所屬欄目:計算機網絡論文 發布日期:2016-10-08 11:45 熱度:
計算機網絡技術迅猛發展的今天,分布式計算機由于其自身的特點受到人們的認可,廣泛應用于許多行業,發揮了重要的作用,但是,人們在使用分布式計算機的過程中也發現了一些問題,本文就針對這些問題進行探討,并結合網絡中存在的故障問題進行優化,使用戶獲得更好的使用體驗。
《智能計算機與應用》計算機應用雜志,雙月刊,本刊由哈爾濱工業大學主辦,哈爾濱工業大學計算機科學與技術學院承辦,本刊宗旨:堅持理論與實際結合,普及與提高結合,注重科學性、知識性、實用性,普及推廣電腦知識,促進電腦應用水平不斷地提高,為廣大讀者和社會主義現代化建設服務。刊物特色:難易結合、靈活多樣、實用性強、可讀性好。
基于傳統網絡技術的分布式計算機網絡也逐漸進入人們的視野,并以高可靠性、高容錯性及并行處理等優點得到了人們的認可,能夠利用本身的特點優化計算機與計算機及網絡間、網絡與服務器之間以及不同服務器之間的連接,具有極大的發展空間,是未來網絡發展的主流,需要合理的性能指標對其進行評價和優化。
1 分布式計算機網絡概述
分布式計算機網絡是在基礎網絡上發展起來的,這種分布式網絡沒有固定的處理控制中心,其中的每一個結點都能夠與其它的至少兩個結點連接在一起,信息在結點之間的傳遞路徑有很多條。網絡中每個結點在信息交換和協調工作中的地位是平等的,通過彼此間的配合可以完成大型的任務。這種網絡模式具有可靠性、靈活性、可擴充性及廣布性等優點,以該網絡為基礎建立的分布式系統平臺能夠連接不同的工作組、分支機構、部門及企業,數據不僅僅存在于一臺服務器上,而是可以多臺服務器共用,不同區域間利用WAN鏈路進行連接。
該網絡具有以下特點:首先,實現了資源共享,網絡資源更加多樣;其次是多機互聯,運行效率明顯提高;第三是實現多機計算,增強了可靠性。分布式網絡的優點引起了人們的極大重視,在上世紀90年代就得到了快速發展,1990年微軟公司的Windows系統上發展的OLE及OLE2,后期發展為DCOM服務;Sun公司在Java的基礎上研發出RMI,并被應用于分布式小型應用程序的構建;當前,OMG研發了CORBA,客戶能夠調用網絡對象并屏蔽編譯語言差異。
2 分布式計算機網絡性能指標
2.1 網絡吞吐量
網絡吞吐量是在幀數量完整的狀態下設備或網絡能夠接受的最大速率。測試過程中,在一定的速度下向節點或端口發送定量的幀,同時要計算待測設備傳輸的幀量。若接收方收到的幀的數量與發送方一樣,就需要適當提高幀的發送速率后再進行測試;相反的,若接收方收到的幀數少于發送方則需要適當降低幀的發送速率后進行重新測試,通過重試、對比直到得出最終結論。吞吐量測試結果的單位為比特/秒或字節/秒。
2.2 網絡可靠性
可靠性是一個系統運行的基本條件,DCS的使用有利于可靠性能的進一步實現。可靠性作為一個基本問題的解法在各個領域都得到了廣泛的使用,它是一個全面的、多方面的活動,其實現必須同時對以下問題進行解決:故障的封閉、屏蔽及檢測,檢索,故障診斷、恢復、修復、重構、重啟動和重綜合等,上述問題的解決需要特定的環境,需要操作系統、子網、程序設計語言及數據庫層次的相互配合。
2.3 網絡延遲
網絡延遲是指IP包穿過一個或多個段所需要的時間,可分為固定延遲和可變延遲兩個部分。固定延遲的變化量很小或基本不變,可分為傳輸延遲和傳播延遲兩個部分;可變延遲可分為排隊等待延遲和路由器處理延遲兩個部分。在實際操作中單向延遲的測量難度比較大,在進行測量時通常采用往返延遲檢測法,這樣能夠有效避免時鐘同步,具體的操作方法是:在測量包上由入口路由器打上時戳后傳送到出口路由器中,在接收到測量包的同時由出口路由器打上時戳,然后含有時戳的數據包原路返回到入口路由器,完成后對路徑入口和出口兩端時延進行評估。
2.4 網絡利用率
