式轉(zhuǎn)變成雙網(wǎng)絡(luò)的模式，網(wǎng)絡(luò)的容錯性也有了很大的改善?？梢源_保每個使用計算機的人在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的時候，不會影響其他使用計算機的用戶。
3.2雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計
雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是在之前的基礎(chǔ)上加固備胎的網(wǎng)絡(luò)，在這樣的前提下，對冗余進行核算不斷提升計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯性能。采用這樣的設(shè)計，一旦主網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障導致死機的時候，所有的網(wǎng)絡(luò)也不能繼續(xù)使用，這個時候就可以采用備份的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，代替已經(jīng)被損害的網(wǎng)絡(luò)，如此一來可以確保整個計算機的信息能夠正常的傳送。
3.3整體網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計
前沿的設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等都會對整體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性和可靠性產(chǎn)生一定的影響。如果網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是分散形式的，在一定程度上能夠代替集中形式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加符合現(xiàn)如今時代的需求，也和計算機網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計需求相互吻合，人們在網(wǎng)絡(luò)的高速上的設(shè)計需要也得到了滿足，構(gòu)建了分層次的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模式。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化；繼電保護；可靠性
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A
0.引言
網(wǎng)絡(luò)的引入引發(fā)了眾多關(guān)于繼電保護新原理和架構(gòu)體系的探討與研究，以提高繼電保護的性能和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而網(wǎng)絡(luò)化保護缺少有效的網(wǎng)絡(luò)化保護可靠性評估模型，致使網(wǎng)絡(luò)化保護的可靠性評估和提升缺乏理論依據(jù)。本文建立了虛擬連接的可靠性模型，為網(wǎng)絡(luò)化繼電保護分析提供了有效方法。
1.虛擬連接失效的故障樹模型
對于虛擬連接而言，可能引起保護失效的因素主要包括：（1）跳閘GOOSE報文誤碼（GBER）；（2）報文丟包（LS），分為GOOSE報文丟包（GLS），SV報文丟包（SLS）和PTP報文丟包（PLS）；（3）虛擬連接斷線（LB），包括GOOSE報文對應(yīng)的虛擬連接斷線（GLB），SV報文連接斷線（SLB）以及PTP報文連接斷線（PLB）；（4）報文在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延時超過規(guī)定的范圍（DE），具體可分為GOOSE報文延時過大（GDE），SV（SDE）報文延時過大和PTP報文延時過大（PDE）。
根據(jù)繼電保護誤動和拒動與上述各因素的關(guān)系，可構(gòu)建虛擬連接存在誤動和拒動因素的故障樹模型，如圖1和圖2所示。
2.誤碼失效率模型
如果GOOSE的誤碼恰好發(fā)生在表示跳閘信息的那一位，則既可能引起繼電保護誤動，也可能引起拒動，兩者概率相等。假設(shè)某GOOSE虛擬連接所映射的物理鏈路共有w個實體設(shè)備，其誤碼率均為BER，若該GOOSE報文的長度為L，則由該虛擬連接誤碼引發(fā)誤動或拒動的失效率為則誤碼引發(fā)的誤動和拒動的失效率均為?λGBER。
3.丟包失效率模型
丟包對誤動和拒動產(chǎn)生影響的原因不同。對于采用差動保護原理的保護而言，若由于SV報文的丟包導致差動的計算結(jié)果超過了動作值，則會引起誤動。若SV的丟包過多使得保護裝置根本無法判斷是否發(fā)生故障，則可能會引起保護的拒動，可以認為SV丟包引發(fā)誤動和拒動的概率各占50%。跳閘GOOSE報文的丟包會引發(fā)繼電保護的拒動。PTP報文的丟包會引起時鐘之間的同步精度，一般幾幀報文的丟失對同步精度影響不大，但若發(fā)生持續(xù)大量的PTP報文丟包，則時鐘失步嚴重，在恰當?shù)臅r鐘偏差值下，均有可能引發(fā)誤動和拒動，可以認為時鐘失步引發(fā)誤動和拒動的概率各占50%。
丟包主要在交換機中發(fā)生，對于某一確定的交換設(shè)備而言，其丟包率與交換機負載成負指數(shù)關(guān)系。而網(wǎng)絡(luò)化保護系統(tǒng)中交換機的負載具有一定的確定性，主要體現(xiàn)為在網(wǎng)絡(luò)正常工作的情況下，SV報文和PTP報文的負載確定，GOOSE報文的負載有一個確定的上界。因此，可以根據(jù)虛擬連接與實體設(shè)備之間的映射關(guān)系計算出某臺交換機的負載上界，進而確定交換機的丟包率。對于網(wǎng)絡(luò)發(fā)生如廣播風暴，擁塞等故障的情況，由于其丟包情況比較極端，因此將這一類丟包歸于引發(fā)虛擬連接斷線的原因。
對于不同報文而言，由于其重要度不同而被賦予了不同的優(yōu)先級，若SV報文和GOOSE報文共有p路，優(yōu)先級均為y1，而PTP報文有q路，優(yōu)先級均為y2，則可利用加權(quán)的方法來近似計算不同報文的丟包率。假設(shè)由n幀SV報文i丟包可以引發(fā)繼電保護的拒動或誤動，則SV報文的丟包失效率λSLS可近似地利用下式進行計算。
式中，li為SV報文的負載流量，Lk為報文經(jīng)過的第k臺交換機的總負載，K為常數(shù)系數(shù)，m表示SV報文i的虛擬連接所映射的物理鏈路共有m臺交換機。λPLS和λGLS也可以利用類似的方法進行計算。SV報文和PTP報文丟包引發(fā)的誤動或拒動的失效率分別為?λSLS和?λPLS。
4.虛擬連接斷線失效率模型
虛擬連接發(fā)生斷線使繼電保護發(fā)生拒動的原因與丟包類似，而使繼電保護發(fā)生誤動的原因主要是PTP連線斷線引發(fā)的時鐘失步。虛擬連接斷線失效率與其所映射的實體設(shè)備的故障率相關(guān)。一個簡單的MU到保護IED的某SV報文的虛擬連接所映射的物理鏈路如圖3所示。
其中，F(xiàn)B和SW分別代表光纖和交換機?？梢姡揝V報文虛擬連接的斷線失效率λSLB可依據(jù)其所映射的物理設(shè)備的故障率求得，如式（3）。
5.報文延時過大失效率模型
IEC61850-5對各類報文的最大網(wǎng)絡(luò)傳輸延時做了規(guī)定，報文傳輸延時超過規(guī)定范圍所引發(fā)繼電保護拒動和誤動的原因與虛擬連接斷線類似。
報文在交換機中的駐留時間在報文傳輸總延時中占了絕大部分，其他延時占總延時的份額較少且相對固定。由于交換機的排隊延時與網(wǎng)絡(luò)的實時負載密切關(guān)聯(lián)，因此交換機駐留時間具有波動性。若某臺交換機同屬于q路GOOSE報文的虛擬連接所映射的物理鏈路，則在網(wǎng)絡(luò)正常工作的情況下，該交換機可能的最大負載（最長排隊延時）是在該q路報文均突發(fā)的情況下產(chǎn)生的。而廣播風暴等網(wǎng)絡(luò)故障被歸為虛擬連接斷線，因此，此時的報文延時過大失效率為0。
若在大方式下，有報文的延時已經(jīng)超過了規(guī)定的范圍，則報文延時過大失效率與GOOSE報文的突發(fā)概率相關(guān)。考慮到排隊延時與負載基本上成正比關(guān)系，假設(shè)每一種GOOSE突發(fā)的概率（相對好統(tǒng)計一點）均為λpri，其發(fā)生后均會增加d個單位的排隊延時，則對于SV報文而言，其報文延時過大失效率λSDE為
其中，T表示所規(guī)定的SV報文的最大傳輸延時，E表示SV報文虛擬連接所映射的物理鏈路上除排隊延時外相對固定的部分，m為該鏈路上交換機的臺數(shù)。λGDE和λPDE的計算方法類似。
結(jié)論
本文構(gòu)建了虛擬連接的可靠性模型，該模型能夠為網(wǎng)絡(luò)化繼電保護的可靠性研究提供建模和評估手段，有利于提升網(wǎng)絡(luò)化繼電保護系統(tǒng)的可靠性。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】 SDN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 可靠性 可用性 策略
一、背景
隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的靈活性和敏捷性要求更高，現(xiàn)有的傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的局限性日益突顯，主要表現(xiàn)為：
1.網(wǎng)絡(luò)剛性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大量由單一功能的專用設(shè)備構(gòu)成，造成網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、無法協(xié)同、缺乏靈活性等弊端。
2.網(wǎng)元封閉。硬件和軟件一體化的封閉結(jié)構(gòu)，導致設(shè)備擴展性差、價格昂貴、不同廠家的網(wǎng)元互通困難。
3.業(yè)務(wù)僵硬。不同廠家的網(wǎng)元設(shè)備功能單一封閉，新業(yè)務(wù)開發(fā)周期長、成本高，難以滿足快速靈活提供業(yè)務(wù)的要求。
4.運營復(fù)雜。大量廠家的各類專用設(shè)備以及相關(guān)的協(xié)議眾多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜，整合難度高，運營復(fù)雜，造成運營成本居高不下。
多年來積累的問題已經(jīng)使得今天的IP網(wǎng)絡(luò)患有“動脈硬化癥”，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)迫在眉睫。2006年，SDN概念于是應(yīng)運而生。
SDN（Software Defined Network）即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，是一種開放靈活和可持續(xù)演進的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用軟件化、虛擬化的“分離”方法，將現(xiàn)有傳統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行重構(gòu)，讓網(wǎng)絡(luò)中的控制面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面進行分離，由傳統(tǒng)分布控制向集中控制的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。
