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計算機網絡分析論文范文1
【論文摘要】：文章結合目前大部分醫院計算機網絡的發展現狀，主要從網絡設備、計算機軟件維護和人員管理等方面談一下醫院計算機網絡的安全維護工作。
隨著現代化信息技術的發展和醫療衛生管理要求的不斷提高，醫院的計算機網絡系統已經深入到醫院日常業務活動的方方面面。醫院的計算機系統一旦崩潰，將會造成無法估計的損失。因此如何加強醫院計算機網絡的安全性和可靠性就成為一個亟待解決的問題。
一、網絡設備安全
（一）硬件設置對網絡安全的影響
1.網絡布線
醫院主干線以及各大樓之間采用多模光纖，并留有備份。光纖到機器端采用屏蔽雙絞線，線路之間避免交叉纏繞，并與強電保持30CM以上距離，以減少相互干擾。新增網點，距離交換機盡可能短，以減少信號衰減。平時做好跳線備份，以備急用。
2.中心機房
綜合考慮供電、場地、溫濕度、防水、防鼠、電磁環境以及接地防雷。
3.服務器
對最上層的服務器和數據庫來說如何保證所提供服務的可靠性和不間斷性以及數據存儲的安全是決定一個信息系統安全的關鍵。首先必須使用不間斷電源(UPS)，保證服務器24小時不間斷工作，防止停電造成的數據庫損壞。對于中心服務器，目前大部分醫院采用的是雙機熱備份＋磁盤陣列柜的模式，當一個服務器發生故障時，備份服務器能在十幾秒的時間內進行切換，啟動數據庫，一般能在2～3分鐘內恢復業務處理。這樣只做到了一臺服務器出現故障時，能保證信息系統的正常運行，如果陣列出現故障，整個系統仍要停止運行，一般在條件允許的情況下應該備有應急服務器。應急服務器在日常工作時，通過數據庫的備份服務實時地進行異地備份，保證數據與中心服務器的同步，當雙機服務器或陣列出現故障時，系統能順利轉移到應急服務器上運行，所有用戶的使用方法保持不變，患者數據信息連續，不僅方便了操作人員，而且大大的提高了系統的安全性。
4.邊界安全
內外網物理斷開，這樣徹底消滅外網黑客的入侵，內外網需要交換信息時采用U盤或移動硬盤作為中介,并做好防病毒工作。
（二）外界環境對網絡設備安全的影響
1.溫度會導致邏輯電路產生邏輯錯誤，技術參數偏離，還會導致系統內部電源燒毀或燒壞某些元器件，影響機器運轉和導致一些熱敏器件內部損壞或不能正常工作。
2.濕度過高，會使接插件和集成電路的引線等結合部氧化、生繡、霉爛，造成接觸不良、開路或短路；濕度過低，會吸附灰塵，加劇噪聲。
3.對于機器內部的電路板上的雙列直插或組件的接線器，灰塵的阻塞會形成錯誤的運行結果。過多的塵?？稍斐山^緣電阻減小、泄漏電流增加，機器出現錯誤動作，如果空氣潮濕會引起元器件間放電、打火，從而損壞設備，嚴重的還會引起火災。
4.靜電是網絡使用中面臨的比較嚴重的問題，以上談到的溫度、濕度、塵埃等很多原因都可能引起靜電。計算機元器件和集成電路對靜電非常敏感，它的破壞常常是在不知不覺中發生。
5.靠近網絡的計算機、大型醫療設備和網絡設備自身等，都能產生電磁輻射，通過輻射、傳導等方式對網絡系統形成干擾。他們造成的問題是：設備的一些部件會失效，但那些部件的失效看起來又是由于其他部件引起的，像這樣的問題很容易被忽略，而且很難診斷，需要專門的診斷軟件和硬件來檢測。
二、計算機軟件的安全
（一）計算機操作系統的安全
目前一般醫院服務器和工作站的操作系統多采用微軟的WINDOWS系列操作系統，這要求對計算機使用的帳號、用戶權限、網絡訪問以及文件訪問等實行嚴格的控制和管理，定期做好監視、審計和事件日志記錄和分析，一方面減少各類違規訪問，另一方面，通過系統日志記下來的警告和報錯信息，很容易發現相關問題的癥結所在。及時下載和打好系統補丁，盡可能關閉不需要的端口，以彌補系統漏洞帶來的各類隱患。對各類工作站和服務器的CMOS設置密碼，取消不必要的光驅、軟驅，屏蔽USB接口，以防止外來光盤、軟盤和U盤的使用。對關鍵數據實行加密存儲并分布于多臺計算機。
（二）數據庫的安全
數據庫的選擇和備份是醫院計算機網絡安全管理中的重要問題。系統一旦投入運行，就要求24小時不間斷，而一旦發生中斷，后果將不堪設想。所以在開發系統軟件時，數據庫的選擇顯得尤為重要，在發生故障時應能自動將數據恢復到斷點，確保數據庫的完整。目前現有醫院計算機網絡系統在數據庫的選擇上多采用SQLSERVER、ORACLE數據庫。醫院的數據庫記錄時刻都處于動態變化之中，網管人員定時異地備份是不夠的，因為一旦系統崩潰，勢必存在部分數據的丟失。所以建立一套實時備份系統，這對醫院來說是非常重要的?，F在很多醫院采用磁盤陣列的方式進行對數據的實時備份，但是成本比較大，安全系數也不是很高。根據醫院這個特殊的網絡系統，可建議設計數據保護計劃來實現文件系統和網絡數據全脫機備份。例如，采用多個低價位的服務器分片負責，如門診收費系統采用一臺服務器，住院部系統采用另一臺服務器，同時再增設總服務器，在總服務器中全套備份所有醫院管理系統中的應用軟件，每日往總服務器中備份各個管理系統中產生的數據，與此同時也做好磁帶、光盤的備份，若有一臺分服務器出現異常，該系統就轉總服務器進行。這種運行機制，在一些醫院取得了很好的效果。
（三）病毒防范與入侵檢測
在客戶機和服務器上分別安裝相應版本防病毒軟件，及時更新病毒庫和殺毒引擎，在服務器上編寫網絡登陸腳本，實現客戶端病毒庫和殺毒軟件引擎的自動派送安裝。在服務器和安全性要求較高的機器上安裝入侵檢測系統，實時監控網內各類入侵、違規和破壞行為。
三、人為因素對網絡設備安全的影響
