作者：朱明波
　　【摘要】随着计算机网络的不断发展，处于信息社会中的人们对信息的需求越来越多。计算机网络可靠性作为衡量计算机网络性能的一大关键指标，要求也逐渐提高。此外，对计算机网络可靠性的深入研究也具有很大的经济和社会效益。本文首先介绍了国内外计算机网络可靠性的研究现状，并简明分析了一些影响计算机网络可靠性的因素，其中影响计算机网络可靠性的主要因素是网络设备，用户设备和网络管理。在此基础上，提出了基于遗传算法的计算机网络可靠性优化设计方案，并通过MATLAB进行仿真，编程和求解，最终用图表反映最终模拟结果。仿真结果表明，基于遗传算法的计算机网络可靠性优化设计是可行的。
　　【关键词】计算机网络可靠性 遗传算法 仿真 MATLAB
　　【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）19-0232-03
　　1.绪论
　　1.1选题背景及意义
　　计算机网络可靠性是在20世纪20年代初出现的，但当时人们对可靠性问题只有初步的认识。在第二次世界大战中，武器装备的不可靠性，给战国献血的教训，武器装备可靠性的成功经验以及不可靠性的失败，导致了可靠性的重要性逐渐加深。而可靠性问题是人们在社会实践过程中产生的，它的产生需要客观的情况， 其诞生和发展是社会发展的必然趋势。
　　现在计算机网络已经渗透并应用到人们生活的方方面面，计算机网络在一定程度上主宰并改变了我们的生活，使信息的获取，传输和利用变得更加高效和快速，但这也使得人们越来越离不开互联网。由此可见，计算机网络的可靠性非常重要，它的可用性可以直接影响到人们的生活，工作和学习，甚至影响企业乃至国家的正常运转。经过半个多世纪的发展，可靠性问题已经发展成为一个涉及面广泛的综合性，新的交叉学科。
　　1.2国内外研究动态
　　1.2.1国内研究动态
　　中国最早的可靠性工程开始于20世纪60年代，这是中国著名科学家钱学森率先提出的。20世纪70年代以后，研究人员开始研究计算机网络的可靠性。此外，计算机网络可靠性出现了许多新的算法，计算机网络理论的发展也有了很大的突破。
　　自20世纪90年代以来，中国计算机网络应用不断发展，从办公室，办公大楼几台电脑到几公里几十公里甚至是几千公里的广域网，都实现了从软、硬件到数据资源的共享。虽然如此，但计算机网络故障的影响也不容小觑，相关人员也开始进行计算机网络可靠性的优化设计。
　　目前，国内对计算机网络的可靠性问题的研究有了很大的进展，并逐漸地发展形成了较完整的理论体系。
　　1.2.2国外研究动态
　　在国外，最早的开始研究计算机网络可靠性的是Mr.Lee，他专注于在电信交换网络上的研究。由于计算机网络中各部件的故障，电信交换网络的总传输容量已经大大降低，呼叫拥塞导致了电信交换网络的大规模瘫痪。Mr.Lee将呼叫拥塞定义为电信交换网络的链路故障，首先提出基于连接性的计算机网络可靠性度量。1968年，在美国诞生了世界上第一个计算机网络Apranet，并由此引发了许多关于计算机网络可靠性的研究工作，而后Boesch首先提出来计算机网络可靠性优化与设计。
　　20世纪80年代以后，在大型的，国际化的指标体系发展的背景下，计算机网络的可靠性随着计算机网络的实际应用情况而不断变化，如交换设备、网络传输的可靠性；用户对整个网络服务质量的投诉率及满意度；用户终端；全连接网络等。计算机网络可靠性的研究越来越深入，新的潜力领域也将不断被开拓。这一现象有力地表明，计算机网络可靠性的研究将会有更大的推动力，其应用范围将会不断扩大，在实际应用中也将会取得越来越丰硕的成果。
　　1.3论文的研究目的和主要工作
　　1.3.1研究目的
　　本文将从计算机网络出发，针对所有的潜在风险，并考虑系统可靠性理论，遗传算法建立合适的数学模型，本文讨论如何有效提高计算机网络整体计算机网络的可靠性， 增加其可用性。
　　1.3.2主要工作
　　计算机网络可靠性的优化设计是计算机网络可靠性优化设计研究中的一大核心问题，它从理论上为计算机网络设计提供了指导性的计划。现在计算机网络的运行管理和规划设计全都离不开计算机网络的可靠性研究。本文将以计算机网络规划设计为主线，以现有网络的运行管理为辅，探讨计算机网络可靠性的优化设计。本文的主要研究工作可概括如下：
　　1）阐述计算机网络可靠性的相关理论。2）计算机网络可靠性的影响因素分析。3）对计算机网络可靠性进行优化设计。
　　2.计算机网络可靠性的相关理论及算法
　　2.1计算机网络
　　2.1.1计算机网络的定义
　　计算机网络是一个复杂的网络系统，它将分布在不同地区的不同计算机相互连接起来，并通过通信链路，交互设备和相关的网络协议将它们互连起来以实现特定的功能所谓独立意味着任何计算机都不能控制网络中的任何其他计算机，并且每台计算机可以自由访问计算机网络中的信息资源。计算机网络的本质是为计算机之间的通信提供路径，使得网络终端的计算机可以交换信息。计算机网络的形象是在一台独立的计算机中建立起一座桥梁，使其能够自由通信。
　　2.1.2计算机网络的特征
　　计算机网络本身的内在结构和可以完成的具体功能，决定了计算机网络有以下一些特征：
　　1）一个计算机网络有大量计算机。这些电脑经常分布在很远的地方，而且还有很大的区域差距。2）在计算机网络中，尽管互相共享资源，实际上每台计算机都具有较大的独立性，特别是在功能上。3）计算机网络中计算机的互联与传输，交换设备，通信链路等组成的通信设施是分不开的，计算机网络不是独立的。 4）计算机网络中的各种计算机系统进行通信和互操作，对计算机网络提出了更高的要求。