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计算机局域网的合理性优化:计算机结构及其合理性

来源:思想汇报 发布时间:2019-06-19 点击:

  摘 要:目前计算机局域网在网间运维过程中,不仅要确保全网能够提供正常的服务,并且要采取各种措施保证整个网络能够可靠、安全、高效地运行,发挥整个网络的最佳性能。
  关键词:计算机局域网络;合理性优化;服务器;防火墙
  中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:16727800(2012)011011403
  作者简介:于梅英(1980-),女,硕士,兰州大学网络教育学院主任,研究方向为软件工程;刘江(1984-),男,兰州大学网络教育学院工程师,研究方向为计算机硬件及网络管理;耿磊(1982-),男,兰州大学网络教育学院工程师,研究方向为软件工程。
  1 计算机局域网简介
  在当前各种先进计算机技术高速发展的环境下,计算机局域网已成为IT技术里面的一个重要组成部分。人们离不开计算机网络,每天都生活在一个个的局域网络中,与外部世界的联系变得更加紧密。就定义来说,局域网(Local Area Network,LAN)是指在某一区域内由多台计算机互联而成的计算机组,一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。
  2 计算机局域网发展与现状
  信息时代,大家对于信息资源的共享和信息交流的迫切需求,使得计算机网络技术快速发展,计算机网络的使用为人们信息文明的发展带来了前所未有的变化。其主要包括许多计算机局域网技术、计算机网络技术、局域网布线施工、Intranet/Internet的应用、计算机网络安全、局域网网络系统的维护等内容。
  美国电气和电子工程师协会(IEEE)局域网标准委员会提出局域网的特征:计算机局域网在通信距离上有一定的限制,一般在1~2km的地域范围内,并且拥有较高传输速率的物理通信信道。正因为连接线路较短,中间几乎不会受任何外因所干扰,所以网络还拥有始终如一的低误码率。另外,计算机局域网的拓扑结构较为简单,所支持连接的计算机数量有限,组网时也很容易连接。目前在网络中应用得最广泛的协议是TCP/IP协议,它实际上是一个关于Internet的标准,并随着的Internet广泛应用而风靡全世界,随之也成为计算机局域网的首选协议。
  现今计算机网络按网络的组建规模和延伸范围来划分的话,分局域网、城域网、广域网。经常用到的因特网属于广域网,校园网或企业内部网属于局域网。将来的网络技术向着使用简单、高速快捷、多网合一、安全保密方向发展。就目前而言,比较常见的网络拓扑结构主要有以下四大类:星型结构、环型结构、总线型结构、混合型结构。
  星型结构网络基本上是Ethernet(以太网)的网络专用,它因网络中的各工作站节点通过一个集中的(如集线器或者交换机)网络设备连接在一起,并且各节点呈星状分布而得名。首先,这种拓扑结构做节点扩展时,仅需要从交换机或集线器等集中设备中拉一条线,要移动一个节点时,仅需要把相应节点设备移动到新节点;其次,维护起来较为容易,当一个节点出现故障时,不会影响其它节点的连接,而且还可任意拆走故障节点;再次,其所采用的广播信息传送方式使得任何一个节点发送的信息在整个网中的节点都可以被接收到,而且从目前的1 000Mbps 到10G以太网接入速度中可以看出,星型结构网络传输数据快。
  环型结构的网络形式主要是运用于令牌网中,在此形式下各设备直接通过电缆来串接,形成一个闭环,整个网络发送的就直接在环中传递。此种形式下的拓扑结构网络主要有如下几个特点:实现过程简单、投资小、传输速度快。但与此同时缺点也很突出:①扩展性能较差,同样是因为它的环型结构,所以决定了它的扩展性远远比不上星型结构,如果要添加新的节点或者移动相关节点,就必须中断掉整个网络,而且需要在环的两端做好连接器才能连接;②维护起来较为困难,这点从其网络的结构中可以看到,因为整个网络中各节点之间是直接串联,所以任何一个节点出了故障都会造成整个网络的瘫痪、中断,维护起来也非常不方便。
