網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性優(yōu)化設(shè)計方案

網(wǎng)絡(luò)性能和牢靠性優(yōu)化設(shè)計方案當前整個社會已進入全面信息化時代，人們對網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)生一些不容忽視的問題，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)牢靠性就是其中一個主要的問題，網(wǎng)絡(luò)的快速應(yīng)用，一旦網(wǎng)絡(luò)中斷必將影響大量業(yè)務(wù)，甚至可能造成極其重大的社會影響和極大經(jīng)濟損失，因此，作為業(yè)務(wù)承載主體的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，其牢靠性日益成為倍受關(guān)注的焦點。在實際網(wǎng)絡(luò)中，總會避開不了出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障和服務(wù)中斷的狀況，因此，提高系統(tǒng)容錯實力、提高故障復原速度、降低故障對業(yè)務(wù)的影響，是提高系統(tǒng)牢靠性的有效途徑。本文將主要探討網(wǎng)絡(luò)牢靠性影響因素及提升網(wǎng)絡(luò)牢靠性的方法，并對網(wǎng)絡(luò)牢靠性方案做出了歸納總結(jié)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)牢靠性設(shè)計的核心思想則是，通過合理的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和牢靠性特性應(yīng)用，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備有效備份、自動檢測和快速復原機制，同時關(guān)注不同類型網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)成本。為了保證網(wǎng)絡(luò)的不間斷運行，特殊是核心出口網(wǎng)絡(luò)的高可用性，通常在部署較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)時，會實行鏈路級備份、設(shè)備級備份等方式。技術(shù)上通常運用多管理引擎?zhèn)浞?、浮動靜態(tài)路由、VRRP、HSRP、GLBP等。雖然這些技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)備份起到了肯定的作用，但是對于實時性要求較高的網(wǎng)絡(luò)還會存在一些問題，所以對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行科學優(yōu)化設(shè)計是網(wǎng)絡(luò)牢靠運行的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標就是使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠滿意用戶應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)各個方面的正常需求，以避開網(wǎng)絡(luò)建成后可能出現(xiàn)的各種問題，網(wǎng)絡(luò)的牢靠性和冗余設(shè)計在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必需重點加以考慮。不同的網(wǎng)絡(luò)，其牢靠性的設(shè)計目標是不同的，網(wǎng)絡(luò)解決方案的牢靠性須要依據(jù)實際需求進行設(shè)計，高牢靠性的網(wǎng)絡(luò)不但涉及到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、設(shè)備選型、協(xié)議選擇、業(yè)務(wù)規(guī)劃等技術(shù)層面的問題，還受用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)狀況、網(wǎng)絡(luò)投資預算、用戶管理水同等影響，因此在規(guī)劃牢靠性網(wǎng)絡(luò)時須要因地制宜，綜合考慮各方面的影響因素。網(wǎng)絡(luò)牢靠性影響因素網(wǎng)絡(luò)牢靠性是指設(shè)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(nèi)，網(wǎng)絡(luò)保持連通和完成通信要求的實力。它反映了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)支持網(wǎng)絡(luò)正常運行的實力，是計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計與運行的重要參數(shù)之一。從現(xiàn)實層面講，當前影響網(wǎng)絡(luò)牢靠性的內(nèi)外因素較多，且形式多樣，內(nèi)容不確定性漸漸增加，諸如電子元件老化，傳輸介質(zhì)及設(shè)備接口故障，軟硬件配置因素失當、網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(yīng)導致網(wǎng)絡(luò)牢靠性的下降。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及用戶終端的影響。要保證網(wǎng)絡(luò)牢靠穩(wěn)定運行，硬件設(shè)備的質(zhì)量在其中起著很重要的作用，硬件的質(zhì)量越好，網(wǎng)絡(luò)運行的連續(xù)性和牢靠性就會越高。尤其是網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(shè)備，也是計算機網(wǎng)絡(luò)牢靠與否的關(guān)鍵所在。在計算機網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)牢靠性也越高。