介绍分布式计算机网络性能指标分析与优化

摘 要：分布式计算机网络的高效和节能等优点得到了人们的青睐，具有广阔的发展前景和空间。本文主要针对分布式网络提出了几个重要的评价指标，主要包括网络安全、延时、可靠性、吞吐量等，并结合网络中存在的故障问题进行优化，使用户获得更好的使用体验。

关键词：分布式；性能指标；分析；优化

中图分类号：TP393.02

近年来，计算机技术及网络技术得到了迅猛的发展，不论是在理论创新还是硬件配置方面都取得了长足的进步。基于传统网络技术的分布式计算机网络也逐渐进入人们的视野，并以高可靠性、高容错性及并行处理等优点得到了人们的认可，能够利用本身的特点优化计算机与计算机及网络间、网络与服务器之间以及不同服务器之间的连接，具有极大的发展空间，是未来网络发展的主流，需要合理的性能指标对其进行评价和优化。

1 分布式计算机网络概述

分布式计算机网络是在基础网络上发展起来的，这种分布式网络没有固定的处理控制中心，其中的每一个结点都能够与其它的至少两个结点连接在一起，信息在结点之间的传递路径有很多条。网络中每个结点在信息交换和协调工作中的地位是平等的，通过彼此间的配合可以完成大型的任务。这种网络模式具有可靠性、灵活性、可扩充性及广布性等优点，以该网络为基础建立的分布式系统平台能够连接不同的工作组、分支机构、部门及企业，数据不仅仅存在于一台服务器上，而是可以多台服务器共用，不同区域间利用WAN链路进行连接。

2 分布式计算机网络性能指标

2.1 网络吞吐量

网络吞吐量是在帧数量完整的状态下设备或网络能够接受的最大速率。测试过程中，在一定的速度下向节点或端口发送定量的帧，同时要计算待测设备传输的帧量。若接收方收到的帧的数量与发送方一样，就需要适当提高帧的发送速率后再进行测试；相反的，若接收方收到的帧数少于发送方则需要适当降低帧的发送速率后进行重新测试，通过重试、对比直到得出最终结论。吞吐量测试结果的单位为比特/秒或字节/秒。

2.2 网络可靠性

可靠性是一个系统运行的基本条件，DCS的使用有利于可靠性能的进一步实现。可靠性作为一个基本问题的解法在各个领域都得到了广泛的使用，它是一个全面的、多方面的活动，其实现必须同时对以下问题进行解决：故障的封闭、屏蔽及检测，检索，故障诊断、恢复、修复、重构、重启动和重综合等，上述问题的解决需要特定的环境，需要操作系统、子网、程序设计语言及数据库层次的相互配合。

2.3 网络延迟

网络延迟是指IP包穿过一个或多个段所需要的时间，可分为固定延迟和可变延迟两个部分。固定延迟的变化量很小或基本不变，可分为传输延迟和传播延迟两个部分；可变延迟可分为排队等待延迟和路由器处理延迟两个部分。在实际操作中单向延迟的测量难度比较大，在进行测量时通常采用往返延迟检测法，这样能够有效避免时钟同步，具体的操作方法是：在测量包上由入口路由器打上时戳后传送到出口路由器中，在接收到测量包的同时由出口路由器打上时戳，然后含有时戳的数据包原路返回到入口路由器，完成后对路径入口和出口两端时延进行评估。

2.4 网络利用率

分布式计算机网络系统在多领域都是有效的，在任何一台主机上开发的编译程序、文件、排错程序及软件产品等资源都可以与其它的主机用户进行共享，这样可以共享高成本的硬件资源，避免重复劳动，有效减少使用费用。比如在文件传输协议和电子邮件这样的通信配置中利用分配式网络，能够有效提高信息传输的质量和效率。用户进程的吞吐量和响应时间的改善工作也可以通过多重处理软件来进行。

2.5 网络安全

分布式网络所具有的开放性、互联性及复杂性等特点对其安全性造成了一定威胁。网络信息系统的管理及性能使网络安全问题更加严重和复杂，网络安全正逐渐成为网络技术中的一个重要环节并日益受到业界及用户的密切关注。根据美国国防部公布的网络安全橙皮书即可信任计算机标准评价准则，计算机系统的安全性可以用安全级别来进行评价，主要用于评估小型操作系统和多用户主机。我国是国际标准化成员国之一，非常重视信息数据的标准化工作。在上世纪80年代便自主编制了信息安全标准，但是不可否认的是，所制定的标准在资深的研究背景及全面的应用经验方面还存在较大差距，与国际标准相比，在覆盖范围方面还有待扩展，指导作用也需要进一步提高。

3 分布式计算机网络故障管理

针对网络中出现的故障，处理任务主要有故障的检测、隔离及纠正，具体内容主要有接受响应故障报告、监测网络运行状态、追踪动态问题、备份与重配、诊断修复等。故障管理的目的主要有两点，一是故障的预防，降低故障发生频率；二是尽量缩短出现故障的时间，在发生故障后及时找到故障位置并制定解决方案，缩短停机时间。

网络故障的管理工作通常根据网络环境的分布特点来进行，常用的模型是客户/服务器模型。这种模型不仅可以开发多个客户和服务器进程，实现分布式的网络管理模式，还可以进行系统的整体设计和优化。在故障的管理系统中，根据功能的不同，网络设备在物理上可以分为两个集合：管理站和被管理站，一个子网中通常只有一个管理站来进行集中式管理，主要负责管理和控制；后者则属于被管理，网络中的被管结点都属于后者。该模型主要包含三个概念实体：管理者、控制台和代理，前两者主要在管理站上运行进程，代理进程的实现主要在管理站和被管结点上，三者之间的通讯主要利用SNMP。

4 分布式计算机网络的优化

针对网络的性能指标和故障分析来进行优化，不同的性能指标有不同的优化方式，其中，网络安全指标与其它指标有很大的差别，需单独考量，针对网络安全，优化方法主要有：第一，建构入侵检测系统IDS。IDS是监听设备，与传统防火墙不同，需挂在链路上，无需流量流经便可工作；第二，使用邮件防毒服务器。工作原理是对网络邮件进行检测，发现威胁或病毒后便会立即启用防御系统；第三是构建入侵防御IPS。该系统主要是进行防范和阻止，位于网络的进出口处，受到攻击后会自动舍弃攻击包来阻断攻击，使黑客所利用的攻击包无法到达而无法攻击。

除了网络安全外，其它的吞吐量、可靠性、利用率等性能指标可参考可靠性方差来进行优化，一般对于分布式网络来说，吞吐量越大，利用率和可靠性要求越小越优。并不是所有的情况都适合优化，如客户偏重于费用和可靠性时，优化前的方案要好一些。

5 结束语

综上所述，分布式计算机网络技术正在不断发展，对其性能指标和故障进行分析有利于更好的展开优化工作，尤其是对网络利用率、吞吐率和可靠性的定量分析及优化能够有效提高网络系统的应用性能。分布式计算计网络的发展具有重大的意义，更能适应用户对网络的高标准和高效率要求。优化工作必须紧跟时代潮流，并与国际技术相接轨。

参考文献：