[关键词] 计算机网络 可靠性 优化设计
一、计算机网络可靠性概述
计算机网络可靠性有关概念作为一门系统工程科学,经过半个多世纪的发展,已经形成了较为完整、健全的体系。国内外的有关学者将计算机网络可靠性的测度归纳为四大类:计算机网络的连通性、计算机网络的生存性、计算机网络的抗破坏性、计算机网络部件在多模式下工作的有效性。计算机网络如果正常工作,网络中的基础结点及部件必须为各个用户终端提供可靠的链路。因此,计算机网络的连通性在可靠性相关领域研究中最为广泛。计算机网络的连通性一般用计算机网络可靠度来衡量。
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
(1)用户设备对计算机网络可靠性的影响。用户终端是直接面向用户的设备,其可靠性至关重要,也是计算机网络可靠与否的关键所在。在计算机网络运行过程中的日常维护,主要就是确保用户终端的可靠。用户终端的交互能力越高,其网络可靠性也越高。
(2)传输交换设备对计算机网络可靠性的影响。在计算机网络建设、运行的实践中,研究人员经常发现:“布线系统所造成的计算机网络故障问题一般是最难查找的,为此而付出的代价往往也是最大的。”因此,应采用标准的通信线路和布线系统。为了提高计算机网络可靠性以及满足计算机网络日后发展的需要,必需考虑有一定的冗余和容错能力。对于十分重要且不太顾虑建设成本的计算机网络,在布线时最好是布置成双线,以便计算机网络的线路出现故障能及时进行切换。
2.网络管理对网络可靠性的影响
通常一个大型的计算机网络是由来自不同生产厂商的不同网络产品和设备所构成的,规模较大,结构复杂。要保证信息传输完整性、降低故障发生率、降低信息丢失率、减少误码及差错,提高计算机网络可靠性,就应采用先进的网络管理技术,进行实时采集网络运行参数并统计网络信息,监视网络运行状态,及时查找故障和排除故障。在计算机网络的实际规划、设计、建设、运行的过程中,应注意以下两个方面:
第一方面,科学合理地选择计算机网络管理软件,要注意其功能是否满足要求,至少应能符合配置、安全和计费管理的需求;与此同时,要求计算机网络管理软件应能提供统一的网络管理接口,遵循标准的网络管理协议。
第二方面,为了保证计算机网络的正常运行,在制定必要的网络管理制度和条例的基础上,还要加强对计算机网络应用人员的培训和教育,养成良好的应用习惯及职业道德。
3.网络拓扑结构对网络可靠性的影响
下面分别说明几种常用的计算机网络拓扑结构对计算机网络可靠性的影响。
(1)总线结构的网络拓扑。这种网络拓扑结构本身就是一条链路的连通图,连通图中的任意两定点之间的链路是唯一的,常常应用于点对点网络或局域网,总线结构局域网中的所有结点都通过网卡直接连到一条作为公用的传输介质的总线上,结构简单,容易实现,易于扩展。但由于计算机网络中所有结点只能通过总线传输介质发送或接受信息,因而,可能出现在同一时刻有两个或两个以上的结点利用总线发送信息的情况,造成传输冲突,导致传输失败。与此同时,连通图中任何一条边或一个结点发生故障都会导致网络瘫痪。尽管这种计算机网络的成本较低,但从可靠性的角度来考虑,其容错度小,可靠性较差。对于比较重要的计算机网络来说,不宜采用此种计算机网络拓扑结构。
(2)星型结构的网络拓扑。以计算机交换分机为中心的局域网系统大多数都采用星型结构的网络拓扑。星型网络结构简单,最易于实现中心结点控制全网通信,任何两个结点之间的通信都经过中心结点,这样便于计算机网络的管理,而且任何非中心结点发生故障不影响其它结点的通信。但是一旦星型结构的网络拓扑中心结点发生故障,也将会造成整个计算机网络的瘫痪。对于比较重要的计算机网络来说,也不宜采用这种计算机网络拓扑结构。
三、计算机网络可靠性优化设计
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。为了避免各种故障造成的数据丢失或出错,甚至是计算机网络的瘫痪,必须采用种种冗余措施来提高计算机网络的容错能力。影响计算机网络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。
(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: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;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。
(2)计算机网络的双网络冗余设计。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)计算机网络层次、体系结构设计。一个优秀的计算机网络,不仅要有先进的网络设备,还要有先进的网络层次结构和体系结构。随着计算机网络技术的迅速发展和计算机网络吞吐量的增长,分布式的网络服务和交换移至用户级,由此形成了一个新的更适应现代化的大型高速网络的分层设计模型,这种分级方法被称为“网络模块的多层设计”。网络多层设计是模块化的,网络容量可随着日后网络结点的增加而不断增大。由于多层网络结构有很大的确定性,因此,在运行和扩展过程中进行故障查找和排除等日常维护工作也变得易于操作。
参考文献:
[1]龚波,张文,杨红霞.网络基础.北京:电子工业出版社,2003.
关键词：计算机网络；可靠性；容错设计；冗余设计；层次体系设计
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 08-0000-02
一、引言
计算机网络，就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件实现网络资源共享和信息交换的系统。随着信息技术的进步和互联网的发展，人们对计算机的使用越来越广泛，计算机越来越逐渐渗透到人们生产和生活的各个领域。而保证计算机安全，提高计算机的可靠性是人们的普遍要求和共同愿望。计算机网络可靠性是指计算机网络在规定的条件下，规定的时间内，网络保持连通和满足通信要求的能力。在这个概念中，规定的条件主要包括操作方式、维修方式、负载条件、温度、湿度、辐射等，而规定的时间可能为一千小时或一个季度或者一年等。本文从计算机网络可靠性的概念入手，探讨分析了计算机网络可靠性的影响因素、计算机网络可靠性的设计原则，最后文章还就提高计算机网络可靠性的策略进行了深入的探讨分析。希望通过这样的研究能够引起人们对提高计算机的可靠性的进一步关注，能够对实践起到一定的指导作用。
二、计算机网络可靠性的影响因素
计算机网络在实际运行中会受到来自各方面因素的影响，这些影响会对它的可靠性产生很多的不利影响，总的来说，计算机网络可靠性的影响因素包括以下几个方面。
（一）计算机网络设备。在计算机网络设备中我们主要分析客户终端对计算机网络可靠性的影响。事实上，客户终端对计算机网络的可靠性具有十分重要的作用，良好的客户终端可以维护计算机网络的可靠性，保障计算机网络的正常运行。而在计算机网络的日常运行中，对网络的日常维护工作在一定程度上就是对客户终端的可靠性进行保证。要想提高计算机网络的可靠性，就要提高网络设备的连接交互能力。在具体的网络交换设备的实践中，传输设备具有重要的意义，他对保障计算机网络的可靠性发挥着巨大的作用，同时，传输设备也是保障计算机网络可靠性的十分关键的因素。有鉴于此，在传输设备的选择中，要采取符合条件和复合要求的设备，保证传输设备的性能，保证计算机网络的可靠性。
（二）计算机网络管理设备。在计算机网络的产品和设备的构成中，通常是各式各样的，他们来自不同的厂商，规模较大，并且产品和设备的结构比较复杂。为了提高计算机网络的可靠性、保障信息的完整性、防止数据的丢失、降低误码率、减少故障出现的频率，就需要采用先进的技术和设备对计算机网络进行管理。通过先进的管理技术的运用，就可以对网络运行的基本参数进行采集，对网络运行的情况进行管理，对运行中出现的故障进行排查和处理。在软件的选择上，应该根据实际的需要选择合适的软件；在接口的配置上，应该配置好与之相应的标准和规范的接口，从而使他们的功能满足网络的需求。此外，为了提高计算机网络管理的水平和管理效率，还应重视相关的专业人才的培养和引进，提高管理人员的专业技能和管理水平。
（三）计算机网络拓扑结构。就拓扑结构的类型来看，计算机网络的拓扑结构多种多样，具有多种类型，比如星型、环型、总线型、混合型等。事实上，计算机网络拓扑结构属于网络的规划问题，是影响计算机网络可靠性的先天性因素。在实际运用中，各种拓扑结构都有自己的特点，都会对计算机网络的可靠性产生影响。总线型拓扑结构是线路的连通图，网络的机构简单，并且容易扩散，在网络中，任意两台计算机之间的线路是唯一的，常常在点对点的网络传输中得到运用。但是，总线型结构也有他的弱点与不足，由于整个网络中的计算机在进行信息传递时，都必须通过一条线路，容易引发冲突并导致信息发送失败。如果计算机出现故障，或者总线拓扑中的任何线路出现问题，便会引起整个网络的崩溃，这会给用户带来很大的影响和损失。所以，尽管总线拓扑的建设成本比较低，但是它的可靠性比较差。而在星型结构中，由于各网络节点是通过与中心节点的联系而使整个网络的通讯得以实现的，如果中心节点发生故障，则整个网络不能正常运行，甚至出现崩溃。通过上面的介绍和分析，我们可以得知，计算机网络的拓扑结构也是计算机网络可靠性的影响因素之一，它的结构和运行会影响计算机网络可靠性。