關(guān)于SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不同的組織有不同的定義，當前較為主流的是開放網(wǎng)絡(luò)基金會ONF（Open Networking Foundation）對SDN分層架構(gòu)的定義，如圖1所示。
該分層架構(gòu)模型得到了產(chǎn)業(yè)界的廣泛認可和推廣使用。
SDN的核心是“S”即軟件，也就是網(wǎng)絡(luò)不再是“硬”的，固化封閉的，難以擴展的，而是可以通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)靈活的新I務(wù)開發(fā)和部署，網(wǎng)絡(luò)資源可以靈活調(diào)度，使得網(wǎng)絡(luò)作為一個管道變得更加智能和彈性可用，較好地解決運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運營的痛點，因此，SDN概念一經(jīng)提出，就受到了運營商的青睞和積極響應(yīng)。2014年以來，隨著SDN技術(shù)的逐步成熟，國內(nèi)運營商開始進行局部試點商用。
二、傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)和SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析
SDN是對運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行重構(gòu)，重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)是否能夠穩(wěn)定運行，是否出了故障能及時恢復(fù)，是否能達到或接近傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性要求，是運營商關(guān)注的重點之一。
2.1可靠性、可用性
網(wǎng)絡(luò)的可靠性使用網(wǎng)絡(luò)運行階段平均業(yè)務(wù)失效故障間隔時間來描述，用無故障運行時間來衡量。網(wǎng)絡(luò)的可用性使用網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定不出現(xiàn)故障的時間與總的時間的百分比來表示。
從通俗的角度來理解，可靠性高是指網(wǎng)絡(luò)持續(xù)一段較長時間（如一年或兩年）運行穩(wěn)定，不出現(xiàn)業(yè)務(wù)失效的故障；可用性高是指網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行不易出現(xiàn)故障，并且一旦出現(xiàn)故障能夠快速恢復(fù)。
要提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性，通常采用冗錯技術(shù)來實現(xiàn)，也就是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中增加冗余資源，避免單點故障造成業(yè)務(wù)失效。
2.2傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)分析
傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)如圖2所示，分為管理平面、控制平面和數(shù)據(jù)平面。管理平面為網(wǎng)管系統(tǒng)，負責網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和業(yè)務(wù)配置，當業(yè)務(wù)配置下發(fā)后即使脫網(wǎng)也不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn)。控制平面和數(shù)據(jù)平面由路由器等設(shè)備組成，路由器負責按路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，采用IGP和BGP兩種核心分布式動態(tài)路由協(xié)議，當網(wǎng)管把業(yè)務(wù)配置上傳到路由器后，如果網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化，控制平面即路由器會在網(wǎng)絡(luò)中自動擴散這些變化，各自根據(jù)新的狀態(tài)自動重新計算路由，全網(wǎng)采用冗余路由技術(shù)和路由快速收斂技術(shù)，當故障發(fā)生時能夠在秒級時間內(nèi)使受到影響的業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，網(wǎng)絡(luò)具有故障快速自愈能力。
2.3 SDN網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)分析
SDN網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)如下圖3所示，分為應(yīng)用層、控制層、基礎(chǔ)設(shè)施層。應(yīng)用層由各類商業(yè)應(yīng)用軟件程序組成，通過北向接口向控制器提交各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；控制層由SDN控制器組成，它是整個網(wǎng)絡(luò)的控制中心和指揮中心，是整個網(wǎng)絡(luò)的“大腦”，擁有全局網(wǎng)絡(luò)視圖，負責實時采集全網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)拓撲和各鏈路流量，生成流表并通過南向接口下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化或應(yīng)用層提交的功能更改重新生成流表并下發(fā)；基礎(chǔ)設(shè)施層由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路組成，一方面負責接收控制器下發(fā)的流表并按之進行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，另一方面負責將網(wǎng)絡(luò)資源信息和狀態(tài)上報給SDN控制器，是執(zhí)行單元，本身不做決策。
從SDN網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)來看，SDN控制器作為網(wǎng)絡(luò)的“大腦”是關(guān)鍵部位，成為單點故障引發(fā)全網(wǎng)故障的風險點。
2.4兩種架構(gòu)的可靠性可用性比較
從傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)和SDN網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)來看，傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的控制功能是分布式的，任何一個單點故障發(fā)生時網(wǎng)絡(luò)具有快速自愈能力，而SDN網(wǎng)絡(luò)的控制功能全部集中在SDN控制器，有單點故障引發(fā)所有業(yè)務(wù)失效風險，因此，傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性較高，但是，SDN具有簡化網(wǎng)絡(luò)、快速業(yè)務(wù)開發(fā)和部署、低成本等核心價值，值得研究對策，讓SDN網(wǎng)絡(luò)可用。
三、提升SDN網(wǎng)絡(luò)可靠性可用性的策略
可靠性和可用性是基于網(wǎng)絡(luò)故障來考慮的，如果能夠識別出各層可能發(fā)生的故障及對網(wǎng)絡(luò)的影響程度，拿出應(yīng)對策略，避免網(wǎng)絡(luò)因單點故障而癱瘓。
從SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來看，各層可能出現(xiàn)的故障如下：
應(yīng)用層
設(shè)備方面：服務(wù)器故障、應(yīng)用程序故障、服務(wù)器所在機房出現(xiàn)斷電等故障。
鏈路方面：服務(wù)器與SDN控制器的通信鏈路故障。
安全方面：非法侵入等。
控制層
設(shè)備方面：服務(wù)器故障、SDN控制器軟件故障、服務(wù)器所在機樓出現(xiàn)坍塌等故障。
鏈路方面：SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的鏈路故障。
安全方面：非法接入或受DDOS攻擊等。
基礎(chǔ)設(shè)施層
設(shè)備方面：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。
鏈路方面：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的鏈路故障。
安全方面：非法侵入等。
針對以上各層可能出現(xiàn)的故障，以及各層在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度，權(quán)衡成本投入以及可接受的可靠性、可用性等因素采取以下的應(yīng)對策略：
3.1應(yīng)用層的應(yīng)對策略
應(yīng)用層的設(shè)備方面故障對網(wǎng)絡(luò)的運行影響并不大，當應(yīng)用需求通過北向接口提交給控制器，由控制器生成相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯變成相關(guān)流表下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備執(zhí)行，此后，應(yīng)用程序的服務(wù)器即使出現(xiàn)脫網(wǎng)等故障也暫時不會影響網(wǎng)絡(luò)的運行。因此，用層的服務(wù)器、應(yīng)用程序采用冷備份冗余設(shè)計，考慮到機房安全問題，在異地機樓部署冷備份系統(tǒng)。當主用系統(tǒng)出現(xiàn)異常時切換到冷備份系統(tǒng)上運行。
防范鏈路方面的故障，可采用一條主鏈路和一條備用鏈路。由于與應(yīng)用程序通信的外部設(shè)備是可知的，因此，防范安全方面造成的故障，采取對連接的設(shè)備進行白名單設(shè)置并進行嚴格的身份認證。
3.2控制層的應(yīng)對策略
SDN控制器是網(wǎng)絡(luò)的控制中心和指揮中心，一旦SDN控制器無法提供服務(wù)，假設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仍按原有的流表進行轉(zhuǎn)發(fā)，不影響網(wǎng)絡(luò)運行，但是此時基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)拓撲如果發(fā)生變化，沒有SDN控制器重新計算路由生成新的轉(zhuǎn)發(fā)流表，對網(wǎng)絡(luò)的運行就會造成重大影響。因此，控制層健壯性設(shè)計非常關(guān)鍵。
