第04章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計2

1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第1頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第2頁 共88頁網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計（網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計（重點(diǎn)重點(diǎn)）網(wǎng)絡(luò)流量分析與設(shè)計網(wǎng)絡(luò)流量分析與設(shè)計服務(wù)質(zhì)量設(shè)計服務(wù)質(zhì)量設(shè)計擁塞控制擁塞控制負(fù)載均衡設(shè)計（負(fù)載均衡設(shè)計（重點(diǎn)重點(diǎn)）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第3頁 共88頁 網(wǎng)絡(luò)的性能與成本成正比。網(wǎng)絡(luò)的性能與成本成正比。 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)帶寬的不穩(wěn)定因素網(wǎng)絡(luò)帶寬的不穩(wěn)定因素1網(wǎng)絡(luò)帶寬網(wǎng)絡(luò)帶寬 基帶網(wǎng)絡(luò)中，帶寬通常用來衡量數(shù)據(jù)的傳輸速率基帶網(wǎng)絡(luò)中，帶寬通常用來衡量數(shù)據(jù)的傳輸速率。 ITU-T I.113建議規(guī)定，數(shù)據(jù)傳輸速率建議規(guī)定，數(shù)據(jù)傳輸速率低于低于1.5Mb/

2、s的的網(wǎng)絡(luò)劃分為窄帶網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)劃分為窄帶網(wǎng)；數(shù)據(jù)傳輸速率在；數(shù)據(jù)傳輸速率在1.5Mb/s以上的以上的網(wǎng)絡(luò)劃分為寬帶網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)劃分為寬帶網(wǎng)。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第4頁 共88頁表表4-1 4-1 常用數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬常用數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型傳輸速率傳輸速率通信方式通信方式應(yīng)用說明應(yīng)用說明X.2554kbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)城域網(wǎng)城域網(wǎng)ISDN單：單：64kbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)個人、小企業(yè)用戶個人、小企業(yè)用戶FR19.2kbit/s2Mbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)城域網(wǎng)，專線城域網(wǎng)，專線DDN64kbit/s2Mbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)城域網(wǎng)，專線城域網(wǎng)，專線ADSL下下8Mbit

3、/s，上，上1Mbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)個人、小企業(yè)用戶個人、小企業(yè)用戶Ethernet10/100/1 000Mbit/s廣播廣播局域網(wǎng)、城域網(wǎng)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)HFC下下36Mbit/s，上，上10Mbit/s廣播廣播個人、小企業(yè)用戶個人、小企業(yè)用戶E12.048Mbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)企業(yè)專線接入企業(yè)專線接入ATM155 Mbit/s、655Mbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)城域網(wǎng)城域網(wǎng)SDH/SONET51.84Mbit/s2.5Gbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)城域傳輸網(wǎng)城域傳輸網(wǎng)DWDM2.5Gbit/s40Gbit/s點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)城域傳輸網(wǎng)城域傳輸網(wǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第5頁 共88頁2以太

4、網(wǎng)帶寬不穩(wěn)定的因素以太網(wǎng)帶寬不穩(wěn)定的因素 帶寬能否達(dá)到理論值，與網(wǎng)絡(luò)采用帶寬能否達(dá)到理論值，與網(wǎng)絡(luò)采用阻塞式阻塞式設(shè)計還是設(shè)計還是非阻塞式非阻塞式設(shè)計相關(guān)。設(shè)計相關(guān)。 雙絞線雙絞線線路質(zhì)量線路質(zhì)量的好壞，對網(wǎng)絡(luò)帶寬影響很大。的好壞，對網(wǎng)絡(luò)帶寬影響很大。 信號在傳輸過程中要消耗大約信號在傳輸過程中要消耗大約10%的系統(tǒng)開銷的系統(tǒng)開銷。 環(huán)境環(huán)境溫度、接頭氧化等，都會造成帶寬下降。溫度、接頭氧化等，都會造成帶寬下降。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第6頁 共88頁4.1.2 網(wǎng)絡(luò)用戶業(yè)務(wù)模型網(wǎng)絡(luò)用戶業(yè)務(wù)模型1用戶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)最低帶寬需求用戶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)最低帶寬需求 局域網(wǎng)中，上行和下行帶寬相差不多。局域

5、網(wǎng)中，上行和下行帶寬相差不多。 因特網(wǎng)中，下行帶寬大于上行帶寬。因特網(wǎng)中，下行帶寬大于上行帶寬。 滿足用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求帶寬不能低于滿足用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求帶寬不能低于256kb/s 基本的設(shè)計思想是：基本的設(shè)計思想是：根據(jù)帶寬占用大的業(yè)務(wù)來選擇根據(jù)帶寬占用大的業(yè)務(wù)來選擇線路帶寬線路帶寬，并根據(jù)業(yè)務(wù)使用頻度考慮帶寬。，并根據(jù)業(yè)務(wù)使用頻度考慮帶寬。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第7頁 共88頁表表4-2 4-2 端到端網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)最低帶寬要求端到端網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)最低帶寬要求業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)類型最低下行帶寬最低下行帶寬最低上行帶寬最低上行帶寬網(wǎng)頁瀏覽網(wǎng)頁瀏覽32kbit/s10kbit/s收發(fā)郵件收發(fā)郵件128k

6、bit/s128kbit/sFTP下載下載200kbit/s32kbit/s網(wǎng)上聊天網(wǎng)上聊天32kbit/s32kbit/s網(wǎng)絡(luò)游戲網(wǎng)絡(luò)游戲64kbit/s256kbit/s64kbit/sIP電話電話132kbit/s32kbit/s視頻會議視頻會議512kbit/s512kbit/s視頻監(jiān)控視頻監(jiān)控256kbit/s512kbit/s256kbit/s512kbit/s視頻點(diǎn)播視頻點(diǎn)播1256kbit/s64kbit/sBT下載下載256kbit/s512kbit/s256kbit/s512kbit/s計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第8頁 共88頁2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的特點(diǎn) 帶寬

