计算机通信网可靠性设计研究

摘 要：随着社会经济的大繁荣、大发展，计算机通信在人们经济生活中的运用越来越多，计算机通信网络在给人们带来便利的同时，其通信网络可靠性漏洞也给企业和个人带来了巨大损失，本文从通信网络可靠性的角度出发，结合计算机通信网络设计过程中的实际，对计算机通信网络可靠性设计进行深入的研究和探讨。

关键词：计算机；通信网络；可靠性设计

中图分类号：TP393.06

计算机通信网络可靠性问题，在计算机通信网络刚刚普及推广时就已经暴露出来，传统的信息保密措施因为自身的隔绝性所以保密程度较好，而在计算机通信网络中信息是互联互通的，所以面临着来自世界各个角落的攻击，而且因为计算机通信网自身设计的逻辑缺陷很容易被利用。

1 影响计算机通信网可靠性的因素

计算机通信网络系统作为一个构成复杂的开放式系统，计算机通信网在运行的过程中可靠性会受到各个方面的影响。

1.1 从网络本身看

从计算机通信网络自身进行观察，我们可以将计算机网络信息系统的可靠性影响因素分为内因与外因两种，其中外因主要是指在计算机网络信息系统实现自身通信功能时，起到信息传递和节点处理的外部支撑设备，在外因对计算机网络信息系统的影响中，一种是可控因素包括外部设备所处的环境，运行时所处的工作状态，都是在外部设备安装时就已经考虑过的可控因素；另一部分就是不可控因素，这一部分影响因素比较复杂，主要是指外部通信设备在面对自然灾害和人为破坏时造成的通信安全，这一部分属于在计算机通信网络设计之外的不可抗力；内因主要是计算机网络通讯企业，在对网络通信的硬件和软件系统进行维护时出现的问题，属于计算机通信网内部的问题。

1.2 从网络运行效果看

从计算机通信网的网络运行效果上来看信息网的可靠性，我们完全可以得出结论：计算机通信网的可靠性取决于通信网自身的，硬件相应的通信设备和软件相应的网络设计的可靠性，但是在这里我们要指出的是，通信网的通信设备情况和网络的设计状态虽然决定了通讯网的固有可靠性，但是在真正的通信网运行过程中，通信服务企业的对通信网的管理和维护才真正决定了计算机通信网的实际可靠性。

在通信网络运行中，通讯服务企业要根据客户的需求对通信网的信息系统进行实时调整，并且在用户使用高峰期要适当的进行负荷分担，或者阻止用户过多登陆导致系统崩溃，对通信网的实时更新与全方位的保障维护，才能进一步提高通信网络的有效性。

1.3 现代智能化技术对计算机通信网可靠性的影响

从有利的角度看现代人工智能技术在计算机通信网络中的应用，客观上提高了通信网络的管理效率，强化了系统的可靠性和可维护性，让通讯网络系统与操作人员的交互系统界面更加人性化，可以说改变了通信网络的运行模式。

1.3.1 由于人工智能技术的加入，数字式智能交换机出现，其在计算机信息网络系统中的应用，直接改变了过去电子管的系统容量和同时能提供的服务量，有效的减少了局站数，简化了网络信息系统。

1.3.2 人工智能的介入极大的提升了计算机通信网络系统的人机功能，通信网络拥有了自我监控和自我系统故障诊断的功能，让网络系统在运行过程中操作人员能够实时全面的掌握通信网络的运行状况，对通信网络的监控实时性得到提高，更有助于管理人员及时发现并隔离系统故障，在最短的时间内解决故障减少因为系统故障而造成的损失。

从不利的角度看，由于现代的人工智能系统存在着设计复杂、维护专业要求高的现象，一旦引进对人工智能的维护将成为一个难题，而且人工智能的引进就意味着人工智能全面接管了通信网络系统，一旦智能操控系统出现故障，那么故障的影响将会波及整个通信网络，而且由于人工智能技术还不成熟，在运用过程中容易在外界恶意攻击下产生逻辑错误，进而危及通信安全。

