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第1篇：層次化網絡設計范文

Abstract: The hospital information system is essential technological back-up environment and infrastructure of modernized hospital，there is an application of computer network technology in hospital management． And the local computer network is the whole framework of system，loading all applications. Therefore the LAN platform is the foundation of a hospital information system． So it is considered that the network structure must have an advanced，extendable，stable，high available and secure architecture． This article，combining with the actual of hospital, discussed such different fields as its hierarchical design，network topology，redundant design，network movement environment，etc． while setting up the hospital network platform.

關鍵詞： 醫院局域網平臺；層次化設計；冗余設計

Key words: hospital LAN platform；hierarchical design；redundant design

中圖分類號：TP393.1 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）02-0178-03

0引言

隨著網絡信息技術的迅猛發展和日益普及，它已經逐步進入社會各個領域。現代化醫院需要建成一個能夠承載生命信息的網絡平臺。因為對醫院而言，每一條醫患信息都可能關系到患者的生命。醫療信息系統已經成為現代化醫院的基本構成單元，而內部局域網作為醫院運營的生命線之一，一旦中斷，醫院就有可能導致災難性的后果。然而由于許多醫院的網絡在建設之初大多都沒有預料將來網絡的發展壯大程度，因此存在著先天的不足。如網絡結構不合理，網點增加受限制；網絡的可靠性差，網絡設備的冗余設計不到位等，輕則容易造成網絡瓶頸，重則甚至有可能導致信息系統大范圍癱瘓。面對著如此龐大的網絡沖擊，如何利用網絡技術提高我們醫療衛生行業的管理水平和服務質量，是非?，F實的問題。

下面根據醫院普遍存在的共性，探討組建醫院計算機內部網絡的具體方案

1醫院網絡建設的需求及設計原則

醫院信息化建設的目標是以病人為中心，在原有的基礎上優化業務流程，保證醫療秩序，提高工作效率，在全院范圍內的充分實現網絡化管理。為醫院的臨床、教學、科研等提供及時、準確、完整的醫療信息，把以人為本的現代醫學管理思想與計算機信息技術完美結合，為此醫院網絡建設要能滿足不同層次應用的需要。

1.1 要滿足群眾反響最大的看病等待時間長和之后的付款取藥時間長的問題，這就要求網絡能夠迅速訪問以提供更好的醫療服務。保證大門診量的正常訪問。對內提高醫院內部的效率，提高診療的成功率。

1.2 滿足醫院數據的安全性和可擴展性存儲。其中包括對一些重要信息的保護，防止黑客和非法用戶的闖入，以及HIS系統和PACS系統和LIS系統的海量數據的存儲和傳輸。

1.3 要能滿足醫院對于整個網絡穩定性的需求，尤其是關鍵節點的單個設備損壞或網絡線路的單點失效不至于影響到整個大網的順利運行，為方便有效地保護、管理和控制網絡的各種資源，提供了良好的運行容錯平臺。

根據以上分析，為了實現醫療系統的信息化，必須建設一個快速可靠的醫療網絡系統，以適應未來醫院信息技術發展的需要，并能確保該系統在幾年內保持一定的先進性。該醫療網絡系統的建設將服務于關乎人命的現場醫療過程。所以醫療網絡系統必須滿足以下原則：①先進性，要高水平、高起點，采用先進成熟的網絡概念、技術、方法與設備，既反映當今先進水平，又留有未來發展余地。②可擴充性，醫院信息是比較復雜、全面的一個系統工程，各科室業務數據有很多交叉。并且系統是一個逐步發展的應用環境，在系統結構、產品系列、系統容量與處理能力等方面必須具有升級換代的可能。這種擴充不僅能充分保護原有投資，而且具有較高的性能價格比。③安全性，由于醫療機構存儲了大量的關鍵性的數據，或需要保密的數據。一旦該信息被不法分子竊取，將會給醫院帶來重大的損失。因此醫院要確保自身的網絡安全，防止黑客和非法用戶的闖入。④可靠性，醫院的工作性質是工作時間長，數據量大，要求工作時的連貫性強。一旦網絡癱瘓，會給醫務人員和患者帶來許多麻煩，因此，網絡可靠性是網絡正常運行的重要保證。

2網絡的總體規劃

2.1 網絡的建設目標醫院網絡主要分為內網和外網兩種。內網主要是實現信息共享，使信息存儲、處理、傳輸能力得到大幅度提高，確保系統能夠以更快的速度和質量為HIS、PACS、LIS等管理服務。外網主要通過路由實現對Internet的高效接入，以及與某些醫院的專線互聯、實現資源共享,便于員工進行資料查詢和檢索。醫院計算機網絡是典型的局域網，目的就是在內部實現各部門高效地對服務器進行訪問，實現文件與資料共享，完成智能化辦公系統的建設。因此在這里對外網不再敖述。

2.2 網絡的技術要求整個網絡要保證客戶端訪問服務器的實時響應，不允許出現網絡瓶頸，需要構建一個高速可靠的和開放的千兆主干醫院網絡,百兆交換到桌面,保證網絡24小時不間斷運行。網絡的整體架構應采用層次化設計，各關鍵節點堅持冗余設計原則，網絡核心設備需支持多生成樹協議以及虛擬路由協議VRRP，提供完善的雙核心保障技術，從而確保網絡的穩定性和擴展性。網絡需支持三層交換，vlan虛擬局域網，同時支持SNMP等網絡管理協議，為網絡管理軟件提供有效地技術支持。

2.3 網絡類型的選擇目前，可用于局域網（LAN）的技術有Ethernet（以太網）、FastEthernet（快速以太網）、Gigabit Ethernet（千兆位以太網）、Token-Ring（令牌環網）、FDDI（光纖分布式數據接口）和ATM（異步傳輸模式）。從網絡應用、維護、安全和擴展方面而言，Fast Ethernet和ATM在實際應用中得到了廣泛的采用。ATM是一種快速分組交換技術，它在WAN（廣域網）上體現的強大功能和在LAN上的成功應用，均以事實說明了它的技術的先進性。在ATM 中，不同速率的各種數據，如語音、圖像、視頻都被分成標準的信元，以光纖作為傳輸通道，避免了以太網中的“廣播風暴”，提升了網絡的整體性能。但是ATM不兼容以往的以太網投資，其管理和操作有異于傳統的以太網平臺，故不適用于以太網的升級改造。同時，Gigabit Ethernet（千兆位以太網）技術已成為大型FastEthernet（快速以太網）的升級目標。雖然Gigabit Ethernett（千兆位以太網）因采用CSMA/CD的介質訪問控制方式而廣泛地存在著“廣播風暴”的問題，但可以用更好的傳輸介質和交換設備予以克服，其突出的優點是兼容先前的設備投資，使醫院的網絡升級和應用更易進行，網絡的可管理性和擴展性也很好。

3網絡拓撲結構方案設計

網絡拓撲結構的選擇直接關系到醫院網絡未來的穩定與發展。為確保網絡具有前瞻性，醫院局域網應采用層次化結構設計，以適應未來網絡的升級和拓撲結構的變化，為整個醫院信息系統提供穩定的運行環境以及靈活的擴展空間。

在醫院網絡架構設計中引入層次化的網絡設計理念，將醫院基礎網絡系統層次性劃分為多個邏輯服務單元。其目的在于：把一個復雜的網絡結構分成一個個互連的網絡元素，從而使網絡節點和流量變得更容易管理。層次化的設計同時也使得網絡的擴展更容易處理，新的子網模塊和新的網絡技術能被更容易的集成進整個系統中。

采用層次化網絡設計模型進行設計工作，具有如下的優點：①使用層次化模型可以使網絡成本降到最低，通過在不同層次設計特定的網絡互連設備，可以避免為各層中不必要的特性而花費過多的資金。層次化模型可以在不同層次進行更精細的容量規劃，從而減少貸款浪費。②層次化設計模型在設計中，可以采用不同層次上的模塊化，模塊就是層次上的設備及連接集合，這使得每個設計元素簡化并易于理解，并且網絡層次間交界點也和容易識別，使得故障隔離得到提高，保證了網絡的穩定性。③層次化設計使得網絡的改變變得更加容易，當網絡中的一個網元需要改變時，改變的范圍限制在整個網絡中很小的一個子集中，對網絡的整體影響達到最小。

層次化模型中最為經典的是三層模型，該模型主要將網絡劃分為核心層，匯聚層和接入層，每一層都有著特定的作用，核心層提供不同區域或者下層的高速連接和最有效傳送路徑；匯聚層將網絡業務連接到接入層，并且實施與安全、流量負載和路由相關的策略；接入層為終端用戶訪問網絡提供接入。