7、考慮因素：帶寬考慮因素： 用戶的用戶的服務(wù)類型服務(wù)類型。 用戶的用戶的訪問速度訪問速度。 用戶和服務(wù)器之間的用戶和服務(wù)器之間的連接質(zhì)量連接質(zhì)量。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第9頁 共88頁 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型： 偶爾少量的通信偶爾少量的通信 突發(fā)性通信突發(fā)性通信 固定帶寬的流式傳輸固定帶寬的流式傳輸 不定帶寬的數(shù)據(jù)傳輸不定帶寬的數(shù)據(jù)傳輸計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第10頁 共88頁3用戶使用因特網(wǎng)的規(guī)律用戶使用因特網(wǎng)的規(guī)律計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第11頁 共88頁4.1.3 網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計1阻塞式與非阻塞式設(shè)計阻塞式與非阻塞式設(shè)計 非阻塞式設(shè)計：非阻塞式

8、設(shè)計：上層鏈路帶寬大于或等于下層鏈路上層鏈路帶寬大于或等于下層鏈路帶寬的總和。帶寬的總和。 阻塞式設(shè)計：阻塞式設(shè)計：上層鏈路帶寬低于下層鏈路帶寬的總上層鏈路帶寬低于下層鏈路帶寬的總和。和。 非阻塞式網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)載輕，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好，但非阻塞式網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)載輕，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好，但是工程成本高。是工程成本高。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第12頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第13頁 共88頁4.1.4 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)集線比設(shè)計網(wǎng)絡(luò)服務(wù)集線比設(shè)計1電話集線比模型電話集線比模型 集線比：可用信道與接入用戶線的比例。集線比：可用信道與接入用戶線的比例。 例如，一條例如，一條E1線路可以同時

9、接通線路可以同時接通30路電話，如果按路電話，如果按1：1的集線比，則只能接的集線比，則只能接30條用戶線，如果按條用戶線，如果按1：8的集的集線比，則可以接線比，則可以接240條用戶線。條用戶線。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第14頁 共88頁2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的集線比設(shè)計網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的集線比設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)集線比網(wǎng)絡(luò)集線比：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)有效接入與最大接入能：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)有效接入與最大接入能力之間的比率。力之間的比率。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集線比經(jīng)驗值為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集線比經(jīng)驗值為1：81：15。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第15頁 共88頁 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)集線比計算如下：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)集線比計算如下：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有效工作時

10、長網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有效工作時長=打開網(wǎng)頁數(shù)打開網(wǎng)頁數(shù)（網(wǎng)頁大小（網(wǎng)頁大小+系統(tǒng)開銷）系統(tǒng)開銷）/（用戶帶寬（用戶帶寬/8）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)最大集線比網(wǎng)絡(luò)服務(wù)最大集線比=服務(wù)總工作時長服務(wù)總工作時長/（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有效時長有效時長+服務(wù)間隔時長）服務(wù)間隔時長）服務(wù)器最大用戶數(shù)服務(wù)器最大用戶數(shù)=（Web服務(wù)器帶寬服務(wù)器帶寬/用戶接入帶寬）用戶接入帶寬）最大集線比最大集線比計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第16頁 共88頁4.1.5 網(wǎng)絡(luò)帶寬管理方法網(wǎng)絡(luò)帶寬管理方法1利用硬件設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬管理利用硬件設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬管理 網(wǎng)絡(luò)帶寬可以用網(wǎng)絡(luò)帶寬可以用軟件軟件的方法進(jìn)行管理，也可以通過的方法進(jìn)行管理，也可以

11、通過帶寬管理器、入侵控制系統(tǒng)（帶寬管理器、入侵控制系統(tǒng)（IPS）、路由器等硬件）、路由器等硬件設(shè)備進(jìn)行控制和管理。設(shè)備進(jìn)行控制和管理。 帶寬管理器一般設(shè)置在邊界路由器附近。帶寬管理器一般設(shè)置在邊界路由器附近。 也可將帶寬管理器內(nèi)置在邊界路由器中。也可將帶寬管理器內(nèi)置在邊界路由器中。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第17頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第18頁 共88頁2利用軟件防火墻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬管理利用軟件防火墻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬管理 如微軟公司的如微軟公司的ISA Server防火墻軟件，也可以進(jìn)行網(wǎng)防火墻軟件，也可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬管理。絡(luò)帶寬管理。3利用利用IOS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬管理進(jìn)

12、行網(wǎng)絡(luò)帶寬管理 利用路由器或交換機(jī)做策略控制，也可以限制網(wǎng)絡(luò)利用路由器或交換機(jī)做策略控制，也可以限制網(wǎng)絡(luò)帶寬。帶寬。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第19頁 共88頁4帶寬的分配策略帶寬的分配策略 對鏈路進(jìn)行帶寬劃分。對鏈路進(jìn)行帶寬劃分。 對單個對單個IP地址進(jìn)行帶寬分配。地址進(jìn)行帶寬分配。 對用戶對用戶IP地址組的帶寬分配。地址組的帶寬分配。 對用戶業(yè)務(wù)類型進(jìn)行帶寬分配。對用戶業(yè)務(wù)類型進(jìn)行帶寬分配。 在在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行帶寬分配，無法做到電信網(wǎng)那樣準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行帶寬分配，無法做到電信網(wǎng)那樣準(zhǔn)確。確。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第20頁 共88頁4.2.1 網(wǎng)絡(luò)流量的特性網(wǎng)絡(luò)流量的特性1

