科技产业
浅析计算机网络冗余设计的重要性
黄斯为
海南省文昌市公安消防支队，海南 文昌 571300
摘要：导致计算机网络稳定性不高的主要原因之一是网络结构规划设计以及部署不科学、不严格导致网络稳定性不强，通过科学的、严谨的网络冗余设计，详细对网络结构和设备进行科学的规划和部署，能够很好地提高网络稳定性。本文深入分析网络结构规划设计不合理造成的影响，并细致研究冗余设计如何改善网络稳定性。 关键词：计算机通信网络；稳定性；单点故障；冗余设计 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)18-0254-02
1 网络设计存在的普遍问题
1.1 线路设计单一，未设有备用线路
通信网络就仿佛日常交通道路，信息数据就仿佛在这主要通道上运行的交通工具，如果道路发生中断，将会导致运输不畅，交通工具无法流转，信息无法传达，解决这一问题的最好办法是建备用道路，当主要干道故障时，从另一条路走，如下图1所示：
图1
图1中，第一幅图A想把信息传输给B，可走的路途只有AB，当AB发生故障时，A就无法将信息传给B；第二幅图A想把信息传输给B，可走的路途只有ACDB，当ACDB发生故障时，A就无法将信息传给B；第二幅图A至B的路途有AB和ACDB两条道路，AB和ACDB互为备份，其中任何一条路中断时，都可以从另一条道路走。
城域网的主要传输媒介是光纤，光纤可能会因为道路施工失误、运营商某处机房停电、人为操作不当等原因发生中断，发生的几率非常大，但大部分单位建设的网络只有单条线路，没有意识到建立备用线路的重要性，建设人员简单地认为网络只要能够运行，畅通就行，其他具体设计的事就交给运营商就行，并没有向运营商提出建设备用线路的要求
1.2 网络核心硬件设备未做备份设计
计算机基层网络中的核心设备包括光纤收发器、核心路由器、交换机、网络适配器、磁盘阵列等，信息数据的流转必须经过这些设备，这些设备如果发生故障，将会导致网络的瘫痪。网络设备出现故障的原因很多，例如电压不稳定、设备配件出现问题 、网络端口出现故障、人为操作不当等等，这些故障发生的频率非常大，而且难以避免。只有通过不断重复布置这些硬件设备，为核心设备提供备用设备，网络运行遇到设备故障时，网络立即切换到备用设备，以此提高设备的容错能力。
大部分单位在建设信息中心机房为了节省投入，大部分核心设备单一布置，没有配有备用设备，存在较大的安全隐患。
1.3 拓扑结构的单点故障
在拓扑结构中，最容易发生单点故障的是总线型拓扑结构。而不会产生拓扑结构的是环形拓扑和网状拓扑结构。根据总线的特点，总线上一单发生故障，就会影响到其他使用
254 2015年18期
者，影响整个网络的安全性。
综上所述，在网络设计和应用的过程中，由于网络结构、线路、设备设计和布置单一，容易出现单点故障（单点故障为某一个节点发生故障导致网络整体瘫痪)，在一般的单位，在网络建设的或城中更注重成本和便利的问题，缺乏对网络安全性、稳定性重要性的具体认识，未及时对于可能出现的单点故障进行控制。
2 冗余设计
2.1 网络冗余设计的概念
冗余是重复建立的意思，网络冗余设计就是建立备用的网络以及相关硬件，让网络负载均衡，当主网不运行时，备用网络能够马上代替其工作。
2.2 网络冗余设计的具体内容 2.2.1 网络链路冗余设计 核心层、汇聚层、接入层的重点部位链路采用冗余设计，如下图2所示：
图2
图2中，R1、R2、R3、R4之间均建立了连接，每两个节点之间都建立了两条以上链路连接，其中一条链路断了，还会有备用线路保持网络畅通，冗余网络结构的设计方式包括：核心层全网状冗余设计（即每个节点之间都建立连接，例如图2）、核心层部分网状冗余设计（即不需要每个节点之间都建立连接，但每两个节点之间必须保持两条链路连接）、汇聚层双归冗余设计（即核心层和汇聚层之间采用两条以上链路连接）。当资金充足，并且业务安全保障要求非常高的时候，该单位可以考虑采用不同运营商的计算机网络互做备用，以此建立网络冗余，这样网络稳定的保障性会更高。
2.2.2 网络设备冗余设计
网络硬件设备冗余设计就是通过一些重负配置的某个关键设备，一旦网络系统出现故障，冗余的设备就会补充损坏设的设备，可以在一定程度上为系统提供服务，减少网络故障。网络硬件冗余设计包括：路由器冗余设计、交换机冗余设计、存储设备冗余设计等，硬件设备的冗余设计主要是在各关键部位采用双硬件提供服务保障或者硬件的重要部位采用双配件进行保障。双硬件之间通过热切换连入网络，
其中一个是主核心设备，另一个是备用设备，平常是主设备