據不完全統計，某醫院三年內局部網絡設備非正常斷電所引起的故障中，有16起為施工斷電引起網絡設備意外斷電，有130起為醫務人員不小心碰斷HUB電源導致計算機不能聯網，而僅有5起為網絡設備自身不正常掉電或自動重啟，占因斷電所引起的網絡故障總數的3.2%，其余96.8%都是人為因素導致。這充分說明，人為因素應該引起我們足夠的重視，應該采取必要的措施降低人為因素導致的網絡故障率。具體措施包：
1.對全院職工，特別是對管理人員進行有關教育，讓他們樹立參與意識和主人翁意識，了解計算機管理的必要性和管理流程，對相關人員進行新業務模式和流程教育，對操作人員進行技術培訓，要求準確、熟練。
2.盡量不要在臨床科室使用帶電源適配器的小型集線器(HUB)。這也是局部網絡極不穩定的重要原因，有時維護人員要反復到現場數次解決此類問題。
3.施工前加強施工單位與網絡維護人員的協調，斷電前制定詳細的切換方案和應急方案。
4.合理規劃配線間和機柜位置，遠離人群，避免噪音。
5.分置配線間內的強電電源和斷電頻繁的照明電，爭取單獨供電，和供電部門協調保證24小時不斷電。
6.加強內部人員管理，要注意隨時觀察，盡量避免因此產生的網絡故障。
四、小結
隨著醫院計算機網絡的逐步發展，它漸漸成為一個醫院關鍵的、不可缺少的資源。我們必須積極主動的利用各種手段管理網絡、診斷問題、防患于未然，為醫院計算機信息系統提供良好的運行環境。
參考文獻
計算機網絡分析論文范文2
針對復雜網絡交疊團的聚類與模糊剖析辦法設計Issue(問題),給出一種新的模糊度量及對應的模糊聚類辦法,并以新度量為根底,設計出兩種發掘網絡模糊拓撲特征的新目標:團間銜接嚴密水平和模糊點對交疊團的銜接奉獻度,并將其用于網絡交疊模塊拓撲構造微觀剖析和團間關鍵點提取。實驗后果標明,運用該聚類與剖析辦法不只能夠取得模糊勾結構,并且可以提醒出新的網絡特征。該辦法為復雜網絡聚類后剖析提供了新的視角。
關鍵詞:網絡模糊聚類;團—點相似度;團間連接緊密度;團間連接貢獻度;對稱非負矩陣分解;網絡宏觀拓撲
團結構是復雜網絡普遍而又重要的拓撲屬性之一,具有團內連接緊密、團間連接稀疏的特點。網絡團結構提取是復雜網絡分析中的一個基本步驟。揭示網絡團結構的復雜網絡聚類方法[1~5]對分析復雜網絡拓撲結構、理解其功能、發現其隱含模式以及預測網絡行為都具有十分重要的理論意義和廣泛的應用前景。目前,大多數提取方法不考慮重疊網絡團結構,但在多數網絡應用中,重疊團結構更為普遍,也更具有實際意義。
現有的網絡重疊團結構提取方法[6~10]多數只對團間模糊點進行初步分析,如Nepusz等人[9,10]的模糊點提取。針對網絡交疊團結構的深入拓撲分析,本文介紹一種新的團—點相似度模糊度量。由于含有確定的物理含意和更為豐富的拓撲信息,用這種模糊度量可進一步導出團與團的連接緊密程度,以及模糊節點對兩團聯系的貢獻程度,并設計出新指標和定量關系來深度分析網絡宏觀拓撲連接模式和提取關鍵連接節點。本文在三個實際網絡上作了實驗分析,其結果表明,本方法所挖掘出的網絡拓撲特征信息為網絡的模糊聚類后分析提供了新的視角。
1新模糊度量和最優化逼近方法
設A=[Aij]n×n(Aij≥0)為n點權重無向網絡G(V,E)的鄰接矩陣,Y是由A產生的特征矩陣,表征點—點距離,Yij>0。假設圖G的n個節點劃分到r個交疊團中,用非負r×n維矩陣W=[Wki]r×n來表示團—點關系,Wki為節點i與第k個團的關系緊密程度或相似度。W稱為團—點相似度矩陣。令Mij=rk=1WkiWkj(1)
若Wki能精確反映點i與團k的緊密度,則Mij可視為對點i、j間相似度Yij的一個近似。所以可用矩陣W來重構Y,視為用團—點相似度W對點—點相似度Y的估計:
WTWY(2)
用歐式距離構造如下目標函數:minW≥0FG(Y,W)=Y-WTWF=12ij[(Y-WTW)。(Y-WTW)]ij(3)
其中:•F為歐氏距離;A。B表示矩陣A、B的Hadamard矩陣乘法。由此,模糊度量W的實現問題轉換為一個最優化問題,即尋找合適的W使式(3)定義的目標函數達到最小值。
式(3)本質上是一種矩陣分解,被稱為對稱非負矩陣分解,或s-NMF(symmetricalnon-negativematrixfactorization)。s-NMF的求解與非負矩陣分解NMF[11,12]的求解方法非常類似。非負矩陣分解將數據分解為兩個非負矩陣的乘積,得到對原數據的簡化描述,被廣泛應用于各種數據分析領域。類似NMF的求解,s-NMF可視為加入限制條件(H=W)下的NMF。給出s-NMF的迭代式如下:
Wk+1=Wk。[WkY]/[WkWTkWk](4)
其中:[A]/[B]為矩陣A和B的Hadamard矩陣除法。
由于在NMF中引入了限制條件,s-NMF的解集是NMF的子集,即式(4)的迭代結果必落入NMF的穩定點集合中符合附加條件(H=W)的部分,由此決定s-NMF的收斂性。
在求解W之前還需要確定特征矩陣。本文選擴散核[13]為被逼近的特征矩陣。擴散核有明確的物理含義,它通過計算節點間的路徑數給出任意兩節點間的相似度,能描述網絡節點間的大尺度范圍關系,當兩點間路徑數增加時,其相似度也增大。擴散核矩陣被定義為K=exp(-βL)(5)
其中:參數β用于控制相似度的擴散程度,本文取β=0.1;L是網絡G的拉普拉斯矩陣:
Lij=-Aiji≠j
kAiki=j(6)
作為相似度的特征矩陣應該是擴散核矩陣K的歸一化形式:
Yij=Kij/(KiiKjj)1/2(7)
基于擴散核的物理含義,團—點相似度W也具有了物理含義:團到點的路徑數。實際上,W就是聚類結果,對其列歸一化即可得模糊隸屬度,需要硬聚類結果時,則選取某點所對應列中相似度值最大的團為最終所屬團。