防范設(shè)備方面的故障，采取SDN控制器異地機樓的熱備份設(shè)計顯得尤為重要，承載SDN控制器軟件的服務(wù)器采用云化虛擬機集群，這些虛擬機獨占物理設(shè)備不與其他用戶分享，軟件采用分布式部署，主用控制器和備份控制器同時運行，都在處理業(yè)務(wù)，是負載均擔關(guān)系，因此具有超強的自愈能力來應(yīng)對單臺或多臺服務(wù)器故障，冗余保護措施在故障情況下自動生效，對外服務(wù)不中斷，故障服務(wù)器修復(fù)后重新上線，系統(tǒng)自動平衡工作負載。
控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信鏈路如果中斷導致控制器無法控制網(wǎng)絡(luò)，會造成重大影響，為了防范鏈路故障的影響，應(yīng)采用控制器通過多條鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采取帶外專門的鏈路通道，輔以帶內(nèi)控制通道作為冗余鏈路，使得任何一條鏈路故障，都不影響控制器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信。
為防范非法接入或受DDOS攻擊，應(yīng)采取在SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)邊界處部署防火墻、入侵檢測設(shè)備以及流量清洗系統(tǒng)。通過防火墻和入侵檢測設(shè)備進行訪問控制、病毒木馬防治、非法入侵檢測、安全漏洞掃描等，采取只對特定的IP地址提供服務(wù)并按需開放端口原則，阻斷非法IP接入或攻擊；通過清洗系統(tǒng)對進出控制器的流量進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)非法攻擊流量，立即引導非法流量到清洗部件。
3.3基礎(chǔ)設(shè)施層的應(yīng)對策略
基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或鏈路故障，會造成部分業(yè)務(wù)中斷，故障發(fā)生后，SDN控制器會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)變化情況，重新進行路由計算并生成新的流表下發(fā)給在線運行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收斂。在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時采用傳統(tǒng)的設(shè)備冗余、鏈路冗余技術(shù)，部署IP FRR快速重路由，一旦節(jié)點故障發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在沒有控制器控制下也能自動完成路徑切換。適當加大資源冗余度，以輕載為主，鏈路帶寬利用率控制在50%以下。防范非法侵入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生的故障，采取管理控制網(wǎng)絡(luò)與公網(wǎng)隔離，對遠程登錄進行嚴格設(shè)置和身份認證。
四、SDN可靠性可用性策略在實際網(wǎng)絡(luò)部署中的應(yīng)用
中國電信廣西公司從2014年以來，積極推進SDN網(wǎng)絡(luò)的試點工作，在實際SDN試點網(wǎng)絡(luò)部署中綜合考慮以上可靠性可用性策略，采用如圖4的方式部署：
應(yīng)用層和控制層的軟件使用云資源池分配的虛擬機來承載，同時在異地機樓云資源池上部署備用系統(tǒng)。應(yīng)用層和控制層的虛擬機各自獨占一個VLAN與云資源池中的其它網(wǎng)絡(luò)進行隔離。這些虛擬機獨占物理設(shè)備不與其他用戶分享。SDN控制器采用熱備份部署。
SDN控制器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信鏈路，采用帶外管理控制網(wǎng)絡(luò)和帶內(nèi)控制通道相結(jié)合的方式。
基礎(chǔ)設(shè)施層采用設(shè)備、鏈路冗余配置。
在控制層部署防火墻、入侵檢測設(shè)備和流量清洗系統(tǒng)，保障SDN控制器的安全。
通過在SDN試點網(wǎng)絡(luò)進行了專線業(yè)務(wù)開通、業(yè)務(wù)流量優(yōu)化、新業(yè)務(wù)開發(fā)和部署、模擬攻擊、設(shè)備主備倒換等一系列實驗，各項業(yè)務(wù)功能達到了預(yù)期效果，網(wǎng)絡(luò)可靠性可用性也達到商用的要求。
五、結(jié)束語
SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無可比擬的優(yōu)勢，雖然SDN網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性相對于傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)而言，還有一些差距，但是可以通過以上的策略來提升SDN網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性，從而使SDN網(wǎng)絡(luò)達到可商用的目的。
參 考 文 獻
[1]閆長江，吳東君，熊怡 .SDN原理解析―轉(zhuǎn)控分離的SDN架構(gòu)[M].北京：人民郵電出版社，2016
[2]劉文懋，裘曉峰，王翔 .軟件定義安全：SDN/NFV新型網(wǎng)絡(luò)的安全揭秘[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016
關(guān)鍵詞：計算機通信網(wǎng)絡(luò)；可靠性；優(yōu)化設(shè)計
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A
引言在經(jīng)濟社會全球化發(fā)展的今天，計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步和發(fā)展使得我們逐漸迎來了信息化時代計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域的推廣給人們的工作、生活帶來了極大的改變，使得計算機用戶數(shù)量持續(xù)增加，對計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性也提出了新的要求。這就需要在充分認識到造成計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞原因的基礎(chǔ)上，高度重視計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計的實施，從根本上確保計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，以提高我國信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的水平，推動我國現(xiàn)代化信息建設(shè)。
一、計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性理論的概述
計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的根本要求，反映著計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在規(guī)定時間及范圍內(nèi)所能完成指定功能的概率和能力。在實際應(yīng)用中，計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性理論包含計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可靠度兩方面內(nèi)容?？煽啃允怯嬎銠C通信網(wǎng)絡(luò)保持連通并滿足通信要求的能力，是計算機通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、規(guī)劃和運行的重要依據(jù)和參數(shù)之一。而計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠度是指計算機通信網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的概率，涉及到二終端可靠度、λ終端可靠度以及全終端可靠度三種類型。
20 世紀九十年代以來， 世界各國尤其是發(fā)達國家建立了很多計算機應(yīng)用中心和工程研究中心。美國還制定了新一輪規(guī)劃的先進計算機網(wǎng)絡(luò)框架計劃， 發(fā)展面向 21 世紀的先進計算機技術(shù)。我國是高性能計算機和信息服務(wù)的戰(zhàn)略性設(shè)施國家， 高性能計算機環(huán)境發(fā)展很快， 在已建成的5個國家高性能計算中心的基礎(chǔ)上，又于中南、西北等地建立了新的國家計算中心，科技部加強了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點建設(shè)， 形成了以科學院為主體的計算機網(wǎng)絡(luò)，教育部也啟動了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工程。計算機網(wǎng)絡(luò)是一種先進基礎(chǔ)設(shè)施， 它所涉及超級計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、中間件技術(shù)和計算機科學研究與應(yīng)用技術(shù)，是一個綜合性的跨學科、高技術(shù)研究課題。計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展實現(xiàn)了計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源等全面共享。
二、計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計的原則
計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性直接關(guān)系到計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行安全，在計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化是對計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可靠性的提高，能夠有效避免計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全問題的發(fā)生，從而減少計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全事故造成了嚴重損失。