13、流量與帶寬流量與帶寬 帶寬是固定值，而流量是變化的量；帶寬是固定值，而流量是變化的量； 帶寬有很強(qiáng)的規(guī)律性，而流量的規(guī)律性不強(qiáng)；帶寬有很強(qiáng)的規(guī)律性，而流量的規(guī)律性不強(qiáng)； 帶寬與物理設(shè)備、傳輸鏈路相關(guān)；帶寬與物理設(shè)備、傳輸鏈路相關(guān)； 流量與使用情況、傳輸協(xié)議、鏈路狀態(tài)等相關(guān)。流量與使用情況、傳輸協(xié)議、鏈路狀態(tài)等相關(guān)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第21頁 共88頁2不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的數(shù)據(jù)流量特性不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的數(shù)據(jù)流量特性 網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)：網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)： 突發(fā)性突發(fā)性 延遲延遲 抖動抖動 分組丟失等。分組丟失等。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第22頁 共88頁表表4-5 4-5 不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的流

14、量特性不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的流量特性服務(wù)類型服務(wù)類型業(yè)務(wù)特征業(yè)務(wù)特征突發(fā)性突發(fā)性延遲容忍度延遲容忍度抖動容忍抖動容忍度度分組丟失容忍分組丟失容忍度度Web網(wǎng)頁網(wǎng)頁多個小文件傳多個小文件傳輸輸高高中等中等高高中等中等E-mail數(shù)據(jù)量小數(shù)據(jù)量小高高高高高高高高FTP大文件傳輸大文件傳輸中等中等高高高高高高即時通信即時通信數(shù)據(jù)量小數(shù)據(jù)量小高高中等中等高高高高網(wǎng)絡(luò)游戲網(wǎng)絡(luò)游戲要求可靠傳輸要求可靠傳輸高高中等中等高高中等中等IP語音語音要求可靠傳輸要求可靠傳輸?shù)偷偷偷偷偷偷偷鸵曨l點(diǎn)播視頻點(diǎn)播帶寬要求高帶寬要求高低低低低低低低低電子商務(wù)電子商務(wù)要求可靠傳輸要求可靠傳輸高高中等中等中等中等低低計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章

15、 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第23頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第24頁 共88頁 流量監(jiān)測圖的功能：流量監(jiān)測圖的功能： 峰值流量峰值流量大小，出現(xiàn)時間，持續(xù)時間；大小，出現(xiàn)時間，持續(xù)時間； 平均流量平均流量大??；大??； 流出與流入情況，出口是否存在流出與流入情況，出口是否存在擁塞擁塞； 資源負(fù)載資源負(fù)載情況，如磁盤空間、情況，如磁盤空間、CPU負(fù)載等；負(fù)載等； 服務(wù)服務(wù)流量分布流量分布情況，如情況，如Web、FTP等；等； 設(shè)備流量設(shè)備流量情況，如路由器、交換機(jī)等。情況，如路由器、交換機(jī)等。案例：流量監(jiān)測統(tǒng)計表案例：流量監(jiān)測統(tǒng)計表計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第26頁 共88頁4.2.

16、3 網(wǎng)絡(luò)流量設(shè)計模型網(wǎng)絡(luò)流量設(shè)計模型1分層網(wǎng)絡(luò)的流量模型分層網(wǎng)絡(luò)的流量模型 數(shù)據(jù)流量從接入層流向核心層時，被數(shù)據(jù)流量從接入層流向核心層時，被收斂收斂在高速鏈在高速鏈路上。路上。 流量從核心層流向接入層時，被流量從核心層流向接入層時，被發(fā)散發(fā)散到低速鏈路上。到低速鏈路上。 核心層設(shè)備匯聚的網(wǎng)絡(luò)流量最大。核心層設(shè)備匯聚的網(wǎng)絡(luò)流量最大。 接入層設(shè)備的流量相對較小。接入層設(shè)備的流量相對較小。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第27頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第28頁 共88頁3流量設(shè)計中的流量設(shè)計中的80/20規(guī)則和規(guī)則和20/80規(guī)則規(guī)則 流量設(shè)計的流量設(shè)計的80/20規(guī)則規(guī)則：

17、網(wǎng)段上網(wǎng)段上80%的數(shù)據(jù)流量在本網(wǎng)段內(nèi)部流動，只有的數(shù)據(jù)流量在本網(wǎng)段內(nèi)部流動，只有20%的網(wǎng)絡(luò)流量訪問其它網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)流量訪問其它網(wǎng)段。 這種流量設(shè)計模型主要適應(yīng)于分布式服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。這種流量設(shè)計模型主要適應(yīng)于分布式服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。 優(yōu)點(diǎn)：減輕了網(wǎng)絡(luò)核心層的流量壓力。優(yōu)點(diǎn)：減輕了網(wǎng)絡(luò)核心層的流量壓力。 缺點(diǎn)：不利于網(wǎng)絡(luò)集中管理。缺點(diǎn)：不利于網(wǎng)絡(luò)集中管理。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第29頁 共88頁 流量設(shè)計的流量設(shè)計的20/80規(guī)則：規(guī)則： 只有只有20%的數(shù)據(jù)流量訪問本地局域網(wǎng)，而的數(shù)據(jù)流量訪問本地局域網(wǎng)，而80%的數(shù)的數(shù)據(jù)流量需要流出本地網(wǎng)絡(luò)。據(jù)流量需要流出本地網(wǎng)絡(luò)。 如利用因特網(wǎng)進(jìn)行服務(wù)的小

