网络的可用性
关键词：网络;软件;安全;可靠
中图分类号：0245 文献标识码：A
1 网络应用软件
网络应用软件分为静态网络软件，简单交互的网络软件以及复杂的网络数据库系统三类。静态网络软件只是为了同公众共享和信息，不与用户发生信息交流和互动。第二类软件可以使访问者同网站拥有者进行交流，利用表单等来收集访问者对提供的产品和服务的反馈信息。复杂的网络数据库系统可以处理复杂的商业交易活动，是实现电子商务的基础。应用软件是建立在静态或者动态的个人网页基础上，可以方便地对应用软件的权限进行划分，根据需要设置访问者的访问权限。
应用软件的功能开发很容易根据开发者的意图进行分解，一般网络数据库应用软件由Web服务器、功能服务器以及数据库服务器三个部分组成。在Web服务器上用户端通过browser向Web 服务器提出查询请求，Web服务器根据需要再向数据库服务器发出数据请求;在功能服务器上完成响应的业务处理或复杂计算任务;数据库服务器利用数据库管理系统(DBMS)对数据进行操作。
2 目前网络应用软件中常见的几个安全问题
产生网络安全问题的软件层次，可以分成几类：
操作系统和网络协议本身的缺陷所导致的安全问题;通信过程所导致的安全问题;应用软件层所导致的安全问题。随着网络应用环境越来越复杂。
2.1 互联网应用的复杂性
HTTP协议和HTML语言最初主要用于静态网页，随着Web应用的发展，动态网页在互联网中成为了主流，服务器端和客户端程序功能被扩充，特别是在电子商务应用中，要求通信双方能够互相识别,相应地引进了许多新的技术。
2.2 网络应用软件层的典型攻击
如果服务器端使用了客户输入来构建操作数据库的SQL语句，而又没有对客户端的输入进行合法性验证，恶意用户可能提交一段数据库查询代码，根据程序返回的结果，获得某些他想得知的数据，甚至破坏数据库的内容，即发生了SQL注入( SQL Inject ion)。SQL注入可以从正常的80端口访问，而且表面看起来跟一般的Web页面访问没什么区别，所以很多的防火墙都不会对SQL注入发出警报。
跨站点脚本( XSS，Cross Site Scripting)
相当多的网站必须以外来的输入构建动态网页，比如BBS、以网页形式呈现的新闻组、拍卖网站等,攻击者可以在BBS 上一条消息，在发送给受害者的电子邮件中嵌入HTML 文本，并且其中嵌入恶意的客户端脚本代码。
跨站点追踪( XST，Cross Site Tracing)
前面提到，跨站点脚本攻击常常利用站点“返回请求信息”这个特性，跨站点追踪可以看成是这种情况的衍生物，它利用了HTTP 协议族中的TRACE 命令。T RACE 要求服务器回送客户端通过HTTP 请求发送到服务器的信息，通常用来调试和连接状况分析。所以应当在服务器投入运行以后，及时关闭T RACE 响应。
会话叠置(Session Riding)
正常情况下服务器与客户浏览器之间会话时，Session ID 在每次客户浏览器向服务器发出请求时，自动随之送到服务器。攻击者利用跨站点脚本能够窃取保存在cookie中的Session ID，并取代原来的用户与服务器会话，把合法用户被拒绝在会话之外，这种攻击称为会话劫持( Session Hijacking)。
3 网络应用软件可靠性的设计方法
3.1 系统高可用性设计
3.1.1 意图和动机
HA( high availability pat tern) 模式的意图是定义一种一对一或一对多的关系，监控对方的状态，当一个对象出现失效，激活与之相对应的另一个对象。
网络信息系统的可用性通常在两种情况下会受到影响，一种是系统宕机、错误操作和管理引起的异常失败;另一种是由于系统维护和升级，需要安装新的硬件或软件而正常关机。高可靠性软件必须为这两种情况提供不间断的系统服务。
除了运行高可靠性软件来构成高可靠性系统之外，在网络应用软件本身之中加入高可靠性的一些性能也能使网络软件自动检测系统的运行状态，在一台服务器出现故障的情况下，自动地把设定的服务转到另一台服务器上，这样就不需要购买或者重新开发一套HA 软件。
3.1.2 系统结构
HA 模式的关键思想就是引入一个HAD etect的抽象类来管理网络应用的运行状态。
3.1.3 安全结构系统的实现
每一个连接构成一个相关的HAD etect抽象类. 首先定义这个类及Interfaces类。其中Interfaces类中的友类Heartbeat、Takeover 和Service Management 的定义和实现，这里不作祥述.它们包括：判断接口的类型、使用socket 管理连接、服务配置管理、启动与停止管理等。
在整个实现过程中核心是一个通信连接的建立，用以检测网络应用状态的改变，在这个通信过程中完成失效检测和业务接管。根据这个状态的改变调用Interfaces 类中不同友类中的相应方法，系统通信连接主要有6 个状态。
3.1.4 安全结构系统的应用
将所设计的HA 软件模式，应用到一个实际的网络认证计费系统中。对于计费系统来说，保证它的稳定可靠运行是至关重要的，一旦系统某个节点出错，将造成无法挽回的损失。计费系统运行的基本流程是：用户登录，接入服务器将登录信息送到认证服务器Radius Server 上进行认证，如果认证通过,则授权用户，用户开始使用网络。同时实时计费系统为用户的流量或时间进行计费(取决于不同的资费策略)，并写入数据库中，直到用户断网。在这个系统中,需要考虑高可用性的环节主要有3个：认证服务器、计费服务器和数据库服务器。
结束语
网络应用软件是电子商务的基本成分，一个成功的网络软件的设计和实行需要构筑一个高可用性的网络环境，还必须有高可用性的网络。网络的可用性是系统密不可分的一个部分，这必须对网络管理的高可用性进行深入研究，使高可用性设计模式得到更广泛的应用。
参考文献
网络的可用性篇2
论文关键词：vrrp协议 可靠性 主控路由器 虚拟路由器
一、引言
计算机技术的迅猛发展，大学、中学以及小学基于局域网的校园办公和基于internet的应用也逐渐增多，对校园网络的可靠性提出了越来越高的要求，网络中的核心设备对保证校园网络的正常工作非常重要，如果保证了核心网络设备的可靠性，就基本保证了校园网络的可靠性。
二、目前校园网络的可靠性现状
网络可靠性也称网络的可用性，使用平均故障间隔mtbf(mean time between failure)和无故障工作时间两个参数来衡量，平均故障间隔越小且无故障工作时间越长，该网络设备的可靠性就越高。不同的行业对可靠性的要求不同，一般的网络，暂时中断不影响使用，而对网络依赖程度比较高的电子商务和金融行业来说，网络的中断就意味着经济利益受损。网络可靠性的研究探讨，意义重大。
网络设备的投资在网络建设中占有相当大的比例，高档的、可靠性高的网络设备往往价格不菲。由于资金的因素，一般规模的校园网建设中，不可能配备高档的设备。网络的可靠性需要设备本身的可靠程度来保证。通常情况是，用一台和工作设备相同配置的网络设备作为冷备。工作设备出现问题时，将冷备的设备接入网络，恢复通讯，这种方案，网络中断的时间一般在十几分钟左右，不能满足校园网络可靠性的要求，现在学校的大部分的工作都通过网络进行，学生学籍管理、教务管理、教师签到、学校办公、网络招生等，十几分钟的网络中断也会使正常的日常工作变得混乱，尤其是网络招生工作，网络中断更是后果严重。如果对所有网络设备进行更新，购买高可靠性的核心层次设备(通常是有两个主控板，另一块板卡做备份，网络可以在几秒钟之内恢复工作)是一种很好的可靠性解决方案，但是从资金投入的角度来说，目前多数学校不具有如此的经济承受能力。本着保护现有投资的角度考虑，可以采用廉价冗余的思路，在可靠性和经济性方面找到平衡点。
三、vrrp协议综述
什么是vrrp协议?