1、提高計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，需要遵循一定的國家標準，采用開放式的計算機體系結(jié)構(gòu)，選用充分支持異種設(shè)備和異構(gòu)系統(tǒng)的連接，盡可能使系統(tǒng)具備較強的擴展與升級能力，并且要保證先進性、實用性和通用性的結(jié)合，選擇先進且成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和最適合的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。
2、遵循國際和國家標準，采用開放式的計算機通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，從而能支持異構(gòu)系統(tǒng)和異種設(shè)備的有效互聯(lián)，具備較強的擴展與升級能力。先進性與實用性相結(jié)合，選擇先進而成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，選擇實用和通用的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。
3、提高計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，主要采用余度設(shè)計和容錯設(shè)計，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各臺計算機可通過網(wǎng)絡(luò)護衛(wèi)后備機，當某臺計算機出現(xiàn)了問題，這臺計算機的任務(wù)便可以由其他的機器進行處理，從而有效的避免了單機無后備的狀況。提高計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，還應(yīng)該選擇較好的網(wǎng)絡(luò)鏈路介質(zhì)，保證主干網(wǎng)絡(luò)具有足夠的帶寬，從而使整個網(wǎng)絡(luò)具有較快的響應(yīng)速度。
4、在制定必要的網(wǎng)絡(luò)管理條例的同時，加強相關(guān)應(yīng)用人員的定期培訓，同時對運行中的網(wǎng)絡(luò)進行自動檢查和維護，養(yǎng)成良好的維護和應(yīng)用的職業(yè)習慣。
三、、影響計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素
1、用戶設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響
用戶終端設(shè)備是直接面向用戶的設(shè)備，其可靠性至關(guān)重要，也是計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠與否的關(guān)鍵所在。計算機通信網(wǎng)絡(luò)運行過程中的日常維護，主要就是確保用戶終端保持良好運行狀態(tài)。用戶終端的交互能力越高，網(wǎng)絡(luò)的可靠性也越高。
2、網(wǎng)絡(luò)管理對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響
在計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計過程中，計算機通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的復(fù)雜性來源于不同設(shè)備供應(yīng)商的所提供網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的規(guī)格和復(fù)雜程度很高，這就需要計算機網(wǎng)絡(luò)管理人員采用非常先進的技術(shù)手段，監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和排除故障，采集、統(tǒng)計和分析網(wǎng)絡(luò)運行的相關(guān)狀況，以保證信息傳輸?shù)耐暾?、及時、有效，從而提高計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性。
3、傳輸交換設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響
在計算機通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運行的過程中，為了提高網(wǎng)絡(luò)可靠性以及滿足日后發(fā)展的需要，必需考慮有一定的冗余和容錯能力。布線時最好布置為雙線，以便網(wǎng)絡(luò)線路出現(xiàn)故障時能及時切換。網(wǎng)絡(luò)集線器將若干個用戶終端集中起來接入網(wǎng)絡(luò)，通過它可將所連設(shè)備的問題與通信網(wǎng)絡(luò)其它部分隔開，構(gòu)成保證網(wǎng)絡(luò)可靠性的第一道防線。集線器是一種單點失效設(shè)備，若它發(fā)生故障，則與其相連接的用戶就無法工作，可見集線器在提高網(wǎng)絡(luò)可靠性方面所起到的重要作用。
4、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響
網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是計算機通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的重要內(nèi)容，從根本上決定著計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。有自身特點的影響，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)在不同行業(yè)領(lǐng)域及規(guī)模層次中的應(yīng)用也有所不同，對于維護計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性有著關(guān)鍵作用。在計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)初期，計算機通信網(wǎng)絡(luò)的有效性和容錯性的評價標準通常由網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的直徑和連通度來決定。
四、計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計方法分析
計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計是計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容，有利于確保計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全運行，促進計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步和發(fā)展。在具體實施過程中，需要對計算機通信網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)備、軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及各分層的可靠性進行全面系統(tǒng)化設(shè)計，計算機通信網(wǎng)絡(luò)通常有以下三種可靠性優(yōu)化設(shè)計方法。
1、 最優(yōu)選擇方法
該方法就是研究出各種滿足網(wǎng)絡(luò)可靠性要求的方案并進行比較，在幾個方案中甄選出最優(yōu)方案并對設(shè)計方案進行進一步的求精和優(yōu)化。此外，在費用充足的條件下，還可以通過設(shè)計一定冗余的方式來增強計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，從而確保計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擴容和升級的順利進行，促進計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計最優(yōu)化的實現(xiàn)。
2、 多級容錯系統(tǒng)設(shè)計方法。容錯系統(tǒng)的建立，是當前對付網(wǎng)絡(luò)故障非常有效的方法之一，特別是對于大中型網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。當計算機網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡(luò)的容錯系統(tǒng)可保證網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)正常運行，多級容錯技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)具有一定的自保和自愈能力，即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)多種故障，容錯技術(shù)仍能使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常工作。
3、分層處理方法。分層處理法的應(yīng)用對于解決計算機通信網(wǎng)絡(luò)所面臨的此類問題有著非常重要作用，按照對計算機通信網(wǎng)絡(luò)進行分層的方式，定義為系統(tǒng)層、服務(wù)層、物理層及邏輯層等不同層次上的差異化可靠性度量指標，從而制定針對性方案措施，以提高計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計的最優(yōu)化。
結(jié)束語
計算機通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的根本要求，反映著計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在規(guī)定時間及范圍內(nèi)所能完成指定功能的概率和能力。在計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行過程中，計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全的可靠性直接關(guān)系到系統(tǒng)應(yīng)用的有效性，是計算機通信網(wǎng)絡(luò)正常運行的基礎(chǔ)性前提。計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的內(nèi)容主要包括計算機網(wǎng)絡(luò)的抗破壞性、生存性以及系統(tǒng)部件在多模式下工作的有效性，要求計算機通信網(wǎng)絡(luò)部件和基礎(chǔ)結(jié)點必須為各用戶終端提供可靠的鏈路，從而確保計算機通信網(wǎng)絡(luò)的正常工作。
參考文獻
[1]張曉杰，姜同敏，王曉峰.提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法研究[J].計算機工程與設(shè)計，2010（03）：76-78.
