網(wǎng)絡(luò)故障檢測技術(shù)論文(2)
網(wǎng)絡(luò)故障檢測技術(shù)論文篇二
網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)研究
摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備的集成度越來越高，越來越復(fù)雜，承載信息的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們生活不可或缺的一部分。但網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些硬件故障，這些故障的產(chǎn)生使日常工作不能正常進(jìn)行，及時(shí)找到故障原因并快速解決問題是使網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的有力保證。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò); 故障; 無線傳感; 診斷研究
中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315(2012)04-179-001
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已遍及世界的每一個(gè)角落。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用為人們帶來了諸多的便利，但隨之而來的網(wǎng)絡(luò)故障也帶來了很多煩惱，有時(shí)甚至?xí)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失。診斷并排除網(wǎng)絡(luò)故障就成為網(wǎng)絡(luò)管理的一項(xiàng)重要工作。要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障、準(zhǔn)確定位故障并排除故障，必須要掌握大量專業(yè)知識(shí)并具備豐富的經(jīng)驗(yàn)。
一、研究背景
在過去的幾十年間，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模經(jīng)歷了爆炸式的增長。網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)深入到人們生活、工作的每一個(gè)角落，成為必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴性的加強(qiáng)，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性也提出了更高的要求：①有穩(wěn)定、高效、安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：②當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，能夠及時(shí)的檢測出故障原因并修復(fù)?？梢钥闯?，網(wǎng)絡(luò)故障診斷對(duì)保持網(wǎng)絡(luò)的健康狀態(tài)具有重要的意義.然而在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)故障診斷遇到了前所未有的困難，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面;
1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無論從規(guī)模上，還是從網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和業(yè)務(wù)多樣性上都有了巨大的發(fā)展。大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的故障關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，故障原因和故障現(xiàn)象之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系模糊，大大提高了故障診斷的難度;
2.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性也提高了故障診斷的難度。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性有兩個(gè)含義：第一是新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷推出，功能越來越多，越來越復(fù)雜;第二是設(shè)備提供商數(shù)量眾多，產(chǎn)品規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一;
二、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中涉及到了：協(xié)議、實(shí)體、接口
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)通信就必須依靠網(wǎng)絡(luò)通過協(xié)議。在20世紀(jì)70年代，各大計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商的產(chǎn)品都擁有自己的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。但是不同的廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就難以連接，為了實(shí)現(xiàn)不同廠商生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間以及不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(開放系統(tǒng)互連參考模型)即OSI/RM也稱為ISO/OSI，該系統(tǒng)稱為開放系統(tǒng)。
物理層是OSI/RM的最低層，物理層包括：1.通信接口與傳輸媒體的物理特性;2.物理層的數(shù)據(jù)交換單元為二進(jìn)制比特;3.比特的同步;4.線路的連接;5.物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);6.傳輸方法。
數(shù)據(jù)鏈路層是OSI/RM的第2層它包括：成幀、物理地址尋址、流量控制、差錯(cuò)控制、接口控制。
網(wǎng)絡(luò)層是計(jì)算機(jī)通信子網(wǎng)的最高層，有：邏輯地址尋址、路由功能、流量控制、擁塞控制。
其它層次：傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。
