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网络系统可靠性的网络技术论文 篇1：
计算机网络安全研究
摘要：计算机网络安全是保证计算机网络正常运行的基础，是计算机网络管理的重要内容。本文重点阐述了计算机网络安全问题产生的原因及解决的主要途径。
关键词：计算机；网络安全；防火墙
Computer Network Security Research
Lv XueJian
(Baoding Branch of China Tietong,Baoding071000,China)
随着信息技术的飞速发展和计算机网络技术的不断进步，信息化水平成为衡量一个国家的现代化程度和综合国力的标志，而计算机网络安全则成为衡量信息化水平的十分重要的方面。计算机网络硬件设备的性能是计算机网络安全的基本保障，而對计算机网络的使用成为影响计算机网络安全的重要因素。在诸多因素的作用下，网络安全受到威胁，不安全现象普遍存在，进而产生一系列的影响，甚至是极为严重的后果，为网络使用者、单位、集体、国家带来严重的经济损失和精神损害。
一、计算机网络安全问题产生的主要原因
计算机网络安全存在的原因有很多，计算机网络硬件设备的合理配备保障了计算机网络信息的传递，网络安全设备的使用安全问题产生了较好的作用，但是，很多人为因素成为网络安全问题产生的主要原因。
（一）网络设施破坏。计算机网络传播的基础是通信线路。一方面，自然因素如大风、火灾、雷电、洪水等会对计算机网络传输线路产生重要的影响，导致信息传递中断，网络使用终止。另一方面，随着网络通信线路的传输介质的不断发展，其价格不断提高，因此，其经济价值成为少数犯罪分子的目标，盗用通信光缆等网络传送设备，破坏网络传送，影响网络安全。
（二）利用网络传递有害信息。计算机网络产生、存在及发展的最大特征是其资源的共享性及传播性。基于这一特征，很多有害信息在网络上传播，如色情、暴力信息、虚假新闻、虚假信息、垃圾邮件等，这些信息的广泛传播对于计算机网络使用者而言是一种软性的不安全因素，尤其是对青少年网络使用者，更是极其有害的信息。目前，这种信息的传递已成为计算机网络安全管理中的重要内容。
（三）心理、利益等因素的促使。很多计算机病毒的产生都是源于计算机使用者的出于好奇心、成就感等心理因素。计算机使用者通过程序代码的设计和编写实现了某些特殊的功能，于是，编写完成的功能模块通过计算机网络进行传播，导致接受该信息的计算机无法正常工作，这也是计算机病毒的诞生过程。另一方面，通过网络上的信息传播获取高额的经济效益的事件屡见不鲜。他们充分使用计算机网络的特征，传递相关信息，以非法的手段获得高额的经济利润。
二、解决计算机网络安全问题的若干途径
（一）防火墙等技术的使用。近几年来，网络技术逐渐引入了防火墙技术。设置防火墙是保护网络内部信息的主要安全措施。防火墙是在内部网与Internet之间所设的安全防护系统，是在网络与网络之间执行访问-转换策略的系统，通过对传递到本网络的数据包的选择，保障网络安全。当防火墙选择了满足其条件的数据包，则该数据可以进入到网络中传递，否则，该数据包将被整个网络所拒绝。其功能在与实现访问控制、安全检查、授权认证、加密等方面，对网络资源实施不同的安全对策，提供多方位的保护形式。
除了防火墙技术外，在网络硬件部署的过程中，合理规划网络的设备安装，降低硬件设备的不安全因素。通过访问控制、权限设定、用户名及密码等口令的设置加强网络数据的保护；通过双机备份等模式对数据进行备份；通过记录的形式，记录网络上的信息传播等活动，以了解、防护和恢复网络上的每项操作，一遍及时对数据信息进行恢复。
（二）规范网络使用行为。信息化社会的建设不断的促进计算机、网络、通信等现代化技术的迅猛发展，同时也带来了计算机病毒、黑客等问题。加强计算机网络正确使用意识，提高网络使用者的社会责任感是实现计算机网络安全的软性因素。网络世界中的信息有正面的，也有反面的，这就带来了网络的神秘的特性，网络文化的诱导，网络信息中的色情、暴力内容将诱发各种不道德行为，甚至的违法犯罪行为的出现。加强网络道德建设，从思想上规范人们使用计算机网络的意识，进一步控制网络使用的行为成为行之有效的网络安全保障措施。网络道德建设的关键在于加强使用者对虚拟与现实问题的处理能力、切实加大好传统道德在网络道德中的约束作用、针对青少年网络使用者，启动网络道德教育工程等方面。
