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故障预测数学在网络系统维护中的应用

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故障预测数学在网络系统维护中的应用故障预测数学在网络系统维护中的应用 1998总第四十二期电脑应用技术 , 诅,故障系统 史孟华弋f{fj (青岛海洋大学计算机系,青岛266003)1 摘要本文通过对故障预测数学的原理的分析,结合计算机网络系统的特点,给出了几种网 络系统预防性雏护的方法.这些行之有效的方法对中大型网络的维护有很好的实用 关锎维护传输链琏关键词预测数学预防性维护传输链?一—— l一,弓f言 随着计算机网络技术的飞速发展和普及,网络规模越来越大,用户越来越多,从LAN,企 业Intranet到Internet,网...

故障预测数学在网络系统维护中的应用
故障预测数学在网络系统维护中的应用 1998总第四十二期电脑应用技术 , 诅,故障系统 史孟华弋f{fj (青岛海洋大学计算机系,青岛266003)1 摘要本文通过对故障预测数学的原理的分析,结合计算机网络系统的特点,给出了几种网 络系统预防性雏护的方法.这些行之有效的方法对中大型网络的维护有很好的实用 关锎维护传输链琏关键词预测数学预防性维护传输链?一—— l一,弓f言 随着计算机网络技术的飞速发展和普及,网络规模越来越大,用户越来越多,从LAN,企 业Intranet到Internet,网络信息量骤增,特别是多媒体信息的传输,对网络的可靠性,速度, 健壮性提出了更高的要求.但由于用户对网络资源需求的猝发性特点以及网络本身的不可 靠因素,又给网络的维护提出了难 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,怎样防止故障发生?又如何知道系统中哪个部件需撤换? 下面通过数学原理的分析给出几种行之有效的方法,这几种方法在我们的校园网 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和 维护中得到了应用. 二,可靠性与有效性分析 任何一个硬件系统,都可能会发生故障,设它 有一固定的故障率,且假设其故障发生时间比较 均匀,则系统的可靠函数r(t)=e[43 其中:t定义为系统已运行的时间 a是系统的特性常量 如图: 由此可见,硬件器件的可靠度随着时问的推 移而下降,其平均无故障时问为MTBF=?a 而软件系统,其可靠性为: r(t)=a(1--e-bt/~[5] 其中:a是软件存在的缺蹈总数 b是与软件系统有关的常数且软件的平均无缺蹈时问MTBD=~-e,,为了对a,b 定量,可收集一个软件系统随时问变化的数据,然后寻找满足这些数据的等式(即:平滑数据点 2O 电脑应用技术1998总第四十二期 连成的曲线,并进行拟合). 例如:运行一个数据库软件,正确的步骤应是:每次软件出问题时,都保留问题的记录,并 记下解决一次问题,进行一次修复需花费的时间,从中导出统计数据满足的公式,得到a,b值 及MTBD,借以对未来进行预测. 若将平均修复时间记为MTTR,则系统的有效性A—MTBF/(MTBF+M1urR). 三,串,并联系统的有效性分析 1.串联系统的有效性 前面我们讨论了由单个部件(硬件或软件)组成的系统的可靠性问题,但当一个复杂的系 统是由各个单独部件串联起来时,情况便有所不同. 例如:假设有一个网络备份系统,要对N个服务器上的数据进行备份(设不考虑软件的可 靠性)则备份系统的有效性为: r伸一××…×rH×r璐×r? 其中:r一指备份系统的有效性 -- 指N个服务器的有效性 r指后备系统的有效性 r指网络的有效性 由上式可看出,在串联系统中对有效性影响最大的因素是最不可靠的组件,它是应该重点 考虑的对象,只有这个对象减少了整令系统的可靠性. 2.并联系统的有效性/ 所谓并联系统,是指那些安排了冗余组件的系统,在这样的系统中,若只有一个部件功能 完善就能运行,那么具有n个冗余部件的有效性为: r—I一1(1--y1)×(1—:)…(1一r.) 其中:r一指系统总有效性 “r指n个冗余件有效性 例如:一个服务器包含了两个镜像硬盘驱动器,每驱动器的MTBF都为50,000小时,而 MTTR为2小时,则单个驱动器的有效性为: MTBF/(MTBF+MTTR)=5 0 0 0 0 o 0 + 0 2,99.98% 而冗余镜像硬盘时的有效性为: rml一1,(1--0.9998)×(1--0.9998)一99.9999即说明了并联系统的有效性高于任一 单独组件的有效性. 四,网络系统的排队效应与传输链效应 1.排队效应. 对多个客户共享的资源,其平均响应时问为r—ns/rE33其中rIs为向资源服务机构发出请 求的平均个数,t为此项服务的吞吐率. 