崔逸轩

【摘要】本文分析了计算机网络可靠性的影响因素、通信网络设计以及设计关键技术，以供参考。

【关键词】计算机网络；可靠性；复杂通信；设计

一、前言

当前，现代通信网络的规模不断扩大，传统网络设计已经不能满足当前复杂网络设计的需要。需要通过仿真通信网络设计提供一个定量分析和设计的方法。

二、当前影响计到算机通信网络可靠性的主要因素

1、用户方面所带来的影响因素

在使用该系统的过程中，所有用户都受到用户终端设备设置的影响，因此，确保计算机通信网络的可靠性至关重要。这不仅关系到了计算机通信网络的整体运转状况，还关系到了用户端能否实现日常的高效维护，而只有时刻确保计算机通信网络终端处于高效的运转状态，并具备较强的交互能力，才能提高该通信网络系统的可靠性。

2、网络管理方面的影响因素

一般情况下，如果计算机通信网络的规模相对较大，那么其在设计的过程中必定是十分复杂的，这是基于设备供应商以及相关网络产品的差异性所决定的。针对规模大、系统复杂的计算机通信网络，就需要配备相应的网络管理技术。只有实现网络管理技术的同步化，才能实现对网络运行状态的全方位监控，这样才能第一时间发现问题，并实现有效的解决，从而在降低甚至避免故障发生几率的同时，以实现计算机通信网络的高效运转，提升系统的可靠性。

3、信息传输设备方面的影响因素

传输设备方面对计算机通信系统可靠性所造成的影响因素来源于计算机的布线系统，以及网络集线器，这方面的影响因素通常都成为了当前计算故障诊断中的最难环节。所以，这就要求在设计布线系统时，首先就需要使用符合标准的设备，并要将其冗沉以及容错的能力考虑到其中，需要确保留出一定的发挥空间。在设计网络集线器的过程中，要明确如果一旦网络集线器出现问题，就会致使整个计算机通信网络的可靠性丧失，这是做好提升计算机通信系统可靠性的首要环节。如果集线器出现了故障，那么所有与这一集线器相连接的用户都不能工作。

三、基于仿真的网络设计流程

1、需求分析

网络设计前的需求分析主要是根据系统的研制总要求，对系统所需要达到的技术指标进行明确，确定网络设计所要完成的功能、目标以及性能指标。这个过程中的主要目的是确定网络设计的输入，确定网络设计结果所必须满足的约束条件与使用条件。因此，需求分析是网络设计的基本依据，也是网络仿真的基本依据。通过需求分析来给定网络设计约束条件下的基本技术指标。约束条件指网络通信环境（网络地形地理环境、地域、通信干扰情况、移动情况），技术指标主要指网络的容量要求（网络节点规模、业务容量）、业务性能要求（时延、时延抖动、丢报率）、安全保密要求。其他要求如网络的抗毁能力、抗干扰能力、移动性支持等。

2、网络设计

在逐个将应用需求转化为网络设计的性能指标要求后，网络设计者根据约束条件设计多个网络设计方案，网络设计主要包含：网络拓扑设计、网络设备设计、网络协议设计、网络链路设计、地址设计等，此外，还可能涉及到应用流程的设计。

3、仿真建模

在完成初步网络设计的基础上，网络仿真将根据网络设计的方案进行仿真建模。仿真主要有两个目标：精确性和高效性。对一个实际的网络进行建模的过程实际上即是對其进行抽象的过程，通常情况下，精确性是仿真所要达到的首要目标，然而，在对大型网络进行仿真时不得不牺牲一定的精确度来换取仿真的高效性，使仿真执行者能够在最短的时间内达到预期的仿真目的。因此，明确仿真目的（网络设计关注的重点问题）对于建模是非常重要的一步。网络仿真的建模采用层次化的建模方式，这与网络设计保持了一致性，同时也提高了网络模型的扩展性和重用性。网络仿真的建模过程如图2所示。

4、仿真运行

在建立好了仿真网络模型后，下一步就是运行网络仿真。所谓的仿真运行就是指给定网络约束条件下，运行网络模型，获取网络的性能结果。也就是在确定了仿真的网络场景后，需要确定网络一些可变的输入参数，可以是网络协议参数、网络通信环境参数、业务流量参数等；还需确定仿真的输出结果，本次仿真需关心的网络性能参数，可以是网络级性能，比如：网络吞吐量、网络收敛情况等。也可以是协议级网络性能结果（业务层、传输层、网络层的、信道层的性能结果）。

四、通信网络设计中的关键技术

1、WiMAX技术

WiMAX技术属于应急通信网络设计中的基础层，提供必需的宽带无线网络WiMAX适合应急通信网络的组网条件，可以产生大面积的覆盖信号，提高通信网络的运行速率近几年，应急通信网络设计的要求逐步提高，促使WiMAX技术面临诸多压力，为保障应急通信网络设计的效率，WiMAX作用下的宽带无线网需要最大程度的满足应急需求，其利用OFDMA保障通信系统具备足够的容纳量，如果应急通信网络投入运行，可以自主排除突发事件中产生的干扰，有利于强化应急通信网络的运行能力