虚拟路由冗余协议(virtuai router redundancy protocol，简称vrrp协议。在该协议中，一对路由设备协同工作，对终端ip设备的默认网关(defauit gateway)进行冗余备份，当一台路由设备宕机时，备份路由设备及时接管转发工作，向用户提供透明的切换，起到提高网络可靠性的作用。
vrrp协议的重要概念
在vrrp协议中，有两组重要的概念：vrrp路由器和虚拟路由器;主控路由器和备份路由器。vrrp路由器是物理实体，虚拟路由器是vrrp协议创建的，是逻辑概念。一组vrrp路由器协同工作构成一台虚拟路由器，具有唯一固定lp地址和mac地址。一个vrrp组中的路由器具有两种互斥的角色：主控路由器和备份路由器。一个vrrp组中只有一台处于主控角色的路由器，可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。使用选择策略从路由器组中选出一台作为主控，负责arp相应操作和转发ip数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当主控路由器发生故障时，备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主路由器。此切换非常迅速而且不用改变ip地址和mac地址，对终端使用者是透明的。
vrrp协议工作原理
vrrp路由器用vrid标识，取值0-255，对外表现为唯一的虚拟mac地址，格式为00-00-5e-00-01-[vrid]。主控路由器负责对arp请求用该mac地址做应答。vrrp控制报文是vrrp通告，使用ip多播数据包进行封装，使用组播地址，范围只限于同一局域网内。主控路由器周期性的发送vrrp通告报文，备份路由器在连续三个通告间隔内收不到vrrp通告或收到优先级为0的通告后启动新的一轮vrrp选举。选举参数是优先级和ip地址，vrrp协议中优先级范围是0—255，数值大的优先级高。优先级的配置原则可以依据链路的速度和成本、路由器性能和可靠性以及其它管理策略设定。
如何保证vrrp协议的安全性?可以使用两种安全认证措施：明文认证和ip头认证。明文认证方式在加入一个vrrp路由器组时，必须同时提供相同的vrid和明文密码。适合于避免在局域网内的配置错误，但网络监听方式窃取密码防范较低;ip头认证的方式提供了更高的安全性，能够防止报文重放和修改等攻击。
四、vrrp协议应用在校园网络中的方案
1、vrrp单备份组配置：rta和rtb在实际的网络组建中，可以使用不同档次的设备。rta和rtb对internet都有链路，而且为了经济性，两条链路的速率也可以不一样。选择档次高的那个设备作为主控路由器，配置方案如下图所示：
这里假定rta的性能和可靠性都要高于rtb。连接校园网中各主机，rta实际地址为ip1，rtb的实际地址为ip2。rta和rtb组成一个vrrp路由器组，共同虚拟出ip3为虚拟路由器的地址。配置rta的vrr p的优先级高于rtb的，则rta经过选举就成为主控路由器，h1、h2、h3的默认网关地址设定为ip3。rta负责icmp重定向、arp应答和ip报文的转发：一brta失败，根据策略rtb立即启动切换，成为主控，保证网络正常通讯。还应该在rta上设置抢占模式，当rta 恢复工作后，继续成为主控路由器，行使网姜的职锥
2、vrrp多备份组配置：在vrrp单备份组的应用中，一台路由器在线时作为主控，另一台路由器只是作为后备，不参与转发工作，闲置了设备和链路。如果两台设备属于同档次，可配置vrrp多备份组，使两台设备都参与数据的转发，达到备份和负载分担双重效果。配置两台路由器同时属于互为备份的两个vrrp组：在组1中rta为主控设备;组2中rtb为主控设备。将一部分主机的默认网关设定为组1的虚拟ip地址;另一部分主机的默认网关设定为组2的虚拟ip地址。如果rta出现故障，经过vrrp选举，rtb为2个vrrp组的主控路由器，下面的所有主机都通过rtb连接internet;相对应，如果rtb出现故障，rta成为两个备份组主控路由器。实现了负载均衡和提高网络可靠性的功能。
3、vrrp协议跟踪端口功能：vrrp协议应用在校园网中，用以提高校园网络的可靠性，无论是单备份组还是双备份组，vrrp协议只是对网络局域网侧的链路进行监测，起到备份的作用。而对上连internet的链路的故障却没有办法。vrrp协议使用的前提是，rta和rtb接入到同一个局域网内。而两台路由器上连internet的链路可能不属于一个isp，不能使用vrrp协议。当主控路由器的连接internet的链路出了问题，即便备份路由器连接internet的链路是通的，下面所连的主机也不能访问外部网络。vrrp协议的端口跟踪功能可以解决此问题，在配置vrrp的时候，让它监视上连internet物理端口的状态，如果物理端口的状态从up变为down的时候，设置vrrp主控路由器的优先级减掉一个数值，从而优先级低于备份路由器的vrrp优先级。开始新一轮的vrrp选举，备份路由器变为主控路由器，继续保持和internet的通讯。
网络的可用性篇3
关键词：低压网络;智能互联;节能降耗;技术改造
1 概述
电能作为安全、清洁、优质、高效的二次能源，能够替代绝大多数能源需求，是未来最重要的终端能源。在智能制造、自动控制、信息通信、电力电子等先进技术和可再生能源加速发展推动下，电网迈向了智能发展的新阶段。当下如何适应新型城镇化、城市化发展对高可靠性供电提出的新目标，深化满足分布式电源和用电负荷持续增长需求，保障其安全可靠供电能力，大幅度提升降耗节能的经济成效，将成为新的研究课题之一。而传统低压供配电网络主要存在的问题集中反映在以下几个方面。
1.1 传统低压网络接线方式灵活性不足
随着城市建设的发展，用户对供电可靠性的要求越来越高，这就给原有配电设备的质量和配电网络的可靠性提出了更高的要求。
而原有低压配电网大部分采用放射形供电，虽然有助于保证潮流的单向流动，易于继电保护等设施的实现，但这种供电方式弊病较多，一旦某处发生故障，就会造成整条线路的大面积低压客户停电，且停电时间较长，可靠性差。对此需要研究推进国际对标，实现停电次数与时间减少到先进国家水平，缩短差距进而对社会公众造成的影响最小，保障合格、连续、可靠的电力供应，改变传统低压网络接线方式灵活性不足，切实提升低压配电网智能化、互动化、信息化管控能力，不断满足用电客户诉求及服务质量体验的新需求。
1.2 低压网络智能化供电的应用能力不足
由于目前低压配电网缺乏自动化设备，没有对低压配电网络进行监测，故障信息依赖用户反馈，智能化化程度低。
对于故障的排除往往通过人工现场操作实现，而实际现场低压配电网络覆盖面广，终端众多，进一步延长了故障的排除时间，加大了人力的投入。
为此亟需推进智能电网设计、建设、物料、施工和验收应用标准，契合分布式新能源提速融合的发展需求，提升供电服务全流程贯通能力，加速形成电网企业与电力客户之间“共享、和谐、双赢”的协作共建关系，让广大电力客户贴心感受到智能供电的新体验。