[2]楊常建，王進周，米榮芳.計算機安全面臨常見問題及防御對策探討[J].計算機與網(wǎng)絡(luò)，2012（03）：66-68.
【摘 要】網(wǎng)絡(luò)科技的的發(fā)展速度非?？?，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的和網(wǎng)絡(luò)需求的增多，計算機可靠性的相關(guān)研究也發(fā)展起來。建設(shè)可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當今社會的強烈需求之一。無論是從國民經(jīng)濟發(fā)展的角度，還是從計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。本文簡單的介紹了計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀以及在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來的提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法和設(shè)計方案。通過對軟件實例的分析和總結(jié)提出了一系列可以提高計算機可靠性的設(shè)計，該設(shè)計對于提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性具有重要參考意義。
【關(guān)鍵詞】計算機網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)可靠性；局域網(wǎng)絡(luò)；服務(wù)器機群；防火墻系統(tǒng)
計算機系統(tǒng)長久穩(wěn)定的工作，為用戶提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)使用功能，這是目前網(wǎng)絡(luò)用戶最為關(guān)心的問題。計算機網(wǎng)絡(luò)的不受干擾，增加計算機網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性這是提高計算機網(wǎng)絡(luò)市場競爭力的基本要求。所以，計算機網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的探討和設(shè)計具有很大的現(xiàn)實意義和理論意義。
一、計算機網(wǎng)絡(luò)概述
計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)與通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，是通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)把分布在不同地理區(qū)域，具有獨立功能的計算機，通過功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、資源共享和協(xié)同工作的一種計算機系統(tǒng)。自從上20世紀中期開始，第一臺計算機，便產(chǎn)生了單臺機遠程交換信息的系統(tǒng)。第二代計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生于20世紀60年代中后期，此時的計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)由單臺機遠程交換信息變成了分組交換網(wǎng)絡(luò)。20世紀80年代和90年代中期的因特網(wǎng)是第三代計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。第三代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是計算機網(wǎng)絡(luò)的杰出成就代表。21世紀的今天第四代計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了，他就是三合一體的綜合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。并且計算機網(wǎng)絡(luò)近年來向可靠性和綜合性業(yè)務(wù)的發(fā)展更加迅速。20世紀80年代的計算機局域網(wǎng)是計算機發(fā)展史上的一個里程碑式成就。計算機局域網(wǎng)能夠使幾臺計算機終端的用戶實現(xiàn)信息資源共享，使一個或幾個計算機的控制設(shè)備和安全軟件實現(xiàn)信息互換。1980年2月美國電氣和電子工程師學會組織頒布的IEEE 802系列標準，對局域網(wǎng)的發(fā)展和普及起到了巨大的推動作用。
二、計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性設(shè)計準則
英國電氣工程師學會在論文中曾聲明：“在提供通信的英國天網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計研制中，中心課題首先是可靠性”。應(yīng)用系統(tǒng)的核心是計算機網(wǎng)絡(luò)，它能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對外部網(wǎng)絡(luò)的信息訪問，還可以實現(xiàn)單位內(nèi)部的信息交換?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用廣泛，這既為社會的發(fā)展帶來質(zhì)的飛躍，量的進步也為現(xiàn)代社會帶來一些潛在的威脅，因為一旦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生了事故或是受到惡意侵害，就可能給企業(yè)或單位帶來災(zāi)難性損失，安全可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)正常運行的前提。
（一）計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的概念
計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性簡單的說就是指在規(guī)定的時間和條件下，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠持續(xù)保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行的能力。計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性是計算機網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計者在計算機網(wǎng)絡(luò)運行過程中，對其進行分析總結(jié)，使計算機網(wǎng)絡(luò)的運行有條理有系統(tǒng)，這是計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本原則。
（二）提高計算機網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)可靠性
提高計算機網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)可靠性通常采用余度設(shè)計和容錯技術(shù)，具體表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)中的各臺計算機可以通過網(wǎng)絡(luò)彼此互為后備機。這樣一來，即使計算機網(wǎng)絡(luò)中的某一臺出現(xiàn)了問題，其他計算機也可以正常工作，并且故障機未完成的食物可以有其他計算機代為解決，避免了有一臺計算機引起的整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況，增強了計算機的可靠性。
（三）加強計算機可靠性需要適當?shù)牟捎眯碌挠嬎銠C技術(shù)
計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展日新月異，雖然目前的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不至于落后，但是隨時可能會有更好的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)。所以如果要保持計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定性最好要確保該計算機網(wǎng)絡(luò)不會被淘汰。適度的采用先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備，使設(shè)計的計算機網(wǎng)絡(luò)能夠緊跟時代潮流，既滿足了業(yè)務(wù)的需要也能夠降低計算機網(wǎng)絡(luò)帶來的風險，增強計算機網(wǎng)絡(luò)的兼容性和擴充性，實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)的升級。
（四）在提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性的同時也要考慮計算計網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的造價
計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高是實現(xiàn)計算機系統(tǒng)升級改造的有效途徑和方法，但是在計算機網(wǎng)絡(luò)的使用過程中也要盡量的降低整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的造價，爭取用最少的維護和開發(fā)費用達到最高的性價比。
（五）提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性
提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的實際條件，在設(shè)計中選擇質(zhì)量優(yōu)秀、有良好聲譽的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，并且所用的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都應(yīng)滿足可靠性設(shè)計指標要求，嚴格遵守計算機網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)規(guī)范，所有器件及子系統(tǒng)均需滿足最新、最高的國內(nèi)標準（例如1995年通過的國際標準：ISO/IEC 11801；歐洲標準：EN 50173；北美標準：ANSI/EIA 568A；中國標準：GB50173-1993、GB/T 50311-2000等）。
（六）維護計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性
維護計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性需要對網(wǎng)絡(luò)進行定期檢查?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用并且每個網(wǎng)絡(luò)之間具有很大差異性。錯綜復(fù)雜又龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)很容易出現(xiàn)故障，要想保持網(wǎng)絡(luò)的可靠性，必須定時的對網(wǎng)絡(luò)進行人工檢查或自動檢查，這樣才能夠在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題時及時發(fā)現(xiàn)并維護，避免由于網(wǎng)絡(luò)中斷和癱瘓帶來的巨大損失。對網(wǎng)絡(luò)進行檢查不僅更方便系統(tǒng)恢復(fù)而且能夠優(yōu)越系統(tǒng)性能，使網(wǎng)絡(luò)更加具有可靠性，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)功能。
三、高可靠計算機網(wǎng)絡(luò)的工程實例
計算機網(wǎng)絡(luò)是組成單位信息的基本元素，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞功能的載體，他不僅關(guān)系著計算機用戶的眼前利益，而且影響著計算機用戶在未來一段時間內(nèi)的信息化水平和網(wǎng)絡(luò)使用的成敗，在整個使用過程中促使計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷的升級變得更加可靠和經(jīng)濟。
舉例來說，例如計算機網(wǎng)絡(luò)在地震觀測當中的應(yīng)用。
中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)是全國地震行業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，是整個數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)和地震應(yīng)急指揮的技術(shù)基礎(chǔ)平臺，該觀測網(wǎng)絡(luò)項目涉及全國31個省（市）自治區(qū)，它的建設(shè)規(guī)模是我國有史以來最大的防震減災(zāi)工程。其中，某省是中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)的主要節(jié)點之一，該省地震局地震數(shù)據(jù)信息在中國地震監(jiān)控服務(wù)的60個城市的地震信息服務(wù)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)平臺是其中一個重要的組成部分，同時也是防震救災(zāi)的重點建設(shè)項目，因此我國地震局對于該項目中的計算機可靠性有較高要求并且也對該系統(tǒng)的可靠性進行了投資建設(shè)。在軟硬件設(shè)施和服務(wù)器的選擇上都選擇了性價比比較高的基于AMD Opteron處理器的曙光服務(wù)器。
計算機是當今時代不可或缺的重要技術(shù)，是國家實現(xiàn)經(jīng)濟建設(shè)的重要工具，是產(chǎn)業(yè)建設(shè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要途徑，是企業(yè)不斷自我進步和完善的重要手段。現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的主要特點是規(guī)模大，實際應(yīng)用性強，因此可靠性顯得尤為重要，是計算機網(wǎng)絡(luò)正常工作的保障，防止網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行受到干擾和破壞?？煽啃愿叩挠嬎銠C網(wǎng)絡(luò)能夠克服網(wǎng)絡(luò)本身缺陷，減少網(wǎng)絡(luò)的中斷和計算機網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。計算機網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定措施能夠?qū)τ嬎銠C網(wǎng)絡(luò)進行全方位的監(jiān)控和配置。我國計算機網(wǎng)絡(luò)水平的提高很大程度上要看計算機網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性如何，換句話說，計算機網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的提高有利于我國整個計算機水平的提高。
參考文獻：
[1]汪新民，耿紅琴.網(wǎng)絡(luò)工程實用教程[M].北京：北京大學出版社，2008.