三、计算机网络可靠性的设计原则
计算机网络的可靠性会受到很多因素的影响，为了降低这些因素对计算机网络可靠性的影响，提高计算机网络的可靠性，我们有必要对计算机网络进行设计。计算机网络的可靠性设计是指当计算机设备或者网络出现故障或网络的服务中断的时候，对其进行维护和设计，以保障计算机网络的正常运行。同其它任何设计一样，计算机网络可靠性的设计也要遵循一定的原则，总的来说，这些原则包括以下几点。
（一）节约原则。在进行计算机网络可靠性设计时，需要合理的使用软件和硬件，尽可能利用现有的计算机网络资源，合理布线和布局其它的相关设施，节约资源，防止浪费。
（二）可靠性原则。可靠性原则是相对于保证系统的可靠性而言的，在信息安全产品的使用和技术方案的设计中，需要采取有效的措施来保障其安全，保障信息产品的安全和技术方案的安全。
（三）多样化原则。这里是指要建立多种通讯协议，促进通讯的多样化，加强各系统的联系，使计算机网络支持多种通讯协议。
（四）多重保护原则。为了进一步保障系统的可靠性，需要建立多重保护系统，使各个层次之间相互联系，相互作用，形成保护合力。当一个层次被突破，遭到破坏，其它的层仍然还可以保护计算机网络的安全。
四、提高计算机网络可靠性的策略
在探讨分析了计算机网络可靠性的影响因素和计算机网络可靠性的设计原则之后，我们有必要针对具体问题，对提高计算机网络可靠性的策略进行深入的分析。结合计算机网络可靠性的实际，笔者认为，可以采取以下策略来提高计算机网络的可靠性。
（一）计算机网络容错设计策略。通常情况下，如果计算机网络出现故障，网络的容错系统仍然可以使用，能够保障网络的正常运行。网络容错系统使网络具有保护自我和出现问题时进行修复的能力，当网络出现问题不能正常运行的时候，在容错系统的支持下，网络仍然能够正常运行。这样可以使管理人员和修理人员能够采取措施来对网络进行维护和修理，既降低了维护成本，又能够保障网络的正常运行。在计算机网络容错设计中，我们需要注意以下几个问题：第一、根据计算机网络的具体要求和实际应用来采用容错技术，防止盲目的采取容错技术，以免增加成本，造成不必要的经济损失。第二、在开始使用的时间，应该从计算机网络传播介质、连接部件和各种网络设备的选择开始，严格挑选材料的质量，选择质量可靠、性能稳定的材料和设备。第三、从实际来看，网络可靠性容错设计都是网络的关键部位，因为关键部位采取相应的措施，不仅不会使网络系统的其他部分受到影响，还会相应的降低对容错的要求。通过这样的设计，既满足了计算机网络容错设计的目的和要求，又会保障计算机网络的安全，降低了事故发生的可能性，还可以节约成本。
（二）计算机网络冗余设计策略。这种设计策略要求在一台计算机网络的基础上再增加另一种备用的网络，通过增加备用网络来保障计算机的可靠性，维护计算机的安全。在正常情况下，双网络可以同时进行工作，但是控制权仍然在主系统上。实际运行中如果发生故障，主系统不能正常运行时，控制权便会切换到备份系统上。在大多数时间里，冗余部件是不工作的，只有当主控制系统出现故障的时候，冗余部件才开始工作，维护网络的正常运行。由于经费问题，不可能在所有的设备中都配备冗余设计，实际上，冗余设计主要针对重要的设备和可能发生故障的设备。
（三）计算机网络层次和体系设计策略。采用计算机网络层次结构和体系结构是提高计算机网络的一种重要措施。可靠的计算机网络不仅需要先进的网络设备的支持，还需要先进的层次结构和体系结构的支持。随着计算机网络技术的发展和计算机网络容量的增长，分布式的网络服务和交换移至用户级，这就形成了一个新型的分层设计模型，也为分成设计提供了便利。计算机网络的多层设计是模块化的，随着网络的运用和发展，网络节点会相应的增加，而网络节点的增加又会使网络容量增大。此外，为了提高计算机网络的可靠性，还可以采用体系设计，即自上而下按照应用层、网络服务层、网络操作系统层、网络物理硬件层进行设计，这样的层级体系化结构优化了设计，也会提高计算机网络的可靠性。
参考文献：
[1]段宁华.计算机网络应用与实践教程[M].北京:清华大学出版社,2007
[2]李文正.现代计算机网络技术[M].北京:中国水利水电出版社,2007
[3]邓志平.浅谈计算机网络可靠性优化设计[J].科技广场, 2010(1)
关键词：计算机网络；组网；数据交换；虚拟专用网
计算机网络是由大量的网络接入终端以及网络连接节点组成的，数据可通过计算机网络实现便捷高效的共享和传输。就覆盖范围对计算机网络进行分类可将其分为局域网、城域网与广域网三类。无论哪种网络都是按照标准的体系结构进行部署的，为降低网络部署的复杂性，提升网络应用的灵活性，现代计算机网络均采用分层的方法设计实现，每一层负责某一具体的功能实现，不同终端之间的同层信息都按照统一的通信协议进行数据交换。故应用于计算机网络中的技术大致可以分为拓扑结构类、体系结构类以及通信协议类等。
1 计算机网络的拓扑结构
计算机网络无论其规模是大还是小，通常都是以局域网为基本单位的。计算机终端在构成局域网时需要按照一定的拓扑结构进行连接。目前局域网组网的拓扑结构主要有三种，分别为总线型、环型以及星型。
总线型拓扑结构使用一条主数据电缆进行数据发送与接收，网络中的所有终端都通过一个端点与数据总线相连，这种拓扑结构下的局域网设有一个起始点与一个终止点，网络内终端之间的通信都是通过数据总线完成的。这种拓扑结构具有结构简单、应用便捷等特点。但是缺点也非常明显：由于所有终端共用一根数据总线进行通信，故一次仅允许一个终端进行通信，网络利用率非常低。
环型拓扑结构将各节点串联成一个闭合的回路，数据在局域网中进行传输是按照规定的方向进行单向传输。这种拓扑结构下的局域网中不存在逻辑起点与终点，且终端间的数据传输不受其他终端的影响，具有结构简单易于管理等优点。但是这种拓扑结构需要在结点位置添加中继器以保证信号能够传输到接收端，且一旦网络中的结点过多时传输效率会急剧下降。
星型拓扑结构中各结点与中央集线器相连。终端间的数据通信经由中央集线器路由实现。其组网实现简单便捷，相较于前两种组网结构而言，数据传输效率更高。
为实现最佳通信，现代计算机网络通常使用多种拓扑结构进行混合组网。最为常用的是总线与星型混用的组网结构。该结构下数据总线负责逻辑通信，星型辐射电缆负责物理布局。
2 计算机网络中的数据交换技术
数据交换技术可有效增加用户的通信带宽，允许计算机网络中的多组终端之间进行并行通信而不发生信息碰撞。目前应用最为广泛的数据交换设备为交换机或交换式集线器，其不仅能够提供存储转发等功能还能够为计算机网络提供诸如直通等桥接技术。
桥接交换机在进行数据交换时首先会对所需传输数据中帧定位置的数据进行检测，以确认数据的源地址与目标地址，然后将其与交换机内的动态地址表进行对比，将其发送到目标地址端口实现数据的交换传输。这种数据交换方式下的节点终端可以独享对应交换机端口的通信带宽，因而可以达到非常高的数据传输速率。
直通方式是另外一种数据交换方式，这种数据交换方式直接在输入端口与输出端口之间建立通信链路，利用该链路进行数据通信，因而相较于桥接的通信方式而言，其数据交换速度更快，延时更小，在计算机网络规模较小时可以使用。需要说明的是，这种通信方式要求通信双方具有相同的数据传输速率。
3 虚拟专用网技术
虚拟专用网技术使用隧道协议将需要传输的数据进行重新封装，在重新封装的数据包的包头添加路由信息，之后根据该路由信息将数据通过隧道路由到目的端点进行解封，进而实现网络中的端与端通信。
虚拟专用网中所使用的协议成为隧道协议。该协议根据隧道建立的层次不同分为第二层隧道协议与第三层隧道协议两种。前者规定隧道建立在网络结构模型的链路层，该层以帧为数据交换单位，通信数据被封装在点对点协议帧中，然后该封装帧通过PPTP隧道协议添加IP数据报文以实现在计算机网络内的传输。后者规定隧道建立在网络结构模型的网络层，该层以包为数据交换单位，该协议下的整个IP数据包都要被封装处理，隧道内只传输网络层报文。
比较两种实现方式，第三层隧道实现方式安全性更高，扩展性更强，对系统的负荷要求较低，隧道一旦建立即可实现虚拟专用网内的数据通信。
4 计算机网络相关技术应用与实践
计算机网络相关技术的应用主要是组建诸如LAN、INTERNET、ATM以及无线网络等并限期提供服务支持。无论是那种网络，其在网络部署过程中都要考虑到拓扑结构设计、数据交换方式选择以及扩展通信等内容。
以普通的计算机网络为例，网络所承载的主要业务有数据、语音以及视频等。在进行网络构建时可以选用TCP/IP协议来构建骨干网络，而网络的拓扑结构可选用星型结构，不同计算机终端通过路由器和交换机进行连接，交换机部署在层级较高的节点中，同时提供内网与外网的通信接口，路由器部署在层级较低的节点中提供终端路由服务。为保障网络通信的安全稳定，网络中还可以应用防火墙技术、虚拟专用网技术、备份技术、日志管理等技术来丰富和完善计算机网络的整体性能。
[参考文献]
[1]刘璇.浅议计算机网络技术的应用与发展[J].网络技术，2011（1）.