1.3 低压供电可靠性与经济性评估存在薄弱环节
目前低压供电可靠性信息较为分散，对此比较供电部门所投入的辐射状网架改造，智能化提升等运营成本，是否切实解决了配电系统的薄弱环节，迫切需要不断完善可靠性与经济性评估方案。
通过合理有效的评估，揭示影响电力供应和电能质量环节上存在的主要问题，指导低压配电网接线方式的改造、改变其现有的辐射状网架结构，并进行智能化控制，实现对低压配网的实时监测，及时掌握运行设备与安全裕度、供电可靠性和经济运营等关键影响因素，为妥善消除设备隐患、保证安全可靠供电、储备建设与改造项目等提供决策依据。
2 新型低压网络组态方式的探索
2.1 互联互供组网设想
与传统低压网络采用辐射型供电对比，新型低压互联互供接线方式，在保持原有低压网络构架的基础上，通常工程应用采取少改造，突出安全与经济，智能与灵活特征，达到适应分布式电源的开放与接纳。
所涉一次设备改动量少，巧妙增设微机保护功能，数据通信传输功能，适当位置补充低压网络联络功能，具备远方监测与调控功能，改变以往仅依凭运行人员经验，而实际负荷估算差别大，“盲调”几乎处处存在，更多只能通过事后弥补等被动工作局面。
2.2 互联互供接线方式
新型低压互联互供接线方式(如图1所示)用于连接两路电源和多个负载的低压配电网，包括第一母线、第二母线、第一进线低压断路器DLa、第二进线低压断路器DLb、第一多位刀闸DZ/a、第二多位刀闸DZ/b以及若干个低压环网供配三位态调整负荷装置。
第一路电源经第一进线低压断路器DLa和第一多位刀闸DZ/a而能够与第一母线的上游和(或)第二母线的下游相可分离的连接，即第一路电源可以连接第一母线的上游A1、第二母线的下游B8中的一个或者两个;而第二路电源经第二进线低压断路器DLb和第二多位刀闸DZ/b而能够与第二母线的上游和(或)第一母线的下游相可分离的连接，即第二路电源可以连接第二母线的上游B1、第一母线的下游A8中的一个或者两个。
2.3 新型组网的显著特征
新型低压组网方式至少具有以下显著特征。
(1)是进一步提升可靠供电能力，解决了电力用户受电末端相对可靠供电弱化的问题，保障所有电力用户“一视同仁”均衡得到持续供电。
(2)是借助数据通信及微机保护新技术，可实现就地平衡负载出力，解决了以往“大马拉小车”，容量错配的问题。
(3)是科学对应“超重载”现象，通过辅助远程监测预知电力用户负荷变化趋势，灵活调配供电容量满足增量需求。
(4)值得关注的是自适应“微网”组态分布式电源的接入需求，就地消纳太阳能、天然气、生物质能、风能等类型资源，主动营造社会力量参与电力投资的良好环境，共享电力发展新成果。
3 适用现场的应用实践分析
3.1 安全供电与经济节能双提升
低压配电网络安全供电、可靠用电的基础重点之一是如何提升低压断路器工作性能，适应低压互联互供接线方式新要求，提升制造企业转型升级，不断开拓新市场的能力。
3.2 灵活实现“削峰填谷”技术方案
新型低压网络组态方式，改变了传统辐射型供电模式，即自配电变压器电源端起至供电末端，其供电可靠性逐级弱化的问题。
3.3 优化利用配电变压器容量
随机抽取800千伏安公用配电变压器一台，其中月度负载率和抄见电量作为重点观察对象，反映出1月-12月份配电变压器平均负载率与配电变压器峰值负载率之间存在60%-70%的差值，如何应对现场出现的这类情况，目前更多的依赖于增加变压器容量。
实际工程应用新型低压网络组态方式，可大力提升配电变压器平均负载率，通过部分配电变压器依次轮流投入现场，在减少新增配电变压器投入，降低配电变压器运行损耗的同时，综合负载利用率可见提升85%-140%，节能效果明显。
3.4 “微网”就地接入消纳更经济
以10kW的光伏并网发电单元为例接入新型低压网络，可实现自适应“余电”上网。
光伏发电用户上网电量可按下式推算：
W=K*H*P*E (1)
其中：W：上网发电量(kWh);K：综合效率系数;H：水平面太阳能总辐照量(kW・h/m2);P：安装组件容量(kW);E：标准条件下的辐照度常数取1kW/m2;
W=0.43×3.75×365×10×1=5885.625kWh
随着光伏组件转换效率、逆变器效率、光伏发电系统可用率等主要综合效率的不断提升，可预测平均上网电量将突破1万度/年。
4 结束语
新型高可靠性低压网络实践探索，其核心价值是为了进一步提升供电质量和效率效能，更好地就地均衡负载，提高负载利用率，消纳分布式微网接入公网，使得最广泛用户切实感受到智能电网发展新成果，实现节能降耗新目标，其中孕育着供配电新技术、新设备、新装置的推陈出新，更新换代，必将吸引更大范围的制造企业创新研发，更多层面的社会资源参与建设，从而加速成果转化更好地服务社会。
参考文献
网络的可用性篇4
所谓计算机网络可靠性其实就是指计算机网络的可用性，也就是具备计算机网络各用户间互相连通能力的强弱。优化计算计算机网络可靠性是目前业界所关注的热点话题。与传统算法相比较，遗传算法优点更多，不仅算法的结构比较简单、便于求解以及搜索高效，在进行全局计算的时候还可获得最优的近似。遗传算法具有较好的实用性、简易的算法结构以及较快的求解速度能够求出近似值的最优解，在解决网络可靠性优化计算问题上有着明显的优势。
【关键词】网络可靠性 优化计算 遗传算法
计算机网络可靠性也就是计算机网络的可用性，通过遗传算法，解决网络优化计算过程中的核心问题，能够提高网络的可靠性。下面就来探讨一下计算机网络可靠性优化计算中遗传算法的应用优势。
1 计算机网络中可靠性优化和遗传算法的概念介绍
1.1 计算机网络可靠性优化
计算机网络可靠性优化是具有重要意义的一个环节，网络是否具有可靠性是计算机网络信息传输是否能得到保障的前提，而计算机网络往往又具有许多重要的特性，比如在生存性方面和抗破坏性方面尤其显得非常突出。计算机网络中的这些特性，给我们优化计算机的可靠性提供了方向，因为这些特性能够适应各种不同的模式，使网络设备在工作时的有效性得到了保证。计算机所处的温湿度、辐射以及维修等对计算机网络通信和联网设备工作会产生影响，但在以下分析中假定网络处于理想状态，不受上述条件影响。
计算机网络的可靠性类型有：2终端可靠性、Y终端以及全终端可靠性这三种类型。
1.2 遗传算法含义
遗传算法广泛应用于计算机各个领域，它的基本原理是根据生物学上的遗传知识和自然选择规律为基础发展起来的。将数据在网络中的传输方式和过程进行模拟，然后根据生物学上基因遗传信息的传递方法，在经过群体搜索和个体之间互相交换信息，将网络中传输的数据信息切割成各种不同的数据块，再在达到网络地终端时按照一定的规律进行组合起来，最后就构造出满足在网络中进行传输地优化信息搜索功能。此搜索功能不仅能够达到在网络中优化全局信息地要求，而且该方法在操作上比较简单和便捷，所具备的通信全局性较好，且所具备的优势以及功能较为明显，可有效解决在传输网络数据中遇到的封装问题。遗传算法主要是由以下几个部分所构成，即进化运算、基因表达、基因适值、遗传运算以及初始种群这五个部分。
2 在计算机网络可靠优化计算中遗传算法的有效应用
2.1 问题假设
