题目：容错计算机网络综合可用性基本理论与分析方法研究

容错计算机网络作为一个复杂的系统，其可用性不仅与组成网络的各交换节点的可用性、通讯媒介的可用性、网络的拓扑结构有关，也同网络各节点的配置及流入网络的信息流有关，既同网络各硬件的可用度有关，也与实现网络功能的协议及应用软件有关，因此网络可用性的研究至今没有形成一个完整的理论体系。在充分分析现有容错计算机网络可靠性分析技术的基础上，针对容错计算机网络可靠性分析中存在的问题，从容错网络系统的特点出发，依次对计算机网络系统的典型的容错设备可用性建模方法、网络的业务流量对网络可用性的影响、计算机网络综合可用性评价及局域网可用性评价方法进行了研究。同时，给出了基于性能的计算机网络系统综合可用性的概念和完整数学描述。另外，利用网络监听等技术，对计算机网络系统的关键业务流量特性参数及局域网可用度进行了验证。在容错计算机网络设备可用性建模的过程中，首先分析了软硬件故障相关性系统的特点，利用随机Petri网的模块化和层次化建模的优势，对典型的容错网络设备－双机双控服务器系统分层建立了基本处理单元的可用性模型、共享数据磁盘的可用性模型、冗余服务器系统可用性模型，综合这些模型最终得到了服务器系统整机可用性模型。采用基于随机Petri网的可靠性分析方法解决了复杂设备难以进行可靠性建模的问题。详细分析了计算机网络拥塞故障模式，综合考虑节点的固有故障和节点的拥塞故障，建立了完整的基于网络业务流的节点可用性模型，给出了该模型的理论依据以及计算方法。建立了基于网络业务流的网络端－端可用性模型。通过分析影响网络可用性的因素，确立了计算机网络可用性分析体系的三层结构。不仅简化了网络可用性的分析，而且体现了网络故障发生的扩散机理。对计算机网络可用性体系结构进行逐层分析，最终得到了基于网络性能的综合可用性评价指标。与现有的网络可靠性评价指标相比，该指标反映的信息更加的全面和科学。这对于建设高可用性网络具有较大的指导意义。与广域网络相比，局域网具有较为特殊的拓扑结构和协议，因此采用基于图论的网络可用性分析方法无法有效的解决局域网可用性评价问题。本论文从分析局域网的协议入手，提出了面向用户的局域网可用性评价方法。分析了局域网主要参数对网络可用性的影响。对网络的业务流特性和网络性能进行测量。验证了网络业务流的自相似特性。通过对网络性能的统计分析，验证了面向用户的局域网可用性。