3.1 核心層網絡設計核心層是網絡的高速交換骨干，最直接的任務就是連接醫院的服務器群，它承擔著全網最大最集中的業務數據流量．同時還需要與外部網絡建立連接．負責醫院網絡的整體互聯和控制。由于其重要性，需要在設計中采用冗余組建設計，所選交換機要求具有高帶寬，高性能和高可靠性，以滿足大型醫院多方面的要求。從性能和節約成本等綜合考慮，應采用千兆多層交換機作為醫院網絡核心設備，推薦使用H3C的7500系列。此系列交換機支持包括802．1D、802．1W、802．1S在內的多種生成樹協議以及虛擬路由協議VRRP，可完全保證鏈路快速收斂和負載均衡，提高系統容錯能力，保證網絡的可靠穩定運行，實施全網安全容災技術。采用雙電源、雙主控、熱拔插等關鍵模塊配置。在設備正常時，兩主控單元之間實時同步，一旦主用的控制單元出現問題，備份的控制單元立刻激活．此時用戶不會受到任何影響，切換時間為毫秒級，充分保證了內網的高可靠性、高穩定性。

3.2 匯聚層網絡設計匯聚層是核心層和接入層的分界點，提供基于策略的連接，具有實施策略、安全、工作組接入、VLAN之間的路由等多種功能，它承接著所有數據流量的轉發，要求有高穩定性和高轉發速率。醫院門診大樓，住院大樓，以及主要醫技科室對應的匯聚層交換機均通過雙鏈路光纖接入到核心。所用交換機應該是一款適用于高速交換和路由的核心三層交換機，推薦使用H3C的5500系列，此交換機也支持生成樹協議以及虛擬路由協議VRRP，采用完全模塊化的設計，支持以太網／快速以太網、銅纜雙絞線／光纖等豐富端口選擇，提供多個擴展插槽，能夠滿足此類網絡的高端口密度需求。它支持模塊熱插拔的特性，能確保醫院匯聚層網絡的穩定運行。

3.3 接入層網絡設計接入層是向本地網段提供工作站的接入。在接入層中，將匯聚層光纖接至接入交換機光纖端口，通過網絡跳線將配線架網點與接入交換機端口相連，從而將客戶端接入網絡。推薦選用H3C3100交換機。該系列交換機支持ACL表的靜態設置以及MAC地址與端口的綁定，實現對MAC的地址過濾；支持SNMP協議，可通過網管軟件進行網絡管理；支持高性能的虛擬堆疊技術，具有彈性的按需擴展設計。它們通過百兆超五類雙絞線連接到桌面計算機，使得從網絡的邊緣到網絡的中心形成完整的高速傳輸鏈路。

在這個三層架構的網絡中。接入層設備主要進行PC主機、業務終端等設備的連接與控制，從源頭上保證用戶的合法身份和網絡流量的正常；匯聚層設備則主要對網絡中各個VLAN子網進行規劃和控制，使網絡中的流量更加合理，網絡的核心設備依靠其高性能和高穩定性為整個網絡創造一個理想平臺。

4關鍵設備的冗余設計

冗余設計是網絡設計的重要部分，是保證網絡整體可靠性能的重要手段，當前的醫院網，業務量的發展都超出了過去最樂觀的估計，即使按照當時最優配置建設的網絡，也會很到吃不消。尤其是各個網絡的核心部分，其數據流量和計算強度之大，使得單一設備根本無法承擔。

4.1 交換機及線路的冗余將醫院網絡結構進行層次化結構設計后，網絡的關鍵節點非常明晰，只要對這些關鍵節點實施冗余即可有效的加強整個醫院網絡的可靠性。網絡核心層和匯聚層均需要采用冗余雙機配置。在核心層上，采用兩臺高性能、大容量的多層交換機，核心交換機之間采用聚合鏈路（Port Trunking），該技術可使交換機之間實現物理鏈路冗余和負載均衡。當兩臺交換機之間的一條線路出現故障時，傳輸的數據會快速切換到另外一條線路上進行傳輸，以使網絡真正具備高容量、無阻塞、可靠的傳輸和優質的管理能力。在兩臺核心交換機上需外接一臺專用服務器子網交換機，通過雙路冗余與服務器組進行互聯。這樣可以分擔帶寬，減少核心交換機的端口占用，可為服務器組提供充足的端口密度。在匯聚層的每個區塊，也分別采用兩臺相同千兆以太網交換機，做到匯聚層的冗余。核心層和匯聚層之間采用多條光纖連接，接入層的各交換機通過雙鏈路連接到其匯聚層交換機上。萬一網絡中某條路徑或設備失效時，冗余鏈路或冗余設備可以通過另一條物理路徑實現冗余連接。為避免網絡中環路的產生，各層交換機均開啟生成樹協議（IEEE802.1d）。

4.2 服務器的冗余網絡服務器是醫院信息系統的核心，服務器在網絡中的位置直接影響網絡應用效果和網絡運行效率。服務器一般分為兩類：一類為全網提供信息服務、文件服務和通信服務，為醫院提供集中統一的數據庫服務。它由信息中心管理維護，服務對象為網絡全局，適宜放在醫院信息中心；另一類是醫院業務部門與網絡服務相結合，主要由部門管理維護。如放射影像PACS服務器和檢驗科LIS服務器，適宜放在部門子網中。服務器是網絡中信息數據流較集中的設備，這些數據的性質決定了其會有較大的被訪問量，這就對服務器提出了穩定和快速的要求。為此，采用雙機熱備技術，此技術能夠有效地滿足核心服務器高效、穩定的要求，而且對于其他技術來說，也是比較有經濟成效的技術。

5網絡運行環境的選擇

醫院計算機網絡是圍繞醫院信息系統組建的，信息系統的實現最終要落實到具體的網絡操作系統、數據庫系統、軟件的開發工具等操作和開發平臺。這些應用系統的選擇，主要應注意其穩定性、安全性、易操作性、易管理性和易升級性能力。

目前比較流行的信息系統體系結構是客戶機／服務器的結構模式?？蛻魴C／服務器網中至少有一臺專用服務器來進行管理、控制網絡的正常運行。所有工作站均可共享文件服務器中的軟、硬件資源。客戶機／服務器網運行穩定、信息管理安全、網絡用戶擴展方便、易于升級，易于對用戶使用權限進行分級設定。它的缺點是需專用文件服務器和相應的外部連接設備(如集線器)，建網成本高，管理上也較復雜。這是一種適用于醫院的構成方式，因為這種設計便于統一管理和共享數據庫；網絡的單個工作站故障不會影響到整個網絡。

目前常見的局域網操作系統主要有NetWare、Windows NT Server和Unix三種。Unix雖然在性能、可靠性方面占有優勢，但其只能兼容某些型號的專用芯片及服務器。NetWare操作系統的安全性很好，但市場占有率明顯不高，第三方軟件也相對缺乏。WindowsNT Server是一個功能非常強大的網絡操作系統，能安全、簡便地運行幾乎所有的大眾軟件，Windows NT還支持多處理器操作，給網絡提供了更高的可擴展性，為耗費內存較多的應用程序提供較多的內存。而且Windows NT Server在兼容性，價格因素，和市場占有率等方面均具有明顯優勢。綜合考慮將WindowsNT Server作為目前醫院網絡的操作系統是一種不二的選擇。

6網絡安全

對醫院信息系統來說，HIS、PACS的數據是至觀重要的，因此，對這些VLAN用戶的工作站均采用無光驅、無軟驅、禁用USB并安有硬盤還原卡，只能通過內網交換機訪問醫院信息系統的服務器。接入層可使用MAC地址綁定，以防止未經授權的用戶接入醫院網絡的子網、工作組等。通過安裝防病毒軟件和功能強大的網管軟件，有效實現醫院業務內部局域網的極強安全性。

7網絡的日常管理

做好醫院信息管理網絡的日常維護工作，應遵循經常性、及時性、持久性的原則。只有天天保養、維護，才能保障網絡系統處于最佳運行狀態；只有及時排除故障，才能保證正常的醫療秩序。包括定期清理設備灰塵，定期巡查網絡安全，如網絡硬件設備是否報警，科室是否使用USB接口，機房空調是否正常等等。定期組織對操作人員培訓學習，提高應用計算機水平。在對網絡設備的變更，計算機工作站維修，系統軟件的更新及數據庫有重大操作時，都應該養成做好維修記錄的習慣，這樣有利于以后的經驗總結。服務器是醫院信息網絡的核心，特別是晚上的值班時，一旦服務器出現不可預知的故障，若有維修日志，找到出現過該故障的類似情況，則能立即做出恢復，否則后果不堪設想。