在计算机网络中，数据的分析和信息的运算是在经过多节点情况下，采用多通道的传输方式来控制的。而通道中都是单一性数据来联系的，此时需通过数学模型的建立来描述系统中的单一性。网络传输通道是否具有稳定性，将对到节点之间的数据起到关键性的作用，直接决定数据是否能得到可靠地传输。
2.2 计算问题的数学模型
关于计算机网络信息通信的传输可以建立下面的数学模型来进行说明和分析，下面是一个网络矩阵，通过这个矩阵来对网络传输地介质实现公式化的研究。
如公式(1)所示：C0可代表的含义是：一个传输介质的矩阵，而评估链路介质间成本的关系，看是否存在某种联系，则用j(1≤j≤n)，这个链路是指矩阵中包含的链路。
在计算机网络通信中，可使用下面的数学公式表示信道链路介质在传输数据时的衡量值：
在上述公式(2)和(3)中，N代表的含义是：计算机网络地节点个数，C代表的含义是：通信信道中信息传输成本，α和β代表的含义是节点的可靠性约束常数，Diaji指的是i与j节点间的介质数，是代表最优的逻辑链路。当gij的值为0时，表示i与j节点之间没有直连地链路;当gij的值为1时，表示i与j节点之间有直连地链路。
根据上述的公式，很容易就可以推算出计算介质可靠性地具体公式如公式(4)所示。
在上述该公式(4)中，R0代表的是网络的可靠性矩阵。当计算机的整个网络处在一种可用状态，即网络中计算机均可相互连通，基于这种条件下，网络中的每一个节点就可构成为一种相对应的系统，该系统可在一定程度上使网络正常工作得到相应的保障。
2.3 遗传算法优化的过程
首先进行数学建模优化，采用遗传算法按照顺序服务的原则，用排队模型处理，可以简化计算机网络中的通信问题和节点储存问题。优化可靠性的计算，包括选择分配容量和路由的复杂非线性方程。在求最优解时，遗传算法的运算过程可以表示为如下流程：begin(0t)―初始化p评估pWhile不满足终止条件begin重组p，获得c评估c从p和c中选择p(t+1t)end。在考虑到约束条件比较多情况下，寻优问题要想使解决变得容易，遗传算法是最佳选择之一。针对算法的设计和优化，选择使用遗传算法来作为寻优设计的核心算法，这样就可以比较容易的得到很好的近似值，起到了很好的优化作用。
3 结束语
随着信息技术和网络技术的飞跃式发展，各行业对信息传递过程中的安全性和可靠性也有了更高的标准和要求。尤其是在对网络数据具有极强的依赖性行业，迫切需要提高其信息的安全性、网络的稳定可靠性。为了使计算机网络的可靠性得到保证，需要在优化计算机包括安全性在内的综合性能的同时，探索出节约或者是降低网络结点链路成本的新技术新方法。通过以上的研究和探讨，可以发现，将遗传算法应用到计算机网络可靠优化的计算中来，不仅可以大大提高计算速度，还能有效优化计算效果提升操作性能。
参考文献
[1]王洪丽.计算机通信网络可靠性设计技术研究[J].信息技术与信息化，2014(06)：98-99.
[2]袁宏伟.基于遗传算法的计算机网络可靠性优化计算[J].计算机光盘软件与应用，2012(23)：6-8.
作者简介
苗蕤(1983-)，男，河南省许昌市人。工学双学士学位。现为甘肃广播电视大学工程师。主要研究方向为计算机应用技术、数字图像处理、计算机网络安全。
屈展(1981-)，男，黑龙江省拜泉县人。硕士研究生学历。现为甘肃广播电视大学讲师。研究方向为智能交通系统、智能控制、算法分析。
网络的可用性篇5
【关键词】飞机配电系统故障树可靠性评估
可靠性研究的内容是设备元件以及设备本身及系统在一定的条件下和预定的时间范围内成功完成工作的概率统计研究。由机配电系统的结构比较复杂，系统模块多，需要考虑的元件个数众多，所以在建立系统可靠性模型时很困难，限制了评估的准确性。本研究采用了贝叶斯网络分析法来评估系统的可靠性，本研究量化了系统负荷点的可靠性，从而确定薄弱环节。具有很大的优越性，弥补了传统算法的缺点。
一、配电网可靠性评估中的贝叶斯模型网络
由于传统方法很难处理在一些特定条件下的可靠性评估，特别是在处理原始数据不足的情况下，准确性大大下降。利用贝叶斯预测模型能够顺利解决问题。
1.1贝叶斯网络及其双向推理性
贝叶斯网络是一个有向无环图，论域中的变量在图中用节点表示，节点间的关系用节点间的有向弧表示，通过图形能够很好地表达出节点间的关系，从而确定节点间的不确定性关系。
贝叶斯有三种不同的推理方向，从而衍生出三种推理模式：前向推理。在这种模式中，节点之间存在直接的因果关系，按照由原因推出结果的方向进行推理;后向推理。与前向推理正好相反，后向推理是在已知结果的条件推理出可能的原因，方向是从结果到原因进行推理;解释推理。这是一种比较混沌的模式，在问题中既包含了结果也包含一部分原因，这时候需要从结果推理出其他导致这个结果的原因。是前向推理和后向推理的融合。
1.2故障树分析
故障树分析是对系统中各种故障的可能发生情况的一种分析方法。以顶端事件为根节点，顶端事件就是系统失败状态，根据系统中各部分对系统的影响程度即故障率，操作不当等利用逻辑与和逻辑或构造各个元件对系统失败的逻辑构成。根据故障树可以定量的确定每个元件损坏造成系统崩溃的发生概率，得到这个系统的最小割集。故障树的优点是能够将故障方式可视化，并指出特定情况下薄弱环节。
故障树是连接初始事件与终端事件后，对其进行分析从而发现系统故障的一种分析方法。尽管故障树能够很好地解决复杂系统可靠性分析的问题，但它的作用仍然有限。传统的故障树分析法实际上就是在整体范围内搜寻系统中引发终端事件的最小割集的过程。在求解顶端事件发生事件的概率过程中会遇到大量的不交化计算，这些计算会造成系统资源的浪费，使得系统工作的效率很低，特别是当系统的规模很大时，系统的计算量指数型增长，将给系统带来沉重的负担。同时，给予故障树的系统只能定性的分析出系统的薄弱环节，无法量化各元件对系统可靠性的重要度，因此无法量化现实系统中各元件的提高水平，也许会造成系统改良方向错误，投资浪费。
1.3贝叶斯模型
贝叶斯模型是可视化的不确定关系概率表达模型，节点间的条件独立关系能够以图像化的方式呈现，直观清晰。相对于故障树分析法，贝叶斯网络法的逻辑关系更加清晰。贝叶斯模型是基于变量的概率约束的，是考量节点间条件独立性的模型，因为其具有双向推理性，可以定量的计算出各个元件对系统稳定性的影响度，从而避开由于搜寻最小割集而产生的不交化计算问题，它的运作是通过分析各个负荷点为终端的故障树而分析可靠性指标的。算法的计算过程：
(1)利用前向推理计算系统节点C的故障概率为：
(2)而在逻辑或中同样运用前向推理计算C的故障概率：
计算得出的值可以描述元件A对系统故障的贡献度，从而计算得出系统中的薄弱环节。
二、基于贝叶斯网络的配电系统的可靠性评估
2.1RBTS母线2测试系统
为了测试提出的贝叶斯模型的性能，选取了常用的测试系统RBTS母线2测试系统进行可靠性评估。RBTS母线2测试系统的各个元件参数为：0.5小时的隔离开关操作时间;选取平均故障率为0.01次每年的变压器，平均修复时间为200小时/次。
2.2算法实现
本算法的实现过程中，各负荷点的概率计算：
P(A=1)=1-P(L1=0) P(L2=0) P(L3=0) P(L4=0) P(Lbyq=0)=0.215
