摘 要：计算机技术的不断发展和应用，使得各行各业的生产效率得到了大幅度的提高，大大提高了人们的生活质量。与此同时，计算机网络的安全性和可靠性越来越受到人们的重视。本文重点分析了影响计算机网络可靠性的因素，对计算机网络层次可靠性进行了分析，进而阐述了提高计算机网络可靠性的优化设计方案。
关键词：计算机网络；可靠性；层次分法
中图分类号：TP393.08
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联网技术的不断发展，在生产和生活领域发挥着积极的意义，人们对于计算机网络的应用程度越来越高，使得计算机网络的可靠性研究更加丰富和完善，形成了健全的理论体系。计算机网络的可靠性是保证计算机网络通信安全和网络连接顺畅的技术方法，影响网络可靠性的因素有很多，包括硬件、软件、操作技术、环境等，这些因素很容易造成网络传输故障。因此，必须加强计算机网络可靠性的技术手段，提高网络运行效率和运行安全。
1 计算机网络可靠性的影响因素
实际运行过程中，计算机网络的可靠性会受到各种因素的影响，主要包括以下几个方面：
1.1 计算机网络设备。客户终端是影响计算机网络可靠性的重要因素，因此，必须加强对网络终端的日常维护工作，提高设备之间的连接交互能力，这样能够很大程度上提高网络运输效率，对计算机网络可靠性具有良好的保障作用。另外，对于传输设备的选择也是影响计算机网络可靠性的重要因素，必须根据相关的传输设备要求和网络运行安全要求，对传输设备的性能和质量进行严格选择，提高计算机网络可靠性。
1.2 计算机网络管理设备。计算机设备市场发展壮大，各类产品质量参差不齐，设备质量和性能较差的产品，很容易造成传输信息丢失、降低数据的安全性、提高设备故障发生的机率，从而影响计算机网络的可靠性。因此，必须加强对管理设备性能和质量的把关，应用先进的管理技术，加强对网络环境的管理，对网络故障做到及时发现、及时排查、及时处理，保证网络运行质量。同时，提高对计算机软件的质量要求；加强对设备接口的质量要求，必须严格按照相关的安装标准，选择高质量的接口，提高计算机网络可靠性。另外，应加强计算机技术人才队伍建设，加强人才的培养，提高管理人员的整体技术水平和综合素质。
1.3 计算机网络拓扑结构。计算机网络拓扑结构是影响计算机网络可靠性的重要因素之一。计算机网络拓扑结构类型丰富，每一种结构类型都有着不同的运行特点，常见的结构类型包括总线型、星型、环型等。总线型结构较为简单，根据其结构特点，常常被应用在点对点的网络传输中。但由于其线路结构较为单一，在多台计算机同时进行信息数据传输时，很容易出现信息传输效率低，甚至是发送失败的现象，在使用上存在一定的局限性，给用户带来了不便和损失。星型结构的特点是通过连接多个中心节点，实现网络数据传输。但弊端是，如果中心节点出现问题，就会导致整个网络瘫痪，从而影响网络的可靠性。因此，在选择计算机网络拓扑结构时，必须充分考虑多种因素，结合用户的实际需求，进行科学合理的设计。
2 层次化分析模型的可靠性指标
影响计算机网络可靠性指标因素有很多，主要包括传输速度、响应时间等，总结起来可以分为：（1）物理指标。物理指标是指影响计算机物理性能正常运行的因素，主要有计算机设备各个接口的安全性、计算机操作的规范性、设备连接线路的安全性等问题；（2）链路指标。数据链路层主要是实现计算机网络结构中各个节点的传输效率，误码率可以直接反应数据链路层的可靠性；（3）网络层指标。通过拓扑结构的科学性来反应网络层性能指标的可靠度，一般影响网络层性能的因素包括连通度、脆弱度、膨胀系数等；（4）传输级指标。传输性能是网络性能中最重要的部分，影响着网络数据传输的实现，其中吞吐量和传输延迟是影响传输性能的主要因素。