為了使網絡管理更加靈活，建議使用一套優秀的網絡管理軟件。好的網管軟件能更有效地提高日常網絡管理的工作效率。如：H3C Quidview它通過提供設備管理圖、拓撲狀態圖、流量分析圖以及網絡節點監控，將網絡管理工作量降到最低，并可通過矢量圖的形式進行遠程查看。系統還可自動生成圖形化網絡拓撲結構圖，并且識別各種網絡和設備，一目了然地查看整個醫院網絡拓撲情況。當發生網絡故障的時候，系統還可以自動向網絡管理員發出報警信號。

8結束語

綜上所述，此方案對于醫院局域網的穩定性、擴展性、安全性和管理性進行了較全面的考慮，為醫院的日常工作提供了一個標準開放的網絡平臺，對于大多數醫院普遍存在的種類繁多、數量龐大的各種信息化業務能給予可靠的支持，使建成的網絡與醫院的需求相匹配，完全融合到醫院的業務活動中去。該網絡可作為醫院提高管理水平、優化工作流程、提高服務質量的重要手段，將使醫院在高速、穩定、安全的信息網絡環境下，走上可持續發展之路。

參考文獻：

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[4]張鑫，邵華民，唐龍凱．醫院網絡建設智能化管理的實踐[J]．醫療衛生裝備，2010，31（3）：98-99．

第2篇：層次化網絡設計范文

關鍵詞 NDC；IDC；互聯互通；云技術

中圖分類號 TP382 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）102-0212-01

1 NDC概述

NDC（Network　Data　Center）：網絡數據中心。相對于傳統IDC，NDC引入了廣域網絡平臺，并通過云計算、云存儲技術，整合帶寬、存儲、計算能力等分散資源，構建集約化的運營商級綜合內容服務平臺，大幅緩解公司互聯網出口成本壓力，短期內以低成本極大豐富網內內容資源，改善用戶服務質量，提高客戶滿意度，開辟新型網絡增值服務，促進公司互聯網業務的全面、可持續發展。

NDC是基于網絡，為集中式收集、存儲、處理和發送數據的設備提供運行維護的設施以及相關的服務體系。NDC提供的主要業務包括VPS，主機托管、資源出租、系統維護、管理服務，以及其他支撐、運行服務等。

NDC業務通過緩存內容方式分流出網流量，直接降低帶寬成本或延緩帶寬成本增長速度；提高公司主營業務的用戶體驗，改善服務質量，從而拉動主營業務；通過對部分重點業務的用戶體驗改善，提升品牌形象。

2 NDC系統邏輯架構

NDC涉及土建、電氣、消防、網絡、運營等多種系統。從邏輯功能上來劃分，NDC可分為物理層、網絡層、資源層、業務層、運維管理層5大邏輯功能模塊，具體如下：

2.1 物理層

物理層是指為NDC業務運營所提供的一系列基本配套設施，主要為供電系統、消防系統、安保監控系統、綜合布線系統、制冷系統以及內部裝修和防雷與接地等系統，機房選址也須慎重考慮。

2.2 網絡層

網絡層由路由器、交換機、防火墻，IDS等數據通信設備和安全設備組成。網絡層在整個NDC邏輯架構中屬于IT基礎架構，是開展NDC業務運營的基礎。

數據通信設備在整個NDC運營中起到承上啟下作用：一方面，它對外擔負著NDC與外界其它網絡系統互連互通的功能；另一方面，它對內承載著各種NDC業務系統。

安全設備部署在NDC各網絡層內，防范NDC遭受來自外部互聯網的攻擊、保障NDC內部網絡和業務的正常運行。

2.3 資源層

資源層是NDC業務運營的保障，資源層包括計算資源、存儲資源、IP資源、帶寬資源、機房空間資源等資源。資源層是NDC業務正常運營的基礎。NDC業務通過各種資源的合理搭配來為全網用戶提供服務。

2.4 業務層

業務層是NDC邏輯架構的核心要素，也是NDC業務價值的具體表現形式。它根據全網用戶的訪問需求，將各種資源進行合理的部署、有效的備份，保證業務運行穩定、高效。

2.5 運營管理層

運營管理層為NDC系統穩定運行、業務正常運營提供必要的各種支撐服務，主要包括網絡管理、資源管理、用戶管理、運營管理四個功能模塊。

3 NDC網絡設計原則

NDC部署可分為一級節點和二級節點，各NDC節點應具備豐富的互聯網帶寬資源、安全可靠的機房基礎設施及網絡設施、全方位的內部網絡管理機制。

3.1 可運營

NDC要實現運營自動化，從而達到降低維護成本、減少故障時長、縮短故障處理時長的目標。

3.2 可靠性

可靠性設計包括：網絡鏈路冗余、關鍵網絡設備冗余和重要網絡業務模塊冗余。

在NDC網絡系統設計中，關鍵網絡設備冗余指所有關鍵設備均采用電信級的全冗余設計，如冗余的控制模塊設計、冗余電源等。網絡鏈路冗余指采用冗余網絡設計，層次與層次之間采用全冗余連接。重要網絡業務模塊冗余指對重要業務模塊如防火墻、交換機、流量清洗設備等，采用負載均衡、雙機備份等多種冗余技術。

3.3 可擴展性

NDC網絡設計應遵循TCP/IP管理辦法層次化設計原則，采用多層次設計方式，具體可分為骨干網接入層、匯聚層、業務接入層。

每個層次應采用具有可擴展性的模塊化設計，可根據NDC業務未來的發展方向和實際需求，進行靈活的擴展。

每個層次所選用的網絡設備，應具有較高的端口密度，便于NDC擴容平滑過渡。

3.4 靈活性

NDC網絡在向全網用戶提供穩定服務的同時，可以靈活調整相關業務部署。

根據NDC業務的發展需要，NDC網絡也可靈活擴展。

3.5 可管理性

NDC網絡可提供多種管理信息，同時可提供完整的QoS保障功能。

3.6 安全性

NDC應有完整的安全策略監控體系，通過流量監控、IDS、防火墻、內容審計等多種手段實現全方位、多層次的監控、防護，保障數據傳輸的可靠、安全、高效和事件行為的可回溯性。

3.7 節能環保

NDC網絡設計中，應從機房供電、散熱、機房布局、設備選型等多個方面考慮降低能耗。

4 NDC網絡架構設計

NDC網絡架構設計采用層次化、模塊化的設計方式，整個網絡分成三層，分別為骨干網接入層、匯聚層、業務接入層。

4.1 骨干網接入層

骨干網接入層作為NDC和互聯網互聯互通的紐帶，上聯完成與CTTNET高速互聯，下聯負責與NDC匯聚層交換機互聯。

4.2 匯聚層

匯聚層是業務接入層交換機的匯聚點，并上聯到骨干網接入層核心路由器。安全設備如防火墻、負載均衡器、IDS、審計系統等宜布置在匯聚層，為NDC提供差異化服務和網絡安全保障。

4.3 業務接入層

業務接入層對NDC中的服務器提供網絡接入。

5 結束語

現今互聯網普及，網絡帶寬大幅提升，如何給用戶提供一個豐富的資源平臺已成為各大電信運營商亟待解決的問題。將用戶大部分流量需求留在網內，能有效提高網絡利用率、降低網絡成本，同時為用戶提供高速服務，提升用戶感知。NDC技術可以很好的解決這個問題，成為電信運營商的一大利器。

參考文獻

第3篇：層次化網絡設計范文

【關鍵詞】萬兆以太網　園區網

隨著大型裝配制造產業的發展，原有的設計、生產、管理方法已經被時代所淘汰，新型工業在研發、試制、生產的過程中越來越多的應用信息化技術，三維建模、立體仿真、工程制造管理等信息化手段促進了裝配制造業的快速發展，然而信息化技術的實現需要一種新的技術提供更快更新的網絡運行平臺[1]，因此就孕育出了以太網技術，經過多年來的發展千兆以太網已經普遍應用于校園網、企業網和公用數據網中，而更高速的萬兆以太網標準的制定已經完成，并且其制造廠商已生產出符合標準的設備，其符合當今網絡使用的基本設計準則，必將被廣泛應用。

一、萬兆以太網（10GE）標準技術要點

以太網技術是當今使用最廣泛的網絡技術，從經典的OSI網絡層次模型上看，以太網屬于第2層數據鏈路層協議，萬兆以太網(10GE)仍然屬于以太網，與前幾代（l0、100和1000Mbps）以太網性質相同，但萬兆以太網使用IEEE802.3以太網介質接入控制（MAC）協議、IEEE802.3以太網幀格式和IEEE802.3幀格式，不需要修改以太網介質接入控制（MAC）協議或分組格式。所以，能夠支持所有網絡的上層服務，包括在OSI七層模型的第二/三層或更高層次上運行的智能網絡服務，具有高可用性[2]、多協議標記交換和Web高速緩存等特點。