（三）进一步加强法制建设。计算机的法律、法规在内容上分为技术规范和社会规范。1997年3月，中华人民共和国第八届全国人民代表大会第五次会议修订了《中华人民共和国刑法》，修订后界定了计算机犯罪，规定了非法侵入计算机信息系统罪、破坏计算机信息系统罪等；同一年里，公安部发布了《计算机信息网络国际联网安全保护办法》，从安全管理、安全技术等方面对计算机网络安全的保护进行了规范。完善立法，加强网络安全法制体系的建设，针对我国国内计算机网络的特征，设置合理条例，通过法律手段加强网络使用者的网络操作行为的管理与监控。
计算机网络已经成为一个国家信息传播的重要途径，是各个行业、各个领域进行信息管理的基本方法，同时，也将进一步成为现代社会中每个人的生活的重要组成部分。计算机网络的安全问题，对我们的学习、工作以及生活都有着非常重要的意义，因此，对于计算机网络安全问题的研究成为当前人们所关注的重要问题。通过不断加强计算机网络硬件建设、提高网络使用者的安全意识、加强网络道德建设，并通过法律手段对网络使用行为加以规范，为计算机网络的安全高效运行奠定基础。
参考文献：
[1]秦洁光.计算机网络安全的分析与研究.西安工程学院学报,1998,9
[2]曲晓文.计算机网络的安全检测技术研究.网络安全与系统可靠性,2002,4
[3]卿斯汉.密码学与计算机网络安全.清华大学出版社,2001
作者：吕雪建
网络系统可靠性的网络技术论文 篇2：
基于集群技术的网络管理探索
摘要：近年来，网络技术得到了飞速的发展，接入网络已经成为了非常简单的事情，组建、管理网络已经不再是神秘而复杂的工作，在传统的网络组建过程中，基本会使用星型结构及常见的路由交换设备将网络连通，但各电脑间相对独立，没有对资源的统一管理，很难完成复杂的任务，随着网络流量的日益增加及应用日益复杂化，对网络服务器就提出了更高的要求，集群技术可以在现有设备基础上将多个性能一般的计算机组合成为一个功能强大的系统，并对用户透明，可以在很大程度上提高网络的使用效率，实现资源的最大化、最优化使用。
关键词：网络管理；集群技术；网络性能
The Search of Network Manage Based on Cluster
ZHAO Kai
(Beijing Electronic Science and Technology Vocational College, Beijing 100016, China)
Key words: net manager; cluster; net performance
1 网络管理的定义及功能
网络管理是指通过某种方式对网络进行管理，使网络能正常高效地运行，对网络进行管理的目的是更加有效的利用网络资源，维护网络的正常运行，常见的网络管理模型如图1。
网络管理的功能主要体现在网络故障管理、网络计费管理、网络配置管理、网络性能管理和网络安全管理五个方面，基本上覆盖了整个网络管理的范围。
1) 故障管理(fault management)
故障管理是网络管理中最基本的功能之一，此功能主要体现为检测、定位和排除网络硬件和软件中的故障。当出现故障时，通过该功能可以确认故障，并记录故障，找出故障的位置并尽可能地排除这些故障。
2) 计费管理(accounting management)
此功能用于记录网络资源的使用情况，控制和监测网络操作的费用和代价。通过计费管理，限制用户可使用的最大费用，防止用户过多占用、使用网络资源，从而提高网络的效率，常用于对某个特定的网络或网段进行运行成本的控制。
3) 配置管理(configuration management)
此功能用于初始化网络、配置网络并使其提供网络服务，通过配置管理功能可以掌控网络的状态、自动发现网络拓扑结构，构造和维护网络系统的配置。监测被管设备的状态，完成网络关键设备配置的语法检查并自动配置备份系统，从而实现某个特定功能或使网络性能达到最优。