  总线型网络结构中,所有的设备都是直接与总线相连接,总线型网络结构含有以下几个特点:首先,它的缺点是其它端用户必须等待直到获得发送权,原因在于它每一次仅能使用一个端用户发送数据;其次,因为各节点共用总线带宽,所以该网络设备的传输速度会随着接入网络用户的增加而降低。不过这样的结构根本不需要另外的互联设备,仅通过一条总线直接连接即可,所以其组网费用较为低廉。
  混合型结构的布线方式是我们常见的综合型布线方式。混合型网络结构主要具有以下几个方面的特点:①因为继承了星型拓扑结构的优点,所以其扩展相当灵活;②因为它既解决了星型和总线型拓扑结构的些许不足,又满足了很多大公司组网的现实需求,所以应用相对广泛。但是因为受到总线型网络拓扑结构的制约,同样具有总线型网络结构的网络速率仍然会随着用户的增加而降低,而且整个网络非常的复杂,所以相对来说维护起来也较为困难。而且由于其采用的广播式消息传送方式,在节点数量和总线长度上也会受到一定的限制,但是这在局域网络中并不会有太大的问题。
  3 影响计算机局域网的主要因素
  3.1 网络管理员
  管理员在计算机局域网当中的作用非常关键,管理员必须深入地了解在用网络的真实情况和性能,对可能存在的网络安全问题和各种网络性能问题采取及时、快速的措施,才能使整个局域网以最佳状态运行。管理员要始终把握这些关键因素,才能对网络性能和安全起到积极的影响,提高网络系统的运行容错率。
  3.2 网间协议与服务
  网卡设置服务组件时,必须充分了解该网的特点,根据实际情况选择使用的网络组件,不能将所有的网络组件都添加到计算机系统中,这样会影响到网络的整体性能,因为这些组件在计算机系统启动时会自动加载,不仅占用大量的系统资源,而且对计算机网络的正常通信产生一定的干扰。   而一般计算机网络只需使用TCP/IP协议即可。如需要连接其它计算机系统,则可选择相应的协议。管理员应将主要的网络协议放在绑定顺序的最前面。总之,只有对计算机内部各种服务和性能进行掌控,才能使局域网的性能发挥到最大程度,最终使网络以最佳状态运行。
  3.3 局域网综合设计
  整体设计局域网核心交换机的路由表,根据实际的需求建立合理的拓扑结构,两者都非常重要,也是整个网络结构和路由状况的灵魂。局域网络整体系统的成熟与否直接影响整体局域网系统的成功。前期的综合布线设计对整体网络的物理特性有关键性作用,路由器、交换机、双绞线、水晶头等网络设备的合理安装,以及注重防干扰源、控制传输距离、要求施工质量,这些都是影响着整个局域网的性能。
  3.4 网络病毒和恶意攻击
  非授权访问:是指没有经过预先同意便使用计算机或网络资源,例如擅自扩大权限、越权访问信息、故意绕过计算机系统访问及控制机制,以及对网络资源及硬件设备进行的一系列非授权使用等。
  数据完整性遭到破坏:是指以非法手段恶意添加、修改数据,以干扰用户的正常使用,且对非法窃得的数据进行插入、修改、重发或删除某些重要信息,并获得有益于攻击者的响应。
  系统服务攻击:是指不断地对计算机网络服务系统进行干扰,并执行无关程序使系统响应减慢甚至瘫痪,改变系统正常工作,影响正常用户的使用,最终使许多授权用户被排斥在外,不能得到相应的服务,不能进入计算机系统。
  网间传播病毒:是指通过局域网对计算机病毒的传播,并且其破坏性远远大于单机计算机病毒,迫使用户很难采取相应的防范措施。
  4 计算机局域网优化内容
  4.1 计算机局域网的物理性能优化
  计算机局域网的物理性能优化是多种多样的,目前物理性主要是水灾、火灾、地震等环境事故、电磁干扰、电源故障、硬件设备损毁及被盗、人为操作失误,以及系统冗余设计、安全防范意识、机房工作环境及报警系统等。在局域网中,因为网间物理跨度较小,所以只要做好备份,并且制定相对健全的安全管理制度,加强网络硬件设备以及机房管理,这些风险是完全可以避免的。
  4.2 计算机局域网的网络平台优化
  公开服务器所面临的困境:公开服务器作为信息发布的平台,这个因素也影响着内部局域网,受到攻击后可能也会对内部局域网产生一定的威胁。每天都有很多黑客在试图闯入Internet各个节点,因此,大规模的网络管理人员对Internet多发的安全事故所做出的有效反应就变得十分重要。