18、型企業(yè)網(wǎng)。如利用因特網(wǎng)進(jìn)行服務(wù)的小型企業(yè)網(wǎng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第30頁 共88頁4.2.4 電話流量的愛爾蘭模型電話流量的愛爾蘭模型1愛爾蘭話務(wù)量公式愛爾蘭話務(wù)量公式 電話網(wǎng)絡(luò)建立了成熟的電話網(wǎng)絡(luò)建立了成熟的Erlang話務(wù)量模型話務(wù)量模型。 愛爾蘭公式：愛爾蘭公式：A= n t A：話務(wù)量，單位為：話務(wù)量，單位為Erl，1Erl為同一電路上一小時為同一電路上一小時的呼叫次數(shù)；的呼叫次數(shù)； n：呼叫強(qiáng)度，單位是次：呼叫強(qiáng)度，單位是次/小時；小時； t：呼叫平均保持時間，單位是小時。：呼叫平均保持時間，單位是小時。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第31頁 共88頁 例如：例如：

19、 呼叫強(qiáng)度呼叫強(qiáng)度= 1800次次/小時小時 呼叫保持時間呼叫保持時間= 180秒秒 話務(wù)量話務(wù)量A= 1800次次/小時小時（180/3600）= 90Erl 話務(wù)量反映了電話系統(tǒng)流量的大小，它與呼叫強(qiáng)度話務(wù)量反映了電話系統(tǒng)流量的大小，它與呼叫強(qiáng)度和呼叫保持時間有關(guān)。和呼叫保持時間有關(guān)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第32頁 共88頁2忙時呼叫次數(shù)（忙時呼叫次數(shù)（BHCA） 通常將話務(wù)量最忙的一小時內(nèi)的電話呼叫次數(shù)稱為通常將話務(wù)量最忙的一小時內(nèi)的電話呼叫次數(shù)稱為BHCA（忙時呼叫次數(shù)）（忙時呼叫次數(shù)）。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第33頁 共88頁3呼損率與服務(wù)等級（呼損率與服務(wù)等

20、級（GoS） 沒有得到服務(wù)的呼叫稱為呼損沒有得到服務(wù)的呼叫稱為呼損 丟失呼叫的概率稱為呼損率丟失呼叫的概率稱為呼損率 不同呼損率的等級稱為不同呼損率的等級稱為“服務(wù)等級服務(wù)等級”（GoS）。 例如：例如：GoS值為值為0.05時，表示在繁忙時刻，時，表示在繁忙時刻，100次呼次呼叫中有叫中有5次會聽到忙音（阻塞）。次會聽到忙音（阻塞）。 GoS等級一般按照等級一般按照0.1、0.01、0.001劃分。劃分。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第34頁 共88頁4Erlang-公式公式 呼叫是一個呼叫是一個隨機(jī)事件隨機(jī)事件，利用概率和統(tǒng)計的方法來分，利用概率和統(tǒng)計的方法來分析和計算呼叫強(qiáng)度值（析和

21、計算呼叫強(qiáng)度值（n）和呼叫保持時間值（）和呼叫保持時間值（t），），這就推導(dǎo)出了這就推導(dǎo)出了Erlang-B公式公式：MiikiAkAkP0!)(計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第35頁 共88頁 Erlang-B公式已經(jīng)被公式已經(jīng)被ITU-T規(guī)定為規(guī)定為G.80標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 如果話務(wù)量如果話務(wù)量A在在550Erl范圍之內(nèi)，則可將范圍之內(nèi)，則可將Erlang-B公式簡化為以下經(jīng)驗公式：公式簡化為以下經(jīng)驗公式： M=5.5+1.17A （GoS=0.01時）時） M=7.8+1.28A （GoS=0.001時）時） 電話電話Erl經(jīng)驗值：經(jīng)驗值： 中繼鏈路最高為中繼鏈路最高為0.7Erl/線線

22、 中繼鏈路平均為中繼鏈路平均為0.20.3Erl/線線 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第36頁 共88頁4.2.5 網(wǎng)絡(luò)鏈路的聚合設(shè)計網(wǎng)絡(luò)鏈路的聚合設(shè)計1網(wǎng)絡(luò)峰值流量設(shè)計網(wǎng)絡(luò)峰值流量設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計必須考慮最繁忙時段的信息流量。網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計必須考慮最繁忙時段的信息流量。 電話的帶寬是確定的，標(biāo)準(zhǔn)信道為電話的帶寬是確定的，標(biāo)準(zhǔn)信道為64kb/s。 在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸峰值可能隨時毫無規(guī)在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸峰值可能隨時毫無規(guī)律的出現(xiàn)。律的出現(xiàn)。 鏈路聚合技術(shù)可以將幾條鏈路捆綁在一起，以增加鏈路聚合技術(shù)可以將幾條鏈路捆綁在一起，以增加網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬。網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)

23、絡(luò)性能設(shè)計第37頁 共88頁2鏈路聚合中的流量均衡鏈路聚合中的流量均衡 聚合端口（聚合端口（AP）必須符合）必須符合IEEE 802.3ad標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 聚合端口根據(jù)報文的聚合端口根據(jù)報文的MAC地址或地址或IP地址進(jìn)行流量平地址進(jìn)行流量平衡，即把流量平均地分配到聚合端口的成員鏈路中衡，即把流量平均地分配到聚合端口的成員鏈路中去（如圖去（如圖4-10）。）。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第38頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第39頁 共88頁4.2 4.2 網(wǎng)絡(luò)流量分析與設(shè)計網(wǎng)絡(luò)流量分析與設(shè)計3鏈路聚合的條件鏈路聚合的條件 鏈路聚合需要硬件設(shè)備的支持鏈路聚合需要硬件設(shè)備的支