【摘要】
计算机网络可靠性是十分重要的，本文就计算机网络可靠性的特点进行了概述，并对计算机网络可靠性的影响因素进行了分析，最后提出了通过设计方面提高计算机网络可靠性的方法。
【关键词】
计算机网络；可靠性；余度设计；容错设计
一、计算机网络可靠性概述
计算机网络的可靠性指在系统的规定的时间和范围内完成指定功能的概率和能力，计算机网络可靠性优化设计是网络系统安全最基本的要求之一，网络安全性不可靠，事故会不断的发生甚至会导致重要文件流失，造成严重的损失。目前，国内外的有关学者将计算机网络可靠性的测度归纳为四大类：计算机网络的连通性、生存性、抗破坏性和软、硬件部件在多模式下工作的有效性。目前很多计算机网络使用者和创建者对网络可靠性的研究基本上偏重于硬件可靠性方面，计算机网络可靠性可以采取网络模板概率图：G（V，E）来表示，V表示计算机网络各交流的用户节点终端，E表示交流节点间通信链路的集合点，G表示简单图是为了使问题更加简单。计算机网络模型的概率可以使人了解计算机网络可靠性优化设计，不在偏于计算机网络硬件管理，也同加强计算机网络软件可行性管理，计算机网络如果正常工作，网络中的基础结点及部件必须为各个用户终端提供可靠的链路。计算机网络的可靠性在相关领域研究中非常广泛，有许多故障和事故，则与软件可靠性、人员可靠性和环境可靠性有关，研制较高可靠性元器件设备，采取合理的防御措施仍是最基本的可靠性对策，计算机网络的连接性一般用计算机网络可靠度来衡量。
二、计算机网络可靠性特点
计算机网络技术的发展非常迅速，在计算机应用领域占有越来越重要的地位。计算机网络作为一门系统工程科学，主要是由计算机技术与通信技术紧密结合的产物，通过数据编程和数据通信系统连接分布在不同领域和地理区域，具有独立工作功能的计算机。计算机网络经历半个多世纪的发展，已经逐渐形成了较为完整、健全的体系，然而计算机网络的可靠性一直是计算机网络使用者担心的问题，网络的安全可靠性是网络的一个重要的指标。因此，建立一套具有计算机网络可靠性的动态过程，在这个动态过程中我们应该给不断引进的新技术和新产品，采用最先进的组网技术和充足的、可扩展的带着计算机网路可靠性的应用软件。计算机网络可靠性特点有以下几点。
1.从结构和产品设计以及网络管理上看，计算机网络在不同网络协议，不同软硬件环境的网可以互连，从而达到真正的资源共享，分布处理和数据通信的目标，形成开放式的网络体系结构。
2.向高性能发展。安全性和可靠性在计算机网络同样重要，追求高可靠、高速度和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音图像等综合。
3.计算机网络的智能化，多方面提高综合的多功能服务和计算机网络的性能，并更加合理地进行网络各种业务的软、硬件管理采用新技术和新装备，真正以分布和开放的形式向用户提供服务，同时达到较好的性能/价格比。
三、计算机网络可靠性的影响因素
故障的出现，在计算机网络的运行中，这是一件很常见的事情，由此使得人们对于计算机网络产生信任危机，造成生活工作中诸多方面的不便。我们知道影响计算机发生故障的可能性有很多，下面我们从三个方面来对于计算机网络可靠性的影响因素进行分析：
1.计算机网络设施质量方面
作为计算机网络组成的重要成分，其对于网络可靠性的影响力是很大的。其主要涉及到计算机终端，类似于路由器，交换机之类的电子设备。众所周知，计算机终端，是与用户直接联系的场所，只有保证计算机终端的可靠性，才能够使得计算机工作变得更加安全，可靠；电子设备，是计算机网络构建中必不可少的环节，在此环节，如果出现安全措施失当，造成信息传播过程中的信息的泄露，由此使得计算机网络的可靠性大打折扣。
2.计算机网络管理措施方面
除了性能稳定的设备之外，计算机所有者的作用也是不同忽视的，尤其是计算机网络的管理措施。如果在计算机的使用过程中，使用者缺乏计算机网络的保护意识，缺乏管理，对于各种电子设备缺乏一定的鉴别能力和维护能力，我们需要明确的是质量再好的电子设备都需要进行有效的管理，才能够保证其可靠性。
3.计算机网络拓扑机构方面
此处的网络拓扑结构是指传输媒体之间使用何种方式实现连接，这是网络结构设计中的重要内容。现阶段，网络拓扑结构主要表现为星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等几种。显然不同的拓扑，其传递信息的可靠性是不同的，因此在网络建设的过程中，使用结构稳定，可靠的拓扑将有利于网络信息的高效传达。
四、从计算机网络设计上提高可靠性
计算机网络的可靠性，即计算机在网络环境下，其正常运行工作的能力。设计标准就是对其设计经验进行总结，使其规范化、科学化、系统化，成为设计标准。
（一）采用余度设计及容错设计
将网络中的计算机利用局域网等设计成为彼此的备用机，一旦某一台计算机发生故障，那么其备机可以继续运行，保证了网络在计算机发生故障导致的瘫痪现象，保证计算机网络的可靠性。
（二）综合利用新技术
要综合利用现有的新技术，考虑现代的计算机网络的特点和技术，考虑未来的计算机网络的发展趋势，做出相应的设置调整，保证系统有比较长的使用周期，同时还要注意点是既要保证技术的合理利用，还要谨慎的利用，降低其安全隐患，保证计算机网络的可靠性。
（三）全面考虑计算机网络的使用寿命周期和使用费用
要对计算机网络的使用周期和投入费用综合考虑，最大程度的降低网络系统的成本投入，降低后期的维护费用等，保证最小的资金投入，最大的经济效益。
（四）遵守计算机网络相关的规范，满足现行的最新的国内外标准
对于现行的国内外标准和相关规范要严格遵守，在设计中尽量选择质量好的相关网络产品，满足计算机网络的需求，保证其可靠性。
（五）对计算机网络进行定期的检查维护
现在的计算机网络结构复杂。一旦发生由于线路中断或者设备故障等因素造成网络瘫痪，就会很大程度上影响计算机网络的可靠性及正常运行。所以要定期的对计算机网络进行定期的检查和维护，才能够保证其可靠性。
【关键词】计算机通信网络容量与流量优化方案
前言：并行遗传算法可以减少网络的运营费用，这种优化配比对合理规划网络资源方面有着重要的意义。本文主要对计算机通信网络中容量与流量的分配进行合理化探究，并通过其对网络的规划设计、性能上的优化评估以及在实际中的应用价值都做了更为详细的阐述。同时，计算机网络的优化，也为我国计算机发展起到至关重要的作用。
一、计算机通信网络优化发展史
在面对已知的的网络拓扑对通讯需求的前提下，如何更好的规划计算机网络成为当代网络发展的重点，如何对计算机的容量进行合理化分配以，及如何对路由进行合理化选择等，这些问题也逐渐成为计算机优化方面的重点。由于计算机网络本身具有复杂性的特点，因此，在传统的优化网络方面，我国还没有更好的解决办法。目前，随着我国对网络的大力发展，计算机网络也逐渐被国内外学者所重视，在我国，一些科学家利用遗传算法来解决我国计算机通信网络中容量与流量的分配问题。通过对遗传算法进行简单的改进，从而在计算机网络路由的选择优化方面得了较好的效果[1]。
通过采用改进的遗传算法来优化网络已成为计算机网络优化研究的重点，通过网络上的链路容量与流量之间的分配优化，进行相关的计算机仿真实验，其所产生的结果，对计算及通信网络系统中具有至关重要的作用。不仅如此，通过计算机的仿真实验，其结果表明，运用改进的遗传算法可以使计算机通信网络的容量与流量的配比达到最优，而且，在计算机运营的质量上也得以大幅度的提高。
二、计算机网络中容量与流量分配问题的数学模型