LMIA=0.04875*3+0.038*2+0.017=0.2393
RA=(0.04875*6+0.038*5.5+0.015*200)/LMIA=14.6387
在求解负荷点A的故障概率时需要考虑到L1，L2，L3，L4以及其上变压器Lbyq的影响，如果这些线路出现故障，都会导致负荷点A出现故障，所以在求负荷点A故障概率时，就是求解在这些点都不故障的非来求解A负荷点的故障概率。这样的计算简单，不用考虑很多假设条件。在求解负荷点A的可靠性指标，即LMIA时观察到系统是串联的，因此指标的计算就为各个元件的影响度之和，也就是计算每个支路的故障率之和。在求解负荷点A的统计平均停运时间时，需要考虑与其相关的所有元件的停运时间，当L2，L3，L4发生故障时，由于存在隔离开关，因此由于他们所造成的负荷点A的故障时间就是隔离开关的持续时间，再结合上一步所求的LMIA就可以求的A的平均停运时间。
对于其他的负荷点都按照负荷点A的算法步骤进行故障参数求解。其中可靠性指标的计算公式如下：
上式中，s代表的是负荷点的平均停运率，Us代表的负荷点的年平均停运时间。Rs代表的是平均停运时间。
2.2算法的程序实现
鉴于matlab编程语言是一种专业的集成了大量函数方法的人机交互性编程工具，能够简化编程工作，所以本文算法采用的是matlab工具进行模拟仿真的。在实现过程中，充分考虑到贝叶斯模型的双向推理性，很容易分析出各个负荷点的可靠性以及系统的可靠性高低。从而评估整个系统的可靠性。
算法实现程序由单个模块构成：原始数据输入模块、系统可靠性指标输出模块、各元件影响度输出模块。原始数据输入模块是指将一个主母带4根线的放射状配电网络分为4段，每段上放置2个负荷点，负荷为0时，在矩阵对应位置上输入为0，根据以上条件将配电网络抽象成一个4*8的矩阵，矩阵就作为原始输入数据。系统可靠性指标输出模块：该模块负责计算评估网络的各种可靠性指标的计算。通过分析计算的数值可以对系统的整体可靠性作出评估。
元件影响度输出模块是指能够查询每个节点即负荷点在故障中所占位置的轻重，从而能够定量的判断系统和总的薄弱环节。提高这些薄弱环节的可靠性能够提高整体系统的可靠性。
由表1可以看出变压器对系统可靠性的影响是很突出的，由此可以类推出，系统中的元件性能对系统整体的性能有很大程度的影响，元件稳定性的提高将有利于系统整体可靠性的提高。
三、结语
配电网络在飞机配电系统中占有相当重要的位置，配电系统的稳定性同配电网络的可靠性相关性很大，对机中配电网络的研究意义重大。本文提出的贝叶斯网络分析法能够在一定程度上对能够获得传统评估方法所不能取得的效果。提出了融合故障树和贝叶斯网络的模型对配电网路进行评估，在计算过程中规避了求解最小割集而产生不交化问题，该算法计算效率高，准确度高。同时通过对贝叶斯网络双向推理的应用来提高薄弱环节的可靠性。本文在提出模型后进一步研究了评估的相关算法，可以计算出对系统可靠性影响最大的元件，从而确定系统的薄弱环节。本文的模型也存在一些问题，本文的模型是针对放射状的配电网络，如果配电网络的结构更加复杂后，模型的效率可能有所下降，得到的结果的准确性也有一定程度的下降。
网络的可用性篇6
关键词：可信网络;网络可用;网络可生存
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)13-3034-02
How to Ensure Network Available in Trusted Network
WU Qiang
(Modern Education Technology Center Jiangsu Radio & TV University, Nanjing 210036, China)
Abstract: Trusted Network has become the next new trend of network research. How to ensure network trusted network available is an important part of the credibility of the network. In this paper, trusted network of content and network survivability of the research status are introduced. And further found that the network survivability is comprehensive management information.The network service availability, link survivability, IP network survivability and network bandwidth measurement are summated. On the trusted network to ensure network availability is expected.
Key words: trusted network; network available; network survivability
1 研究背景
随着互联网规模和应用的快速增长，互联网已经融入了我们日常生活，成为最大的管理信息系统，但是互联网的快速发展也带来了日益突出的网络安全问题，如网络病毒、恶意攻击、垃圾邮件等，导致网络用户对网络的可信度下降。网络正面临着严峻的安全和服务质量保证等重大挑战，保障网络可信成为下一代网络正常发展的重要保证。“高可信网络”已被正式写入国家中长期科学和技术发展规划纲要，为可信网络的发展确定了发展目标[1]。
目前可信网络主要研究的内容包括三个方面：服务提供者的可信，网络信息传输的可信，终端用户的可信[2]。而可信网络需要解决的问题包括四个方面：一是建立网络和用户的可信模型，二是可信网络的体系结构，三是网络服务的可生存性，四是网络的可管理性[3]。为整个系统建立可行的身份可信和行为可信评估模型，解决了传统的网络安全检测只能针对局部进行检测的局限。由于单个网络技术或产品在功能和性能上都有其局限性，以及网络安全的发展趋势由被动检测向主动防御方向发展，需要重新设计一种可信的网络体系，整合多种技术并在多个平面上进行融合。网络服务的可生存性是可信网络研究的一个基本目标，也是网络基本服务可用性的保障，通常采用容错、容侵、面向恢复的计算等方式来保障网络基本服务，同时也可以将网络服务可生存性理解对冗余资源的调度问题，即为某服务关联的冗余资源设计合理的调度策略，借助实时监测机制，调控这些资源对服务请求做出响应。
可信网络中网络可用、可生存性是一个包含服务可用和资源可用的多方面的综合要求，不同的用户群体对网络可能提出不同的要求，关注不同的重点。网络用户和服务提供商主要关注网络服务的可用性，网络运营商更关注物理链路和IP网络的可用性。
2 保证网络可用的研究方面
