計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究

1、第3期(總第160期2010年6月機(jī)械工程與自動(dòng)化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &AU TOM A T I ON N o 13Jun 1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究苗亮(中北大學(xué),山西太原030051摘要:由于通信技術(shù)、光纖技術(shù)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得網(wǎng)絡(luò)的功能日益增強(qiáng),推動(dòng)著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性問題的研究不斷向縱深方向發(fā)展。隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的加速,不僅計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的用戶在增加,而且計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接區(qū)域和連接規(guī)模也在急劇擴(kuò)展。可靠性這個(gè)對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來說至關(guān)重要的問題,更需要我們對其進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析。關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);可靠性;研究中圖分類號:

2、T P 393101文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A收稿日期:2009209224;修回日期:2010202227作者簡介:苗亮(19822,男,山西太原人,助理工程師,在讀碩士研究生。0引言在信息時(shí)代,網(wǎng)絡(luò)的生命在于其安全性和可靠性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最重要的方面是它向用戶所提供的信息服務(wù)及其所擁有的信息資源,網(wǎng)絡(luò)連接在給用戶帶來方便的同時(shí),也給網(wǎng)絡(luò)入侵者帶來了方便。因此,未來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有很高的安全性和可靠性,可以抵御高智商的網(wǎng)絡(luò)入侵者,使用戶更加可靠、更加方便地?fù)碛写罅扛魇礁鳂拥膫€(gè)性化客戶服務(wù)1。1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定功能的能力。通常,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可

3、靠性可表示為R (G , ,。其中,G =G (V ,E ,是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)圖,V 為各交換節(jié)點(diǎn)的集合,E 為交換節(jié)點(diǎn)間通信鏈路的集合,為了分析問題的方便,通常設(shè)定G 是簡單圖,且 V =n , E =m ; 為當(dāng)V 0,1時(shí),通信節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的概率或節(jié)點(diǎn)不可靠度;為當(dāng)E 0,1時(shí),通信鏈路出現(xiàn)故障的概率或鏈路不可靠度。設(shè) (=1,(=p ,且部件的故障是相互獨(dú)立的,則網(wǎng)絡(luò)的可靠度定義為:R (G , ,=1-mi =0mip i (1-p m -i。(1其中:m 為圖G 邊割集的個(gè)數(shù)。式(1的定義從不同的角度刻畫了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠度,考慮了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即其連通性、可達(dá)性。2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可

4、靠性的設(shè)計(jì)原則和指標(biāo)2在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,科研人員總結(jié)了不少具體的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和原則,對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)起到了較好的規(guī)范和指導(dǎo)作用。在構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則:遵循國際標(biāo)準(zhǔn),采用開放式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),支持異構(gòu)系統(tǒng)和異種設(shè)備的有效互連,具有較強(qiáng)的擴(kuò)展與升級能力;先進(jìn)性與成熟性、實(shí)用性、通用性相結(jié)合,選擇先進(jìn)而成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),選擇實(shí)用和通用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要具有較強(qiáng)的互聯(lián)能力,能夠支持多種通信協(xié)議;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性要高,具有較強(qiáng)的冗余能力和容錯(cuò)能力,為加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全,系統(tǒng)應(yīng)選擇具有較強(qiáng)冗余容錯(cuò)能力的服務(wù)器及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可管理性強(qiáng),

5、應(yīng)選擇先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件和支持SNM P 及C M IP 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。一個(gè)合理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)其可靠性至少包括以下幾個(gè)具體的指標(biāo):用戶對全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的投訴率;用戶對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用的滿意度;用戶操作失誤造成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障率;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的故障率;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸、交換設(shè)備的可靠度;用戶終端的可靠度。3增強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性方法的探討從理論上講,提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)部件的可靠性與附加相應(yīng)的冗余部件是改善計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的兩條主要途徑。在滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)預(yù)期功能的前提下,采用冗余技術(shù)(增大備用鏈路條數(shù)一方面可以提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)局域片斷的可靠性;另一方面也提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。由于每條計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