（一）萬兆以太網的物理層特點

由于萬兆以太網可作為LAN也可以作WAN使用，而在LAN和WAN中由于工作環境不同，對于各項指標的要求存在許多差異，主要表現在時鐘抖動、比特差錯率等要求不同，就此制定了兩種物理介質標準。這兩種物理層的共同點是:共用一個MAC層，僅支持全雙工，省略了CSMAPCD策略，采用光纖作為物理介質。特點1：支持802.3MAC全雙工工作方式，MAC時鐘可選擇工作在1G方式下和10G方式下，允許以太網復用設備同時攜帶10路1G信號。幀格式與以太網的幀格式一致，工作速率為10GbPs。萬兆域以太網技術可用最小的代價升級現有的局域網，并與10P、100P、1000MbPs兼容，使局域網的網絡范圍最大達到40km。特點2:由于局域以太網采用以太網幀格式,傳輸速率為10GbPs，而萬兆廣域以太網采用OC-192C幀格式在線路上傳輸,傳輸速率約為9.58GbPs,所以萬兆廣域以太網MAC層有速率匹配功能。

（二）接口方式

萬兆以太網作為新一代寬帶技術，在接口類型及應用上提供了更為多樣化的選擇。局域網PHY(局域網接口)、城域網PHY(城域網接口)及廣域網PHY(廣域網接口)可以適用于不同的解決方案。萬兆以太網在局域網、城域網、廣域網不同的應用上提供了多樣化的接口類型。在局域網方面，針對數據中心或服務器群組的需要，可以提供多模光纖長達300m的支持距離， 或針對大樓與大樓間園區網的需要提供單模光纖長達10km的支持距離。在城域網方面，可以提供1550nm波長單模光纖長達40km的支持距離。在廣域網方面，更可以提供廣域網，支持長達70～100km的連接。

二、萬兆網的應用

（一）拓撲結構層次化

萬兆網促進了網絡結構層次化的發展，為了實現一個可管理的、高可用性的、高性能網絡，會將萬兆帶寬的網絡作為主干帶寬，這樣就自然的將網絡分為核心層、分布層和接入層三個層次進行設計。在這種結構下，三個層次的網絡設備各司其職又相互協同工作，從而有效保證了整個網絡的高可靠性、高性能、高安全性和靈活的擴展性。其每一層的網絡設備功能描述如下：核心層：提供高速的三層交換骨干核心層不進行終端系統的連接；核心層少用或不實施影響高速交換性能的ACL等功能。分布層：作為接入層和核心層的分界層，分布層完成以下的功能：本功能區VLAN 間的路由；IP地址或路由區域的匯聚；接入層：提供2層或3層的網絡接入，通過VLAN定義實現接入終端的隔離。

（二）網絡帶寬設計

整體網絡采用層次化設計分為三層，即：核心層、分布層和接入層，核心交換機之間通過10G（萬兆）光纖冗余互聯形成高速萬兆核心層，各分布層交換機通過雙萬兆光纖冗余鏈路上聯至核心路由交換機，各個接入交換機通過雙千兆光纖冗余上聯至分布層交換機，使網絡具備高可用性、高安全性。如果網絡對帶寬要求很高，可以采用雙萬兆鏈路捆綁，甚至4個萬兆捆綁互聯，使網絡主干達到40G的寬帶水平，這樣即實現了高帶寬網絡有保證了物理線路的冗余備份。

（三）核心網絡區設計

如果要將萬兆網的優點發揮得淋漓盡致，就必須將網絡核心層的設計更加完善，核心層的主要作用是負責在各匯聚層設備之間的第三層數據交換和路由，需要有很高的處理交換能力和安全穩定性，因此需配置高性能路由交換機。另外，可以將多臺核心交換機采用虛擬交換技術，虛擬為一臺核心交換機，所有連接大大降低網絡的復雜性并且大大提高網絡的可靠性。核心交換機，每兩臺可互為熱備份，大大提高了核心交換區的整體可靠性；另外一個更大的好處是可以做到了充分的負載均衡[3]，從而大大提高了整體網絡的工作效率。

三、結論

論文簡要介紹了萬兆以太網技術的特點及萬兆網技術常見的應用形式，并且歸納了萬兆網技術的優點及由其帶動相關網絡技術，相信萬兆網技術的發展定會使網絡傳輸更加快捷，同時也將促進更為高端的網絡技術發展[2]。

參考文獻：

[1]王，王廷堯、萬兆以太網技術(一)10GE標準[J]、中國無線電電子學、2003，6

第4篇：層次化網絡設計范文

【關鍵詞】計算機網絡；可靠性；定義；措施

當今現代技術中，計算機網絡占主導地位，它是國家的基礎設施，也是實現優化和企業信息化的基本途徑。計算機網絡已經成為了人們日常生產生活中密不可分的一部分，深入到了人類社會的各個方面。而網絡可靠性是計算機網絡的基本要求。因此計算機網絡可靠與否的問題，是目前使用者共同關心的話題?？煽啃跃哂幸幠４?、異構程度高等兩大特點。本文就此從計算機網絡定義和可靠性定義兩方面，分析影響網絡可靠性的各種因素，提出具體的解決措施，從而提高計算機網絡的可靠性。

一、計算機網絡和可靠性的定義

（一）計算機網絡定義

計算機網絡最簡單定義是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。從目的角度看，以傳輸信息為基礎，由傳輸介質和通信設備組成。從用戶角度看，就是一個能為用戶提供自動管理的網絡系統，能夠通過整個網絡調取用戶所需資源。

從整體意義上來講，計算機網絡就是利用通信線路把不同地理區域的、具有獨立功能的計算機與專門的外部通信設備，按不同形式互聯成一個有強大功能的大規模化系統。從而使用戶能夠利用計算機，互相傳遞信息，共享資源。因此給用戶帶來方便快捷的服務，例如現在應用廣泛的網絡購物。總之，在當今社會中應用計算機網絡的意義非常重大。

（二）可靠性定義

計算機網絡的可靠性定義，其實就是計算機網絡在規定的條件和時間下，能夠滿足各項要求和保持網絡連通狀態的能力。通過網絡可靠性，計算機網絡的拓撲結構能夠在其中起著很大的作用。

隨著計算機信息技術的普及，使用計算機的用戶日益增多，涉及到了人們生產生活的方方面面，不僅是科研領域，就在日常生活中也有眾多用戶也依賴于計算機網絡。然而，網絡的生命在于可靠，可靠性是確保用戶使用過程中的信息資源、數據等安全的關鍵。因此，網絡一旦發生問題，隨之帶來的影響極大，因此要網絡的可靠性必然要求得到保證。

二、影響計算機網絡可靠性的因素

（一）網絡設備對網絡可靠性的影響

1.用戶使用的設備

在網絡系統中，用戶終端是直接面對應用客戶的，服務器端是使用網絡系統功能和承載信息的最重要部分，直接關系到計算機網絡的可靠性，而網絡可靠性是實現網絡功能安全和可靠的關鍵。只有保證了網絡系統的穩定以及網絡各功能的正常運行，才能提高計算機網絡的可靠性。然而，用戶終端的交互能力越高，其對于網絡可靠性的要求就越高。

2.傳輸交換設備

在網絡架設和布線過程中，應采用標準的布線系統和通信線路。網絡布線時，到最后采用雙線布置，以便應對故障時有備用的線路可以切換。用戶終端通過網絡集成器集中連入網絡，集成器可以將連入設備出現的錯誤與網絡分隔開，從而對計算機起到保護作用，這也就構成了網絡可靠性的第一道保護，所以網絡集成器為提高計算機網絡可靠性起著重要作用。同時，要實現網絡系統的正常運行，應保證網絡系統有一定的冗余和容錯能力。

（二）網絡拓撲結構

計算機網絡拓撲結構是影響網絡可靠性的首要因素，網絡拓撲結構一般分為環型、星型、總線型和混合型。一般大部分人都采用成本較低的總線型拓撲結構，結果造成系統癱瘓，其實它的可靠性相對而言比較差。所以對于不同的領域以及對網絡的不同要求，應選擇適當的網絡拓撲結構，選擇合理的網絡拓撲結構是網絡可靠性的前提。

（三）運用技術管理網絡的影響

計算機網絡的管理對提高網絡可靠性也尤為重要。如今，計算機網絡出自不同的廠商和開發網絡系統，雖然具有一定的綜合性，但結構性復雜，規模太龐大。所以對于網絡的管理，應采用先進的技術，來采集網絡運行中的部分參數信息。在管理軟件的選擇上，一定要保證軟件適合自身使用并符合使用需要，從而更好的管理網絡系統。其次，應配備正規的標準的網絡結構，進而使其功能能夠在最大程度上得到實現。在此基礎上，培養具有專業素質和網絡技術才能的管理人員，也是提高網絡正常運行中的充分發揮作用的條件。