对于计算机网络中容量与流量的分配问题，主要将其定义为：在一定的网络拓扑结构以及在节点的通信量控制条件的前提下，如何对网络中的链路容量进行选择，以保证通信的基本需求，进而做到计算机网络运行成本最低。在这里我们为其建造一个数学模型，从而更加清晰的阐述在一定约束条件下所产生的复杂的非线性问题[2]。
链路的容量和流量的分配问题总的而言可以表现在：在一定的网络拓扑结构下，选择网络中容量及各节点间的路由，以此来保证网络的通信需求，从而降低运营成本.其数学模型主要为：
第一，通过对数学模型的构建，确定其网络运营的总和。对网络费用而言，其可以分为三个部分，即链路上的时延费用、网络上的固定费用和网络上的可变费用。第二，约束条件，（1）保证链路上的容量一定要大于通信的使用流量;（2）必须保证给链路l选择出某一条链路容量。第三，对于候选路由只允许有两种选择，选中或选不中。通过这些条件来保证数学模型的合理设计，并对以后的计算机通信网络中容量与流量的分配产生积极的影响[3]。
三、应用改进的并行遗传算法解决计算机通信网络中容量与流量的分配优化问题
计算机通信网络中容量与流量的分配简称CFA，而CFA与路由选择方面的优化问题不尽相同，前者主要表示每条链路上的容量指标，后者主要表示随机产生的路由。两者在保证优化问题的前提下，必须保证其链路上的容量要大于其流量值，即计算机通信网络中容量与流量的分配优化的适应值应为1/2[4]。
四、计算机仿真结果及其分析
分组长度与网络各项费用之间的关系密不可分，任何一项的改变，都将对另一方面产生巨大的影响，即分组长度的增加将直接导致各项费用的增长。其增长的主要原因在于，分组长度增加，代表着网络负荷的不断加重，从而在链路上要选择相对较宽的容量[5]。因此，链路上费用的增加，将直接导致总体网络运营费用的增加，除此之外，链路中数据流量的改变也可导致总体运营费用的增加。在ARPA网络中，分组长度将受到平均时延的影响，且影响较大。当分组长度增加400比特时，将直接导致链路的容量增大，从而使平均时延受到抑制。在OCT网络中，平均时延与分组长度之间的影响并不大，其主要原因在于，网络的数据流量较为集中所导致的。不论是在哪种网络中，网络运营的固定费用都会在网络总体的运营费用中占据较大的比重。分组长度的改变是影响整个运营费用的关键，而采用改进的遗传算法，可以使网络的延时费用减少一半以上，而总体的网络运营费用将减少百分之五十左右。通过改进的遗传算法对计算机网络的容量与流量进行优化配比可以使网络在性能上得到极大的提高[6]。
通过分组长度与网络运营各项费用之间的关系，可以看出，分组长度的时延增加将直接导致网络的总体费用、时延费用、固定费用的增加，而在费用增加的同时，网络的平均时延却在随之下降。分组时延的网络实时性降低时将意味着单位分组时延的降低。利用改进遗传算法在对计算机通信网络的容量与流量进行优化配比时，对链路而言，一定要选择容量相对较小的链路，可以降低链路上的固定费用的方式，减少网络整体的运营费用。而当增加单位分组的时延费用时，可以选择容量较大的链路来进行使用，通过这种方法，可以降低不断增长的总体网络运营费用。
在ARPA网络中，增加单位分组时延费用将导致其在总体运营费用中所占的比重增加，对于总体运营费用而言，主要的费用支出依然在链路的固定费用支出上，但其所占比重却有所下降，而对可变费用而言，却无明显变化。
五、计算机网络在现实中的应用
现如今，计算机网络技术以相对普遍，对人们生活上的影响也逐渐显现出来。计算机网络的普及对我们生活提供了方便。
5.1在休闲娱乐方面
网络资源越加丰富，人们生活空闲之余，网络可以为之提供相应的休闲娱乐。不仅如此，网络还可以为人们的生活增加乐趣，许多休闲娱乐都成为人们茶余饭后的消遣活动[7]。
5.2资料资源
网络资源丰富，同时，也为人们在查阅资料方面提供了便利，运用计算机，很多资料都可以在线获取，节省了大量的时间和精力。
5.3学习资源
当今的计算机网络中，资料种类丰富，同时，也为人们提供了丰富的学习资源。对于一些相对繁复的问题，人们可以利用计算机网络来查找答案。在网络资源中更是以电子书为代表，这些免费的资源都可以通过网络获取，从而减少了人们在实体书中浪费金钱。
综上所述，凡事具有两面性，现如今，我们多数所看到的都是网络技术的优点，但是，我们也必须注意到网络所带给我们的负面影响。现代网络技术兴起，越来越多的人将网络作为茶余饭后的消遣方式，但是，在娱乐的同时，也一定要正确对待网络技术。网络作为人们的一种消遣方式，但同时，也让不少网民为之沉迷，越来越多的青少年网瘾成性甚至无法自拔。网络是一把双刃剑，它不但给人们带来欢愉，同时，它也毒害了许多的青少年，由此可见网络成瘾已成为我国网络重点打击的问题。另一方面，网络资源可以为人们疑难解惑，但是，网络资源参差不齐，色情充斥其中，最终导致很多的青少年为此沉迷。网络资源丰富的同时也为我们带来了另一个重要的问题，即文章的抄袭，很多网站都成为抄袭资料的一种方便工具，甚至更有人将网络视为唯一的资料窃取地，从而使得我国大量的文章、作品无法分出好坏，这一问题将对我国的文学发展起到一定的阻碍作用。总之，无论网络为人们带来多大的益处，网络的负面影响却是始终不能忽视的问题，消除网络的负面影响，将为我国的网络发展带来积极的作用。
计算机是一种用于高速计算的电子计算机器，可同时进行逻辑运算及数值计算，具备一定储存记忆功能，可根据程序自动、高速地进行大量信息处理工作，是现代化智能电子设备，由软件系统和硬件系统组成。计算机网络毕业论文是基于计算机基础上发展起来的全新概念，指将不同地理位置、具有独立功能的多台计算机及其他外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络通信协议、网络管理软件的管理与协调下，实现信息资源的共享与传递。计算机网络规划与建设以传输信息为基础目的，主要组成部分包括：通信设备、传输介质两大部分，是通信线路互相连接、许多自主工作计算机构成的集合体。若按照网络范围可划分为：局域网、广域网、城域网、互联网4种。世界上最早的计算机网络出现于20世纪60年代，由美国国防部远景规划局提出并研制。计算机网络结构虽简单，却能够可靠地传输数据信息。70年代计算机网络得到发展，进入_个新的阶段，现如今计算机网络己成为生活、学习、工作中不可或缺的重要工具。局域网特点是用户少，配置容易，连接速率高，传输速度快，以令牌环网、以太网、接口网络、异步网络、无线局域网络为主。城域网比局域网范围要大，用户要多，例如企业LAN、电信LAN、政府LAN、医院LAN等，城域网传输的数据类型更丰富，建设成本也更高。广域网又称远程网，比城域网范围大，地理范围可达到几千公里，典型的有：CHINAPC网、CHINANT网、CHINADDN网等。无线网络是近些年来新兴的网络形式，建设成本低，应用方便，前景巨大，但稳定性有待提高，应用中存在局限。典型无线网络有：蜂窝网络、数字网络、无线WAN、无线LAN等。想要保障计算机网络的稳定性和可靠性，必须做好网络规划与设计，保障网络工程施工质量，降低故障率。
2 计算机网络规划设计基本原则
