黄晨

摘  要：随着计算机网络的迅速发展，计算机网络的可靠性问题越来越受到网络设计者、建设者和使用者的普遍关注。本文首先介绍了计算机网络可靠性的发展背景、现实情况以及网络瘫痪的危害。然后，从容错性、双冗余、网络层次、体系结构设计三个方面对计算机网络可靠性的进行影响因素分析，表明容错性设计的重要性。最后，从计算机网络的多层网络结构：接入层、分布层、核心层含三个层次进行详细的功能描述，研究发现，计算机网络可靠性的研究课题具有巨大的经济价值、社会价值和社会效益。

关键词：计算机网络;可靠性;容错性;多层网络结构

1 背景

随着科学技术的飞速发展、计算机的广泛普及，计算机网络已经在通信、银行、交通、物流、能源、学校、工厂和军事等领域得到广泛应用，现实生活中处处可见计算机网络的应用[1]。随着用户对计算机网络的使用，人们对网络的可靠性要求也越来越高在实际生活中，计算机网络故障大量存在。一旦计算机网络发生故障，将会对人们的生活、经济、环境、卫生、及社会安全造成重大甚至是灾难性的影响据统计[2]。对金融领域来说，若计算机网络雍痪一个小时，将会造成约万美元的损失，若计算机网络瘫痪一天，则可能会导致一个投资商业银行频临破产倒闭。

2 计算机网络可靠性

2.1计算机网络的容错性设计

计算机网络容错性设计的一般指导原则为并行主干，双网络中心。计算机网络容错性设计的具体设计方案的原则，可以参照以下几点：

（1）采用并行计算机网络以及冗余计算机网络中心的方法，将每个用户终端和服务器同时连到两个计算机网络中心上。

（2）数据链路、路由器在广域网范围内的互联。计算机网络中的边界网络至网络中心采用多数据链路，多路由的连接方式，这样可以保证任一数据链路的故障并不影响局部网络用户的正常使用。

（3）网络服务器应采用新技术，如采用双机热备份、双机镜像和容错存储等技术来增强服务器的容错性、可靠性等。网络管理软件容错设计时，应采用多处理器和特别设计的具有容错功能的网络操作系统来实现，提供以检查点为基本的故障恢复机能。

2.2计算机网络的双冗余设计

计算机网络的双网络冗余性设计是在单一计算机网络的基础上再增加一种备用网络，形成双网络结构，以计算机网络的冗余来实现计算机网络的容错。在计算机网络的双网络结构中，各个网络结点之间通过双网络相连，当某个结点需要向其它结点传送消息时，能够通过双网络中的一个网络发送过去。正常情况下，双网络可同时传送数据，也可以采用主备用的方式来作为计算机网络系统的备份。当由于某些原因所造成一个网络断开后，另一个计算机网络能够迅速替代出错网络的工作，这样保证了数据的可靠传输，从而在计算机网络的物理硬件设施上保证了计算机网络整体的可靠性。

3 计算机网络多层网络结构

计算机网络的多层网络结构能够最有效地利用网络第三层的业务功能，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、分布层、核心层，如下图所示。它体现了计算机网络的多层次结构设计的思想。

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。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。核心层计算机核心层是计算机网络的主干部分，主要功能是尽可能快速地交换数据。计算机网络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換的处理。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。

4 结论

计算机网络的可靠性也成为衡量计算机网络综合性能的一项及其关键的技术指标。影响计算机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。其中，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。

参考文献

[1]  刘秀彬.计算机网络可靠性优化设计研究[J].电脑编程技巧与维护，2020（03）：148-149+171.

[2]  魏波.基于改进遗传算法的计算机网络可靠性优化设计[J].新乡学院学报，2020，37（03）：32-35.