[2]羅躍川.計算機網(wǎng)絡(luò)教程[M].北京：經(jīng)濟科學出版社，2007.
[3]劉永華，張峰慶.計算機組網(wǎng)與維護技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2006.
[4]甘登文，葉繼華，萬宇文，等.計算機網(wǎng)絡(luò)及通信[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.
[5]程良倫.網(wǎng)絡(luò)工程概論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.
關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)可靠性；策略
在新的經(jīng)濟形勢下，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)關(guān)系到國家現(xiàn)代化的實現(xiàn)和企業(yè)信息化建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者與維護者越來越重視網(wǎng)絡(luò)的可靠性建設(shè)，這是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本要求，計算機網(wǎng)絡(luò)要在不受干擾的環(huán)境下保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即使其處于故障狀態(tài)，也能夠?qū)崿F(xiàn)故障的快速修復(fù)功能，從而使得計算機網(wǎng)絡(luò)處于正常的使用狀態(tài)，而不是陷入癱瘓，無法協(xié)助人們進行生產(chǎn)與生活。從這個角度來審視計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性，應(yīng)該將我們的重點放在計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素上，在對于各種多方面的因素進行全面的理解之后，可以有針對性的提出如何提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的方式方法。
一、計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素
故障的出現(xiàn)，在計算機網(wǎng)絡(luò)的運行中，這是一件很常見的事情，由此使得人們對于計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生信任危機，造成生活工作中諸多方面的不便。我們知道影響計算機發(fā)生故障的可能性有很多，下面我們從三個方面來對于計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素進行分析：
1.計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)施質(zhì)量方面
作為計算機網(wǎng)絡(luò)組成的重要成分，其對于網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響力是很大的。其主要涉及到計算機終端，類似于路由器，交換機之類的電子設(shè)備。眾所周知，計算機終端，是與用戶直接聯(lián)系的場所，只有保證計算機終端的可靠性，才能夠使得計算機工作變得更加安全，可靠；電子設(shè)備，是計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中必不可少的環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)安全措施失當，造成信息傳播過程中的信息的泄露，由此使得計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性大打折扣。
2.計算機網(wǎng)絡(luò)管理措施方面
除了性能穩(wěn)定的設(shè)備之外，計算機所有者的作用也是不同忽視的，尤其是計算機網(wǎng)絡(luò)的管理措施。如果在計算機的使用過程中，使用者缺乏計算機網(wǎng)絡(luò)的保護意識，缺乏管理，對于各種電子設(shè)備缺乏一定的鑒別能力和維護能力，我們需要明確的是質(zhì)量再好的電子設(shè)備都需要進行有效的管理，才能夠保證其可靠性。
3.計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲機構(gòu)方面
此處的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指傳輸媒體之間使用何種方式實現(xiàn)連接，這是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容?，F(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)等幾種。顯然不同的拓撲，其傳遞信息的可靠性是不同的，因此在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，使用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可靠的拓撲將有利于網(wǎng)絡(luò)信息的高效傳達。
二、如何有效的提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性
以歸因視角去審視計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性建設(shè)，我們應(yīng)該在上述相關(guān)因素的的基礎(chǔ)上，有針對性的采取措施，實現(xiàn)對于不同計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的探索與發(fā)現(xiàn)，主要可以表現(xiàn)為以下幾個方面：
1.將容錯設(shè)計理念融入計算機網(wǎng)絡(luò)
進行容錯設(shè)計，也就是說對于計算機常見設(shè)備故障進行全面的分析和歸納，爭取在原來的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的冗余的增強，以容錯設(shè)計為重點，使得計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性不斷提高。對此來講，我們需要把握以下的幾個注意事項：第一，把握計算機設(shè)備的位置分布；第二，使用計算機網(wǎng)絡(luò)冗余并行方式實現(xiàn)不同設(shè)施之間的連接；第三，實現(xiàn)計算機連接范圍的擴大，形成廣域網(wǎng)連接。
2.以雙網(wǎng)絡(luò)性冗余設(shè)計去執(zhí)行方案
雙網(wǎng)絡(luò)性冗余設(shè)計，也就是在計算機網(wǎng)絡(luò)冗余的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)再次升級，是提高計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的常見做法。同樣在原來網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，以規(guī)劃另外一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方式，形成了雙網(wǎng)絡(luò)型冗余設(shè)計。在網(wǎng)絡(luò)信息進行傳遞的時候，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點選擇的方案選擇項比較多，其傳遞信息量和速度將提升很多，及時是某些節(jié)點不再運作，其他方面的信息也會在其他節(jié)點的作用下實現(xiàn)傳遞，從而保證計算機網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn)。
3.以層次性結(jié)構(gòu)開展網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計階段
以多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建為主要方式，去提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性。其表現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢，其不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)對于網(wǎng)絡(luò)故障的有效隔離，還有利于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的使用，在上述基礎(chǔ)上，實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)的操作。在多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，常常使用的設(shè)備包括集線器、路由器，在一定情況下，其兼容性能得到了極大程度的發(fā)揮。
4.促進其體系結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計過程
我們目前對于計算機網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計思路是，主要結(jié)合目前計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的各種問題，以科學的論證去探尋更加合適的調(diào)整方式，以實現(xiàn)對于計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高。此處我們強調(diào)的是體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計，對于此環(huán)節(jié)，主要涉及到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層次，網(wǎng)絡(luò)操作層次，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層次。以此為基礎(chǔ)，探索更加高效的實現(xiàn)方式。我們知道不同的層次，其在發(fā)揮其作用方面呈現(xiàn)出不同的特點，我們要對于每一層的詳細特征有一定的了解，實現(xiàn)其體系的優(yōu)化。從這個角度來看，不斷提高計算機網(wǎng)絡(luò)體系性能，關(guān)注于計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高。除此之外，即使在最完備的設(shè)計下，計算機網(wǎng)絡(luò)也是有可能出現(xiàn)故障的，因此要強化對于計算機網(wǎng)絡(luò)的管理和維護，一旦發(fā)現(xiàn)問題，即使采取相應(yīng)的措施去解決，從而保證計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
三、結(jié)語
綜上所述，國內(nèi)外學者普遍關(guān)注計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高，以此為課題的研究一直在創(chuàng)新與突破。尤其是在現(xiàn)階段，各行業(yè)對于計算機網(wǎng)絡(luò)的依賴性比較大，其對于經(jīng)濟的影響能力更大。從這個視角來看，加強計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究與學習，不斷探索與發(fā)現(xiàn)全新的方式，爭取使得計算機網(wǎng)絡(luò)在更加可靠的情況下實現(xiàn)運行。由此使得社會的生產(chǎn)效率進一步提高，經(jīng)濟實力進一步強化，無論在什么領(lǐng)域都有利于其實現(xiàn)現(xiàn)代化的發(fā)展。我們應(yīng)該清醒的認識到這一點，并不斷的在相關(guān)領(lǐng)域展開各方面的探索，爭取實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性。
參考文獻：
[1]李碩，黃寧，李瑞瑩，康銳.通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可靠性參數(shù)分析[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù).2012（09）
[2]馬玉珊.如何有效提高計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性分析[J].無線互聯(lián)科技.2012（09）
[3]席紅旗，林小琳.計算機網(wǎng)絡(luò)實驗建設(shè)方案研究[J].河南教育學院學報（自然科學版）.2010（02）
[4]袁靜珍.BosonNetsim軟件在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版）.2010（13）
關(guān)鍵詞：熱備路由協(xié)議；可靠性網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2009)04-0810-02
Routing Protocol Based on the Hot Design of the Reliability of the Network
LV Long-shan
(Tongji University, Shanghai 200092)
Abstract: This paper analysis the environment offinace system government network, and give some suggestion about the reliability network design based the hot-spare routing protocl. In the paper, introduce the working method of the hot-spare routing protocol, at the same time, introduced some key reliability technology.
