網(wǎng)絡故障檢測技術論文(2)
網(wǎng)絡故障檢測技術論文篇二
網(wǎng)絡故障診斷技術研究
摘 要：隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，設備的集成度越來越高，越來越復雜，承載信息的網(wǎng)絡已經(jīng)成為人們生活不可或缺的一部分。但網(wǎng)絡運行中經(jīng)常會發(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行，及時找到故障原因并快速解決問題是使網(wǎng)絡正常運行的有力保證。
關鍵詞：網(wǎng)絡; 故障; 無線傳感; 診斷研究
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315(2012)04-179-001
隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡已遍及世界的每一個角落。計算機網(wǎng)絡的廣泛應用為人們帶來了諸多的便利，但隨之而來的網(wǎng)絡故障也帶來了很多煩惱，有時甚至會帶來巨大的經(jīng)濟損失。診斷并排除網(wǎng)絡故障就成為網(wǎng)絡管理的一項重要工作。要做到及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡故障、準確定位故障并排除故障，必須要掌握大量專業(yè)知識并具備豐富的經(jīng)驗。
一、研究背景
在過去的幾十年間，計算機網(wǎng)絡的規(guī)模經(jīng)歷了爆炸式的增長。網(wǎng)絡的應用已經(jīng)深入到人們生活、工作的每一個角落，成為必不可少的基礎設施。隨著對網(wǎng)絡依賴性的加強，人們對網(wǎng)絡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)絡環(huán)境：②當網(wǎng)絡發(fā)生故障時，能夠及時的檢測出故障原因并修復。可以看出，網(wǎng)絡故障診斷對保持網(wǎng)絡的健康狀態(tài)具有重要的意義.然而在當今網(wǎng)絡環(huán)境下，網(wǎng)絡故障診斷遇到了前所未有的困難，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面;
1.計算機網(wǎng)絡無論從規(guī)模上，還是從網(wǎng)絡復雜性和業(yè)務多樣性上都有了巨大的發(fā)展。大規(guī)模網(wǎng)絡的故障關系錯綜復雜，故障原因和故障現(xiàn)象之間的對應關系模糊，大大提高了故障診斷的難度;
2.網(wǎng)絡設備的復雜性也提高了故障診斷的難度。網(wǎng)絡設備的復雜性有兩個含義：第一是新的網(wǎng)絡設備不斷推出，功能越來越多，越來越復雜;第二是設備提供商數(shù)量眾多，產(chǎn)品規(guī)格和標準不統(tǒng)一;
二、網(wǎng)絡體系結(jié)構
網(wǎng)絡體系結(jié)構中涉及到了：協(xié)議、實體、接口
計算機網(wǎng)絡中實現(xiàn)通信就必須依靠網(wǎng)絡通過協(xié)議。在20世紀70年代，各大計算機生產(chǎn)商的產(chǎn)品都擁有自己的網(wǎng)絡通信協(xié)議。但是不同的廠家生產(chǎn)的計算機系統(tǒng)就難以連接，為了實現(xiàn)不同廠商生產(chǎn)的計算機系統(tǒng)之間以及不同網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)通信，國際標準化組織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)交換單元為二進制比特;3.比特的同步;4.線路的連接;5.物理拓撲結(jié)構;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、差錯控制、接口控制。
網(wǎng)絡層是計算機通信子網(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、會話層、表示層和應用層。
計算機也擁有TCP/IP的體系結(jié)構即傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議。TCP/IP包括TCP/IP的層次結(jié)構和協(xié)議集。
三、網(wǎng)絡故障診斷原理
網(wǎng)絡故障極為普遍，故障種類也十分繁雜。如果把網(wǎng)絡故障的常見故障進行歸類查找，無疑能夠迅速而準確地查找故障根源，解決網(wǎng)絡故障。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)絡維護中，線路故障的發(fā)生率是相當高的，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重電磁干擾。
2.端口故障
端口故障通常包括插頭松動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，導致網(wǎng)絡不通。
4.主機物理故障
網(wǎng)卡故障，筆者把其也歸為主機物理故障，因為網(wǎng)卡多裝在主機內(nèi)，靠主機完成配置和通信，即可以看作網(wǎng)絡終端。此類故障通常包括網(wǎng)卡松動，網(wǎng)卡物理故障，主機的網(wǎng)卡插槽故障和主機本身故障。
主機資源被盜，主機沒有控制其上的finger，RPC，rlogin 等服務。攻擊者可以通過這些進程的正常服務或漏洞攻擊該主機，甚至得到管理員權限，進而對磁盤所有內(nèi)容有任意復制和修改的權限。還需注意的是，不要輕易的共享本機硬盤，因為這將導致惡意攻擊者非法利用該主機的資源。
四、網(wǎng)絡故障診斷的主要技術
無線器傳感器網(wǎng)絡在軍事上的研究和應用最早可追溯到冷戰(zhàn)時期，當時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)核潛艇的相關信息，并在隨后建立了雷達防空網(wǎng)絡。
無線器傳感器網(wǎng)絡具有密集型、低成本、隨機分布的特點，自組織性和容錯能力使其不會因為某些節(jié)點因為在惡意攻擊中的損壞而導致整個系統(tǒng)的崩潰，這一點是傳統(tǒng)的傳感器技術所無法比擬的，也正是這一點，使傳感器網(wǎng)絡非常適合應用于惡劣的戰(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、生物化學攻擊等，能在多種場合、多方面滿足軍事信息獲取的實時性、準確性、全面性等需求。
在無線傳感器網(wǎng)絡中，依據(jù)一定的選舉機制，選擇某些節(jié)點作為骨干節(jié)點，周邊節(jié)點歸屬于骨干節(jié)點管理，再由骨干節(jié)點負責構建一個連通的網(wǎng)絡，這類算法將整個網(wǎng)絡劃分為相連的區(qū)域，稱為分簇算法或成簇算法，骨干節(jié)點是簇頭節(jié)點，普通節(jié)點是簇內(nèi)節(jié)點。層次型的成簇算法通常采用周期性選擇簇頭節(jié)點的做法使網(wǎng)絡中的節(jié)點能量消耗均衡。
無線傳感器網(wǎng)絡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)點構成的一種網(wǎng)絡應用系統(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)測等領域。在無線傳感器網(wǎng)絡中，節(jié)點的能量十分有限且一般沒有能量補充，因此如何高效使用能量來最大化網(wǎng)絡生命周期便成了傳感器網(wǎng)絡所面臨的首要挑戰(zhàn)。
五、研究展望
無線傳感器網(wǎng)絡的拓撲控制研究是推動WSN進一步發(fā)展的核心，能源管理策略的最優(yōu)化涉及到網(wǎng)絡從物理層到高層甚至物理層以下CMOS電路的設計等。
網(wǎng)絡拓撲作為上層協(xié)議運行的重要平臺，良好性質(zhì)的結(jié)構能提高路由協(xié)議和MAC協(xié)議的效率，有助于實驗WSN的首要設計目標。
從全文的分析中可知，實質(zhì)上拓撲控制的內(nèi)部矛盾可以概括為需以盡可能小的能量耗費均衡地實現(xiàn)全局數(shù)據(jù)傳輸，并以此為基礎考慮算法本身實現(xiàn)的代價、現(xiàn)實環(huán)境中流量不可預知性及網(wǎng)絡所處環(huán)境的影響等多方面。
看了“網(wǎng)絡故障檢測技術論文”的人還看：