4) 性能管理(performance management)
此功能主要用于评估系统资源的运行状况及通信效率，通过采集、分析网络对象的性能数据，对网络设备及线路质量进行分析。同时，统计网络运行状态信息(如吞吐率、响应时间、网络的可用性等)，对网络的使用发展做出评测，为网络进一步规划与调整提供依据。
5) 安全管理(security management)
此功能可以约束和控制对网络资源及其重要信息访问，包括验证网络用户的访问权限和优先级、检测和记录未授权用户企图进行的不应有的操作，结合用户认证、访问控制、数据传输、存储的保密与完整性机制，以保障网络管理系统本身的安全，维护系统日志，使系统的使用和网络对象的修改有据可查。
这五个基本功能之间既相互独立，又存在着千丝万缕的联系。在这些网络管理功能中，故障管理是整个网络管理的核心；配置管理则是各管理功能的基础，其他各管理功能都需要使用配置管理的信息；性能管理、安全管理和计费管理相对来说具有较大的独立性，特别是计费管理，由于不同的应用单位的计费政策有着很大的差别，计费应用的开发环境也千差万别，因此计费管理应用一般都是依据实际情况专门开发。
2 集群技术介绍
集群技术是指用特定方法将两台或多台互联的计算机构成并行或分布系统，从而实现对多台计算机资源进行统一协调管理的目的。此技术可以应用在服务器或普通计算机上，通过集群技术可以使用多台计算机组成一个整体，在群中的每台计算机都分担着一部分计算任务，由于集合了多台计算机的性能，整体的计算实力大大增加，与此同时，每台计算机还承担一些容错任务，当其中某台计算机出现故障时，系统会在软件的支持下将这台计算机从系统中隔离出去，通过各计算机之间的负载均衡机制完成新的负载分担，同时向网络管理人员发出警报，对内表现为一个网络，对外表现为一台计算机，通过集群技术可以对外提供高性能的连续的服务，从而实现超级计算机所能实现的功能。集群系统模型如图2所示。
1）集群技术的特点
计算机集群技术具有高度的可用性、伸缩性与易管理性等特点。
高度的可用性：集群具有避免单点故障发生的能力，能够将发生故障的计算机隔离出去，实现并行运算与故障恢复，并提供高的可用性。
可伸缩性：当现有计算机能力有限时，可以通过增加计算机的硬件如CPU、内存等，也可以增加一台或几台计算机来扩展系统的性能，新增加的计算机将与原有的计算机紧密地集成在一起，对外提供高性能的应用服务。
易管理性：集群对外表现为一个单一的系统，管理员可以通过简单的指令进行远程管理。
2）集群的分类
科学集群：科学集群是并行计算的基础，用以解决复杂的科学问题。科学集群对外就好像一个超级计算机，这种超级计算机内部由很多独立处理器组成。
负载均衡集群：负载均衡集群使负载可以在计算机集群中尽可能平均地分摊任务。负载通常包括应用程序处理负载和网络流量负载，每个节点都可以承担一定的处理负载，并且可以实现处理负载在节点之间的动态分配，以实现负载均衡。负载均衡集群在多节点之间分发计算处理负载，大多数情况下，负载均衡集群中的每个节点都是运行单独软件的独立系统。
高可用性集群：其目的是提高整个系统的可用性，当集群中的一个系统发生故障时，集群软件迅速做出反应，将该系统的任务分配到集群中其它正在工作的系统上执行。如果高可用性集群中的主节点发生了故障，次节点会取而代之。次节点通常是主节点的镜像，因此系统环境对于用户是一致的，而且对于用户而言，集群永远不会停机。
3）集群系统的构建原则
构建集群系统时首先要考虑系统及网络管理的需要，其次是成本。对于某些运行关键业务的企业，如电信行业是无法承担服务器意外停机损失的，高性能的集群系统可以满足这些企业的需求，集群的性能越高造价也就越高。集群的可用性能分为以下几个等级：①系统可靠性和品质；②增加的故障恢复；③部件冗余；④系统级和应用程序级冗余；⑤容错。
其中“系统可靠性和品质”等级最低，成本也最少，可通过数据备份，更新内存，使用不间断电源和服务器自动重启等方法实现，如果想得到更高级别的可用性等级就需要增加更多的硬件设备冗余如增加双控制器、RAID等，“容错”的可用性等级最高，可用性等级与成本的关系如图3所示。