2 层次化的通信网可靠性设计方案

通信网络的层次化就类似于大型高技术设备的模块化设计，通信网络在设计之初就对整个网络系统进行分类，依据各自不同的功能，将原本复杂的综合性程序分为一个个相对简单的层次，并且根据各个层次的特点进行相应通信设备的应用，这样的层次化设计与模块化设计一样还有利于通信网络在发生系统性的故障时的检修，维护人员可以依据系统层次对系统问题进行分类、隔离和解决。

在当下的通信网络设计过程中，一般可以将计算机通信网分为接入层、分布层与核心层三个层次。其中接入层负责与用户之间的互联并对用户的资质、访问历史和访问权限进行综合分析；分布层则在接入层与核心层之间进行信息组织和传递的优化工作；核心层为分布层和接入层提供高质量的信息传递服务。

2.1 接入层

接入层主要负责接受用户对网络资源的访问，在网络通信系统工作过程中，用户通过集线器和交换机接入网络。其中，集线器在OSI模型的第一层进行工作，因此在集线器工作的这一环境中，所有与集线器进行连接的设备都共享集线器的宽带。而LAN交换机则在OSI模型的第二层工作，在这一工作模式下每一个链接端口都是一个独立的链接，也就是说通过交换机进行链接的每一个端口都可以在交换机的工作领域进行对话，而不用担心相互之间产生影响，如此看来交换机在网络通信系统中的应用效果要极大的超越集线器，之所以会产生这样的服务效果差别，是因为在通信转播过程中，LAN交换机仅会将信息从已经得到认可的端口发送，保证了其他通信端口的通常，而集线器却在发送时进行无差别发送，这样做信息安全没有保障，而且也堵塞了其他端口的信息传递。

2.2 分布层

分布层作为连接接入层与核心层的链接部分，主要具有以下功能与特性：

（1）提供接入设备与核心设备的冗余链接。

（2）通过对客户的访问请求进行过滤，对整个信息网络的业务进行优先等级划分，业务排队等活动，实现通信网络的科学合理的运行。

（3）对信息网络中的信息链接进行优化处理，将多个低速链接连接到空闲的高速链接上，针对不同的业务需求对链接进行优化整合。

（4）智能的选择接入层与核心层之间的路由，当接入层与核心层使用不同的路由进行链接时，分布层要对链接中的不同路由进行路由协议的重新发布。

（5）对信息网络模式下运行的路由进行汇总，在网络信息传递顺畅时分布层可以对为整个信息网络服务的路由进行汇总，用汇总路由代替一些低速的细节路由，将路由的数量降低将整个信息网络的结构简化，大幅度的降低路由器的内存需求，从而减少对网络宽带的占用率。

2.3 核心层

核心层作为整个通信网络的核心，负责为通信网络的用户提供高速的网络传输服务，在以往的通信网络设置中整个通信网络的各个层面，服务的各个层次都集中在一起，服务器既要提供链接服务、又要提供传输服务，造成通信网络负担沉重，运行速度极慢，在采取了分层设计之后，通信网络的核心层就只需要提供信息传递服务就可以了，这样的单一服务极大的提高了核心层服务器的运行速度。核心层的通讯设备通常由三层交换机或路由器组成，在核心层服务设备的选择上不光要注意设备的性能和速率，还要注意通讯设备的可靠性，因为作为通信服务网络的主机，可靠性是保证信息传输的重要指标。

3 结束语

在经济快速发展的今天，信息服务需求越来越大计算机通信网通信的快速性和传递信息的全面性，决定了计算机通信就是属于这个快速发展时代的通信手段，我们在享受通信网络给我们带来的便利的同时，也要正视通信网络的可靠性问题，不能因噎废食，因为可靠性问题就对计算机通信网络产生质疑，只要我们掌握了科学的设计方法，将计算机通信网络进一步完善，扬长避短，计算机通信网络系统必将在人类社会进步中大放异彩。

参考资料：

[1]张子木.基于遗传算法的计算机通信网络可靠性分析及优化[D].北京邮电大学，2009.

[2]张如志.电力通信网可靠性评价规程的研究及系统实现[D].云南大学，2013.

[3]高勇.电力通信网可靠性评估指标体系的设计与优化[D].华北电力大学，2011.

[4]朱小刚.野战地域通信网拓扑层可靠性算法研究[D].国防科学技术大学，2011.

作者单位：武警石家庄士官学校，石家庄 050061

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