系统的利用率为u{其中为每秒请求的速率,X为每秒最大的传输吞吐率. 21 1998总第四十二期电脑应用技术 则因排队造成的延迟时问为: fTT1 d一{蚩}/(I--U)[3] 系统总的响应时问为:R—d+ 2.传输链 在网络系统的通信中,从客户机到服务器的一次请求都有如下的过程: client一一NIc一一LAN一ROuTER一wAN一一sERVER一一DIsK我们称此为 传输链. 这样一条链的瓶颈是其中速度最慢的环节,它影响并决定了整个的数据传送,处理速度. 例如:若一系统中,每客户机的速度为2000次/秒,NIC的速度为2000个分组/秒.LAN 在饱和以前的传送速度是10000个分组/秒,ROUTER的转发速度为5000分组/秒,WAN的 处理速度是500个分组/秒.Server的CPU速度为5000次事务/秒,Server的磁盘速度为100 次/秒,显然磁盘I/O速度是此链中的一瓶颈点,但若将磁盘I/O速度提到1000,则此链中的 瓶颈又变为WAN的速度. 五,在网络系统维护中的应用 通过以上的分析,结合计算机网络应用的特点,我们 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出了如下维护措施: I.保存网络系统硬件,软件性能的完整记录 从上面的分析可以看出,对网络系统中的每一组件,如CPU,磁盘连网设备,网络系统软 件及应用软件等,都应保存一份系统整体性能资料,画出性能随时问变化的曲线,从而便于用 户根据性能的变化趋势及以往的信息记录,做出耜应的准备工作.从而保证了系统的整体可靠 性. 2.克报排队效应 从排队效应的分析看,当系统中请求数目接近系统的最大吞吐率时,每个工作站都感到响 应速度将减慢,等待时问将延长,从而给人以一种系统响应变慢的感觉,而此时网络系统正在 全速运行. 随着网络变得越来越大,将逐渐显示出硬件固有的局限性及排队效应,以太同在传统的 10BaseT上最大吞吐率为10Mbps,即便是现在的100BaseT,若不断往这个网段上加入机器, 直至最后试图在电缆上传输超过10Mbps或100Mbps,则此时系统性能将会大大下降. 于是,在得出网络系统最大吞吐率后,就应控制网上所加入的机器数目,从而使电缆上传 输的数据量与最大吞吐率有一定距离. 3.克服网络的瓶颈现象 网络系统的传输是一个端到端的过程,在这个传输链中,总的系统传输量与最慢的那部分 部件的传输量一致,若对各部件的性能进行统计,可判断出系统的瓶颈环节,并对其进行性能 词整,能进行性能调整的部分一般包括CPU,RAM,HD,ROUTER,NIC等. 提高瓶颈环节的性能,或可直接换用一性能更快的部分,或对其进行重新配置. (下转第34页) 22 1998总第四十二期电脑应用技术 行相应的命令,当微机再次启动后,即可达到相应的目的.这种操作方式简单,方便,快速,不会 出错. 六,结束语 本文介绍的方法,可以保护在MS--DOS或Windows95环境下,逻辑分区盘上数据的安 全,实用性很强.另外,笔者还编制了程序,可以在MS—DOs或Windows95下,对多个逻辑 分区盘分别进行不同分区标志的设定.如可以在Ms—DOS或Windows95环境承认逻辑分 区D盘的存在,而不承认逻辑分区E盘的存在,限于篇幅,不再详细介绍,感兴趣的读者可以 与笔者联系,共同探讨. 参考文献 1.WINDOWS95的内郜机制,电子工业出版社,1997.5 2.DOS内部调用大奎,电子工业出版社,1994.8 (上接第22页) 六,结束语 随着大中型网络(如校园网,企业网)的日益普及,联网设备的数量种类的日新月异,规模 不断扩大,网络故障的几率不断增大,因此网络的预测性维护将会越来越重要. 参考文献 1.JainRai.TheArtofComputerSystemsPerformanceAnalgsis,McGraw--Hill 2.PatterSonDavid,HennessgJohnComputerArchitecture—AQuantitativeApproachSan Matlo,CA:MorganKallfmann 3.L.KIeinrock.QueuelngSystems.Vo1.1,Theory,NY:Wiley--Inter--Seienu1975 4.E.ParZonModernProbabilityTheoryandItsAppliCation,JohnWiley8LSonS1960 5.郑人杰等.软件 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 导论.清华大学版 6.RuleyJohnD.NetworkingWindowsNTISBN0—471—31072—7.1994
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