网络可生存性指对网络系统基本服务可用性的保障，即在系统发生故障或者遭受恶意攻击时仍按照要求及时完成任务的能力，或者重新配置基本服务的能力。网络可用、可生存性是可信网络的基础。
2.1 网络服务可生存性
网络服务是下一代互联网的中心，造成网络服务失效的原因可归纳为软硬件故障或网络攻击破坏用户行为。网络服务可用、可生存性主要指在软件系统的设计，使用和评估过程中，保证提供服务的安全可靠性和可用性。目前这方面的研究主要包括网络信息系统可生存性，p2p网络可生存性，Ad hoc网络可生存性，网络态势分析中服务可用性这几个方面，研究的热点在AD hoc网络和信息系统的可生存性评估。
2.2 网络链路可生存性
网络链路可生存性主要包括对故障的抵抗能力，故障发生后业务的恢复能力，引入了路由机制，可用性评估机制来增强网络生存性，提高网络可用性。
传统的生存机制只考虑一种网络中发生单一故障的情况，并多采用某种单一的技术实现帮故障链路的重新选路，文献[4]等人针对传统子网路由法存在的问题，在子网路由法中考虑了对共享分享链路组的恢复问题，并引入了选路原则，提出了具有多重故障恢复能力的光网络生存性机制，提高了网络的恢复效率同时解决了二次故障的生存性问题[4]。
为了公正的评估网络生存性，文献[5,6]定义网络可用性概念为可用性与阻塞率的平衡点对应的可用性值，设计了动态业务下的网络可用性算法DNAA来得到网络可用性值，并定义了网络的运行性能等于网络的业务接受率乘以业务要求的可用性，算法在保证网络具有最好的运行性能下获得最高的网络可用性[5-6]。
为了能够使网络在出现流量变化和链路故障时有效避免链路拥塞，增强网络的生存性，文献[7]提出了一种通过优化链路权值来增强网络生存性的方案。该方案在选择链路权值时考虑了所有可能的链路故障情景和网络流量的变化，通过引入费用函数对过载链路赋以高费用的方法来避免链路过载，并利用遗传算法在所有可能的链路权值组合中寻找使链路费用之和最小的组合[7]。
2.3 IP网络可生存性
IP网络中IP路由具有较好的鲁棒性，可以在复杂的网络故障场景中提供相应的保护和恢复机制，IP网络的生存性是网络生存性研究的一个子集，常用的方法为多路径路由和快速重路由等方式。
网络的可用性篇7
一、计算机网络可靠性的影响因素
(一)计算机网络设备的因素。网络设备是直接面向用户的设备，是影响网络可靠性的最主要因素。对网络设备的日常维护就是对客户终端可靠性的保证，网络设备的交互连接能力越好，计算机网络的可靠性就越高。此外，传输设备是计算机信息的重要工具，承担着数据信号的接收和传输，在一定程度上保证着网络的畅通，对网络可靠性影响也比较大。
(二)网络管理因素。虽然计算机网络在近年得到了快速的发展，但是黑客的入侵手段也在不断的进行着更新，新的安全问题不断涌现，严重影响着计算机网络的可靠性。与此同时，计算机网路系统多缺乏有效的监视措施，不能对网络的安全性进行及时的分析和评估，黑客通过系统漏洞很容易侵入计算机内部，影响着网络的安全与可靠性。
(三)网络结构因素。计算机网络中的各部件连接通常都是拓扑结构，拓扑结构是网络内各个站点之间连接的形式，也就是指工作站、文件服务器和电缆的连接形式。拓扑结构是分析网络各种故障的前提，还是保证网络安全和可靠性的重要基础。
二、网络可靠性的设计原则
计算机网络是计算机之间进行信息联系的平台和基础，计算机网络的设计关系着网络的可靠性运行和网络故障的恢复，网络安全运行必须要解决的问题就是网络的可靠性问题，计算机网络在进行设计的时候必须要坚持以下的原则。
(一)容错技术和余度设计。容错设计是指允许操作者产生一定程度的失误行为，容错系统可以容忍或吸收失误的存在，帮助操作者在已发生的错误中获取信息。而余度设计是保证安全的设计手段，余度可以分为静态余度和动态余度。采用这两种设计原则的计算机网络可以保证网络在出现故障以后不出现网络瘫痪，提高网络可靠性。
(二)新技术应用。如上所述，黑客时刻都在进行着入侵技术的升级，计算机网络要想保障用户数据的安全性和可靠性，就要不断采用新技术，确保网络能够满足业务的要求，使网络具有较长使用周期。同时，计算机网络还要对系统的造价进行考虑，实现投资的最优性价比。
(三)网络设备的使用。计算机网络设备是计算机工作的基础，性能良好和质量信誉较高的产品才能满足用户的要求和网络可靠性的各项指标。计算机网络设备最好还能实现自动或人工的维护检查工作，方便数据的维护和灰度，进而提高网络可靠性。因此，计算机网络可靠性设计既要选用性能良好的设备，还要对系统进行容错和余度的设计，保证计算机网络无论是出现故障与否，都具有良好的运行能力。
三、计算机网络可靠性的设计
计算机网络可靠性的评价指标有很多，包括了用户对服务质量的满意度、网络故障率、网络交换设备和传输设备的可靠度、网络连通率以及故障的修复时间等。计算机网络无论是在何地何时出现了故障，其损失都十分巨大，因此，对于计算机网络的可靠性要进行以下的设计。
(一)双网络的结构设计。计算机双网络的结构设计是在现有的网络基础上增加一些备用网络模式，通过冗余计算方式提高网络的相关容错性能。在双网络的结构中，一个节点连接另外两个中心节点，节点在传输数据的时候只通过一个网络，另一个网络作为备份。这样的双网络结构不仅可以实现数据的同时传输，还可以为主网络提供备份。在主网络出现故障或者是不可用的时候，备份网络可以保证数据的传输，减少了计算机网络故障对网络稳定性和可靠性的影响。
(二)网络容错性设计。主干并行和双网络中心是网络容错性的设计原则，容错性设计的步骤是通过冗余计算的方法和并行设计的方式来实现用户终端和两个计算机网络的中心点的连接，实现双网络的连接方式，提高计算机网络容错性。路由器和计算机网络相连，计算机网络线路的设计采用多路由和多线路的互通模式，由此保证了用户终端故障不影响其他网络用户的使用安全，在此基础上提高计算机网络可靠性。
(三)计算机网络体系设计。网络的可靠性首先应该由拥有良好结构的体系结构和网络层次以及先进的网络设备组成，只有运行良好的网络才能有良好的计算机网络可靠性。随着网络需求量的增加和信息技术的发展，集中式计算机网络逐渐被分布式网络取代，分层设计的网络体系模式更能适应高速网络的要求和现代网络的发展。计算机网络系统可以分为应用层、服务层、操作系统层以及物理硬件层，服务层主要是提供网络的服务，应用层是满足用户的需求，操作系统层是各种网络软件，而物理硬件层则是拓扑结构。这样的分层布局设计可以明确个层析作用，实现网络的磁通，提高网络可靠性。
四、结语
计算机技术的发展和进步使终端网络用户对计算机网络的可靠性提出了进一步的要求，提高计算机网络可靠性，增强网络对于故障的恢复能力和处理能力，保障数据的传输已经显得尤为重要。为了减少或者是避免网络故障带来的损失，有必要在网络运行中使用先进的设计方案和网络设备，提高计算机网络的整体安全性。只有进一步的发挥计算机网络的优势，避免其故障对可靠性的影响，计算机网络的应用才能得到进一步的发展。
参考文献：
[1]赵文娟，李波.计算机网络可靠性优化对策[J].科技资讯，2008，21.
[2]高景明.计算机网络可靠性的提升策略分析[J].数字技术与应用，2012，2.
