计算机网络可靠性的研究

1、第3期(总第160期2010年6月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &AU TOM A T I ON N o 13Jun 1计算机网络可靠性的研究苗亮(中北大学,山西太原030051摘要:由于通信技术、光纤技术和计算机互联网络技术的迅猛发展,使得网络的功能日益增强,推动着计算机网络可靠性问题的研究不断向纵深方向发展。随着社会信息化进程的加速,不仅计算机网络的用户在增加,而且计算机网络的连接区域和连接规模也在急剧扩展。可靠性这个对于计算机网络来说至关重要的问题,更需要我们对其进行系统的研究和分析。关键词:计算机网络;可靠性;研究中图分类号:

2、T P 393101文献标识码:A收稿日期:2009209224;修回日期:2010202227作者简介:苗亮(19822,男,山西太原人,助理工程师,在读硕士研究生。0引言在信息时代,网络的生命在于其安全性和可靠性。计算机网络最重要的方面是它向用户所提供的信息服务及其所拥有的信息资源,网络连接在给用户带来方便的同时,也给网络入侵者带来了方便。因此,未来的计算机网络应该具有很高的安全性和可靠性,可以抵御高智商的网络入侵者,使用户更加可靠、更加方便地拥有大量各式各样的个性化客户服务1。1计算机网络可靠性分析计算机网络可靠性是指系统在规定的条件下、规定的时间内完成指定功能的能力。通常,计算机网络可

3、靠性可表示为R (G , ,。其中,G =G (V ,E ,是计算机网络的关联图,V 为各交换节点的集合,E 为交换节点间通信链路的集合,为了分析问题的方便,通常设定G 是简单图,且 V =n , E =m ; 为当V 0,1时,通信节点出现故障的概率或节点不可靠度;为当E 0,1时,通信链路出现故障的概率或链路不可靠度。设 (=1,(=p ,且部件的故障是相互独立的,则网络的可靠度定义为:R (G , ,=1-mi =0mip i (1-p m -i。(1其中:m 为图G 边割集的个数。式(1的定义从不同的角度刻画了计算机网络的可靠度,考虑了网络的拓扑结构,即其连通性、可达性。2计算机网络可

4、靠性的设计原则和指标2在计算机网络设计中,科研人员总结了不少具体的设计经验和原则,对计算机网络可靠性的优化设计起到了较好的规范和指导作用。在构建计算机网络时应遵循以下几点原则:遵循国际标准,采用开放式的计算机网络体系结构,支持异构系统和异种设备的有效互连,具有较强的扩展与升级能力;先进性与成熟性、实用性、通用性相结合,选择先进而成熟的计算机网络技术,选择实用和通用的计算机网络拓扑结构;计算机网络要具有较强的互联能力,能够支持多种通信协议;计算机网络的安全性、可靠性要高,具有较强的冗余能力和容错能力,为加强数据安全,系统应选择具有较强冗余容错能力的服务器及计算机网络产品;计算机网络的可管理性强,

5、应选择先进的网络管理软件和支持SNM P 及C M IP 的网络设备。一个合理的计算机网络其可靠性至少包括以下几个具体的指标:用户对全网服务质量的投诉率;用户对计算机网络系统应用的满意度;用户操作失误造成的计算机网络的故障率;计算机网络系统软件的故障率;计算机网络传输、交换设备的可靠度;用户终端的可靠度。3增强计算机网络可靠性方法的探讨从理论上讲,提高计算机网络相关部件的可靠性与附加相应的冗余部件是改善计算机网络可靠性的两条主要途径。在满足计算机网络预期功能的前提下,采用冗余技术(增大备用链路条数一方面可以提高计算机网络局域片断的可靠性;另一方面也提高了计算机网络的建设成本。由于每条计算机网络

6、链路均有可靠性和成本,故计算机网络中链路的数目越少,相应地,计算机网络的可靠性就越高。(下转第204页 步容量为M 1=J 1× t =32121N m 。由文献1可以得到多锥面同步器的摩擦扭矩的计算公式为:M =f ×F a ×R m ×N sin 。(2其中:f 为摩擦系数;F a 为作用在滑套上的轴向力,N ;R m 为同步器摩擦副平均半径,m ;为摩擦副锥面角度,(o ;N 为摩擦副个数。取f =0111,F a =500N ,=715o ,N =2,并把M 1、M 2的值代入式(2,可以求得2档降1档和1档升2档所需要的双锥面同步器的平均摩擦半