Key words: he hot-spare routing protocol; the reliability of the network
1 引言
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行的支撐平臺，而系統(tǒng)穩(wěn)定是評價整個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵因素。在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行上，采取了防火墻、防病毒軟件等保障網(wǎng)絡(luò)運行，但網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備-交換機的穩(wěn)定運行才是最基本的穩(wěn)定因素。
熱備路由協(xié)議作為可靠性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要組成部分，利用熱備雙機的原理保障關(guān)鍵信息系統(tǒng)的可靠運行，預(yù)防網(wǎng)絡(luò)故障導致的應(yīng)用中斷、數(shù)據(jù)丟失，在日常的政府、企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中發(fā)揮了重要作用。
2 應(yīng)用分析
B市財政局2004年即采用了CISCO系列交換機構(gòu)建了整個企業(yè)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其中核心層采用CISCO Catalyst 6509交換機、匯聚使用CISCO 3560G交換機、接入層采用CISCO 2950系列交換機。其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
隨著市財政系統(tǒng)信息化步伐的加快以及“金財工程”的啟動，財政管理走上了新的臺階。財政系統(tǒng)結(jié)合實際應(yīng)用重新構(gòu)建集中支付網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于新的系統(tǒng)的上線運行，對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提出了較高的要求。
如果網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則意味著該市全部財政系統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停頓，因此，市財政局決定成立網(wǎng)絡(luò)改造項目小組，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行分析并改造，項目小組對目前的網(wǎng)絡(luò)提出了兩個主要的問題：
1）現(xiàn)有的CISCO 6509核心交換機的引擎是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)鍵，因此，引擎的失效就意味著系統(tǒng)的癱瘓；而公司的核心交換機一直以來采用的是單引擎，這也是此次安全事故發(fā)生的原因；
2）除了核心交換可能出現(xiàn)故障外，一般匯聚層和接入層交換機也可能發(fā)生故障，而且其故障發(fā)生的頻率顯然要高于核心交換機的，雖然此類故障發(fā)生時不會影響整個網(wǎng)絡(luò)，但也會造成局部網(wǎng)絡(luò)癱瘓，造成小的安全事故；
基于此，項目小組認為保證各項業(yè)務(wù)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)必須具有高可靠性，決不能出現(xiàn)單點故障。要對整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備選型、日常維護等各個方面進行高可靠性的設(shè)計和建設(shè)。在關(guān)鍵設(shè)備采用硬件備份、冗余等可靠性技術(shù)，提高安全可靠性。針對本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，其可用性設(shè)計包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身的冗余能力、網(wǎng)絡(luò)的冗余設(shè)計。當前的關(guān)鍵是建立N＋1備份系統(tǒng)，一旦主系統(tǒng)發(fā)生故障，可以采用備份系統(tǒng)維持運行，因此，提出了解決方案，對核心交換機進行冗余。增加一臺6509交換機，其配置與當前6509交換機一樣，利用熱備份路由協(xié)議實現(xiàn)交換機之間的主備切換，以此保障核心系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
按照設(shè)計方案，在核心層增加了一臺CISCO 6509交換機，其配置與原有的CISCO6509配置相同，均放置在核心機房，同時，在匯聚層交換機上增加一塊光線模塊，上聯(lián)到新的CISCO 6509交換機。改造后的拓撲圖如圖2所示。
采用CISCO的熱備份路由協(xié)議（HSRP）協(xié)議實現(xiàn)冗余。HSRP的目的在于當有冗余交換機的時候，使主機看上去只使用了一個交換機，并且即使在它當前所使用的交換機出現(xiàn)故障的情況下仍能夠保持路由的連通性。HSRP協(xié)議中所涉及到的多個交換機都映射為一個虛擬的交換機。如圖3所示，核心交換機A和核心交換機B的默認地址分別為192.168.1.2、192.168.1.3，但對于其它設(shè)備來說，只有一個虛擬的交換機，其地址為192.168.1.1。
HSRP協(xié)議使用主交換機來代替虛擬交換機來進行包的發(fā)送，終端則是把數(shù)據(jù)包發(fā)向該虛擬交換機，實際轉(zhuǎn)發(fā)包的交換機是主（Active）交換機。假如這個主交換機在某個時候由于某種原因而無法工作的話，則那個備份的（Standby）交換機將被選擇來代替原來的主交換機。承擔主交換機的包的轉(zhuǎn)發(fā)功能。而不會在對主機的連通性上產(chǎn)生大的中斷。
網(wǎng)絡(luò)中的主交換機和備份交換機在完成HSRP協(xié)議選擇過程后發(fā)送一次hello消息包來實現(xiàn)主備交換機之間的信息交換，假如主交換機失效，則備份交換機將取代它作為新的主交換機工作。而當備份交換機失效或者它變成了主交換機時，另外一個交換機將被選為備份交換機。
HSRP的配置實現(xiàn)如下：
interface vlan 1
ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
standby 1 timers 5 15
/* 定義HSRP組號為1，每5秒交換一次hello信息,15秒沒收到，hello信息就開始切換 */
standby 1 priority 110
/* 定義1組的交換機權(quán)值,一般權(quán)值大的為主交換機*/
standby 1 preempt
/* 啟用hsrp搶占功能 */
standby 1 authentication cisco
/* 設(shè)置交換機身份驗證串為“cisco” */
standby 1 ip 192.168.1.1
/* 定義虛擬IP地址,即其他交換機或終端所連接的網(wǎng)關(guān) */
standby 1 track ethernet0
/* 定義監(jiān)控的端口，對端口跟蹤,一但端口down掉，則進行主備切換*/
對于實際的系統(tǒng)配置，一般根據(jù)需要選擇部分的配置，同時，配置需要在主備交換機上同時實現(xiàn)。核心交換機A和備份交換機的HSRP的主要配置如下：
/*主交換機AHSRP配置*/
interface Vlan1
ip address 192.168.1.2 255.255.255.0/* 主交換機A vlan 1的的地址 */
no ip redirects
mls rp vtp-domain yyzc
mls rp ip
standby 1 priority 110 preempt/* 定義搶占優(yōu)先級為110*/
standby 1 ip 192.168.1.1/* 定義vlan1的虛擬IP為192.168.1.1 */
interface Vlan2
ip address 192.168.2.2 255.255.255.0/* 主交換機A vlan 2的的地址 */
no ip redirects
mls rp vtp-domain yyzc
mls rp ip
standby 1 priority 110 preempt
standby 1 ip 192.168.2.1/* 定義vlan2的虛擬IP為192.168.2.1 */
備用交換機B HSRP配置：
interface Vlan1
ip address 192.168.1.3 255.255.255.0/* 備交換機B vlan 1的的地址 */
no ip redirects
mls rp vtp-domain yyzc
mls rp ip
standby 1 priority 100 preempt
standby 1 ip 192.168.1.1/* 定義vlan1的虛擬IP為192.168.1.1 */
interface Vlan2
ip address 192.168.2.3 255.255.255.0/* 備交換機A vlan 2的的地址 */
no ip redirects
mls rp vtp-domain yyzc
mls rp ip
standby 1 priority 100 preempt
standby 1 ip 192.168.2.1
4 結(jié)論
基于以上的方案的實施，項目小組順利完成了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改造，當核心交換機發(fā)生故障的時候，備用交換機能夠快速接管其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，保障了B市財政局核心交換機的可靠性，保障財政業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全運行。
參考文獻：
[1] Stephen hutnik,Michael Satterlee.CCIE學習指南實驗室操作[M].機械工業(yè)出版社,2000.