2團—團關系度量
團—點相似度W使得定量刻畫網絡中的其他拓撲關系成為可能。正如WTW可被用來作為點與點的相似度的一個估計,同樣可用W來估計團—團關系:
Z=WWT(8)
其物理含義是團與團間的路徑條數。很明顯,Z的非對角元ZJK刻畫團J與團K之間的緊密程度,或團間重疊度,對角元ZJJ則刻畫團J的團內密度。
以圖1中的對稱網絡為例,二分團時算得
Z=WWT=1.33760.0353
0.03531.3376
由于圖1中的網絡是對稱網絡,兩團具有同樣的拓撲連接模式,它們有相同的團內密度1.3376,而團間重疊度為0.0353。
3團間連接貢獻度
ZJK度量了團J與團K間的重疊程度:
ZJK=na=1WJaWKa(9)
其中:WJaWKa是這個總量來自于點a的分量。下面定義一個新指標來量化給定點對團間連接的貢獻。假設點i是同時連接J、K兩團的團間某點,定義點i對團J和團K的團間連接貢獻度為
Bi=[(WJiWKi)/(na=1WJaWKa)]×100%(10)
顯然,那些團間連接貢獻大的點應處于網絡中連接各團的關鍵位置,它們對團間連接的穩定性負主要責任。將這種在團與團間起關鍵連接作用的點稱為關鍵連接點。為了設定合適的閾值來提取團間關鍵連接點,本文一律取B>10%的點為關鍵連接點。
4實驗與結果分析
下面將在三個實際網絡上展開實驗,首先根據指定分團個數計算出團—點相似度W,然后用W計算團—團關系和B值,并提取關鍵連接點。
4.1海豚社會網
由Lusseau等人[14]給出的瓶鼻海豚社會網來自對一個62個成員的瓶鼻海豚社會網絡長達七年的觀測,節點表示海豚,連線為對某兩只海豚非偶然同時出現的記錄。圖2(a)中名為SN100(點36)的海豚在一段時間內消失,導致這個海豚網絡分裂為兩部分。
使用s-NMF算法聚類,海豚網絡分為兩團時,除30和39兩點外,其他點的分團結果與實際觀測相同,如圖2(a)所示。計算B值并根據閾值提取出的五個關鍵連接點:1、7、28、36、40(虛線圈內),它們對兩團連接起到至關重要的作用。圖2(b)為這五點的B值柱狀圖。該圖顯示,節點36(SN100)是五個關鍵連接點中B值最大者,對連接兩團貢獻最大。某種程度上,這個結果可以解釋為什么海豚SN100的消失導致了整個網絡最終分裂的影響。本例說明,s-NMF算法及團間連接貢獻程度指標在分析、預測社會網絡演化方面有著獨具特色的作用。
4.2SantaFe科學合作網
用本算法對Newman等人提供的SantaFe科學合作網絡[15]加以測試。271個節點表示涵蓋四個學術領域的學者,學者合作發表文章產生網絡連接,構成了一個加權合作網絡。將本算法用于網絡中一個包含118個節點的最大孤立團,如圖3(a)所示。
圖3(a)中,四個學科所對應的主要組成部分都被正確地分離出來,mathematicalecology(灰菱形)和agent-basedmodels(白方塊)與文獻[15]的結果一致,中間的大模塊statisticalphysics又被細分為四個小塊,以不同灰度區分。計算了24個點的團間連接度貢獻值B,從中分離出11個B值大于10%的點作為關鍵連接點:1、2、4、6、11、12、20、47、50、56、57,其標號在橫軸下方標出,見圖3(b),并在圖3(a)中用黑色圓圈標記,這些連接點對應那些具有多種學科興趣、積極參與交叉研究的學者。除去這11個點時,整個網絡的連接布局被完全破壞,見圖3(a)下方灰色背景縮小圖,可見關鍵連接點的確起到重要的溝通各模塊的作用。
4.3雜志索引網絡
在Rosvall等人[16]建立的2004年雜志索引網絡上進行測試。網絡節點代表雜志,分為物理學(方形)、化學(方形)、生物學(菱形)、生態學(三角形)四個學科領域,每個學科中各選10份影響因子最高的刊物,共40個節點,若某刊物文章引用了另一刊物文章,則兩刊間有一條連線,形成189條連接。使用s-NMF對該網4分團時,聚類結果與實際分團情況完全一致,如圖4(a)所示。
由本算法得出的團—點相似度W在網絡宏觀拓撲結構的挖掘方面有非常有趣的應用,如第2章所述,用W計算團—團相似度矩陣Z=WWT,其對角元是團內連接密度,非對角元表征團與團的連接緊密程度,故Z可被視為對原網絡的一種“壓縮表示”。如果將團換成“點”,將團與團之間的連接換成“邊”,利用Z的非對角元,就能構造出原網絡的一個壓縮投影網絡,如圖4(b)所示。這是原網絡的一個降維示意圖,也是團與團之間關系定量刻畫的形象表述,定量地反映了原網絡在特定分團數下的“宏觀(全局)拓撲輪廓”,圖上團間連線色深和粗細表示連接緊密程度。由圖4(b)可以看到,physics和chemistry連接最緊密,而chemistry與biology和biology與ecology次之。由此推測,如果減少分團數,將相鄰兩團合并,連接最緊密的兩團必首先合并為一個團。實際情況正是如此:分團數為3時,biology和ecology各自獨立成團,physics和chemistry合并為一個大團,這與文獻[11]結果一致。
5討論
網絡模糊聚類能幫助研究者進一步對團間的一些特殊點進行定量分析,如Nepusz等人[9]用一種橋值公式來刻畫節點在多個團間的共享程度,即節點從屬度的模糊程度。而本文的團間連接貢獻度B反映出節點在團間連接中所起的作用大小。本質上它們是完全不同的兩種概念,同時它們也都是網絡模糊分析中所特有的。團間連接貢獻度指標的提出,將研究引向對節點在網絡宏觀拓撲模式中的影響力的關注,是本方法的一個獨特貢獻。無疑,關鍵連接點對團間連接的穩定性起到很大作用,如果要迅速切斷團間聯系,改變網絡的宏觀拓撲格局,首先攻擊關鍵連接點(如海豚網中的SD100)是最有效的方法。團間連接貢獻度這一定義的基礎來自于對團與團連接關系(Z)的定量刻畫,這個定量關系用以往的模糊隸屬度概念無法得到。由于W有明確的物理含義,使得由W導出的團—團關系Z也具有了物理含義,這對網絡的宏觀拓撲分析非常有利。