傳輸交換設(shè)備對計算機網(wǎng)絡(luò)牢靠性的影響，在計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運行的實踐中，探討人員常常發(fā)覺：“布線系統(tǒng)所造成的計算機網(wǎng)絡(luò)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。”因此，應(yīng)采納標準的通信線路和布線系統(tǒng)。為了提高計算機網(wǎng)絡(luò)牢靠性以及滿意計算機網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的線路出現(xiàn)故障能保障剛好切換。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)牢靠性的影響。計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)屬于計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題，也是影響計算機網(wǎng)絡(luò)牢靠性的先天性因素。實踐表明：不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同規(guī)模層次的計算機網(wǎng)絡(luò)必需具有不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，否則計算機網(wǎng)絡(luò)牢靠性也就無從談起。網(wǎng)絡(luò)管理對網(wǎng)絡(luò)牢靠性的影響。計算機網(wǎng)絡(luò)通常是由多家廠商共同開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，規(guī)模大且結(jié)構(gòu)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(shù)對其管理。為加強對計算機網(wǎng)絡(luò)信息的管理，通過運用先進成熟的技術(shù)對其進行勘測，能采集到網(wǎng)絡(luò)在運行過程中的一些有效參數(shù)，同時發(fā)覺其中是否存在問題，發(fā)覺問題則進行相應(yīng)的解決。另外，計算機的發(fā)展雖然快速且技術(shù)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(wǎng)絡(luò)進行定期的維護與檢測，保證各個設(shè)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(wǎng)絡(luò)進行合理的管理，是對網(wǎng)絡(luò)的牢靠性的有力保證。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計因素影響。多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(lián)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(shù)據(jù)傳輸。一旦層次過多，對網(wǎng)絡(luò)牢靠性穩(wěn)定性將造成重大影響，并且會提高網(wǎng)絡(luò)延遲。通過運用標準的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，對提升計算機網(wǎng)絡(luò)的牢靠性有著重要的提升作用。網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)因素的影響。有些新應(yīng)用技術(shù)在尚沒有大規(guī)模投入應(yīng)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(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來許多不行估量的損失，雖然新技術(shù)自身發(fā)展離不開實際工程應(yīng)用，但是對于大型網(wǎng)絡(luò)工程來說，項目本身不能成為新技術(shù)的試驗田，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中我們不能一味的去追求新技術(shù)，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(shù)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(shè)備運行，極易造成設(shè)備單點故障，在計算機網(wǎng)絡(luò)投入應(yīng)用前，規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)統(tǒng)籌考慮容錯設(shè)計及冗余設(shè)計，因為實際運行中，計算機網(wǎng)絡(luò)各網(wǎng)點呈彼此關(guān)聯(lián)態(tài)勢，是以網(wǎng)絡(luò)鏈路予以實現(xiàn)彼此間信息傳輸及接收，若計算機網(wǎng)絡(luò)容錯及冗余設(shè)計不合理，勢必在運行故障產(chǎn)生時，其余計算機設(shè)備必將難以正常運行，從而產(chǎn)生大面積信息無法接收與傳輸或者接收與傳輸不佳，對網(wǎng)絡(luò)牢靠性產(chǎn)生較大影響。提升網(wǎng)絡(luò)牢靠性方法增加品質(zhì)與技術(shù)保障。一個牢靠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠保證長期的正常運轉(zhuǎn)，在極低的概率狀況下才出現(xiàn)故障。高牢靠性的設(shè)備和牢靠性技術(shù)（如冗余備份和虛擬化）是保證以上牢靠性的基礎(chǔ)。設(shè)備運行幾乎無故障，MTBF（MeanTimeBetweenFailure），即平均無故障時間，對于一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來說，MTBF是指整個網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)牢靠性的重要指標，所以必須要保證質(zhì)量過硬的設(shè)備和優(yōu)化的配置。