分布式計算機網絡系統在多領域都是有效的,在任何一臺主機上開發的編譯程序、文件、排錯程序及軟件產品等資源都可以與其它的主機用戶進行共享,這樣可以共享高成本的硬件資源,避免重復勞動,有效減少使用費用。比如在文件傳輸協議和電子郵件這樣的通信配置中利用分配式網絡,能夠有效提高信息傳輸的質量和效率。用戶進程的吞吐量和響應時間的改善工作也可以通過多重處理軟件來進行。
2.5 網絡安全
分布式網絡所具有的開放性、互聯性及復雜性等特點對其安全性造成了一定威脅。網絡信息系統的管理及性能使網絡安全問題更加嚴重和復雜,網絡安全正逐漸成為網絡技術中的一個重要環節并日益受到業界及用戶的密切關注。根據美國國防部公布的網絡安全橙皮書即可信任計算機標準評價準則,計算機系統的安全性可以用安全級別來進行評價,主要用于評估小型操作系統和多用戶主機。我國是國際標準化成員國之一,非常重視信息數據的標準化工作。在上世紀80年代便自主編制了信息安全標準,但是不可否認的是,所制定的標準在資深的研究背景及全面的應用經驗方面還存在較大差距,與國際標準相比,在覆蓋范圍方面還有待擴展,指向作用也需要進一步提高。
3 分布式計算機網絡故障管理
針對網絡中出現的故障,處理任務主要有故障的檢測、隔離及糾正,具體內容主要有接受響應故障報告、監測網絡運行狀態、追蹤動態問題、備份與重配、診斷修復等。故障管理的目的主要有兩點,一是故障的預防,降低故障發生頻率;二是盡量縮短出現故障的時間,在發生故障后及時找到故障位置并制定解決方案,縮短停機時間。
網絡故障的管理工作通常根據網絡環境的分布特點來進行,常用的模型是客戶/服務器模型。這種模型不僅可以開發多個客戶和服務器進程,實現分布式的網絡管理模式,還可以進行系統的整體設計和優化。在故障的管理系統中,根據功能的不同,網絡設備在物理上可以分為兩個集合:管理站和被管理站,一個子網中通常只有一個管理站來進行集中式管理,主要負責管理和控制;后者則屬于被管理,網絡中的被管結點都屬于后者。該模型主要包含三個概念實體:管理者、控制臺和代理,前兩者主要在管理站上運行進程,代理進程的實現主要在管理站和被管結點上,三者之間的通訊主要利用SNMP。
4 分布式計算機網絡的優化
針對網絡的性能指標和故障分析來進行優化,不同的性能指標有不同的優化方式,其中,網絡安全指標與其它指標有很大的差別,需單獨考量,針對網絡安全,優化方法主要有:第一,建構入侵檢測系統IDS。IDS是監聽設備,與傳統防火墻不同,需掛在鏈路上,無需流量流經便可工作;第二,使用郵件防毒服務器。工作原理是對網絡郵件進行檢測,發現威脅或病毒后便會立即啟用防御系統;第三是構建入侵防御IPS。該系統主要是進行防范和阻止,位于網絡的進出口處,受到攻擊后會自動舍棄攻擊包來阻斷攻擊,使黑客所利用的攻擊包無法到達而無法攻擊。
除了網絡安全外,其它的吞吐量、可靠性、利用率等性能指標可參考可靠性方差來進行優化,一般對于分布式網絡來說,吞吐量越大,利用率和可靠性要求越小越優。并不是所有的情況都適合優化,如客戶偏重于費用和可靠性時,優化前的方案要好一些。
5 結束語
綜上所述,分布式計算機網絡技術正在不斷發展,對其性能指標和故障進行分析有利于更好的展開優化工作,尤其是對網絡利用率、吞吐率和可靠性的定量分析及優化能夠有效提高網絡系統的應用性能。分布式計算計網絡的發展具有重大的意義,更能適應用戶對網絡的高標準和高效率要求。優化工作必須緊跟時代潮流,并與國際技術相接軌。
參考文獻:
[1]宮婷.分布式計算機網絡結構分析與優化[J]科技創新與應用,2014(07):83.
[2]蘆穎.分布式計算機網絡性能指標分析[J].通訊世界,2013(09):25.
文章標題:分布式計算機網絡性能特點與問題
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