6結束語
針對復雜網絡交疊團現象,本文給出了一個新的聚類后模糊分析框架。它不僅能對網絡進行模糊聚類,而且支持對交疊結構的模糊分析,如關鍵點的識別和網絡宏觀拓撲圖的提取。使用這些新方法、新指標能夠深入挖掘潛藏于網絡的拓撲信息。從本文的聚類后分析不難看出,網絡模糊聚類的作用不僅在于聚類本身,還在于模糊聚類結果能夠為網絡拓撲深入分析和信息挖掘提供支持,而硬聚類則不能。今后將致力于對團間連接貢獻度指標進行更為深入的統計研究。
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計算機網絡分析論文范文3
論文關鍵詞：安全信息；系統建設；事故預控
安全信息是企業安全生產過程中一項十分寶貴的資源。在現代化的生產條件下，要有效地控制事故的發生，必須依賴于安全信息，安全信息猶如企業安全管理的“神經系統”，安全信息失靈，就會引起企業安全生產的混亂，甚至癱瘓。由此可見，安全信息在安全管理中占有舉足輕重的地位。
1 安全信息的作用
（1）安全信息是企業進行安全管理活動的重要基礎。安全管理計劃措施的正確與否，安全生產指揮、處理是否得當，安全與生產是否協調一致，很大程度上依賴于安全信息的可靠性與純真性。如果信息提供的及時、質量高，安全計劃措施越能切合實際，指揮處理失誤越少，協調成功的機會越多。
（2）安全信息是安全決策、安全管理的客觀依據。所謂安全決策是運用科學管理的方法，對企業存在的重大事故隱患、重大不安全問題提出最佳方案加以解決的過程。在安全決策的制定和執行過程中，存在著大量的不確定的隨機因素，需要不斷的地進行安全信息反饋，進行協調整改，使決策符合企業實際情況，有利于不安全問題的及時解決。
（3）安全信息是控制企業傷害事故的有效手段。安全信息的傳遞與處理，都是為了控制企業事故的發生，達到安全生產的目的?？刂频闹饕蝿帐前迅鞣N危險因素控制在人類可能接受的范圍之內，控制在國家安全技術標準及局公司要求允許范圍內。各類危險性一旦失控會產生嚴重后果。
2 安全信息反饋和事故預測預控
建立安全信息系統的目的在于加強安全信息的反饋，做好事故預測預控。事故隱患整改過程是一個系統調節反饋過程，每起事故隱患，不可能一次反饋調節，是控制危險因素及時消除事故隱患，實現安全生產的重要環節，我們的具體做法有以下幾點：
（1）制定安全信息管理辦法，繪制企業安全信息控制、反饋的示意圖，使廣大干部、職工明確反饋渠道，懂得安全信息傳遞路線，確保安全信息傳遞路線，確保安全信息在生產過程中暢通無阻。我們每天調度交接班會，每月安全生產會上都要首先通報安全信息，并制定相應的安全措施，消除了事故隱患，公司每季、每年的第一個會是公司安委會，總結季度、年度安全工作，布置下一季度和年度安全工作，同時認真抓好落實，保證了安全。
（2）推行安全信息反饋單制度（即隱患整改通知單制度），分系統，按職責將事故隱患及時反饋到有關部門和單位，并遵循“三定四不推”原則，（即：隱患整改定整改時間、定整改單位、定責任人，班組能解決的隱患不推車間，車間能解決的隱患不推公司，公司能解決的隱患不推局，局能解決的隱患不推市。）限期整改，安全主管部門督促檢查落實。
（3）公司安全信息反饋中心每周把收集或需要反饋的安全信息進行篩選整理，將典型事故案例，上級有關安全方面的指示，公司安全生產動態，當前安全工作的重點以及公司安委會對安全的有關決定，刊登在《安全簡報》上，既為班組安全活動日提供了豐富資料，促進了班組安全活動日順利開展，又宣傳了安全信息知識，增強了職工的安全及信息意識。有效地推動了安全信息管理科學化規范化的深入發展。
（4）建立安全信息計算機網絡分析系統，進行網絡的各種安全信息的輸入，運用計算機網絡信息管理系統，以季度、半年、年為單位，分別進行統計分析運算。通過對安全信息數據的分析，確定當前或以后一段時期的安全管理工作重點，作為部署季度、半年和年度安全工作的依據，把安全管理從傳統的事后追蹤變為事前預防控制。
（5）安全檢查是安全信息管理系統成敗之關鍵。建立安全檢查表，安全檢查表依據從危險源辨識和系統安全分析（主要是事故樹分析）得到的事故隱患檔案確定。要求設計崗位檢查內容各異，表格形式通用的安全檢查表，同時融安全檢查和設備點檢的要求于一表，以減輕工人負擔。檢查表的主要內容包括：檢查項目，檢查內容（包括其它新的內容）及標準，檢查結果（包括備注）以及檢查人和檢查日期。各危險崗位的工作人員和安全員應嚴格按照檢查表進行檢查，及時將事故隱患反饋給安監部門。如果發現的事故隱患已由工作人員或車間內部自己解決，也需記入檢查表內，并注明已得到整改。
（6）隱患整改是安全信息管理系統的最后實施體現。應該建立以安監、公安、機電設備、調度、貨運、工藝六個專業部門為主體的隱患整改機制，凡屬于設備、電氣方面的信息，直接由機電設備部門解決，裝卸工藝及裝卸工屬具方面的問題由工藝部門解決，這種按系統管理，分級負責的方法有利于充分發揮各專業部門的安全生產責任及其積極性。安監部門的信息管理系統，分系統、按職責將事故隱患制成各種專業報表，通過安全信息管理系統網絡，及時反饋到有關部門，及時消除事故隱患，是實現安全生產的重要環節。