网络的可用性篇8
关键词:计算机;网络;可靠性;优化;分析
中图分类号:TP393.01 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02
在当代信息发达的时代,计算机网络已经成为目前最为先进的技术,它不仅是现代信息化的主要方式,还是现代化最重要的基础设施。由于计算机网络可靠性关系着网络是否能够一如既往的工作,计算机网络所提供的信息资源,在给用户带来便捷的同时,也增加了网络的风险性。因此为了使计算机网络的可靠性增加,同时,通过网络连接给用户带来便捷。计算机网络要从根本上依靠可靠性优化标准和模型,以确定计算机网络可靠性及优化技术。
一、计算机网络可靠性
(一)计算机网络与计算机网络可靠性
从1950年开始至今,计算机网络已经产生了四代分别是:面向终端的网络;分组交换的网络,例如:Arpanet;基于开放标准化的网络,例如:Internet;以及计算机和电信、广电三合一的网络。因此,计算机网络是指由计算机和通信技术相结合的产物,利用数据通信系统将大量独立的,且分布在不同区域的计算机互相连接起来,共同完成数据的通信和资源的共享等任务的一种计算机系统。
而计算机网络可靠性主要是网络在规定的条件下与时间内完成规定功能的能力和概率,以确保网络正常通信。其中完成规定功能的概率可被记为R(t),R(t)=P{T﹥t},规定条件与时间分别为:操作和维修方式、负载和辐射、温度和湿度等,以及1千小时或一季度等,性能的指标则是由响应时间和吞吐量,以及连通性和阻塞率等。是通讯网络设计,及运行的主要性能参数。
(二)计算机网络可靠性优化的标准
拥有具体的计算机网络可靠性优化设计的标准为参考,使计算机网络可靠性及优化根据规范作用与指导作用。主要根据以下几个标准进行构建:
其一,以国际标准为主,选用能够支持异种设备与系统间的相互连接的开放式的网络体系,以确保计算机网络拥有较强的升级和扩展性。并结合计算机网络的先进和实用性,以及成熟和通用性进行选择,计算机网络拓扑结构可以采用实用与通用性的网络,而技术方面则可以采用先进与成熟性的网络。
其二,为了确保计算机网络可以支持多种通信协议,因此要确保计算机网络必须具备较强的相互连接性。同时还要确保计算机网络具有较高的可靠和安全性,这样才能保证网络能够具备较强的容错与冗余能力,并采用支持CMIP和SNMP,以及先进管理软件设备,增强计算机网络的可管理性。
其三,除了以上标准外,计算机网络可靠性还要包括用户对服务质量和系统应用的确定、减小因计算机网络操作和系统所造成的故障率,以及终端、网络传输和交换设备的可靠性。
(三)计算机网络可靠性优化的模型
由于计算机网络之间是相互连接的,因此,我们可以利用概率g(v、e)进行网络的描绘。其中,v是计算机网络中的结点;e是计算机网络中的链路,在概率统计中v、e正常运行的状态都属于相互独立的。同时,计算机网络可靠性优化的模型还可以利用多状态的模型进行网络的描绘。如果图的可靠度无法完成求解时,那么可以先求出失效度以后再解可靠度,其中,可靠度加失效度等于1。
二、影响计算机网络可靠性的原因及优化方式
其一,由于计算机网络主要是以拓扑结构连接各组成部分,而拓扑结构直接影响着计算机网络可靠性,因此,计算机网络可靠性设计的基础由网络拓扑结构对可靠性多项参数影响程度分析为主。
其二,计算机网络可靠性受到传输交互设备的影响。由于计算机网络布局的不合理,造成计算机网络运行过程中通信线路所引起的故障难以排除,为了避免通信线路因故障出现的问题,因此,要确保计算机网络在设计时,要具备冗余能力,重视网络可靠性,采用合理的双线通信线路保证网络正常运行。而集线器是计算机网络可靠性传输交互设备中负责将其他终端设备连接的设备。虽然某一设备发生了故障,也不会对其他设备或网络的运行造成影响,但是一旦集线器出现故障,就会影响整个计算机网络连接设备的正常运行。
其三,计算机网络中的终端设备是主要的核心,属于直接面向用户的设备。而计算机网络可靠性就是为了确保终端设备在连接时不受阻碍,运行畅通,以及高效安全的完成工作。在计算机网络中,可靠性不仅需要设备的连接,还要依靠计算机网络管理技术的方式进行网络的实时监控,以确保网络信息的顺利的采集和统计,以及分析,同时还要确保信息传输时的完整和及时,以及有效性。由于影响计算机网络可靠性的原因有多种,因此,单只依赖设备的判断是远远不够,计算机网络管理技术也是非常重要的。
优化计算机网络可靠性模型,利用分层处理方式和试凑方式进行计算机网络模型的优化设计,使网络更加完善。前者是将网络划分成四个层次,分别是:网络层和物理层,以及系统层和逻辑层,并分别对这四个层次进行可靠性测量指标和规范保护措施的设置,以确保计算机网络可靠性。后者是所有可靠性设计的综合,不仅能够使计算机网络可靠性得到提高,还能够确保对未来数据的扩充和升级做准备。
三、计算机网络可靠性及优化分析
网络的可用性篇9
关键词：可靠性 抗毁性 冗余度 连通度 计算机仿真
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2014)11(a)-0016-01
1 网络可靠性的概念和特点
在对计算机网络系统建设与维护时，一个较重要的性能指标是计算机网络的可靠性。对于计算机网络可靠性的概念，当前有很多定义。总结起来较妥当的定义是：计算机网络系统可靠性指的是在遭到人为或自然因素的破坏后，计算机网络在一定条件及一定时间里的生存能力，即在一定条件及一定时间内，保持计算机网络能够连通。
有别于一般系统的可靠性，计算机网络可靠性体现出的特点归纳为：复杂性、动态性、分布性、网络流。
2 网络可靠性的具体内容
2.1 网络的生存性和抗毁性
计算机网络可靠性技术的研究刚兴起时，计算机通信系统的技术也才起步，通信设备质量非常不好，计算机网络系统在管理上也是没有头绪，计算机网络常产生断路，计算机网络系统间是否能通信，是这个阶段重视的内容。基本的网络可靠性指标被提及出来：网络的生存性和抗毁性。生存性、抗毁性是最先提出的计算机网络可靠性指标。
2.1.1 网络的生存性
被重视的重要计算机网络可靠性指标之一是生存性，判断网络生存性的方法有：(1)计算机网络的节点间至少存在一条路径;(2)计算机网络的一个指定节点与一组节点间能够相互的通信;(3)计算机网络大于某一数值的节点可相互通信;(4)计算机网络的任何两个节点间在传输时延能够小于某一数值;(5)计算机网络中的吞吐量能大于某一数值。
2.1.2 网络的抗毁性
计算机网络抗毁性是在人为因素破坏的情况下计算机网络系统的可靠性，是假设“搞破坏的人拥有网络拓扑架构的资料，并设计出确定的破坏策略”。网络的抗毁性表现为只有破坏几个关键节点或几条关键链路后，才能使部分节点间的互联通信中断。这体现出计算机网络拓扑架构拥有一定的可靠性。由于军事方面的环境存在特殊性，则军用的通信网络节点会常常变动，而且节点与链路被破坏的可能性随时都能发生，使计算机网络拓扑架构(1)网络边连通度：任意两个节点间(网络系统)不连通需去掉最少的边数。它针对计算机网络中最小链路割集。(2)网络节点连通度：任意两个节点间(网络系统)不连通需去掉最少的节点数。它针对计算机网络的最小节点割集。(3)终端对连通率：破坏网络系统以后，两指定节点间至少有一条路由的概率。(4)破坏计算机网络以后，计算机网络系统中最大分支中的能有多少节点。(5)破坏计算机网络以后，能够连通的节点数量与总节点数量的比例。
使网络抗毁性提高的设计内容归纳为：(1)物理上对通信方面的设施冗余度的加固。(2)以强抗毁性的小容量网络为手段，维持最为必要连通的通信，对最低必要的应急通信的要求。(3)以抗毁性强的通信方面的技术及受抗毁性影响小的通信技术方式。如扩频通信、突发通信等。(4)以模块化的硬件结构，使设备具有检测和汇报存在的设备故障的能力。(5)对目标比较大的设备要疏散、提高对设备机动能力要适当提高、对布设的时间与开通的时间要适当减少。(6)提高网络的互通性。(7)优化改进网络架构设计，对网络中的弱点要减少。