计算机网络规划设计具有较强的复杂性和专业性，涉及方案规划设计、实施，包括网络设备、网络软件、网络结构、硬件系统、网络安全等多方面内容，任何方面存在缺失或设计不规范，都可能带来网络安全问题，影响计算机网络正常使用，好的规划与设计方案是构建一个成功计算机网络的关键。因此，计算机网络规划设计中，必须坚持规划设计基本原则。在计算机网络规划设计中，应保持网络的先进性、实用性、扩充性、开放性，要便于维护，各节点微机和工作站都应该建立有效联接，从而组成一个高性能的计算机网络。为了保障计算机网络运行速度，保障网络稳定性，应统一调控和管理，并做好网络安全防护措施。具体规划设计应根据用户需要，考虑计算机网络使用长期目标和近期目标，明确使用需要目标，确定规划设计目标，保障计算机网络规划设计针对性。因此，要考虑到用户需要什么，如何才能满足用户需要。再根据分析，结合用户需要，确定协议集、网络规模、节点数量、覆盖范围。从先进性原则来看，计算机网络设计规划应尽可能采用先进网络技术，从而保障网络能够长时间保持先进性和可用性，避免建设后短时间内被淘汰，造成资源和成本浪费。从扩充性原则来讲，网络规划设计中应采取模块化设计思路，提高网络系统配置的灵活性，为了应对未来计算机网络应用的需要，预留合理的扩充余地，保障系统能够简单扩充新的设备，降低计算机网络改造与更新成本。从安全性原则来讲，安全是计算机网络使用的前提条件，不论广域网，还是局域网都要满足安全、可靠的基本要求。网络具有一定的开放性，易受到攻击和破坏，造成数据的损坏或丢失。若企业计算机网络受到攻击，导致商业机密丢失后果不堪设想，往往会给企业造成巨大的经济损失，保障网络安全事关重要。网络安全部件要考虑网络组件、网络节点，还要考虑通信线路、拓扑结构、应用软件等方面，确保网络安全性和保密性，应设置防火墙和防护软件，对网络安全进行控制，从而抵御外部网络攻击。从实用性原则角度来讲，是计算机网络设计规避中必须遵守的基本原则，计算机网络的建设要保障性价比，在有限的资金投入下，尽可能规划能够满足用户使用要求的网络系统和结构，压缩成本，提高实用性。另外，还要保障网络的可维护性，建立合理的问题解决方案和定期维护方案，以提高维护效率，降低故障率，避免影响网络的正常使用。在设计中只有遵循规划设计的基本原则，才能设计出高性能的网络。
3 计算机网络规划设计及实施方案
3.1 总体规划设计
通过前文的分析，不难看出做好计算机网络规划设计及实施方案的重要性和必要性。企业网络、校园网络、局域网络都要做好网络设计与规划。具体网络设计与实施中，要先考虑计算机网络通信业务需求，选取合适的网络硬件设施，以模块化组合方式，把语言、数据、图像及控制信号系统用统一的传输媒介进行规划设计，使其形成一套标准的综合布线系统，将各子系统与模块连接起来，为整个计算机网络系统提供物理介质。综合布线系统设计与实施成功与否，影响着整个网络系统的成败，影响着网络传输速度与稳定性及抗干扰能力，它是信息数据传递的通道，负责数据信息管理系统与网络硬件设备的连接，整个网络都需要依靠综合布线系统作为网络连接的物理基础。总体规划设计中，要尽可能提高综合布线系统集成度，对网络结构进行整理与优化，保障网络通用性、扩展性、灵活性，降低维护与管理成本，提高传输速率。除了要对综合布线系统进行考虑外，通信协议方面与网络管理软件方面也应进行设计。具体设计中要以国际通信标准为依据，参考11801，ISO，IEC，TIA，ANSI等标准，采用符合6类标准的布线线缆，根据配网结构进行统一规划设计，从而进一步提高计算机网络兼容性，以满足不同的网络使用要求。网络硬件方面，要选择先进的交换机、路由器、服务器，尤其是服务器的选择非常重要。IBM System x3850X6和ThinkServer RD450都有较高的性价比。IBM Systemx3850 X6采用了4U结构和SAS接口，完全能够满足各类局域网络应用需求。想要降低网络建设成本，可考虑租用云服务器。云服务器无需维护和管理，能够节省维护与管理费用。但云服务由云商运营，若云商出现问题将可能造成数据信息的泄漏或丢失，所以做好云商选择非常重要。企业应根据自身经济实力和实际使用需求选择设计方案和思路，进行合理的网络建设。
3.2 计算机网络建设实施方案合理的实施方案非常重要，是顺利进行计算机网络建设的基础。实施方案的确定要结合预期网络规模和使用要求，具体的网络结构包括：星型结构、树型结构、环形结构等，不同的网络结构有不同的特点和优势。若资金允许的条件下，应尽可能采用分层星型结构。这种网络结构与其他网络结构相比，不仅故障率低，且不会因某一节点故障导致整个网络瘫痪，具有较高集成度，中央节点执行集中式通信控制，完全符合复杂的综合计算机网络建设和使用要求。另一方面，该网络结构能够合理减轻各节点负荷，提高网络整体运行速度和效率，尤其是大数据传输、处理、共享等方面，都有明显的应用优势，整体运行速度是树型的2倍。但该网络结构形式不仅建设成本高，且对中央节点依赖性较大，若中央节点出现故障将影响整个计算机网络的使用。因此，应用这种网络结构，必须做好中央节点维护工作，准备备用网络设备，应对各类突发性故障问题，从而降低中央节点故障率。具体方案实施中，为了提高网络整体安全性、可靠性、稳定性，强电部分则要采用树形拓扑结构，能够提高结构融通性，保障强电部分稳定性。线时强电要集中于中枢站，尽可能设置于中心地带或负荷中心区。实际进行网络结构布线前，必须现场勘察，分析影响布线及可能对网络造成干扰的因素，确定布线策略，选择合适的方案和工艺手段，避免因外界干扰造成全网瘫痪。电缆沟截面积应在l-2m之间，主干道要在功能区附近，电缆沟结构要上下、左右分布，采取分层结构，配线架要设置在中央节点附近的出口干线处，以便于使用及后续的管理，其他配需中心根据功能区分布、建筑面积大小来确定。例如，在企业或医院网络规划设计中，网络覆盖范围为38万㎡，就要配置一个50㎡的主配线中心，设置2万多个布线点。具体布线中，功能区的划分要结合建筑的施工功能和功能区特点。最好分2个路由布线，配线节点间距最好不要超过2000m，BD至FD的距离要小于500m，要采用光纤线，但节点光纤端口不宜超过20个，以提高整个网络的信息传输速率。FD距信息插座距离要小于90m，每楼层布线点不宜超过200个，若有使用需求超过标准数量，可考虑适当增加距离。节点确定后，布线方式应选择暗敷施工方式，以保障建筑美观性。另外，在方案实施中要尽可能避免对建筑结构造成较大的影响，所使用管线管径要小于32cm，分层布线要保持在50-60m内。具体布线点设定必须经过科学计算和严密的分析，不仅要满足当前使用要求，同时还要考虑未来使用要求和扩充需要，避免造成资源浪费。主要功能区要设中心配电间，主回路20回，电柜6台，采用封闭式配电桥架将线路分送至各功能区。要根据实际应用需用设置LAN，以满足移动设备对网络使用的需要，同时要设置网络应用接口。网络应用接口数量的确定和位置的确定，要根据外部网络设备预期数量及特点来决定。如果外部网络设备过多，建筑面对过大，应设置布线总端口和分级控制台，布线端口应位于地板下货天花板。预埋线要包括：三芯电源线、封头端口线、两端口视频线、两端口RGB线，管线铺设时应选择PVC管或薄壁钢管。布线端口处应预留备用线，降低故障率。各功能区中心应设3-5个备用临时网络端口，以满足临时网络使用需求。此外，为了满足多形式数据传输要求，各功能区还应设置3-4个数据点和语音点，用于数据的采集与录入、处理、传输。并且每一个数据点和语音点都应进入服务器，以保障数据上传、处理的及时性，提高网络运行效率。数据点与语音点在连接中应采用有线同轴电缆连接服务器来提高效能。总机房网络规划中应采用架空地板布线方式进行建设。总机房对端口需求量大，为了保障网络灵活性，以便于应对随时扩充，这种方式最理想。但架空地板布线方式可能会引起消防问题，因此必须做好消防工作，避免安全事故的发生。在网络规划实施方案确定后，要进行基本的维护方案和安全方案设计。必要的定期维护能够将故障效率在萌芽中，提高网络可靠性。并且维护记录还能够为故障维修提供可靠的数据资料，大大提高网络维护效率。计算机网络规划、设计、实施中，网络结构、网络布线、网络维护都要考虑到。
关键词：计算机网络
引言
