【正文】 這對擁有多個校區(qū)的大型校園網(wǎng)，而只在某個校區(qū)內(nèi)有業(yè)務服務器來說，是一種很好的網(wǎng)絡性能優(yōu)化方法。接入層交換機分布于校園的各個單位，范圍廣位置復雜，如果被意外構成環(huán)形連接，對網(wǎng)絡性能會有很大影響且難于排查。結合校園網(wǎng)的實際應用需求和現(xiàn)有網(wǎng)絡設備的特點，利用 VTP omain,Trunk 等合理實現(xiàn)了基于 VLAN 技術的邏輯網(wǎng)絡，并利用 VTP 裁剪、 STP 等設置對校園網(wǎng)做進一步的性能優(yōu)化【 29】。用戶在校園網(wǎng)上點擊網(wǎng)絡電影等即可觀看，如在視 頻點播中，若服務器端以5OOkb/s 的速率播放一個 5OOM 的電影，時間為 2h，在視頻服務器上可觀察到 :無論用戶數(shù)多少，服務器端只發(fā)送一個 5OOkb/s 的數(shù)據(jù)流。 4)訪問校內(nèi) FTP, VOD 和網(wǎng)絡電視服務器的多媒體流應用流量，此類流量較大，對課件播放時段的多媒體流設置相應優(yōu)先級。在這些高峰期內(nèi)，通過分類確定流量的優(yōu)先權，并對較高的優(yōu)先權提供最好的性能服務。所以， Web cacheserver 是巧妙地利用信息的可復制性和可共享性，在最佳地點復制和保存供大家使用率高的信息，減少對網(wǎng)絡瓶頸設備和高延遲設備的依賴，從而可提高用戶的使用效率，是一種高效存儲模式技術。 當一個物理網(wǎng)絡中的設備達到一定數(shù)目后，網(wǎng)絡中的廣播、沖突等會極大地降低網(wǎng)絡的使用效率，合理地劃分子網(wǎng)便是有效提高網(wǎng)絡使用率的一個方法。解決這類問題可使用組播 (Multicast )技術，組播作為一種節(jié)省帶寬的網(wǎng)絡技術，適合在視頻類實時多媒體流應用中使用。 QoS 是網(wǎng)絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸 與共享的約定，例如，傳輸延遲允許時間、最小傳輸畫面失真度以及聲像同步等。 校園網(wǎng)數(shù)據(jù)流量越來越大，并發(fā)用戶數(shù)迅猛增長，也對網(wǎng)絡性能的要求越 來越高。 (3)性能分析 :是對采集到的性能管理參數(shù)進行分析 (4)性能控制 :是在性能 分析的基礎上，根據(jù)性能分析的結果，對網(wǎng)絡實行改善網(wǎng)絡性能的操作。隨著校園網(wǎng)的飛速發(fā)展，廣大師生對網(wǎng)絡資源的需求空前增長，校園網(wǎng)服務質(zhì)量也越來越受到校園用戶的關注，因此，校園網(wǎng)性能管理也隨之受到學校領導和網(wǎng)絡管理者的重視。 Web 接口可提供更簡單的操作而不損失功能。的Transcend Enterprise Manager。 (4)可以確保學校數(shù)據(jù)的安全和一致性。因此，校園網(wǎng)絡管理系統(tǒng)在網(wǎng)絡管理中的五大功能域之外，還增加一個信息管理功能模塊，它包括校園網(wǎng)用戶信總和管理信息兩大部分 : (1)用戶管理 :將所有與具體用戶密切相關的信息集中起來，結合 DBMS 加以有效管理，并在與其他管理模塊相配合的基礎上，完成基于用戶的各項服務。配置管理的典型方法是，用邏輯圖來描繪所有的網(wǎng)絡設備及其邏輯關系，并將網(wǎng)絡的確切物理布局，以適當?shù)谋壤成涞竭@個邏輯圖上。 (4)科研應用 :校園網(wǎng)絡可以使用戶共享各類計算機軟、硬件資源以及學術信息資源，從而提高科研的效 率。 (1)服務器 :服務器是指網(wǎng)絡上一種為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xx 機。對于性能模擬而言，可以進行總線網(wǎng)局域網(wǎng)模型的模擬。 忙：只要信道忙，凡是準備好的都應退避 。 。 ，各站最多只有一個準備發(fā)送的分組，包括曾碰撞的 。 軟件實現(xiàn)系統(tǒng)中的一些設定 : 1. CSMA/CD 的模擬程序中的重發(fā)時間不是從均勻分布中單獨選擇，也不是從二進制指數(shù)分布中選擇，而是從隨機分布中選擇。