關(guān)鍵詞 光纖通信網(wǎng)絡(luò)；配電網(wǎng)；可靠性
中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）21-0051-01
在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，通信水平也隨之得到了很大程度的發(fā)展，新形勢下的網(wǎng)絡(luò)正向著光纜化及數(shù)字化這兩個方向迅速發(fā)展，現(xiàn)今配電網(wǎng)全面借助高新科學技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)，建立起了一種全自動化、全信息化的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。而這些年以來，我國光纖通信技術(shù)推動配電網(wǎng)建設(shè)不斷更上一層樓，發(fā)揮出來了非常重要的作用。
1 常見的2種光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用
我國在最近幾年加快了配電網(wǎng)試點改革的步伐，其中以太網(wǎng)交換機網(wǎng)絡(luò)（見圖1）與EPON無源光網(wǎng)絡(luò)（見圖2）為基礎(chǔ)的光纖通信技術(shù)得到大范圍的應(yīng)用。此2種技術(shù)在保護設(shè)置方面均運用拓撲結(jié)構(gòu)當作“天然屏障”。國內(nèi)有專家及學者針對上面2種網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)性與安全性實施了評估分析，所得出的結(jié)果為：太網(wǎng)交換機通訊網(wǎng)絡(luò)之可靠值為0.8743390；EPON無源光網(wǎng)絡(luò)之可靠值為0.865320。在我國配電網(wǎng)之網(wǎng)絡(luò)信息量較小的狀態(tài)下，這2種技術(shù)均可以獲得時延。多項數(shù)據(jù)表明，從某一角度來看，工業(yè)以太網(wǎng)交換機的發(fā)展會顯得適應(yīng)性稍微要強一點，而EPON無源光網(wǎng)絡(luò)因為在網(wǎng)絡(luò)的線路以及設(shè)備方面顯得比較復(fù)雜，這就導致其可靠性不夠強。
2 配電網(wǎng)光纖通信技術(shù)可靠性評估
配電網(wǎng)近幾年如雨后春筍發(fā)展很快，改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)存在的不足，變得更加自動化。不過，安裝過程比較復(fù)雜，使得人們在使用這種通信技術(shù)于電纜傳輸技術(shù)上的質(zhì)量有待提高。信息傳輸中斷的現(xiàn)象時常發(fā)生，可靠性得不到用戶的認可。而使用光纖通信技術(shù)則給高水準的配電網(wǎng)系統(tǒng)提供了機會，除了有著抗高壓電磁干擾這一特點的優(yōu)勢以外，同時還具有出數(shù)據(jù)錯碼率低和傳輸效率非常高的特性，因此，在很大程度上對配電網(wǎng)光纖通信的可靠性評估有著關(guān)鍵工程及理論價值。但是，光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)跟其他通信系統(tǒng)比較，也是存在許多共性的。這項技術(shù)憑借著獨特特性發(fā)揮出在不同領(lǐng)域中的優(yōu)勢，就配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)中可靠性評估這個問題上，尚沒有比較好的評估技術(shù)及評估手段。不過，近年來，有專家提出可以基于在最小路集與布爾代數(shù)等基礎(chǔ)上，探討與評估可靠性。在實際評估過程總中，要注意如下幾點：1）儀器設(shè)備所存在的可靠度，在規(guī)定時間內(nèi)所發(fā)揮出來的工作效率；2）連通性之可靠度，即在一定時間范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)保持連通狀態(tài)之幾率；3）儀器設(shè)備之故障概率，即在各個通信節(jié)點等地方在一定時間范圍內(nèi)所發(fā)生故障之幾率；4）平均使用期，即，在網(wǎng)絡(luò)失效之前平均的作業(yè)時間或者是平均的故障幾率發(fā)生的間隔時間。這4點均應(yīng)該給予高度重視與掌握，這樣才可做出合理的可靠性評估。
3 可靠性評估的意義及發(fā)展趨勢
在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，數(shù)字化的水平也得到了很大的提升，將數(shù)字化技術(shù)運用在光纖通信網(wǎng)絡(luò)的中一種發(fā)展趨勢。充分利用數(shù)學化技術(shù)可以促進配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)額可靠性評估與發(fā)展，可以精準評估、準確評估各種元件的可靠性參數(shù)對配電網(wǎng)的影響。為此，筆者認為，在這個良好的數(shù)字化背景下，配電網(wǎng)一定會迎來一個新的轉(zhuǎn)折點及一個靚麗的春天，自動化程度會越來越高、遙控和遙調(diào)等的業(yè)務(wù)，又在對檢驗傳感業(yè)務(wù)以及材料的制造業(yè)方面進行推動與促進。各種類型的配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在各個層次的通信服務(wù)上均有很大的突破與發(fā)展。筆者對光纖材料的制作與設(shè)計前景很看好，經(jīng)過不懈努力、技術(shù)堡壘層層突破，則定能研制出一種高效且環(huán)保的素材方向發(fā)展，更優(yōu)質(zhì)、更高效地為新形勢下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而服務(wù)?？偠灾滦蝿菹峦ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法離開今后光纖科技日新月異的發(fā)展，會不斷推動配電網(wǎng)通信技術(shù)科學發(fā)展、跨越發(fā)展。
參考文獻
[1]厲延民.現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用[J].硅谷，2011（17）.
[2]潘遠翠.淺析光纖通信接入技術(shù)[J]. 硅谷，2010（21）.
[3]阿斯哈爾，張殿旭.光纖通信技術(shù)的發(fā)展及其軍事應(yīng)用[J].國防科技，2007（04） .
[4]杜偉勛.光纖通信技術(shù)發(fā)展狀況及其趨勢分析[J].硅谷，2011（15）.
[5]黃畢堯，張琳，李建岐，王智慧.工頻通信信號在配電網(wǎng)中的傳播及其組網(wǎng)方案[J].電力系統(tǒng)通信，2009（02）.
[6]蔣耀明.淺析光纖通信在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].硅谷，2008（21）.
[7]何益豐.對光纖通信技術(shù)的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（24）.
[8]穆乃剛.淺談光纖通信技術(shù)研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（12）.
