網絡性能和可靠性優(yōu)化設計方案

網絡性能和牢靠性優(yōu)化設計方案當前整個社會已進入全面信息化時代，人們對網絡的依靠性已越來越強，幾乎成為工作、商業(yè)和生活中不行缺少的必需工具，但隨之伴隨而來也產生一些不容忽視的問題，網絡系統牢靠性就是其中一個主要的問題，網絡的快速應用，一旦網絡中斷必將影響大量業(yè)務，甚至可能造成極其重大的社會影響和極大經濟損失，因此，作為業(yè)務承載主體的基礎網絡，其牢靠性日益成為倍受關注的焦點。在實際網絡中，總會避開不了出現網絡故障和服務中斷的狀況，因此，提高系統容錯實力、提高故障復原速度、降低故障對業(yè)務的影響，是提高系統牢靠性的有效途徑。本文將主要探討網絡牢靠性影響因素及提升網絡牢靠性的方法，并對網絡牢靠性方案做出了歸納總結。網絡系統牢靠性設計的核心思想則是，通過合理的組網結構設計和牢靠性特性應用，保證網絡系統具備有效備份、自動檢測和快速復原機制，同時關注不同類型網絡的適應成本。為了保證網絡的不間斷運行，特殊是核心出口網絡的高可用性，通常在部署較大規(guī)模網絡時，會實行鏈路級備份、設備級備份等方式。技術上通常運用多管理引擎?zhèn)浞荨⒏屿o態(tài)路由、VRRP、HSRP、GLBP等。雖然這些技術給網絡備份起到了肯定的作用，但是對于實時性要求較高的網絡還會存在一些問題，所以對網絡系統進行科學優(yōu)化設計是網絡牢靠運行的重要基礎。網絡建設目標就是使網絡系統能夠滿意用戶應對網絡各個方面的正常需求，以避開網絡建成后可能出現的各種問題，網絡的牢靠性和冗余設計在網絡建設中必需重點加以考慮。不同的網絡，其牢靠性的設計目標是不同的，網絡解決方案的牢靠性須要依據實際需求進行設計，高牢靠性的網絡不但涉及到網絡架構、設備選型、協議選擇、業(yè)務規(guī)劃等技術層面的問題，還受用戶現有網絡狀況、網絡投資預算、用戶管理水同等影響，因此在規(guī)劃牢靠性網絡時須要因地制宜，綜合考慮各方面的影響因素。網絡牢靠性影響因素網絡牢靠性是指設備在規(guī)定的條件(操作方式、修理方式、負載條件、溫度、濕度、輻射等)下，在規(guī)定的時間(1000小時、一個季度等)內，網絡保持連通和完成通信要求的實力。它反映了網絡拓撲結構支持網絡正常運行的實力，是計算機網絡規(guī)劃、設計與運行的重要參數之一。從現實層面講，當前影響網絡牢靠性的內外因素較多，且形式多樣，內容不確定性漸漸增加，諸如電子元件老化，傳輸介質及設備接口故障，軟硬件配置因素失當、網絡設計層次不恰當、用戶特別規(guī)操作等等，這些因素的集聚均相應導致網絡牢靠性的下降。網絡設備及用戶終端的影響。要保證網絡牢靠穩(wěn)定運行，硬件設備的質量在其中起著很重要的作用，硬件的質量越好，網絡運行的連續(xù)性和牢靠性就會越高。尤其是網絡核心和骨干層，其重要性不言而喻，一旦核心或骨干癱瘓，則影響巨大，所以無論是品牌的選擇，還是設備的配置，都必需將牢靠性作為首要考慮。用戶終端是干脆面對用戶的設備，也是計算機網絡牢靠與否的關鍵所在。在計算機網絡日常運行過程中，要留意良好的維護保養(yǎng)，以確保用戶終端的牢靠，用戶終端的交互實力越高，其網絡牢靠性也越高。傳輸交換設備對計算機網絡牢靠性的影響，在計算機網絡建設、運行的實踐中，探討人員常常發(fā)覺：“布線系統所造成的計算機網絡故障問題一般是最難查找的，為此而付出的代價往往也是最大的?！