科技产业
浅析计算机网络冗余设计的重要性
黄斯为
海南省文昌市公安消防支队，海南 文昌 571300
摘要：导致计算机网络稳定性不高的主要原因之一是网络结构规划设计以及部署不科学、不严格导致网络稳定性不强，通过科学的、严谨的网络冗余设计，详细对网络结构和设备进行科学的规划和部署，能够很好地提高网络稳定性。本文深入分析网络结构规划设计不合理造成的影响，并细致研究冗余设计如何改善网络稳定性。 关键词：计算机通信网络；稳定性；单点故障；冗余设计 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)18-0254-02
1 网络设计存在的普遍问题
1.1 线路设计单一，未设有备用线路
通信网络就仿佛日常交通道路，信息数据就仿佛在这主要通道上运行的交通工具，如果道路发生中断，将会导致运输不畅，交通工具无法流转，信息无法传达，解决这一问题的最好办法是建备用道路，当主要干道故障时，从另一条路走，如下图1所示：
图1
图1中，第一幅图A想把信息传输给B，可走的路途只有AB，当AB发生故障时，A就无法将信息传给B；第二幅图A想把信息传输给B，可走的路途只有ACDB，当ACDB发生故障时，A就无法将信息传给B；第二幅图A至B的路途有AB和ACDB两条道路，AB和ACDB互为备份，其中任何一条路中断时，都可以从另一条道路走。
城域网的主要传输媒介是光纤，光纤可能会因为道路施工失误、运营商某处机房停电、人为操作不当等原因发生中断，发生的几率非常大，但大部分单位建设的网络只有单条线路，没有意识到建立备用线路的重要性，建设人员简单地认为网络只要能够运行，畅通就行，其他具体设计的事就交给运营商就行，并没有向运营商提出建设备用线路的要求
1.2 网络核心硬件设备未做备份设计
计算机基层网络中的核心设备包括光纤收发器、核心路由器、交换机、网络适配器、磁盘阵列等，信息数据的流转必须经过这些设备，这些设备如果发生故障，将会导致网络的瘫痪。网络设备出现故障的原因很多，例如电压不稳定、设备配件出现问题 、网络端口出现故障、人为操作不当等等，这些故障发生的频率非常大，而且难以避免。只有通过不断重复布置这些硬件设备，为核心设备提供备用设备，网络运行遇到设备故障时，网络立即切换到备用设备，以此提高设备的容错能力。
大部分单位在建设信息中心机房为了节省投入，大部分核心设备单一布置，没有配有备用设备，存在较大的安全隐患。
1.3 拓扑结构的单点故障
在拓扑结构中，最容易发生单点故障的是总线型拓扑结构。而不会产生拓扑结构的是环形拓扑和网状拓扑结构。根据总线的特点，总线上一单发生故障，就会影响到其他使用
254 2015年18期
者，影响整个网络的安全性。
综上所述，在网络设计和应用的过程中，由于网络结构、线路、设备设计和布置单一，容易出现单点故障（单点故障为某一个节点发生故障导致网络整体瘫痪)，在一般的单位，在网络建设的或城中更注重成本和便利的问题，缺乏对网络安全性、稳定性重要性的具体认识，未及时对于可能出现的单点故障进行控制。
2 冗余设计
2.1 网络冗余设计的概念
冗余是重复建立的意思，网络冗余设计就是建立备用的网络以及相关硬件，让网络负载均衡，当主网不运行时，备用网络能够马上代替其工作。
2.2 网络冗余设计的具体内容 2.2.1 网络链路冗余设计 核心层、汇聚层、接入层的重点部位链路采用冗余设计，如下图2所示：
图2
图2中，R1、R2、R3、R4之间均建立了连接，每两个节点之间都建立了两条以上链路连接，其中一条链路断了，还会有备用线路保持网络畅通，冗余网络结构的设计方式包括：核心层全网状冗余设计（即每个节点之间都建立连接，例如图2）、核心层部分网状冗余设计（即不需要每个节点之间都建立连接，但每两个节点之间必须保持两条链路连接）、汇聚层双归冗余设计（即核心层和汇聚层之间采用两条以上链路连接）。当资金充足，并且业务安全保障要求非常高的时候，该单位可以考虑采用不同运营商的计算机网络互做备用，以此建立网络冗余，这样网络稳定的保障性会更高。
2.2.2 网络设备冗余设计
网络硬件设备冗余设计就是通过一些重负配置的某个关键设备，一旦网络系统出现故障，冗余的设备就会补充损坏设的设备，可以在一定程度上为系统提供服务，减少网络故障。网络硬件冗余设计包括：路由器冗余设计、交换机冗余设计、存储设备冗余设计等，硬件设备的冗余设计主要是在各关键部位采用双硬件提供服务保障或者硬件的重要部位采用双配件进行保障。双硬件之间通过热切换连入网络，
其中一个是主核心设备，另一个是备用设备，平常是主设备