基于雙驗證模塊的計算機網(wǎng)絡可靠性驗證系統(tǒng)研究與構建

賀適

摘 要：傳統(tǒng)驗證系統(tǒng)的老化推動了雙驗證模式的產(chǎn)生和發(fā)展，雙驗證模塊大大改善了傳統(tǒng)驗證系統(tǒng)的效率低和精準度低的問題，是相對可靠的驗證系統(tǒng)。文章通過介紹雙驗證模塊的內容，概括了雙驗證模塊下的計算機網(wǎng)絡可靠性驗證系統(tǒng)的定義，以及如何構建計算機網(wǎng)絡可靠性驗證系統(tǒng)等。經(jīng)驗證結果表明，以傳統(tǒng)系統(tǒng)和雙驗證模塊對比得出，雙驗證模塊效率更高，優(yōu)勢性更強。

關鍵詞：雙重驗證;計算機網(wǎng)絡;可靠性驗證

中圖分類號：TP393.02 ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1001-5922（2020）10-0165-03

Abstract：The aging of traditional verification system promotes the emergence and development of dual verification mode. Dual verification module greatly improves the low efficiency and accuracy of traditional verification system， which is a relatively reliable verification system. This paper introduces the content of the dual verification module， summarizes the definition of the computer network reliability verification system under the dual module， and how to build the computer network reliability verification system. The results show that compared with traditional system and dual verification module， dual verification module has higher efficiency and stronger advantage.

Key words：dual verification; computer network; reliability verification

0 引言

伴隨著計算機技術的發(fā)展，人類社會也在日益進步，網(wǎng)絡的廣泛應用導致網(wǎng)絡環(huán)境日益雜亂，加大了網(wǎng)絡監(jiān)管的難度。當前，人們的自我保護意識逐漸增強，在網(wǎng)絡高速發(fā)展的今天，人們越來越注重自己的隱私，網(wǎng)絡安全也是最受重視之一的。對此，雖然已經(jīng)使用了相比比較可靠的多協(xié)議標簽交換快速重路由等對網(wǎng)絡技術進行了分析，但是網(wǎng)絡的發(fā)展日益壯大，已經(jīng)深入到人們生活的方方面面，對其依賴性也越來越高，各種網(wǎng)絡信息撲面而來雜亂無章。而網(wǎng)絡也存在不可靠因素如硬件設備的實效等[1]，這些因素還是會導致網(wǎng)絡存在不安全性，因此，雙驗證模塊計算機網(wǎng)絡可靠性驗證系統(tǒng)起到了雙重保護的作用，具有非常大的優(yōu)勢。

1 概述

經(jīng)各國學者研究分析計算機網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)計算機網(wǎng)絡的可靠性受多方面影響，如生存性和抗破壞性等，而且發(fā)現(xiàn)計算機網(wǎng)絡可靠性的重要指標是可靠度。而且，計算機網(wǎng)絡的可靠性是設計和規(guī)劃的重要參數(shù)之一，也是提高計算機網(wǎng)絡可靠性和安全性的基礎。因此，目前在計算機網(wǎng)絡可靠性驗證系統(tǒng)中，實施雙驗證模塊是具有更多優(yōu)勢和需求的，其可以為提高計算機網(wǎng)絡的可靠性和安全性，而且可以為用戶提供可靠的鏈路[2]。網(wǎng)絡運行范圍的正常與否受到計算機網(wǎng)絡拓撲結構的影響，而且也是計算機網(wǎng)絡達到規(guī)劃和設計的重要參考指標之一。

2 計算機網(wǎng)絡可靠性的影響因素

2.1 傳輸交換設備

交換機和路由器屬于計算機的傳輸交換設備，其是影響計算機網(wǎng)絡可靠性的重要因素，而傳輸設備在計算機的日常建設中和日后發(fā)展中都起到了重要作用。如果將線路設置成雙線路，那么在計算機出現(xiàn)故障時就可以及時的發(fā)現(xiàn)和更換，有利于計算機的日常建設。一些用戶終端被計算機網(wǎng)絡集線器集中起來連入網(wǎng)絡是確保計算機可靠性的首要防線。集線器與其他用戶之間是共存關系，它屬于單點實效設備。如果集線器被破壞，那么與其相連接的客戶端將會受到影響[3]，無法正常運行，所以，集線器是計算機網(wǎng)絡安全性的重要組成部分。因此，設計計算機網(wǎng)絡時需要著重考慮集線器的可靠性。

交換機是各個廣域網(wǎng)直接連接的重要樞紐，它可以連接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，還能連接廣域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。因此，為了確保計算機網(wǎng)絡的正常使用，要對路由器的可靠性進行驗證，選擇具有彈性的協(xié)議，當主路由器出現(xiàn)故障時要確保次路由器可以正常利用。因此，采用冗余路由設計技術是最為保險的。

2.2 網(wǎng)絡拓撲結構

影響計算機網(wǎng)絡可靠性的客觀因素是拓撲結構，其與路由器不同屬于計算機的規(guī)劃范疇。經(jīng)過試驗得知，想要提高計算機網(wǎng)絡的可靠性，可以將拓撲結構應用于不同規(guī)模的計算機中，或者將其應用于不同領域的計算機網(wǎng)絡中。如圖1所示為網(wǎng)絡拓撲結構的利弊[4]。

3 雙重驗證系統(tǒng)結構設計

計算機網(wǎng)絡可靠性驗證的前提了解網(wǎng)絡拓撲，對其起到?jīng)Q定性的因素是網(wǎng)絡構造、關鍵鏈路位置和目標網(wǎng)絡。如圖2所示為雙重驗證系統(tǒng)結構設計。