三、提高計算機網絡可靠性的措施

計算機網絡容錯性設計的有效措施，迄今為止，還沒找到一種能夠完全消除網絡故障的技術，只有通過綜合多種容錯系統設計方法，來提高對計算機網絡可靠性。網絡容錯設計以“并行主干、雙網絡中心”為一般指導原則，從而實現網絡容錯性設計的合理性，主要依據以下幾點：

（一）強調網絡的容錯性設計

1.計算機網絡應該將并行的的網絡形式以及冗余技術的方法為中心，將兩個計算機網絡中心分別接入用戶終端和服務器，以此來避免意外狀況發生時。網絡中心能夠在兩個網絡中心中相互協調。

2.在廣域網范圍內，對計算機網絡設備中的數據鏈路、路由器、數據鏈路一律實行互聯的形式，從而能夠保證在意外情況發生時，其中任何一項設備出錯不會影響到其他設備的正常運行。

3.將新技術應用到網絡服務器中，如雙機熱備份、雙機鏡像、容錯儲存等技術。依靠先進技術來有效防范網絡故障，同時增強網絡的容錯性和可靠性。

4.在網絡設計中，采用具有熱插熱拔功能和模塊化結構的網絡設備，以便于在使用過程中如果某模塊發生故障后，能夠及時替換；提高網絡系統的連續工作時間，從而達到提高計算機網絡容錯能力的效果。

5.在網絡管理設計中，采用具有容錯功能的操作系統，利用特別設計、多處理器、“還原精靈”等功能，將網絡系統的故障得到很好的解決。

（二）雙網絡冗余設計

計算機網絡中的這一設計起到了后備的作用，冗余設計主要是彌補單一的計算機網絡，加一項備用網絡從而構成雙網絡結構，用來實現網絡的容錯功能。在計算機雙網絡結構當中，各個網絡點彼此相連，依靠網絡鏈路傳送信息。當其中一個網絡出現故障，那么另一個就可以發揮后備作用，這樣使數據得到了可靠的傳輸，確保了工作的順利進行，從而保證了計算機網絡自身的可靠性。

（三）計算機網絡層次和網絡體系的結構設計

在計算機網絡中，大多注重具體的有形能見的網絡設備進行維護和設計，往往忽略了那些無形的，不能看見的網絡設備，如網絡層次和網絡體系結構，其實，在網絡運行過程中，兩者同樣重要。只有合理地設計網絡層次和體系結構，才能使得有形可見的先進網絡設備功能得到充分發揮，顯著提升網絡的可靠性。針對網絡層次設計應該是模塊化的，這樣才能應對日后隨著網絡技術的迅速發展，不斷增加網絡節點的問題。而多層次網絡具有很大的確定性，易于查找和排除運行過程所出現的故障，從而方便了日常的維護工作。

（四）計算機網絡的整個體系結構設計

以提高計算機網絡的可靠性為前提，采用自頂向下的逐層選擇方法，將計算機網絡體系設計為網絡操作系統、網絡服務層、應用層、網絡物理硬件層四個層次。通過這樣的層次，完善計算機網絡體系。網絡操作系統層，代表著所有的網絡軟件，如：UNIX、NOS、windows、NT等；服務層主要是以網絡形式提高服務，如電子郵件服務；應用層主要是滿足網絡用戶需求，如辦公自動化系統、決策支持系統、教學、教研系統等；網絡物理硬件層是計算機網絡硬件的拓撲結構，包括通信協議、拓撲結構、服務器、互聯設備、介質訪問方法等。真正了解清楚計算機網絡體系各個層次，層層遞進，使其構成一個完整的網絡體系，從而進一步提升計算機網絡的可靠性。

四、結束語

在當今科技飛速發展的時代，人類對于計算機網絡技術的使用日益頻繁，網絡技術是現代化時代的產物，同時也是把企業轉換成為信息化的一種方式。目前，計算機網絡已經成為了各個領域中無法割裂的基礎性設備。基于計算機網絡對于人類的重要作用，網絡的可靠性，已經成為了目前對計算機網絡系統的基本要求。只有有了可靠的計算機網絡，才能使得我們的工作在順利進行的同時受到安全的保障。這就要求我們在實際的工作中，采取一系列的有效措施，避免在使用計算機網絡過程中遭受各種干擾，保證計算機在使用過程中的可靠性和安全性。

參考文獻：

[1]林思一.提高計算機網絡可靠性的有效策略[J].信息系統工程,2011(11):107-108.

[2]朱粵杭.關于提高計算機網絡可靠性的方法分析[J].科學時代,2012(3):188-189.

[3]李向明.淺析提高計算機網絡可靠性的方式[J].新課程學習(學術教育),2011(5):296.

第5篇：層次化網絡設計范文

關鍵詞 網絡工程;實習基地;教學模式;開放式教學

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)22-0117-02

為了加強培養網絡工程專業學生的工程實踐能力、工程意識、創新能力,我校計算機科學學院和網絡管理中心聯合成立了西南石油大學網絡工程實習基地(以下簡稱“實習基地”)。初步解決了網絡工程這樣實踐性很強的專業的學生學習理論知識較多,而實踐動手的機會相對較少的問題,并初見成效。

1 實踐教學的指導思想

實習基地面向的主要服務對象是學校計算機、電子、通信等涉及到網絡專業課程的學生,在網絡工程專業中進行初期試點。主要是提高學生在知識認知、實踐技能與管理和實際操作能力等,進而把他們培養成具有實際專業管理能力,并能夠直接進行網絡設計、安裝、調試的工程技術型人才[2]。其實踐教學的指導思想如下:

1) 提高在校大學生的創新能力、實踐能力和創業精神,符合國家教育部提出的高等教育要重視創新教育的要求[3]。

2)從單純傳授知識向培養學生具有發現問題的能力、獲取知識的能力、創新與創業的能力轉變,提倡自主式學習、合作式學習、探求式學習。

3)堅持該專業培養方向為目標,進行分層次、模塊式訓練,達到符合實際工程項目的訓練目的。

4) 模擬真實的工程項目環境, 讓學生面臨一個專業工程師的職業環境。

2 實踐教學體系的設置

2.1 基本技能訓練

通過系統分析網絡工程專業的內在聯系,合理安排訓練項目的設置與內容,以建設網絡基礎架構知識為出發點,為學生搭建一套滿足各種局域網交換和廣域網路由測試需求的基礎網絡平臺,使他們可以熟悉網絡基本協議,學習組網設計,模擬各類實際環境,排除網絡故障等,親身體驗所設計網絡的高速連通性、高可靠冗余等特性,完成從認識、熟悉到設計、排錯等多種培訓和實驗,熟練掌握網絡實用技術。面向學校計算機、電信、通信類學生,開設的訓練項目的主要內容如下:

1)網絡操作系統安裝和基礎操作

掌握對應用網絡服務器操作系統是網絡工程專業學生必須掌握的基礎技術和技能。開設這項實驗目的是讓學生們了解UNIX、Linux 等操作系統安裝前的準備工作,掌握安裝過程,熟悉其工作界面、基本操作和常用命令。我們采用了VMware軟件構建虛擬實驗環境,指導學生完成Solarris、Red Har Linux9操作系統的安裝,以及基本操作和基本命令的訓練。

2)網絡基礎應用的訓練

架設網絡基礎應用服務器是網絡工程專業今后在實際工作中需要掌握的基礎。針對專業課程對這些基礎網絡應用服務理論和技術作為講授的內容,并開設了架設DNS服務器、架設SAMP服務器、交換機操作技能訓練等實驗:

在此實驗中,學生們能掌握交換機ACL的QOS的配置;交換機STP的基礎配置;STP附加屬性的配置;生成樹模式的配置;網管服務器的安裝和配置;交換機遠程管理策略;交換機綜合組網設計。

2.2 項目設計與綜合訓練

作為創意設計與制作綜合訓練,主要面向具有一定專業知識并對工程實踐有興趣的高年級同學。在給定材料和一些基本元器件的情況下,學生可自主設計、自主加工制作零件或組裝成簡單的產品。學生通過本層次的訓練,充分發揮學生的自主創新能力,給學生的個性化發展、創新思維的訓練提供一個平臺。

