在企業(yè)網(wǎng)的成長(zhǎng)過程中,網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施帶寬瓶頸的煩惱是最早也最輕易被發(fā)現(xiàn)的。
原有網(wǎng)絡(luò)隨著用戶的增加和應(yīng)用的豐富,帶寬資源會(huì)被大大占用,非凡是在企業(yè)網(wǎng)的出口位置以及骨干網(wǎng),上面的流量可能經(jīng)常會(huì)在高峰期跑到97%以上。
在筆者所在大學(xué)的100M企業(yè)網(wǎng)Internet出口上,帶寬監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示,在高峰期的帶寬占用經(jīng)常達(dá)到95M至98M.一旦達(dá)到峰值,用戶都會(huì)普遍感到網(wǎng)絡(luò)速度明顯減慢了。各種以前用得很順手的應(yīng)用,都會(huì)因?yàn)閹挼牟蛔愣嘈我娮尽H缦螺d文件的速度明顯慢了幾倍,以前流暢的音頻和視頻通訊,現(xiàn)在變得語音質(zhì)量下降。
修路
針對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的問題,解決的辦法有兩種途徑。一種途徑就是“修更寬的路”,就像城市建設(shè)一樣,修更多更寬的路是首要的基礎(chǔ)條件。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)來說,就是把幾年前建網(wǎng)時(shí)的帶寬從100M網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到千兆甚至萬兆。網(wǎng)絡(luò)帶寬的升級(jí)將大大改善應(yīng)用的使用情況。有些人提到升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施到萬兆以太網(wǎng)就搖頭,搖頭的原因不是萬兆不好,也不是它的應(yīng)用用不著萬兆,而是有一個(gè)先入為主的概念“我用不起萬兆,萬兆太貴了”。
其實(shí)隨著萬兆標(biāo)準(zhǔn)制定下來已經(jīng)有幾年了,萬兆設(shè)備隨著出貨量的增加,技術(shù)成熟了,價(jià)格也降了很多,已經(jīng)不再是陽(yáng)春白雪高高在上,企業(yè)網(wǎng)完全有了萬兆以太網(wǎng)施展拳腳的舞臺(tái)。更重要的是,萬兆能給企業(yè)網(wǎng)帶來很多的好處和便利。企業(yè)網(wǎng)配備高效的10G以太網(wǎng)能夠滿足未來幾年的需要,這樣要比配備多條千兆以太網(wǎng)連接要好得多,而且一般來說,企業(yè)并沒有那么多的空余光纜來做鏈路聚合。10G以太網(wǎng)的骨干使得企業(yè)網(wǎng)內(nèi)用戶桌面帶寬可以輕松從100M升級(jí)到千兆,骨干上不會(huì)感到吃力。CAD設(shè)計(jì)部門等需要處理大量數(shù)據(jù)的員工,可以在更短的時(shí)間內(nèi)傳輸巨大的數(shù)據(jù)文件,從而節(jié)省時(shí)間,增加了每個(gè)員工的工作效率,這里面節(jié)約的成本是很高的。而且采用單一的10G以太網(wǎng)骨干,而不是多路千兆以太網(wǎng)的聚合,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)治理,減少了單點(diǎn)故障。
萬兆以太網(wǎng)產(chǎn)品提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)功能,如基于策略的QoS、基于硬件的MPLS,和多播、組播功能,能在企業(yè)網(wǎng)中發(fā)揮了重要的作用。千兆以太網(wǎng)到萬兆以太網(wǎng)的升級(jí),其意義絕不僅僅在于簡(jiǎn)單的速度的10倍提升。
由于萬兆以太網(wǎng)具有更大的覆蓋范圍,萬兆以太網(wǎng)已經(jīng)成為有史以來企業(yè)網(wǎng)和主干網(wǎng)無縫連接的一種手段。萬兆以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是能減少網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,兼容現(xiàn)有的局域網(wǎng)技術(shù)并將其擴(kuò)展到廣域網(wǎng),同時(shí)有望降低系統(tǒng)費(fèi)用,并提供更快、更新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
疏導(dǎo)