  计算机管理者必须将外网、内网与公开服务器进行隔离,避免整个网络结构信息的外泄,还要对外网的请求服务加以筛选过滤,只允许正常通信的数据包到达相应服务器,并增加安全设置和防火墙设置。服务器的防火墙主要是用来阻止和过滤,防火墙一般是利用TCP包和IP包的头信息对进出被保护网络的IP包信息进行筛选过滤,并根据自身相应的局域网安全来控制(监测、拒绝、允许)出入网的所有信息流和数据包,同时还实现实时告警、审记与网络地址转换(NAT)等功能。
  4.3 计算机局域网内部监控优化
  计算机局域网系统的安全性完全取决于本网系统中的最薄弱环节。如何最大限度地保证整个网络的系统安全?如何及时发现网间系统中的最薄弱环节?其实最行之有效的方法是及时发现并修正存在的漏洞和弱点,并定期对网间系统进行安全性分析。
  网间安全检测工具则是一个网间安全性分析评估软件,主要功能是检查系统存在的弱点和漏洞,提出其相应的安全策略和补救措施,并分析扫描网络系统,增强网络的安全性。网间的检测工具必须具备以下功能:①建立相对必要的循环过程以确保隐患能够时刻被纠正;②控制各种网络安全危险;③网络分析、监控及自动响应功能。
  4.4 计算机局域网网络备份优化
  数据备份系统只有一个目的:尽可能快地全盘恢复运行系统服务所需要的信息和数据。根据计算机系统安全需求可选择的备份机制有:场点外的数据备份、恢复及存储;系统设备的备份;场点内大容量、高速度的自动数据备份、恢复及存储。数据备份不仅能在人为失误或系统硬件故障时起保护作用,并且在受到网络攻击或非授权访问并破坏数据的完整性时起到及时的保护作用。
  确定需要数据备份的方案后,选择安全的技术和存储媒介进行数据备份(“热备份”和“冷备份”)。热备份是指“在线”备份,即下载备份的数据被传到另一个非实时处理的业务系统中或另一个非工作的分区进行存放,但数据仍存在于整个计算机系统和网络中;“冷备份”是指“不在线”备份,下载的备份与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,只是暂时存放到相对安全的存储媒介中,并且仅有一部分原始的数据长期保存以备查询时使用。
  4.5 计算机局域网整体策略优化
  将计算机局域网软件、硬件及整体计算机安全策略等方法结合起来,形成较为统一的防御安全系统,有效减少网间的各种安全风险,并及时地阻止非法用户进入计算机网络当中。所谓安全策略是指在一个特定的网络环境中,为了能够提供一定级别的安全保护所必须遵循的法则。
  该安全策略模型包括了建立安全环境的3个重要组成部分,即:①先进的计算机技术:用户对自身面临的威胁进行安全风险评估,决定其需要的安全服务种类,选择相应的安全机制,然后集成先进的计算机安全技术,保障信息安全;②严格的管理:建立相应的计算机信息安全管理办法,加强内部管理,建立审计体系和跟踪反馈体系,使各网络使用机构和整体信息安全意识得以提高;③威严的法律:社会手段与法律、法规是安全的基石,通过建立与计算机信息安全相关的法律、法规,使非法分子慑于法律,不敢轻举妄动,更有利于我们形成一套行之有效的安全管理方法和准则。
  5 结语
  综上所述,只有充分而合理地对计算机局域网的性能进行优化,才能使计算机局域网的性能得到最大限度的发挥,使网络以最佳状态运行,为我们的工作和学习提供可靠的保障。计算机局域网系统是一个非常庞大且又繁杂的系统,它不仅为现代化信息服务、现代电子商务、综合信息管理和单位办公自动化等一系列应用提供基本操作平台,还能提供多种计算机应用服务,使各种各样的信息能及时、准确、高效地传送到每一个子系统内。计算机网络技术的发展是永无止境的,在前进的过程中必将有更多的需要我们去不断学习和研究,并将其充分应用到实际的工作之中。
  参考文献:
  [1]力诚.局域网组建及维护基础与实例教程[M].重庆:天健电子音像出版社,2007.
  [2]王祥仲,郑少京.局域网组建与维护实用教程[M].:清华出版社,2007.
  [3]Think思维书渊.局域网组建与应用轻松上手[M].北京:机械工业出版社,2007.
  (责任编辑:孙娟)

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