3.1 網(wǎng)絡拓撲探測模塊

采用管理信息庫（MIB）中的IP路由表等信息，原語獲取需要經(jīng)過獲取請求和getnextrequest，同時整理解析最終獲得網(wǎng)絡拓撲[5]，這是網(wǎng)絡拓撲探測的目的。拓撲模式是網(wǎng)絡一般都具備的，比如總線型和令牌型等。想要獲取物理或者鏈路層的標記可以根據(jù)網(wǎng)絡管理協(xié)議作為依據(jù)指導。目前，太網(wǎng)探測出的網(wǎng)絡拓撲成為了主流，而且多為樹形結構。想要讓拓撲更加接近實際網(wǎng)絡，讓實際結果更加符合實際情況，需要使用多種網(wǎng)絡形式進行判斷。

3.2 數(shù)據(jù)庫模塊

網(wǎng)絡性能狀況不是單一的，其由多種性能指標反映出。不同時段的指標測量值會隨著網(wǎng)絡業(yè)務流量的周期變化而變化，而這種周期性變化多為一周左右。因此，運用更加靈活的統(tǒng)計方法進行統(tǒng)計和分析，有利于獲得實時的網(wǎng)絡性能。而想要更加準確的、客觀的驗證和分析網(wǎng)絡性能，需要將基線值與可變閥值相結合，同時分析網(wǎng)絡的一些正常變化情況。如：在丟包率為0且時延不大于10ms，性能為良則是丟包率不大于2%或者延遲不大于100ms;假如丟包率不小于20%或者延遲時間不小于400ms，網(wǎng)絡性能則為劣等[6]。根據(jù)實際情況分析大量樣本數(shù)據(jù)，對多種參數(shù)進行對比分析，就出樣本平均值。需要將可靠性報告進行存儲，對出現(xiàn)的可靠性數(shù)值進行統(tǒng)計分析。當用戶的存儲空間不足時，系統(tǒng)將自動提示用戶存儲數(shù)據(jù)信息或者刪除之前的資料等。

3.3 網(wǎng)絡可靠性探測模塊

網(wǎng)絡可靠性探測模塊的主要參考依據(jù)是網(wǎng)絡性的5個參數(shù)。其工作方法為自主發(fā)送數(shù)據(jù)包，用來獲取相關探測數(shù)據(jù);并且可以參考相關測量指標，進行數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計，計算出相關參數(shù)。這些相關參數(shù)會對子系統(tǒng)進行作業(yè)，而且會將數(shù)據(jù)存儲到中心數(shù)據(jù)庫[7]。

3.4 網(wǎng)絡流量分析模塊

計算機統(tǒng)計控制報文，傳輸控制協(xié)議，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議等相關數(shù)據(jù)和當前網(wǎng)絡流量是網(wǎng)絡流量分析模塊的任務。其從用戶方了解當前網(wǎng)絡情況，使用圖形化方法向用戶進行反饋等。

3.5 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊

在頻率達到相應閥值時，子系統(tǒng)在受控制的情況下會向中心服務器發(fā)送數(shù)據(jù)報告，其發(fā)送的頻率送閥值影響;而且當中心服務器沒有互動，數(shù)據(jù)發(fā)送將會被停止，需要再次激活服務器才能進行再次發(fā)送服務[8]。

3.6 可靠性驗證模塊

系統(tǒng)運行的核心是可靠性驗證模塊，其運作過程如圖3所示。

3.7 異常報警模塊

異常報警模塊是做異常報警處理的，主要針對計算機網(wǎng)絡實時流量信息。當流量高于已經(jīng)設定好的閥值，異常報警模塊就會發(fā)出警報，而且其有多種報警方式，當發(fā)生的異常不相同時報警方式就會不同，而且報警信息也將會存于數(shù)據(jù)庫中。

3.8 數(shù)據(jù)驗證模塊

數(shù)據(jù)驗證模塊主要是進行驗證的模塊，其針對子網(wǎng)和子網(wǎng)內主機，并對出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)進行分析。將統(tǒng)計信息作為依據(jù)進行可靠性實驗，并保存在數(shù)據(jù)庫中[9]。

4 實驗結果分析

為了驗證雙模塊系統(tǒng)在計算機網(wǎng)絡可靠性驗證，做了如圖4的對比試驗，做了兩個時間段的測量，分別為11點40到11點50的，與晚上10點50到11點的。

由圖4可知，在11點40到11點50之間網(wǎng)絡延伸變化較大，超過閥值從開始的幾毫秒瞬間變成150ms左右，可以看出網(wǎng)絡處于不可靠狀態(tài)，閥值也超過了平時狀態(tài)。如圖5分析了晚上10點55到11點時間段的網(wǎng)絡延時，發(fā)現(xiàn)整體延時比較平穩(wěn)，基本小于50ms，此時計算機網(wǎng)絡狀態(tài)良好。但是延時會跟隨流量的增加而增加，當其沒有超過固定值400ms時，網(wǎng)絡安全性是可靠的。

5 結語

傳統(tǒng)驗證系統(tǒng)的老化推動了雙驗證模式的產(chǎn)生和發(fā)展，雙驗證模塊大大改善了傳統(tǒng)驗證系統(tǒng)的效率低和精準度低的問題，是相對可靠的驗證系統(tǒng)。深入研究了計算機網(wǎng)絡的可靠性，提出了相應的解決方案，經(jīng)驗證結果表明[10]，以傳統(tǒng)系統(tǒng)和雙驗證模塊對比得出，雙驗證模塊效率更高，優(yōu)勢性更強，在計算機網(wǎng)絡可靠性驗證系統(tǒng)中將起到重大作用。

參考文獻

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