計(jì)算機(jī)也擁有TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)即傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議。TCP/IP包括TCP/IP的層次結(jié)構(gòu)和協(xié)議集。
三、網(wǎng)絡(luò)故障診斷原理
網(wǎng)絡(luò)故障極為普遍，故障種類也十分繁雜。如果把網(wǎng)絡(luò)故障的常見故障進(jìn)行歸類查找，無疑能夠迅速而準(zhǔn)確地查找故障根源，解決網(wǎng)絡(luò)故障。一般可以分為物理類故障和邏輯類故障兩大類。
物理故障，一般是指線路或設(shè)備出現(xiàn)物理類問題或說成硬件類問題。
1.線路故障
在日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中，線路故障的發(fā)生率是相當(dāng)高的，約占發(fā)生故障的70%。線路故障通常包括線路損壞及線路受到嚴(yán)重電磁干擾。
2.端口故障
端口故障通常包括插頭松動(dòng)和端口本身的物理故障。
3.集線器或路由器故障
集線器或路由器故障在此是指物理損壞，無法工作，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不通。
4.主機(jī)物理故障
網(wǎng)卡故障，筆者把其也歸為主機(jī)物理故障，因?yàn)榫W(wǎng)卡多裝在主機(jī)內(nèi)，靠主機(jī)完成配置和通信，即可以看作網(wǎng)絡(luò)終端。此類故障通常包括網(wǎng)卡松動(dòng)，網(wǎng)卡物理故障，主機(jī)的網(wǎng)卡插槽故障和主機(jī)本身故障。
主機(jī)資源被盜，主機(jī)沒有控制其上的finger，RPC，rlogin 等服務(wù)。攻擊者可以通過這些進(jìn)程的正常服務(wù)或漏洞攻擊該主機(jī)，甚至得到管理員權(quán)限，進(jìn)而對(duì)磁盤所有內(nèi)容有任意復(fù)制和修改的權(quán)限。還需注意的是，不要輕易的共享本機(jī)硬盤，因?yàn)檫@將導(dǎo)致惡意攻擊者非法利用該主機(jī)的資源。
四、網(wǎng)絡(luò)故障診斷的主要技術(shù)
無線器傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事上的研究和應(yīng)用最早可追溯到冷戰(zhàn)時(shí)期，當(dāng)時(shí)的美國建立了海底聲納監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)測前蘇聯(lián)核潛艇的相關(guān)信息，并在隨后建立了雷達(dá)防空網(wǎng)絡(luò)。
無線器傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型、低成本、隨機(jī)分布的特點(diǎn)，自組織性和容錯(cuò)能力使其不會(huì)因?yàn)槟承┕?jié)點(diǎn)因?yàn)樵趷阂夤糁械膿p壞而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)所無法比擬的，也正是這一點(diǎn)，使傳感器網(wǎng)絡(luò)非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中[6]，主要包括偵察敵情，監(jiān)控兵力、裝備，判斷核攻擊、生物化學(xué)攻擊等，能在多種場合、多方面滿足軍事信息獲取的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、全面性等需求。
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，依據(jù)一定的選舉機(jī)制，選擇某些節(jié)點(diǎn)作為骨干節(jié)點(diǎn)，周邊節(jié)點(diǎn)歸屬于骨干節(jié)點(diǎn)管理，再由骨干節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)構(gòu)建一個(gè)連通的網(wǎng)絡(luò)，這類算法將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為相連的區(qū)域，稱為分簇算法或成簇算法，骨干節(jié)點(diǎn)是簇頭節(jié)點(diǎn)，普通節(jié)點(diǎn)是簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)。層次型的成簇算法通常采用周期性選擇簇頭節(jié)點(diǎn)的做法使網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能量消耗均衡。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無線自組網(wǎng)，它是由大量密集部署在監(jiān)控區(qū)域的智能傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。其快速方便的部署特性和完備的監(jiān)控能力使其被廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)過程控制、衛(wèi)生保健和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的能量十分有限且一般沒有能量補(bǔ)充，因此如何高效使用能量來最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期便成了傳感器網(wǎng)絡(luò)所面臨的首要挑戰(zhàn)。
五、研究展望
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂蒲芯渴峭苿?dòng)WSN進(jìn)一步發(fā)展的核心，能源管理策略的最優(yōu)化涉及到網(wǎng)絡(luò)從物理層到高層甚至物理層以下CMOS電路的設(shè)計(jì)等。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥鳛樯蠈訁f(xié)議運(yùn)行的重要平臺(tái)，良好性質(zhì)的結(jié)構(gòu)能提高路由協(xié)議和MAC協(xié)議的效率，有助于實(shí)驗(yàn)WSN的首要設(shè)計(jì)目標(biāo)。
從全文的分析中可知，實(shí)質(zhì)上拓?fù)淇刂频膬?nèi)部矛盾可以概括為需以盡可能小的能量耗費(fèi)均衡地實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，并以此為基礎(chǔ)考慮算法本身實(shí)現(xiàn)的代價(jià)、現(xiàn)實(shí)環(huán)境中流量不可預(yù)知性及網(wǎng)絡(luò)所處環(huán)境的影響等多方面。
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