币虼耍瑧杉{標準的通信線路和布線系統。為了提高計算機網絡牢靠性以及滿意計算機網絡日后發(fā)展的須要，必需考慮有肯定的冗余和容錯實力。對于特別重要的部門或位置，在布線時最好是選擇雙鏈路布線，以便計算機網絡的線路出現故障能保障剛好切換。網絡拓撲結構對網絡牢靠性的影響。計算機網絡拓撲結構屬于計算機網絡規(guī)劃問題，也是影響計算機網絡牢靠性的先天性因素。實踐表明：不同應用領域、不同規(guī)模層次的計算機網絡必需具有不同的網絡拓撲結構，否則計算機網絡牢靠性也就無從談起。網絡管理對網絡牢靠性的影響。計算機網絡通常是由多家廠商共同開發(fā)的網絡系統構成，規(guī)模大且結構困難，具有較強的綜合實力，所以對其進行管理時，肯定要選用較為先進成熟的技術對其管理。為加強對計算機網絡信息的管理，通過運用先進成熟的技術對其進行勘測，能采集到網絡在運行過程中的一些有效參數，同時發(fā)覺其中是否存在問題，發(fā)覺問題則進行相應的解決。另外，計算機的發(fā)展雖然快速且技術先進，但短暫達不到完全自動化的地步，所以在管理方面還是要投入肯定的人力，對計算機網絡進行定期的維護與檢測，保證各個設備及各環(huán)節(jié)都處于正常運行的狀態(tài)，所以對計算機網絡進行合理的管理，是對網絡的牢靠性的有力保證。網絡結構設計因素影響。多層網絡結構主要有接入層、匯聚層和核心層，各個層次之間即獨立又相互聯系，接入層限制用戶的流量，匯聚層在另外兩層之間起著連接作用，核心層是滿意用戶的高速數據傳輸。一旦層次過多，對網絡牢靠性穩(wěn)定性將造成重大影響，并且會提高網絡延遲。通過運用標準的三層網絡結構體系，對提升計算機網絡的牢靠性有著重要的提升作用。網絡新技術因素的影響。有些新應用技術在尚沒有大規(guī)模投入應用時還存在著特別多的不確定因素，而這些不確定因素將會為網絡建設帶來許多不行估量的損失，雖然新技術自身發(fā)展離不開實際工程應用，但是對于大型網絡工程來說，項目本身不能成為新技術的試驗田，在網絡建設中我們不能一味的去追求新技術，而忽視對其他方面造成的影響，因此，盡量運用目前成熟、擁有較多案例的牢靠技術才是明智選擇。容錯冗余因素的影響。出于資金因素的影響，實際工程采納單一設備運行，極易造成設備單點故障，在計算機網絡投入應用前，規(guī)劃設計時應統籌考慮容錯設計及冗余設計，因為實際運行中，計算機網絡各網點呈彼此關聯態(tài)勢，是以網絡鏈路予以實現彼此間信息傳輸及接收，若計算機網絡容錯及冗余設計不合理，勢必在運行故障產生時，其余計算機設備必將難以正常運行，從而產生大面積信息無法接收與傳輸或者接收與傳輸不佳，對網絡牢靠性產生較大影響。提升網絡牢靠性方法增加品質與技術保障。一個牢靠的網絡系統，能夠保證長期的正常運轉，在極低的概率狀況下才出現故障。高牢靠性的設備和牢靠性技術（如冗余備份和虛擬化）是保證以上牢靠性的基礎。設備運行幾乎無故障，MTBF（MeanTimeBetweenFailure），即平均無故障時間，對于一個網絡系統來說，MTBF是指整個網絡各組件（鏈路、節(jié)點）不間斷無故障連續(xù)運行的平均時間。它是描述整個系統牢靠性的重要指標，所以必須要保證質量過硬的設備和優(yōu)化的配置。