強化冗余設(shè)計。實施并行線路、增加設(shè)備形成備份，要求通過設(shè)置雙重或多重元素來滿意網(wǎng)絡(luò)的可用性需求，冗余降低了網(wǎng)絡(luò)的單點失效，其目標是重復設(shè)置網(wǎng)絡(luò)組件，以避開單個組件的失效而導致應(yīng)用失效，這些組件可以是一臺服務(wù)器、核心路由器、交換機，可以是兩臺設(shè)備間的一條鏈路，可以是一個廣域網(wǎng)連接，也可以是電源、風扇和設(shè)備引擎等設(shè)備上的模塊。對于某些大型網(wǎng)絡(luò)來說，為了確保網(wǎng)絡(luò)信息平安，在獨立數(shù)據(jù)中心外還設(shè)置了冗余的容災(zāi)備份中心，以保證數(shù)據(jù)備份或者在故障下的應(yīng)用切換。為了保證這些服務(wù)設(shè)備和終端設(shè)備能夠穩(wěn)定、高效、平安運行，則必需在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計中實行多種架構(gòu)相結(jié)合的方式，從而確保信息傳輸過程中削減或避開服務(wù)崩潰或者數(shù)據(jù)丟失等狀況出現(xiàn)，確保服務(wù)穩(wěn)定，終端暢通無阻。所以在設(shè)計中要考慮引進運用先進的管理閱歷和網(wǎng)絡(luò)協(xié)助軟件，增加對網(wǎng)絡(luò)中運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測、整理、規(guī)劃，對時效性嚴格的數(shù)據(jù)，發(fā)覺問題，馬上處理，確保系統(tǒng)正確穩(wěn)定的運行。增加容錯設(shè)計。就是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)允許出現(xiàn)故障，但不是允許出現(xiàn)錯誤，所以網(wǎng)絡(luò)的容錯性設(shè)計就是允許網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，那就必須要有備用的網(wǎng)絡(luò)通道即時替換出現(xiàn)故障的通道。我們在規(guī)劃設(shè)計中線路方面通過雙線路或多線路方式，在設(shè)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(shè)計可通過斷開主線的設(shè)備或線路，備用的設(shè)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(zhuǎn)，運用的方式也是多樣的，可以用路由器、三層交換機來實現(xiàn)，也可以用相同型號的設(shè)備通過各自供應(yīng)商供應(yīng)的模塊連接實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)的容錯性設(shè)計首先要依據(jù)功能需求來設(shè)計模型，比如是區(qū)域性的，還是全覆蓋的，再通過設(shè)計模型與設(shè)計方案進行比較，同時要依據(jù)投入的經(jīng)費等外部因素進行綜合分析，從而確定最終適合的設(shè)計方案。容錯設(shè)計要保證每一個容錯區(qū)出現(xiàn)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(gòu)設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常分核心層、匯聚層和接入層。網(wǎng)絡(luò)層次越高其牢靠性要求也越高。在網(wǎng)絡(luò)的方案設(shè)計中，采納層次化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)構(gòu)，不同層次解決不同級別的牢靠性要求。為保證網(wǎng)絡(luò)牢靠性，牢靠性技術(shù)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(wǎng)絡(luò)建設(shè)整體成本，另一方面還會增加管理維護的困難度，給網(wǎng)絡(luò)引入潛在的故障隱患。因此在進行規(guī)劃時，應(yīng)當依據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)類型和網(wǎng)絡(luò)層次，分析網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模型，確定基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓撲，明確對網(wǎng)絡(luò)牢靠性最佳的關(guān)鍵節(jié)點和鏈路，合理規(guī)劃和部署各種網(wǎng)絡(luò)高可用技術(shù)。強化管理，做好剛好維護。在系統(tǒng)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(jù)系統(tǒng)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(shè)備或調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來規(guī)避可能出現(xiàn)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(xiàn)了管理的水平，也反映了系統(tǒng)牢靠性的凹凸，所以對管理員提出了肯定的要求?？偠灾W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計本身就是個系統(tǒng)工程，不管對于什么網(wǎng)絡(luò)，高性能、高牢靠性是必需考慮的，首要保證當前業(yè)務(wù)須要，同時還要考慮對將來的擴展。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)牢靠性就像自然界的生態(tài)平衡，維系著系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，一旦平衡被打破，須要系統(tǒng)具備自我復原的實