在模擬過程中不得不作一些近似，要注意盡可能限制近似 的程度。建模應抓住主要的本質(zhì)的因素。模型的求解 :數(shù)學分析法、計算機模擬法 (在系統(tǒng)的模型上進行實驗 )。③注意分析模擬精度，盡量消除影響模擬精度的因素。一般一個排隊系統(tǒng)由三個部分組成 :顧客、服務機構和排隊隊列。在計算機通信網(wǎng)中， m 通常指分組交換節(jié)點的輸出信道數(shù)量。例如，人們到商店去購物，當售貨員較 少而顧客較多時就會出現(xiàn)排隊，計算機通信網(wǎng)也有類似的現(xiàn)象。隨機過程論對研究網(wǎng)絡性 能亦有很大的幫助。 OSI 參考模型將計算機數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)分成七個層次，從底向上分別是 :物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層?？偩€ /樹形拓撲能適應較大的范圍，且容易布線。若誤碼率較高，會導致出錯和重發(fā)的機會增多，降低性能。 L 幀長對局域網(wǎng)性能也有一定 影響。 D 延遲指的是在計算機之間傳輸一位數(shù)據(jù)需要花費多少時間。 3 網(wǎng)絡性能的量度及定量研究工具 3. 1 網(wǎng)絡性能的量度 C 容量常常被不規(guī)范地稱作速率或速度，它表示單位時間內(nèi)信道上最多可以傳輸 的比特數(shù)，用位 /秒 (bps)或分組 /秒 (packets / s)來衡量。模擬法具有其他方法無法比擬的優(yōu)點，能迅速對幾種方案進行評判，從中選擇最佳方案，而不必去構造系統(tǒng)，省時省力，節(jié)省費用，而且靈活性大。模擬法比較適合大型系統(tǒng)的性能預測。只要得到了每一個性能的量度與其它量度及影響因素之間的數(shù)學表達式，那么整個網(wǎng)絡的性能就可以準確把握了。目前流行的大多數(shù)網(wǎng)絡測試軟件及設備均屬于這種情況。簡單的分為定性分析、評價的定量分析、評價兩種。 規(guī)劃、設計網(wǎng)絡和總體結構，建立本單位的內(nèi)部網(wǎng)絡，然后接入 Inter，一方面可以方便、快捷地訪問所需的信息資源，另一方面可以把自己的信息快速發(fā)布到網(wǎng)上，和全世界建立密切聯(lián)系。特定的媒介訪問技術往往有幾種不同的實現(xiàn)方案，由此產(chǎn)生不同的性能模型。計算機模擬提供了一種很好的評價方法，尤其適用于模型太復雜、數(shù)學分析難以得出結果的情況，把數(shù)學分析結果與計算機模擬結果進行對比，可以確定模型的正確性。工 ETF是 SNMP 的締造者， SNMP 規(guī)定了管理信息交換的體系結構和標準，但是相對于整個網(wǎng)絡性能監(jiān)控體系結構而言， SNMP 僅僅定義了底層標準，因而也是不完整的。由于不可能在短期內(nèi)實現(xiàn) OSI 管理， IAB 要求 IETF 制定一個暫時的標準。 當前， Inter 性能監(jiān)控的研究正面臨諸多挑戰(zhàn)。目前主要包括第二代工 Inter 劃中的 Surveyor 工程、 NSF 資助的 AMP 工程和 NIMI 工程、 Windmill 工程等。數(shù)學分析法、計算機模擬法和實際測量法是三種基本的分析、評價方法。網(wǎng)絡性能的研究，對于網(wǎng)絡協(xié)議的評價、改善和開發(fā)也具有重要的參考價值。性能評價 。 隨著網(wǎng)絡規(guī)模不斷的擴大，網(wǎng)絡用戶不斷的增加要求網(wǎng)絡安全、可靠。因此，設計開發(fā)智能化的校園網(wǎng)并能擴展到城域網(wǎng)的網(wǎng)絡性能分析系統(tǒng)勢在必行。 當前主要的網(wǎng)管標準和協(xié)議都源于 ISO (The InternationalOrganization for Standardization)的思想和定義。然后重點對常用的局域網(wǎng)拓撲一總線網(wǎng)的性能進行了系統(tǒng)的分析與評價。性能分析意味著建立和研究數(shù)學模型，以便盡可能精確地預測網(wǎng)絡的性能。