24、持 鏈路傳輸介質(zhì)必須相同鏈路傳輸介質(zhì)必須相同 鏈路速率必須相同鏈路速率必須相同 必須是全雙工鏈路必須是全雙工鏈路 鏈路兩端的參數(shù)必須一致鏈路兩端的參數(shù)必須一致 鏈路的速率不能小于鏈路的速率不能小于100Mb/s等。等。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第40頁 共88頁4.3.1 QoS的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo) 傳統(tǒng)傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)對所有報文都無區(qū)別的同等對待對報文網(wǎng)絡(luò)對所有報文都無區(qū)別的同等對待對報文傳送的可靠性、傳送延遲等不提供任何保證。目前傳送的可靠性、傳送延遲等不提供任何保證。目前因特網(wǎng)提供因特網(wǎng)提供“盡力而為盡力而為”的服務(wù)。的服務(wù)。1服務(wù)質(zhì)量的定義服務(wù)質(zhì)量的定義 QoS是是IP網(wǎng)絡(luò)

25、在傳輸數(shù)據(jù)流時，滿足一系列服務(wù)請求網(wǎng)絡(luò)在傳輸數(shù)據(jù)流時，滿足一系列服務(wù)請求的實現(xiàn)機(jī)制。的實現(xiàn)機(jī)制。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第41頁 共88頁 QoS的目標(biāo)是提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。的目標(biāo)是提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。 服務(wù)質(zhì)量參數(shù)：連接延遲、連接失敗的概率、吞吐服務(wù)質(zhì)量參數(shù)：連接延遲、連接失敗的概率、吞吐率、傳輸時延、誤碼率、安全保護(hù)、優(yōu)先級、恢復(fù)率、傳輸時延、誤碼率、安全保護(hù)、優(yōu)先級、恢復(fù)功能等。功能等。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第42頁 共88頁2傳輸時延傳輸時延 傳輸時延是兩個節(jié)點(diǎn)之間，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的時傳輸時延是兩個節(jié)點(diǎn)之間，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的時間間隔。間間隔。 在任

26、何系統(tǒng)中，傳輸時延總是存在的。在任何系統(tǒng)中，傳輸時延總是存在的。 話音數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地的總時間不得超過話音數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地的總時間不得超過150ms。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第43頁 共88頁3時延抖動時延抖動 時延抖動是不同數(shù)據(jù)包之間延遲時間的差別。時延抖動是不同數(shù)據(jù)包之間延遲時間的差別。 抖動主要由于排隊等候時間不同而引起。抖動主要由于排隊等候時間不同而引起。 話音網(wǎng)絡(luò)的抖動不應(yīng)超過話音網(wǎng)絡(luò)的抖動不應(yīng)超過30ms。4丟包率丟包率 丟包率指發(fā)送數(shù)據(jù)包與接收數(shù)據(jù)包的比率。丟包率指發(fā)送數(shù)據(jù)包與接收數(shù)據(jù)包的比率。 數(shù)據(jù)包丟失一般由網(wǎng)絡(luò)擁塞引起。數(shù)據(jù)包丟失一般由網(wǎng)絡(luò)擁塞引起。 數(shù)據(jù)包丟失率

27、應(yīng)小于數(shù)據(jù)包丟失率應(yīng)小于1%。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第44頁 共88頁4.3.2 QoS主要實現(xiàn)機(jī)制主要實現(xiàn)機(jī)制1解決解決QoS問題的兩種思路問題的兩種思路 無限大的帶寬是最好的無限大的帶寬是最好的QoS。然而，這種理想狀態(tài)是。然而，這種理想狀態(tài)是不存在的。不存在的。 第一種思路：第一種思路： 通過對數(shù)據(jù)包進(jìn)行通過對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類分類，對業(yè)務(wù)類型進(jìn)行，對業(yè)務(wù)類型進(jìn)行優(yōu)先級優(yōu)先級調(diào)調(diào)度處理，解決帶寬利用、延遲和丟包等問題。度處理，解決帶寬利用、延遲和丟包等問題。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第45頁 共88頁 第二種思路：第二種思路： 骨干網(wǎng)越簡單越好，主要任務(wù)是高效的包轉(zhuǎn)發(fā)（不

28、骨干網(wǎng)越簡單越好，主要任務(wù)是高效的包轉(zhuǎn)發(fā)（不管壞包、好包）。因此應(yīng)當(dāng)利用管壞包、好包）。因此應(yīng)當(dāng)利用流量工程流量工程的方法解的方法解決骨干網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡問題。決骨干網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡問題。 以上兩種思路都不能解決問題時，就必須增加網(wǎng)絡(luò)以上兩種思路都不能解決問題時，就必須增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高設(shè)備性能。帶寬，提高設(shè)備性能。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第46頁 共88頁2RFC提出的提出的QoS模型模型 RFC1633：IntServ（集成業(yè)務(wù)）模型（集成業(yè)務(wù)）模型 RFC2475：DiffServ（區(qū)分業(yè)務(wù)）模型（區(qū)分業(yè)務(wù)）模型 RFC2702：MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）（多協(xié)議標(biāo)簽交換）計算機(jī)網(wǎng)

29、絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第47頁 共88頁3解決解決QoS問題的主要技術(shù)問題的主要技術(shù) VPN（虛擬專用網(wǎng)）（虛擬專用網(wǎng)）：通過隧道技術(shù)，在公共網(wǎng)絡(luò)：通過隧道技術(shù)，在公共網(wǎng)絡(luò)上仿真點(diǎn)到點(diǎn)的專線技術(shù)。上仿真點(diǎn)到點(diǎn)的專線技術(shù)。 DiffServ：通過傳輸匯聚提供服務(wù)質(zhì)量支持。通過傳輸匯聚提供服務(wù)質(zhì)量支持。 鏈路匯聚：鏈路匯聚：通過鏈路帶寬匯聚提高網(wǎng)絡(luò)帶寬。通過鏈路帶寬匯聚提高網(wǎng)絡(luò)帶寬。 流量工程（流量工程（TE）：控制數(shù)據(jù)流傳輸路徑，達(dá)到：控制數(shù)據(jù)流傳輸路徑，達(dá)到QoS保證。保證。 MPLS：采用固定長度的標(biāo)簽，加快交換機(jī)查找路由：采用固定長度的標(biāo)簽，加快交換機(jī)查找路由表的速度。表的速度。計算機(jī)

