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        基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量控制策略研究

        2016-03-05 14:22:22張昕馬龍
        無線互聯(lián)科技 2015年9期

        張昕 馬龍

        摘要:為有效使用校園網(wǎng)出口帶寬,提出基于用戶IP地址和基于業(yè)務(wù)類型劃分帶寬的流量控制策略,并在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行部署,通過選取不同參數(shù),對策略的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證,并分析了兩種策略的適用條件。

        關(guān)鍵詞:流量分析;流量控制;流量策略

        1 引言

        隨著校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)日益復(fù)雜化和多元化,有效的引導(dǎo)并控制校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量變得尤為重要。對校園網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行分析,深入了解各類用戶對帶寬的不同需求,將有限的網(wǎng)絡(luò)出口帶寬進(jìn)行合理分配,能夠降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本,使校園網(wǎng)的帶寬管理變得更人性化,從而提升用戶用網(wǎng)感受。

        2 流量控制策略設(shè)計(jì)

        2.1 校園網(wǎng)流量特點(diǎn)

        互聯(lián)網(wǎng)流量存在自相似性、周期性和突發(fā)性等特點(diǎn),通過對我校網(wǎng)絡(luò)出口流量數(shù)據(jù)的分析,從空間分布看,校園網(wǎng)流量主要產(chǎn)生于辦公教學(xué)區(qū)、實(shí)驗(yàn)室和學(xué)生公寓等區(qū)域;在時(shí)間分布上,我?;ヂ?lián)網(wǎng)流量按照學(xué)校的作息時(shí)間有明顯的高峰和低谷期;按照業(yè)務(wù)類型劃分,網(wǎng)絡(luò)流量主要來源于在Http應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)游戲、P2P類業(yè)務(wù)等。

        2.1 流量控制策略評估方法

        判定流量控制策略的優(yōu)劣,需要從用戶滿意度和定量指標(biāo)兩方面考慮。流量控制策略對用戶端的使用產(chǎn)生直接的影響,用戶的使用體驗(yàn)如何、滿意度高低是評價(jià)流控策略的一項(xiàng)重要指標(biāo)。從定量的角度講,可以從網(wǎng)絡(luò)的總吞吐量、帶寬利用率和應(yīng)用協(xié)議占比等方面考察流控策略的實(shí)施效果。

        2.3 流量控制策略設(shè)計(jì)

        根據(jù)流量評估體系,通過分析IP地址段、應(yīng)用協(xié)議、數(shù)據(jù)流向等信息,我們分別基于IP地址段、業(yè)務(wù)類型及地址段與時(shí)間控制相結(jié)合等方式提出兩種流量控制策略。

        第一種是基于IP地址分配帶寬資源。根據(jù)IP地址下發(fā)策略,不同區(qū)域的用戶獲得的IP地址不同,在進(jìn)行流量控制時(shí),基于不同的IP地址對其可用帶寬進(jìn)行劃分,優(yōu)先保障重要用戶對帶寬的使用需求。

        第二種是基于業(yè)務(wù)類型分配帶寬資源。校園網(wǎng)的流量構(gòu)成以Http應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)游戲、P2P類應(yīng)用等業(yè)務(wù)為主,不同的業(yè)務(wù)類型對帶寬資源的需求不盡相同,其中Http類應(yīng)用對用戶的使用感受影響最大。通過對主要的業(yè)務(wù)類型按比例劃分帶寬資源,可以較好的保證用戶的業(yè)務(wù)使用需求。

        3 流量控制策略的實(shí)施

        本文流控策略的實(shí)施環(huán)境是一個(gè)三層結(jié)構(gòu)、骨干為萬兆的以太網(wǎng)絡(luò),擁有兩個(gè)互聯(lián)網(wǎng)出口,分別為教育網(wǎng)200Mbps,中國電信500Mbps。

        3.1 基于用戶IP地址的流控策略

        根據(jù)用戶的IP地址,將200M的教育網(wǎng)出口分配給了一部分學(xué)生區(qū),辦公教學(xué)區(qū)和另一部分學(xué)生區(qū)用戶則使用500M電信網(wǎng)出口。分別制定兩種帶寬分配策略如表1所示。

        如圖1所示,實(shí)施基于用戶IP地址的兩種流控策略后,一天的網(wǎng)絡(luò)吞吐量對比情況。

        從圖1中可以看出,在空閑時(shí)段(0:00-6:oo)黃色曲線代表的方案二有較大的吞吐量,在繁忙時(shí)段(10:00-22:00),兩種方案的總吞吐量相差不大,但是方案二的總體波動(dòng)較小。分析原因,主要是網(wǎng)絡(luò)的總出口帶寬有限的情況下,繁忙時(shí)段網(wǎng)絡(luò)出口基本處于滿負(fù)荷工作狀態(tài),在保證每用戶有足夠可用帶寬的情況下,基于IP地址進(jìn)行帶寬控制效果不是很明顯。

        3.2 基于業(yè)務(wù)類型的流控策略

        將出口帶寬按業(yè)務(wù)類型進(jìn)行分配。在兩個(gè)方案中,均只對P2P影音,P2P下載以及HTTP應(yīng)用等業(yè)務(wù)進(jìn)行帶寬分配(三類應(yīng)用共占用450M帶寬),其他業(yè)務(wù)全部放在剩余帶寬中使用。由于上行鏈路對網(wǎng)絡(luò)的使用影響不大,兩種方案中的上行速率采用相同設(shè)置,對下行速率在總帶寬(450Mbps)中按不同比例進(jìn)行劃分,分配比例如表2所示。

        基于業(yè)務(wù)類型進(jìn)行帶寬分配的方案實(shí)施后,一天的網(wǎng)絡(luò)吞吐量對比情況如圖2所示。如表3所示,策略實(shí)施前后,不同類型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所占數(shù)據(jù)總量百分比。

        從圖2中可看出,兩個(gè)方案實(shí)施后,網(wǎng)絡(luò)的總體吞吐量沒有發(fā)生明顯的區(qū)別。但通過表3的數(shù)據(jù)可以看出,策略實(shí)施后,各類不同的業(yè)務(wù)類型在總流量中所占的百分比發(fā)生了明顯的變化,P2P類應(yīng)用所占百分比下降明顯,HTTP業(yè)務(wù)應(yīng)用總量有明顯提高,其中,由于在方案二中對HTTP應(yīng)用有力度更大的帶寬保證,其趨勢較方案一更為明顯。相應(yīng)的,其他業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)量占比也有所提升,從而提高了不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)使用的公平性。

        4 結(jié)語

        文章針對校園網(wǎng)絡(luò)帶寬使用的問題,提出了基于用戶IP地址和基于不同業(yè)務(wù)類型進(jìn)行出口帶寬劃分的網(wǎng)絡(luò)流量控制策略,并在校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行了實(shí)施。在網(wǎng)絡(luò)出口帶寬有限的條件下,對于有大量用戶的網(wǎng)絡(luò)而言,基于IP地址的流量控制策略可以滿足重點(diǎn)用戶的帶寬需求,但對于普通用戶的使用感受提升并不明顯?;跇I(yè)務(wù)類型的流控策略,可以充分保證重要應(yīng)用的帶寬需求,限制不合理應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)帶寬資源消耗,增加各類應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)帶寬使用的公平性。

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