3 在网络中实现集群的关键技术
随着计算机虚拟化技术的发展，大大推动了网络管理技术的进步，集群技术作为网络管理中的重要技术手段也得到了广泛的应用。虚拟化技术使用集群系统在结构上对于用户而言变成了一个透明的系统，终端用户面对虚拟服务器操作，而虚拟服务器则控制着通过高速的LAN或WAN相连的物理服务器，从而实现资源最大化，性能最优等特点，所以虚拟化技术是实现集群的关键。
目前主流的实现服务器虚拟化的技术有以下三种：
1）通过NAT技术实现虚拟服务器：即VS-NAT（Virtual Server via NAT），由于目前网络中使用的IP地址版本为IPV4，地址资源有限，并相应的保留了几个私有网段，这些私有网段可以在不同的局域网内部重复使用，需要访问外网时通过NAT技术将私有IP地址转换为公有IP地址。此方法的优点是节省IP 地址，能对内部进行伪装；缺点是效率低，进行地址转换的数据会重复占用转换器的资源。在VS-NAT结构中需要有一台管理机对网内的服务器进行管理，用户通过虚拟IP访问服务器，管理机会建立虚拟IP与真实IP间的对应关系，以保证数据的正确传输。
2）通过IP隧道技术实现虚拟服务器：即VS-TUN （Virtual Server via IP Tunneling），当真实服务器数量较多时，管理机将成为整个集群系统的瓶颈，响应报文会占用管理机的大量资源，造成网络吞吐量下降，使用VS-TUN技术可以很好地解决这个问题。由于应答报文的数据量要远远大于请求报文，最好的方法就是将请求报文与应答报文分开处理，在管理机与每一台真实的服务器之间都创建一个IP隧道，利用IP隧道技术将请求报文封装转发给后端真实服务器，响应报文也能从后端真实服务器直接返回给客户，这样就减轻了管理机的负担，从而实现集群系统性能的提升。
3）通过直接路由实现虚拟服务器：即VS-DR（Virtual Server via Direct Routing），此种方法的实现思路与VS-TUN相似，目的是减少管理机对应答报文的处理，但要求参与集群的计算机和作为控制管理的计算机在同一个网段，控制管理的计算机接收到请求包时直接送到参与集群的节点。
上述三种方法各有优缺点，具体见表1。
4 结束语
本文主要从网络管理的功能、集群技术的特点以及实现集群系统的关键技术等几个方面进行了论述，在当前的网络环境中，用于网络管理的手段是非常多的，技术也非常复杂，对网络性能、安全方面的要求也越来越高，集群技术在当前网络管理中占有重要的地位，通过这种技术可以使多个分散的PC机或服务器间建立联系，使它们协同工作，从而提高网络管理的水平及网络的性能，虚拟化技术的出现推动了集群技术的发展，根据结构不同可分为VS-NAT、VS-TUN、VS-DR三种方案，其中后两种方案具有较强的可伸缩性，更适合在大型网络中应用。
参考文献：
[1] 王达.网管员必读:网络管理[M].2版.北京:电子工业出版社,2007.
[2] 秦智,网络系统集成[M],.北京:北京邮电大学出版社,2010.
[3] Zeus Technology, Inc. Zeus Load Balancer v1.1 User Guide. http://www.zeus.com/.
[4] D. Dias,W. Kish, R. Mukherjee,and R. Tewari. A Scalable and Highly Available Server. In Proceeding of COMPCON 1996, IEEE-CS Press, Santa Clara, CA, USA, Febuary 1996.
[5] C. Yoshikawa, B. Chun, P. Eastham, A. Vahdat, T. Anderson, and D. Culler. Using Smart Clients to Build Scalable Services. In Proceedings of the 1997 USENIX Technical Conference, January 1997.