30、網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第48頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第49頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第50頁 共88頁4.3.3 IntServ綜合業(yè)務(wù)模型綜合業(yè)務(wù)模型 IntServ提供兩種服務(wù)類型：提供兩種服務(wù)類型： 保證服務(wù)（保證服務(wù)（GS）： 通過保證帶寬和時延來滿足應(yīng)用程序的要求。通過保證帶寬和時延來滿足應(yīng)用程序的要求。 負(fù)載控制服務(wù)（負(fù)載控制服務(wù)（CLS）： 保證在網(wǎng)絡(luò)過載情況下，也能提供服務(wù)。保證在網(wǎng)絡(luò)過載情況下，也能提供服務(wù)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第51頁 共88頁 IntServ模型模型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第52頁 共

31、88頁 IntServ優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 提供每個數(shù)據(jù)流端到端的提供每個數(shù)據(jù)流端到端的QOS保障。保障。 IntServ缺點(diǎn)缺點(diǎn) 鏈路狀態(tài)維護(hù)工作使核心路由器不堪重負(fù)。鏈路狀態(tài)維護(hù)工作使核心路由器不堪重負(fù)。 需要傳送每個流的信令和狀態(tài)，系統(tǒng)開銷太大。需要傳送每個流的信令和狀態(tài)，系統(tǒng)開銷太大。 面向連接的特性容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜化。面向連接的特性容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜化。 需要全部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都提供一致的技術(shù)。需要全部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都提供一致的技術(shù)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第53頁 共88頁4.3.4 DiffServ區(qū)分業(yè)務(wù)模型區(qū)分業(yè)務(wù)模型1DiffServ區(qū)分業(yè)務(wù)區(qū)分業(yè)務(wù) 基本思想：把業(yè)務(wù)分成不同的類別，并根據(jù)

32、業(yè)務(wù)所基本思想：把業(yè)務(wù)分成不同的類別，并根據(jù)業(yè)務(wù)所屬類別區(qū)分對待屬類別區(qū)分對待。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 將業(yè)務(wù)流匯聚為少數(shù)幾種業(yè)務(wù)類型。將業(yè)務(wù)流匯聚為少數(shù)幾種業(yè)務(wù)類型。 為不同業(yè)務(wù)類型提供不同為不同業(yè)務(wù)類型提供不同優(yōu)先權(quán)優(yōu)先權(quán)。 不需要信令不需要信令。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第54頁 共88頁案例：區(qū)分服務(wù)的基本模型案例：區(qū)分服務(wù)的基本模型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第55頁 共88頁 區(qū)分服務(wù)結(jié)構(gòu)區(qū)分服務(wù)結(jié)構(gòu)=策略策略/資源管理器資源管理器+邊緣業(yè)務(wù)流調(diào)節(jié)邊緣業(yè)務(wù)流調(diào)節(jié)+核心區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)核心區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā) 由用戶和業(yè)務(wù)提供者商定服務(wù)等級（由用戶和業(yè)務(wù)提供者商定服務(wù)等級（SLS）。）。 網(wǎng)絡(luò)發(fā)生

33、擁塞時，按流量調(diào)節(jié)規(guī)定（網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，按流量調(diào)節(jié)規(guī)定（TSC）處理用）處理用戶的業(yè)務(wù)流。戶的業(yè)務(wù)流。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第56頁 共88頁2CAR流量控制技術(shù)流量控制技術(shù) CAR（約定訪問速率）：根據(jù)（約定訪問速率）：根據(jù)IP包的包的優(yōu)先級進(jìn)行報優(yōu)先級進(jìn)行報文的分類文的分類。 速率限制速率限制：如限制：如限制FTP報文不能占用超過報文不能占用超過30%的網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬。絡(luò)帶寬。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第57頁 共88頁 帶寬預(yù)留帶寬預(yù)留 發(fā)生擁塞時，保證各種業(yè)務(wù)能按照一定的傳輸比例發(fā)生擁塞時，保證各種業(yè)務(wù)能按照一定的傳輸比例 占用帶寬；帶寬可被動態(tài)分配使用。占用帶寬；帶

34、寬可被動態(tài)分配使用。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第58頁 共88頁3隊列調(diào)度技術(shù)隊列調(diào)度技術(shù) 隊列調(diào)度算法對傳輸延遲、數(shù)據(jù)包丟失率等性能指隊列調(diào)度算法對傳輸延遲、數(shù)據(jù)包丟失率等性能指標(biāo)有著直接的影響。標(biāo)有著直接的影響。 常見隊列調(diào)度算法：常見隊列調(diào)度算法： 先到先服務(wù)（先到先服務(wù)（FIFO）、）、 隨機(jī)先期檢測算法（隨機(jī)先期檢測算法（RED） 分組公平隊列（分組公平隊列（PFQ）、加權(quán)公平排隊（）、加權(quán)公平排隊（WFQ） 優(yōu)先級排隊（優(yōu)先級排隊（PQ）、）、 基于輪循的調(diào)度算法（基于輪循的調(diào)度算法（RR）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第59頁 共88頁補(bǔ)充：優(yōu)先隊列計劃補(bǔ)充：優(yōu)先隊列

35、計劃計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第60頁 共88頁補(bǔ)充：自定義優(yōu)先隊列補(bǔ)充：自定義優(yōu)先隊列計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第61頁 共88頁案例：加權(quán)公平隊列調(diào)度案例：加權(quán)公平隊列調(diào)度計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第62頁 共88頁4DiffServ的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 沒有基于流的額外開銷；沒有基于流的額外開銷； 實現(xiàn)簡單，可擴(kuò)展性好。實現(xiàn)簡單，可擴(kuò)展性好。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 很難提供基于流的端到端的很難提供基于流的端到端的QOS保障；保障； 骨干網(wǎng)上過多使用骨干網(wǎng)上過多使用QoS會給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行帶來壓力。會給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行帶來壓力。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第63頁

