第04章 网络性能设计.ppt

主讲：易建勋 第4章 网络性能设计 第4章 网络性能设计 4.1 网络带宽设计 网络的性能与成本成正比。 网络性能可以从带宽分析、流量分析、服务质量分析、负载均衡分析等方面进行设计。 4.1.1 网络带宽的不稳定因素 （1）网络带宽 在基带传输网络中，带宽通常用来衡量数据的传输速率。 ITU-T I.113建议规定，数据传输速率低于1.5Mb/s的网络划分为窄带网；数据传输速率在1.5Mb/s以上的网络划分为宽带网。 4.1 网络带宽设计 网络 4.1 网络带宽设计 （2）以太网带宽不稳定的因素 带宽能否达到理论值，与网络采用阻塞式设计还是非阻塞式设计相关。 双绞线线路质量的好坏，对网络带宽影响很大。 信号在传输过程中要消耗大约10%的系统开销。 线路环境温度、信号接头氧化等，都会造成带宽下降。 4.1 网络带宽设计 4.1.2 网络用户业务模型 （1）用户网络业务最低带宽需求 不同的用户业务具有不同的网络带宽模型。 在局域网内，网络上行和下行带宽相差不多。 在因特网中，一般下行带宽大于上行带宽。 由表4-2可见，满足用户网络服务需求带宽不能低于256kb/s 一个基本的设计思想是：根据带宽占用大的业务来选择线路带宽，并根据业务使用频度考虑对带宽的复用。 4.1 网络带宽设计 网络 4.1 网络带宽设计 （2）网络服务的特点 带宽是否足够取决于三个方面的因素： 提供给用户的服务类型。 接入层用户的访问速度。 用户和服务器之间的连接质量。 网络服务主要分为以下四种类型： 偶尔少量的通信。 突发性通信。 固定带宽的流式传输。 不定带宽的数据传输应用。 4.1 网络带宽设计 （3）用户使用因特网的规律 中国互联网信息中心调查结果显示，用户一天中使用因特网的时间如图4-1所示。 4.1 网络带宽设计 4.1.3 网络带宽设计 （1）阻塞式与非阻塞式设计 如果上层链路带宽大于或等于下层链路带宽的总和，我们称为非阻塞式设计。 如果上层链路带宽低于下层链路带宽的总和，我们称为阻塞式设计。 按非阻塞式带宽设计的网络汇聚节点负载轻，网络扩展性好，但是工程成本偏高。 4.1 网络带宽设计 4.1 网络带宽设计 4.1.4 网络服务集线比设计 （1）电话集线比模型 集线比指可用信道与接入用户线的比例。 例如，一条E1线路可以同时接通30路电话，如果按1：1的集线比，则只能接30条用户线，如果按1：8的集线比，则可以接240条用户线。 计算机网络的集线比目前难以确定，经验值一般为1：8～1：15左右。 （2）网络服务的集线比设计 网络集线指网络服务系统有效接入与最大接入能力之间的比率。 4.1 网络带宽设计 网络服务有效时长计算如下： 网络服务有效工作时长=打开网页数×（网页大小+系统开销）/（用户带宽/8） 网络服务最大集线比=服务总工作时长/（网络服务有效时长+服务间隔时长） 服务器最大用户数=（Web服务器带宽/用户接入带宽）×最大集线比 4.1 网络带宽设计 4.1.5 网络带宽管理方法 4.1 网络带宽设计 带宽管理器一般设置在边界路由器附近。 也可以将带宽管理器内置在边界路由器中。 （2）利用软件防火墙进行网络带宽管理 利用软件的方法也可以管理和控制网络带宽。如微软公司的ISA Server防火墙软件也可以进行网络带宽管理。 （3）利用IOS进行网络带宽管理 利用Cisco路由器或交换机做策略控制也可以限制网络带宽 4.1 网络带宽设计 （4）带宽的分配策略 对链路进行带宽划分。 对单个IP地址进行带宽分配。 对用户IP地址组的带宽分配。 对用户业务类型进行带宽分配。 在IP网络上进行带宽分配无法做到传统电信网那样准确。 4.2 网络流量分析与设计 4.2.1 网络流量的特性 （1）流量与带宽 带宽是固定值，而流量是变化的量； 带宽有很强的规律性，而流量的规律性不强； 带宽与物理设备、传输链路相关，而流量与使用情况、传输协议、链路状态等因素相关。 （2）不同网络服务的数据流量特性 网络性能取决于一些变量，如突发性、延迟、抖动、分组丢失等。 不同的网络应用对这些指标的要求如表4-5。 4.2 网络流量分析与设计 4.2 网络流量分析与设计 （3）网络流量监测 MRTG是一款监控网络流量负载的免费软件。 4.2 网络流量分析与设计 利用流量监测图，可以进行以下分析： 网络峰值流量有多大，在什么时候出现，持续时间有多长； 网络平均流量有多大，达到了理论带宽的多少； 网络流出与流入情况，网络出口是否存在拥塞； 系统资源负载情况，如磁盘空间、CPU负载等； 网络服务流量分布情况，如Web、Email、DNS、FTP、BBS等； 设备流量情况，如防火墙、路由器、交