局域網線路故障規律研究

胡清桂

(內江師范學院現代教育技術中心,四川內江641112)

0 引言

隨著計算機網絡的發展,網絡在各行各業得到越來越廣泛的應用.解決網絡故障,維護網絡正常運行顯得日益重要[1].局域網故障按照其性質可分為物理故障和邏輯故障,按照局域網故障的對象可分為線路故障,路由器故障和主機故障.本文主要研究的是局域網線路故障,線路故障一般是物理故障.網絡維護人員雖然經常接觸局域網線路故障,但他們大部分都是普通工人,理論知識有限,而理論知識豐富的計算機網絡研究專家,他們大部分并沒有經常接觸實際的局域網線路故障,所以線路故障這方面的研究成果相對較少,這使得本文的研究結論有較大的參考價值.

1 研究對象

本文以我校24幢學生宿舍樓網絡為研究對象,分析局域網線路故障規律.之所以僅僅選擇學生宿舍樓網絡進行研究,而不包括教師宿舍樓網絡以及辦公區網絡,是因為學生和老師對網絡的使用狀況區別較大,不便于比較[2].比如說,學生寢室的電腦經常搬動,網線經常拔掉然后又插上,學生上網時間也比較多,并且經常在線觀看網絡電視;而老師家庭和辦公室電腦一旦安裝完畢,一般很少搬動,老師上網時間也比學生少,他們一般不在網上在線觀看網絡電視.這些因素都會使學生宿舍網絡故障比教師宿舍網絡故障相對多一些.

我校大部分學生宿舍樓每一幢包括144個寢室,是6層建筑,每層24個寢室.這些學生宿舍樓是2003年統一布線組建校園局域網的.學生寢室的電腦是通過下面的路徑連接上Internet的.如圖1所示,學生寢室的電腦是通過下面的路徑連接上Internet的.

圖1 學生寢室網絡信息點連接Internet的路徑

(1)每一個寢室分布1個網絡信息模塊 IDE RJ45,它與學生寢室的電腦相連接.

(2)每一個寢室的網絡信息模塊IDE RJ45通過雙絞線即網絡線和配線架Distributing Frame的一個端口連接.

(3)配線架Distributing Frame的每一個端口都一根跳線和樓層交換機連接.

(4)樓層交換機通過跳線和3層交換機連接.

(5)3層交換機通過跳線和光收發器DVI連接.

(6)光收發器DVI通過光纖線連接到學校中心路由器Center Router最終連接到Internet.

每幢學生宿舍樓安裝有1個3層交換機,1個光收發器DV I,7個普通交換機,7個配線架.如果某一幢樓的3層交換機通或者光收發器出現故障,那么這一幢樓所有寢室都會出現網絡故障,無法上網[3].如果某一個樓層交換機出現故障,那么連接在這個交換機上1層樓所有寢室都會出現網絡故障,無法上網.由于本文僅研究線路故障,所以這種由于光收發器、交換機或者路由器等設備出現故障致使網絡連接不通的情況是不統計在內的.

2 對學生寢室的抽樣和故障點的統計

如圖1所示,任何一個接觸點出現故障,都會使相應的學生寢室出現網絡故障.本文研究的目的是期望通過對學生寢室網絡信息點的抽樣和故障點的統計,來確定網絡線路中各個接觸點出現故障的概率,換句話說,當某個寢室出現網絡連接故障時,各個連接點出現故障的概率分別是多少.

為此,我們有必要作如下假定:

(1)連接各個接觸點的網絡線兩端水晶頭無明顯區別,水晶頭本身出現故障的概率均等.

(2)連接各個設備的連接線中間不會出現故障,出現故障的地方都是在連接線端點上[4].事實上,大量的統計結果表明連接線中間確實基本上不會出現故障,也就是說,這個假定是合理的.

需要說明的是,盡管連接光收發器的跳線出現故障會使整個一幢樓所有宿舍無法上網,但我們還是把它當作只出現1次故障來統計.另外,當某一宿舍電腦無法上網時,如果是電腦本身故障或者宿舍內學生自己的網絡線故障,均不在本文研究范圍內.

為了更好地研究各個網絡連結點故障分布規律,本文對全校學生宿舍網絡信息點作了3種不同的抽樣,并分別作了故障點的統計.

第一種抽樣是每一幢樓的每一層樓中選取1個宿舍.本文是每一層樓中選取的是編號為05的宿舍,即一樓中編號為105的宿舍,二樓中編號為205的宿舍,以此類推.每一幢樓有6層,則一幢樓一共選擇了6個宿舍,全校有24幢學生宿舍樓,則全校一共選擇了144個宿舍.

第二種抽樣是每一幢樓中選取某一層樓中的所有宿舍.本文是每一幢樓中選取的第3層樓所有宿舍.即每一幢樓中編號為301宿舍,302宿舍,303宿舍,以此類推.一幢樓中每一層樓共有24個宿舍,則一幢樓一共選擇了24個宿舍,全校有24幢學生宿舍樓,則全校一共選擇了576個宿舍.