開發(fā)新的網(wǎng)絡協(xié)議，也要充分考慮軟件協(xié)議對性能的影響。首先，對網(wǎng)絡的性能進行分析、評價，獲得網(wǎng)絡性能的總體情況，可以評估、 鑒定和驗收一個現(xiàn)有網(wǎng)絡的性能。常用的定量分析方法有數(shù)學分析法、計算機模擬法和實際測量法及綜合評價法四種。像 HP 的 Inter Advisor,WG 的 Domino 等都屬于網(wǎng)絡協(xié)議 分析儀。因為一個系統(tǒng)往往可以等價于一個排隊系統(tǒng)。但當所作的假設太多、太牽強時，往往又使模型失去了實際意義。 另外，對系統(tǒng)性能的評價還取決于測試設備與手段，比如說數(shù)據(jù)采集。理想化的吞吐量等于系統(tǒng)提供的負載。使用延遲是由于競爭共享介質(zhì)造成的，因為只有當介質(zhì)空閑時才能進行通信，像 CSMA / CD 中的沖突檢測、令牌環(huán)網(wǎng)絡中的令牌傳遞均需要花費一些時間。 N 當每個站點提供的負載一定時，網(wǎng)絡的總負載隨站點個數(shù)的增加而增加。 網(wǎng)絡拓撲結構的影響 拓撲結構的選擇要考慮網(wǎng)絡的適應性、可靠性、可擴充性和性能。 網(wǎng)絡協(xié)議的影響 網(wǎng)絡協(xié)議對局域網(wǎng)的性能影響很大。爭用方式適合突發(fā)性的數(shù)據(jù)傳輸?？梢宰C明 :m 個泊松過程的合成仍為泊松過程，此即泊松合成定理。 一般排隊系統(tǒng)中顧客的到達是隨機的，即任意相鄰兩顧客到的時間間隔 Ti 是一個隨機變量。由此可以推出，傳送一個分組的平均時間，即分組的平均發(fā)送時間為1/bc(s)，每個輸出信道發(fā)送分組的速率為 c(它對應著一個服務員的服務速率均為 b )。上式適用于不同的顧客到達模式、服務時間分布、服務員個數(shù)和服務規(guī)則。 通常會作以下假定 : 1)誤碼率為 0 2)傳播時間遠小于傳輸時間 3)重發(fā)等待時間隨機且服從均勻分布 4)報文的產(chǎn)生速率各站相同 5)報文的長度固定 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xvii 、評價的主要步驟 1)模型具有三個特征 :首先，模型是現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象 。線性、非線性等。性能分析要做的工作就是在一定假設的基礎上，找出性能的定量參數(shù)之間的數(shù)學關系，比如吞吐量與提供負載之間的關系、延遲隨負載的變化情況等，使用數(shù)學的工具主要是概率論與排隊論。對一些重要的定量關系，繪出與數(shù)學公式對應的圖形或曲線，以便直觀地考察不同參數(shù)之間 的關系及相互影校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xviii 響。 ，泊松到達，包括新分組和碰撞分組 。 ：從均勻分布中單獨選擇，從泊松分布中單獨選擇 :為單服務員，非排隊系統(tǒng)，為隨機訪問機制，僅能根據(jù)到達的時間先后進行模擬 。如 u，過大，造成延時增多 。 t:凡是 (發(fā)送時間一當前時鐘 )J+t 的發(fā)送幀，都應準備 。 5 校園網(wǎng)絡性能管理概述 校園網(wǎng)絡通常是指利用網(wǎng)絡設備、通信媒質(zhì)和相應的協(xié)議及各類系統(tǒng)管理軟件，將校園內(nèi)計算機和各種終端設備有機的集成在一起，同時又通過防火墻與外部的Inter 網(wǎng)絡連接，以用于教學 、科研、學校管理信息資源共享和遠程教育等方面的局域網(wǎng)。一般來說，學校主頁的主要內(nèi)容包括 :學校歷史、院系、部門介紹、專業(yè)設置等信息。 :檢測、定位和排除網(wǎng)絡硬件和軟件中的故障。 對校園網(wǎng)的各項管理功能需要通過網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來實現(xiàn)。因此，我們可將校園網(wǎng)管理的重要性概括如下 : (1)確保網(wǎng)絡教學和網(wǎng)絡辦公不致中斷。 (1)代理方式 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xxii 就是將一個 Web服務器加到一個內(nèi)部工作站 (代理 )上，這個工作站輪流與端設備通信，瀏覽器用戶通過 HTTP 協(xié)議與代理通信，同時代理通過 SNMP 協(xié)議與端設備通信。 (2)嵌入方式 將 Web能力真正地嵌入到網(wǎng)絡設備中，每個設備有它自己的 Web 地址，管理人員可輕松地通過瀏覽器訪問到該設備并且管理它。監(jiān)測即跟蹤網(wǎng)絡的行為 。 性能管理的目的和功能 性能管理的目的是對網(wǎng)絡、網(wǎng)絡單元或設備進行性能監(jiān)視，采集相關的性能統(tǒng)計數(shù)據(jù)，評價網(wǎng)絡和網(wǎng)絡單元的有效性，報告網(wǎng)絡設備的狀態(tài)，支持網(wǎng)絡規(guī)劃和網(wǎng)絡分析。目前已經(jīng)定義的度量內(nèi)容有【 10】。 校園網(wǎng)數(shù)據(jù)流量越來越大，并發(fā)用戶數(shù)迅猛增長，也對網(wǎng)絡性能的要求越來越高。 3)擁有對網(wǎng)絡使用的控制權，避免不良使用 。 3)客戶端不必向媒體流服務器注冊，如果希望接收某媒體流服務器的數(shù)據(jù)時，只需加入該媒體流服務器所播放數(shù)據(jù)所在的多播組即可。 Web Cache Server 根據(jù) CERNET 網(wǎng)絡中心流量分析結果顯示，目前 80%左右的國際流量是基于 WWW 的，其中有相當大的冗余成分。 Qos 在校園網(wǎng)流量中的應用 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xxvi 針對校園網(wǎng)中網(wǎng)絡應用種類繁多的特點，可以按照不同網(wǎng)絡設備上不同的網(wǎng) 絡應用進行網(wǎng)絡帶寬和路由的分配，保證各種應用端到端的服務質(zhì)量。 2)訪問管理網(wǎng)段的流量，通過利用 VLAN，將所有不同地理位置上的交換機和 IP地址管理集中在某個管理網(wǎng)段。如果用戶已經(jīng)退出組播組或關機，則組播路由器會自動在組播樹上進行剪枝和嫁接的過程，以保證組播信息的到達以及網(wǎng)絡帶寬的合理利用。3)客戶端創(chuàng)建兩個 UDP 連接，將包路由到客戶端所在網(wǎng)絡 。 VLAN 性能優(yōu)化 VLAN 的良好性能給我們帶來了方便，但是它的實現(xiàn)是需要 有帶寬開銷的。當然，各學?？梢詫抑行牡?cache 系統(tǒng)設為 parent，與國家級的。在用戶量集中的部分，建立各自的Web cache server，并互相設置為 sibling cache，在校園網(wǎng)內(nèi)部也起到了負載均衡的作用。通常在實際應用中，可在網(wǎng)絡中心布置一臺較高檔的服務器，作為校園網(wǎng)的 parent cache，在網(wǎng)絡流量較大的圖書館、計算機中心等部分，分別布置 PC 服務器作為 sibling cache，把用戶經(jīng)常訪問的網(wǎng)站內(nèi)容存儲到緩存中，這樣，校園網(wǎng)內(nèi)部用戶再訪問那些網(wǎng)站時，就可以從緩存里調(diào)用。由于網(wǎng)絡中運行的某些特殊應用軟件要依賴于廣播來實現(xiàn)，所以實際劃分中還要根據(jù)某個范圍內(nèi)網(wǎng)絡應用與通信流量的特點來縮小這個數(shù)目。2)若這個媒體是一個直播流，視頻服務器就在己建立的 TCP/IP 連接上發(fā)回一個消息，通知客戶端組播地址和組播端口【 28】。 組播在應用系統(tǒng) 中的實現(xiàn) 組播用戶通過 IGMP 加入組播組，用戶可以登記加入多個組播組。 根據(jù)校園網(wǎng)的實際應用可將校園網(wǎng)流量分為五大類，針對不同類型的流量分配不同的速率限制和服務級別。國際上一般采用 ICP(Inter Cache Protocol,RFC2186, 2187)進行 cache 系統(tǒng)分級互聯(lián)。3)簡化網(wǎng)絡管理，提高網(wǎng)絡性能 。組播主要有如 下特點： 1