強化冗余設計。實施并行線路、增加設備形成備份，要求通過設置雙重或多重元素來滿意網絡的可用性需求，冗余降低了網絡的單點失效，其目標是重復設置網絡組件，以避開單個組件的失效而導致應用失效，這些組件可以是一臺服務器、核心路由器、交換機，可以是兩臺設備間的一條鏈路，可以是一個廣域網連接，也可以是電源、風扇和設備引擎等設備上的模塊。對于某些大型網絡來說，為了確保網絡信息平安，在獨立數據中心外還設置了冗余的容災備份中心，以保證數據備份或者在故障下的應用切換。為了保證這些服務設備和終端設備能夠穩(wěn)定、高效、平安運行，則必需在網絡規(guī)劃設計中實行多種架構相結合的方式，從而確保信息傳輸過程中削減或避開服務崩潰或者數據丟失等狀況出現，確保服務穩(wěn)定，終端暢通無阻。所以在設計中要考慮引進運用先進的管理閱歷和網絡協助軟件，增加對網絡中運行數據的監(jiān)測、整理、規(guī)劃，對時效性嚴格的數據，發(fā)覺問題，馬上處理，確保系統正確穩(wěn)定的運行。增加容錯設計。就是網絡系統允許出現故障，但不是允許出現錯誤，所以網絡的容錯性設計就是允許網絡出現故障，那就必須要有備用的網絡通道即時替換出現故障的通道。我們在規(guī)劃設計中線路方面通過雙線路或多線路方式，在設備方面通過雙機熱備，分為一主一備或者一主多備的方式解決。容錯性設計可通過斷開主線的設備或線路，備用的設備或線路是否即時啟用來檢測，那么主線與備線之間的跳轉，運用的方式也是多樣的，可以用路由器、三層交換機來實現，也可以用相同型號的設備通過各自供應商供應的模塊連接實現。網絡的容錯性設計首先要依據功能需求來設計模型，比如是區(qū)域性的，還是全覆蓋的，再通過設計模型與設計方案進行比較，同時要依據投入的經費等外部因素進行綜合分析，從而確定最終適合的設計方案。容錯設計要保證每一個容錯區(qū)出現故障，不會對其他區(qū)域造成影響，都能正常的持續(xù)牢靠運行。優(yōu)化架構設計。網絡結構通常分核心層、匯聚層和接入層。網絡層次越高其牢靠性要求也越高。在網絡的方案設計中，采納層次化的網絡設計結構，不同層次解決不同級別的牢靠性要求。為保證網絡牢靠性，牢靠性技術的實施并不是簡潔疊加和無限制的冗余。否則，一方面會增加網絡建設整體成本，另一方面還會增加管理維護的困難度，給網絡引入潛在的故障隱患。因此在進行規(guī)劃時，應當依據網絡結構、網絡類型和網絡層次，分析網絡業(yè)務模型，確定基礎網絡拓撲，明確對網絡牢靠性最佳的關鍵節(jié)點和鏈路，合理規(guī)劃和部署各種網絡高可用技術。強化管理，做好剛好維護。在系統發(fā)生故障后，能夠很快地定位問題并通過維護解除故障，這屬于事后維護；依據系統告警提前發(fā)覺問題（如CPU運用率過高，端口流量異樣等），通過更換設備或調整網絡結構來規(guī)避可能出現的故障，這屬于預防維護。可維護性須要管理人員來實施，體現了管理的水平，也反映了系統牢靠性的凹凸，所以對管理員提出了肯定的要求?？偠灾?，網絡規(guī)劃設計本身就是個系統工程，不管對于什么網絡，高性能、高牢靠性是必需考慮的，首要保證當前業(yè)務須要，同時還要考慮對將來的擴展。網絡系統牢靠性就像自然界的生態(tài)平衡，維系著系統的正常運轉，一旦平衡被打破，須要系統具備自我復原的實