第三種抽樣是任意選取某一幢樓中的所有宿舍,每一幢樓共有144個宿舍,本次抽樣則選擇著一幢樓所有宿舍,即144個.

下面,分別對3種不同的抽樣樣本在2010年5月1日至6月30日2個月時間內出現的網絡線路故障進行統計.

對于第一種抽樣選擇的144個學生宿舍,在2010年5月1日至6月30日2個月時間內一共出現了12次網絡線路故障,大部分線路故障出現在配線架Point 2位置.這些線路故障出現的位置如下表所示.

表1 第一種抽樣線路故障出現的位置

對于第二種抽樣選擇的576個學生宿舍,在2010年5月1日至6月30日2個月時間內一共出現了51次網絡線路故障,大部分線路故障也是出現在配線架Point 2位置,這些線路故障出現的位置如下表所示.

表2 第二種抽樣線路故障出現的位置

對于第三種抽樣選擇的144個學生宿舍,在2010年5月1日至6月30日2個月時間內一共出現了22次網絡線路故障,大部分線路故障出現在配線架Point 2位置,這些線路故障出現的位置如下表所示.

表3 第三種抽樣線路故障出現的位置

3 對統計數據的分析

從上面的統計可以看出,大部分線路故障都出現在配線架Point 2位置.現在需要研究的問題是,為什么大部分線路故障都出現在配線架Point 2位置.作者認為最主要的原因是配線架插口較淺,連接配線架和交換機的跳線水晶頭插入配線架端口后容易松動.大部分情況下,只要將插入配線架端口的跳線水晶頭拔出再插入,線路故障就可以解決,網絡恢復正常.相比之下,插入交換機端口的水晶頭則要緊一些,不容易松動,正是這個原因,插入交換機端口這一端很少出現線路故障[5].事實上,連接配線架端口和交換機端口的是同一根跳線的不同兩端.我校采用的是相對比較知名的AVAYA公司生產的標準配線架,這些配線架都出現了插口較淺的情況,不難想象,其它小公司生產的配線架插口就更加較淺不一了.

值得深思的是,為什么會出現配線架插口較淺的情況.筆者認為,這是由于目前沒有統一的關于配線架的強制性標準造成的.盡管我國信息產業部于1999年和2004年發布了關于總配線架的《中華人民共和國通信行業標準》[6],但它僅適用于電話交換局及類似的電信交換中心,主要用于二線制用戶線的雙面跳線式總配線架.而對于局域網網絡配線架,我國目前沒有統一的強制性標準.目前在局域網中一般常見的配線架是超五類或者六類配線架,它滿足ANSI/TIA/EIA568-A與ANSI/TIA/EIA568-B綜合布線標準.但就配線架插口的深度來說,目前沒有統一的標準,更沒有統一的強制性要求,所以出現了不同公司生產的配線架插口深淺不一的情況.

4 結束語

通過本文的研究表明,局域網中大部分線路故障出現在配線架位置,這是由于目前沒有統一的關于配線架的強制性標準,從而出現了配線架插口較淺的情況,使得網絡線水晶頭插入配線架端口后容易松動,出現接觸不良的線路故障.為此,作者希望網絡設備生產廠家能認識到配線架端口較淺會導致很多的網絡線路故障,并在今后能生產出具有標準端口的配線架產品.另外,作者更希望相關部門能夠盡快制定符合我國實際情況的有關配線架的強制性標準,規范目前配線架沒有統一標準的混亂局面.

[1]李 英,邱 本,曹易群.一種新的基于入侵檢測的DNS[J].計算機工程,2005,31(19):56～58.

[2]Hagan M T,Menhaj M B.Training feed forward networkswith theMarquardt algorithm[J].IEEE Transactionson Neural Network,1994,5(6):989～993.

[3]Ding Lu,Cai Lin,Chen Jiabin,et a.l Improved neural network information fusion in integrated navigation system[A].Proceed-ings of the 2007 IEEE International Conference on Mechatronicsand Automation[C].Harbin,IEEE,2007:2049～2053.

[4]Yang J,SunH,Wu L.Application of fuzzy neural networks in information Fusion forobstacle avoidance[J].Techniquesof Au-tomation and Applications, 2005,24(2):22～24.

[5]Ni Xiaoyong,Wang Dianhong,ZhangHongjian.Application of neural network data fusion algorithm in measurement circuit[A].Proceedingsof the 2008.ICIEA2008.3rd IEEEConference on Industrial Electronics Applications[C].Singapore,IEEE,2008:12～17.

[6]劉立偉,杜鳳娥,劉麗君.不可修網絡系統的可靠度計算[J].吉林師范大學學報(自然科學版),2009,5(2):100～104.