2.2.1 網絡實驗的結構設計

我們在網絡實驗中開出了系統LINUX和UNIX的安裝和基礎操作、架設DNS服務、架設FTP服務器、架設WEB服務器。

2.2.2 安全實驗

實驗目的:讓學生了解防火墻是網絡安全的第一道防線,而與防火墻相配合的IPS/IDS、VPN等設備和技術,則能充分彌補防火墻只能在IP層抵御網絡攻擊的不足。如何防范非法用戶的接入,如何為不同部門、不同類型的應用、不同的人員提供不同的網絡訪問控制權限,成為內部網絡安全的關注點,涉及交換機VLAN技術、ACL技術、終端用戶認證等多種技術。

2.3 綜合素質訓練

本層次是面向工程素質、實踐能力學有余力、對科技創新有濃厚興趣的學生?？煞譃橐韵聨讉€方面:

1)畢業設計與科技創新大賽如機械創新設計大賽緊密結合,既避免了畢業設計的紙上談兵,增加了學生的科技創新能力,大大提高學生的綜合素質,又讓學生在知識結構、能力、素質、特長諸方面得到個性化的鍛煉。

網絡工程實習基地為學生生產實習和畢業設計提供了一個非常好的實踐平臺,至今為止,已為三屆畢業生提供實習場所,學生們在此掌握了網絡建設的初步設計,為畢業后就業打下了良好的基礎。并完成了畢業設計《遠程服務器進程管理》通信工程、《校園網絡服務平臺的設計與實現》電信工程、《網絡信息安全――反垃圾郵件網關研究》電子信息工程、《DNS服務器在多出口校園網中的應用》電子信息工程、《校園網FTP服務器的設計與實現》電子信息工程、《校園網防火墻的研究與設計》通信工程專業、《校園網帶寬優化的研究與設計》通信工程。

2)學生在學校教務部門申請到大學生的業余科技創新項目后,到網絡工程實驗習基地中在老師的指導下進行項目的研制。[4]

3 網絡工程實習基地實踐教學模式的探索

開放式教學模式可分為教學內容的開放、時間與設備的開放。中心在這些方面均做了一些有益的嘗試和探索。

教學時間與設備的開放有助于學生統籌安排時間,主要表現在:

1)便于學生自主性的學習,利于學生個性化的培養。

2)實踐內容與實踐教學目標的協同性。

4 結論

為培養學生的工程實踐能力、創新能力,基地構建了多層次開放式的工程實踐教學體系,在培養創新性人才方面取得了較好的實效。在基地成立不到一年多的時間,在大學生創新設計大賽中,我校的一些參賽作品都是在基地中完成,并取得了較好的成績。如:在2008年的由四川省團委組織開展全省第三屆大學生“銳杰杯”網絡設計大賽中,派出的兩支團隊同時獲得了三等獎。

參考文獻

[1]盧中寧.網絡工程專業實踐教學的改革[J].科技信息(科學 教研),2008-5-15.

[2]羅麗萍,郭烈恩.工程訓練立體化教學體系的構思與實踐 [J].實驗技術與管理,2006,23(5):100-102.

第6篇：層次化網絡設計范文

關鍵詞：計算機網絡 可靠性 提升策略

中圖分類號：TP393.06 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)02-0206-01

改革開放至今，我國的快速發展為世人所矚目，計算機在我國的發展迎來了新紀元，已經被應用于各個領域當中，計算機網絡的可靠性問題隨即成為了人們關注的焦點。對計算機網絡可靠性的提升策略進行分析，來保障計算機網絡的安全可靠運行，對于我國信息現代化的發展具有積極的現實意義。

1、計算機網絡可靠性概述

計算機網絡是計算機技術和通訊技術發展到一定階段的產物。所謂計算機網絡可靠性，指的是在特定環境（操作方式、維修方式、溫度、濕度、負載及輻射等條件一定）和給定時間內，計算機網絡對于所需業務的完成能力?？v觀其定義，可以看出，計算機網絡的可靠性是由給定時間、特定環境和完成業務能力三部分共同決定的。計算機網絡可靠性是對計算機網絡運行能力的有效反應，是實施計算機網絡設計與規劃的重要參考。當前社會，計算機網絡可靠性的問題已經非常突出，如若一旦發生計算機網絡故障，其影響和危害是十分巨大的，且涉及經濟、政治、環境、生活、文化等各個領域。

2、計算機網絡可靠性影響因素分析

2.1 網絡設備因素

網絡設備作為直接面向用戶的終端設備，其對于計算機網絡的可靠性有著重要的影響。通常情況下，終端設備的交互能力較強，其對應的計算機網絡也表現出較強的可靠性。任何事物都是在發展中逐漸完善的過程，當前，我國的在計算機網絡設備方面雖然已經比較完備，但網絡環境的復雜性和實際應用中不確定因素的存在，使得對于網絡設備在計算機網絡可靠性的影響方面占據著重要地位。

2.2 傳輸交換設備因素

傳輸交換設備是計算機網絡的重要組成，承擔者數據信號的接收與傳輸，是保障計算機網絡連接暢通的關鍵所在。傳輸交換設備在對計算機網絡可靠性的影響上表現出的隱蔽性較強，對于其所導致的網絡破壞和干擾難以排出，且需要付出較高的代價。

2.3 網絡管理因素

通常來講，計算機網絡均是由不同廠商生產與開發的網絡系統搭配相關的機械設備所構成的，具有綜合性強、結構較為復雜、規模較為龐大的特點。因此，在實際的計算機網絡運行當中，實施有效的網絡管理十分必要，是降低信息丟失、實現信息正確傳輸、故障的及時查找與排除的重要保障。

2.4 網絡拓撲結構因素

所謂網絡拓撲結構，指的是計算機網絡中，各部件連接的主要方式，其對于計算機網絡可靠性亦有著重要的影響。可以說，網絡拓撲結構是對計算機網絡影響因素進行分析的必要前提，是計算機網絡可靠性得以保障的重要基礎。

3、計算機網絡可靠性的提升策略

3.1 強調計算機網絡容錯性設計的合理性

計算機網絡的容錯性具體從以下方面來實現合理性設計的：第一，采用冗余且并行的網絡形式，在兩個計算機網絡中心上分別連接服務器和用戶終端，從而對計算機網絡安全進行有效的防范，避免意外情況的發生。如若有意外發生，兩個網絡中心亦可以進行彼此的相互協調；第二，在計算機網絡設備當中，路由器、廣域網、數據鏈路一律實行互聯的形式，從而保證當任一設備發生故障時，不會對其他項設備的運行產生影響；第三，將新型技術應用于網絡設備的服務器當中，選用具有高可靠性、強容錯性的服務器，以先進技術為依托，來對網絡故障問題進行有效的防范。

3.2 實施雙網絡冗余設計

這一設計的目的在于起到后背設備的作用，冗余設計主要指的是在基于單計算機網絡的基礎上，再進行一項備用計算機網絡的設計，從而構成雙網絡冗余設計。計算機網絡結構當中，所有網絡點均相連，依靠網絡鏈路，可完成信息的及時傳送。無論是單一路網還是雙網絡，計算機都可正常運行，而這一設計則可在任一網絡發生故障時，仍然保證計算機的正常運作，從而進一步提高了計算機網絡自身的可靠性。

3.3 注重對計算機網絡層次結構和體系結構的設計

計算機網絡既包含有形的、看得見的先進網絡設備，也包含無形的、看不見的網絡體系結構和網絡層次結構。雖然后者對于網絡用戶來講，缺乏實體效應，但其在網絡運行中的重要性方面則等同于網絡實體設備。因此，在實際設計當中，應當注重對計算機網絡層次結構和體系結構的合理性設計，保障無形架構的可靠性，從而促進整個計算機網絡可靠性的提升，使網絡設備應有的作用得以充分發揮。

3.4 構建層次布局的計算機網絡體系

設計計算機網絡體系為網絡服務層、應用層、網絡物理硬件層、網絡操作系統層四個層次。通過這樣的層次設計，來逐步對計算機網絡體系進行完善。服務層的作用在于提供網絡服務，如電子郵件、數據庫等服務；應用層的作用在于對網絡用戶需求進行滿足，如教學、教研系統、辦公自動化系統等；網絡物理硬件層是計算機網絡硬件的拓撲結構，包括拓撲結構、服務器、通信協議、介質訪問方法、互聯設備等；網絡操作系統層則是軟件方的代表。明確計算機網絡體系各個層次的作用和內涵，強調設計的合理性，層層遞進，使其構成一個完整的網絡體系，從而進一步提升計算機網絡的可靠性。

4、結語

隨著信息技術的進一步發展，人們對于計算機網絡的可靠性將有著更高的要求，借鑒上述內容，將計算機網絡可靠性提升策略應用到實際中來，進一步提升網絡可靠性，從而使計算機網絡的運行更加合理、科學。

參考文獻

[1]黃婕.如何有效提高計算機網絡的可靠性[J].計算機光盤軟件與應用,2011(5).