36、 共88頁表表4-6 DiffServ4-6 DiffServ與與IntServIntServ的比較的比較IntServ IntServ 特特 點(diǎn)點(diǎn)DiffServ DiffServ 特特 點(diǎn)點(diǎn)嚴(yán)格質(zhì)量保證嚴(yán)格質(zhì)量保證相對質(zhì)量保證相對質(zhì)量保證網(wǎng)絡(luò)的核心復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的核心復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的邊緣復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的邊緣復(fù)雜路由器之間需要信令路由器之間需要信令路由器之間不需要信令路由器之間不需要信令擴(kuò)展性差擴(kuò)展性差擴(kuò)展性好擴(kuò)展性好面向連接的面向連接的QoS面向分組的面向分組的QoS計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第64頁 共88頁4.3.5 MPLS與流量工程與流量工程1MPLS工作原理工作原理 MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交

37、換）是（多協(xié)議標(biāo)簽交換）是IP路由和路由和ATM交換技交換技術(shù)的結(jié)合術(shù)的結(jié)合。 MPLS在無連接在無連接IP網(wǎng)絡(luò)中，引入面向連接的機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)中，引入面向連接的機(jī)制。 設(shè)計思想：設(shè)計思想：邊緣路由，核心交換邊緣路由，核心交換。 對連接請求實現(xiàn)對連接請求實現(xiàn)一次路由選擇，多次交換服務(wù)一次路由選擇，多次交換服務(wù)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第65頁 共88頁4.3.6 QoS存在問題分析存在問題分析1QoS的復(fù)雜性的復(fù)雜性 很難知道用戶的業(yè)務(wù)類型；很難知道用戶的業(yè)務(wù)類型； 很難建立用戶業(yè)務(wù)流量模型很難建立用戶業(yè)務(wù)流量模型； 不同用戶的同一種業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)特征和流量模型也不同用戶的同一種業(yè)務(wù)，其業(yè)

38、務(wù)特征和流量模型也很可能不同；很可能不同； 端到端的可用資源情況很難判斷端到端的可用資源情況很難判斷。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第66頁 共88頁2技術(shù)不成熟技術(shù)不成熟3實現(xiàn)實現(xiàn)QoS需要全網(wǎng)的支持需要全網(wǎng)的支持4需求并不緊迫需求并不緊迫5電話網(wǎng)的電話網(wǎng)的QoS PSTN具有固定速率（具有固定速率（64kb/s），因此可以計算出用），因此可以計算出用戶請求的端到端的網(wǎng)絡(luò)資源是否可用。戶請求的端到端的網(wǎng)絡(luò)資源是否可用。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第67頁 共88頁4.3.7 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)QoS設(shè)計設(shè)計1業(yè)務(wù)類型與業(yè)務(wù)類型與QoS需求分析需求分析 單一的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不需要單一的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不需要

39、QoS 多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)才需要多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)才需要QoS 可將業(yè)務(wù)分為實時業(yè)務(wù)與非實時業(yè)務(wù)。可將業(yè)務(wù)分為實時業(yè)務(wù)與非實時業(yè)務(wù)。 可將業(yè)務(wù)分為可靠業(yè)務(wù)與不可靠業(yè)務(wù)?？蓪I(yè)務(wù)分為可靠業(yè)務(wù)與不可靠業(yè)務(wù)。 不同的業(yè)務(wù)對服務(wù)質(zhì)量的理解是不同的不同的業(yè)務(wù)對服務(wù)質(zhì)量的理解是不同的。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第68頁 共88頁2單優(yōu)先業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)單優(yōu)先業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)QoS設(shè)計案例設(shè)計案例 在單優(yōu)先業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，優(yōu)先業(yè)務(wù)是最關(guān)鍵的。在單優(yōu)先業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，優(yōu)先業(yè)務(wù)是最關(guān)鍵的。3多優(yōu)先業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)多優(yōu)先業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)QoS實施實施 為了減少網(wǎng)上業(yè)務(wù)的時延及抖動，需要對一些大量為了減少網(wǎng)上業(yè)務(wù)的時延及抖動，需要對一些大量占用網(wǎng)絡(luò)帶寬的非關(guān)鍵性

40、業(yè)務(wù)（如占用網(wǎng)絡(luò)帶寬的非關(guān)鍵性業(yè)務(wù)（如FTP等）進(jìn)行帶等）進(jìn)行帶寬限制。寬限制。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第69頁 共88頁4.4.1 網(wǎng)絡(luò)擁塞的形成網(wǎng)絡(luò)擁塞的形成1擁塞的定義擁塞的定義 在某一時間段內(nèi)，如果對網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超在某一時間段內(nèi)，如果對網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就會過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就會變壞，這種情況稱為擁塞。變壞，這種情況稱為擁塞。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第70頁 共88頁計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第71頁 共88頁2造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的因素造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的因素 設(shè)備沒有足夠的緩存空間來保存臨時分組

41、，有些分設(shè)備沒有足夠的緩存空間來保存臨時分組，有些分組就會產(chǎn)生丟失。組就會產(chǎn)生丟失。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理器速度慢，也能導(dǎo)致?lián)砣?。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理器速度慢，也能導(dǎo)致?lián)砣?接收端的擁塞反過來會引起發(fā)送端緩沖區(qū)的擁塞。接收端的擁塞反過來會引起發(fā)送端緩沖區(qū)的擁塞。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第72頁 共88頁3擁塞控制和流量控制的差別擁塞控制和流量控制的差別 擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機(jī)、擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機(jī)、所有的路由器。所有的路由器。 流量控制往往是在給定的發(fā)送端和接收端之間點(diǎn)對流量控制往往是在給定的發(fā)送端和接收端之間點(diǎn)對點(diǎn)的通信量。點(diǎn)的通信量。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心