6、鏈路均有可靠性和成本,故計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中鏈路的數(shù)目越少,相應(yīng)地,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性就越高。(下轉(zhuǎn)第204頁 步容量為M 1=J 1× t =32121N m 。由文獻(xiàn)1可以得到多錐面同步器的摩擦扭矩的計(jì)算公式為:M =f ×F a ×R m ×N sin 。(2其中:f 為摩擦系數(shù);F a 為作用在滑套上的軸向力,N ;R m 為同步器摩擦副平均半徑,m ;為摩擦副錐面角度,(o ;N 為摩擦副個(gè)數(shù)。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檔降1檔和1檔升2檔所需要的雙錐面同步器的平均摩擦半

7、徑的最小值分別為R m 1=38122mm ,R m 2=31123mm 。由此可以看出,只要設(shè)計(jì)的同步器平均摩擦半徑的尺寸大于以上數(shù)值即可滿足最基本的換檔需要,即換檔力為500N ,換檔時(shí)間為1s 。由于該變速器中同步器的安裝空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該尺寸,所以選擇和設(shè)計(jì)平均摩擦半徑大于以上兩個(gè)數(shù)值的同步器將有利于減小換檔力和縮短換檔時(shí)間,從而提高同步器的性能和換檔舒適性。在上述分析的指導(dǎo)下,我公司已開發(fā)出相關(guān)同步器總成,并在該變速器上進(jìn)行了同步器壽命試驗(yàn)及換檔性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,基于以上理論的分析符合試驗(yàn)結(jié)果。作者還將以上方法程序化為同步器輔助設(shè)計(jì)軟件的一部分,利用CAD 技術(shù)更好地進(jìn)行同步器的設(shè)

8、計(jì)開發(fā)。3結(jié)束語本文詳細(xì)地闡述了在同步器設(shè)計(jì)和使用中常用到并且容易混淆的幾個(gè)關(guān)鍵概念,并給出了確切的定義。根據(jù)變速器的換檔規(guī)律,并結(jié)合幾個(gè)重要概念,給出了同步器概念設(shè)計(jì)時(shí)使用的基本方法。在概念設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)下,開發(fā)了同步器總成,并取得了較好的試驗(yàn)效果。參考文獻(xiàn):1劉惟信.汽車設(shè)計(jì)M .北京:清華大學(xué)出版社,2001.2黃旦中.轎車變速器同步器設(shè)計(jì)和研究D .上海:同濟(jì)大學(xué),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頁優(yōu)化設(shè)計(jì)方法主要考慮在各種實(shí)際條件下設(shè)計(jì)出符合工程要求的最優(yōu)方案,常采用試湊方法和分層處理方法3。(1試湊方法:是研究出各種滿足網(wǎng)絡(luò)可靠性要求的方案并比較其費(fèi)用,常常是在幾個(gè)設(shè)計(jì)方案中挑選出較好的方案并對其進(jìn)行逐步求精和優(yōu)化,采用費(fèi)用最省的方案。當(dāng)然,有時(shí)候在費(fèi)用充足的情況下,可以設(shè)計(jì)一定的冗余,既可以增強(qiáng)和提高網(wǎng)絡(luò)

11、的可靠性,同時(shí)也為以后的擴(kuò)容和升級奠定基礎(chǔ),這也是可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中值得重視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。(2分層處理方法:由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多層次的系統(tǒng),對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)整體的可靠性要求最終反映在對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)不同層次的要求上。分層處理方法最為完整的方案是由美國國防部提出的,方案將網(wǎng)絡(luò)分成服務(wù)層、邏輯層、系統(tǒng)層和物理層,對每層分別定義了可靠性測度指標(biāo),規(guī)定提高可靠性的相關(guān)技術(shù)和保障措施。即便如此,如何分層以及如何協(xié)調(diào)各個(gè)層次的可靠性測度指標(biāo)以達(dá)到最佳效果仍然是有待深入研究的課題。4結(jié)論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性從解決實(shí)際問題的角度來講有研究的必要性,從理論的角度來看也有許多深入的問題需要進(jìn)一步探討。目前隨著計(jì)算機(jī)

12、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的普及應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)科中一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化對策還需進(jìn)一步的完善、充實(shí)和改進(jìn)。參考文獻(xiàn):1滕云微.網(wǎng)絡(luò)可靠性分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J .計(jì)算機(jī)信息,2008,24(6:1292131.2李.基于智能計(jì)算的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性分析研究J .計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2006,16(8:77279.3沈立強(qiáng),吳海燕.校園數(shù)據(jù)中心高可靠性網(wǎng)絡(luò)的研究與實(shí)現(xiàn)J .實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,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