作者：赵凯
网络系统可靠性的网络技术论文 篇3：
提高计算机网络可靠性的优化路径探析
摘要：随着计算机技术的发展，计算机网络的安全性逐渐成为使用者关注的重点。本文基于这种背景，探讨了计算机网络及其安全性的准则、影响因素并介绍了几条可以优化计算机网络安全性的路径，仅供相关人士参考。
关键词：计算机网络；可靠性；优化路径
基于计算技术技术以及通信技术，计算机网络能够将不同地域的用户进行连接，实现资源的共享以及信息的交换。为了免受干扰与破坏，保护交流中信息的安全性，网络的可靠性与安全性是计算机网络使用者最为关心的问题，这也不断的促进了对于计算机网络安全的设计原则与途径的研究。
一、计算机网络的可靠性设计准则
可靠性是计算机网络应用系统的基础，是网络安全的中心议题，网络的可靠性与安全性不仅关系着系统应用的好坏，还关系着网络信息的安全，由于网络承担着不同地域之间的信息交流的重任，所以任何一个节点的坍塌，都会造成整个网络安全的面临威胁，所以网络系统的安全性具有至关重要的作用。
为了保证网络系统的正常运行，实现计算机网络的条理化、系统化以及科学化建设，就要明确网络设计与建设必须要遵循的准则与要求。
1. 可靠性的提高依赖于余度设计以及容错技术。网络中的计算机彼此可以互为后备机，在本身出现故障的条件下，其后备机便可以代替本机继续任务的完成，减少了因为个别设备的故障而造成的整个网络运行的终结，通过后备机的设置以及存在，较好的解决了单机工作的弊端以及缺陷，极大的提高了计算机网络的可靠性。
2. 可靠性的提高依赖于新技术的综合考虑与采用。新技术的考量不仅包含了当前行业中主干网络技术的发展，才能够保证技术的采用能够适应形势的发展以及技术的升级换代，保证新技术的采用不仅能够帮助计算机网络适应现在的形势，更能够保证计算机网络适应形势发展的需要，能够在技术的更新中获得立足之地，确保系统的生命周期；同时也要考虑好网络系统的兼容性以及扩充能力，从而保证系统今后的升级扩展能力。
3. 可靠性的提高需要考虑生命周期的费用。系统的升级换代以及技术革新，都需要相应的经济成本投入以及足够的资金支持，这不仅是对计算机网络可靠性进行维护的基础条件，也是技术衡量与抉择过程中需要考虑的影响因素，只有那些不仅能够提高系统可靠性还能够最大程度的削减维护成本的费用才是具有最佳性价比的技术。
4. 可靠性的提高依赖于对网络的后期维护。现代的计算机网络具有较高的异构程度以及较庞大覆盖范围，在实际使用与运作的过程中难免出现一些细微的问题，具有较强的隐蔽性以及较强的破坏力。所以需要网络的后期维护以及定期检修，及时的发自按问题与故障，才能够保证整个网络的正常运行，提高计算机网络系统的安全性。
二、影响计算机网络可靠性的因素
1. 网络设备对于网络可靠性的影响
用户终端。在整个网络系统中，用户终端是与用户直面相对的，而服务器的终端关系着网络信息的功能实现以及信息的安全可靠，二者对于网络的可靠性有着直接的关系与影响，为了提高网络的可靠性与安全性，需要不断的提高终端的交互能力。
传输设备。网络中的传输交换设备关系着信息传输的速度以及质量，为了提高网络的安全性与可靠性，需要传输线路的双线布置结构以及标准布线方法的采用，进而保证故障的时候线路之间可以实现切换，保护计算机网络的安全，是网络安全系统的第一道屏障，也是提高网络可靠性的关键节点。
2. 网络拓扑结构
网络拓扑结构大体上可以分为环形、星形以及混合型等几类，是网络运行的安全性与可靠性的首要影响因素，为了节约经济成本，大多数人使用的都是成本低性能较弱的总线拓扑结构，结构自身的可靠性低便很难保证网络系统的可靠性，所以为了提高网络的可靠性需要选用性能可靠的拓扑结构。
3. 技术管理的影响
如今的计算机网络具有较庞大的规模以及较复杂的结构，需要采用先进的管理技术来控制计算机网络的参数，以及专业的维护人员，同时也需要配备正规的网络结构，二者结合能够有效地提高计算机网络的监管以及维护工作，有效地提高网络的可靠性。
三、提高计算机网络安全性的措施
虽然起步较早、研究颇丰，但是迄今为止仍没有一种技术能够完全的消除计算机网络故障，保证计算机网络的永久安全，所以在实际的网络保护工作中，为了提高网络的安全性以及可靠性，最好的办法便是综合多种容错系统的设计方法，通过集中各种办法的有点与长处啦实现对于计算机网络的维护。