抗毁性是军用网性能中的重要指标，粘聚度与连通度度量属于抗毁性的度量。
2.2 网络的有效性
网络系统可靠性性能指标还有一项是计算机网络有效性，指计算机网络系统在网络设备失效的情况下能使通信的各项业务性能要求满足的程度。
网络有效性的测量指标有：(1)计算机网络系统中在规定的时间内特定的节点能收到一个节点发送信息的概率。(2)计算机网络系统中当一个中心节点向其他节点传输时的传输时延不大于给定数值的概率。(3)计算机网络系统的业务吞吐量大于一个给定数值的概率等。
2.3 网络的可用性、可信性和完成性
在现代化信息技术的不断发展情况下，计算机网络系统可靠性技术研究的重点不再是计算机网络系统是否能够通信，人们对网络功能的完成情况更加关注。在考虑容错计算机网络的性能问题时，产生了这方面的可用性研究。提出计算机网络可靠性中的其他指标：可用性、完成性、可信性。
可用性：在网络系统外部各项资源保证可用情况下，在一定时间内的任意时刻，所需功能能够执行的能力。
完成性：网络系统有一定可用性的情况下，正常或降级完成系统任务要求的能力。
可信性：网络系统执行任务时，能够持续不间断的完成任务的能力。
3 网络系统可靠性分析
计算机网络系统可靠性分析是在给定网络设备可靠度的情况下，对网络系统的可靠性度量指标进行的计算分析。
对计算机网络系统的可靠性的分析，考虑的方面归纳如下。
(1)选出一个合适的计算机网络系统业务性能指标，且对用户能接受的、体现计算机网络系统可靠性的一个性能数值的研究;(2)定义网络设备的工作模式、对网络系统的工作状态加以确定，且对每个状态能够出现的概率加以计算;(3)对每个网络系统工作状态的性能指标加以计算，且把全部满足数值要求的网络系统工作状态出现的概率加以计算合计，则一个计算机网络可靠性的度量值得出;(4)采用计算机仿真方法。计算机仿真是在仿真环境中模拟影响计算机网络可靠性的因素与行为。
4 网络系统可靠性优化
对网络系统进行可靠性综合或对网络系统进行可靠性设计就是网络可靠性的优化，其内容主要归纳为：(1)在给定的限制情况下，对建设一个网络可靠性尽量能高的计算机网络的研究优化。(2)在符合一定的可靠性指标情况下，对能使投资成本尽量最小，经济效益最大化的情况的研究优化。计算机网络可靠性优化方法包括基于启发式的优化方法、基于图论的优化方法、基于人工智能的优化方法等。
5 结语
对计算机网络系统可靠性的研究意义深远。近年来，在网络系统可靠性技术的研究中取得了一些成果和发展，但大多都还是在理论层面上，距离实际工程需求上的应用还有差距。怎样能研究出满足项目实际需求的计算机网络系统可靠性评价、设计、分析方法，来指导计算机网络系统项目的建设，是今后研究的目标和方向。
参考文献
[1] 刘金龙.复杂网络可靠性研究[M].北京：北京邮电大学，2007.
网络的可用性篇10
关键词：计算机网络 可靠性 优化
一、前言
计算机在特定的环境中，如操作维修方法、负载条件、温度、辐射条件等，以及给定的时间内，计算机能够保证网络连通和满足通信要求的能力，即计算机网络的可靠性。计算机网络是计算机技术和通讯技术紧密结合的产物，随之发展计算机网络可靠性作为这一系统工程科学中的重要概念已经逐渐完善并形成比较完整健全的体系。计算机网络的可靠性能够对网络的运行能力做出有效的反应，是实现计算机网络安全运行的基础。
当前，计算机互联网在社会生产生活的方方面面有着广泛的使用。整个国家的经济运行、军事研究以及文化教育等等几乎所有的领域都离不开计算机网络的可靠性，包括信息的存储、传输、处理、政府的宏观调控决策、灾害预测和救济、银行资金转账、股票证券交易、能源数据、个人密码信息、网购安全等等。因此，计算机网络的安全可靠的运行，不会受到外界因素的干扰，已经成为当今计算机使用者共同关心的问题。本文主要针对计算机网络可靠性的影响因素，阐述提高计算机网络可靠性设计的原则和方法。
二、计算机网络可靠性的影响因素
1、网络设备对网络可靠性的影响
网络设备主要包括用户设备和传输交换设备两部分。作为直接面对用户的网络设别，对计算机网络的可靠性的影响比较大。网络设备的交互能力比较强，对应的计算机网络的可靠性也就高，但是由于网络环境比较复杂以及存在一些不确定的因素，使得网络设备对计算机网络的可靠性的影响占到首要地位。
2、网络管理对网络可靠性的影响
计算机网络具有结构比较复杂、综合程度比较高和规模庞大的特点，在实际的网络运行中，有效的网络管理手段具有十分重要的意义，可以降低信息的流失，保障信息的正确传输，及时排除网络故障。在计算机网络的实际规划、设计、建设、运行的过程中，应注意两方面：一方面科学合理的选择计算机网络管理软件;另一方面制定必要的网络管理制度，并加强网络应用人员的培训。
3、网络拓扑结构对网络可靠性的影响
在计算机网络中，各部件的连接都是采用拓扑结构，主要包括总线结构的网络拓扑和星型结构的网络拓扑，网络拓扑对于计算机网络的可靠性的影响十分重大，也是实现分析计算机网络故障的前提条件以及保证计算机网络安全的重要基础。
三、计算机网络可靠性设计原则
计算机网络是实现计算机之间信息联系的基础，网络在任何时间段和地点一旦出现故障，其损失都是十分巨大的，这与计算机网络的可靠性有关，提高可靠性问题是计算机网络安全运行的前提条件。因此，对设计过程中经验进行总结，计算机网络可靠性应遵循以下要求和原则：(1)在遵循国际标准的基础上利用开放式的计算机网络体系结构，采用余度设计和容错技术可以提高计算机网络的可靠性;(2)计算机网络要充分考虑新技术的应用，将先进性、成熟性、实用性和通用性相结合;(3)计算机网络要考虑整个系统的造价，以及后期的维护和运行费用后比较少，保证计算机网络可靠性的性价比要高;(4)计算机网络中使用到的设备要充分使用质量和信誉比较好的产品，保证所有的网络产品都满足网络可靠性的指标要求;(5)为了能够支持多种通信协议，计算机网络要具有较强的互联能力;(6)对现有的计算机网络的投资要进行保护，对现有的计算机网络资源进行充分的利用，对现有的配件设施、网络布线进行合理地调配;(7)计算机网络能够实现人工或者自动的检查维护工作。
四、计算机网络可靠性设计方案
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。本文根据实际需要提出了四种提高计算机网络可靠性设计的设计方案。
1、 容错性设计方案
遵循“并行主干，双网络中心”的原则，将所有的计算机网络的系统线路进行并行设计，计算冗余，通过这种设计方案可以使用户终端的连接处于两个主要的网络点上，形成了一个双网络的连接方式，提升网络的容错性。这种设计方案，在网络出现故障的时候，避免网络中其他用户受到干扰。因此，此设计方案有助于提升计算机网络抗故障的能力，实现了网络的可靠性提升。
2、双网络结构冗余设计方案
这一设计方案简单理解是在原网络结构基础上再添加一个备用网络。使用这种双网络结构形式，能够提升数据信息的同步传输能力。在计算机网络中出现故障或者主网络出现故障无法正常使用的情况下，备用网络系统会替代原网络系统，保证网络数据信息的传输，实现计算机网络的安全运行。双网络设计方案相对于容错性设计方案造价较高，但对于故障的排除却相对比较简单和容易发现。
3、构件层次布局的设计方案
将计算机网络系统分为网络应用层、网络服务层、网络操作系统层和网络物理硬件层四个层次来逐步完善计算机网络系统。在计算机网络中对各个层次的设计要合理，明确各个层次的作用，从而一个一个完整的网络磁通，提高整个计算机网络的可靠性。
目前，有学者从整体网络体系角度提出设计方案，它在一定程度上也可以实现计算机网络的内部结构的延伸，有效地解决了计算机网络运行过程中出现的问题，提高整个网络系统的可靠性和安全。
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