计算机网络设计第2版-易建勋-第06章 网络可靠性设计[增强版]

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1、第6章网络可靠性设计6.1可靠性设计概述6.2网络冗余设计【重点】6.3存储网络设计【重点】6.4高可用集群系统设计主讲：易建勋16.1可靠性设计概述主讲：易建勋26.1可靠性设计概述6.1.1网络可靠性分析与计算网络可靠性指网络自身（设备、软件和线路）在规定条件下正常工作的能力。人为攻击（如黑客）或自然破坏（如雷击）造成的网络不稳定性属于网络安全问题。可靠性约束条件：预算限制，部件失效，不完善的程序代码，人为失误，自然灾害，不可预见的商业变化，都是达到100%可用性的障碍。主讲：易建勋36.1可靠性设计概述1.网络可靠性参数如何定义网络结构的可靠性参数，网络业务可靠性参数，如

2、何度量网络整体可靠性，是当前正在研究解决的问题。目前网络工程项目的可靠性验收，只能在双方商定好的具体网络应用案例上，进行测试。如连通性测试，流量测试，拥塞测试，广播风暴测试等。主讲：易建勋46.1可靠性设计概述2.网络可靠性计算方法可靠性用平均无故障工作时间（MTBF）衡量。MTBF是一个统计值，它通过取样、测试、计算后得到，它与真实测试值有一定的差异。MTBF值的计算方法：MIL-HDBK-217（美国国防部可靠性分析中心提出的军工产品标准）GJB/Z299B（中国军用标准）Bellcore（AT&TBell实验室提出的民用产品标准）。主讲：易建勋56.1可靠性设计概述4.网

3、络可靠性的成本分析网络系统的可靠性是以各种投入为代价而实现的，并不是越高越好。各种业务对服务中断的容忍度不同。如银行业务数据与办公数据属于不同的业务等级。减少损失需要考虑的因素：网络系统发生故障时对业务带来的损失；故障发生的可能性。主讲：易建勋66.1可靠性设计概述6.1.2网络可用性分析与计算1.可用性计算方法可用性是衡量网络系统提供持续服务的能力。系统可用性计算方法：系统年停机时间=一年总时间×（1-系统可用性）以上计算的是严重失效，即那些需要恢复程序数据，重新加载程序，重新执行等情况的失效，一般小的问题不计算在内。主讲：易建勋76.1可靠性设计概述[P133表6-1]网络

4、通信系统可用性类型可用性类型系统可用性（%）每年停机时间应用范围个人可用性9987.6小时一般性业务处理商业可用性99.98.8小时企业级服务器系统，敏感性业务处理高可用性99.9953分钟集团级计算机系统，重要业务处理极高可用性99.9995分钟省级通信中心，如金融业务处理容错可用性99.999932秒国家级信息中心，核心任务处理主讲：易建勋86.1可靠性设计概述2.通信系统可用性指标国家通信标准规定：具有主备用系统自动切换功能的数字通信系统，允许5000km双向全程每年4次故障；对于420km数字段，允许双向全程每3年1次故障。市内数字通信系统假设链路长度为100km，允许

5、双向全程每年4次故障；50km数字段双向全程每半年1次故障。主讲：易建勋96.1可靠性设计概述3.网络可用性计算（1）串联型网络结构可用性计算在串联系统中，可用性最差的单元对系统的可用性影响最大。串联型网络的可用性按（6-4）式计算。（6-4）主讲：易建勋106.1可靠性设计概述【案例6-2】网络拓扑结构如图6-1所示，计算路由器A至路由器B之间的可用性。AB之间的可用性=0.999×0.9999×0.995×0.98×0.95×0.98×0.995×0.9999×0.999=90.1%主讲：易建勋116.1可靠性设计概述（2）并联型网络结构可用性计算并联型网络的可用性按（6-

6、5）式计算。（6-5）【案例6-3】网络拓扑结构如图6-2所示，计算路由器ABCD整体的可用性。主讲：易建勋126.1可靠性设计概述路由器ABC之间的可用性=0.99×0.97×0.98=94.1%路由器B+D并联体的可用性=1-（1-路由器B的可用性）×（1-路由器D的可用性）=1-（1-0.97）×（1-0.95）=99.85%路由器ABCD整体可用性=A可用性×（B+D可用性）×（C可用性）=0.99×0.9985×0.98=96.9%主讲：易建勋136.1可靠性设计概述4.网站可用性分析【案例6-4】国外知名微型博客网站Twitter（推特）2008年前4个月的可用性只

7、有98.72%，有37小时16分钟不能提供服务，连2个9都达不到。国外电子商务巨头eBay在2007年的可用性是99.94%，考虑到eBay网站的规模与应用的复杂程度，这是个很不错的可用性指标了。不同业务类型决定不同网站对可用性的要求不同。主讲：易建勋146.1可靠性设计概述提高网络可用性的常规策略：消除单点故障部署冗余设备（或集群）设计高可用集群网络等电信级传输网中，通信设备的可用性要求达到99.999%，这要求系统在一年的连续运行中，因各种可能原因造成停机维护时间少于5分钟。主讲：易建勋