[2]唐濰.淺談提高計算機網絡可靠性的途徑[J].計算機光盤軟件與應用,2011(7).

[3]趙文娟.計算機網絡可靠性優化對策[J].中國外資,2008(7).

第7篇：層次化網絡設計范文

1概述

計算機網絡系統的安全性和可靠性主要是指在系統限定的時間和范圍內實現指定功能。它是計算機網絡系統運行的關鍵。計算機網絡可靠性優化設計是保證網絡安全的基本要求，它關系著網絡程序和系統的順利運行。計算機網絡的可靠性主要包括以下幾方面的內容：①網絡的抗破壞力；②計算機網絡的連通性；③計算機網絡的生存能力；④計算機聯網模式下系統軟、硬件工作的時效性。針對上述內容，應不斷加強對計算機網絡軟件可靠性的優化設計，保證計算機網絡的運行安全。計算機網絡的可靠性作為網絡綜合性能的評價標準，對其進行必要的優化可以降低事故發生的概率，提高元器件設備的安全性。

2設計原則

計算機網絡可靠性主要是針對硬件設備和網絡軟件在故障時提供的連續，而可靠性設計也可以理解為安全可用設計。網絡系統可靠性設計原則主要包括以下幾點：①合理調配計算機網絡軟硬件設施、設備。②選取良好的網絡鏈路介質，保證網絡寬帶的運行速度。③計算機網絡需要具備強有力的互聯功能，支持各種版本、格式的通信協議。④應用網絡拓撲開放式結構，充分保證網絡系統的先進性和時效性。⑤秉承節約、合理的原則。在計算機網絡可靠性優化設計中，要充分利用當前的網絡資源，科學、合理地發揮現有軟件、硬件、布線和設備設施的功能、效用。⑥采取具體措施保證網絡信息、安全產品和技術方案的設計，保證整個程序的安全性，從而切實保證網絡系統運行的平穩性和可靠性。⑦構建多重保障系統，層層保護免疫，相互補充。如果一個保護屏障被擊破，剩下的保護防線依然能夠保證信息數據的安全性和可靠性。⑧提高網絡技術員的專業素質，加強培訓指導，讓他們養成良好的職業習慣，并定期維修檢測網絡程序系統。

3計算機網絡可靠性優化設計

3.1上網絡冗余設計對于計算機網絡冗余設計，主要的做法是在計算機上添加備用網絡，將計算機冗余系統連接到計算機網絡共享中心，形成多網交織的結構。計算機與備用網絡執行各自的職責任務，運行期間可以實現數據交換共享。通常情況下，冗余網絡能夠同步傳輸信息，主系統控制運行狀態。當主系統正常運行時，冗余系統不會執行控制權限；當主系統出現故障時，冗余的備份網絡系統將會啟動控制權接替故障部位，維持系統的穩定性，保證計算機網絡的運行安全。該設計能夠保證信息數據傳輸的穩定性，確保計算機網絡的安全性和可靠性。但是，在實際工作中，常常會因為費用過高而無法實現設計的全部應用。鑒于此，僅對核心設備或故障多發部分進行冗余配置，以實現計算機網絡冗余設計效益的最大化。計算機網絡冗余設計如圖1所示。

3.2容錯性設計計算機網絡容錯設計的實質是允許計算機網絡中出現錯誤的設計，即將計算機網絡互相連接，將用戶端與服務器連接于計算機網絡外，將邊緣連接至網絡中心，形成閉合回路，保證網絡出現故障時相關設備還能夠繼續保持正常的運行狀態。容錯性系統應用了多級容錯技術后，當發生故障時，在容錯技術的保障下，無需停止運行中的系統，也無需立即檢查、維修。在計算機網絡容錯性設計中，應秉承節約、合理的設計原則，充分考慮容錯技術的適應狀況和使用場合。因為隨意使用容錯技術會增加計算機網絡的成本，浪費資源。容錯技術通常應用在關鍵位置上，以減少故障對計算機網絡系統的影響。采用這種方式可以進一步降低網絡技術故障的風險概率，節省網絡可靠性設計成本。

3.3計算機網絡層次、體系結構設計為了保證計算機網絡使用的安全性，網絡層次、體系和結構的優化設計是非常重要的。當今時代，網絡數據容量和信息負荷日益增大，計算機網絡層次結構也朝著多層次的方向發展。多層次結構設計包括核心層、接入層和分布層。核心層屬于網絡核心，負責數據交換，如果這一層發生故障，就會導致全網崩潰。因此，為了保證核心層設備在穩定的狀態下發揮其功能，應在網絡可靠性設計中應用高端設備。接入層主要負責控制用戶流量、控制和過濾訪問狀態。作為網絡的第一道屏障，接入層的設計要求并不高。

4結束語

第8篇：層次化網絡設計范文

關鍵詞：CIMS工程；網絡支持；研究

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 14-0000-01

CIMS Engineering Network Support Research

Zhang Lei

(Xiaogan University,Xiaogan432000,China)

Abstract:Currently,the state support the enterprises to develop new technologies,and give considerable financial support,this paper discusses the implementation of the State CIMS enterprise technical support,analysis the research progress for business in CIMS technology.

Keywords:CIMS engineering;Network support;Research

國家不斷的資助企業對新技術的開發，并與企業簽定研究和開發的合同來保證新技術的進展和質量，以CIMS工程為例，企業根據自己的實際情況和通過CIMS技術的實施獲得提高勞動生產力的最終目的。

一、CIMS工程的概況

所謂CIMS工程是指由計算機網絡或者數據庫分系統、工程設計分系統、產品數據管理(分系統、企業資源計劃分系統等四個部分組成的一項工程，主要包括：

（一）工程設計(CAD)分系統概念。采用二維繪圖設計，并且引進了三維設計軟件，逐步應用在新產品的造型設計、總體設計以及結構設計等工作當中，在很大程度上加快了設計開發的進程、提高了設計的質量、優化了產品的設計、縮短了產品的開發周期。

（二）產品數據管理(PDM)分系統概念。采用產品數據管理系統和圖檔管理系統，有效地解決設計流程、技術資料規范化以及技術信息傳遞的流暢，保證數據的安全性、完整性和保密性。

（三）企業資源計劃(ERP)分系統概念。企業的資源計劃系統主要采用ERP系統，分批對各部的數據實施了管理。在基本完成各分系統的應用之后，對整個項目的系統集成進行安裝和調試，使得整個系統可以集成運行。

二、CIMS工程的網絡結構

CIMS工程網絡的聯網設備類型非常的廣泛，大、小型主機微處理器等等，不僅在數量上非常多，而且它們各自所處的環境條件也是不一樣的，因此給CIMS工程的網絡結構構建造成了比較嚴重的困難，一般情況下主要有以下幾種構成的形式：

（一）以主機為中心互聯的結構。以主機為中心的網絡結構是多層次的，在每一個層次上的設備都可以作為其下層次設備的主機，這樣一層一層的連向中央的主機。要知道層內的通信必須要通過其上層的主機才能完成，盡管這種方法非常簡單，但是仍然存在多終端主機、內層通信較少的情況下才能使用的情況，也就是說這種結構的適用范圍非常的狹窄。

（二）多層次子網絡互聯的結構。CIMS的層次是多種多樣的，服務的對象和服務所處的環境也是各不相同，采用具體的最優子網絡結構，每個層之間的子網路通過路由器相互連接，構成總線型的網絡結構，這種結構也是多層次的，但是各個子網路結構之間充分考慮到了實際的要求，因此在靈活性和局部性能上都有所提高，這種結構也是目前所廣泛應用的結構。

（三）集成型網絡互聯的結構。利用一條高速共享的介質構成總線型結構，把CIMS辦公自動化設備和工廠生產自動化控制設備相互連接起來。這種結構省去了使用路由器的麻煩，對于引入虛擬的單元控制技術來說非常的方便，所謂虛擬單元是指單元控制器和設備相連，并且根據應用的實際需求動態組合設備，在同樣設備的基礎上實現不同生產單元的功能。這種結構在簡化結構的條件下，能改善系統的動態性能和柔性，但是必須將辦公自動化的局域網和工業控制的局域網相連，因此，這種結構還有很多的技術問題需要解決。

三、CIMS工程的子網絡技術支持

（一）生產經營管理子網絡。生產經營管理子網絡的技術支持很簡單，主要是CIMS的生產經營分系統覆蓋了整個市場預測、生產計劃、經營決策、各級生產作業計劃和生產技術準備、銷售、供應、成本、設備、技術、人力資源等功能。主要是通過對信息的處理實現對企業生產經營活動進行計劃與控制的最終目的。在一般情況下采用終端主機網絡形式來構成這類子網絡。