42、第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第73頁 共88頁4.4.2 死鎖死鎖1直接死鎖直接死鎖 通信雙方彼此占用了對方需要的資源造成的死鎖。通信雙方彼此占用了對方需要的資源造成的死鎖。2存儲轉(zhuǎn)發(fā)死鎖存儲轉(zhuǎn)發(fā)死鎖 死鎖發(fā)生在幾個節(jié)點(diǎn)循環(huán)等待對方資源釋放緩沖區(qū)死鎖發(fā)生在幾個節(jié)點(diǎn)循環(huán)等待對方資源釋放緩沖區(qū)出現(xiàn)的一種情況。出現(xiàn)的一種情況。 解決方法可用緩沖池分配法。解決方法可用緩沖池分配法。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第74頁 共88頁3重裝死鎖重裝死鎖 解決死鎖的一種方法是先讓它發(fā)生，然后再處理它。解決死鎖的一種方法是先讓它發(fā)生，然后再處理它。 出現(xiàn)死鎖時，通常是刪除某些分組，以釋放部分緩出現(xiàn)死鎖時，通常是刪除

43、某些分組，以釋放部分緩沖空間，這是打開死鎖的代價。沖空間，這是打開死鎖的代價。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第75頁 共88頁4.4.3 網(wǎng)絡(luò)擁塞的處理網(wǎng)絡(luò)擁塞的處理1擁塞控制的基本原理擁塞控制的基本原理 擁塞開環(huán)控制通過良好的設(shè)計避免問題的出現(xiàn)，一擁塞開環(huán)控制通過良好的設(shè)計避免問題的出現(xiàn)，一旦系統(tǒng)運(yùn)行就不再做更正。旦系統(tǒng)運(yùn)行就不再做更正。 閉環(huán)控制操作：閉環(huán)控制操作： 檢測系統(tǒng)何時何地發(fā)生了擁塞；檢測系統(tǒng)何時何地發(fā)生了擁塞； 將信息傳送到可能采取行動的地方；將信息傳送到可能采取行動的地方； 調(diào)整系統(tǒng)操作以解決擁塞問題。調(diào)整系統(tǒng)操作以解決擁塞問題。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第76頁

44、 共88頁2處理擁塞的方法處理擁塞的方法 分組刪除分組刪除 流量控制流量控制 抑制分組抑制分組 啟用備份設(shè)備或鏈路啟用備份設(shè)備或鏈路 降低載荷降低載荷計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第77頁 共88頁4.5.1 負(fù)載均衡原理與技術(shù)負(fù)載均衡原理與技術(shù)1負(fù)載均衡基本原理負(fù)載均衡基本原理 采用采用一組服務(wù)器一組服務(wù)器共同提供一項或多項服務(wù)，采用專共同提供一項或多項服務(wù)，采用專用設(shè)備或多條鏈路，將應(yīng)用服務(wù)的通信量處理工作，用設(shè)備或多條鏈路，將應(yīng)用服務(wù)的通信量處理工作，智能地分配到整個服務(wù)器組中的不同服務(wù)器上，或智能地分配到整個服務(wù)器組中的不同服務(wù)器上，或均衡分配到多條鏈路上。均衡分配到多條鏈路上。

45、采用負(fù)載均衡技術(shù)后，整個服務(wù)器組在網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)采用負(fù)載均衡技術(shù)后，整個服務(wù)器組在網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)為為一個虛擬的服務(wù)器一個虛擬的服務(wù)器。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第78頁 共88頁 負(fù)載均衡處理：負(fù)載均衡處理： 一是將數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺設(shè)備上一是將數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺設(shè)備上分別處理分別處理； 二是將單個重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺設(shè)備上做并行二是將單個重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺設(shè)備上做并行處理，每個設(shè)備處理結(jié)束后將處理，每個設(shè)備處理結(jié)束后將結(jié)果進(jìn)行匯總結(jié)果進(jìn)行匯總，返回，返回給用戶。給用戶。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第79頁 共88頁2負(fù)載均衡技術(shù)的類型負(fù)載均衡技術(shù)的類型 軟件負(fù)載均衡軟件負(fù)載均衡：

46、 如如DNS Load Balance、Check Point Firewall-1 Connect Control等。等。 硬件負(fù)載均衡硬件負(fù)載均衡： 在功能和性能上優(yōu)于軟件方式在功能和性能上優(yōu)于軟件方式 成本昂貴成本昂貴計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第80頁 共88頁4.5.2 負(fù)載均衡設(shè)計要求負(fù)載均衡設(shè)計要求1負(fù)載均衡策略負(fù)載均衡策略 負(fù)載均衡策略的優(yōu)劣：一是負(fù)載均衡策略的優(yōu)劣：一是負(fù)載均衡算法負(fù)載均衡算法，二是對，二是對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)狀況的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)狀況的檢測方式和能力檢測方式和能力。 常用負(fù)載均衡算法：常用負(fù)載均衡算法： 輪循均衡（輪循均衡（RR）、加權(quán)輪循均衡（）、加權(quán)輪循均衡（WRR） 隨機(jī)均衡（隨機(jī)均衡（Random）、響應(yīng)速度均衡（）、響應(yīng)速度均衡（RT） 最少連接數(shù)均衡（最少連接數(shù)均衡（LC）、處理能力均衡）、處理能力均衡計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心第4章 網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計第81頁 共88頁2負(fù)載均衡設(shè)計要點(diǎn)負(fù)載均衡設(shè)