（7）進行綜合治理，推行安全信息管理方法和安全信息計算機網絡分析，決不能孤立地進行，還必須與加強基礎安全管理相結合，同其他科學管理方法配套進行。幾年來，在抓好安全信息管理的同時，我們還十分重視運用科學的管理方法搞好安全管理，并在此基礎上，加強了對危險源點的控制，自始至終把安全信息管理置身于企業管理這個大系統中，力求與企業管理水平同步提高，取得較好成績。
計算機網絡分析論文范文4
Abstract： Based on the topology of the network and performance index of network equipment， from the operation mechanism and protocol of rip protocol and OSPF protocol in small and medium-sized network， through the analysis of the comprehensive performance index of agreement in the network， like stability and transmission performance， this paper studied the specific algorithm of rip protocol and OSPF protocol， and finally got the best matching network and matching environment of two kinds of protocol through combining with the performance index of network equipment and the topology of the network.
關鍵詞： OSPF；RIP；拓撲；Dijkstra 算法；D-V算法
Key words： OSPF；Rip；topology；Dijkstra algorithm；D-V algorithm
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）05-0194-04
0 引言
近幾年來，特別是在步入21世紀之后，Internet規模的發展非常的迅速，Internet逐漸的走到了千家萬戶，并成為了人們生活中的一部分。同時當前的Internet的節點并不是單純指的是計算機，還包括了PDA、移動電話、各種各樣的終端甚至包括冰箱、電視等家用電器，這些設備都能夠被接入網絡之中。我國從上世紀90年代開始就已經建起了面向全社會的網絡基礎設施，交換機路由器大量的在我國的網絡互聯設備中應用，并逐步的完善我國的網絡建設，伴隨著我國電信網，計算機網絡以及有線電視網絡的三網融合進程的推進，我國的網絡建設越來越完善，并在更多的領域發揮著作用。這些服務的提供離不開交換機路由器配置各種路由協議，比如RIP、OSPF、BGP等，在各種類型的網絡中，究竟使用何種協議，如何在不同的網絡環境下達到網絡設備與網絡協議最佳匹配，成為三網融合時代企及解決的課題。
文中首先分析計算機網絡的常見拓撲結構與網絡設備性能的關系，其次對IP數據包在網絡設備中的運行原理與IP數據包在路由器中轉發過程進行了研究，接著對當前在互聯網中廣泛部署的兩大動態路由協議OSPF與RIP的算法進行了詳細分析，最后根據OSPF與RIP的算法特點與網路結構的類型得出OSPF與RIP協議的最佳匹配網絡環境。
1 網絡拓撲結構與網絡設備性能分析
網絡（network）是一個復雜的人或物的互連系統。計算機網絡，就是把分布在不同地理區域的計算機以及專門的外部設備利用通信線路互連成一個規模大、功能強的網絡系統，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享信息資源。由于連接介質的不同，通信協議的不同，計算機網絡的種類劃分方法名目繁多。但一般來講，計算機網絡可以按照它覆蓋的地理范圍，劃分成局域網和廣域網，以及介于局域網和廣域網之間的城域網（MAN，Metropolitan Area Network）。而網絡的拓撲（topology）結構依據局域網和廣域網的類型也可以分為不同類型[1]。但是在日益龐大的互聯網中，網絡設備的性能與網絡的拓撲結構相輔相成。
拓撲（topology）結構定義了組織網絡設備的方法。LAN有總線（bus）型、星型（star）等多種拓撲結構。在總線拓撲中，網絡中的所有設備都連接到一個線性的網絡介質上，這個線性的網絡介質稱為總線。當一個節點在總線拓撲網絡上傳送數據時，數據會向所有節點傳送。每一個設備檢查經過它的數據，如果數據不是發給它的，則該設備丟棄數據；如果數據是發向它的，則接收數據并將數據交給上層協議處理。典型的總線拓撲具有簡單的線路布局，該布局使用較短的網絡介質，相應地，所需要的線纜花費也較低。缺點是很難進行故障診斷和故障隔離，一旦總線出現故障，就會導致整個網絡故障；而且，LAN任一個設備向所有設備發送數據，消耗了大量帶寬，大大影響了網絡性能。在這樣的拓撲結構中對網絡設備的要求比較平均，性能優良的路由器或交換機不能有效發揮其作用。
星型拓撲結構有一個中心控制點。當使用星型拓撲時，連接到局域網上的設備間的通信是通過與集線器或交換機的點到點的連線進行的。星型拓撲易于設計和安裝，網絡介質直接從中心的集線器或交換機處連接到工作站所在區域；星型拓撲易于維護，網絡介質的布局使得網絡易于修改，并且更容易對發生的問題進行診斷。在局域網構建中，大量采用了星型拓撲結構。當然，星型拓撲也有缺點，一旦中心控制點設備出現了問題，容易發生單點故障；每一段網絡介質只能連接一個設備，導致網絡介質數量增多，局域網安裝成本相應提升。在這樣的拓撲結構中，一般要求中心控制點的網絡設備是整個網絡中處理性能與穩定性最優的設備。