網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施帶寬瓶頸另外一種解決途徑就是使用服務(wù)質(zhì)量保證Qos技術(shù),類似交通治理部門的“公交專用車道”,在Qos的保證下,視頻和音頻應(yīng)用這些對(duì)延遲時(shí)間敏感的應(yīng)用,將在網(wǎng)絡(luò)中被優(yōu)先傳輸,而普通文件下載等應(yīng)用將被賦予較低的優(yōu)先級(jí),通過分級(jí)別的方法,讓不同應(yīng)用根據(jù)自己的特點(diǎn)得到相應(yīng)的處理方法。
采用QoS可以解決或改善諸如傳輸延遲,延遲抖動(dòng),包丟失等問題,從而保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。然而QoS最大的作用在于能夠控制帶寬的使用,QoS可以把帶寬優(yōu)先分配給重要的進(jìn)程如商務(wù)處理程序,保證這些進(jìn)程的穩(wěn)定性。
當(dāng)考慮實(shí)施QoS的時(shí)候,首先必須決定使用的產(chǎn)品是否能夠進(jìn)行高層的探測(cè)。QoS主要工作在OSI網(wǎng)絡(luò)模型的第四層和第七層,在第四層將只檢測(cè)端口號(hào)和ip地址,但現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)往往把很多服務(wù)映射到同一個(gè)端口,比如HTTP使用的80端口。因此工作在第四層的QoS經(jīng)常不能有效的控制帶寬的使用,因?yàn)樗鼈儫o法區(qū)分使用同一個(gè)端口的各種服務(wù)。而工作于第七層的QoS可以做到,比如可以區(qū)分一個(gè)使用HTTP協(xié)議的進(jìn)程是在傳輸一個(gè)網(wǎng)頁(yè)還是在下載一首mp3歌曲。
接下來需要考慮QoS的具體實(shí)現(xiàn)方法,有簡(jiǎn)單的方法,也有復(fù)雜的策略。簡(jiǎn)單的方法比如給路由器配備更多的內(nèi)存,對(duì)圖片、視頻、音頻文件進(jìn)行有損或無損壓縮等。還有一個(gè)很有效的簡(jiǎn)單方法是在Web服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)HTTP壓縮,也可以解決帶寬的問題,但是會(huì)增加服務(wù)器CPU的負(fù)擔(dān)。假如以上這些簡(jiǎn)單的方法并不能解決問題,那就需要采用一些復(fù)雜的策略來實(shí)現(xiàn)QoS.主要的策略有ToS、IntServ、DiffServ、流量整形(traffic shaper)四類。目前用得比較多的就是DiffServ和流量整形。
DiffServ解決了IntServ和ToS存在的一些問題。DiffServ的尺度性更好,可以跨網(wǎng)絡(luò)工作。網(wǎng)絡(luò)中形成的DiffServ路由器的集合,稱之為DiffServ云。通信業(yè)務(wù)在進(jìn)入DiffServ云之前進(jìn)行分類。DiffServ的最大優(yōu)點(diǎn)是DiffServ采取邊界操作,一旦通信業(yè)務(wù)進(jìn)入DiffServ云,DiffServ內(nèi)部的路由器不需要維護(hù)QoS狀態(tài)信息,這可使路由器專注于其路由功能。然而DiffServ提供的QoS可猜測(cè)性并不是很好,DiffServ云內(nèi)部的路由器可能更改了ToS字段從而造成錯(cuò)誤的處理。在大型局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中使用DiffServ的效果還是不錯(cuò)的。
使用流量整形也是最有效的QoS實(shí)現(xiàn)方法之一,流量整形產(chǎn)品家族包括Allot Communications,Lightspeed System,Packeteer and Sitara Networks等公司的產(chǎn)品。這些設(shè)備的操作具有獨(dú)立性,安裝這些設(shè)備后,網(wǎng)絡(luò)的其余部分不需要變更。業(yè)務(wù)流量整形傳統(tǒng)上位于網(wǎng)絡(luò)邊緣,盡管可以使用它們對(duì)內(nèi)部局域網(wǎng)流量進(jìn)行整形。而且業(yè)務(wù)流量整形工作于第七層,可以解決前面提到的多種服務(wù)共用同一端口的問題。業(yè)務(wù)流量整形可以進(jìn)行基于業(yè)務(wù)分類(比如按協(xié)議,子網(wǎng)進(jìn)行分類)的流量整形,可以設(shè)定最小最大帶寬,在帶寬條件答應(yīng)的時(shí)候還答應(yīng)突發(fā)傳輸,流量整形的工作原理可分為基于隊(duì)列的算法和基于TCP滑動(dòng)窗口策略兩類。
至于是專注于“修路”還是“疏導(dǎo)”,合理的辦法應(yīng)該是根據(jù)實(shí)際情況,兩個(gè)結(jié)合起來使用。修路是前提,沒有路,就無法提及疏導(dǎo)交通。疏導(dǎo)交通是二兩拔千斤的有效辦法,能在節(jié)省開支的情況下達(dá)到很好的效果。
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