2、无线自组网技术

无线自组网技术连接通信领域与计算机领域，促进应急通信网络的融合发展，降低其对硬件设备的依赖程度无线自组网技术的应用范围非常广泛，具备特定的优势，其在应急通信网络设计中，能够准确监督特定目标，一旦发生应急情况，立即启动通信系统，一方面向用户提示应急状况；另一方面，利用传感的方式快速实行通信决策，调动应急通信网络后，按照网络结构规定的协议及配置进行通信，为应急事件处理提供稳定的通信条件

3、卫星技术

卫星技术在应急通信网络设计中主要是借助人造卫星，实现站间通信，全面利用卫星的同步优势，完善通信信号人造卫星具有全球覆盖的优势，应急通信网络设计中引进卫星技术，实现全地域的快速应急通信，提供高效的移动通信和可靠的定位例如：某抗震救灾现场，应急通信网络在卫星技术的协助下，提供专有的信号通道，定位灾区位置后稳定连接其与外界的通信卫星技术在应急通信网络设计中得到较高的利用，该技术成功应用在多项领域的应急通信网络设计中，如航海、军事等，准确的提供应急通信所需的链路，保障应急通信网络的完整性。

4、辅助技术

应急通信网络设计中的辅助技术，用于营造应急通信可适应的环境，确保其在不同的应急领域内，均可以提供到位的通信服务辅助技术对应急通信网络设计的协调作用非常明显，改善应急通信的模式，避免其在应急过程中出现流通问题辅助技术体现在网络设计的多个方面终端定位：定位是应急通信网络设计的核心，通过终端定位辅助技术，准确确定终端位置，由此可以排除外界因素对应急通信的干扰，促使应急通信始终保持高强信号的优势网络安全。突发事件应急时，网络参与的机构并不是统一的，而是来自不同的组织，波及了应急通信网络的安全，需要保持网络运行的安全状态，才能确保应急通信的正常运行，以免出现安全通信事故，影响应急效率。Qos：支持应急通信网络中的多方服务和数据源，大规模的完成通信协调，促使应急通信网络设计可以按照规定进行，不会产生网络冲击或通信延迟的现象。

五、提高计算机通信网络可靠性的途径

1、提升计算机网络软件的可靠性

作为计算机可靠性保障系统中的重要环节，只有有效地提升计算机网络系统的安全性，才能更好地避免计算机被恶意病毒侵袭。这就需要设计者对网络软件进行周密的设计。通常上对计算机的防火墙地址进行规则转换能够有效提升计算机网络软件的可靠性。实行这一安全措施之后，计算机在和互联网或者局域网进行信息传输与交换的过程中能够建立起安全级数较高的安保系统，阻止其他计算机群对系统内信息的截取，从而实现了计算机通信可靠性水平的提高。

2、对计算机系统进行分层处理

计算机系统是一个相互联系的、统一的整体，其由多个系统层次组合而成，因此对计算机整体通信可靠性与单一层次通信可靠性的要求也存在一定的差别。而为了更好地提升计算机的通信可靠性水平，科学合理地对其进行有针对性的管理是十分必要的。而要实现计算机通信可靠性的提高，一方面需要依赖于先进的网络设备，另一方面也需要依赖先进的网络层次结构与网络体系结构。网络设备高性能的发挥需要建立在合理的网络层次结构与网络体系机构的基础上，只有确保网络层次结构与网络体系结构的合理化，才能够实现网络设备高性能最大限度的发挥，最终促进计算机网络可靠性的提高。如果网络层次结构与网络体系结构存在不合理的情况，不但无法促进网络设备高性能的充分发挥，反而会造成设备资源的浪费，对网络数据传输造成影响。随着计算机网络技术的发展与计算机网络信息传输量的增加，网络服务向着分布式方向不断发展，交换设备也向着用户级不断完善，最终形成了适应网络发展需求的高速网络分层设计方式，实现了计算机网络的模块多层设计。网络多层设计中的网络容量具有自我调节的功能，会随着网络节点的增加而不断扩大。多层次网络结构的确定性较好，在运行的过程中能够对故障进行快速的查找与定位、排除，促进了其运行效率的进一步提高。

3、做好计算机通信系统的容错设计

提高计算机通信水平的重要方式之一就是提升计算机系统的容错性，而这主要通过以下两个方面来实现：首先需要将计算机系统中的广域网络、路由器和数据链接设备进行互联，这样一来，当计算机通信系统在出现问题时就不至于使整个通信系统陷于瘫痪；其次就是利用并行方式将计算机的终端与计算机的服务器连接到计算机网络中心，提高计算机的冗余，从而实现计算机通信可靠性的提高。

结语

网络通信高效性和结构设计紧密相关。只有满足基本需求，不断优化网络组织结构，才能提高网络通信的效能。

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