這些拓撲結構是邏輯結構，和實際的物理設備的構型沒有必然的關系，如邏輯總線型和環型拓撲結構通常表現為星型的物理網絡組織。WAN常見的網絡拓撲結構有星型、樹型、全網狀（Full meshed）、半網狀等等[2]。在對網絡進行路由協議的部署時，要依據網絡的拓撲結構與網絡設備的處理性能進行最優配置。
2 RIP協議與OSPF協議在網絡環境中的應用配置研究
路由器提供了將異地網互聯的機制，路由就是指導IP 數據包發送的路徑信息，在路由器上運行一定的路由協議就可實現將一個數據包從一個網絡發送到另一個網絡。
在互連網中進行路由選擇要使用路由器，路由器只是根據所收到的數據報頭的目的地址選擇一個合適的路徑（通過某一個網絡），將數據包傳送到下一個路由器，路徑上最后的路由器負責將數據包送交目的主機。數據包在網絡上的傳輸就好像是體育運動中的接力賽一樣，每一個路由器只負責自己本站數據包通過最優的路徑轉發，通過多個路由器一站一站的接力將數據包通過最優最佳路徑轉發到目的地，當然有時候由于實施一些路由策略數據包通過的路徑并不一定是最佳路由[3]。
路由器轉發數據包的關鍵是路由表。每個路由器中都保存著一張路由表，表中每條路由項都指明數據包到某子網或某主機應通過路由器的哪個物理端口發送，然后就可到達該路徑的下一個路由器，或者不再經過別的路由器而傳送到直接相連的網絡中的目的主機。當網絡拓撲結構十分復雜時，手工配置靜態路由工作量大而且容易出現錯誤，這時就可用動態路由協議，讓其自動發現和修改路由，無需人工維護，但動態路由協議開銷大，配置復雜。
有的動態路由協議在TCP/IP協議棧中都屬于應用層的協議。但是不同的路由協議使用的底層協議不同。OSPF將協議報文直接封裝在IP報文中，協議號89，由于IP協議本身是不可靠傳輸協議，所以OSPF傳輸的可靠性需要協議本身來保證。RIP使用UDP作為傳輸協議，端口號520。
按照工作區域，路由協議可以分為IGP和EGP。IGP（Interior gateway protocols ）內部網關協議在同一個自治系統內交換路由信息，RIP和IS-IS都屬于IGP。IGP的主要目的是發現和計算自治域內的路由信息。EGP（Exterior gateway protocols）外部網關協議用于連接不同的自治系統，在不同的自治系統之間交換路由信息，主要使用路由策略和路由過濾等控制路由信息在自治域間的傳播，應用的一個實例是BGP。按照路由的尋徑算法和交換路由信息的方式，路由協議可以分為距離矢量協議（Distant-Vector）和鏈路狀態協議。距離矢量協議包括RIP和BGP，鏈路狀態協議包括OSPF、IS-IS。
距離矢量路由協議基于貝爾曼－福特算法，使用D-V 算法的路由器通常以一定的時間間隔向相鄰的路由器發送他們完整的路由表。接收到路由表的鄰居路由器將收到的路由表和自己的路由表進行比較，新的路由或到已知網絡但開銷（Metric）更小的路由都被加入到路由表中[4]。相鄰路由器然后再繼續向外廣播它自己的路由表（包括更新后的路由）。距離矢量路由器關心的是到目的網段的距離（Metric）和矢量（方向，從哪個接口轉發數據）。在發送數據前，路由協議計算到目的網段的Metric；在收到鄰居路由器通告的路由時，將學到的網段信息和收到此網段信息的接口關聯起來，以后有數據要轉發到這個網段就使用這個關聯的接口。
鏈路狀態路由協議基于Dijkstra算法，有時被稱為最短路徑優先算法。L-S算法提供比RIP等D-V算法更大的擴展性和快速收斂性，但是它的算法耗費更多的路由器內存和處理能力。D-V算法關心網絡中鏈路或接口的狀態（up或down、IP地址、掩碼），每個路由器將自己已知的鏈路狀態向該區域的其他路由器通告，這些通告稱為鏈路狀態通告（LSA：Link State Advitisement）。通過這種方式區域內的每臺路由器都建立了一個本區域的完整的鏈路狀態數據庫。然后路由器根據收集到的鏈路狀態信息來創建它自己的網絡拓樸圖，形成一個到各個目的網段的帶權有向圖。鏈路狀態算法使用增量更新的機制，只有當鏈路的狀態發生了變化時才發送路由更新信息，這種方式節省了相鄰路由器之間的鏈路帶寬。部分更新只包含改變了的鏈路狀態信息，而不是整個的路由表[5][11]。
3 路由協議在網絡環境中的性能指標
為了綜合比較兩種路由協議在網絡中性能指標，我們搭建匯聚與接入的兩層網絡環境，在這兩種網絡環境中分別部署OSPF與RIP協議，然后用網絡分析儀對部署兩種不同協議的網絡性能指標如帶寬與時延等進行對比分析，網絡拓撲如圖1所示。
帶寬（bandwidth）和延遲（delay）是衡量網絡性能的兩個主要指標。LAN和WAN都使用帶寬（bandwidth）來描述網絡上數據在一定時刻從一個節點傳送到任意節點的信息量。帶寬分為兩類：模擬帶寬和數字帶寬。本文所述的帶寬指數字帶寬。帶寬的單位是位每秒（bps，bit per second），代表每秒鐘一個網段發送的數據位數。網絡的時延（delay），又稱延遲，定義了網絡把一位數據從一個網絡節點傳送到另一個網絡節點所需要的時間。網絡延遲主要由傳導延遲（propagation delay）、交換延遲（switching delay）、介質訪問延遲（access delay）和隊列延遲（queuing delay）組成。總之，網絡中產生延遲的因素很多，可能是網絡設備的問題，也可能是傳輸介質、網絡協議標準的問題；可能是硬件，也可能是軟件的問題[6][11]。