综合多种容错技术的可靠性保护设计方法主要依据“并行主干、双网络中心”的原则与指导思想进行，为了更好的实现设计方法的合理性，在实际使用的过程中着重强调：
（一） 网络的容错性设计
并行的网络形式以及冗余技术是实现计算机网络中心与用户端以及服务器分布相连的中心技术，这种技术的设计思想不仅避免了以外状况的发生还能够实现网络中心在两者之间的调度与协调，从而更好的发挥计算机网络的作用。
通过将数据链路、路由以及其他的设备在整个网路体系中进行互联，实现了设备之间功能多互补以及替代，进而避免了个别设备的故障影响整个网络运行的现象发生，提高了系统网络的可靠性。
通过新技术比如容错储存、双机镜像等的应用以及引入，不仅能够提高网络的技术水平，为今后的升级换代提供基础，还能够有效的防范网络的故障以及提高网络系统的可靠性。
模块化的结构设备以及热插拔功能的应用，使得网络系统具有了单一模块功能故障时仍能够正常工作的功能，通过模块之间的功能替换来延长整个系统的工作时间，进而提高网络的容错能力。
（二） 双网络的冗余设计
单一的网络設计结构在出现故障的时候便意味着整个网络的瘫痪，需要全网的停顿整修，但是这种技术的研发与应用通过备用网络的配置形成了双网络的结构，提升了网络的容错功能，依赖于网络节点之间的互联以及彼此的依靠，使得故障的信息能够得到及时的传递，保证网络中故障的节点能够及时的得到顶替，使得网络能够继续运行，减少故障带来的损失。
（三） 网络层次以及网络结构的设计
网络体系的维护以及可靠性的提高不仅需要对有形的设备以及节点进行维护，更需要对无形的网络层次以及网络结构进行维护，只有二者的协调共进才能真正的提升网络的安全性与可靠性。
科学合理的网络层次设计以及体系构建能够起到提升网络设备功能的总用，使得设备的功能能够得到更充分的发挥，进而显著的提升网络的可靠性以及运行速度。
为了提升网络的可靠性，在网络结构设计的过程中最好采用模块化的设计，才能够适应今后的升级换代，减少网络节点的问题，从而提升故障的定位以及排除的效率，方便日常的维护以及检修，也是为网络的可靠性提供了技术基础。
（四） 计算机网络的体系结构设计
网络的可靠性设计最好采用自上而下的逐层设计的方式，分别对网络的操作系统、服务层、应用层以及物理硬件层等几个层次进行设计与规划，通过这种逐层分块的设计方式能够更好的完善网络系统，提高系统的可靠性。
网络的系统层几乎代表着所以的网络系统软件，无论是Windows还是NT都能够得到体现；服务层的重要工作便是为整个网络提供高质量高效率的服务，重要的发送途径为电子邮件；应用层主要是为了满足网络用户的办公需求，包含了办工自动化所需要的各种系统、决策支持系统以及教研教学系统等各种类型与作用的办公系统；网络硬件系统包含了通信协议、拓扑结构以及服务器等硬件设施以及必备结构。
上述的结构与网络层次通过层进以及互联的关系构成了完整的网络系统，实现了计算机网络的正常运行，也是提高计算机网络可靠性与安全性的着手点，为提高計算机网络中信息的安全性提供了思考方向。
四、结语
计算机技术已经是当今经济生产以及日常生活必不可少的一部分，对于工业自动化以及生活信息化具有关键的作用，网络的安全性以及可靠性便由此成为了对计算机网络进行控制与管理的重点，无论是有形的设备还是无形的网络层次，都需要给予重视与维护，才能够真正的提高网路的可靠性。
参考文献
[1]张晓杰； 姜同敏； 王晓峰.提高计算机网络可靠性的方法研究[M].计算机工程与设计，2010（03）
[2]刘亮； 白金牛； 邢俊凤.计算机网络可靠性的优化设计探究[M].电子测试，2013（12）
[3]朱云娜.提高计算机网络可靠性的探讨[M].计算机光盘软件与应用，2012（05）
[4]刘金芝.提高计算机网络可靠性的方法研究[M].信息与电脑（理论版），2014（01）
[5]谢海涛.提高计算机网络可靠性的措施分析[M].网友世界，2012（06）
[6]费鹏.提高计算机网络可靠性的方法研究[M].网友世界，2013（07）
作者：鲁军