3 计算机网络层次可靠性分析
3.1 物理层可靠性分析。物理层可靠性的分析是在通信设备和介质已经确定的前提条件下进行的，以计算机网络物理层在固定时间内保持完好的概率作为可靠性的评价标准。具体的分析过程如下，先设F为“物理层设备完好”的函数，通信设备及介质为Ω={G，φ，φ}此时计算机网络物理层的可靠度在某一时刻的t不发生故障的概率来表示，设R（t）为计算机网络通信设备的故障密度函数，此时公式为： 。
3.2 数据链路层的可靠性分析。数据链路层的可靠性主要是通过相邻节点的连接来实现数据传输，其中，传输的有效数据的位数是影响数据链路层可靠性分析的重要条件。我们在计算时，可先设F为“数据链路层正确传输有效数据位数”的函数，其预先设定的条件用Ω={U，φ，φ，}表示。设计算机网络数据链路层当中比特出错是相互独立的，用Pb代表数据链路层的误码率，If代表数据帧长，Id代表数据链路层有效数据位数，则其可靠性可用公式来表示： 。为了提高数据链路层中数据传输的准确性和稳定性，可以在数据链路层实现数据重复发送。此时公式可表示为： 。
3.3 网络层可靠性分析。网络层可靠性分析是在各个不同节点在相互独立的情况下，其中网络节点相互连接的有效率。可设Ω={G，S，T，φ，φ}，设F是“规定时间内计算机网络中的节点连通”的函数。此时计算机网络的网络层可靠性测度可表示为： 。
3.4 传输层可靠性分析。传输层可靠性一般可以用R（Ω，t，F）表示，F=代表是的数据“s到t的流量≥d”，在这一公式当中d是一个常数，此时可设ζ（f）为时数据开始的节点s到目的节点t的数据流量最大，则其可靠性可以用公式表示为： 。
4 计算机网络可靠性优化设计
4.1 计算机网络的容错性设计。计算机网络容错性的设计方法是通过科学合理的进行计算机的并行设计和冗余计算，实现计算机连接方式的多元化，提高计算机的容错能力。同时，通过多条线路和多个路由器的设置，实现网络传输的安全性和稳定性，即使出现任意线路的故障，也不会导致整个网络瘫痪，影响其他用户的使用，降低维护成本，提高了计算机网络可靠性。
4.2 计算机网络的双网络结构设计方式。双网络结构的设计，有利于提高网络连接的稳定性，实现双网络同时进行数据信息传输，并且，在一个网络结构瘫痪时，可以启动另外一条网络结构及时工作，大大提高了网络的安全性和可靠性，实现了用户对计算机网络的安全需求和稳定需求。双网络结构是通过在现有网络结构的基础上，增加另一套网络结构，将用户终端的节点再次连接各个中心节点，增添了一个备份网络结构。
4.3 计算机网络体系的设计方式。计算机网络技术的快速发展，各种网络模式不断出现，而网络体系结构和网络层次的选择，必须根据网络模式的分布特点进行科学设计。分布式网络模式的出现，实现了网络模块的分层设计，使得计算机网络的设计设计更加人性化、科学化，实现了网络故障及时发现、及时排除，提高了计算机网络运行的可靠性和稳定性。
5 结束语
计算机网络技术的应用范围不断扩大，人们对于计算机网络的依赖性越来越强，其安全性和可靠性问题日益突出。在实际的应用过程中，需要加强对计算机硬件和软件的全面管理，优化网络系统结构，实现问题及时发现、及时解决，提高计算机网络的可靠性。
参考文献：
[1]张晓杰，姜同敏，王晓峰.浅谈计算机网络可靠性优化设计[J].计算机工程与设计，2010（05）.
[2]韩立杰.计算机网络可靠性研究[J].中国校外教育（理论），2010（05）.
作者单位：吉林建筑大学 计算机科学与工程学院，长春 130033