路由的花費（metric）標識出了到達這條路由所指的目的地址的代價，通常路由的花費值會受到線路延遲、帶寬、線路占有率、線路可信度、跳數、最大傳輸單元等因素的影響，不同的動態路由協議會選擇其中的一種或幾種因素來計算花費值（如RIP用跳數來計算花費值）。該花費值只在同一種路由協議內有比較意義，不同的路由協議之間的路由花費值沒有可比性，也不存在換算關系。
在上述網絡環境中OSPF與RIP協議，網絡分析儀對部署兩種不同協議的網絡性能指標對比分析如圖2～4。
通過上述實驗，對ospf與rip的帶寬、延遲、路由花費進行比較，可以看出兩種協議的性能基本一致。
4 兩種路由協議性能指標與協議算法分析
距離矢量路由協議的優點：配置簡單，占用較少的內存和CPU 處理時間。缺點：擴展性較差，比如RIP最大跳數不能超過16跳。
鏈路狀態路由協議基于Dijkstra算法，有時被稱為最短路徑優先算法。L-S算法提供比RIP等D-V算法更大的擴展性和快速收斂性，但是它的算法耗費更多的路由器內存和處理能力。D-V算法關心網絡中鏈路或接口的狀態（up或down、IP地址、掩碼），每個路由器將自己已知的鏈路狀態向該區域的其他路由器通告，這些通告稱為鏈路狀態通告（LSA：Link State Advitisement）。通過這種方式區域內的每臺路由器都建立了一個本區域的完整的鏈路狀態數據庫[7]。然后路由器根據收集到的鏈路狀態信息來創建它自己的網絡拓樸圖，形成一個到各個目的網段的帶權有向圖。鏈路狀態算法使用增量更新的機制，只有當鏈路的狀態發生了變化時才發送路由更新信息，這種方式節省了相鄰路由器之間的鏈路帶寬。部分更新只包含改變了的鏈路狀態信息，而不是整個的路由表。
RIP：RIP協議是D-V算法路由協議的一個典型實現，非常古老的路由協議，RIP協議適用于中小型、比較穩定的網絡，有RIPv1和RIPv2兩個版本，RIP基于UDP，端口號為520，以跳數（hop）為路由度量，兩個路由器之間缺省為1跳，16跳為不可達，RIP更新報文以廣播地址周期性發送，缺省30秒，RIPv2可使用組播地址（224.0.0.9）發送，支持驗證和VLSM。優點：實現簡單，配置容易，維護簡單，可以支持IP，IPX等多種網絡層協議[8][12]。缺點：路由收斂速度慢，在極端的情況下，存在路由環路問題，以跳數（hop）標記的metric值不能真實反映路由開銷，有16跳的限制，不適合大規模的網絡，周期性廣播，開銷比較大。OSPF（Open Shortest Path First），目前IGP中應用最廣、性能最優的一個協議（最新版本是version 2，RFC2328），具有如下特點：無路由自環，可適應大規模網絡，路由變化收斂速度快，支持區域劃分，支持等值路由，支持驗證，支持路由分級管理，支持以組播方式發送協議報文[10][13]。
5 兩種協議的最佳匹配網絡環境
對于不同網絡環境RIP與OSPF各有自己的優缺點，綜合網絡設備的性能之標與網絡的拓撲結構，在小型網絡中如果網絡維護人員數量有限并且網絡設備的成本較低與性能一般，我們有限考慮使用配置簡單，占用較少的內存和CPU處理時間的RIP協議，RIP協議在這樣的網絡環境中能充分發揮其優勢。并且RIP隊列延與遲交換延遲比使用OSPF要小。同時路由變化收斂速度快也比OSPF協議要快。在中大型網絡中我們考慮到RIP容易出現路由自環路，路由收斂速度慢，有16跳的限制，我們最好選用OSPF協議，在大型網路中骨干網絡的網路設備性能比較優越，OSPF協議指定一臺骨干路由器作為DR，完全可以滿足處理大量路由信息的需求，對非骨干網絡，網絡設備的性能不需要特別要求即可實現路由變化的快速收斂。
RIP與OSPF兩種路由協議在當今互聯網中已經廣泛應用，但隨著電子芯片技術的不斷發展，網絡設備的處理性能得到突飛猛進的提高，并且其價格越來越低，因此RIP占用較少的內存和CPU處理時間的優勢逐漸被打破，但是隨著物聯網與云計算技術的發展，網絡上的節點不再單純是計算機，還將包括各種各樣的終端甚至包括冰箱、電視等家用電器，這些設備都需要接入到網絡中，同時還有RFID標簽與讀寫器，對于這樣連接這些終端的小型網絡環境，RIP仍能充分發揮其優勢。
參考文獻：
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計算機網絡分析論文范文5
[關鍵詞] 協同運輸 智能算法 多Agents系統
引言
近年來，我國運輸業從事各種方式運輸的企業數量眾多，規模普遍不大，管理水平有待提高，加上一些個體運輸的存在，企業之間競相壓價，加之來自國外物流企業的競爭，運輸市場秩序亟待整理。2008年3月中國交通運輸部成立，各種運輸方式的企業逐漸區域統一管理，現有的各方式運輸企業如何建構相互之間的競爭關系、如何改善運輸經營狀況和提高管理水平是目前運輸業健康發展必須要解決的問題。文獻敘述了從物流的角度出發，供應鏈合作的新概念即CTM，文獻和提出現代物流與綜合運輸需協同發展以及基于馬爾柯夫鏈的供應鏈協同計劃，文獻則分別對遺傳算法和供應鏈過程進行了討論。
本文結合我國當前運輸業現狀，以運輸企業之間的合作問題入手，引入各種運輸方式運輸企業之間的協同運輸理念和經營管理模式。結合GIS（Geography Information System，以下簡稱GIS）信息技術，分析研究運輸企業相互間進行業務合作的技術與方法，以提高企業的經營管理水平，降低運輸經營成本，整合企業與社會間的資源，優化綜合運輸體系，創造更好的社會效益。
一、CTM含義