局域网的作用已从最初的主机连接、文件和打印服务，转向围绕着客户机／服务器模式的大数据流应用、Intranet、WWW浏览、实时音频／视频传送等服务，日益庞大及增长的数据流持续增加了网络负荷。同时，由于基于工作组或部门级的服务器解决方案被企业级服务器所替代，促使数据流向发生了根本变化，网络主干的地位进一步得到提高。这些都促使局域网络技术从网桥技术、主干路由技术向局域网交换技术过渡。交换技术的发展为局域网交换机提供了一个空前的发展机遇，也极大地促进了局域网交换机技术与产品的更新换代。
一、局域网的定义
从直观来说，网络就是相互连接的独立自主的计算机的集合，计算机通过网线、同轴电缆、光纤或无线的方式连接起来，使资源得以共享，每台计算机是独立自主的，相互之间没有从属关系。按地理位置分类，我们将计算机网络分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)。网络覆盖的地理范围是网络分类的一个非常重要的度量参数，因为不同规模的网络将采用不同的技术。所谓的局域网(LocalAreaNetwork，简称LAN)，是指范围在几十米到几千米内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。一个局域网可以容纳几台至几千台计算机。按局域网现在的特性看，计算机局域网被广泛应用于校园、工厂及企事业单位的个人计算机或工作站的组网方面。
二、局域网的特点
大家知道，局域网是一个通信网络，它仅提供通信功能。局域网包含了物理层和数据链路层的功能，所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。局域网连接的是数据通信设备，包括PC、工作站、服务器等大、中小型计算机，终端设备和各种计算机设备。由于局域网传输距离有限，网络覆盖的范围小，因而具有以下主要特点：局域网覆盖的地理范围计较小；数据传输率高（可到10000Mbps）；传输延时小；误码率低；价格便宜；一般是某一单位组织所拥有。
三、按传输介质分类
按照网络的传输介质分类，可以将计算机网络分为有线网络和无线网络两种。某个局域网通常采用单一的传输介质，比如目前较流行双绞线，而城域网和广域网则可以同时采用多种传输介质，如光纤、同轴细缆、双绞线等。有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质来连接的计算机网络。采用双绞线联网是目前最常见的联网方式。它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。光纤网采用光导纤维作为传输介质，传输距离长，传输率高，抗干扰性强，现在正在迅速发展。无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质。由于无线网络的联网方式灵活方便，不受地理因素影响，因此是一种很有前途的组网方式。目前，不少大学和公司已经在使用无线网络了。无线网络的发展依赖于无线通信技术的支持。目前无线通信系统主要有：低功率的无绳电话系统、模拟蜂窝系统、数字蜂窝系统、移动卫星系统、无线LAN和无线WAN等。
四、按拓扑结构分类
网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。按照拓扑结构的不同，常见的计算机网络拓扑结构有：总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构等。
1.总线型拓扑结构
总线型结构是指各工作站和服务器均连接在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。各节点在接收信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接收网上的信息。
2.星型拓扑结构
星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。
3.环型拓扑结构
环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。信号通过每台计算机，计算机的作用就像一个中继器，增强该信号，并将该信号发到下一个计算机上。
4.蜂窝拓扑结构
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质(微波、a卫星、红外线、无线发射台等)点到点和点到多点传输为特征，是一种无线网，适用于城市网、校园网、企业网，更适合于移动通信。在计算机网络中还有其他类型的拓扑结构，如总线型与星型混合、总线型与环型混合连接的网络。在局域网中，使用最多的是星型结构。:
关键词：复杂网络理论；计算机；网络拓扑
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）03-0038-02
针对我国社会的不断发展，这样可以看出来在不同的时代背景下，人们的行为习惯也是不同的。我国电子计算机技术和网络信息技术得到快速的发展，科技的进步使人们的生活得到很大的改变。人们的日常工作也得到很多的转变。当前人们生活当中已经离不开计算机网络。网络平台环境得到快速的发展，利用传统的网络模型无法合理的呈现拓扑特性，在这样的环境下，需要利用网络协议分析技术，保持网络可以得到正常的运行。在计算机网络拓扑项目当中融入复杂网络理论思想，更多的从业者开始重视网络协议，给予复杂网络理论的计算机网络拓扑，在实践领域当中得到广泛的应用。
1 概述复杂网络理论
结合钱学森的复杂网络定义，复杂网络指的就是具备自行组织和内部相似以及吸引因子的网络。复杂网络就是具有复杂性的网路，在以下六个方面充分体现出她的复杂性：1）结构比较复杂，网络节点的数量比较大，在网络结构当中出现很多不同的特点。2）网络金华：在网络节点之间，产生和消失连接。就好像现如今网页或者连接可以随时进行连接和断开，在这个过程当中，网络结果会不断的发生变化。3）连接多样性：网络节点的具体连接方式具有一定的差异性。4）动力学复杂性：在节点之间的复杂性，可以产生各种结构特征。5）节点多样性：在复杂网络理论当中，网络所有的组成部分就是节点，可以将各种事物进行代表，人类存在于复杂的人际关系当中，就要像是复杂网络当中的某个节点。6）多重复杂性融合：将以上的复杂性进行统一结合，在设计电力网络的过程中，需要结合电力网络的进化过程中，对于网络拓扑结果具有直接决定作用。两个节点的连接，会改变节点之间的交换程度，使网络性能和结构进而得到改变。当前复杂网络研究的主要内容包括网络的几何性质，和网络的组成的原理以及网络的演变规律。在当今的自然科学领域当中，针对网络的基本测度，主要是其分布特征和度的相关性以及分布特征，直线距离指的就是在最短的距离当中自身的分布特征。复杂网络指的就是一个小世界，即使规模比较大，但是在网络节点当中，总会找到最短的距离，可以在很小的范围当中进行有效的控制。例如在人们的人际关系当中，人每个人只会认识很少的人，但是人们可以通过各种方法，将自己想找到的人找到。当今社会，全球被比喻为地球村，逐渐变小，人与人的通讯变得越来越方面。有关于集中和集中程度的相关定义：指的就是有关网络集中化的程度，也就是网络内聚倾向。度在网络当中属于一个节点，属于网络独立的个体，在真个网络区域当中，指的就是的数量。因为度自身的 关联性，使节点之间可以实现紧密的相连，在整个网络区域当中发挥着连接性的作用，如果网络缺乏度的关联性，那么网络就不会得到正常的运转，这也充分体现出网络的集中性。
2 概述计算机网络拓扑技术
2.1 简介网络拓扑技术