（二）工程技術數據通信網絡技術。目前，工程技術通信聯網一般使用面向設計者的CAD工作站滿足相互之間性能交換以及提高速度的要求。比較常見的計算機類總線型令牌分網以Appollo公司的CAD系統為主要代表，而局域網主要以Sum公司的CAD系統為代表。

（三）工廠的主干網絡。工程監控管理數據傳輸的系統位于生產環境中，有著管理和控制制造系統流程的雙重作用，它的傳輸內容比較廣泛，傳輸的信息類型也很多，要求自然也就比較高，必須要依賴于功能強大的工業控制類站點等局域網的支持，承擔著制造單元與整個車間之間的信息交流，工業控制局域網的工作，主要是調動各個制造單元的設備層作為共同生產目標去互相協同操作，而所謂的主干網絡是指連接CIMS各個自子網絡之間通信的干道，因此，它必須具有標準、完善的功能體系。當前網絡協議有MAP/OSI、TCP/IP等標準，其中的MAP／0SI最能夠滿足工業制造的要求，但是仍然處于開發階段，而TCP／IP網絡協議以及相當成熟，并且在當今社會廣泛的應用著。

（四）生產設備級通信聯網。生產設備級通信包括生產設備內部和生產設備之間的通信。主要圍繞零部件為中心，制造單元為基礎，應用分層控制來實現制造的自動化，也就是采用工廠―車間―制造單元―生產設備這個組織結構形式。而生產設備通信聯網的形式一般面向單元控制機的一點一點連接和站點對等式總線互聯的結構。

結語：CIMS是一個開放的系統，它與所處的環境密切相關，因此，在CIMS的實施過程中要充分考慮到環境因素的影響。與其說CIMS的開發是技術問題，不如說它是一個管理問題，它可以從新的組織管理模式中不斷的吸取有益的思想和信息，為CIMS的開發和實施在管理方面打好基礎。

參考文獻：

[1]劉婷婷.淺談CIMS工程網絡支持技術[J].電腦知識與技術.2009,（20）

[2]房亞東,何衛平,秦鐘寶,王蘇安.支持網絡化制造的制造執行系統的研究[J].計算機應用研究,2006,（5）

第9篇：層次化網絡設計范文

【關鍵字】集中化；智能化；創新性；網絡運維

1、概括當前電信運營商的發展局勢

社會的不斷發展最終促成了電信運營商全業務競爭格局的形成，加劇了全業務領域之間的競爭。當今時代下人們對網絡的需求不斷加大，網絡不僅要覆蓋在每一個角落，同時還要保證網絡的速度、穩定和安全，基于此，網絡運維工作量也在不斷增加。在這種大背景下，提出"向四網協同發展轉型、做好流量分配、全面推動集中化的網絡維護管理"、"基于客戶感知的端到端業務實現的橫向一體化，網絡全生命周期的縱向一體化"、智慧運維、智慧管理、智慧支撐和智慧培育，統籌兼顧，降本增效的管理要求。

2、網絡運維的概念

網絡運維管理也就是由相關部門負責對網絡日常運營的管理工作，這其中主要包含了業務系統和運維人員。網絡運維管理主要包括了以下幾項內容：

（1）設備管理。對相關設備的日常運行狀況進行監控管理，此外，還要著重關注組織怎樣依據服務等級協議標準為客戶提供滿意服務。所要管理的設備包括：網絡設備、服務器設備以及操作系統等。

（2）數據儲存與管理。對系統和業務中產生的數據進行集中式管理、儲存、備份和修復。

（3）業務管理。所謂業務管理就是對企業自身重要性業務系統進行監督和管控，重點針對業務系統中的關鍵成功因素和績效指標關注。

（4）資料管理。也就是針對企業中需要統一宣布或根據個人制定的相關資料的管理以及公共信息的管理。

（5）資源資產管理。對企業中各個重點系統的資源資產變動情況管理，這些資源資產可能是物理存在的，也可能是邏輯存在的，關鍵是都和財務部門有一定的關聯。

（6）信息安全管理。信息安全管理中信息覆蓋的范圍比較廣泛，當前對信息安全進行管理時主要根據相關國際標準進行。

（7）日常工作管理。主要是針對相關工作人員日常工作的內容、職責以及績效考核標準等進行管理安排，用于規范和監督工作人員的工作態度。

3、智能化網絡運維體系的創新設計原則

3.1管理平臺的統一性與開放性

在設計時應重點考慮各個設備資源的集中式監控和管理，確保其統一性才能保證其有效性，如：網絡設備、主機、數據庫、應用資源等等。還要具備基礎結構、業務服務、性能、告警、資源以及用戶權限等方面的管理能力，其中要設置主機與應用可以批量發現的功能。管理平臺的設計要根據相關標準進行，建立開放性的平臺進行管理，以便完全符合業界相關標準。此外還要提供管理接口，這樣方便對各個資源進行集中管理，設置開放式的接口為用戶使用提供便捷，還能擴展系統管理范圍。

3.2保證告警監控的集中化、智能化

通過對集中化維護體系、標準化工作流程以及信息化的方式和專業的人才團隊的依附成立完善的集中化監控機制，采用制定花的監控系統對各種告警進行深入分析，及時發現性能問題進行自我處理，通過告警標準化規則、告警關聯規則、工程告警標示、自動派單規則、抑制重派等，將原始告警有效縮減。立體化監控，由單一專業網絡設備監控向網絡與營帳、網絡與事件、跨專業立體監控轉變，監控角度更全面（圖一）。

3.3管理系統的安全性

只有保證了安全，才能確保工作的順利開展，所以要設置專門的管理平臺對自身的安全性進行保障。設計網絡運維管理系統時要確認系統是否安全，比如：登錄失敗次數權限設置；各個組件在傳遞信息時需要通過密碼驗證；提供完整的策略和框架，并能適應組織的變化，靈活地設定管理人員的角色及權限；對用戶名、密碼等關鍵信息；用戶登錄時間限制等等。

3.4模塊化結構和擴展性

電信網絡運營商的業務范圍會在發展過程中不斷擴展，所以在設計過程中要對管理平臺的擴展性進行全面思量：針對管理功能的擴展，在設計時可以在網絡設備和主機的管理基礎上進行數據庫和業務服務的擴展設置；此外還需要具備良好的功能擴展性，這樣在需要擴展管理模塊時能夠順利進行。這樣能夠有力保證現有資源資產的安全性。

3.5集中化、智能化方式優化網絡

通過專業管理人員以及遠程協同和過程管理等途徑，全面完善優化集中式體系。不斷總結專家經驗，形成了多種類型、場景，針對不同問題的自動優化模型，快速發現全網級、網元級、小區級問題，并迅速處理，使原來以周、天為單位的優化周期縮短到現在的以小時、分鐘為單位，整體優化效率提升了好幾倍。

4、網絡運維管理平臺的實踐效果

4.1平臺部署架構

想要網絡整體的數據、資源、主機、應用以及各項設備的管理和維護得到保障，通過網絡運維管理體系的建立（圖二），這些問題迎刃而解，同時還更好的保證了數據中心的各種生產業務系統的安全性。一般網絡運維管理體系主要分為了三個層次，每一個層次都是分成了不同的模塊，三者之間的管理時處于松耦合狀態。層次與層次之間的溝通都是通過API接口。每一個不同的層次也分為多個關鍵模塊，模塊與模塊之間都是松耦合的關系，修改一個模塊不會影響其他模塊。這個層次結構包括：（1）被監控層（2）數據處理層（3）展現層。

4.2應用效益

通過創新網絡運維體系，使得當前網絡中數據中心各項資源得到了統一監督和管理，管理人員可以通過權限設置有效對自己范圍內的資源進行保護，網絡運維管理體系能夠二十四小時不停息的工作，通過智能化分析監控，能夠及時的發現問題并進行警告，還能夠規則梳理提升維護效率，通過梳理自診斷、自處理規則和向導式告警自處理流程、網絡優化向導、優化評估模型，總結專家經驗和知識庫，節約維護人員費用；運維的自動化水平提升，系統能夠實現50%的網絡自動日常優化，60%的告警自動處理，較大程度實現維護工作自動化，提高工作效率，維護人員數量降低，有效節省網優、監控人力成本。通過知識共享學習，網優、監控人員整體能力提升，高級網優、監控人員占比提高，提升組織的精英化水平。

參考文獻：

[1]李紅云. 江蘇聯通貫徹落實創新驅動發展戰略--省市一體化網絡運維體系[J]. 江蘇通信，2015，03：20.