協同學中的核心概念協同與協調、合作、協作等詞義大體相近，但CTM卻有如下含義：
1.系統中子系統之間的協同合作，客觀存在于系統中，即存在于系統自發的獨立運動，又存在于因它們之間的相互作用而形成的關聯運動。
當系統外界控制參量尚未達到一定的閾值前，子系統之間關系較弱，獨立運動占據著主導地位，系統則呈現出無序狀態。當控制參量不斷接近閾值時，子系統之間的關聯運動開始逐漸占據主導地位、當控制參量達到閾值時，相互關聯代替相對獨立、相互競爭占據主導地位，從而表現出協調、合作，其整體效應增強，系統從無序狀態走向有序狀態，即協同導致有序，系統的協同效應得以形成，系統的宏觀有序結構便因此而出現。由此可見，子系統之間的協同效應決定著系統的有序性。
2.運輸協同包括運力協同和運量協同，就是協同企業為了降低運輸成本，提高服務水平和服務質量，把需要協同的訂單及各企業運力、運量信息在網絡中進行優化，確定最合理的運輸設備和運輸路徑，實現綜合運輸服務的最優化。
運輸企業間的CTM是運輸企業為了提高市場競爭力，提高服務質量和服務水平，維持和擴大市場份額而尋求與其他運輸企業合作的一種新型的經營管理模式。協同強調的是協同效應，因此CTM伙伴之間必然是優勢互補的協調與合作，不擁有相同的市場，借助的是信息系統的支撐，是以計算機網絡、通信設備為基礎，將企業難以勝任的或難以高效完成的運輸服務包給協同伙伴。這樣企業CTM可以理解為兩個或多個運輸企業，為完成某項運輸任務相互分工合作，共同完成整個運輸，實現貨物空間位置上的轉移的運輸方式。它可以是各種不同運輸方式的組合，也可是同種運輸方式在不同地理位置的接力。
二、CTM過程特點
1.特點
(1)由多個具有自主性Agent構成，這些Agent可以是性質不同的實體，且每個Agent可能都有各自的目標和行為模型；
(2)每個Agent只具有有限的信息資源和問題求解能力，缺乏實現協作的全局觀點，知識和數據分散，決策過程是異步執行的；
(3)Agent通過交互求解問題，系統不存在全局控制，即控制是分布的。多個Agent構成的復雜系統的原理和Agent之間的協調與交互機制，以使Agent能選擇有利于系統聯合目標的行為。
2.在根據運單需求確定需要協同的任務目標后，其協同過程如下：
(1)協同規劃及求解協同結構，進行任務的分解；
(2)尋求協同伙伴，進行任務的分配，選擇協同方案；
(3)任務的實施，具體實現目標。
三、GIS在CTM中的功能
GIS在CTM中的最突出的功能就是進行網絡分析。它包括以下幾個方面：
1.路徑分析。路徑分析是網絡分析中的基本功能，其核心是對最短路徑和最佳路經的求解。最短路徑的產生基于網線的阻礙強度，最佳路徑就是網絡中兩點間阻礙強度最小的路徑。如果要找最快路徑，阻礙強度要預先設定為通過網線或在節點處滯留所花費的時間，如果要找費用最小的路徑，阻礙強度就是費用。
2.資源分配。資源分配就是為網絡中的網線和節點按阻礙強度的大小來尋找確定最近的中心進行資源發散或匯集的地方。這里的資源分配就是運輸任務的分配，車輛的調度等。
3.流分析。所謂流，就是將資源有一個地點運送到另一個地點。流分析的問題主要是按照某種最優化標準比如：時間最少、費用最低、路程最短或運送量最大等設計運送方案。
在運輸協同中，GIS充當著信息系統的角色，在車輛導航定位和監控調度管理中獨樹一幟。G1S集中車輛行駛交通通達性信息系統和被管理目標主題信息于一體，不但能夠借助電子地圖迅速準確地為車輛駕駛員和系統管理員提供各種信息的查詢，靈活方便地為車輛在運輸網絡任意兩節點間選擇最佳行駛路線，并且能夠通過監控中心與管理車輛之間的雙向通訊，對車輛實行跟蹤和調度管理。
四、CTM分析
1.CTM是我國運輸企業為了提高市場競爭力，提高服務質量和服務水平，維持和擴大市場份額而尋求與其他運輸企業合作的一種新型的經營管理模式。其目的是建立長期的、穩定的合作關系，達到雙贏的效果，在目前交通運輸成立的政策背景下，可以預見，不同運輸方式的運輸企業之間的CTM發展將越來越多。
2.運輸協同組織是虛擬組織。它是協同伙伴在共同合作的基礎上，由各成員共同組建協同小組，借助于網絡技術和信息系統，對CTM任務以協同體的成本最小為原則進行統一分配，并用GIS決策技術指定最短行駛路線，對協同運力實行統一調度，減少空載行駛，協調各成員之間的沖突，實現協同伙伴之間的資源共享，經營成本最小，避免重復建設和資源浪費。
3.協同伙伴的選擇有一定的選擇標準，需要對潛在協同對象的兼容性、互補性、能力等匹配性或兼容性進行研究和考察。兼容性包括企業間在戰略發展、企業文化、管理理念與模式、財務方面相互適應，彼此匹配，是否存在沖突和具有良好的合作性。同時企業之間在市場上的互補和信息技術的共享是協同的必要條件。在考察潛在伙伴的能力時，通過對潛在伙伴市場能力、技術能力、運輸網絡方面考察，研究通過CTM，協同雙方是否能實現較好的經濟效益。
4.以G1S為運輸協同體的信息平臺利用Agent設計理論和網絡算法理論，開發針對多企業CTM的軟件系統，以實現對CTM調度的可視化和人工智能管理。調度的最優化包括對運輸任務的合理化分解、分配、運力的合理化調度與最短運輸路線的規劃。
5.要實現有效的和最優化的CTM，運輸協同體的信息管理系統在數據庫的處理過程中必須有其自身的系統特性和工作系統控制規則，包括技術要求、同步機制、協作機制與安全機制等。
6.目前尚有待進一步研究CTM信息系統數據庫開發、協同利益分配問題、協同體協調機制、協同成員的制約機制等。
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