计算机网络拓扑技术主要是用来对计算机网络进行连接，将不同设备之间的数据进行传输，利用数据电缆连接不同的计算机。对于不同的网络设计，需要选择出合适的网络拓扑，每种拓扑方式都具有自身的优势和弊端。利用拓扑技术设备的物理性质不是非常重要，可以忽略不计，需要利用点和线，将多种设备的位置和关系表示出来，研究网络拓扑结构的过程中对于多种设备之间的关系需要利用图形的方式进行显示，在实际生活当中，计算机通常情况下连接着互联网，各个节点的相互关系需要利用一定的结构。
2.2 简述网络拓扑的专业术语
网路拓扑的节点就是网络中的端口，主要包括转换节点和访问节点两个方面。利用转换节点可以将数据进行传递，而方位节点使传输数据的主要起点，访问节点就是在整体网路当中的IP地址。在网络拓扑当中，网络中断设备指的就是网络拓扑节点，多个节点接入到这个终端设备当中，在计算机网络当中，细分结点，主要包括细分结点和路由节点两个部分，针对之路结点就是在网络连接过程当中应用的交换机，而路由节点充当的就是路由器。对计算机网络节点的数量进行计算，可以将计算机的基本规模和构造进行估计、利用网络拓扑当中的链路，主要是两个节点进行连接的线路，主要由物理链路和数据链路两个部分组成。物理链路指的就是数据传输线路，数据链路可以利用各种逻辑关系，对网络连接给予控制，网络关系主要是结合数据链路层标准，给予有效的控制，建立具体的数据链，需要通过相关的协议。真多网络拓扑当中的通路，在发送数据之后，利用节点传输，将数据当中的一系列节点进行接收，主要利用网络通信实现数据的传输，链路主要指的就是传输线路，其中包含了各种链路。
2.3 网络拓扑的主要分类
1）星型结构：每个用户利用星型进行连接，这个结构当中具有一个主要的节点，其余的节点需要连接环这个节点。布局比较集中，很方便进行管理，也可以非常容易的建立，在传输数据的时候，通常情况下是不存在误差的，具有比较低的网络延时。但是还是存在一定的缺点，星型结构的造价比较高，在信息共享方面其效果不够良好，但是由于它的优点，可以实现灵活的配置，并且可以方面的进行维修，在一些特定的情况下，这种结构是比较适合的。
2）环形结构：这种结构主要是由节点工程具体的链路，形成环形的结构，在公共网络架构当中可以应用这种结构。数据在传输的过程中，通常都是沿着同一个方向的，具有非常固定的数据传输方向，这样一来，两个节点之间用来传输数据的链路只有一条，无法选择控制多路径，使网络拓扑结果得到简化。这种结构的缺点是仅仅利用一条数据链路加工数据进行传输，传输大量的数据的过程中，其速度就会比较慢，延迟网络。除此以外很难扩充环形结构，传输数据的过程中，缺乏可靠性，如果一个节点出现了问题，就会导致无法应用整个网络，很难管理网络管理，这是因为这些具体的原因，在当今的计算机用户不断增加的背景下，还没有广泛的应用环形结构。
图1
3）总线型结构：这种结构在一条线路当中国安装用户端和总服务器，每个用户端的地位都是相同的，因此不需要节点控制。数据主要利用串行的方式进行传递，数据主要依靠节点向节点两端进行传递，总线型结构网络可以利用广播式的计算机网络进行代替。总线型结构的结构比较简单，很容易进行扩充，可以在总线上增加一个具体的接口便可以实现扩充，如果主线的容量过载，可以利用扩充主线的方式进行解决。总线型结构不需要很长的电缆线，安装也非常简单，具有很高的可靠性。以环形结构为基础进行改进，使其可靠性得到提高。但是其缺点和环形结构具有相似性，任意一个节点出现问题，那么整个网络就无法得到有效的应用。
3 复杂网络理论在计算机拓扑行为中的研究
3.1 算机的同步行为研究
在复杂网络当中，网络节点之间很容易就会出现同步行为，主要是因为网络拓扑和各个节点之间的动力学性质。同步行为实际上并不是好的现象，具有一定的危害性。网络主要依靠各个路由器将信息进行发出，这样就会导致同步行为，同步行为主要由两种类型，一个方面使将同一种路由信息发出来，另一个方面在同一个时间将信息不发送，这种情况都会使网络出现拥挤的情况，使网络出现瘫痪。当前人们已经利用各种方法，将同步行为进行杜绝，但是当前我国还没有形成全面的方法，从而彻底杜绝同步行为的危害，比较常见的方法就是刚刚处理一种同步行为，另一个同步行为已经发生了。当前人们仍旧在大力研究有关同步行为杜绝的具体方案。
3.2 计算机网络拓扑的演化模型
当前的计算机网络拓扑的基础就是复杂网络演化模型，利用路由器和自治域，将计算机网络的拓扑结构进行描述。针对路由器，相当于网络节点，其物理连接相当于边，从自治域角度看，连个自治域的基础就是边界网关协议，实现对等连接，这就说明两个节点利用一条边进行连接。通过相关的实验，计算机网络主要是遵守偏好连接的法则，这样新加入的用户总会去选择那些知名度比较高和服务质量比较高的服务器。但是这个模型还是存在不足之处，因为其偏好连接主要是以整个网络的偏好连接为基础，但是和实际情况并不是相符合，实际上的网络路由首先考虑的就是本地区的服务器。针对这种情况，结合局部信息，采取局部演化模型的偏好连接，这样在一定程度上可以将模型的缺陷进行改进。
当前计算机网络拓扑演变仍旧缺乏规律，各种模型都是在理想化的简单嘉定的情况下，将计算机网络复杂拓扑的演变规律进行假定，并没有完全针对复杂情况下的网络拓扑，展开深入的研究，当前的模型还无法将网络拓扑对于网络动力学的影响进行描述。
3.3 计算机网络鲁棒性和脆弱性的动力学模型
系统的鲁棒性对于计算机网络的构建发挥着非常重要的作用，可以针对计算机网络中随意一个被破坏的节点，实现自愈修复，这种自愈修复能力，可以对于整个网络系统起到有效的保护。针对这种现象，需要建立出合适的动力学模型，对其答案进行模拟，这也是计算机学界一个新的研究课题，进行深入的研究，可以使节点自愈能力变得更加强大。
3.4 网络病毒扩散模型和防止病毒的具体方法
在计算机网络当中，主要是针对计算机病毒提出安全防治，网络安全主要是利用有效措施，对病毒进行抵抗，并且将病毒进行解除，防止病毒继续传播，减少病毒对于网络产生的破坏。当前安全依旧是计算机网络系统的热门还提，传统的防范主要是利用网络病毒传播模型，病毒的干扰范围和强度得到一定的重视，计算机接受一定的病毒，如果超过了可以承受的范围，病毒也会产生危害，因此也随之出现了对抗病毒的方法，在病毒防御的过程中，需要平等对待所有的网络节点，随机选择 （下转第42页）
（上接第39页）
其中一个节点采取防御。但是这和实际情况是不符的，只是随机采取防御病毒措施，这样病毒的产生和蔓延是无法得到控制的。在计算机网络拓扑当红利用复杂网络卢纶，人们开始研究新的病毒防御方法，并且取得了一定的成绩。首先需要建立病毒传播模型，最基础的工作就是预防，阻止病毒的过程中，需要对病毒的产生和传播给予注重，利用网络拓扑结果，更好的抵抗网络病毒，利用复杂网络理论，可以为病毒的防御工作带来发展的动力。
4 结束语
综上所述，计算机的系统比较复杂，规模也比较庞大，利用传统的方法，出现计算机网络拓扑行为具有比较高的难度，人们希望找到更好的办法从而使计算机拓扑行为更好的发展。在不断研究过程中，理应复杂网络理论，可以满足计算机网络拓扑行为的要求，改变计算机网络拓扑，这样一来，全球现代化网络也会具备更加可靠的依据。
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1计算机网络可靠性概述
1.1概念
