[互联网]计算机网络设计第2版-易建勋-第05章网络性能设计[增强版].ppt

主讲：易建勋 5.1 网络带宽分析与设计 5.1 网络带宽分析与设计 5.1.1 带宽不稳定性分析 网络性能要求在用户需求分析时确定 在频带网中，带宽指频率上、下边界之差，以Hz为单位。 在基带网中，带宽用来衡量数据的传输速率。 ITU-T规定：数据传输速率低于1.5Mbit/s（T1）的网络为窄带网；数据传输速率在1.5Mbit/s以上的网络为宽带网。 调查数据显示：日本宽带上网速度平均速度为93.7Mbit/s，平均月费为34.21美元；美国宽带上网平均速度为8.9Mbit/s，平均月费为53.06美元。 5.1 网络带宽分析与设计 视频是网络带宽的主要占用者。 带宽与网络设备、网络线路、网络类型、应用环境等因素有关。 以太网带宽不稳定性分析 全部网络设备做非阻塞式设计投资相当大。 光纤线路对带宽影响不大。双绞线线路质量的好坏，对网络带宽影响很大。 信号传输过程中，要扣除大约10%的系统开销。 以太网负载超过50%时，容易发生广播风暴。 线路环境温度过高、信息插座或接头氧化、环境电磁干扰过大等，都会造成网络带宽下降。 5.1 网络带宽分析与设计 5.1.2 网络用户业务模型 用户网络业务最低带宽需求 不同的用户业务，需要不同的网络带宽。 局域网用户要求较高的带宽，而且网络上行链路和下行链路的带宽相差不多。 在因特网中，下行速率与上行速率不一致，用户对下行速率要求较多。 5.1 网络带宽分析与设计 [P102表5-1] 端到端网络业务最低带宽要求 5.1 网络带宽分析与设计 网络带宽低于256kbit/s时，很难满足用户对网络服务的需求。 基本设计思想：根据带宽占用大的业务来选择链路带宽，并根据业务使用频度考虑对带宽的复用。 用户使用因特网的时间规律 1～7点用户最少上网； 早上8点开始上网人数逐渐增加； 上午10点达到一天当中的第一个高峰； 下午14、15点达到一天中的第二个高峰； 晚上20、21点时达到一天中的顶峰。 5.1 网络带宽分析与设计 [P103图5-1] 用户使用因特网的时间规律 5.1 网络带宽分析与设计 调查显示： 用户平均每周上网4天，计13.4小时； 平均每天使用3.35小时（200分钟）左右； 用户平均每天收发的电子邮件为2.5封。 获取信息占46%； 休闲娱乐占32%； 学习占8%。 5.1 网络带宽分析与设计 5.1.3 网络带宽设计案例 阻塞式与非阻塞式设计 上层（如汇聚层）链路带宽大于或等于下层（如接入层）链路带宽的总和，称为非阻塞式设计；上层链路带宽低于下层链路带宽的总和，称为阻塞式设计。 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。 5.1 网络带宽分析与设计 [P104图5-2] 网络带宽的阻塞式与非阻塞式设计 5.1 网络带宽分析与设计 5.1.4 网络集线比设计 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，如果按照1:1的集线比，只能接30条用户线；如果按照1:8的集线比，可以接240条用户线，这样仍然可以满足30路电话同时通话，但是第31个用户需要通话时就需要等待，或者不能接通。 接线比模型建立在所有用户不会同时通信的基础上。 5.1 网络带宽分析与设计 集线比需要进行用户需求分析和话务量统计后才能确定。 计算机网络集线比目前难以确定，一般根据经验进行估算。 2．网络的集线比设计 在计算机网络中，如果按照阻塞式设计，同时又能满足用户需求，就需要确定网络服务的集线比。 可以将网络集线比理解为网络服务系统有效接入与最大接入能力之间的比率。 5.1 网络带宽分析与设计 5.1.5 网络带宽管理技术 1．利用硬件设备进行网络带宽管理 可以通过带宽管理器、入侵控制系统、路由器等硬件设备进行控制和管理。 硬件设备管理时性能高，投资大于软件管理。 带宽管理器可与现有网络设备进行集成，无需改变已有的网络拓扑结构，路由器配置，服务器配置和用户计算机配置。 即使网络结构或网络中的设备配置发生变化，带宽管理器也无需做任何变动。 5.1 网络带宽分析与设计 带宽管理器一般设置在边界路由器附近。 应当考虑带宽管理器与高速链路的性能匹配问题。 [P107图5-4] 5.1 网络带宽分析与设计 2．利用软件进行网络带宽管理 利用软件也可以管理和控制网络带宽。 例如，ISA Server软件可以进行网络带宽管理。 在ISA Server中，带宽管理规则按次序排列。每个规则都分配一个指定的编号，编号为1的规则最先处理，默认规则是最后一个处理。 ISA Server可以通过配置优先级和带宽规则给指定类型的网络通信分配较多的带宽。 网络管理人员可以根据协议、调度、用户、目的、内容等方