7、径的最小值分别为R m 1=38122mm ,R m 2=31123mm 。由此可以看出,只要设计的同步器平均摩擦半径的尺寸大于以上数值即可满足最基本的换档需要,即换档力为500N ,换档时间为1s 。由于该变速器中同步器的安装空间远远大于该尺寸,所以选择和设计平均摩擦半径大于以上两个数值的同步器将有利于减小换档力和缩短换档时间,从而提高同步器的性能和换档舒适性。在上述分析的指导下,我公司已开发出相关同步器总成,并在该变速器上进行了同步器寿命试验及换档性能试验。试验结果表明,基于以上理论的分析符合试验结果。作者还将以上方法程序化为同步器辅助设计软件的一部分,利用CAD 技术更好地进行同步器的设

8、计开发。3结束语本文详细地阐述了在同步器设计和使用中常用到并且容易混淆的几个关键概念,并给出了确切的定义。根据变速器的换档规律,并结合几个重要概念,给出了同步器概念设计时使用的基本方法。在概念设计方法的指导下,开发了同步器总成,并取得了较好的试验效果。参考文献:1刘惟信.汽车设计M .北京:清华大学出版社,2001.2黄旦中.轿车变速器同步器设计和研究D .上海:同济大学,2002:126.Explanation and D esign Application of GeneralTerm s about Synchron izersZHANG Fa -yong(Shaanxi Fast Ge

9、ar Co .,L td .,X ian 710077,Ch ina Abstract :Several general ter m s about synch ronizers are introduced from sh ifting rules and design theo ries in th is paper .T hen these ter m s are taken as design requirem ents and app lied to the synch ronizers developm ent .Further mo re ,a CAD softw are bas

10、ed on the study fo r synch ronizer design is developed .Key words :synch ronizer ;sh ifting rules ;capacity of synch ronizati on ;CAD(上接第202页优化设计方法主要考虑在各种实际条件下设计出符合工程要求的最优方案,常采用试凑方法和分层处理方法3。(1试凑方法:是研究出各种满足网络可靠性要求的方案并比较其费用,常常是在几个设计方案中挑选出较好的方案并对其进行逐步求精和优化,采用费用最省的方案。当然,有时候在费用充足的情况下,可以设计一定的冗余,既可以增强和提高网络

11、的可靠性,同时也为以后的扩容和升级奠定基础,这也是可靠性优化设计中值得重视的一个重要环节。(2分层处理方法:由于计算机网络是一个多层次的系统,对计算机网络整体的可靠性要求最终反映在对计算机网络各个不同层次的要求上。分层处理方法最为完整的方案是由美国国防部提出的,方案将网络分成服务层、逻辑层、系统层和物理层,对每层分别定义了可靠性测度指标,规定提高可靠性的相关技术和保障措施。即便如此,如何分层以及如何协调各个层次的可靠性测度指标以达到最佳效果仍然是有待深入研究的课题。4结论计算机网络系统可靠性从解决实际问题的角度来讲有研究的必要性,从理论的角度来看也有许多深入的问题需要进一步探讨。目前随着计算机

12、网络系统的普及应用,网络系统可靠性成为计算机网络学科中一个非常活跃的领域。计算机网络可靠性的影响因素以及计算机网络可靠性优化对策还需进一步的完善、充实和改进。参考文献:1滕云微.网络可靠性分析系统的设计与实现J .计算机信息,2008,24(6:1292131.2李.基于智能计算的计算机网络可靠性分析研究J .计算机技术与发展,2006,16(8:77279.3沈立强,吴海燕.校园数据中心高可靠性网络的研究与实现J .实验技术与管理,2004,21(3:96299.Study on the Reli ability of Com puter NetworkM I AO L i ang(N o

13、rth U niversity of Ch ina ,T aiyuan 030051,Ch ina Abstract :T he rap id developm ent of comm unicati on techno logy ,fiber 2op tic techno logy and internet enhances the functi on of netw o rk and p romo tes the study of computer netw o rks reliability to the dep th directi on .W ith the speed 2up of social info r m ati on p rocess ,the users of computer netw o rk ,the connecti on regi on and scale of computer netw o r