计算机网络可靠性主要是指在特定条件下，一定时间范围内，互联网确保连接及满足通信要求的能力。其不仅能够直接反映计算机拓扑结构支持网络运行能力强弱的重要表现，还能够为人们呈现网络运行状态，另外，计算机网络可靠性对自身未来发展及结构的建立也具有极大的影响。在计算机网络运行过程中，一旦出现问题，势必会对人们的生活及工作产生不良影响，严重情况下，还会造成经济损失。面对社会发展新形势，科学技术日新月异，计算机软、硬件等产品也随之层出不穷，无形中增加了计算机网络风险，基于此，重视并加强提高计算机可靠性势在必行。
1.2影响计算机网络可靠性的因素
（1）设备因素
设备影响计算机网络可靠性主要体现在两个方面：一方面，用户设备作为网络直接使用载体，例如：路由器等，在确保网络可靠性方面占据举足轻重的位置，由于受到设备产品类型及厂家的差别，不同的产品连接到一起时，在一定程度上增加了信息转化及传输质量的不稳定性，严重情况下，就会导致网络无法正常运行；另一方面，计算机网络在最初建设过程中，布线系统合理与否在很大程度上影响网络可靠性。因此，要加强对通信线路和布线系统的管理，在确保其设备类型的同时，还需要为网络提供一定的冗余与容错能力，并采用双线模式，即便发现出现问题，也能够及时切换到另一条线路上，继而为网络稳定运行提供有力支持。
（2）管理因素
通常来讲，大型计算机网络自身具有规模大、结构复杂等特点，而且，各个设备产品之间又存在一些差别，实现网络可靠运行，保障信息传输稳定性，需要通过先进的计算机网路管理技术作为支撑，然而，计算机网络建设与发展过程中，存在计算机管理软件不合理，且没有按照标准管理协议内容进行建设等问题，使得网络可靠性大打折扣；另外，制度作为控制网络可靠性的重要手段和途径，其合理、完善与否度网络正常运行是具有一定影响的，现行制度中，缺少对网络可靠性管理相关内容，无法为计算机网络可靠运行提供制度支持与保障，且人员整体素质并不高，不能够在实际工作中发挥专业能力，导致人为因素造成不可靠情况的发生。
（3）结构因素
结构因素对网络可靠性造成的影响主要通过总线与星型结构两方面来体现，相对于局域网络而言，总线结构本质上是具有两个唯一节点的链路，能够传输公用介质，为所有节点的提供网络支持，具有简单、拓展性强等优势，但是，总线结构仅能够通过一个节点进行传输，在两个以上节点同时获取信息过程中，结构无法提供有效服务，导致信息传输失败，而且总线两个节点其中一个出现问题，系统直接瘫痪，在重视程度较高的网络中，总线结构并非最佳选择；星型结构是一种应用范围比较广泛的结构，其主要是将计算机交换分机作为基础，结构简便，通过中心节点控制整个系统的运行，节点运行必须经过此中心店，有效提高管理水平，即便非中心节点出现故障，也不会影响整个系统的运行，但是，如果中心节点出现问题，网络系统同样会出现瘫痪情况。
2计算机网络可靠性设计原则
为了能够有效提高计算机网络可靠性，在建设过程中，需要结合专家在计算机网络建设中总结下来的经验开展工作，只有这样，才能够有效规避人为、设备等因素对可靠性造成的不良影响，确保网络安全、可靠运行。目前，计算机网络可靠性设计原则主要包括以下几个方面：其一，严格按照国际设计标准内容，并借助开放式网络体系结构进行设计，将各类不同结构的系统有机结合，提高网络系统拓展及升级能力，为日后升级及更稳定运行奠定坚实的基础。其二，注重实用性，网络可靠性设计最终目标是相自身特性有机结合，促使其发挥最大效用，但是，实现这一目标的必要前提是确保网络系统的实用性，才能够促进技术朝着成熟及先进方向发展。其三，互通原则，坚持互通原则能够参与多种通信协议。其四，为了确保网络可靠性，还需要提高冗余及容错能力，重视管理，并选择具有先进性的软件作为网络可靠运行的基础，另外，还需要注重选择质量良好的链路介质，提供强大的宽带，进而有效提高网络相应速度。其五，合理利用资源，在现有资金投入情况，实现资源优化重组，提高资源利用率及性价比。
3提高计算机网络可靠性有效对策
3.1调整拓扑结构，确保安全性
拓扑结构作为网络系统的核心，其结构是否合理直接决定可靠性。因此，在网络系统建设过程中，可以采用双向网路冗余设计，突破传统环网设计，尽量避免计算机网络故障对系统运行的影响。网络结构构成设备较多，其中大设备发生故障，会直接导致网络中断及上网业务无法进行，基于此，为了能够减少大设备故障的影响，可以在网络关键节点位置进行冗余备份，例如：服务器交换机等，通过冗余备份设计，不仅能够将链路归结到两台设备中，还能够减少独立设备对网络运行可靠性的影响，优化结构的同时，也减轻了系统负担，为实现可靠、安全运行目标奠定了坚实的基础。
3.2积极检查并维护，确保稳定性
由于计算机网络自身结构复杂，且异构程度较高，其中某一个设备出现问题时，就会影响整个网络，无法正常运行，但是，在网络运行过程中，故障是无法避免的。因此，要重视网络系统的检查，并进行抽查与定期检查相结合的方式和方法，及时发现问题，并采取有效措施，解决问题，避免安全隐患的产生，将损失降到最低，使其能够稳定运行，引进先进管理技术，加强对网络系统每一个环节的管理，将每一个可能影响可靠性的因素都扼杀在源头，突破传统管理模式存在的不足，提高管理水平，通过自觉、主动维护，在确保网络可靠运行的同时，也能够帮助人们提高工作效率和质量，从而促进计算机网路进一步发展。
3.3及时更新系统设备，确保先进性
科学技术蓬勃发展，虽然对计算机网络可靠运行提出了挑战的同时，但是，也为其带来了发展机遇，先进设备层出不穷，其自身具有的优越性，能够在提高可靠性工作中发挥积极地促进作用。为了能够确保网络系统跟上时代的步伐，与国际接轨，有效提高技术水平，实现更好地兼容，需要坚持与时俱进原则，及时更新网络设备，确保系统先进性，另外，更新设备，还能够有效提高信息传输质量和效率，从而为用户提供更加优质的服务，取得用户信任，确保用户保持忠诚度。
3.4调整网络接入层，确保融合性
接入层作为计算机网络的重要组成部分，其内部涉及大量硬件设备，在很大程度上增加了改造和升级难度。因此，在具体工作中，可以利用分段逐步方式和方法开展改造工作，突出重点，加强对每一个环节的控制与管理，将网络数据中心服务器作为工作中心。一般来讲，服务器上安装的网卡背后都连接着一个交换机，形成主备工作模式，为了能够保证改造工作不影响网络可靠运行，可以将两个接入交换机堆叠在一起，并将服务器连接起来，最终形成服务器中两个网卡共同承载负载的形式。通过有效调整网络接入器，不仅能够提高链路线路利用率，还能够进一步提升网络系统可靠性，确保系统融合性。
3.5采用多层网络结构，确保兼容性
多层网络作为一种特殊结构，是由集线器、路由器等设备过程，等能够有效隔离各类故障，与此同时，还能够为网络协议提供支持，优化网络运行，具有极高的兼容性。多层结构在网络系统运行中，将整体划分为接入层，控制用户流量，核心层，为不同需求提供服务，满足个性化需求，提高服务质量，在最短时间内传输信息数据，分布层，将前两者有效连接起来，为系统运行提供支持，从而实现多元化发展目标。
3.6重视人才培养，提供发展动力
人力资源作为社会各个领域发展不竭动力，其专业素质高低直接影响计算机网络运行可靠程度，尤其是计算机网络可靠性建设工作，现阶段，相比较而言，我国人才素质并不高，与国外相差甚远。因此，加大人才培养力度显得尤为重要，国家作为宏观调控的重要主体，要发挥积极作用，给予资金、政策等方面的支持，鼓励并引导高校及相关科研机构，并完善相关制度，结合实际情况，充实制度内容，避免一切影响网络系统稳定、可靠运行的行为，重视提高计算机网络可靠性的研究，培养更多专业人才，为网络系统稳定发展提供支持，另外，在具体培养过程中，还需要为人才提供更多实践机会，培养人才实践等综合能力，为网络可靠运行提供发展动力。
4结论
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